Optimización del proceso de flotación de plomo, plata y zinc en la

Optimización del proceso de flotación de plomo, plata y zinc en la

Optimización del proceso de flotación de plomo,
plata y zinc en la planta concentradora Mallay
Procesos Metalúrgicos
José Bacilio Jiménez, Superintendente Planta
Juan Ayala López, Jefe de Procesos
José Quijahuamán Yana, Metalurgista
Milton Ruiz Velásquez, Jefe de Turno
Compañía de Minas Buenaventura S.A.A.
-1-
“Optimización del proceso de flotación de plomo,
plata y zinc en la Planta Concentradora Mallay”
parameters are stabilized grinding, addition of
reagents and flotation circuits.
“Flotation process optimization lead, silver and zinc
in the Mallay Plant Concentrator”
Was performed a pilot project during the months of
November and December of 2012 on the same
plant,
making
simple
modifications
and
installations, so you get the results that justify the
investment in this project.
José Bacilio Jiménez
Juan Ayala López
José Quijahuamán Yana
Milton Ruiz Velásquez
The project approved by the directory of
Buenaventura has the following financial ratios:
68.53% IRR, NPV $ 2’024,956 and a time for
payback of 16 months. The implementation of this
project should culminate in June 2013 and become
operational from July 2013.
Compañía de Minas Buenaventura S.A.A.
RESUMEN
1. INTRODUCCION
La planta concentradora de la U.E.A. Mallay, de
Compañía de Minas Buenaventura S.A.A., inicia
sus operaciones en el mes de Abril del 2012.
La U.E.A. Mallay forma parte de Compañía de
Minas Buenaventura S.A.A., está ubicada cerca al
centro poblado del mismo nombre, en el distrito de
Oyón, provincia de Oyón, departamento de Lima, a
una altura de 4,250 m.s.n.m. La distancia LimaHuacho-Mallay por carretera es de 276 Km.
En el transcurso de siete meses de operación se
ve la necesidad de integrar nuevos equipos en los
circuitos de molienda y flotación, con la finalidad de
optimizar las recuperaciones de valores y calidad
de los concentrados. Para lograr estos objetivos
se elabora el proyecto de optimización del proceso
de flotación de plomo, plata y zinc, que toma como
base de cálculo la producción obtenida entre los
meses de julio a octubre del 2012, por ser el
período donde se estabilizan los parámetros de
molienda, adición de reactivos y circuitos de
flotación.
La unidad Mallay es una mina polimetálica con
explotación subterránea con corte relleno
ascendente
semi-mecanizado.
La
planta
concentradora tiene una capacidad de 500 TCSD,
donde se realizan las operaciones y procesos de
chancado primario y secundario, molienda primaria
y clasificación, concentración de minerales de
plomo, plata y zinc por flotación diferencial,
espesado y filtrado de concentrados de plomoplata y zinc, espesado y disposición de relaves
espesados.
Se realizó un pilotaje del proyecto durante los
meses de noviembre y diciembre del 2012 en la
misma planta, haciendo modificaciones e
instalaciones simples, con lo que se obtiene los
resultados que justifican la inversión en este
proyecto.
La leyes promedio del mineral que se alimenta a
planta son: 6.81 Oz Ag/tc, 5.42% Pb, y 7.23% Zn.
Las recuperaciones promedio son de 79.54% de
Ag y 85.49% de Pb en el circuito Pb-Ag, 11.52% de
Ag y 84.51% de Zn en el circuito de Zinc. (Julio a
octubre 2012).
El proyecto aprobado por el directorio de
Buenaventura tiene los siguientes indicadores
financieros: TIR de 68.53%, VAN $ 2’024,956 y un
tiempo de retorno de la inversión de 16 meses. La
implementación de este proyecto debe culminarse
en junio del 2013 y entrar en funcionamiento a
partir del mes de julio del 2013.
La planta concentradora arrancó sus operaciones
el 13 de abril del 2012 con un tratamiento diario de
375 TCSD hasta fines de junio, este periodo fue
una etapa de ajuste de la operación. A partir del
mes de julio hasta octubre del 2012 el tratamiento
se incrementó a un promedio diario de 472 TCSD,
en este periodo se establecieron los parámetros de
operación.
Abstract
The concentrator plant U.E.A. Mallay, of Compania
de Minas Buenaventura SAA, began operations in
April of 2012.
Toda la información colectada en los siete primeros
meses de operación de la planta permitió evaluar
los procesos y plantear el proyecto de optimización
que se presenta en este trabajo. El proyecto
contempla la ampliación de los circuitos de plomoplata con la instalación de una celda flash en la
descarga del molino 8’x10’ y una celda tanque que
trate la pulpa del overflow que va a flotación. En el
circuito de zinc se propone la instalación de 02
celdas tanque que reciban la pulpa del
acondicionador de zinc, además de una celda
columna para la limpieza del concentrado.
Adicionalmente se instalará una zaranda de basura
During seven months of operation is the need to
integrate new equipment in milling and flotation
circuits, in order to optimize the recovery of values
and quality focused. To achieve these objectives
the project is developed flotation optimization of
lead, silver and zinc, which is based on calculating
the production obtained during the months of July
to October 2012, being the period where the
-2-
para el overflow del ciclón D-10 (molino 8’x10’), un
nuevo filtro prensa de 1500x1500 mm, de 30
placas para filtrado de concentrados, y las bombas
horizontales y verticales que requieren esta
ampliación.
-
Se realizó un pilotaje del proyectó en los meses de
noviembre y diciembre del 2012, que tuvo como
principal objetivo el incremento del tiempo de
flotación en el circuito plomo-plata, este pilotaje
consistió principalmente en la fabricación e
instalación de una celda unitaria que trabaje como
descabezador del circuito, además de otros
trabajos. Los resultados obtenidos en el período de
pilotaje determinaron la viabilidad y aprobación del
proyecto de optimización.
-
-
-
Se detallan los principales:
3.1. Uso de mallas metálicas en la zaranda
6’x16’.
Una vez terminado el proyecto (junio del 2013) se
espera incrementar las recuperaciones de plomo,
plata y zinc en el proceso de flotación, así como
mejorar las leyes de sus concentrados.
En la zaranda 6’x16’ se reemplazaron los paneles
de poliuretano por mallas metálicas de 12 mm de
abertura, que permitió reducir el F80 al molino de
bolas 8’x10’ de 12500 a 9800 micrones, esta
mejora permitió incrementar el tonelaje de
tratamiento en la planta concentradora hasta 475
TCSD a diciembre del 2012.
2. OBJETIVOS
Una vez culminado y puesto en marcha el proyecto
de optimización, se espera:
-
-
-
-
-
Incremento mínimo de la recuperación de
plata en 2.5%, plomo en 3.5% y la de zinc
en 3.5%. (Ag=82.0%, Pb=89.0% y
Zn=88.0%).
Mejorar la calidad de los concentrados:
%Pb mayor a 55% en concentrado de
plomo-plata, y %Zn mayor a 50% en el
concentrado de zinc.
Tener una operación más rentable debido
al incremento de ingresos por mejores
recuperaciones de valores metálicos y
leyes más altas en los concentrados.
Tener mayor capacidad de tratamiento y
estar preparados para un incremento de
tonelaje.
Minimizar el desplazamiento de plomo y
plata al circuito de zinc.
3.2. Determinación del collar de bolas del
molino 8’x10’.
Se reemplazó la recarga de bolas de acero de 2” y
4” por únicamente bolas de acero de 3”. La recarga
diaria es de 500 Kg y el consumo promedio de
medios de molienda es de 0.98 Kg/TCS.
Los parámetros de operación en la moliendaclasificación son de 109 micrones para el P80 en la
descarga del molino 8’x10’, en el overflow de los
ciclones D-10 la densidad es 1280 g/l y la
granulometría 68% malla -200.
3.3. Instalación de bombas verticales de 2
½”.
Para mejorar el transporte de espumas y pulpas en
los circuitos de flotación se retiraron las bombas
para espumas tipo vertical con impulsor de fierro
de 2” y las bombas horizontales centrifugas de 1
½” x 1”, en su lugar se instalaron bombas verticales
de 2½”.
3. EVOLUCIÓN DE LA OPERACIÓN EN
PLANTA CONCENTRADORA
Desde el arranque de la planta en el mes de abril
hasta octubre del año 2012 se realizaron una serie
de trabajos para estabilizar las operaciones y
procesos de la planta concentradora. Entre los
principales trabajos tenemos:
-
Habilitación de cochas de decantación en
espesadores de plomo-plata y zinc.
Instalación de bombas para la recirculación
de agua de la relavera.
Selección del esquema de reactivos
adecuado para el proceso de flotación.
Identificación
de
las
especies
mineralógicas presentes en el mineral de
Mallay.
Pruebas de cinética de flotación.
Balance de materia de molienda-flotación
con software Billmat 9.2.
Asesoría externa de profesionales y
proveedores de reactivos
3.4. Eliminación de los circuitos abiertos en
flotación de plomo-plata y zinc
Uso de mallas metálicas con abertura de
12 mm en la zaranda 6’ x 16’.
Determinación del collar de bolas en el
molino 8’ x10’.
Montaje de bombas verticales de 2 ½”.
Eliminación de los circuitos abiertos en la
flotación de plomo-plata y zinc.
Eliminación de la remolienda de espumas
en la flotación de plomo-plata, y remolienda
del relave plomo-plata.
En la flotación de plomo-plata y zinc se cerraron los
circuitos, haciendo que el relave de las celdas
cleaner y las espumas del scavenger-cleaner
retornen a la cabeza de flotación; al acondicionador
5’x5’ en el circuito plomo-plata y al acondicionador
6´x6´ en el circuito de zinc.
-3-
3.5. Eliminación de la remolienda de
concentrado scavenger y concentrado
scavenger-cleaner en circuitos Pb-Ag y
Zn.
3.7. Selección del esquema de reactivos.
El esquema de reactivos en el proceso de flotación
del mineral de Mallay ha sido continuamente
modificado en base a las pruebas de laboratorio y
evaluaciones a nivel industrial, con la finalidad de
mejorar la recuperación de valores y calidad de los
concentrados.
En el circuito de flotación de plomo-plata se
remolían las espumas de las celdas scavengercleaner y las espumas scavenger con la
consiguiente sobremolienda, que originaba la
formación de lamas. Las celdas del scavenger
cleaner pasaron a formar parte de un sistema de
tres limpiezas. Se dejó de utilizar el molino de
bolas 5´x6´ para la remolienda de espumas de
plomo-plata.
En la molienda se ha ido disminuyendo hasta dejar
de dosificar el depresor metabisulfito de sodio, se
usa el sulfato de zinc como depresor de zinc. En la
flotación plomo-plata, se ha establecido como
reactivos principales al aerophine 3418 y el
aerofloat 242, y como secundario el aeropromother
208. Se usa MIBC como espumante, el pH de la
pulpa es 8.5.
Algo similar sucedió en el circuito de flotación de
zinc, pero se cambió el criterio de remoler espumas
por el de clasificar y remoler el relave de la
flotación plomo-plata, para incrementar el grado de
liberación de la esfalerita, llegando a una
granulometría de 75 % menos 200 mallas.
En la gráfica consumo de reactivos vs.
recuperación de Pb-Ag, se observa que ha
disminuido el consumo de los depresores
metabisulfito de sodio y sulfato de zinc, y existe
una tendencia al incremento de los colectores
aerophine 3418 y aeropromother 208. Las curvas
de recuperación de plomo y plata se mantienen
estables durante los meses de julio a octubre. Se
ha probado el uso de los xantatos Z-6, Z-11 y Z-14
con resultados ligeramente menores a los
obtenidos con el promotor y colector actual.
3.6. Instalación
de
bombas
para
recirculación de agua de la relavera y
espesadores.
Para evitar que la relavera 1A se llene de agua con
el transcurso de la operación, se instalaron dos
bombas verticales tipo turbina para recircular el
agua sobrenadante de la relavera hacia el proceso
en planta concentradora. El agua fresca de la
laguna de Lacsacocha dejó de usarse.
La
recirculación diaria de agua es aproximadamente
450 metros cúbicos, con un pH promedio de 9.0.
En la flotación de zinc, se usa sulfato de cobre
como activador y como único colector el xantato Z11. En este circuito se usa como espumante el
flotanol H-53 y el pH es regulado con cal a 11.0 en
el acondicionamiento y a 11.5 en la tercera
limpieza.
El consumo de agua en la planta se complementa
con la recirculación de agua de rebose del
espesador de 50’ para relaves y de los
espesadores de 20’ para concentrados.
Gráfico 1: Consumo de reactivos vs. Recuperación Pb-Ag
-4-
Gráfico 2: Consumo de reactivos vs. Recuperación de zinc
El control del desplazamiento de plomo desde el
circuito de plomo-plata hacia el circuito de zinc ha
permitido mejorar la recuperación de zinc, debido a
que la galena es un gran consumidor de sulfato de
cobre.
(activador) y a partir de junio se va encontrando un
equilibrio entre estos dos reactivos hasta que
finalmente termina siendo el consumo de sulfato de
cobre mayor en 40 % al consumo de sulfato de
zinc usados en la flotación plomo-plata.
En la gráfica
de consumo de reactivos vs.
recuperación de Zn en el circuito de zinc, es
importante ver como la recuperación del zinc se ha
estabilizado debido al mejor control de reactivos
que se ha tenido en el circuito de flotación de
plomo, se observa el caso particular de la relación
constante que debe haber entre el uso de sulfato
de zinc y sulfato de cobre. En la gráfica se puede
ver que en los primeros meses la recuperación de
zinc es baja debido a la falta de sulfato de cobre
En ambas gráficas referidas a reactivos se
evidencia que los tres primeros meses de
operación fueron definitivamente de prueba y de
capacitación dell personal, siendo los meses de
julio a octubre una etapa donde se ha
estandarizado el uso de los reactivos en tipo,
cantidad y puntos de dosificación adecuados.
El esquema de reactivos al mes de diciembre 2012
es:
Consumo de reactivos (g/TC) - Planta Concentradora Mallay
Punto de
dosificación
Na2S2O5 ZnSO4
Molino 8 x 10
681.3
AP-3418
AF-242
AF-208
44.0
22.0
16.0
Z-11
Acond. Pb-Ag
MIBC
Cal
Flotanol
H-53
CuSO4
11.2
RO II Pb-Ag
25.1
SCV Pb-Ag
10.0
8.5
CL Pb-Ag
Acond. 1 Zn
1,646.6
Acond. 2 Zn
71.4
SCV Zn
15.7
CL Zn
12.7
33.1
235.2
* Diciembre 2012
Tabla 1: Esquema de reactivos diciembre 2012
-5-
812.0
del sistema María y Dana.
3.8. Identificación mineralógica.
El contenido de zinc promedio en la esfalerita
(portador de zinc) es de 46.06%.
Se han realizado estudios de microscopia
electrónica de barrido, análisis mineralógicos por
difracción de rayos X, análisis químicos por
fluorescencia de rayos X, análisis mineralógicos
por microscopia óptica y estudios mineragráficos
por microscopia óptica y electrónica a diferentes
muestras
de
tajos,
cabeza
a
flotación,
concentrados y relaves de la Mina Mallay.
Desde el arranque de las operaciones en planta se
ha observado que no existe una relación directa
entre la ley de Pb y Ag en el concentrado de
plomo, cuando sube la ley de plomo la ley de la
plata sube ligeramente, lo mismo sucede con las
recuperaciones de plata y plomo, cuando sube la
recuperación de plomo en el concentrado de
plomo-plata la recuperación de plata en el mismo
concentrado se mantiene o su incremento es bajo.
El principal portador de plata es la argentita,
diseminada en la galena y la esfalerita a través de
microfracturas. Hay presencia de plata nativa
diseminada en cobres grises, sulfosales de plomo,
esfalerita y arsenopirita.
El plomo se encuentra presente como galena y
sulfosales de plomo. La galena está como
inclusiones en la pirita, asociada con la esfalerita y
como venillas discontinuas en la arsenopirita.
3.9. Pruebas de flotación
-
Cinética de flotación del relave Pb-Ag
Las pruebas de cinética de flotación de relave PbAg demuestran que si se incrementa el tiempo de
flotación es posible incrementar la recuperación de
Pb-Ag, mínimo en un 2.5% para la Ag y 3.5% para
el Pb.
Se encuentran sulfosales de plomo (bournonita) y
plata (pirargirita) rellenando cavidades en la ganga
y remplazando a la galena, pirita y arsenopirita.
Los cobres grises reemplazan a la galena y están
asociadas a sulfosales de plomo y plata.
El zinc está presente en tres tipos de esfalerita que
tienen diferente contenido de zinc.
La tennantita está reemplazando a la arsenopirita y
a la esfalerita.
La tetraedrita contiene plata y está reemplazando a
la galena y esfalerita.
El cuerpo/veta Isguiz aporta el 75% de mineral a la
planta y el 25% restante es el aporte de las vetas
Gráfico 3: Cinética de flotación de Ag en el relave Pb-Ag
-6-
Gráfico 4: Cinética de flotación de Pb en el relave Pb-Ag
-
Cinética de flotación del relave de zinc.
Cinética de flotación de la descarga del
Molino 8’x10’.
Con el objetivo de determinar la viabilidad de la
flotación rápida desde la molienda, para recuperar
los valores ya liberados en la descarga del molino y
así evitar la sobremolienda del plomo y plata, se
corrieron pruebas de cinética de flotación de plomo
y plata a la pulpa de descarga del molino 8’x10’.
Del mismo modo que en las pruebas de cinética de
relave Pb-Ag, las pruebas de cinética de flotación
de relave de zinc demuestran que si se incrementa
el tiempo de flotación es posible incrementar la
recuperación de Zn, mínimo en 3.5%.
Gráfico 5: Cinética de flotación de Zn en el relave de zinc
-7-
Como se observa en los gráficos 6 y 7, es posible
obtener un concentrado plomo-plata superior a
50.0% en ley de Pb en los primeros 2 minutos de
flotación, con una recuperación de 27.6 % para la
plata y de 24.6% para el plomo.
Gráfico 7: Cinética de flotación de Pb en la descarga del molino 8’x10’
-8-
-
Cinética de flotación Pb-Ag al overflow
del ciclón D-10.
Se observa en los gráficos 8 y 9 que es posible
obtener un concentrado plomo-plata con una ley
superior a 58.0% de Pb y 67 oz Ag/TCS en los
primeros 2 minutos de flotación, con una
recuperación de 58.2% para la plata y de 59.9%
para el plomo.
Se realizaron pruebas de cinética de flotación a la
pulpa proveniente del overflow de los ciclones D-10
del molino 8’x10’.
Gráfico 8: Cinética de flotación de Pb en el overflow del ciclón D-10 (molino 8’x10’)
Gráfico 9: Cinética de flotación de Ag en el overflow del ciclón D-10 (molino 8’x10’)
-9-
-
3.10.
Balance de materia
de
flotación con software Bilmat 9.2
Cinética de flotación de zinc
El objetivo de las pruebas de cinética en esta etapa
fue para incrementar la ley de zinc en su
concentrado. Se realizaron pruebas de cinética de
flotación a los concentrados rougher, cleaner 01,
cleaner 02 y cleaner 03, dándose los mejores
resultados en el concentrado cleaner 02,
mostrados en el siguiente gráfico:
la
En el mes de agosto 2012 se realizó un muestreo
general del circuito molienda-flotación con la
finalidad de realizar un balance de materia, que
nos permita determinar: tiempos de residencia,
cargas circulantes, balance por etapas (pesos,
leyes, recuperaciones) y otras variables, para
tener la información necesaria para evaluar y
rediseñar los procesos de molienda y flotación.
Gráfico 10: Cinética de flotación de Zn del concentrado cleaner 02 de zinc.
En el gráfico 10 se observa que es posible obtener
un concentrado de zinc superior a 50.0% en ley de
Zn en los primeros 4 minutos de flotación, con una
recuperación de 42.0% de Zn.
Para el balance de materia se utilizó el software
especializado BILMAT 9.2, el resumen de los
resultados obtenidos son los siguientes:
Tabla 2: Determinación de tiempos de residencia con Bilmat 9.2
- 10 -
Las pruebas de cinética de flotación determinaron
que los tiempos de flotación para ambos circuitos
son insuficientes para asegurar una recuperación
óptima y estable, por lo que se utilizó los resultados
del balance de materia con Bilmat 9.2 para plantear
la ampliación de los circuitos de flotación de plomoplata y zinc de la siguiente manera:
Circuito
Plomo - Plata
Zinc
Etapa
Flotación Flash
Rougher Pb
Scavenger 1 Pb
Scavenger 2 Pb
Cleaner 1 Pb
Cleaner 2 Pb
Cleaner 3 Pb
Acondicionador 1 Zn
Rougher Zn
Scavenger 1 Zn
Scavenger 2 Zn
Cleaner 1 Zn
Cleaner 2 Zn
Celda Columna
Los trabajos realizados fueron:
-
Equipos
Flotación en acondicionador 5’ x 5’.
Modificación de la celda rougher N° 1 del
circuito plomo-plata.
Fabricación y montaje de una celda unitaria
de 4’ x 6’ en el circuito plomo-plata.
Flujo m 3/h
01 Celda Flash 80 TMH
01 Celda Tanque 20 m3
04 celda OK3-R
04 celda OK3-R
Tiempo de Flotación Pb-Ag
04 celdas Denver Sub A-24
04 celdas Denver Sub A-24
02 celdas Denver Sub A-18
01 Celda Tanque 20 m3
01 Celda Tanque 20 m3
04 celda OK3-R
04 celda OK3-R
Tiempo de Flotación Zn
04 celdas Denver Sub A-24
04 celdas Denver Sub A-24
01 celda columna 6'x40'
85.807
82.374
76.608
71.874
6.851
5.466
3.224
89.458
89.458
90.507
78.507
10.144
10.706
7.358
Tiempo
Volumen, m 3 residencia,
min
2.780
1.94
20.000
14.57
12.000
9.40
12.000
10.02
35.93
5.212
45.64
5.212
57.21
1.074
19.99
20.000
13.41
20.000
13.41
12.000
7.96
12.000
9.17
43.95
5.212
30.82
5.212
29.21
21.378
174.32
Tabla 3: Dimensionamiento de nuevo circuito de flotación Planta Concentradora Mallay
4.1. Adición de Aire al acondicionador de 5’ x 5’
en circuito de flotación plomo-plata.
La ejecución de todos los trabajos mencionados en
la evolución de las operaciones y procesos de la
planta concentradora, permitieron la obtención de
los siguientes resultados de julio a octubre del
2012: 79.5% de recuperación de Ag y 85.5% de
recuperación de Pb en la flotación Pb-Ag, y 84.5%
de zinc en la flotación de Zn. La leyes de los
concentrados fueron de 61.3 oz Ag/TC y 52.3% de
plomo en el concentrado Pb-Ag, y 47.6% de zinc
en el concentrado de Zn.
En el circuito de flotación plomo-plata se instaló un
sistema de inyección de aire al acondicionador 5’ x
5’ para que trabaje como una celda de flotación, el
concentrado obtenido se envía a la tercera limpieza
del circuito Pb-Ag o como concentrado final de PbAg, de acuerdo a su calidad. Este cambio se
realizó debido a que en algunas ocasiones las
espumas rebalsaban en este acondicionador,
solamente con agitación. La recuperación
promedio que se consigue en esta etapa de
flotación en el acondicionador es de 17.1% para la
Ag y 15.3% para el Pb.
4. PRUEBAS PILOTO
En base a los resultados de pruebas y balances
metalúrgicos realizados, se elaboró un proyecto de
optimización de los procesos de flotación de plomo
plata y zinc, que para su realización tomaría varios
meses. Ante esta situación el personal de
operación de planta concentradora decidió realizar
una serie de trabajos de pilotaje para incrementar
el tiempo de residencia y la recuperación de
valores de plomo y plata, que confirmen los
estudios realizados a nivel laboratorio, además de
incrementar la recuperación de valores y calidad de
concentrados.
4.2. Modificación de la celda rougher No.1 del
circuito Pb-Ag
De acuerdo al diseño inicial del circuito de flotación
de plomo-plata se determinó que se tenga una
3
flotación rougher No. 1 en una celda de 3 m , pero
se observó que las espumas que estaban al lado
opuesto del labio de descarga se rompían sin llegar
a rebosar. Es por este motivo que se determinó
abrir una ventana en el lado opuesto del labio de
descarga para colectar espumas y darle mayor
área de rebose a la celda. La recuperación en esta
etapa de flotación rougher 01 se ha incrementado
de 30% a 37% para la plata y de 28% a 33% para
el plomo.
Fueron trabajos hechos íntegramente en la U.E.A.
Mallay que no demandaron mayor inversión, pero
que resultaron en una mejora de la recuperación
en los meses de noviembre y diciembre del 2012.
- 11 -
4.3. Fabricación y montaje de una celda unitaria
de 4’ x 6’
optimización de los circuitos de flotación de plomo,
plata y zinc.
Con el objetivo de incrementar el tiempo de
flotación en el circuito plomo-plata y así
incrementar las recuperaciones de plomo y plata,
se fabricó una celda tipo tanque de 4’ x 6’ donde se
probó la factibilidad de flotar la pulpa proveniente
del overflow de los ciclones D-10 del molino 8’x10’
(sin la carga circulante del concentrado scavenger
y medios de la limpieza).
La inversión de este proyecto asciende a
1’215,000.00 dólares, y se espera incrementar la
recuperación de plata en 2.5%, la del plomo en
3.5%, en el circuito de flotación plomo-plata. La
recuperación de zinc se incrementará en 3.5%, en
el circuito de flotación de zinc.
El proyecto fue finalmente aprobado en enero del
2013 y se espera su culminación en junio del 2013.
La celda se puso en operación los primeros días de
noviembre 2012, produciendo un concentrado que
va directamente como concentrado final. La
recuperación en esta etapa de flotación en celda
unitaria es de 34% de Ag y 27% de Pb.
La tasa de interés es de 12.0%, el TIR de 68.534%
y el tiempo de retorno de la inversión se ha
estimado en 16 meses. En el Anexo 3 se tiene
mayor detalle de este proyecto.
6. RESULTADOS
La implementación de los cambios realizados en el
pilotaje permitieron la obtención de los siguientes
resultados de noviembre a diciembre del 2012:
81.24% de recuperación de Ag y 88.03% de
recuperación de Pb en la flotación Pb-Ag y 87.05%
de zinc en la flotación de zinc. La leyes de
concentrado fueron de 61.5 oz Ag/tc y 51.32% de
plomo en el concentrado Pb-Ag, y 48.71% de zinc
en el concentrado de Zn.
El balance de materia realizado determinó los
tiempos de flotación actuales y proyectados.
Tiempo de Flotación, min
Circuito Plomo-Plata
Circuito de Zn
Instalación Actual
20.05
25.32
Proyectado
35.93
43.95
5. PROYECTO DE OPTIMIZACION
Tabla 4: Tiempos de flotación actual y proyectado
Confirmados los datos de las evaluaciones y
pruebas preliminares con los resultados del
pilotaje, se obtuvo la aprobación para la ejecución
del proyecto de optimización, el cual contempla
principalmente la compra e instalación de nuevos
equipos en:
Los resultados de la cinética de flotación de la
descarga del molino 8’x10’ avalan la instalación de
una celda unitaria a la descarga del molino. El tipo
de celda adecuado es una celda Flash con una
capacidad de 80 TMH, que está siendo utilizada
con éxito en varias plantas polimetálicas de nuestro
país y el mundo. El concentrado obtenido en esta
etapa se juntaría con el concentrado de la tercera
limpieza de plomo-plata y juntos formarían el
concentrado final de plomo-plata. La recuperación
proyectada en esta primera etapa de flotación es
de 25% para la plata y de 20% para el plomo.
Circuito plomo-plata:
-
01 celda flash de 80 TMH en la descarga
del molino 8’x10’.
3
01 celda tanque de 20 m como etapa de
flotación rougher 1 para tratar el overflow
de los ciclones D-10 (molino 8’x10’).
Circuito de zinc:
-
-
Con los resultados de la cinética de flotación del
concentrado cleaner 02 de zinc, se concluye que
es posible alcanzar una mejor calidad de zinc en el
concentrado de zinc, para lo cual se ha
seleccionado una celda columna de 6’x36’, que
asegure una óptima limpieza del concentrado de
zinc. La calidad del concentrado a obtener debe
ser mayor a 50% de zinc.
3
02 celdas tanque de 20 m c/u como etapa
de flotación rougher para tratar el relave
plomo-plata.
01 celda columna 6´x40’ para la limpieza
del concentrado cleaner 2 de zinc.
Se instalarán 02 bombas centrifugas horizontales
6”x4” y 08 bombas verticales de 3½ “.
En el siguiente cuadro se muestran los resultados
obtenidos en los diferentes periodos de operación
de la planta concentradora (estabilización de
parámetros, pilotaje y proyectado).
Para evitar el ingreso de basura a los circuitos de
flotación y posteriores se instalará una zaranda
3’x6’ para tratar la pulpa del overflow a flotación.
En el Anexo 1 se muestra el flow sheet actual de
la planta concentradora Mallay y en el Anexo 2 se
muestra el flow sheet propuesto en el proyecto de
- 12 -
TRATAMIENTO DE
MINERAL
Jul a Oct 2012
Nov - Dic 2012
Jul a Dic 2013
Ejecutado
Ejecutado
Planeado
Cabeza, TCSD
471.52
477.66
500.00
Ley de Plata, oz/tc
6.81
7.30
7.13
Ley de Plomo, %
5.42
5.62
4.73
Ley de Zinc, %
7.23
8.37
6.65
61.11
61.50
67.70
52.31
51.32
55.00
79.54
81.24
82.50
85.49
88.03
89.00
6.11
5.22
6.06
47.57
48.71
50.00
11.52
10.70
10.00
84.51
87.05
88.00
Ley de Plata en Conc.
Pb - Ag
Ley Plomo en Conc.
Pb - Ag
% Recuperación Ag en
Conc. Pb - Ag
% Recuperación Pb en
Conc. Pb - Ag
Ley de Plata en Conc.
Zn
Ley Zinc en Conc. Zn
% Recuperación Ag en
Conc. Zn
% Recuperación Zn en
Conc. Zn
Tabla 5: Resultados metalúrgicos planta concentradora Mallay
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
7. CONCLUSIONES
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1. Manzaneda, Villegas, “Flotación rápida de
Galena desde Molienda”, Informe Técnico
Compañía Minera Atacocha.
2. Bermejo F., De la Torre G., Solorzano E.,
“Flotación en la descarga de la molienda
primaria: una alternativa para mejorar la
performance metalúrgica en la Compañía
Minera Raura”, Trabajo Técnico XXVII
Convención Minera.
3. Gorvenia H., “Proyecto del circuito de
flotación flash en mejora de la recuperación
de oro grueso” Tesis de grado, Universidad
Nacional de Ingeniería.
4. Azañero A., “Flotación de minerales
polimetálicos sulfurados de Pb, Cu y Zn”,
UNMSM.
5. Manzaneda J.,“Aplicación de microscopía
en el Procesamiento de minerales por
Flotación”, Tesis de Grado, Universidad
Nacional de Ingeniería.
6. Concha J., Coleman R., Rinne A.,
“Flotation Mechanism Design for Improved
Metallurgical and Energy Performance”,
Outotec.
7. OutoKumpu, Skim-Air Flash Flotation
Laboratory Procedure, 1998.
8. Estudio Mineralógico BISA N° IL003LA0101A-030-50-178 Setiembre 2012
9. Informes de Investigación Metalúrgica,
Laboratorios Plenge, año 2012.
10. Planeamiento Año 2013, U.E.A. Mallay,
Compañía de Minas Buenaventura S.A.A.
Los resultados del pilotaje confirmaron la
información colectada en la fase preliminar
de pruebas y evaluaciones metalúrgicas.
El proyecto en mención es viable por los
índices económicos analizados, y debe ser
puesto en marcha en julio del 2013.
Las recuperaciones de plata, plomo y zinc
tendrán un incremento mínimo de 2.5%,
3.5% y 3.5%, respectivamente.
La calidad de los concentrados será mayor
a 55% de Pb en el concentrado Pb-Ag y
mayor a 50% de Zn en el concentrado de
Zn.
Se obtendrán mayores ingresos por la
mejora en la recuperación de plata, plomo
y zinc y la mejor calidad de sus
concentrados.
La mejor calidad de los concentrados
brindará la posibilidad de lograr mejores
condiciones de comercialización para los
concentrados de plomo-plata y zinc.
Es posible recuperar valores de plomo y
plata desde la molienda y enviar sus
concentrados como producto final.
El incremento en el tiempo de residencia
de la pulpa en el proceso de flotación de
plomo, plata y zinc nos permite estar
preparados para un incremento de tonelaje
de tratamiento.
La celda unitaria se instalará en la
descarga del molino 8’x10’, y la celda
columna funcionará como tercera limpieza
de los concentrados de zinc.
- 13 -
ANEXO 1: DIAGRAMA DE FLUJO ACTUAL DE LA PLANTA CONCENTRADORA MALLAY (DICIEMBRE 2012)
Tolva
Gruesos
60 TM
Belt Feeder
N° 1
Chancadora
Metso HP 200
Chancadora
20"x32"
Metso C80
Faja
Transportadora
N° 3
Zaranda
Doble Piso
6'x16'
Tolva
Intermedia
500 TM
Faja
Transportadora
N° 1
Faja
Transportadora
N° 2
Belt Feeder
N° 2
Tolva
Finos
1000 TM
Celda
Unitaria Pb
4'x6'
02 Ciclón D-6
Acond. Pb
5'x5'
Scavenger Pb
04 OK-3R
Rougher II Pb
03 OK-3R
02 Ciclón D-10
Rougher I Pb
01 OK-3R
02 BV Espiasa
2 1/2
Faja Transportadora
N° 5
8' x 10'
5'x6'
01 BV Espiasa
2 1/2
Cleaner II Pb
4 Sub A-24
Cleaner I Pb
4 Sub A-24
Belt Feeder N° 3
y4
Faja Transportadora
N° 4
01 BV Espiasa
2 1/2
Cleaner III Pb
2 Sub A-18SP
Hacia
Relavera 1A
02 B H Warman
6/4
Holding Tank
40'x40'
Espesador Relave
50'
02 Ciclón
Acond. I Zn
D-6
6.5'x6.5'
Rougher Zn
04 OK-3R
Scavenger Zn
04 OK-3R
02 Bombas
Feluwa
Filtro Andritz 1500x1500
21 Placas Pb - Zn
Acond. II Zn
6.5'x6.5'
02 Bomba Warman
4/3
02 BH Warman
4/3
Cleaner III Zn
04 Sub A-18SP
02 Ciclón
D-6
Cleaner II Zn
04 Sub A-24
Cleaner I Zn
04 Sub A-24
Faja Transportadora
N° 6
Concentrado Zn
02 BH Warman
3/2
HoldingTank
Zn 13'x15'
5'x6'
Espesador Zn
20'
Concentrado Pb
HoldingTank
Pb 13'x15'
Espesador Pb
20'
CIA. DE MINAS BUENAVENTURA S.A.A
U.E.A MALLAY
02 BH Warman
3/2
02 BH Warman
1½ /1
02 BH Warman
5/4
02 BH Warman
1½ /1
02 BH Warman
5/4
DIBUJO:
DIAGRAMA DE FLUJO
400 TMSD
J. AYALA
REVISADO:
J. BACILIO
APROBADO:
J. WILSON
AREA/DPTO. PLANTA DE PROCESOS
14
ANEXO 2: DIAGRAMA DE FLUJO PROPUESTO PARA LA PLANTA CONCENTRADORA MALLAY
Tolva
Gruesos
60 TM
Faja
Alimentadora
N° 1
Chancadora
Metso HP 200
Chancadora
20"x32"
Metso C80
Faja
Transportadora
N° 2
Faja
Alimentadora
N° 2
Tolva
Finos
1000 TM
Rougher I Pb
01 RCS-20
Scavenger Pb
04 OK-3R
Zaranda
Doble Piso
6'x16'
Tolva
Intermedia
500 TM
Faja
Transportadora
N° 1
02 Ciclón D-6
Faja
Transportadora
N° 3
02 Ciclón D-10
Rougher II Pb
04 OK-3R
02 BV Espiasa
2 1/2
Faja Transportadora
N° 5
Celda Flash
01 SkimAir
SK-80
5'x6'
Cleaner II Pb
4 Sub A-24
Cleaner I Pb
4 Sub A-24
8' x 10'
02 BV Espiasa
3 1/2
Cleaner III Pb
2 Sub A-18SP
Hacia
Relavera 1A
02 BV Espiasa
2 1/2
02 B H Warman
6/4
02 Ciclón
D-10
Rougher I Zn
01 RCS-20
Holding Tank
40'x40'
Espesador Relave
50'
Rougher II Zn
01 RCS-20
Scavenger I Zn
04 OK-3R
Acondicionador I Zn
6.5'x6.5'
Fajas
Alimentadora
N° 3 y 4
Faja Transportadora
N° 4
02 Bombas
Feluwa
Scavenger II Zn
04 OK-3R
02 Bomba Warman
4/3
Filtro Andritz 1500x1500
30 Placas Zn
Acondicionador II Zn
6.5'x6.5'
Filtro Andritz 1500x1500
21 Placas Pb
02 BV Espiasa
3 1/2
Faja Transportadora
N° 6
Cleaner II Zn
04 Sub A-24
Cleaner III Zn
Celda Columna
5'x40'
Cleaner I Zn
04 Sub A-24
Concentrado Zn
02 BH Warman
4/3
02 Ciclón
D-6
02 BV Espiasa
3 1/2
Concentrado Pb
02 B H Warman
6/4
02 BV Espiasa
3 1/2
HoldingTank
Pb 13'x15'
HoldingTank
Zn 13'x15'
Espesador Zn
20'
CIA. DE MINAS BUENAVENTURA S.A.A
U.E.A MALLAY
Espesador Pb
20'
5'x6'
02 BH Warman
5/4
02 BH Warman
1½ /1
02 BH Warman
5/4
02 BH Warman
1½ /1
02 BH Warman
3/2
15
DIBUJO:
DIAGRAMA DE FLUJO
600 TMSD
J. AYALA
REVISADO:
J. BACILIO
APROBADO:
J. WILSON
AREA/DPTO. PLANTA DE PROCESOS
ANEXO 3: ANALISIS COSTO BENEFICIO DEL PROYECTO
ANALISIS COSTO BENEFICIO
Año
0
1
2
3
4
5
Ingresos
0
1,635,826
1,635,826
1,635,826
1,635,826
1,635,826
Costos
1,215,000
494,031
494,031
494,031
494,031
494,031
Depreciación
0
243,000
243,000
243,000
243,000
243,000
Flujo de efectivo
-1,215,000
898,795
898,795
898,795
898,795
898,795
Tasa de interés
12.00%
VAN:
2,024,956
TIR:
68.534%
INVERSION INICIAL
1
Celda Unitaria
99,950
$
1
Celda Tanque-20- m3-Pb
87,180
$
2
Celda Tanque-20-m3- Zn
171,340
$
1
Celda Columna 1.6m x 12m
212,000
$
2
Bombas centrifuga 6" x 4"
60,000
$
8
Bombas Verticales 3 1/2"
57,664
$
Compresora
54,890
$
Zaranda 3' x 6'
35,000
$
Tuberías y accesorios
40,000
$
Instrumentacion
30,000
$
Tableros eléctricos
90,000
$
Comisionamiento
30,000
$
968,024
$
20,000
$
226,976
$
1,215,000
$
Total equipos
Obras Civiles
Montaje de equipos
Total inversión
Depreciación
Se estima la Quinta parte de la inversion efectuada
Total
243,000
$
EGRESOS
Indices
0.12
$ / KW
0.746
KW/Hp
Consumo de Energía
1
Celda Flash 80 TMH
20
20
Hp-h
1
Celda Tanque 20 m3 - Pb
50
50
Hp-h
2
Celda Tanque 20 m3 - Zn
50
100
Hp-h
1
Compresora 350 cfm
125
125
Hp-h
1
02 Bombas 6" x 4"
60
60
Hp-h
4
08 Bombas 3 1/2
Total
24
96
Hp-h
329
451
Hp-h
336
KW-h
Total
Repuestos
Se estima el 10 % de la inversión en equipos
2907
MW-Año
348,827
$ / Energía
145,204
$ / Repuestos
0
$ Mano de Obra
494,031
$
Mano de Obra
Trabajador
TOTAL EGRESOS
INGRESOS
Ag
Pb
Zn
2.5%
3.5%
3.5%
Cabeza: Oz Ag, TMF Pb y Zn
108,281.1
709.2
1,004.2
Oz Ag, TMF Pb y Zn mensual
2,707.0
32,484.3
24.8
297.9
35.1
421.8
Proyectado (Var. 6%)
Pagable
Incremento recuperación
Oz Ag, TMF Pb y Zn anual
Precio plata
29.8074
23.5
$/Oz
Precio plomo
2138.1475
1,689.1
$/tm Pb
Precio zinc
1917.1065
1,083.2
$/ tm Zn
Ingresos por incremento de recuperación
Ag:
764,936.0
$
Pb:
456,431.7
$
414,458.5
1,635,826
$
Zn:
TOTAL INGRESOS
TIEMPO ESTIMADO DE RETORNO DE LA INVERSIÓN
16
meses
16
$