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.<br />
“The effects of the addition of metallic iron<br />
during grinding upon the rougher flotation<br />
of Pb-Zn Cannington ore at laboratory<br />
scale – JKMRC, Australia”<br />
<strong>Gerson</strong> Elías <strong>Sandoval</strong> Zambrano<br />
Tutor: Sr Jaime Álvarez Moisán<br />
U N I V E R S I D A D<br />
D E<br />
C O N C E P C I Ó N
Resumen de la presentación<br />
• Hipótesis de la investigación<br />
•Objetivos<br />
• Revisión de literatura<br />
•Trabajo experimental: Metodología<br />
•Análisis de data y resultados<br />
•Conclusiones y recomendaciones
ALCANCES DE LA TESIS<br />
Hipótesis:<br />
Efectos en flotación de mineral de<br />
mena Pb-Zn de minera Cannington<br />
al simular molienda<br />
con medios de fierro mediante la<br />
adición de hierro pulverizado<br />
Yuan et al. 1996<br />
Van Deventer et al. 1993<br />
•Interés 1:<br />
caracterización mineralógica y de<br />
distribución de tamaños<br />
de flotación rougher en<br />
molienda con acero inoxidable.<br />
•Interés 2:<br />
Alterar condiciones químicas<br />
durante molienda simulando efectos<br />
de molienda en ambiente reductor<br />
mediante la adición de hierro metálico.
Leyes de mineral Pb-Zn de Cannington
Objetivos:<br />
General:<br />
• Investigar el efecto de la adición de hierro metálico<br />
pulverizado y determinar su impacto en flotación rougher<br />
de mineral de Pb - Zn.<br />
Específicos:<br />
• Cuantificar contribución relativa de variables químicas de la<br />
pulpa en flotabilidad de mineral de Cannington.<br />
• Cuantificar el efecto de tamaño de partícula en flotación de<br />
mineral de Cannington.<br />
• Cuantificar contribución relativa de cada clase de mineral<br />
liberado por tamaño en flotación.<br />
• Entender mecanismos involucrados en la flotación de<br />
mineral Pb-Zn de Cannington durante flotación rougher.
Mecanismo electroquímico en minerales sulfurados<br />
( Woods, 1976; Woods et al, 1997; Buckley and Woods,1997, Yuan et al. 1996)<br />
Rx. Anódica:<br />
• 2X - X 2 + 2é (1)<br />
• MS + 2X - MX 2 + S 0 + 2é (2)<br />
• X - X ads + é (3)<br />
Rx. Catódica<br />
• 1/2O 2 + 2H + + 2é H 2 O (4)<br />
(1)-(4)<br />
(2)-(4)<br />
(3)-(4)<br />
M<br />
S<br />
M<br />
X -<br />
O 2<br />
X 2 +2é<br />
H 2<br />
O<br />
M<br />
S<br />
M<br />
MX 2<br />
S 0<br />
M<br />
S X ads<br />
M<br />
S<br />
S<br />
Capa mixta<br />
S X ads
Interacción electroquímica colector-mineral<br />
sulfurado<br />
• Minerales sulfurados se comportan como<br />
semi conductores<br />
• Las condiciones redox de minerales<br />
sulfurados es a través de D.O.<br />
• Exceso de D.O. en la pulpa<br />
Cubrimiento de especies oxidadas en<br />
superficie de minerales
Reducidos niveles de Eh y D.O. puden causar<br />
formación de hidróxidos de Fe. (Bradshaw et al, <strong>20</strong>06)<br />
A: Corrosión acelerada<br />
de medios de<br />
molienda<br />
1) Electrones pasando<br />
desde medios de<br />
hierro por interacción<br />
galvánica<br />
2) Deficiencia de<br />
electrones y Fe n+<br />
liberados en medio<br />
acuoso.<br />
O 2<br />
OH -<br />
Sulphide<br />
mineral particle<br />
Fe(OH) 2<br />
e -<br />
Fe(OH) 2<br />
H 2 O<br />
Fe 2+ , Fe 3+<br />
e -<br />
Mild steel<br />
media<br />
e - e -<br />
B: Superficie hidrofílica<br />
de mineral<br />
sulfurado<br />
1) Exceso de electrones<br />
reaccionan con D.O.<br />
Y agua produciendo<br />
OH-<br />
2) Presencia de iones<br />
OH- pueden formar<br />
hidróxidos de fierro<br />
hidrofílicos en<br />
superficie del mineral<br />
(Adam and Iwasaki, 1984; Kocabag and Smith, 1982;<br />
Peng et al, <strong>20</strong>03-a; Martin et al, 1991)<br />
Dificultad en separación de<br />
minerales
Flotación de minerales sulfurados<br />
• Flotación de menas complejas de súlfuros ( Yelloji Rao y<br />
Natarajan, 1989; Ralston, 1991; Adam and Iwasaki, 1984; Yuan et al, 1996)<br />
Nivel de D.O. y potencial redox tienen el mayor efecto en<br />
flotación de minerales complejos de mena de Cpy y galena.<br />
(Gaudin, 1974; Ralston, 1991; Van Deventer, 1993)
Resumen de revisión bibliográfica<br />
• Entendimiento del ambiente químico durante la molienda<br />
y rol de los medios de molienda (Woods, 1976; Woods et al, 1997;<br />
Buckley and Woods,1997)<br />
• Depresión de minerales sulfurados en flotación luego de<br />
ser molidos en ambiente reductor (Gaudin, 1974; Ralston, 1991;<br />
Van Deventer, 1993; ; Wei and Sandenbergh, <strong>20</strong>07)<br />
• Cubrimiento no selectivo de especies oxidadas de Fe en<br />
superficie de minerales (Martin et al, 1991; Wei and Sandenbergh, <strong>20</strong>07).<br />
• Inhibición de formación de especies hidrofóbicas<br />
inducidas por adición de colector (Natarajan and Iwasaki, 1972;<br />
Martin et al, 1991; Goktepe, <strong>20</strong>02; Peng et al, <strong>20</strong>03a; Wei and Sandenbergh, <strong>20</strong>07).
Trabajo experimental<br />
Large jaw<br />
crhusher<br />
192 Kg BHP Billiton Cannington Ore<br />
Small jaw<br />
crusher<br />
4mm<br />
Grinding<br />
P80 = 90 µm<br />
2 mm screen<br />
Carga mineral: 1.000 ± 0.018 Kg<br />
% solidos: 65%<br />
%V carga: 13.16 %<br />
Medios de molienda: acero inox.<br />
F80 = <strong>20</strong>12.5 µm ± 44.9 µm<br />
%Pb = 14 %<br />
%Zn = 4 %<br />
Rougher<br />
Rougher tail<br />
pH / Eh / D.O.<br />
•% sólidos: 17.5<br />
•Volumen celda 5 L<br />
•RPM: 900<br />
•Flujo aire: 8.6 L/min<br />
Rougher concentrate:<br />
%R mass =19.52% ± 0.41%<br />
P80 = 60 µm<br />
%Pb = 64 %<br />
%Zn = 14 %<br />
Rougher conc.
P80(n=8) = <strong>20</strong>12.5 µm<br />
Desv. Est.= 60.6 µm , Error Estándar = 22.9 µm<br />
Feed Size Distribution<br />
Cumulative Passing (%)<br />
100.00<br />
90.00<br />
80.00<br />
70.00<br />
60.00<br />
50.00<br />
40.00<br />
30.00<br />
<strong>20</strong>.00<br />
10.00<br />
0.00<br />
S1_P80=2100<br />
S2_P80=2100<br />
S5_P80=<strong>20</strong><strong>20</strong><br />
S6_P80=<strong>20</strong>40<br />
S9_P80=<strong>20</strong>00<br />
S10_P80=1950<br />
S13_P80=1950<br />
S14_P80=1940<br />
1 1000 1000000<br />
Size (microns)
Chequeo de calidad de representatividad de muestras<br />
mediante distribución de tamaño de partículas
Calibración del molino<br />
P 80 (m icro n s)<br />
•P80=90 µm<br />
•76 RPM<br />
•Time(P80=90µm)=15min<br />
Calibration Curve of Rod Mill<br />
180<br />
135<br />
90<br />
45<br />
0<br />
0 5 10 15 <strong>20</strong> 25 30 35<br />
Time Grinding (min)<br />
Cummultaive passing (%)<br />
110<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
<strong>20</strong><br />
10<br />
0<br />
10 100 1000<br />
Size (microns)<br />
15 min<br />
15 min_2<br />
8 min<br />
25 min<br />
30 min
Procedimiento de flotación batch<br />
0.5 1 2 3 4 6<br />
Etapa A:<br />
• NaEX (1%) 40 g/t. (colector)<br />
• 4.2 µL of Methyl Isobutyl Carbinol<br />
(MIBC) por 1 L de pulpa<br />
• Tasa de flujo de aire: 8.6 L/min<br />
• Tasa de barrido de concentrado: cada<br />
10 segundos.<br />
• Colección de concentrados: 30<br />
seconds, 1 minuto y 2 minutos.<br />
Etapa B:<br />
Reanudación de flotación:<br />
• NaEX 30 g/t. (colector)<br />
• 4.2 µL (MIBC) por 1 L de pulpa<br />
• Tasa de flujo de aire: 8.6 L/min<br />
• Tasa de barrido de concentrado: cada<br />
10 segundos.<br />
•Colección de concentrados: 1 min, 2 min y<br />
4 minutos.<br />
• Tiempo de acondicionamiento de reactivos: 1 minuto<br />
• % sólidos: 17.5
Resultados<br />
25<br />
Cumulative Mass Recovery (%)<br />
<strong>20</strong><br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
6.58<br />
5.18<br />
7.98<br />
16.95<br />
18.46<br />
19.76<br />
46.7 %<br />
27.2%<br />
0<br />
0 1 2 3 4 5 6 7<br />
Flotation time (min)<br />
Mean Mass Rec - 27 tests<br />
St.Error - 27 tests<br />
La recuperación de masa final es<br />
19.76 % ± 0.44 % (95 % de confinza,<br />
n = 27).<br />
• R(Pb) = 82.35%<br />
• R(Zn) = 73.06%;<br />
• Notar mayor R(Zn) en etapa B <br />
posible activación de esfalerita
Constante cinética: cualitativa - cuantitativa<br />
Reminder recovery (%)<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4<br />
Flotation time (min)<br />
PbA Pb B Zn A Zn B<br />
• Recuperación remanente (1-R) ó (%), Pb - Zn<br />
en función del tiempo- Etapas A y B.<br />
R<br />
(<br />
−kt<br />
e )<br />
= 1−<br />
1 er orden M.A.<br />
(García y Zúñiga)<br />
m<br />
R = ∑ m ⋅ 1<br />
i=<br />
1<br />
i<br />
(<br />
− k t )<br />
i<br />
− e<br />
M r<br />
, k r<br />
, R r<br />
M l<br />
, k l<br />
, R l<br />
(Imaizumi and Inoue, 1963)<br />
• Extrapolación de masa de material flotando<br />
lento.
Cinética Pb - Zn por etapas y por tamaños<br />
0.45<br />
Flotation rate constant, k (min^-1)<br />
0.4<br />
0.35<br />
0.3<br />
0.25<br />
0.2<br />
0.15<br />
0.1<br />
0.05<br />
0<br />
1 10 100 1000<br />
Particle size (micron)<br />
Pb A Pb B ZnA ZnB<br />
• Pb: +53 µm y +38 µm son los tamaños flotando más rápidamente durante la<br />
Etapa A<br />
• Las fracciones +c1, +c2, +c3 y +c4 tienen la mayor constante cinética en la<br />
etapa B de flotación rougher<br />
• Zn: +c1 es la fracción de tamaño con mayor constante cinética en etapa A.<br />
• En etapa B hay un marcado crecimiento en la cinética de flotación del Zn en<br />
todo el rango de tamaños estudiados.
Caracterización mineralógica (MLA)<br />
• Zn contenido en concentrado rougher <br />
mecanismos de flotación de esfalerita.<br />
• Pb contenido en concentrado rougher estimar<br />
liberación y ley de concentrado.<br />
• Pb contenido en cola de rougher entender<br />
pérdidas de galena reportadas en la cola.
Análisis automatizado MLA con microscopio<br />
electrónico de barrido (SEM)<br />
MLA<br />
(software JKMRC)<br />
SEM<br />
EDAX<br />
Caracterización cualitativa: Mapa a color de minerales<br />
Data de caracterización cuantitativa de leyes de mineral y elementos,<br />
PSD, tamaño de grano, liberación de minerales, curvas teóricas de<br />
leyes vs. recuperación,
Contenido de minerales en alimentación y<br />
productos de flotación rougher<br />
80<br />
mineral F (%) C (%)<br />
70<br />
Galena 19.73 74.02<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
<strong>20</strong><br />
Esfalerita<br />
Min<br />
sulfurados<br />
*Quarzo<br />
*Silicatos<br />
Mn<br />
6.30<br />
28.71<br />
28.63<br />
<strong>20</strong>.80<br />
19.57<br />
> 95<br />
10<br />
0<br />
others minerals<br />
other silicates<br />
Fluorite<br />
Carb-Ox-Phos<br />
Mg minerals<br />
Mn silicates<br />
Quartz<br />
other sulphides<br />
sphalerite<br />
Ag mineral<br />
galena<br />
Rougher Con<br />
Rougher Feed<br />
Rougher Tail<br />
% Mineral by weight<br />
Fluorita<br />
7.59<br />
galena Ag mineral sphalerite other sulphides<br />
Quartz Mn silicates Mg minerals Carb-Ox-Phos<br />
Fluorite other silicates others minerals<br />
T (%)<br />
5.17<br />
~ 2<br />
~ 10<br />
~ 36<br />
~ 27<br />
9.12
Características de liberación de galena en<br />
concentrado rougher<br />
Galena (%) locked<br />
in binary particle<br />
with ...<br />
Ag<br />
minerals<br />
sphalerite<br />
other<br />
sulphides<br />
Mn<br />
minerals-<br />
Quartz<br />
others<br />
Carb-Ox-<br />
Phos<br />
Mg<br />
minerals<br />
Fluorite<br />
other<br />
silicates<br />
0.14<br />
4.9<br />
0.93<br />
2.63<br />
0.02<br />
0.22<br />
0.23<br />
0.19<br />
0.02<br />
Galena (%) locked<br />
in ternary or<br />
higher particle<br />
with ...<br />
Ag<br />
minerals<br />
sphalerite<br />
other<br />
sulphides<br />
Mn<br />
minerals-<br />
Quartz<br />
others<br />
Carb-Ox-<br />
Phos<br />
Mg<br />
minerals<br />
Fluorite<br />
other<br />
silicates<br />
0.04<br />
0.41<br />
0.23<br />
0.45<br />
0.02<br />
0.11<br />
0.07<br />
0.06<br />
0<br />
9%<br />
1%<br />
90%<br />
Liberated, w eight (%) (95,100]% Total Binary (%) Total Ternary (%)
Características de liberación de galena en<br />
concentrado rougher<br />
24.0<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
<strong>20</strong><br />
10<br />
0<br />
-c5 +c4 +c2 +38 +75 +150<br />
Lib Galena (%) Total Binary (%) Total Ternary (%)<br />
% galena<br />
en fracción<br />
de tamaño<br />
+<br />
PSD<br />
Galena reporting to concentrate (%)<br />
22.0<br />
<strong>20</strong>.0<br />
18.0<br />
16.0<br />
14.0<br />
12.0<br />
10.0<br />
8.0<br />
6.0<br />
4.0<br />
2.0<br />
-<br />
-c5 +c5 +c4 +c3 +c2 +c1 +38 +53 +75 +106 +150<br />
Size fraction<br />
Lib Galena Galena in binaries Galena in ternary<br />
• Caracterización de grado de liberación<br />
de galena en concentrados rougher en<br />
función de PSD<br />
• 61.41% a 96.23% /-150/+106 µm a -38<br />
µm /+c1. Peak en +c1.<br />
•Galena está presente mayormente en<br />
fracciones de tamaño mayor e igual a c1.<br />
• 30.16 % de galena en concentrados<br />
rougher está presente en fracción c1.
Esfalerita reportada en concentrados rougher<br />
4.0<br />
2%<br />
19%<br />
79%<br />
Liberated, weight (%) (95,100]% Total Binary (%) Total Ternary (%)<br />
Sphalerite reporting to concentrate (%)<br />
3.5<br />
3.0<br />
2.5<br />
2.0<br />
1.5<br />
1.0<br />
0.5<br />
-<br />
-c5 +c5 +c4 +c3 +c2 +c1 +38 +53 +75 +106 +150<br />
Size fraction (micron)<br />
Lib Sphal Binary with Galena Ternary<br />
Del 19.57 % de Esfalerita reportada en concentrados rougher, la mayor parte<br />
está liberada sugiere flotación de Zn debido al ambiente químico<br />
(activación)
Galena/Esfalerita en concentrados rougher<br />
Rougher concentrate + 106 µm fraction.
Pérdida de galena reportada en cola<br />
Galena loss to tails (%)<br />
2.5<br />
2.0<br />
1.5<br />
1.0<br />
0.5<br />
Galena<br />
Ag min.<br />
Sphalerite<br />
Other<br />
sulphides<br />
Quartz<br />
Silicates<br />
C-Ox-Ph<br />
Others<br />
-<br />
-c5 +c5 +c4 +c3 +c2 +c1 +38 +53 +75 +106 +150<br />
Size fraction (micron)<br />
Lib Galena Galena in binaries galena in ternary<br />
Pérdida de galena en cola rougher<br />
ocurre principalmente en partículas<br />
ultra finas (-c5) y liberadas. (40.50<br />
% de galena presente en cola).<br />
Pérdida de galena en<br />
tamaños extremos<br />
Pérdida de galena en colas de rougher<br />
ocurriendo en partículas gruesas (+106 µm)<br />
bloqueadas con quarzo y otros silicatos.<br />
baja probabilidad de colisión entre<br />
burbuja –partícula.
Análisis de recuperación por tamaños.<br />
Recovery of mineral (%)<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
<strong>20</strong><br />
10<br />
0<br />
fine<br />
intermediate<br />
coarse<br />
1 10 100 1000<br />
size (micron)<br />
galena (MLA) Sphalerite (MLA) quartz (MLA)<br />
pirosmalite Fe Sulphides Ca minerals<br />
Other silcates<br />
total gangue<br />
Recoveyr%<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
<strong>20</strong><br />
10<br />
0<br />
1 10 100 1000<br />
Size (microns)<br />
Pb Zn Cu Fe S<br />
Al2O3 MgO CaO SiO2<br />
• Recuperación óptima en fracciones de tamaño intermedios entre<br />
10 µm y 80 µm.<br />
• Caída en recuperación es más evidente en partículas gruesas<br />
entre 80 µm y 106 µm antes que en las partículas finas (
Tests con adición de hierro pulverizado<br />
25<br />
100.00<br />
Cumulative Mass Recovery (%)<br />
<strong>20</strong><br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
0 1 2 3 4 5 6 7<br />
Flotation time (second)<br />
0 gr 2 gr 6 gr 10 gr 15 gr <strong>20</strong> gr<br />
Recovery (%)<br />
90.00<br />
80.00<br />
70.00<br />
60.00<br />
50.00<br />
40.00<br />
30.00<br />
<strong>20</strong>.00<br />
10.00<br />
0.00<br />
1 10 100 1000<br />
size (micron)<br />
Pb 0g iron Pb 6g iron Pb 15g iron<br />
Zn 0g iron Zn 6g iron Zn 15g iron<br />
Fig.: Efecto en Rec(masa) de adición de<br />
hierro metálico durante flotación.<br />
Fig.: Recuperación por tamaños de Pb y<br />
Zn luego de 6 minutos de flotación.
Efecto en recuperación de galena y esfalerita<br />
Lead Recovery (%)<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
<strong>20</strong><br />
10<br />
0<br />
0 1 2 3 4 5 6 7<br />
Flotation Time (min)<br />
Pb 0g IRON Pb 6g IRON Pb 15g IRON Pb <strong>20</strong>g IRON<br />
Zn Recovery (%)<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
<strong>20</strong><br />
10<br />
0<br />
0 1 2 3 4 5 6 7<br />
Flotation time (min)<br />
Zn 0g IRON Zn 6g IRON Zn 15g IRON Zn <strong>20</strong>g IRON<br />
Fig.: Recuperaciones de Pb vs. tiempo de<br />
flotación para diferentes adiciones de Fe.<br />
Fig.: Recuperaciones de Zn vs. tiempo de<br />
flotación para diferentes adiciones de Fe.
Mediciones de Eh, Disolución de oxígeno y pH<br />
con adición de hierro<br />
just after grind<br />
Inside of flotation cell *<br />
Iron (g)<br />
addition<br />
pH<br />
(± 0.0 1 )<br />
Eh<br />
(± 1 mV)<br />
D.O.<br />
(± 0.02 ppm)<br />
pH<br />
(± 0.0 1 )<br />
Eh<br />
(± 1 mV)<br />
D.O.<br />
( ±0.02 ppm)<br />
0<br />
8.04<br />
269<br />
1.7<br />
8.02<br />
261<br />
5.58<br />
6<br />
8.06<br />
197<br />
0.23<br />
8.02<br />
145<br />
3.4<br />
15<br />
7.96<br />
53<br />
0.01<br />
8.02<br />
109<br />
2.13<br />
<strong>20</strong><br />
8.04<br />
44<br />
0.00<br />
8.00<br />
56<br />
0.44<br />
Eh (mV vs SHE)<br />
350<br />
300<br />
250<br />
<strong>20</strong>0<br />
150<br />
100<br />
50<br />
NaOH<br />
addition<br />
Na.E.X. +<br />
MIBC<br />
addition<br />
Betw een<br />
A and B<br />
Second<br />
reagent<br />
addition<br />
Convergencia de<br />
valores de D.O. al<br />
final de flotación<br />
debido a la adición de<br />
aire.<br />
(Bradshaw et al, <strong>20</strong>06)<br />
0<br />
st 1 st 2 st 3 st 4 st 5 st 6<br />
0 1<strong>20</strong> 240 360 480 600 7<strong>20</strong><br />
Flotation stage (time in second)<br />
0 g 2 g 6 g 10 g 15 g <strong>20</strong> g
Influencia de potencial de pulpa en<br />
recuperación de Pb y Zn<br />
Recovery at 30 seconds of flotation (%)<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
<strong>20</strong><br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
15 g iron<br />
<strong>20</strong> g iron<br />
6 g iron<br />
0 g iron<br />
0 30 60 90 1<strong>20</strong> 150 180 210 240 270<br />
Eh (mV vs SHE) just after grinding<br />
Recovery at 1B stage (%)<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
<strong>20</strong><br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
<strong>20</strong> g iron<br />
15 g iron<br />
6 g iron<br />
0 iron<br />
160 170 180 190 <strong>20</strong>0 210<br />
Eh (mV vs SHE) just after reagent addition 1B<br />
Pb<br />
Zn<br />
Pb Rec 1B<br />
Zn Rec 1B<br />
Fig.: Relación entre recuperación de<br />
especies en los primeros 30 segundos<br />
de flotación y potencial a pH = 9.<br />
Fig.: Recuperaciones de Pb y Zn en función<br />
del potencial de pulpa durante el primer<br />
minuto de la etapa B de flotación. (pH = 9)
Cambios en oxígeno disuelto y su relación con<br />
recuperación de Pb y Zn.<br />
Final Recovery (%)<br />
100<br />
90<br />
0g iron<br />
6g iron<br />
80<br />
15g iron<br />
70<br />
60<br />
50 <strong>20</strong>g iron<br />
40<br />
30<br />
<strong>20</strong><br />
10<br />
0<br />
0 0.5 1 1.5 2<br />
Dissolve Oxygen (ppm)<br />
Pb recovery Zn recovery mass recovery<br />
• Oxígeno disuelto luego de molienda con adición gradual de fierro fue<br />
removido en gran parte de la pulpa.<br />
• Fig.: <strong>Dec</strong>recimiento de oxígeno disuelto en la pulpa, como resultado de<br />
adición de fierro metálico, disminuye las recuperacionesde Pb y Zn, siendo<br />
más afectada la recuperación de Zn que de Pb.
Efecto de adición de fierro en selectividad entre Pb y Zn<br />
70<br />
60<br />
Zn Recovery (%)<br />
50<br />
40<br />
30<br />
<strong>20</strong><br />
10<br />
40%<br />
10%<br />
0<br />
0 10 <strong>20</strong> 30 40 50 60 70 80<br />
Lead Recovery (%)<br />
0g IRON 6g IRON 15g IRON <strong>20</strong>g IRON<br />
• Flotabilidad de Pb resultó menos afectada por el ambiente de molienda que la<br />
del Zn, tanto para los tests con adición de fierro, como en ausencia de<br />
esta.<br />
• Flotación fue más selectiva durante la etapa A para todos los tests.
Conclusiones<br />
• Respuesta de la flotación del mineral de mena Pb-Zn de<br />
Cannington puede ser afectado significativamente por el ambiente<br />
químico durante la molienda<br />
• La presencia de hierro metálico en la pulpa, bajo la hipótesis<br />
planteada, demuestra que lo medios de molienda tienen una notoria<br />
inlfuencia en la respuesta de flotación del mineral molido.<br />
• Cuando el mineral fue molido con acero inoxidable, fue encontrado<br />
que:<br />
• Galena en el concentrado está mayormente liberada, con<br />
compuestos ocurriendo principalmente en fracciones de tamaños<br />
gruesos.<br />
• Pérdida de galena en las colas ocurrió principalmente en fracciones<br />
de tamaños ultrafinos –c5 (40.50 %) baja probabilidad de colisión<br />
entre partícula-burbuja.<br />
• En los tests sin adición de hierro, la flotación de esfalerita es<br />
notoriamente positiva,en particular en la segunda etapa de la<br />
flotación rougher.<br />
• La esfalerita en concentrados estaba en su mayoría como partículas<br />
liberadas, por lo que fue recuperada por flotación verdadera, lo que<br />
sugiere que el ambiente químico durante la flotación pudo promover<br />
la flotación de esfalerita, probabemente debido a una activación por<br />
plomo.
Conclusiones<br />
• La adición de hierro resultó en una reducción de la recuperación de<br />
galena y esfalerita, R(esfalerita) < R(galena), lo que suguiere que la<br />
presencia de hierro actuó como agente depresante en partículas de<br />
esfalerita, en especial durante la segunda etapa de flotación rougher.<br />
• Cambios significativos en el potencial de pulpa fueron observados<br />
luego de la adición de hierro en la molienda, en espcial al comienzo<br />
de la flotación. Esto afectó en la recuperación de plomo y zinc,<br />
coincidiendo con trabajos previos en este sentido (Wei and<br />
Sandenbergh, <strong>20</strong>07; Yuan et. al., 1996, Van Deventer et al., 1993).<br />
• Mediciones de oxígeno disuelto mostraron que la molienda con fierro<br />
removió casi todo el oxígeno disuelto desde la pulpa. Las reducciones<br />
de potencial de pulpa y de oxígeno disuelto pueden causar formación<br />
de especies de hidróxidos. Estas especies hidrofílicas pueden cubrir<br />
las superficies de los minerales a flotar y reducir su flotabilidad.<br />
• La interacción entre colector y superficie de mineral puede también<br />
ser afectada como resultado de epecies hidrofílicas en la superficie<br />
de los minerales.
Recomendaciones<br />
• Para un mejor entendimiento de la flotación de<br />
minerales luego de la molienda, es recomendable el uso<br />
de técnicas analíticas como la Espectroscopía<br />
Fotoeléctrica de Rayos X, técnica que proveen<br />
información del tipo, concentración y distribución de<br />
especies en la superficie de las partícuals de minerales<br />
en los concentrados, colas o alimentación de flotación.<br />
• Para el modelo numérico utilizado en determinar la<br />
constante cinética de flotación, se recomienda una<br />
colección de al menos 5 tests de flotación para obtener<br />
una data estadística significativa.
FIN
Activación de esfalerita durante flotación rougher.<br />
• Presencia de galena puede resultar en depositación de Pb 2+ en<br />
superficie de esfalerita, confiriendo mayor conducción de adsorción de<br />
xantatos, resultando en activación de esta. (Trahar et al, 1997).<br />
• A pHs alcalinos, una lenta reacción de intercambio iónico puede<br />
proceder luego de la adsorción de hidróxidos de Pb Pb(OH) 2<br />
en superficie<br />
de esfalerita (Ralston and Healy, 1980b)<br />
•ZnS(s) + Pb(OH) 2(s) = PbS (s) + Zn 2+ (aq) + 2OH- (aq) (5.3)<br />
Pb(OH) 2(s) = Pb 2+ (aq) + 2OH- (aq) (5.4)<br />
• Durante la segunda adición de xantato, especies insolubles de xantatos<br />
de plomo pueden precipitar en la superficie de la esfaerita confiriéndole<br />
activación (Basilio et al, 1996; Mielczarski, 1986)
Análisis termodinámico de especies oxidadas de<br />
Fe, estables en solución acuosa.<br />
Fierro en contacto con agua reacciona<br />
de acuerdo a:<br />
Fe + 2H 2 O Fe 2+ + H 2 + 2OH- (5.5)<br />
Fe(OH) 3<br />
Pourbaix (1966)<br />
En regiones fuertementes aereadas, iones<br />
ferrosos formados se oxidan a iones férricos<br />
al reaccionar con D.O.<br />
4Fe2 + + O 2 + 2H 2 O Fe 3+ + 4OH - (5.6)<br />
4Fe2 + + O 2 + 4H 2 O 2Fe 2 O 3 + 8H + (5.7)<br />
Iones férricos (5.6) reaccionan con iones<br />
hydroxylos :<br />
Fe 3+ + 3OH - Fe(OH) 3 (5.8)<br />
Fig.: Eh-pH diagrama de Pourbaix para<br />
sistema Fe-H2O.
Constantes cinéticas y fracciones de masas obtenidas de<br />
modelo aplicando minimización de errores cuadráticos.
The role of entrainment<br />
• Savassi et al (1998) developed and empirical relationship to describe<br />
the entrainment response. The degree of entrainment is defined as:<br />
•<br />
Rent<br />
(5.9)<br />
ENT =<br />
R<br />
water<br />
• Where Rent is the recovery of the entrained material. In general, the<br />
recovery of entrained material is obtained from mass balanced data,<br />
using a liberated gangue mineral as a tracer.<br />
Iron<br />
addition<br />
SiO2 Rec (%)<br />
for 7 µm<br />
Water Rec<br />
(%)<br />
ENTRAINMENT<br />
degree<br />
0 g<br />
1.3<br />
9.1<br />
0.1<br />
6 g<br />
1.1<br />
7.2<br />
0.2<br />
15 g<br />
0.5<br />
4.0<br />
0.1
Comparación: curva de ley-recuperación, teórica vs.<br />
experimental.<br />
Pb Grade (%)<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
<strong>20</strong><br />
10<br />
0<br />
gr 1<br />
gr 2<br />
gr 3<br />
gr 4<br />
Total concentrate grade and recovery<br />
gr 5<br />
Pb feed grade<br />
0 10 <strong>20</strong> 30 40 50 60 70 80 90 100<br />
Pb Recovery (%)<br />
Experimental<br />
• Recuperación 100% Pb, ley aimentación (15.2% Pb).<br />
• Ley total de concentrado: 63.2% Pb (Rec 80%).<br />
• Ley Pb máxima teórica posible 86.6% a 72.4% de recuperación.<br />
• Ley experimental máxima alcanzada: 80.5% a 29.0% de recuperación.<br />
MLA<br />
Diferencias entre ambas curvas:<br />
Influencia química en la pulpa, presencia de otros minerales flotables, entrainment, etc.
Leyes de Pb y Zn en concentrado rougher<br />
grade in rougher concentrate<br />
(%)<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
<strong>20</strong><br />
10<br />
0<br />
0g 6g 15g <strong>20</strong>g<br />
iron addition<br />
Pb Zn
Muestras:<br />
F, T y C.<br />
38 µm<br />
MLA, ALS-Chem:<br />
(150, 106, 75, 53, 38) µm,<br />
c1, c2, c3, c4, c5, -c5<br />
100.000<br />
10.000<br />
MLA – ALS Chem<br />
Calidad - reconciliación<br />
data de ensayo químico<br />
Chemical Assay (%)<br />
1.000<br />
0.100<br />
0.010<br />
0.001<br />
0.001 0.010 0.100 1.000 10.000 100.000<br />
MLA Assay (%)<br />
Pb Zn Cu Fe S y=x
Tipo de medios de molienda y recubrimiento<br />
• Bond in 1964 speculated that well over half of media wear results<br />
from corrosion of metal surfaces being exposed in grinding (Adam et<br />
al, 1984).<br />
• The importance of corrosive wear at lab scale (25% to 75% of metal<br />
loss) in wet grinding as part of the effect of corrosion, abrasion and<br />
impact during grinding Radsizsewski (<strong>20</strong>02), with an average total<br />
wear of 60.3% (Yelloji Rao and Natarajan, 1991).<br />
• Adam et al (1984) observed that grinding in steel mills adversely<br />
affected the flotation of pyrrhotite, and galvanic coupling of pyrrhotite<br />
with active metals resulted in the formation of hydroxide or oxide<br />
and sulphate species of iron on the pyrrhotite surface.<br />
• Wei and Sandenbergh (<strong>20</strong>07) showed that, for comparable grinds<br />
and reagent dosages of the Rosh Pinah ore containing lead–zinc<br />
sulphide system, the choice of grinding media has a marked effect<br />
on metal recovery and selectivity.
Flotación de minerales sulfurados<br />
• Medios de molienda y su efecto en flotación de<br />
súlfuros<br />
Efecto en minerales complejos de mena (Grano et al, 1997;<br />
Cullinan et al, 1999; Greet et al, <strong>20</strong>04; Bradshaw et al, <strong>20</strong>06; Wei and<br />
Sandenbergh, <strong>20</strong>07)<br />
Interacciones electroquímicas mineral / mineral (Urbano et<br />
al, <strong>20</strong>07; Bradshaw et al, <strong>20</strong>06)<br />
Interacciones electroquímicas mineral / medios de<br />
molienda (Natarajan, 1984; Abramov, <strong>20</strong>05, Adam, 1984; Yuan et al,<br />
1996)
Flotación de minerales sulfurados: Revision<br />
bibliografica<br />
• Hidrofobicidad / hidrofilicidad (Fornasiero and Ralston, <strong>20</strong>05;<br />
Poling and Leja, 1963; leppinen and Mielczarski, 1986; Mielczarski and<br />
Mielczarski, <strong>20</strong>03)<br />
Tamaño de partícula en flotación (Rao, <strong>20</strong>03, Jameson et al,<br />
1977; Finch et al, 1979; Wills and Napier-Munn, <strong>20</strong>07)<br />
Teoría electroquímica ( Woods, 1976; Woods et al, 1997; Buckley<br />
and Woods, 1991,1997; Rand and Woods, 1984; Richardson et al, 1994-b)<br />
Importancia del potencial en flotación (Rand and Woods,<br />
1984; Ralston, 1991; Natarajan and Iwasaki, 1972; Göketepe and Williams,<br />
1995; Göketepe, <strong>20</strong>02)<br />
Rol del oxígeno en flotación (Klassen and Mokrousov, 1963; Yuan<br />
et al, 1996)
Antecedentes<br />
Caracterización<br />
física:<br />
• Distribución de tamaño de partícula<br />
•Liberación de mineral<br />
•Entrainment<br />
•Etc…<br />
Cambios químicos<br />
de la pulpa:<br />
Ambiente químico en<br />
molienda<br />
e-<br />
Sulphide<br />
mineral<br />
particle<br />
e-<br />
e-<br />
Mild steel media<br />
e-<br />
¿Efectos en selectividad,<br />
recuperación?
Hasta pronto U. de Conce !