“TERMODINAMICA ACUOSA APLICADO A LA FLOTACION DE SULFUROS EN ISCAYCRUZ”

POR: ING. WILSON ARZAPALO IMBERTIS

SUPERINTENDENTE DE PLANTA

Ubicación

• Departamento deLima

• Provincia deOyón

• Distrito dePachangara

• Altura 4600msnm

• Distancia 300Km de Lima

Iscaycruz

Lagsaura

Uchuccacua

Raura

Lima

Sayán

Huacho

Oyón

PRODUCTOS TMS ENSAYES QUIMICOS D I S T R I B U C I O N%Zn %Pb %Cu Ag Oz. %Fe Zn Pb Cu Ag oz Fe

Cabeza 621.879 12,57 0,98 0,19 0,56 23,07 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00Conc. Zn 139.668 53,04 0,61 0,53 1,19 9,62 94,76 13,86 63,65 47,13 9,36Conc. Pb 9.589 8,21 48,32 2,39 11,60 8,93 1,01 75,86 19,64 31,67 0,60Relave 472.621 0,70 0,13 0,04 0,16 27,33 4,23 10,28 16,71 21,20 90,04Cab. Calc. 621.879 12,57 0,98 0,19 0,56 23,07 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

BALANCE METALURGICO ISCAYCRUZ ACUMULADO DE ENERO A MAYO 2008

UTILIZACION DE CONCEPTOS

% Lv = 100 * ( Gs - D ) %Sp = 100 * Gs * ( D - 1 )

( Gs -1 ) D * ( Gs - 1 )

SOLUCIONES ACUOSAS < 0. 1 MOLAR

UTILIZACION DE CONCEPTOS

Imaginemos la adición de un reactivo hacia un tanque de acondicionamiento que recibe y descarga un caudal conocido de pulpa mineral.

Lo primero que ocurrirá es la dilución de la concentración del reactivo por efectos de la agitación del equipo.

Pero si idealmente procediéramos luego a filtrar la pulpa, conseguiremos por un lado un queque y por otro una solución que al analizarlo quedaremos convencidos que en la generalidad de las Plantas de flotación de sulfuros la concentración de los reactivos utilizados es < 0.1 molar

COMO INGRESAMOS A LA TERMODINAMICA

ACUOSA EN UNA PLANTA CONCENTRADORA ?

CONCENTRACION MOLAR DE REACTIVOS

EN EL CIRCUITO DE Zn ( Gs = 3,44 D = 1,460 )

C3H6OCS2Na CuSO4 MT 342

Mineral TM / Dia 4.170 4.170 4.170%Lv 82,38 82,38 82,38Caudal pulpa m3/día 6.876 6.876 6.876Caudal de agua m3/día 5.664 5.664 5.664Consumo Reactivo Kg/día 224 2.991 153Caudal de reactivo cm3/min 1.771 27.073 110Caudal Solución Acuosa m3/día 5.667 5.703 5.664Peso Molecular Comp. Quimico 157 159,5 250Nº Moles = Peso / Peso Molecular 1,43 18,75 0,61Concentración Molar Mol Kg/m3 0,0003 0,0033 0,0001

CONCENTRACION MOLAR DE REACTIVOS

EN EL CIRCUITO DE ZINC ISCAYCRUZ

SOLUCIONES ACUOSAS < 0. 1 MOLAR

Reactivo XZ-11 CuSO4 MT-342

3 x 10^-4 3 x 10^-3 1 x 10^-4

ESTABILIDAD DEL AGUA

Si al mineral molido lo llevamos a un medio acuoso lo podemos manejar y propiciar ciertos comportamientos, por tanto al referirnos a la termodinámica acuosa surge la necesidad de averiguar cuando existe el agua y cuando no existe.

DIAGRAMA TENSION VS PH DEL H 2 O

Tensión mV13001200 O2 z o n a d e o x i d a c i o n11001000 H2O

900800700600 Acido500400 390 mV

300

200 z o n a d e e s t a b i l i d a d d e l a g u a 100

0 2 4 6 8 10 12 14 pH-100-200-300 Basico-400-500-600-700 z o n a d e r e d u c c i o n H2O-800-900 H2 - 840 mV

-1000

DIAGRAMA eth – pH Cu - H2O

PARA UNA CONCENTRACIÓN

3 x 10^- 3 MOLAR

RESULTA NECESARIO CONSTRUIR

CLASIFICAR LAS DIFERENTES FORMAS QUE TOMA EL Cu

0.

POSIBLES REACCIONES QUIMICAS DEL Cu EN EL H2O

***

0.

ECUACIONES LOGRADAS A PARTIR DE LAS REACCIONES QUIMICAS

CONSTRUCCION DIAGRAMA eTh – pH Cu - H2O 3 x 10^-3 MOLAR

DIAGRAMA eth – pH Cu - H2O EN CABEZA DEL CIRCUITO DE Zn 3 x 10^-3 MOLAR

LECTURAS DEL ORP DE LA PULPA EN CABEZA DEL CIRCUITO DE Zn

Promedio = - 85mV Desviación std = +/- 18,3

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60

ºN Muestra

OR

P d

e la

Pu

lpa

ORP

LECTURAS DE TEMPERATURA Y pH DE LA PULPA EN CABEZA DEL CIRCUITO DE Zn

PROMEDIOS : 15,4ºC y pH=11,16)

8,09,0

10,011,012,013,014,015,016,017,018,019,020,0

0 10 20 30 40 50 60

Nº DE MUESTRA

Te

mp

era

tura

ºC

y p

H

pH

TºC

pH = 11,16

ORP = - 85 mV

REPERCUCION DEL ORP EN LA FLOTABILIDAD DEL ZnS

XZ-11 Dextrina CuSO4 MT-342

% Concent. 10 5 10 100%eth mV -506 155 391 66pH 12 6 4 7T ºC 13 12 12 10

ORP DE LOS REACTIVOS

REPERCUCION DEL ORP EN LA FLOTABILIDAD DEL ZnS

BLENDING : 3ESTELA:1,5 CHUPA : 0,25 TINYAG : 0,75 ROSITA

ESTANDAR DE FLOTACION : CuSO4 Z-11 MT342

gr/TM 1,100 0,054 0,032

REPERCUCION DEL ORP EN LA FLOTABILIDAD DEL ZnS

OPTIMIZACION DEL USO DE LA CAL1º 2º 3º

CuSO4 gr/TM = 1100 1100 1100XZ-11 gr/TM = 54 54 54Mt-342 gr/TM = 32 32 32 ORP=- 85mV

Cal gr/TM = 0 327 470eth mV = -70 -73 -85pH = 10,95 11,00 11,02T ºC = 16,9 16,7 16,9

OPTIMIZACION DEL CuSO4. Objetivo : - 85mV1º 2º 3º

CuSO4 gr/TM 900 1100 1300XZ-11 gr/TM 54 54 54MT-342 gr/TM 32 32 32Cal gr/TMeth mV -85 -72 -63pH 10,98 10,93 10,85T ºC 16,6 16,6 16,8

REPERCUCION DEL ORP EN LA FLOTABILIDAD DEL ZnS

REPERCUCION DEL ORP EN LA FLOTABILIDAD DEL ZnS

OPTIMIZACION DEL XZ-11 Objetivo: - 85 mV1º 2º 3º

CuSO4 gr/TM 900 900 900XZ-11 gr/TM 44 54 64MT-342 gr/TM 32 32 32Cal gr/TMeth mV -71 -85 -117pH 11,0 11,1 11,3T ºC 16,5 16,6 16,5

OPTIMIZ. D' ESPUM MT-342 Objetivo = - 85mV1º 2º 3º

CuSO4 gr/TM 900 900 900XZ-11 gr/TM 54 54 54MT-342 gr/TM 24 32 40Cal gr/TMeth mV -87 -85 -80pH 11,0 11,0 10,8T ºC 16,6 16,6 16,8

REPERCUCION DEL ORP EN LA FLOTABILIDAD DEL ZnS

PRUEBA BATCH AL NUEVO STANDARD DE FLOTACION

NUEVO STD PARA FOTACION BATCH

FeedCuSO4 gr/TM 900

XZ-11 gr/TM 54

MT-342 gr/TM 32

Cal gr/TMeth mV -85

pH 10,9

T ºC 16,4

% Recup Zn 97,49

%Sp 40,3 Tail%Lv 83,6

Ro

Scv

Conc.

SE REALIZA LA APLICACIÓN INDUSTRIAL A ESTAS CONDICIONES

CONTROLANDO EL POTENCIAL DE OXIDO REDUCCION

Febrero

Marzo

Abril

Mayo

ORP & RECUPERACION Zn - DATO A ESCALA INDUSTRIAL MAYO 2008( ORP PROMEDIO = - 97 mV , % RECUP Zn PROMEDIO = 95,04 )

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Nº de Muestra

OR

P y

% R

ecu

pera

ció

n Z

n

BALANCES METALURGICOS COMPARATIVOS REALES ANTES Y DESPUES

BM REPRESENTATIVO DEL AÑO 2007Cap Planta 4000 TMPD

Productos TMS %Zn % Pb %Cu %Fe Zn Pb Cu Fe Zn% Pb% Cu% Fe%Cabeza 1.412.000 12,44 0,86 0,19 23,67 175.689 12.108 2.683 334.194 100,00 100,00 100,00 100,00Conc. Zn 306.962 53,86 0,75 0,51 9,37 165.338 2.302 1.581 28.762 94,11 19,01 55,44 8,54Conc.Pb 15.746 8,53 49,64 3,24 8,99 1.343 7.816 510 1.415 0,76 64,55 17,90 0,42Relave 1.089.291 0,83 0,18 0,07 28,15 9.008 1.990 760 306.647 5,13 16,43 26,66 91,04cab. Calc. 1.412.000 12,44 0,86 0,20 23,85 175.689 12.108 2.851 336.824 100,00 100,00 100,00 100,00

BM MAYO 2008Cap Planta 4200 TMPD

Productos TMS %Zn % Pb %Cu %Fe Zn Pb Cu Fe Zn% Pb% Cu% Fe%Cabeza 1.482.600 12,44 0,86 0,19 23,67 184.473 12.714 2.817 350.903 100,00 100,00 100,00 100,00Conc. Zn 332.274 52,75 0,73 0,60 9,50 175.268 2.436 1.988 31.570 95,01 19,16 70,58 9,00Conc.Pb 17.785 7,56 50,75 1,91 8,02 1.344 9.026 339 1.427 0,73 71,00 12,04 0,41Relave 1.132.542 0,69 0,11 0,04 28,07 7.861 1.252 490 317.906 4,26 9,84 17,39 90,60cab. Calc. 1.482.600 12,44 0,86 0,19 23,67 184473 12714 2817 350903 100,00 100,00 100,00 100,00

M E T A L I C O S D I S T R I B U C I O N

M E T A L I C O S D I S T R I B U C I O N

ENSAYES QUIMICOS

ENSAYES QUIMICOS

BALANCE METALURGICO REAL DE MAYO DE 2008

TEM 1,17%Capac TM/dia USD/TM Pb USD/TM Zn

4.200 2.000 1.900CALCULO DEL FLUJO DE CAJA PARA LA INVERSIÒN EN $Año Calendario 2007 2008 2009 2010 2011 2012Año 0 1 2 3 4 5Inversión equipos Planta (7.747.556) 0 0 0 0 0Inv.Protec.Medio Ambiente (169.024) Ingresos Adicionales US$ 11.694.579 11.694.579 11.694.579 11.694.579 11.694.579Costos Operativos US$ (2.069.286) (2.069.286) (2.069.286) (2.069.286) (2.069.286) Depreciación (1.583.316) (1.583.316) (1.583.316) (1.583.316) (1.583.316) Utilidad Operativa (UAI) 8.041.977 8.041.977 8.041.977 8.041.977 8.041.977Impuesto a la Renta (2.412.593) (2.412.593) (2.412.593) (2.412.593) (2.412.593) Utilidad desp d' Impuestos 5.629.384 5.629.384 5.629.384 5.629.384 5.629.384Depreciación añadida 1.583.316 1.583.316 1.583.316 1.583.316 1.583.316Flujos de Caja anual (7.916.580) 7.212.700 7.212.700 7.212.700 7.212.700 7.212.700VAN @ 15% $16.261.508TIR 87%

PRECIO DE METALES

PAY BACK = 13,01 Meses

PERO EL PRECIO DEL Zn ESTA EN DESCENSO

TEM 1,17%Capac TM/dia USD/TM Pb USD/TM Zn

4.200 2.000 1.023CALCULO DEL FLUJO DE CAJA PARA LA INVERSIÒN EN $Año Calendario 2007 2008 2009 2010 2011 2012Año 0 1 2 3 4 5Inversión equipos Planta (7.747.556) 0 0 0 0 0Inv.Protec.Medio Ambiente (169.024) Ingresos Adicionales US$ 4.764.492 4.764.492 4.764.492 4.764.492 4.764.492Costos Operativos US$ (2.069.286) (2.069.286) (2.069.286) (2.069.286) (2.069.286) Depreciación (1.583.316) (1.583.316) (1.583.316) (1.583.316) (1.583.316) Utilidad Operativa (UAI) 1.111.890 1.111.890 1.111.890 1.111.890 1.111.890Impuesto a la Renta (333.567) (333.567) (333.567) (333.567) (333.567) Utilidad desp d' Impuestos 778.323 778.323 778.323 778.323 778.323Depreciación añadida 1.583.316 1.583.316 1.583.316 1.583.316 1.583.316Flujos de Caja anual (7.916.580) 2.361.639 2.361.639 2.361.639 2.361.639 2.361.639VAN @ 15% $0TIR 15%

PRECIO DE METALES

0.- EL PORTENCIAL DE OXIDO REDUCCION, ES UNA NUEVA VARIABLE EN LA FLOTACION DE MINERALES.

1.- PERMITE DEDUCIR RAPIDAMNETE EN QUE MOMENTO EL COMPUESTO METALICO ES FLOTABLE.

2.- NO REQUIERE DE GRAN CANTIDAD DE MUESTRAS A ENSAYAR PARA LA OPTIMIZACION.

3.- CREA ALTERNATIVAS DE USO O ELIMINACIÓN DE REACTIVOS DEPENDIENDO DEL VALOR DEL ORP DE LA PULPA EN ESTUDIO.

4.- CONSTITUYE UNA ALTERNATIVA DE INVESTIGACIÓN PARALELA A LAS EXISTENTES.

CONCLUSIONES:

GRACIAS

INFORMACIONES ADICIONALES

POSIBLES CAMBIOS DE ESTADOS DE OXIDACION DEL Cu

POTENCIAL QUIMICO STANDARD DE

LOS COMPONENTES DEL COBRE

EN UNA SOLUCION ACUOSA

CAMBIOS DE ESTADOS, REACCIONES QUÍMICAS, ECUACIONES

QUE GENERAN

CAMBIOS DE ESTADOS, REACCIONES QUÍMICAS, ECUACIONES

QUE GENERAN

CAMBIOS DE ESTADOS, REACCIONES QUÍMICAS, ECUACIONES

QUE GENERAN

CAMBIOS DE ESTADOS, REACCIONES QUÍMICAS, ECUACIONES

QUE GENERAN

COMP. MINERALOG. Y LIBERACION A 100%-10#

Mineral %Peso %Liberado %Mixto %Inclusiones

Esfalerita 20.95 64 34 2

Pirita 24.04 25 74 1

Pirrotita 8.43 30 69 1

Galena 2.95 24 67 9

Magnetita 1.36 15 65 20

Calcopirita 0.82 48 42 10

Gang.no opac. 41.45 35 65 1

PRODUCTOS TMS ENSAYES QUIMICOS D I S T R I B U C I O N%Zn %Pb %Cu Ag Oz. %Fe Zn Pb Cu Ag oz Fe

Cabeza 12,37 0,30 0,15 0,25 23,07 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00Conc. Zn 279,6 41,95 0,71 0,58 1,19 9,89 97,49 68,54 85,13 75,48 12,86Relave 685,6 0,44 0,13 0,04 0,16 27,33 2,51 31,46 14,87 24,52 87,14Cab. Calc. 965,1 12,46 0,30 0,20 0,46 22,28 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

BALANCE METALURGICO PRUEBA BATCH

u

WILSON Y LUIS EN LA CATARATA DE NIAGARA