BALANCE DE MASA EN CIRCUITO DE FLOTACIÓN

BALANCE DE MASA EN CIRCUITO DE FLOTACIÓN

La flotación es un proceso de concentración que tiene por finalidad separar la corriente de alimentación en dos productos: una corriente que contiene la mayor parte de la ganga o estéril, denominada cola o relave y la otra correspondiente al concentrado de la especie útil. Esquemáticamente este proceso se puede representar como:

Donde:

F, T y C : Flujos másicos de sólidos en las diferentes corrientes.

f, t y c : Leyes de cobre asociadas a los sólidos de las diferentes corrientes.

Para controlar y evaluar el proceso de flotación, se han definido los siguientes parámetros:

1. Razón de concentración

La razón de concentración indica el peso de mineral que debe ser procesado para producir una unidad de peso de concentrado final. Este parámetro está definido por la siguiente expresión:

3.3

1. Recuperación

El parámetro recuperación mide la eficiencia del proceso de concentración e indica el porcentaje de especie útil recuperada desde la alimentación. Matemáticamente se expresa por :

3.4

1. Tiempo de residencia

Este parámetro indica el tiempo medio que la pulpa permanece al interior de los bancos de flotación y debe ser mayor al tiempo de flotación de las partículas de especie útil. El tiempo de residencia ha de ser aquel que permita la mejor conciliación entre la recuperación y concentración. Se define como:

3.5

Donde:

Volumen útil o efectivo es el volumen total de la celda menos el volumen ocupado por el aire atrapado en la pulpa, volumen de rotor, estator, tuberias fijas, desviadores, tubos de aspiración, etc.

1. Capacidad de levante

Este parámetro indica el peso de concentrado flotado por unidad de área y tiempo. Se calcula aplicando la siguiente expresión :

3.6

1. BIAS

Este parámetro indica si la cantidad de agua de lavado, adicionada en el tope de las columnas de flotación, cumple con la función de limpieza y para que ello ocurra el BIAS debe ser positivo. Se dice, que el BIAS es positivo cuando la razón de la expresión 3.7 es mayor que uno y normalmente este valor se maneja alrededor de 1,20.

Físicamente, un BIAS positivo representa un flujo neto descendente de agua de lavado en la zona de espumación y por lo tanto, permite arrastrar las partículas de ganga débilmente adheridas a las burbujas y aquellas atrapadas entre los canales que forman las burbujas a la zona de recuperación.

3.7

Tabla 3.1. Definición de parámetros empleados comúnmente en balances másicos de pulpas.

Parámetro

Símbolo

Unidad

Pulpa

Sólido

Líquido

Humedad

% H2O

%

%H2O= ml/mp*100

%H2O=magua/ms*100

Contenido de sólidos

%

%

% sólidos=ms/mp*100

Cp

Cp= ms/mp

Densidad

ρ

g/cc

ton/m3

ρp=S/(Cp+(1-Cp)*S)

ρs= ms/Vs

ρl= ml/Vl

Caudal o flujo volumétrico

Q

m3/hr

Qp= Mp /ρp

Qs = Ms /ρs

Ql, = Ml /ρl

Concentración de fino en el flujo.

Fino = Cu u otro elemento químico

c

gpl

c= mf/Vl

f

%

(ley)

fs= mf /ms*100

f

ppm

fs= mf /ms*106

ppm= mf /(Vl*ρl) *106

Fracción de tamaños

xi

xi=mxi/ms

NOMENCLATURA :

FLUJOS

M: Flujo másico

Q: Flujo volumétrico

m: Masa

V: Volumen

CARACTERIZACIÓN FÍSICA

ρ: Densidad

S:ρs/ρ, Gravedad específica del sólido

Cp: Fracción en peso del sólido

xi: Fracción en peso del tamaño i

% H2O: humedad

CARACTERIZACIÓN QUÍMICA

c: Concentración de solución

f: Ley del sólido

SUB-ÍNDICES

p: pulpa s: sólidos l: líquidos f: finos agua: agua

Ejemplo de Balance

A la etapa molienda-clasificación, de una planta concentradora de sulfuro de cobre, se alimentan 6000 ton/hr de mineral con 4% de humedad y 1,75% de cobre total. La gravedad específica del mineral es 2,7.

El circuito molienda – clasificación, utilizado en el beneficio del mineral, es del tipo cerrado, es decir, el material que descarga el molino a su respectivo sump es bombeado a una batería de hidrociclones para su clasificación, donde el overflow contiene un 30% de sólidos y una granulometría de 30% +100# Tyler. Este material se alimenta posteriormente a la etapa de flotación Rougher, donde se favorece la recuperación sobre la ley del concentrado, obteniéndose un producto con 30% de sólido y una ley de 20% de cobre total. La cola obtenida en esta etapa contiene 0,24% de cobre total y 28% de sólidos. La flotación Rougher se compone de celdas Outokumpu de 100 m3 cada una y se distribuyen en 8 líneas con un arreglo 2 + 2 + 3 + 3, en paralelo. Considere que el volumen útil es del 85%.

El concentrado Rougher se envía a la etapa de remolienda, donde se clasifica en las baterías de hidrociclones. El underflow (sobre tamaño) es descargado en los molinos de bolas para continuar su proceso de conminución hasta alcanzar el tamaño de liberación. Por otra parte, el overflow (80% -325# Tyler) es nuevamente flotado en 14 celdas columnares de 4 m de ancho x 4 m de largo x 13,85 m de alto, (volumen total útil del 95 %), donde se obtiene un concentrado final con una ley del 40% de cobre y una fracción de sólidos del 0,25. La cola contiene 20% de cobre y

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