PI146 OPERACIONES EN INGENIERIA QUIMICA FLOTACION

Después de un estudio geológico y minero se desea construir una planta concentradora para tratar 500 TMD de mineral de cobre que tiene una ley de 2% de cobre total, para lo cual se desea diseñar el diagrama de flujo solamente desde flotación, parámetros para los cálculos:

Densidad de pulpa para flotación 1300 gr/L, peso específico de CuS2 = 4,2, peso específico de SiO2 = 2,7, tiempo de flotación 12 minutos, capacidad de celda 100 ft³, ley de concentrado 44% de cobre total, ley de relave 0,30% de cobre total.

Se pide calcular:- Número de celdas- Balance de materia

- Balance Metalúrgico- Diagrama de flujos- Que tipo de reactivos de flotación recomendaría.

SOLUCIÓN:1) Cálculos previos

Cálculos de concentrado producido.a) Radio de concentración.

R = c−tf −t

= 44−0,302−0,30

= 43,71,7

= 25,705

b) TMD concentrado

... = 50025,705

= 19,451 TMD concentrado

c) Relave producido = 500 - 19,451 = 480,549 TMD

2) Determinación de gravedad específica (Ge)a) En la alimentación

480,549 → 96,1 % x 2,7 = 2,595 19,451 → 3,9 % x 4,2 = 0,164

Ge Alimentación = 2,595 + 0,164 = 2,759 gr/cc

b) Gravedad específica en el relave:CuS2 = 480,549 x 0,003 = 1,44 TM → 0,299% x 4,2 = 0,0126

= 479,109 → 99,700% x 2,7 = 2,6920Ge Relave = 0,0126 + 2,692 =2,705 gr/cc

c) Gravedad específica del concentrado: 19,451 x 0,44 = 8,560 TM --> 0,44% x 4,2 = 1,848

19,451 - 8,560 = 10,891 TM --> 0,56% x 2,7 = 1,512 Ge Concentrado = 1,848 + 1,512 = 3,360 gr/cc

3) Calculo de agua en relavea) % de sólidos

...=100G e −1000

Ge−1 FA

%S=100×2,705 1300−1000 2,705−11300

=36,612

Cantidad deagua=100−36,61236,612

×480,549

...=831,996m3 H 2O por díab) Agua en el concentrado

Agua en el concentrado = Agua Alimentación - Agua Relave–Determinación del agua en la alimentación.

%S=100×2,7591300−1000 2,759−11300

=36,196%

H 2O alimentación =100−36,19636,196

×500

...=881,370m3/día

∴ H2O Concentrado = 881,370 - 831,996 = 49,374 m³/día% Sólidos en concentrado.

19,45149,374=68,825TM Pulpa

% S=19,45168,825

×100=28,262%

Despejando de FA ρ y reemplazando se tiene:

= 100000×3,36028,262 1−3,360100×3,360

=1247,669 gr /L

4) Determinación de Flujosa) Alimentación

Empleando la siguiente relación.GPM = 18,347277 x TMSPD

% sólidos x Dp

GPM = 18,347277 x 500 = 9173,6385 = 194,956 36,196 x 1,30 47,0548

b) RelaveGPM = 18,347277 x 480,549 = 8816,766 = 185,242

36,612 x 1,30 47,596c) Concentrado

GPM = 18,347277 x 19,451 = 356,8728 = 10,118 gal 28,262 x 1,248 35,271 min

5) Cálculo del número de celdas RougherAplicamos la siguiente relación:

NC = VC x t = 1440 x VC x K

Donde:VC = Volumen de pulpa Alimentado en m³/díaVK = Capacidad de cada celda en m³K = Proporción del volumen neto (75 - 85%)t = Tiempo de flotación

VC = 193,956 gal x 0,003785m³ x 60min x 24 h = 1062,588 m³ min 1 gal 1 h 1 día día

VK = 100 ft³ x 0,0283171 ft³ x m³ = 2,8317

NC = 1062,588 x 12 1440 x 2,8317 x 0,8

NC = 3,908 = 4 celdas Rougher

6) BalanceMetalúrgicoPRODUCTOS PESO TM % TM LEY TM Cu CONT. MET. TM DISTRIB.%

CABEZA 500,000 100,00 2,00 10,00 100,0CONCENTRADO 19,451 3,89 44,0 8,56 85,6

RELAVE 480,549 96,11 0,3 1,44 14,4CAB. CALC. 500,000 100,00 2,00 10,00

R = 44(2 - 0,3) X 100 = 85,6% 2(44 - 0,3)

7) Reactivos de flotaciónColectores: Serie XantatosPromotores: Promotor 404 AR - 1404Espumantes: Dow Froth 250

Frother 210

Modificador: Cal.pH Flotación: 10 – 11

Alejandro Huapaya Sánchez 1

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8) Diagrama de Flujo

9) Balance para celdas Rougher

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En la pulpa que se alimenta a un circuito de flotación de una planta que trata 2000 TMD de mineral de cobre se tiene los siguientes datos:

Capacidad de celda 500 ft³ Densidad 1300 gr/L Especie mineralógica Bornita (Cu5FeS4) de 2,80 de peso específico Tanque de acondicionamiento de 8' 10' alto. Tiempo de flotación 5 minutos. Proporción de volumen (K) = 85%. Ley de concentrado de cobre 32% Ley de relave 0,30% cobre. Consumo de Z-6, 300 litros al 5% por día. Peso de concentrado = 200 TM. peso relave 1800 TMD.

CALCULARa) % de Sólidos de la pulpa de alimentación.b) Cálculo del tiempo de acondicionamiento en minutos.c) Número de celdas.d) Peso de concentrado en TM/h.e) Peso de Relave en TM/h.f) Radio de concentración.g) Consumo de reactivo en Kg/TM de mineral y en cc/TMS.

SOLUCION:a) % de sólidos de la pulpa de alimentación:

P = W - 1 x 100... (1); K = 2,80 - 1 = 0,643 WK 2,80

P = 1,30 - 1 x 100 = 35,889 ≈ 35,90% 1,30 x 0,643

b) Cálculo del tiempo de acondicionamiento.t = Vv x 1440.... (2) Vv =Volumen del tanque m³ Vc Vc= Volumen de pulpa alimentada.Vv = π r²h = 3,1416 x (4)² x 10 = 502,656 ft³Vv = 502,656 ft³ x (0,3048)³ m ³ =14,234 m³ ft³

Pero K = 85% del volumen del tanque

Vv = 14,234 x 0,85% = 12,099 ≈ 12,10 m³

2) Cálculo del volumen de pulpa de alimentación

Vpulpa = Vsólidos + Vagua

D = 100 - P = 100 - 35,90 = 1,785 TM de H2O P 35,90 TM de mineral

Volumen de los sólidos:2000 = 714,28 m³/día2,80

Volumen de H2O será:2000 x 1,785 = 3570 m³

Vol de pulpa = 714,28 + 3570 = 4284,28 m³/día

Reemplazando en (2) tenemos:t = 12,10 m³ 1440 min/día = 4,066 min

4284,28 m³/díat = 4,10 minutos.

c) Número de celdas:M = Vc t 1440 VK KVc = 4284,28 m³ t = 5 x 2 = 10 minutosK = 80% = 0,80

VK = 500 ft³ x (0,3048)³ m³/ft³ = 14,158 m³

M = 4284,28 x 10 = 2,626 → 3 celdas 1440 x 14,158 x 0,80

K = c - t f - t

d) Cálculo de la Ley de cabeza:2000 = 200 + 1800

F x f = 200 x 0,32 + 1800 x 0,0302000 f = 64 + 54

f = 118 x 100 = 5,5% Cu

2000

K = 32 - 0,30 = 31,7 = 6,096 5,5 - 0,30 5,2

f) Radio de concentraciónR = 32(5,5 - 0,30) x 100 = 166,40 = 95,44% 5,5(32 - 0,30) 174,35

g) Consumo de reactivo:Kg = 10 x 300000 x 5 = 0,0075 Kg/TMTM 2000000000

cc = cc x 1000 = 300000 x 1000 = 0,15 cc/KgKg P 2000000000

= 0,15 cc x 1000 Kg = 150 cc Kg 1 TM TM

Alejandro Huapaya Sánchez 3