PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY OPTIMIZACIÓN DEL CIRCUITO DE FLOTACIÓN Y REMOLIENDA ISAMILL SUPERINTENDENCIA DE METALURGIA PRIMER SEMINARIO TECNICO CYTEC AREQUIPA PERU 2014
Expositor: Ing. Pedro Castellares Torres
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY I. INTRODUCCIÓN La Planta Concentradora Antapaccay tiene un rendimiento de molienda nominal de 70000 t/d de mineral de cobre pórfido con una ley de cabeza del 0,70%, con Au de 0.13g/t y Ag de 1.5g/t. Este mineral se procesa para producir un concentrado final de cobre de 35% con contenido de trazas de oro de 3.6g/t y de plata de 71.3g/t.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY II. DESCRIPCION DE LAS OPORTUNIDADES DE MEJORA Baja recuperación de cobre con respecto a la evaluada en la etapa de diseño. Bajo grado de cobre en el concentrado final con respecto a la evaluada en la etapa de diseño. Problemas debido a la mineralogía de Antapaccay, la cual consta de: o Bornita Primaria y Secundaria o Calcosina. o Fuerte presencia de óxidos, principalmente Azurita y Cuprita. o Presencia de cobre nativo . o Presencia de Arcillas. Problemas en la inestabilidad del circuito. Problemas en la performance de los reactivos. Problemas en la cinética de flotación. Presencia de Insolubles en el Concentrado Final de Cobre. Problemas en granulometría gruesa. Al inicio de nuestras operaciones hemos tenido recuperaciones de cobre de 80% en promedio y grados de cobre en el concentrado final de 29% en promedio. Estos son valores muy por debajo de los KPI de diseño.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY III. OBJETIVOS GENERALES
Alcanzar la Recuperación de Cobre evaluada en la etapa de diseño. Alcanzar el Grado de Cobre en el Concentrado Final evaluada en la etapa de diseño. IV. OBJETIVOS ESPECIFICOS Mejorar la Inestabilidad del Circuito de Flotación. Mejorar la Performance de los Reactivos. Estudios de Microscopia de los principales flujos del Circuito de Flotación. Geometalurgia del Tajo de Antapaccay. Alternativas Tecnológicas por la presencia de Cobre Nativo. Optimización del Circuito de Remolienda (Isamill). Mejorar la Cinética de Flotación. Disminuir la presencia de Insolubles en el Concentrado Final de Cobre. Reducir la distribución de tamaños de Alimentación al Circuito de Flotación. Actualmente hemos alcanzado recuperaciones de cobre más del 86% y grados de cobre en el concentrado final mayores del 33%.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY En general: •
El diagnostico e optimización de circuitos de Flotación esta principalmente basado en la relación grado-recuperación de los principales minerales de valores de una Planta Concentradora como la de Antapaccay.
•
La incorporación de mejores tecnologías, logra mejoras en el proceso productivo de obtención de cobre, ya que por medios de ellas, se logran procesos con menor variabilidad, baja mantenibilidad y mejor disponibilidad.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY V. ACCIONES DE MEJORA A LA INESTABILIDAD DEL CIRCUITO DE FLOTACIÓN 1. Se llevó a cabo el reemplazo de las boyas en todas las celdas de flotación (Ro – Scv – Cl), de la forma original cilíndrica a una forma esférica. Esto permitió una mayor estabilidad en el control de nivel de espumas de las celdas de flotación, lo cual originó una mejor performance metalúrgica en la flotación.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY V. ACCIONES DE MEJORA A LA INESTABILIDAD DEL CIRCUITO DE FLOTACIÓN 2. Frecuentemente se presentaban problemas de desprendimiento del faldón en las celdas rougher scavenger. Para resolver este problema fue necesario optimizar el diseño de la sujeción. El diseño provisto inicialmente no era el adecuado para nuestras condiciones operativas.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY V. ACCIONES DE MEJORA A LA INESTABILIDAD DEL CIRCUITO DE FLOTACIÓN 3. En las siguientes gráficas se puede apreciar picos (control de nivel) tan grandes y puntuales que no podrían producirse físicamente en una celda. (ver línea de color verde). Por tal motivo, al no tener un buen dato, el lazo de control envía salidas erradas, originando un pobre control de nivel en la celda obligando a que la operación se realice en manual. Este era un problema netamente originado por el actuador de la celda. En razón de esto se llevó a cabo el reemplazo de los actuadores Metso originales, por actuadores Festo, mejorando el control de nivel de las celdas. LIC03750 - CONTROL NIVELFT R0005 ROU LINEA 1 FLOT 1
\\pektyasrv803\330:LIC03750.sp 0.2500 m
0.9
\\pektyasrv803\330:LIC03750 0.2434 m
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 05/06/2014 05:03:45.893 p.m. A: Cntrl ni v celd5 rou li nea 5 fl ot, sp, m
8.00 hours
06/06/2014 01:03:45.893 a.m.
A: Niv cel d5 rou l inea 1 flot, m
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY V. ACCIONES DE MEJORA A LA INESTABILIDAD DEL CIRCUITO DE FLOTACIÓN LIC03750 - CONTROL NIVELFT R0005 ROU LINEA 1 FLOT 1
\\pektyasrv803\330:LIC03750.sp 0.2500 m
0.9
\\pektyasrv803\330:LIC03750 0.2545 m
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
ACTUADORES FESTO
0.2
0.1
0 11/06/2014 05:03:45.893 p.m. A: Cntrl ni v celd5 rou li nea 5 fl ot, sp, m
• • • •
8.00 hours
12/06/2014 01:03:45.893 a.m.
A: Niv cel d5 rou l inea 1 flot, m
Se elimino por completo el efecto del golpeteo. La respuesta de las Celdas de Flotación a los golpes de flujo es mucho mas estable. Se tiene un ajuste más fino durante su control. Los actuadores Festo tienen repuestos y servicios de reparación de acuerdo a nuestros requerimientos y desde el punto de vista de mantenimiento mecánico es favorable.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VI. ACCIONES DE MEJORA EN LA PERFORMANCE DE REACTIVOS 1. Luego de una etapa de pruebas de laboratorio y planta, se efectuó exitosamente el cambio del espumante MIBC (base alcohol) al H-508 (mezcla de polliglicoles) con resultados positivos tanto en recuperación como en consumo dado que el MIBC, por lo débil que era, generaba consumos que llegaban a pasar los 100 gr/t.
Agosto – Setiembre 2013
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VI. ACCIONES DE MEJORA EN LA PERFORMANCE DE REACTIVOS 2. Se realizó la evaluación en laboratorio y posterior prueba en planta del reactivo XF-104, el cual es un colector secundario. Luego de la prueba en planta se continuó y se uso de forma exitosa. Este reactivo reemplazo al AP-7291.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VI. ACCIONES DE MEJORA EN LA PERFORMANCE DE REACTIVOS 3. Se efectuaron diseños hexagonales de PAX Vs H508, de XF-104 Vs H508, y de diferentes Tajos de mineral. Estos nos permitieron determinar las dosificaciones máximas de estos reactivos para obtener las máximas recuperaciones frente al mineral enviado por mina.
Zona de Trabajo
90
%RECUPERACIÓN
Cu
60
85
50
80
20
40 ESPUMANTE
g t
40 30 PAX
g t
60
80
20
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VI. ACCIONES DE MEJORA EN LA PERFORMANCE DE REACTIVOS
70
Zona de Trabajo
60
60 %RECUPERACIÓN
Cu 50 50 40 20
40 ESPUMANTE
g t
40 30 PAX
g t
60
80
20
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VI. ACCIONES DE MEJORA EN LA PERFORMANCE DE REACTIVOS •
Frente al problema del Tajo 3960 en el cual solo se lograba recuperaciones de Cu hasta el 70%. Debimos tratar este mineral mediante un blending, mientras buscábamos alternativas para el Cu Nativo. N° Pruebas BLENDING 3915 &3960 % Rec. CuT P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
100% 3915 90% 3915 & 10%3960 80% 3915 & 20%3960 60% 3915 & 40%3960 40% 3915 & 60%3960 20% 3915 & 80%3960 100% 3960
90.77 87.84 85.33 80.21 77.93 71.91 63.62
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VI. ACCIONES DE MEJORA EN LA PERFORMANCE DE REACTIVOS •
También se estableció la dosificación máxima para el colector secundario XF-104 en función a la Recuperación de Cobre
%RECUPERACIÓN
Cu
85
Valor Maximo 38 g/t
82.5
80
77.5
75
72.5
70
67.5
XF104 20
40
60
g t
80
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VI. ACCIONES DE MEJORA EN LA PERFORMANCE DE REACTIVOS
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VI. ACCIONES DE MEJORA EN LA PERFORMANCE DE REACTIVOS
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VI. ACCIONES DE MEJORA EN LA PERFORMANCE DE REACTIVOS 4. Se realizaron pruebas con diferentes reactivos (DSP-0002, AR-1404 y MX-945) a nivel de planta, para evaluar una mejora en la recuperación de Au. Pero según estudio realizado por ALS MINERALOGY, se observa que la presencia de Au varia en proporción de asociación en los sulfuros de cobre y en los silicatos. Por ejemplo en la UGM2 en la asociación binaria, el Au se encuentra en mayor proporción asociada al silicato, por lo que se pierde en el relave.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VI. ACCIONES DE MEJORA EN LA PERFORMANCE DE REACTIVOS 5. A nivel laboratorio se realizó pruebas con el reactivo AR-3322, obteniéndose muy buenos resultados en reemplazo del PAX. Actualmente está en etapa inicial. Se esta efectuando una prueba en planta con este reactivo en reemplazo del PAX con resultados alentadores y mucho menor consumo (la dosis es hasta 30 gr/t en lugar de los 60 gr/t de PAX). Mineral 3930 (Mineral Problema) Tiempo de Flotación 7 minutos. 30 gr/t PAX, AR-G431, AR,3322. 30 gr/t H-508. 10 gr/t XF-104. pH 9.5
Tiempo de Flotación 10 minutos. 30 gr/t PAX, AR-G431, AR,3322. 30 gr/t H-508. 10 gr/t XF-104. pH 9.5
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VII. ESTUDIOS DE MICROSCOPIA DE LOS PRINCIPALES FLUJOS DEL CIRCUITO DE FLOTACIÓN 1. Diariamente se lleva acabo un análisis microscópico de los principales flujos de la planta, con la finalidad de identificar y cuantificar la mineralogía enviada por mina. Esta información ha sido muy valiosa en la caracterización del mineral.
Inclusiones de cobres secundarios
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VIII. GEOMETALURGIA 1. Mensualmente se tiene un reporte anticipado de Geometalurgia, con la finalidad de tener caracterizado el tipo de mineral que va ha tratar la Planta.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY IX. ALTERNATIVAS TECNOLOGICAS PARA LA PRESENCIA DE COBRE NATIVO 1. Se iniciaron pruebas con diferentes tecnologías para recuperar el cobre nativo. Se realizaron pruebas por tres métodos: pruebas por separación gravimétrica, pruebas con celdas flash de Outotec y pruebas con una celda hibrida de Eriez, Hydrofloat.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY IX. ALTERNATIVAS TECNOLOGICAS PARA LA PRESENCIA DE COBRE NATIVO 2. Se implementaron tres by-pass (concentrado de las celdas rougher FTR0001 y FTR0009, concentrado de la primera limpieza y concentrado de la segunda limpieza como concentrados finales). Esto nos permitió brindar mayor flexibilidad al circuito de flotación permitiendo evacuar mas rápido el concentrado de cobre frente a un incremento de ley por encima de 1.0% y/o por una alta presencia del cobre nativo.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY X. OPTIMIZACIÓN DEL CIRCUITO DE REMOLIENDA (ISAMILL) • Se conto con el apoyo de Xstrata Technology, durante la puesta en Marcha. • La estabilidad del Circuito de Remolienda depende directamente de la estabilidad del circuito de flotación, que al inicio era bastante inestable. Para lo cual se adiciono dos niveles de lazo PID para amortiguar los golpes de carga producido por las bombas de alimentación al nido de ciclones. Estos dos sistemas fueron esenciales para lograr un flujo y un %sólidos necesarios para alimentar a los Isamill. • Las secuencias de Arranque y parada de los Isamill se encuentran completamente automatizado. • El tamaño de medio de molienda es de 3.5mm
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY X. OPTIMIZACIÓN DEL CIRCUITO DE REMOLIENDA (ISAMILL) •
Se ha instalado un conjunto de rotor fingers romboidales en el IsaMill Scavenger para aumentar la compresión de los medios y por lo tanto aumentar el consumo de energía. El consumo de potencia del molino es menos sensible a las fluctuaciones de densidad y velocidad de flujo, y se mantiene un consumo de energía más alta (hasta 1.350 kW). Sobre la base de esta experiencia, el siguiente paso será proceder a una modificación similar en el IsaMill Rougher
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY X. OPTIMIZACIÓN DEL CIRCUITO DE REMOLIENDA (ISAMILL) • •
El Grado de Cu se va incrementando a medida se tiene monotamaños mas finos. En cambio, la presencia de insoluble inicialmente disminuye a medida se tiene monotamaños mas finos, pero en el monotamaño de micras, el insoluble se incrementa, posiblemente por el efecto de arrastre de las celdas y por el alto %solidos de pulpa en las celdas de flotación.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY XI. ACCIONES PARA MEJORAR LA CINETICA DE FLOTACIÓN 1. Se esta instalando poleas de menor diámetro de 537 mm en lugar de la original de 570 mm. Esto originó que el agitador de la celda tenga un rpm mayor (de 109rpm a 116rpm).
Polea Conducida a instalar con 537mm de diámetro
Polea Conducida a retirar con 570mm de diámetro
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY XI. ACCIONES PARA MEJORAR LA CINETICA DE FLOTACIÓN 2. Se eliminaron las tapas de las tuberías de succión de las celdas de flotación FTR autoaspiradas para que la toma de aire este al 100% y poder tener una mayor cantidad de gas (hold-up) dentro de la pulpa de las celdas de flotación. Esto permitió tener un colchón de espuma mas estable y una mejor operación.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY XI. ACCIONES PARA MEJORAR LA CINETICA DE FLOTACIÓN 3. Se realizó un estudio detallado que incluyó: pruebas cinéticas de flotación, mediciones hidrodinámicas y micrografías de relave, se encuentra en curso la instalación de celdas de aire forzado las cuales se colocarán en la primera celda de cada fila rougher scavenger. Esto nos dará opción a incluir la variable de aire en el circuito mejorando nuestra recuperación de partículas de sulfuro valioso que se pierden en los relaves (como el de la foto)
Partícula valiosa en el relave
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY XI. ACCIONES PARA MEJORAR LA CINETICA DE FLOTACIÓN
4. Los resultados de las mediciones hidrodinámicas confirmaron los resultados: las celdas de la etapa rougher no llegan al valor de retención de gas (Eg) del diseño (15%). Del mismo modo la velocidad de aire (Jg) también está por debajo del comúnmente observado. La falta de aire ocasiona baja performance en la flotación que se refleja en la presencia de partículas libres (flotables) en las colas.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY XI. ACCIONES PARA MEJORAR LA CINETICA DE FLOTACIÓN
•
“La distribución del aire en una celda es una de las principales variables en el proceso de flotación. La Eficiencia de flotación depende de cuan efectivamente se use el aire en el proceso”. (Aslan & Boz 2010)
•
“El control efectivo del aire es importante para obtener resultados optimos con un minimo de costo operacional.” (Aslan & Boz 2010)
•
“Es ampliamente conocido que la separación de minerales valiosos de la ganga por medio de procesos de flotación depende de factores complejos. Uno de los más importantes de estos factores es la condición hidrodinámica de la celda (dispersión del gas en la celda), la cual tiene influencia directa en la eficiencia de flotación.” (Schwarz & Alexander, 2005)
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY XI. ACCIONES PARA MEJORAR LA CINETICA DE FLOTACIÓN Con esta base se definió la adquisición de una celda de aire forzado que se colocará en la primera posición de la fila rougher, que es donde se ve de mejor manera su impacto positivo.
Celda de aire forzado
Celdas Rougher Celda Scavenger
Celda aire forzado propuesta
Celda autoaspirada actual
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY XII. DISMINUIR LA PRESENCIA DE INSOLUBLES EN EL CONCENTRADO FINAL 1. Con el fin de lograr una reducción en el contenido de insolubles se va a llevado ha cabo un estudio para definir la aplicación de celdas columnas como una cuarta etapa de limpieza. Se ha observado en las microscopias la presencia de insoluble libre, inclusive de gran tamaño. Esto se atribuye a la alta agitación que presentan nuestras actuales celdas de limpieza. Las columnas son celdas neumáticas que presentan una zona de espuma de mayor calma que permite drenar la ganga y obtener concentrados más limpios.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY XIII. TRABAJOS POR REALIZAR 1. Mejora de la recuperación de Cobre y Oro: Remplazo de Xantato PAX, Evaluación de nuevos colectores primarios. 2. Evaluación de nuevos colectores secundarios. 3. Evaluación de nuevos espumantes. 4. Evaluación de dispersantes en planta: Flotación de limpieza 5. Evaluación del circuito de flotación: modelamiento matemático del circuito de flotación con SGS . 6. Modelamiento del Circuito de Flotación usando el software JK. 7. Cambio de actuadores Metso de las celdas de flotación de limpieza por actuadores Festo.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VII. RESULTADOS OBTENIDOS EN RECUPERACIÓN DE COBRE.
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OPTIMIZACION DEL CIRCUITO DE FLOTACION Y REMOLIENDA ISAMILL PLANTA CONCENTRADORA ANTAPACCAY VIII. RESULTADOS OBTENIDOS EN GRADO DE COBRE.
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MUCHAS GRACIAS...
