PERUMIN XXX Convencin Minera

Introduccin a la metalurgia y c. m.:

Ing. Arturo Lobato Flores

Expositor

Lima, Abril 20141QU ES METALURGIA ?

Es la ciencia de la separacin de los metales a partir de su mena y aleaciones.MINERALES

GalenaAnglesita con cerusita2TRATAMIENTO DE MINERALES

SECCIONES DE LA PLANTA CONCENTRADORA PLANTA CONCENTRADORA LIBERACION SELECCIN ELIMINACION DE AGUA SECCCION ESPESADO Y FILTRADO SECCION FLOTACION SECCION DE CHANCADO SECCION MOLIENDA BENEFICIO DEL MINERALEs el tratamiento preliminar de la mena.El mineral deseado es separado de una parte de los minerales de desecho, por lo general arena y minerales silcicos que reciben el nombre de ganga.Los mtodos de separacin son:Flotacin Separacin magnticaPirometalurgia HidrometalurgiaReduccin electroltica

5CHANCADO TERCIARIOETAPAS DE CHANCADO CHANCADO PRIMARIO CHANCADO SECUNDIARIOTOLVAS DE GRUESOSObjetivo de las tolvas de gruesos

Depsito donde se almacena el mineral que viene de la mina para alimentar a las chancadoras. TOLVA DE GRUESOS

CHANCADORA CNICA

Figura N1.3.- Chancadoras cnicas CH-440 (Sandvick), HP-500 y la short head de derecha a izquierdaFAJA TRANSPORTADORA

Figura N1.44.- Faja terciaria que cierra el circuito de chancado

CEDAZO VIBRATORIO INCLINADO (de cuatro apoyos ) CEDAZOVIBRATORIO HORIZONTAL

MOLIENDA Y CLASIFICACIONLa molienda es una operacin que permite la reduccin del tamao del mineral hasta tener una granulometra final deseada.En esta operacin de molienda, es donde se realiza la verdadera liberacin de los minerales valiosos para despues ser flotados.El tamao del mineral despues de la molienda es generalmente menor a la malla 200.GENERALIDADESETAPAS DE LA MOLIENDASegn las etapas de reduccin de tamao, usan los siguientes equipos:Molienda Primaria,segundaria y terciariaOperan con bolas de acero fundido o acero forjado los cuales tienen diferentes medidas en el largo y dimetro. El dimetro de bolas usadas vara entre 4 para molienda gruesa y para molienda fina y remolienda de concentrados u otros productos intermedios.MOLINOS DE BOLASMOLINO DE BOLAS

FLOTACIN

BENEFICIO DEL MINERAL15Clasificacin del mineral por su valor comercial: Mineral Rico :Mineral Pobre:Minerales predominantes en el Per: La gran mayora de las minas contienen minerales pobres.

Composicin de un mineral pobre:Galena Chalcopirita Esfalerita Parte no valiosa :Cuarzo, pirita, xido de hierro, andesita, etc.

VARIABLES DE LA FLOTACION

Cules son las variables que intervienen en la flotacin?El mineralLa pulpaLos reactivosEl aireLa agitacin Dispersin.

CELDAS DENVER SUB-A

CELDAS DENVER DR:

Separacin slido/lquidoOperaciones unitarias destinadas a eliminar el agua de los productos intermedios o finales de una planta concentradora.Espesamiento y clarificacinResulta una pulpa espesa con un contenido de slidos de 50 70% de slidosFiltracin Producto final es el cake de slidos con un contenido de humedad entre 10 a 20 % de agua.SecadoPor va trmica, en la que la humedad se reduce hasta 5 %

Separacin slido/lquidoEspesadoresLa sedimentacin se realiza en equipos denominados espesadores, que en su modelo tradicional son recipientes de forma cilndrica con fondo en forma de cono de gran ngulo.EspesamientoEl espesamiento ocurre por sedimentacin de las partculas.

El tamao de las partculas tiene que ser evaluado en las operaciones desde molienda, evitando exceso de molienda y de atriccin de partculas a fin de obtener buena eficiencia en el desaguado.

Las partculas finas tienen bajas velocidades de sedimentacin y bajas velocidades de filtracin.FiltracinProceso de separacin de slidos desde un lquido, por medio de un medio poroso, el cual retiene el slido, permitiendo el paso del lquido.

Generalmente es la ltima etapa de separacin slido lquido a llevarse a cabo previo al embarque del concentrado.VALORIZACION DE CONCENTRADOSProblema:Valorizar 200000 TM de concentrado de Zn de un mes. Con las siguientes condiciones contractuales:

Pagos:Zn: 85% o deduccin mnima 8 unidades.Ag: -3 0z/TMS, se paga el 60% del saldo.Humedad: 8%.Merma: 1%Maquila:US$ 280,00/TMS

Escaladores:Basado en el precio base del Zn de US$ 1860/TMS; se aumentar en 0.15$/TMS o se disminuir 0.09 $/TMS, por cada 1 $/TMS por si el precio del zinc suba o baje , respectivamente, con relacin a la base.Penalidades:As+Sb: 0.1% libre, US$ 2.50/TMS por cada 0.1% en exceso.Fe: 5.0% libre, US$ 2.50/TMS por cada 1% en exceso.Slice: 2% libre, US$ 2.00/TMS por cada 0.1% en exceso.Mn: 0.4% libre, US$ 2.50/TMS por cada 0.1% en exceso.Hg: 50ppm libre, US$ 3.0/TMS por cada 10ppm en exceso.Precios:Zn: 1825 $/ TMS.Ag: 21.34 $/oz.Leyes promedio:Zn: 52.0%Pb: 3.5%Ag: 30.0 oz/TCAs: 0.125%Cu: 2%Sb: 0.4%Hg: 175 ppm.Bi: 0.055%Mn: 0.41%Slice: 3.3%Fe: 5.5%

SOLUCION8% de humedad - Peso Seco: 200 000 16 000 = 184 000 TMS1% Merma - 184 000 1840 = 182 160 TM.

Valor Bruto= 1188.003 $/TM

ElementoLeyPagoPrecioValorZn52%(52%)*(0.85)= 44,2%52%- 8% =44%1825 $/TM803 $/TMAg30 0z/TC[(30 oz/TC)*(1,1023TC/TM)-3oz/TM]*60%=18.041421.34 $/oz385.003 $/TMDeducciones:Valor de maquila280.00 $/TMSEscaladores: Precio Zn 1825 $/TMSPrecio base1860 $/TMSSe restar 0.09 $/TM por c/1$/TM (35 $/TM)*(0.09 $/TMS) = 3.15 $/TMS 1 $/TMPenalidades:SiO2 : ( 3.3%-2%)* (2,0 $/TMS) = 26,00 $/TMS0.1%As + Sb : ( 0.425%-0.1%)* (2,5 $/TMS) = 10.625 $/TMS0.1%Fe : ( 5.5%-5%)* (2.5 $/TMS) = 1.25 $/TMS1.0%Mn: ( 0.41%-0.4%)* (2.5 $/TMS) = 0.25 $/TMS0.1%Hg : ( 175-50)ppm* (3,0 $/TMS) = 37.50 $/TMS10 ppmTotal Penalidades = 75.625 $/TMSTotal de Deducciones:

[maquila + escalador + penalidades] = [358,775 $/TMS][Valor bruto Total de deducciones] = [ 1673.867 358,775]Valor Neto Del Concentrado= 1315.092 $/TMSValor De La Venta Mensual= Valor Neto del Concentrado* Peso Seco Neto Pagable

1315.092 $/TMS*182 160 TMS = 239557158.72 $

VALORIZACION DE CONCENTRADOSProblema:Valorizar 200000 TM de concentrado de Zn de un mes. Con las siguientes condiciones contractuales:

Pagos:Zn: 85% o deduccin mnima 8 unidades.Ag: -3 0z/TMS, se paga el 60% del saldo.Humedad: 8%.Merma: 1%Maquila:US$ 280,00/TMS

Escaladores:Basado en el precio base del Zn de US$ 1860/TMS; se aumentar en 0.15$/TMS o se disminuir 0.09 $/TMS, por cada 1 $/TMS por si el precio del zinc suba o baje , respectivamente, con relacin a la base.Penalidades:As+Sb: 0.1% libre, US$ 2.50/TMS por cada 0.1% en exceso.Fe: 5.0% libre, US$ 2.50/TMS por cada 1% en exceso.Slice: 2% libre, US$ 2.00/TMS por cada 0.1% en exceso.Mn: 0.4% libre, US$ 2.50/TMS por cada 0.1% en exceso.Hg: 50ppm libre, US$ 3.0/TMS por cada 10ppm en exceso.Precios:Zn: 1825 $/ TMS.Ag: 21.34 $/oz.Leyes promedio:Zn: 52.0%Pb: 3.5%Ag: 30.0 oz/TCAs: 0.125%Cu: 2%Sb: 0.4%Hg: 175 ppm.Bi: 0.055%Mn: 0.41%Slice: 3.3%Fe: 5.5%

SOLUCION8% de humedad - Peso Seco: 200 000 16 000 = 184 000 TMS1% Merma - 184 000 1840 = 182 160 TM.

Valor Bruto= 1188.003 $/TM

ElementoLeyPagoPrecioValorZn52%(52%)*(0.85)= 44,2%52%- 8% =44%1825 $/TM803 $/TMAg30 0z/TC[(30 oz/TC)*(1,1023TC/TM)-3oz/TM]*60%=18.041421.34 $/oz385.003 $/TMDeducciones:Valor de maquila280.00 $/TMSEscaladores: Precio Zn 1825 $/TMSPrecio base1860 $/TMSSe restar 0.09 $/TM por c/1$/TM (35 $/TM)*(0.09 $/TMS) = 3.15 $/TMS 1 $/TMPenalidades:SiO2 : ( 3.3%-2%)* (2,0 $/TMS) = 26,00 $/TMS0.1%As + Sb : ( 0.425%-0.1%)* (2,5 $/TMS) = 10.625 $/TMS0.1%Fe : ( 5.5%-5%)* (2.5 $/TMS) = 1.25 $/TMS1.0%Mn: ( 0.41%-0.4%)* (2.5 $/TMS) = 0.25 $/TMS0.1%Hg : ( 175-50)ppm* (3,0 $/TMS) = 37.50 $/TMS10 ppmTotal Penalidades = 75.625 $/TMSTotal de Deducciones:

[maquila - escalador + penalidades] = [352,475 $/TMS][Valor bruto Total de deducciones] = [ 1188.003 352.475 ]Valor Neto Del Concentrado= 835.528 $/TMSValor De La Venta Mensual= Valor Neto del Concentrado* Peso Seco Neto Pagable

835.528 $/TMS*182 160 TMS = 152199780.48$

PRODUCCIN DEL METALDebido a que los metales, en su forma combinada, tienen siempre nmero de oxidacin positivo, la produccin de un metal libre, es siempre una reduccin.40MINERALMETALIFEROMINERALENRIQUESIDOGANGACARBONATOOXIDOSULFUROPOR REDUCCIONGANGAMINERALBRUTOMETAL PUROESCORIAPRODUCCIN DEL METAL41PIROMETALURGIACalcinacinTostacinHIDROMETALURGIAELECTROMETALURGIA

PRODUCCIN DEL METAL42PIROMETALURGIACalcinacinConsiste en calentar fuertemente un mineral hasta su descomposicin, -300 a 1000C- transformndolo en xido y eliminando un producto voltil

CaCO3 CaO + CO2 PRODUCCIN DEL METAL43PRODUCCIN DEL METALPIROMETALURGIATostacinTratamiento que conduce a oxidacin o reduccin -segn la actividad del metal- y puede ir acompaado de calcinacin. Se aplica principalmente a sulfuros

2 ZnS + 3 O2 2 ZnO + 2 SO2 HgS + O2 Hg + SO244ELECTROLISISnodo Cu Cu+2 + 2 e-Ctodo Cu + 2 e- Cu

PURIFICACIN DE METALES45METALURGIA (PROCESO DE TRATAMIENTO) UCHUCCHACUALa Planta Concentradora 2,250 TCSD, produce 2 tipos de concentrados: Concentrado Ag-Pb y Concentrado de Zn. .Chancado (Chancadora de Quijadas), Tres Etapas de Molienda (SAG y dos etapas de Molienda Convencional)Flotacin Diferencial (Circuitos Ag-Pb y Zn) y Filtrado (Filtros Netzsch).

METALURGIA DEL PLOMO

METALURGIA (PROCESO DE TRATAMIENTO)Se trata de una mena oxidada, como puede ser malaquita (CuCO3), la brochantita (CuSO4 ) 3Cu(OH)2)) o la cuprita (Cu2,O) se le acondiciona en una pila (montculo de mineral) donde se le rosea con una solucin de cido sulfrico, en el proceso denominado de lixiviacin, obtenindose en esta etapa la llamada solucin rica o preada que consiste en agua, sulfato de cobre e impurezas. En la siguiente etapa, denominada de purificacin, se somete, la solucin rica, a la accin de solventes orgnicos, dejando en la solucin cido sulfrico regenerado e impurezas, los que son retornados a las pilasEl electrolito cargado pasa a las celdas de electrodeposicin, en donde el electrolito se descompone por accin de la corriente elctrica, depositndose el cobre en el ctodo de la celda, y obtenindose un cobre de alta pureza (99,99%). El electrolito estril vuelve a unirse al solvente cargado para tomar el cobre y renovar el ciclo.FLUJO DE COBRE

METALURGIA DEL COBRE

METODOS DE EXPLOTACION DE MINAS, PLANEAMIENTO DE MINADO

El Cianuro en Lagunas NorteMINACHANCADOLIXIVIACINMERRILL CROWEREFINACINDORECALSolucin PobreSolucin RicaMineralvoladoMineralchancadoPrecipitadoCianuro de Sodio CIRCUITO CERRADO

METALURGIA DEL ZINC

METALURGIA DEL ZINC

61

VISTA PANORAMICA

ETAPAS DEL PROCESOAlmacenamiento y manipuleode concentradosTostacinPlanta LixiviacinPlanta de Acido Sulfrico Planta PurificacinPlanta ElectrolticaPlanta Fusin y MoldeoEmbalaje y DespachoPlanta de Polvo de ZincPulpa de Jarosita Planta de CadmioCalcinaGas SO2Cemento Cu - Co PRODUCTOS Y SUB-PRODUCTOSPRODUCTOS: PROD. 2001ZINC , CALIDAD SHG 99.99% 121,400 TMALEACIONES Al/Pb CALIDAD ASTM B-240, JIS-H-2201 22,780 TMACIDO SULFURICO , CALIDAD GRADO B 98.3% 223,440 TMCADMIO DE ALTA PUREZA 99.97% 319 TM

SUB-PRODUCTOSCEMENTO DE Cu-Co , 56% de Cu 1,829 TMCONCENTRADO DE PLATA, 413 oz/TC 1,351 TM

TECNOLOGIA UTILIZADA LA TECNOLOGIA UTILIZADA EN LOS DIVERSOS PROCESOS SON:PLANTA DE TOSTACION- HORNO DE LECHO FLUIDIZADO LURGI 100m2PLANTA DE ACIDO SULFURICO DOBLE CATALISIS/DOBLE ABSORCION MECHIM -PARSONS, CON CONVERSION DE 99.5%PLANTA DE LIXIVIACION - ASTURIANA DE ZINCPLANTA DE PURIFICACION - VIEILLE - MONTAGNE PLANTA DE CADMIO - ASTURIANA DE ZINCPLANTA ELECTROLITICA SEMI-AUTOMATICA VIEILLE-MONTAGNEPLANTA DE FUSION Y MOLDEO: - HORNO ELECTRICO DE INDUCCION - DEMAG - CADENA DE MOLDEO CONTINUO - SHEPPARD

Metales:

Zinc Plomo Cobre Plata Oro Bismuto Cadmio Indio Telurio Antimonio SelenioSub-Productos:

Polvo de Zinc Acido Sulfrico Oleum Trixido de Arsnico Sulfato de Cobre Sulfato de Zinc Concentrado de Zinc - Plata Oxido de Zinc Bisulfito de SodioProduccin de productos y subproductos en el Complejo Metalrgico de La Oroya

COMPLEJO METALURGICO LA OROYA - ESQUEMA Y DIAGRAMA DE FLUJO CMP S.A.(Antiguo)

COMPLEJO METALURGICO LA OROYA - ESQUEMA Y DIAGRAMA DE FLUJO ACTUALMETALURGIA DEL HIERRO EXISTENCIA DE HIERROLas formas ms comunes de hierro en la naturaleza son: Pirita FeS Siderita Fe CO3 Hematita Fe2O3 Magnetita Fe3O4 (FeO.Fe2O3) 79

PIROMETALURGIALa operacin ms importante es la reduccin del hierro. Las fuentes ms importantes son los minerales de xidos de hierro.La reduccin se lleva a cabo en un alto horno.METALURGIA DEL HIERRO 81PROCESO METALURGICOEXTRACCIONLos minerales de hierro que constituyen la mena son la magnetite (Fe304) y la hematite (Fe2O3) que tienen propiedades magnticas en mayor o menor grado, propiedades que se utilizan pare elevar sus leyes por concentracin magntica. El concentrado se aglomera en bolitas llamados pellets que constituyen el insumo para la fabricacin del acero.El proceso en una planta siderrgica empieza con la mezcla de los pellets de mineral con coque como reductor y fundentes, esta mezcla se alimenta al alto horno donde se produce la reduccin y se descarga en ollas que van a los convertidores. El hierro recin fundido contiene una excesiva cantidad de carbono, que lo trace duro y quebradizo. Este carbono es quemado en los convertidores con la inyeccin de oxgeno a alta presin. El resto de las impurezas se oxide y escorifica, y el producto resultante, acero, se vierte en lingotes, los cuales an calientes, se pasan a las plantas de laminado y forjado que producen perfiles y barras de diversas formas.

HIERRO: ALTO HORNO

METALURGIA DEL HIERRO

84REACCIONES EN ALTO HORNO

3 Fe2O3 + CO 2 Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO 3 FeO + CO2 FeO + CO Fe + CO2

CaCO3 CaO + CO2 CaO + Al2O3 Ca(AlO2)2 CaO + SiO2 CaSiO3 METALURGIA DEL HIERRO 85

SIDERURGIA I

SIDERURGIA II

SIDERURGIA III

SIDERURGIA IV

SIDERURGIA VPROCESO DE OBTENCIN DEL ESTAO

La casiterita se tritura (1) y muele (2) en molinos adecuados.Se introduce en una cuba con agua (3) en la que se agita. Por decantacin, el mineral de estao (que es ms pesado), se va al fondo y se separa de la ganga. Se introduce en un horno (4), donde se oxidan los posibles sulfures de estao que hay en el mineral y se transforman en xidos. La mena de estao, en forma de xido, se introduce en un horno de reverbero (5) donde se produce la reduccin (transformacin de xido de estao a estao), Depositndose el estao en la parte inferior y la escoria en la superior. Finalmente, para obtener un estao con porcentaje del 99% es necesario someterlo a un proceso electroltico (6)Fundicin del Sur (Funsur), realiza el proceso de fundicin y refinacin de minerales provenientes de la mina Minsur a fin de obtener estao de alta pureza que se vende en lingotes.

PRINCIPALES COMPLEJOS METALURGICOS DEL MUNDOFundicin De Cobre Aurubis Lnen AlemaniaFundicin De Cobre De Sterlite Industries IndiaFundicin De Cobre De Ilo de Southern Peru PerFundicin De Cobre Yunnan Copper Corporation ChinaFundicin De Cobre Y Plomo - Kazzinc Kazajstn Fundicin De Cobre De Fmi Miami Copper USA Fundicin De Plomo De Cymg China94

FUNDICIN DE COBRE AURUBIS LNEN UBICACIN AlemaniaPROPIETARIO Httenwerke KayserCAPACIDAD DE PROCESAMIENTO 2 057 000 TMPA de concentrado de Cobre PRODUCCION590 000 TMPA de Cobre FinoFUNDICIN DE COBRE DE STERLITE INDUSTRIES

UBICACIN IndiaPROPIETARIOSterlite Industries CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO 1 300 000 TMPA de concentrado de Cobre PRODUCCION400 000 TMPA de Cobre Fino

FUNDICIN DE COBRE - SOUTHERN PERU COPPER CORPORATION UBICACIN PerPROPIETARIOSouthern Peru Copper Corporation (SPCC)CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO 1 200 000 TMPA de concentrado de Cobre PRODUCCION355 000 TMPA de Cobre Fino

FUNDICIN DE COBRE YUNNAN COPPER CORPORATION

UBICACIN ChinaPROPIETARIOYunnan Copper Corporation (YCC)CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO 800 000 TMPA de concentrado de Cobre PRODUCCION240 000 TMPA de Cobre FinoFUNDICIONES DE COBRE Y PLOMO - KAZZINC

UBICACIN KazajstnPROPIETARIOKazzinc CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO 180 000 TMPA de conc Zn y 140 000 TMPA de conc Pb PRODUCCION117 000 TMPA de Zn Fino y 112 000 TMPA de Pb FinoFUNDICIN FMI MIAMI COPPER

UBICACIN Estados Unidos PROPIETARIOFreeport McMoran IndustriesCAPACIDAD DE PROCESAMIENTO 559 000 TMPA de concentrado de CobrePRODUCCION165 000 TMPA de Cobre Fino

FUNDICIN DE PLOMO DE CYMG UBICACIN China PROPIETARIOYunnan Metallurgical Group (CYMG) CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO 160 000 TMPA de concentrado de plomoPRODUCCION130 000 TM A de Plomo Fino

Esquema General
PLANTA CONCENTRADORA
Relave 25-30 % Slidos
Concentrado 25-30 % Slidos
ESPESADOR
FILTRO
ESPESADOR
RELAVERA
Agua decantada
Concentrado 6-12 % H2O
Agua
Agua
45-55 % Slidos
55-65 % Slidos