12.- Avances en El Diseno, Operacion y Caracterizacion de Celdas de Flotacion

AVANCES EN EL DISEÑO, CARACTERIZACION Y OPERACIÓN DE CELDAS DE FLOTACION

Juan Ju an Yi Yian anaato toss B. Centro de Automatización y Supervisión para la Industria Minera ICM-NEIM Universidad Técnica Federico Santa María

SONA SO NAMI MI – ED EDIT ITEC EC

Santiago, Agosto 6, 2009

CONTENIDO • Introducción • Avances en en eell Di Diseño seño de Eq Equipo uiposs • Avances eenn eell Co Conocimiento • Medi Medici cion ones es de Cara Caract cter eriz izac ació iónn y Diag Diagnó nóst stic icoo • Ope pera raci ción ón de Circu ircuititos os de Fl Flot otac ació iónn • Conclusiones

CONTENIDO • Introducción • Avances en en eell Di Diseño seño de Eq Equipo uiposs • Avances eenn eell Co Conocimiento • Medi Medici cion ones es de Cara Caract cter eriz izac ació iónn y Diag Diagnó nóst stic icoo • Ope pera raci ción ón de Circu ircuititos os de Fl Flot otac ació iónn • Conclusiones

INTRODUCCION IMPACTO Flotación (Mineral Cu mundial) > 1500 MMton/año MMton/año

DESAFIOS Aumento demanda (aumento tamaño equipos) Disminución en calidad del mineral

COMPROMISO Recuperación y Ley de concentrado

 AVANCES EN LA TECNOLOGIA

•

Celdas de gran tamaño 100 - 300 m³

•

Celdas neumáticas (Columnas, Jameson, Gcell)

•

Circuitos simplificados R-C-S

•

Instrumentación y control automático

•

Escalamiento

CELDAS MECANICAS Uso de froth crowder

 AIRE

 Aire forzado Rotor abajo

AIRE

Auto-aspirante Rotor arriba

CELDAS MECANICAS Uso de rebalse internos

• Celdas de 130 m³

• Celdas de 250 m³

COLUMNAS DE FLOTACION CONTRA-CORRIENTE AGUA LAVADO

AGUA LAVADO CONC.

Canadiense

ALIM.

CONC. ALIM.

Microcel

AGUA AIRE

AIRE TAIL

Circulares : 4 - 4.5 m diám x 14 m altura Rectangulares : 2 x 8 x 14 m

COLA

CELDAS NEUMATICAS DE FLOTACION CO-CORRIENTE

AIRE AUTO ASPIRANTE

ALIM.

AGUA LAVADO CONC.

COLA

Celda Jameson

Imhoflot

G-cell

 AVANCES EN EL CONOCIMIENTO Know-How y Know-Why

Caracterización de la operación industrial 1.- Pulpa-Espuma : procesos independientes 2.- Banco de Flotación: sistema distribuido CONC.

ESPUMA

ALIM.

PULPA COLAS

MEDICIONES NO CONVENCIONALES Identificar oportunidades de mejora en la operación y control del proceso • Medición de régimen de flujo (DTR) • Medición de tamaño de burbujas (Software UTFSM) • Medición de carga de burbujas (sensor UTFSM) • Medición de características de superficie de espuma (VisioFroth) (velocidad y tamaño de burbuja)

MEDICION DE DTR  TECNICA DE TRAZADO RADIOACTIVO

AGUA LAVADO

IMPULSO TRAZADOR

CONC.



Líquido : Br-82



Sólido : colas clase tamaño flotable



Gas

ALIM.

   R    T    D

AIRE Tiempo, min

COLA

SENSOR

: Kripton-85

CARACTERIZACION HIDRODINAMICA Respuesta Impulso: Celda de 100 m³ 0,008 Dato Modelo

0,006

Mezclador Perfecto

  s    /    1  ,    ) 0,004    t    (    E

Corto circuito

0,002

0,000 0

200

400

600

Tiempo,s

800

1000

CARACTERIZACION HIDRODINAMICA Banco de celdas de flotación de 130m³

1,4

E(θ)

N=7

1,2

1 celda

N=5

3 celdas

N=3

1,0

5 celdas

N=1 0,8

7 celdas

0,6

0,4

0,2

0,0 0,0

0,5

1,0

1,5

θ

2,0

2,5

3,0

BANCOS DE FLOTACION  ARREGLOS Y PUNTOS DE CONTROL VOLUME

N

Control Points

LINE

Teniente

130

7

4

1-2-2-2

Candelaria

130

10

5

2-2-2-2-2

130

9

5

1-2-2-2-2

250

5

5

1-1-1-1-1

160

8

4

2-2-2-2

160

9

7

1-1-1-1-2-2-1

100

10

4

2-2-3-3

160

9

5

1-2-2-2-2

COMPANY

m3

Pelambre Chuquicamata

Escondida

Collahuasi

DIAGRAM

CARACTERIZACION METALURGICA Transporte de Materiales: Modelo 2 etapas

CONCENTRADO

ESPUMA RETORNO

ALIM.

COLECCION ARRASTRE

PULPA COLAS

PERFIL DE LEYES DE COBRE Celda de 130 m³ Ley de Cobre, % 0 0 10   m   c  ,   a    d    l   e    C   e    d    d   a    d    i    d   n   u    f   o   r    P

20

5

10

15

20

ESPUMA PULPA

interfase

30 40 50 60 70 80 90 100

+150 um -150+45 um -45 um

25

MEDICION DE BURBUJAS Sistema de medición

MEDICION DE TAMAÑO DE BURBUJAS  Análisis de imágenes: software UTFSM (a)

dB=1-2 mm (b)

(c)

(d)

clusters

overlapped, non-separated

MEDICION DE CARGA DE BURBUJA Recuperación de espuma

D C

Espuma Interfase B

Gas en ascenso

Pulpa A

MEDICION DE VELOCIDAD ESPUMA Sistema de medición VisioFroth

METODO DE ESCALAMIENTO Dimensionamiento de circuitos 100 80

   %   n    ó    i 60   c   a   r   e   p 40   u   c   e    R 20

Elementos claves: *

*

Cinética batch estándar

Cu Mo

0

Cinética de planta confiable

0

5

10

Tiempo, s

*

Ajuste de balance

100 80

   %  ,   n    ó 60    i   c   a   r   e   p 40   u   c   e    R 20

Muestreo 1 Muestreo 2 Muestreo 3

0 0

1

2

3

4

5

Nº de celdas

6

7

8

15

20

FACTOR DE ESCALAMIENTO NUEVA METODOLOGIA

 k  pu lpa  ξ  =   k   b  k ap

=

k b

⋅

ξ

⋅

α ⋅β

MEZCLADO

⋅γ

   

ESPUMA

SEGREGACION

SIMULACION METALURGICA Dimensionamiento de circuitos: Celdas 300 m³ vs 160 m³

100 90    % 80  ,   n    ó    i   c   a   r 70   e   p   u   c   e 60    R

300 160

50 40 0

5

10

15

20

Tiempo, min

25

30

35

OPERACION CIRCUITO ROUGHER   VARIABLES MANIPULADAS 18

  n    i   m    /    3   m  ,   e   r    i    A   e    d   o    j   u    l    F

16

L1

14

L2 L3

12

PERFIL DE AIRE

10 8 6 4

45 2

40 0

35 0   m   c  ,   a   m   u   p   s   e   e    d   a   r   u    t    l    A

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Número de Celda

30 25

 ALTURA ESPUMA

20 15 HF L1 (cm) HF L2 (cm) HF L3 (cm)

10 5 0 0

1

2

3

4

5

6

Número de Celda

7

8

9

10

SIMULACION DE ESTRATEGIAS DE OPERACION Banco Rougher de Flotación 100

   )   m   c    (   a   m   u   p   s    E    l   e   v    i    N   o    )    %    (   u    C   e    d  .   c   e    R

30

90 25

80

Nivel Espuma

70

Rec. Modelo 20 Datos Rec.

60

Modelo Ley

50

15

Datos Ley 40 10

30 20

5

10 0

0 0

1

2

3

4

5

Número de Celda

6

7

8

L   e  y  A   c   u m  u l    a  t   i   v   a  d   e  C   u  (    %  )  

SIMULACION DE ESTRATEGIAS DE OPERACION Banco Rougher de Flotación 100 90

 .    %  ,   e   r    b   o    C   e    d   n    ó    i   c   a   r   e   p   u   c   e    R

80

- 45 um - 150 + 45 um

70

+ 150 um Data

60

Data Data

50 40 30 20 10 0 0

1

2

3

4

Número de Celda

5

6

7

8

CIRCUITO DE FLOTACION RCS : simplificado

ROUGHER

Colas

Alimentación

LIMPIEZA

Concentrado Remolienda

SCAVENGER

 ANALISIS CIRCUITO RCS Efecto del rougher y limpieza en recuperación Planta

100

R 

98

C

S

   %  ,    T   u    C 96   n    ó    i   c   a   r   e 94   p   u   c   e    R

92

LIMPIEZA ROUGHER PLANTA

90 3000

4000

5000

6000

7000

Tonelaje alimentación planta, tph

8000

CIRCUITO DE LIMPIEZA Recuperación de Cu 100

R 

C

S

 ,   u    C  ,   a   z   e    i   p   m    i    L   y  .   r   e   g   n   e   v   a   c    S  .   c   e    R

100

95

90

90

80

85

70 LIMPIEZA SCAVENGER

80

60 COLUMNAS

75 3000

50 4000

5000

6000

7000

Tonelaje alimentación planta, tph

8000

R   e  c   u  p  e r   a  c  i    ó  n  C   o l    u m n  a  s   ,  C   u  ,  %

CONCLUSIONES  Avances en la Tecnología Celdas de mayor tamaño (economía de escala) Mejoras en diseño Circuitos simplificados Mediciones no Convencionales Mejoras Diagnóstico y Control de la Operación Nuevos Modelos Dimensionamiento de circuitos Evaluación de Estrategias de Operación

FIN

RECUPERACION Cu VS TAMAÑO DE PARTICULA

EL PROBLEMA Pérdidas de cobre en colas Rougher

9 8    %  ,   u    C   s   a    d    i    d   r    é    P

CuTotal Cu Soluble

7 6 5 4 3 2 1 0

CY - 5

CY 4 5 CY 1 2 3

325#

Clase de tamaño

150#

65#

Diagnóstico de la operación Columnas de flotación: Agua de lavado

Sectores que no reciben agua de lavado: 30% del área total

Diagnóstico de la operación Columnas de Flotación

HF = 90–100 cm

Hundimiento de la espuma