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AUMENTO DE LOS BENEFICIOS DE Cu-Mo FLOTACIÓN
1. Recibo de ganancia en flotación
1.1. Flotación separada de partículas finas y gruesas
1.2. Existen muchos modos de flotación de partículas finas Yo hice muchas investigaciones en área de flotación de partículas finas y ultrafinas. Yo constituyé, que en flotación de partículas finas es necesaria la presencia de micro burbujas. Es posible crear micro burbujas por descomposición electrolítica de agua, creación del vacio, ultrasonido, por abastecimiento de pulpa por tangente con creación del efecto del tubo de Venturi y otros métodos. No es importante, que método fue usado para crea micro burbujas. Presencia de micro burbujas permite realizar flotación de partículas finas sin separación previa de pulpa a las fracciones fina y gruesa. Además, en general, micro burbujas aparecen en superficie de partículas hidrofóbicas. Secreción de micro burbujas en el superficie de mineral es más posible termodinamicamente, que su secreción en el volumen de agua (el cálculo está en mi libro). Lo más importante es que con presencia de micro burbujas se alcanza una proporción óptima entre burbujas y partículas, que permite a partícula fijarse en burbuja. Para máquina de flotación de tipo mecánico esta proporción es Rburbuja:Rparticula≈10, donde Rburbuja≈0,6-0,8 mm, Rparticula≈0,07 mm (70 μm).
Por ejemplo, en La Planta se tiene la flotación en las celdas neumáticas G-Cell. La máquina de flotación G-Cell realiza la flotación por preción. Celda G-Cell presenta mejores rendimientos debido a la generación muchos micro burbujas en la superficie de los minerales hidrofóbicos y hidrofobizadas (un tamaño menor a 45 micrones).
1.3. Problema semejante se observa durante flotación en columna
Durante flotación en columna, el tamaño de burbujas es más grande que durante flotación en una máquina mecánica de flotación. Generalmente, columnas se usan para separación de concentrados de cobre y molibdeno, por eso tamaño de partículas es más fino. De este modo, la proporción entre partículas y burbujas durante flotación en columna es Rburbuja:Rparticula es igual a 20-50; donde Rburbuja≈2,0-4,0 mm, Rparticula≈0,07 mm. No es sorprendente que hasta partículas más grandes no pueden fijarse en burbujas tan grandes. Teóricamente, para una mejor fluencia de flotación en columna, tamaño de partículas debe ser aproximadamente 0,2-0,4 мм. También velocidad de subida de burbujas grandes al superficie es mayor, mas superficie de burbujas grandes se deforma, que provoca caída de partículas. Las perdidas de cobre y molibdeno son resultados de flotación en columna. Estas perdidas son más sensibles, porque en columna se separan los productos más ricos.
Uso de aireadores auxiliares, que permiten crear las micro burbujas, y elección de la mezcla de los espumantes, que imposibilitan coalescencia de burbujas, son resoluciones de este problema.
1.4. Un gran problema de flotación en columna es la caída de partículas de molibdenita desde estrato espumoso
Bajada de perdidas de molibdenita en resultado de caída de sus partículas desde estrato espumoso en columna. Existen varias resoluciones de este problema.
Por ejemplo, elección de mejores reactivos. En todo el mundo, y en Las Americas en particular, se paga mucha atención al problema de selección de los espumantes. Por ejemplo, existen trabajos, que muestran que para flotación de partículas finas el reagente más efectivo es MIBC, cuando para flotación de partículas gruesas Dawfroth es el mejor. Por su puesto, está de acuerdo con las tendencias generales: usar el reactivo más fuerte en flotación colectiva, y el más debil en selección. Sin embargo, como señalan investigaciones numerosos de flotación de mineral Cu-Mo, la extracción de mineral es mucho más alta con uso de glicoles, que con el uso de MIBC. Probablemente es posible de compositar una mezcla de espumantes para aumentar la eficacia de separación de cobre y molibdeno. Pero esta mezcla debe ser producto de un fundamento scientífico, y no el de mezcla simple de 1:1, 1:1:1.
Otra resolución es el uso de celdas para recibir tres o cuatro productos en vez de dos: concentrado, subproducto, relaves. El producto industrial se elabora por una esquema distinta y separada. Generalmente, producto industrial es un producto con propiedades muy particulares de flotación, que son diversos de propiedades de concentrado y relaves, son otros minerales (conjuntos de minerales).
Durante molienda de partículas, su tamaño no es semejante y está entre –200 μm y 0 μm. Grandes perdidas de cobre en flotación resultan por las partículas ultrafinas –20(-30)+0 μm y las partículas gruesas +100(+150) μm como resultado. Elaborando minerales de Cu-Mo, relave contiene 20-40% de clase de –20+0 μm, mas perdidas de metal con este clase de tamaño es igual a 60-70% de la pérdida general.
Muchos trabajos están dedicados a investigación de flotación separada de partículas finas y partículas de grandeza. Flotación separada de partículas finas permite recibir resultados buenos. En Las Americas igual existen adeptos de la flotación separada de partículas gruesas y partículas finas.
Por ejemplo, en La Planta realiza una esquema que incluye la clasificación de los relaves fresco y la flotación de las partículas finas (el rebose de los hidrociclones) en las canaletas abiertas.
Se ocurre otra solución si imaginar los procesos que pasan en la pulpa e imaginar el mecanismo de caída de partículas. En inicio de flotación, el superficie de partículas es relativamente límpia. Después, los reactivos empiezan a sorberse en el superficie, formando una capa fina monomolecular. Después, se aumente la cantidad de reactivos en el superficie de mineral, formando películas, que se exfolian en seguida. El superficie de partículas de calcopirita se oxida muy fuerte al término de flotación, en el superficie se forman películas óxidas. En resultado, partículas de calcopirita pierden su actividad flotativa. Además, partículas finas de calcopirita se pegan al molibdenita, porque tienen cargas distintas de superficie. Carga de molibdenita es (+0,21 V), y de calcopirita es (+0,16 V). A mayor diferencia potencial corresponde mayor capacidad de las partículas pegarse a las otras. Por eso partículas de calcopirita se pegan al superficie de molibdenita.Generalmente, partículas de calcopirita tienen forma redondeada, son partículas finas y ultrafinas, porque se tienden a remolienda. Partículas de molibdenita tienen forma de laminas según su naturaleza. Fuerza de atracción molecular entre partículas con forma diferente es mayor que entre partículas de misma forma (ejemplos de cálculo están en mi libro y publicaciones). Por eso es más probable que partículas redondas de calcopirita se pegarán a partículas planas de molibdenita, y es menos probable que partículas redondas de calcopirita se pegarán una a otra.¿Por qué partículas finas adheridas de calcopirita son perniciosos? Partículas finas y ultrafinas de calcopirita pasivan superficie de molibdenita e imposibilizan su adherencia v burbuja. En resultado burbuja se pega a partículas finas de calcopirita. Otra propiedad es que en flotación selectiva en columna, agregamos colectores solo para flotación de molibdenita. Así, burbuja se pega a lamina de molibdenita a través de capa intermedia de calcopirita. Este contacto no es firme, por eso partículas de molibdenita se caen.
De esa manera, en resultado de fuerzas moleculares y eléctricos, partículas de calcopirita se pegan fuertemente a partículas de molibdenita e imposibilizan su flotación. Separarlos uno de otro es muy difícil. Es un problema complejo, hay que cambiar la carga de superficie de minerales.
Las soluciones posibles de este problema son:
1) Limpieza de superficie en interacción de una coacción externa (ultrasonido, electroímpulso, etc.) o limpieza de superficie de partículas con los reactivos.
2) Flotación separada de partículas finas y de las gruesas.
3) Uso de reactivos para coerción de flotación de partículas finas.
4) Mejorar liberación los particulas durante en el molienda.
5) Disminución de velocidad de subida de burbujas a superficie.
6) Elaboración de pulpa por el método de electrocatodo.
1.5. Bajada de oxidación de superficie de partículas de calcopirita
Como se ha dicho antes, en Las Americas el superficie de partículas de calcopirita se oxida fuertemente y pierde capa
cidad de pegarse e burbuja al término de flotación. Es imposible restaurar la actividad flotativa de superficie de calcopirita ni con acondicionado largo, ni tampoco con uso de reactivos de flotación. Por eso existen perdidas grandes de cobre que se elimina con relaves de flotación.Los soluciones posibles son:1) Molienda de mineral, cuando se “desnuda” el superficie reciente de mineral durante molienda por etapas y flotación.2) Uso de las ondas distintas (electro ondas, ultrasonido) para limpieza de superficie de minerales.3) Flotación con extracción de cabeza de cobre.
1.6. Aumento de volumen de mineral elaborado
Aumento de volumen de mineral elaborado es posible por aumento de velocidad de flotación.
Es posible aumentar velocidad de flotación, seleccionando reactivos, determinado tiempo óptimo de acondicionamiento e influencia electro-mecánica.
2. Uso de la mezcla de los reactivos
2.1. Uso de los reactivos más baratos
Hoy, algunas plantas deciden reemplazar los reactivos caros de EE.UU. A otros, más baratos o no tradicionales. Pero no existen reactivos baratos, que pueden completamente reemplazar al xantato, ditiofosfato, mercaptano. Mi planteamiento consiste de creación de mezclas de reactivos buenos para subir extracción. El consumo de reactivos baratos puede ser mucho más alto, cuando calidad de concentrados podría bajarse. Además, uso de algunos reactivos puede dañar muy fuerte a la ecología. Yo pondría mucho atención a este punto. Mas que gasto de reactivos es, generalmente, no más de 3%.
2.2. Uso de mezcla de los reactivos para aumentar extracción de cobre y molibdeno
Muchos colectores, mezclandolos, permiten aumentar extracción de cobre y molibdeno al concentrado, creando el efecto sinergético. Allí, surtido moderno de reactivos contiene mezclas, que no someten pirita a flotación. Mezcla de los espumantes no lleva el efecto sinergético, pero permite hacer una espuma de calidad necesaria.
2.3. Orden de abastecimiento de reactivos
Orden de abastecimiento de reactivos a la pulpa tiene una grande importancia.
Por ejemplo, para la sulfurización de superficie de mineral, hay que agregar Na2S antes del xantato. Igual es necesario un tiempo para realización de la reacción. En algunas plantas lo olvidan, y agregan los dos juntos. Gasto excesivo es el resultado. Y es solo un único ejemplo de abastecimiento incorrecto de reactivos, entre muchos otros.
2.4. Acondicionamiento de la pulpa antes de flotación
Duración de acondicionamiento de la pulpa con reactivos es individual para cada mineral. Y eso que acondicionamiento de la pulpa con aire da resultados buenos en algunas plantas. En este caso existen muchas particularidades para cada tipo de mineral, y hay que pagar atención a ellos (tiempo acondicionamiento, etc).
3. Problemas en flotación del arsénico
Problema de extracción del arsénico de concentrado puede ser resuelta. No se puede versar este problema como casos particulares:
3.1. Separación de arsenopirita (FeAsS) y pirita (FeS2).
3.2. Separación de enargita (Cu3AsS4) y calcopirita (CuFeS2).
3.3. Separación de tennantita (Cu12As4S13).
Existe un problema: extracción de incrustación nociva (As) de concentrado. Este problema existe en elaboración de minerales, que contienen Pb, Cu, Mo, Sb, Ni, Cd, Au, Sn, Co, Zn, Bi, Te, Ag, pirita, pirrotina y otros. Hay que ver este problema como un proceso independiente llamado «Resolución de problema de flotación de minerales, que contienen arsénico». Hay que ver este proceso como «Flotación de arsénico” (en analogía con “Flotación de cobre”, “Flotación de molibdeno”). Así, problema de flotación del arsénico se ve en una manera muy particular.Sin dudas, problema de flotación del arsénico es muy complicada para todos clases de minerales. Se basa en que hay que separar minerales sulfuros. Para los todos se utilizan colectores iguales. Lo difícil es encontrar reactivos-modificadores selectivos (activadores, depresores y otros). Existen reactivos, que están capaces de oprimir selectivamente algunos minerales, y en mismo tiempo activar superficie de los otros. En planeta existen patentes para algunos minerales, los reactivos nuevos para extracción del arsénico de mineral. Primeramente hay que hacer una tabla, analizar patentes conocidos en flotación de minerales que contienen arsénico, y probarlos con mineral chileno. No se puede olvidar que minerales de diferentes yacimientos se flotan en forma diferente, aunque tienen denominación y formula iguales. Por eso reactivos, usados con suerte en una planta, pueden no dar efecto esperado en otra planta. También los reactivos y extractos (por ejemplo, aceite de pino o extracto de corteza de roble), hechos en distintas partes del mundo, tienen sus características distintas.Mis observaciones en Las Americas demostraron, que en flotación de algunos minerales, primeramente se flotan las partículas finas, pero concentración del cobre en este concentrado es miserable. Además, flotación de arsenopirita durante primeros minutos es más probable termodinamicamente (hacienda de disolubilidad). Por eso, cambio de esquema puede incluir extracción de arsenopirita en la parte inicial del proceso, en la primera celda en conjunto con lamas. Esta hipótesis necesita investigaciones más detalladas y atentos.4. Mejora de tecnología según pruebas selectivas de cada celda
Hemos llevado a cabo un extenso trabajo sobre cinética y dinámica de flotación en laboratorio con muchos tipos de minerales y escorias, y también en plantas. Además, hemos desarrollado métodos únicos de cálculo para identificar debilidades en el funcionamiento del equipo. Y no importa donde se encuentra la planta - en Las Americas, Australia, EE.UU, Canadá o en otra zona. Es suficiente solo analizar los datos de pruebas selectivas de cada celda.
Es posible identificar:
1) Si hay flotación de minerales en primeros minutos, o en primeros minutos se flotan partículas viscosas finas y partículas de ganga;
2) Si hay suficiente cantidad de celdas, o flotación continua intensamente pero ya no hay celdas para flotación;
3) Si hay aireación suficiente o excesiva en cada celda;
4) Si es necesario más acondicionamiento, y en qué punto del proceso;
5) Calidad de funcionamiento de cada máquina de flotación y su defectos (en caso de que haya);
6) Calidad de configuración de una cascada de máquinas de flotación.
Nuestras metodologías permitieron recibir una ganancia sensible en las plantas activas hoy.
5. Cambio de dirección de los flujos
En base de investigaciones de flotación en laboratorios y en general en mundo, es posible de cambiar algunos eslabones de la cadena, y eses cambios no son totales (reconstrucción de planta), sino que solo redirección de los flujos.
Es un dato conocido que en momentos iniciales se someten a flotación partículas más activas, como partículas libres de cobre de sulfuro, por ejemplo, calcopirita. Frecuentemente, concentración de cobre en la primera celda corresponde a la concentración de producto ya determinado. Por eso se puede redireccionarlo como el producto ya hecho. En las siguientes celdas las concrescencias de calcopirita y pirita, igual que los óxidos de cobre, se extraen al producto espumoso. Eses productos tienen otros características de flotación, y es posible hacer su flotación siguiendo una esquema distinta. En fase final de flotación se extraen partículas ultrafinas y lamas, cuya flotación es recomendada para realizarla en una esquema separada. En esquema moderna de flotación, todos eses productos que tienen características de flotación distintas, se mezclan, formando problemas, descritos anteriormente, e igual perdidas de metal con relaves.
6. Cálculo de esquemas y descubrimiento de debilidades de esquema
Cálculo de esquemas permite descubrir, que equipo funciona sobrecargado, y que equipo da menos trabajo de lo necesario. Este es un método bueno para descubrir debilidades de esquema. Siempre hay que recordar que proyecto fue calculado para elaboración de un tipo de mineral, pero durante explotación, características y calidades de mineral están en cambio, y este dato pide correcciones de esquema.
7. Ganar ahorro por condiciones climáticas buenas
7.1. Superfluidad de recintos y calefacción
Las Americas, Australia, Sudáfrica y México están en zonas climáticas calientes, que son favorables para realización de procesos tecnológicos y no necesitan construcción de edificios. En latitudes árticas, polares, subpolares y zonas adyacentes, mayor gasto es la construcción de edificios gigantes con calefacción. La planta, los almacenes de mineral y concentrado y los espesadores deben ser calentados. Imagine, ¡cuanta energía hay que gastar para calentar un edificio de área equivalente a área de varias canchas de fútbol, con temperatura de entorno de -40°С y más baja!
7.2. Secado de concentrados y mineral en condiciones naturales
En condiciones climáticas frías se usa solo sacado artificial, concentrados se secan en enormes y potentes secadoras de gas. Secado es el proceso que consume más energía en las plantas. En Las Americas, Australia, Sudáfrica y en México usan sacado natural con buen éxito.
7.3. Lixiviación de todo el año
En Siberia, lixiviación terrestre (superficial) de mineral es posible solo estacionamente acerca de 2-4 meses en año por clima muy fría. En Las Americas, lixiviación de mineral se hace durante todo el año.
Así, ya es imposible de recibir ganancia adicional para minería en esta área de ahorro de energía. Ya hay una ganancia para empresas mineras. Y esta ganancia es muy relevante. En las plantas de zonas de Las Americas, Australia, Sudáfrica y de México existe un gran ahorro de energía, materiales, fuerza y recursos solo por condiciones climáticas favorables.
8. Recibir economía en área de molienda
8.1. Uso de SAG, uso de molienda gruesa
Molienda tiene el segundo lugar de consumo de energía, después del sacado artificial. En Las Americas, gastos de molienda constituyen 50-65 %. Frecuentemente, en Las Americas hacen flotación de partículas de tamaño de 150 μm (o 100 μm). En países con minerales más dificultosos para separar (Eurasiática), la flotación colectiva de sulfuros se hace con partículas de tamaño de 74 μm, y la flotación selectiva se realiza con partículas de tamaño de 44 μm.
Entonces, Las Americas tiene un gran ahorro en consumo de energía durante molienda por el uso de mineral bien separable. Además, gastos por bolas en Las Americas se disminuyen por el uso de SAG.
8.2. Uso de molienda por etapas y flotación
Es posible de lograr un ahorro sensible por uso de molienda por etapas y flotación. Uso de esta tecnología permite destacar el concentrado en forma de partículas grandes durante inicio del proceso, disminuir remolienda del producto. Es una concepción moderna de desarrollo de esquemas de
enriquecimiento, que determina el principio “no moler nada de que sobra” (por ejemplo, Las Plantas concentradoras).
Lo más racional es considerar molienda por etapas y flotación en etapa de proyecto y construcción de una planta nueva, que elabora mineral. Cambio de esquema existente es difícil, porque hay que reconstruir toda la planta, o construir la nueva.
Hay que distinguir la molienda por etapas, cuando en inicio del proceso hacen la primera etapa de molienda gruesa y flotación, para separar 80-90 % de relaves. Esta esquema tiene un mérito – la parte principal de los relaves se separan en el inicio del proceso, y la planta no tiene un gasto adicional para molienda de los. Sin embargo, existe un demérito grande – estes relaves son molidos gruesomiente y contienen incrustraciónes del componente útil, los concrescentes no destapados – son perdidas esenciales.
9. Elaboración conjunta de materia prima
Es posible recibir ganancias adicionales extrayendo oro, platino, otros metales raros que siempre contiene mineral sulfuro aparte de molibdeno y cobre. Por ejemplo, en relaves de flotación de cobre se queda casi siempre hasta 0,3 gpt y más de oro.
Este tesis sobreentiende uso de concentración gravitacional aparte de flotación. En algunas plantas chilenas hay módulo de espirales и canaletas instalados. Son equipos bastante baratos y eficaces. Mayor extracción de oro se alcanza con uso de flotación, concentración gravitacional y lixiviación en conjunto.
10. Uso de los equipos modernos
En Las Americas se utilizan los equipos modernos y fiables de las marcas conocidos.
Por lo tanto, reemplazando eses equipos no alcanzamos a ningún resultado económico positivo.
11. Reciclaje de los relaves, escoria después de fundición en hornos
Según experiencia, muchas escorias tienen capacidad buena de flotación por tecnologías tradicionales. Así hay que determinar concentración gravitacional para extracción de oro y cobre en forma de metal.
© Ph.D. Natalia Petrovskaya
28 septiembre 2014
Traducción del texto por Ph.D. Natalia Petrovskaya y Georgy Petrovskiy
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