Optimizacion en La Recuperacion de Plata de Minera Pasivos Ambientales

 

 

UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA

“OPTIMIZACION EN LA RECUPERACION DE LA PLATA DE LA EMPRESA MINERA PASIVOS AMBIENTALES S.A. ” 

Tesis Presentada por el Bachill Bachiller: er:

ESCOBEDO REMACHI, GEORGE EMERSON Para Optar el Título Profesional de  Ingeniero Metalurgista 

AREQUIPA – PERU 2015

0

 

 

DEDICATORIA

 Al Señor Jesucristo, por la sabiduría sabiduría que me imparte cada día, guiándome con su espíritu Santo  A mis queridos padres, Santos y Fernanda, hermanos: Roshan, Stephanie, Karla, Mariafernanda por su apoyo incondicional brindado durante toda mi formación profesional.

1

 

 

AGRADECIMIENTOS

La presente Tesis es un esfuerzo en el cual, directa o indirectamente, participaron varias personas asesorando, direccionando, motivando y acompañando acompañand o en los momentos de crisis y de satisfacció satisfacción. n. Gratitud especial y en primer lugar a Dios por el privilegio de poder tener la salud y sabiduría para poder llevar a cabo el presente trabajo de investigació investigación. n.  A la Prof. Noemí Arias Ballón por enseñarme las primeras pa palabras labras y números en mi vida de estudiante.  Al Prof. Prof. JJorge orge Portugal Oro por su enseñanz enseñanza a y las sanciones que me dio cuando no cumplía las normas de estudiante.  A los p profesores rofesores y personal administrativo de la I.E. Indepen Independencia dencia Americana por su formación en mi época de estudiante de educación secundaria.  Al Ing. Ricardo Flórez Figueroa, Gerente General de la Minera Pasivos  Ambientales S.A por su apoy apoyo o desinteresad desinteresado, o, comprensi comprensión ón y apoyo.

 Al Ing. Fernand Fernando o Ramírez del Villar Chabenei Chabeneix, x, Gerente Área Técnica Cía. Minera Vivanatura SAC por sus consejos y apoyo en el desarrollo de este trabajo de investigación.  A todos los buenos Catedrátic Catedráticos os de la Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica por sus enseñanzas, consejos, comprensión y recomendaciones para mi desarrollo profesional profesional..  A mi asesor Ing. Víctor B. Ascuña Rivera, por la orientación y ayuda que nos brindó para la realización de la Tesis.

2

 

 

 Así mismo el Ing. Homar Taco Cervantes por su experienci experiencia a en la industria e investigación permitió reforzar el conocimiento aprendido en las aulas universitarias.  Al Ing. Ernesto Vizcardo Cornejo con su apoyo del modelami modelamiento ento de las ecuaciones planteadas planteadas en este trabajo.  A los trabajadores de la Planta Concentradora Virgen Virgen de Rosario-Caraz, por su apoyo, colaboración, consejos; en especial a Don Lorenzo Medrano Huerta, los operadores de la guardia al Operador de chancado Asunción Milla Ángeles, Operador Molino Lucio Margarito Alva, Operador Flotación Conc 2. Jackson Minaya Villafan, Operador Filtro y Cochas Ader Rímac Bautista, Operador de Relave Cesar Exaltacion Huamán, a los Mecánicos Edwin Cupitay Gutiérrez, Rovinson Ramírez Maza, al Tec. Electricista Juan Flores Fuentes.  A los trabajadores de lla a Planta Planta Conce Concentradora ntradora Lodtmann- Pom Pompey, pey, p por or su apoyo en la campaña de procesamiento procesamiento,, sugerencias del Operador Bilialdo Salas.  A los trabajad trabajadores ores d de e la Planta C Concentrador oncentradora aM Mesapata-UNASAN, esapata-UNASAN, por ssu ua apoyo poyo en la campaña de procesamiento, sugerencias del Operador Manuel Cadillo Espíritu para que salga el proceso como el deseado. Finalmente, y no menos importante, agradeci agradecimiento miento a nuestros queridos amigos Samuel Carbajal, Fredy Chancolla, Edson Sonco, Cintia Mamani Luque, Liseth Cruces Paredes Cinthya Obregón a todos mis compañeros que me apoyaron y permitieron compartir inolvidables experiencias durante estos años de vida universitaria. Así mism mismo, o, a Don Felipe Alejo Belt Beltrán rán Gerente General General OSIMIN ICG y a su familia por sus alientos para que sea un buen profesional y no puedo dejar de mencionar a todas las personas que tuve el agrado de conocer durante los buenos años que pase en la Región de Ancash.

3

 

 

PRESENTACIÓN Señor Decano de la Facultad de Ingeniería de Procesos, señor Director de la escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica, Señores Miembros del Jurado, pongo a consideración de Uds. el presente Plan de tesis, con el cual pretendo optar el título Profesional de ingeni ingeniero ero Metalurgi Metalurgista. sta. El presente trabajo de   “OPTIMIZACION EN LA RECUPERACION DE LA

PLATA DE LA EMPRESA MINERA PASIVOS AMBIENTALES S.A” S.A ” la intención de recuperar valores en plata con trazas en oro y cobre, se debe principalmente al alto precio de los metales y las perspectiv perspectivas as futuras que alientan su explotación. El método utilizado para la presente investigaci investigación ón y seleccionado según las pruebas de flotación por espumas .para lo cual se utilizó reactivos sulfudiz sulfudizantes, antes, el control de pH fue básico por los rangos de flotación. En el primer capítulo estudiaremos a la materia, ubicación, reservas existentes características, mineralogía, mineralogía, la composició composición n química del mineral, En el segundo capítulo describiremos la metodología de la Investigación, objetivos, hipótesis aplicados para la plata. En el tercer capítulo describiremos el Marco teórico de los diseños experimentales, análisis de varianza, optimización. En el cuarto capítulo haremos las pruebas experimentales determinando el 2 K  reportar los resultados luego se hará la evaluación haciendo hacien do uso del análisis de la varianza y el modelo matemát matemático. ico. En el quinto capítulo se describirá el estudio de concentración Gravimétrica para mejorar la recuperación y su estudio técnico económico. En el sexto capítulo se mostrara le eficiencia económica para este tipo de mineral relación al concentrado. Finalmente las conclusiones, las recomendaciones, recomendaciones, bibliografía y los anexos. 

Bach. Escobedo Remachi, George Emerson

4

 

 

INDICE GENERAL

DEDICATORIA

1

AGRADECIMIENTOS

2

PRESENTACIÓN INDICE GENERAL 

4 5

ANEXOS 

6

INDICE DE FIGURAS 

7

INDICE DE TABLA T ABLAS S

8

CAPITULO I

GENERALIDADES

1.1

ASPECTOS GENERALES

10

1.2

CARACTERIZACION GEOGRAFICA DEL DISTRITO MINER MINERO O

16

1.3

GEOMORFOLOGIA Y CLIMA

25

CAPITULO II

METODOLOGIA DE INVEST INVESTIGACION IGACION

2.1

INTRODUC INTRODUCCION CION

35

2.2

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION

36

2.3

METODOLOGIA DEL TRABAJO

36

2.3.1 ANTECEDENTES TEÓRICOS

36

2.3.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

37

2.3.3 HIPÓTESIS

38

2.3.4 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

38

2.3.5 TIPO DE INVESTIGACIÓN

38

2.3.6 MARCO METODOLÓGICO DEL DISEÑO EXPERIMEN EXPERIMENTAL TAL

38

CAPITULO III

FLOTACION DE MINERALES

3.1

INTRODUC INTRODUCCION CION

41

3.2

ASPECTOS BASICOS

41

3.3

EQUIPOS FLOTACION POR ESPUMAS

43

3.4

SELECCIÓN DE EQUIPOS DE FLOTACION

50

3.5

PARAMETROS DE OPERACIÓN

51

3.6

METODODS DE TRATAMI TRATAMIENTO ENTO DEL MINERAL

54

5

 

 

CAPITULO IV

PROCEDIMIENTOS EPERIMENT EPERIMENTALES ALES

4.1

INTRODUC INTRODUCCION CION

56

4.2

DISEÑO FACTORIAL SIMPLE (Etapa Screening)

57

4.3

TOMA DE DATOS PARA DISEÑO EXPERIM EXPERIMENTAL ENTAL

65

4.4

DISEÑO FACTORIAL SIMPLE PARA OPTIMIZAR 71

4.5

LA RECUPERACION DE LA PLATA DISEÑO FACTORIAL SIMPLE PARA OPTIMIZAR EL GRADO DEL CONCENTRADO

79

CAPITULO V

ESTUDIO DE CONCENTRACION GRAVIMETRICA GRAVIMET RICA

5.1

CONCENTRACI CONCENTRACION ON GRAVIM GRAVIMETRICA ETRICA

87

5.2

PRODUCTOS

90

5.3

PARAMETRO PARAMETROS S DE RECUPERACION

90

5.4

COMERCI COMERCIALIZACION ALIZACION CONCENTRADOS

91

5.5 5.6

MINERAL PARA PROCESAM PROCESAMIENTO IENTO FLOTACION EQUIPO PARA CONCENTR CONCENTRACION ACION GRAVIM GRAVIMETRICA ETRICA

91 92

5.7

INVERSION PLANTA CONCENTRADORA

92

5.8

DURACION Y RENTABILIDAD

92

5.9

CUADROS ECONOMICOS Y FINANCIER FINANCIEROS OS

92

CAPITULO VI

EFICIENCI EFICIENCIA A ECONOMICA

6.1.

GENERALIDADES

94

6.2.

CRITERIOS DE EFICIENCI EFICIENCIA A ECONOMICA (EE%)

94

6.3.

VALORIZACIÓN DE CABEZA (VCAB)

95

6.4.

VALORIZACIÓN DE CABEZA IDEAL (VCAB. IDEAL)

97

6.5.

CALCULO DE LA EFICIENCI CALCULO EFICIENCIA A ECONOMIC ECONOMICA A (EE%)

98

CONCLUSIONES

100 

RECOMENDACIONES

102 

BIBLIOGRAFIA

103

ANEXOS

105 

6

 

 

INDICE DE FIGURAS

Figura 1.1: Nevado Cajavilca Parque Nacional Huascarán

17

Figura 1.2: Zona de descarga de mineral La descuidada

22

Figura 3.1: Mecanism Mecanismos os flotación por espumas Figura 3.2: Esquema Equipo Flotació Flotación n

41 42

Figura 3.3: Zonas típicas celda Flotación Mecánic Mecánica a

45

Figura 3.4: Column Columna a de Flotación

46

Figura 3.5: Visión esquemátic esquemática a de Celda Jameson

48

Figura 3.6: Celda Neumática

49

Figura 3.7: Mecanism Mecanismo o de Flotació Flotación n

50

Figura 4.1: Experimento de flotación de polimetáli polimetálicos cos

58

Figura 4.2: Experimento de flotación de plata

60

Figura 4.3: Sección Chancad Chancado o PVR-Caraz

65

Figura 4.4: Sección Molienda-Fl Molienda-Flotación otación PVR-Cara PVR-Carazz

66

Figura 4.5: Eje Principal Planta Pompey

67

Figura 4.6: Sección Molienda Planta Mesapata

69

Figura 4.7: Sección Flotación Planta Mesapata

70

Figura 4.8: Grafico de Efectos Principales para la Recuperaci Recuperación ón Plata

73

Figura 4.9: Gráfico de Interacciones de dos variabl variables es principales para la Recuperación Plata

73

Figura 4.10: Grafico Grafico de Efectos Efectos Estandari Estandarizados zados par para a la Rec Recuperación uperación de plata 74 Figura 4.11: Superficie de respuesta estimada para la recuper recuperación ación de plata

78

Figura 4.12: Contorno de superficie estimada para la recuperació recuperación n de plata

78

Figura 4.13: Gráfico de Efectos Principal Principales es para grado de plata

81

Figura 4.14: Gráfico de Interacciones de dos variables principales para el grado de Plata

81

Figura 4.15: Grafico de Efectos Estandari Estandarizados zados para el Grado de plata

82

Figura 4.16: Superficie de respuesta estimada para el Grado de plata

85

Figura 4.17: Contorno de superficie estimada para el Grado de plata

86

Figura 5.1: Mesa Gravimétrica

89

7

 

 

INDICE DE TABLAS Tabla 1.1: Coorde Coordenadas nadas Geológicas Concesión La Descuidad Descuidada. a.

17

Tabla 1.2: Coordenadas Geológicas Concesión La Descuidada 2.

18

Tabla 1.3: Coorde Coordenadas nadas Geológicas Concesión La Descuidad Descuidada a 3.

18

Tabla 1.4: Accesos Lima a la mina La Descui Descuidada. dada. Tabla 1.5: Composic Composición ión Mineraló Mineralógica gica de Mina La Descuidada.

19 19

Tabla 1.6: Composició Composición n mineraló mineralógica gica Sulfuros.

20

Tabla 1.7: Composic Composición ión mineraló mineralógica gica de la ganga.

20

Tabla 1.8: Tonelaje Aproximado de veta Concesión La Descuidada Descuidada..

21

Tabla 1.9: Coordenadas Geológicas de Bocaminas de La Descuidada Descuidada..

22

Tabla 1.10: Coorden Coordenadas adas Geológicas Canchas de desmonte.

23

Tabla 1.11: Uso de tierras aledañas a la mina.

26

Tabla 1.12: Datos de Temperatura y Precipitació Precipitación n EIA Antamina.

29

Tabla 1.13: Evaluació Evaluación n de Calida Calidad d de Aire.

30

Tabla 4.1: Variables considera consideradas das para el diseño factorial.

71

Tabla 4.2: Tabla a escala Natural y codificada de la recuperaci recuperación. ón.

72

Tabla 4.3: Tabla matriz de variables independi independientes entes de la recuperació recuperación. n.

72

Tabla 4.4: Estimaciones de efectos de la recupera recuperación. ción.

73

Tabla 4.5: Tabla de Análisis de Varianza para la recuperación plata.

74

Tabla 4.6: T Tabla abla matricial del modelo matemático para la recuperaci recuperación ón plata.

75

Tabla 4.7: Tabla de Análisis de Residuales para la recuperac recuperación ión plata.

76

Tabla 4.8: Valores para Análisis de Residual Residuales es para la recuperaci recuperación ón plata.

76

Tabla 4.9: Parámetros P arámetros de decodificació decodificación n a escala natural para la recuperació recuperación n de plata.

77

Tabla 4.10: Valores óptimos para la recuperaci recuperación ón de plata.

79

Tabla 4.11: Variables consider consideradas adas para el diseño factorial.

79

Tabla 4.12: Tabla a escala Natural y codificad codificada a del grado de plata.

80

Tabla 4.13: Tabla matriz de variables indepen independientes dientes del grado de plata.

80

Tabla 4.14: Estimaciones de efectos del grado de plata.

81

Tabla 4.15: Tabla de Análisis de Varianza para el grado de plata.

82

Tabla 4.16: Tabla matricial del modelo matemátic matemático o para el grado de plata.

83

Tabla 4.17: Tabla de Análisis de Residuales para el grado de plata.

84

Tabla 4.18: Valores para Análisis de Residuales para el grado de plata.

84

Tabla 4.19: 4.19: Parámetros de deco decodificación dificación a escala natural del grado de plata. 85

8

 

 

Tabla 4.20: Valores óptimos para el grado de plata.

86

Tabla 5.1: Balance Metalúrgi Metalúrgico co Gravimétrico

91

Tabla 6.1: Balance Metalúrgico del Concentrado de plata

95

Tabla 6.2: Parámetros de valorización Concentrado

96

Tabla 6.3: Tabla valorizaci valorización ón de una tonelada de concentrado

96

Tabla 6.4: Tabla valorizaci valorización ón de Cabeza Vcab Tabla 6.5: Parámetros el Cálculo de Cabeza Ideal

97 98

Tabla 6.6: Tabla valorización de Cabeza Vcab. Ideal

98

Tabla 6.7: Tabla Eficiencia Económica (EE%)

99

9

 

 

CAPITULO I GENERALIDADES 1.4 ASPECTOS GENERALES 1.4.1 TITULARIDAD ACTIVIDAD MINERA La Sociedad M Minera inera

de Responsabilidad Limitada LA DESCUIDADA DE

HUARAZ es propietaria de las concesiones mineras la Descuidada, la Descuidada 2 y la Descuidada 3. El otorgamiento de una Concesión Minera permite al titular extraer los recursos minerales habiendo este concedido por contrato los derechos de remediación a PASIVOS AMBIENTALES S.A. Estas propiedades comprenden de manera conjunta el área de los derechos mineros de la Descuidada, que cubren 40 hectáreas (ha). Razón Social:

PASIVOS AMBIENTALES S.A.

R.U.C.:

20481729387

Registro de personas jurídicas:

Zona Registral V sede Trujillo Partida electrónica 1108037 11080376 6  Asiento A0001

Fecha de inicio de actividades:

07 noviembre 2007

Dirección:

 Av. SALVADOR LARA LARA 994 994 –  – Trujillo  Trujillo

Teléfono:

044-225880 Trujillo

Teléfono:

511-4335567 Lima

Representante Representa nte Legal

Ing. JORGE BARDALES MORALES

10

 

 

1.4.2 MARCO LEGAL APLICABLE DE PA PASIVOS SIVOS A AMBIENTALES MBIENTALES El 2 de julio del 2004 se promulgó la ley N 28271 que regula los pasivos ambientales de la actividad minera, referido a la identificación, responsabilidad y financiamiento financiamient o para la remediación de las áreas afectadas por estos. El 25 de mayo del 2005 se publicó la ley N 28526 que modifico cuatro artículos de la ley N 28271 y se dispuso su reglamentación. En diciembre del 2005, mediante el DS N 059-2005-EM, se promulgó el Reglamento de Pasivos Ambientales de la Actividad Minera.  A continuaci continuación ón se describen las principal principales es normas legales directamente relacionadas con el cierre de pasivos mineros. a) Ley que regula el Cierre de Pasiv Pasivos os Mineros La ley 28271, regula las obligaciones y procedimientos que deben cumplir los titulares de la actividad minera para la elaboración, presentación e implementación del Plan de Cierre de Pasivos Mineros de la Actividad Minera. Esta fue modificada por la ley N 28526, que estableció el otorgamiento de un plazo para la identificació identificación n de Pasivos Ambientale Ambientaless a través de una declaración  jurada. La citada ley define al plan de cierre de los pasivos como un instrumento de gestión ambiental, conformado por acciones técnicas y legales, efectuadas por titulares mineros, destinados a establecer medidas que se deben adoptar a fin de rehabilitar el área perturbada por la actividad minera preexistente, con el fin que esta alcance características de ecosistema compatible con un ambiente saludable y adecuado para el desarrollo de la vida y la preservación paisaji paisajista. sta. Confirma al Ministerio de Energía y Minas (MEM) como la autoridad competente para aprobar, fiscalizar y controlar las acciones establecidas en el plan de cierre de pasivos ambientales de la actividad minera. b) Reglamento para el Cierre de Pasivos Ambientales Mineros El Decreto Supremo N 059-2005-EM, Reglamento para el Cierre de Pasivos  Ambientales de las Actividades Mineras Mineras,, establece los mecanismos que aseguren la identificación de los Pasivos Ambientales de la Actividad Minera, la responsabilidad y el financiamiento para la remediación ambiental de las áreas

11

 

 

afectadas por dichos pasivos, con la finalidad de mitigar sus impactos negativos a la salud de la población, al ecosistema circundante y la propiedad.  Asimismo, establece cierto mecanism mecanismo o de constitución de garantía a fin de asegurar que el titular de la actividad minera cumpla las acciones derivadas del plan de cierre de pasivos ambientales mineros. Se considera que el plan debe cumplir con la estabilidad física y química a largo plazo, se rehabilite las áreas afectadas o se considere el uso alternativo de áreas afectadas o instalaciones, así como se determine las condiciones de dichas áreas o instalaciones. El reglamento estableció la necesidad de presentar un inventario de pasivos ambientales como acción previa a la elaboración del plan de cierre de los mismos, considerando los riesgos inherentes a dichos pasivos. También estableció los plazos para la presentación de los planes de cierre, su aprobación y ejecución. c) Guías Conjunto de guías ambientales publicados por la Dirección General Asuntos  Ambientales (DGAAM). A continuación se menciona aquella aquellass relacionadas con el cierre de pasivos ambientales ambientales..  

Guía ambiental para la vvegetación egetación de Ár Áreas eas disturbad disturbadas as por la ind industria ustria Minero-Metalúrgica, comprende lineamientos para la revegetación de áreas disturbad disturbadas. as.

 

Guía Ambiental para el Manejo Manejo de Drenaje Acido de mina (DAM) (DAM),, comprende la metodología para predicción y el control DAM e incluye un

capítulo específico sobre el control del DAM luego del cierre.   Guía Ambiental para el Manejo de Relaves Mineros, trata los aspectos ambientales relevantes del manejo de relaves.  

Guía Ambiental para para la Estabilid Estabilidad ad de Taludes de Depósitos de Residuos Sólidos Provenientes de las Actividades Mineras, describe los aspectos geotécnicos de la disposición de relaves.

 

Guía Ambiental para las las Actividades d de e Exploración de Yacimi Yacimientos entos Minerales en el Perú, abarca aspectos ambientales relevantes relacionados con las actividades de exploración, incluyendo un capítulo sobre planes de recuperación.

12

 

 

 

Guía de Relaciones Relaciones Comunitarias, Comunitarias, proporcio proporciona na una orientaci orientación ón en la relación entre las actividades minero-metalúrgicas y la comunidad, uno de sus capítulos está dedicado a la información socio-económica que debería incluirse en un informe de EIA. Hay poca información sobre los asuntos socioeconómicos luego del cierre y se hace alguna mención a la necesidad de garantizar la sostenibilidad de la economía local después del cierre y la reinserción de la fuerza laboral minera a la economía local.

d) Silencio administra administrativo tivo negativo El 5 de julio de 2008 se promulgo el DS N 036-2006 EM que establece las disposiciones generales para la aplicación del silencio administrativo negativo en los procedimientos tramitados ante la Dirección General de Asuntos Ambientales del Ministerio de Energía y Minas.

1.4.3 MARCO LEGAL GENERAL DE MINERÍA Se presenta el marco legal de cierre de Pasivos Ambientales; el cual está organizado por la autoridad competente, la enumeración del instrumento legal, una breve descripción de su alcance, los permisos específicos asociados y su aplicación de acuerdo a la etapa del proyecto (explotación, operación operación y cierre). a) Supra Ministerial



  Ley 27314 y DS 057-2004057-2004-PCM PCM “Ley General de Residuos Sólidos” Manejo de residuos sólidos de explotación, exploración y cierre de minas.



  Ley 27446, CONAM “Sistema Nacional de Evaluación  Evaluación   del Impacto  Ambiental”.. Unifica los procedimientos y delega responsabilidad a los  Ambiental” sectores de explotación y exploración de minas.



  Ley 27444 “Ley del d el Procedimiento Administra Administrativo tivo General”

b) Energía y Minas



  Ley 28271 y D.S. 059-2005059-2005-EM, EM, DGAAM “Ley que regula el Cierre de Pasivos Ambientales y su reglamento” Requiere plan de cierre de pasivos ambientales para todas las operaciones mineras. Define el contenido de

13

 

 

plan de cierre de pasivos ambientales y condiciones de aprobación, para la Aprobación de plan de explotación y cierre de pasivos ambientales mineros. 

  D.S. 016-93016-93-EM, EM, DGM “Reglamento para la Protección Ambiental para actividades Minero-Metalúrgic Minero-Metalúrgicas” as” Define la reglamentació reglamentación na actual ctual para el EIA para los proyectos nuevos y los PAMA para las operaciones existentes para la concesión de beneficio en la exploración y explotación de minas.



  D.S. 014-92014-92-EM, EM, DGM “Ley General de Minería” para la concesión minera de acuerdo con los propietarios superficiales en la exploración y explotación.



  D.S. 018-92018-92-EM, EM, DGM “Reglamento para Procedimientos Mineros”, para el inicio de las actividades de explotación para concesiones mineras metálicas y no metálicas.



  D.S. 042-2003042-2003-EM, EM, Dirección de Asuntos Sociales “Compromiso Social Previo”, define la participación ciudadana en la exploración la  exploración y explotación.



  D.S. 046-2001046-2001-EM, EM, DGAAM “Reglamento para Salud y Seguridad Minera”, Fiscalización de actividades mineras mineras.. 



  D.S. 025-2002 025-2002-EM, -EM, Tupa del MEM para exploración, explotación y plan de cierre.



  Ley 26221, DREMDREM-2002 2002 “Ley Orgánica de Hidroc Hidrocarburos” Ley nacional que regula las actividades relacionados a hidrocarburos, registro del consumidor directo de combustibles líquidos con instalaciones fijas en la etapa de explotaci e xplotación. ón.

c) Salud



  Ley 26842, DIGESA “Ley General de Salud”  Autorización sanitaria sanitaria del sistema de tratamiento y vertimiento de aguas residuales en la explotación y plan de cierre.  Autorización sanitaria del sistema de tratamiento de agua potable durante la explotación.



  D.S. 01-2002-SA 01-2002-SA,, Tupa del Ministerio de Salud para explotación.

14

 

 

d) Industria



  Ley 28305, DRIT/MP “Ley Control de Sustancias Químicas y Productos Controlados” Control de sustancias y productos controlados, con el Código de identificación para usuarios de insumos y productos químicos



fiscalizados en la explotación.   D.S. 008-93008-93-ITINCI, ITINCI, DNADP/MI “Reglament “Reglamento o de la Ley de Control” Reglamento de la ley sobre el control y fiscalización de los productos e insumos químicos empleados en el tráfico ilícito de drogas DNADP/MI Acta de verificación de insumos y productos químicos fiscalizados utilizados en la explotació explotación. n. DSCPM/MI Autorización de uso del libro de registro especial para usuario de insumos y productos químicos fiscalizados en la explotación.



  D.S. 035-200 035-2003-ITINCI, 3-ITINCI, Tupa del Ministerio d de e Producci Producción ón para la explotación.

e) Educación



  D.S. 004-2000004-2000-ED, ED, INC “Reglament “Reglamento o de Investigaci Investigaciones ones Arqueológicas”, Certificado de inexistencia de restos arqueológicos CIRA, para la etapa de exploración y explotación de mina.



  Ley 28296, INC “Ley Nacional de Patrimonio Cultural” evalu ado en la exploración y explotación de mina



  D.S. 022-2002-ED, Tupa del INC.

f) Agricultura



  Ley 26 26834 834 y D.S. 0 038-201138-2011- AG,  AG, “Ordenamient “Ordenamiento o Áreas naturales Protegidas” para su exploración y explotació explotación n de mina. mina.  



  Ley 27308 y D.S. 014-2001014-2001- AG,  AG, “Ley Forestal de Fauna Fauna   Silvestre” INRENA establece la participación en actividades que afectan los recursos naturales durante la exploración, explotación y plan de cierre de minas.

15

 

 



  Ley 21080 “Aprueban Convención

para el Comercio Especies

 Amenazadas de de la Flora y Fauna Silvest Silvestre”. re”.   

  R.M. 01710-77-AG “Aprueban clasificación de Flora y Fauna Silvestre y fijan precios por ejemplar para la extracción comercial de productos de la Fauna”   Fauna”



  D.S. 013-99- AG  AG “Prohíben caza, extracción, transporte y/o exportación con fines comerciales de especies de fauna silvestre no autorizados por el INRENA a partir del año 2000”  2000” 



  Ley 17752 “Ley General de Aguas”, Aguas” , regula el uso de recursos hídricos.



  D.S. 261-69- AP  AP “Reglamen “Reglamento to de los Títulos I, II y III” Ley General de  Aguas”.



  D.S. 261-69-AP, mo mod. d. por D.S. 007007-83-SA 83-SA y DS 00 003-2003-SA 3-2003-SA Estándares de Calidad Ambiental A mbiental Aguas



  D.S. 003-2003003-2003-SA SA “Modifica “Modificación ción Art  Art 82 del Reglam Reglamento ento de los Títulos I, II y III de la Ley General de aguas aguas””



  R.M. 011-96011-96-EM/VMM EM/VMM “ Aprueban  Aprueban los niveles Máximos Permisibles para Efluentes Líquidos para las Actividades Minero-M Minero-Metalúrgicas etalúrgicas””



  D.S. 274-69-AP

Reglamento para el Titulo IV “De “De las Aguas

Subterráneas” Decreto ley N° 17752

1.5 CARACTERIZACION CARACTERIZACION GEOGRAFICA DEL DISTRITO MINERO 1.5.1 UBICACIÓN DE LA MINERA PASIVOS A AMBIENTALES MBIENTALES SA Las concesiones mineras “La Descuidada”, “La Descuidada 2”, “La Descuidada 3” se encuentra ubicado en la zona núcleo del Parque Nacional Huascarán, se localizan entre las quebradas Ruricocha y Cajavilca, sobre la ladera S.E. del Cerro y Paraje de Santa Bárbara, distrito Yanama poblado cercano a 5 Km. de las concesiones, provincia Yungay, Región Ancash; drena a la Quebrada Ruricocha, en la Micro cuenca de la Quebrada Ruricocha (margen izquierda), en la Subcuenca del Rio Cunya, Cuenca del rio Marañón (alto), vertiente del  Atlántico.  A una altura promedio promedio de 4 4250 250 m.s.n.m. ocup ocupan an un área apr aproximada oximada de 40 Ha.

16

 

 

Figura 1.1: Nevado Cajavilca Parque Nacional Huascarán CONCESIONES MINERAS MINERAS INMERSAS EN EL YACIMIEN YACIMIENTO TO La inscripción de los derechos mineros se ha ha realizado a partir del 24 de marzo de 1953. Estas propiedades comprenden de manera conjunta una extensión de 40.00 has. El área cubierta por las mismas se muestra en el plano de concesiones y la información relacionada relacionada a cada una de ellas se presenta en el ANEXO I (Plano 1.02). La concesión “La Descuidada” con código 09-001628-X-01, 09 -001628-X-01, se encuentra titulada mediante Resolución Directoral N 1293 del 15/10/1957, por sustancias metálicas de 20 hectáreas de extensión. Encerrado en un polígono de cuatro lados con vértices ABCD que se dan en la siguiente tabla.

Tabla 1.1: Coordenadas Geológicas Concesión La Descuidada

Vértice  A B C D

LA DESCUIDADA Este Norte 230387.900 8995892.670 230349.740 8995494.570 229852.120 8995542.270 229890.280

17

8995940.370

 

 

La concesión “La Descuidada 2” con código 09-002224-X-0 09 -002224-X-01, 1, se encuentra titulada mediante Resolución Directoral N 1005 del 31/12/1965, por sustancias metálicas de 10 hectáreas de extensión. Encerrado en un polígono de cuatro lados con vértices ABCD que se dan en la siguiente tabla.

Tabla 1.2: Coordenadas Geológicas Concesión La Descuidada 2

Vértice  A B C D

LA DESCUIDADA 2 Este Norte 230596.510 8995973.400 230548.810 8995475.780 230349.770 8995494.860 230397.470 8995992.480

La concesión “La Descuidada 3” con código 09-000648-X-0 09 -000648-X-01, 1, se encuentra titulada mediante Resolución Directoral N 1167 del 31/12/1965, por sustancias metálicas de 10 hectáreas de extensión. Encerrado en un polígono de cuatro lados con vértices ABCD.

Tabla 1.3: Coordenadas Geológicas Concesión La Descuidada 3

Vértice  A B C D

LA DESCUIDADA 3 Este Norte 230407.010 230387.930 229890.310 229909.390

8996092.000 8995892.960 8995940.650 8996139.700

La topografía es muy accidentada con grandes macizos de roca dura compacta, con ondulaciones propias de la cordillera blanca. El área de la mina presenta desniveles desde los 4100 a los 4500 m.s.n.m.

18

 

 

1.5.2 Accesibilidad de la Min Minera era PASIVOS AMBIENTALES SA La mina es accesible dese la ciudad de Lima a través de la Panamericana Norte hasta Pativilca, desvió Huaraz para llegar a la provincia de Yungay, desde donde se toma la carretera hacia Laguna Llang Llanganuco, anuco, se llega a distrito de Yanam Yanama a la ruta es afirmada, de Yanama a Wecroncocha (cam (campamento pamento 1) es ttrocha. rocha.

Tabla 1.4: Accesos Lima a la mina La Descuidada

Distancia (Km.) Lima-Pativilca-Huaraz 240 Huaraz-Yanama 70 Yanama-Wecroncocha 15 Wecroncocha-Mina 2 TOTAL 327 Fuente: Elaboración Propia Vía

Horas

Vía de Acceso

8 4 1 2.5 15.5

Vía Asfaltada Vía Asfaltada/Afirmada Vía Afirmada Trocha

1.5.3 RESERVAS DE MINERALES La zona de trabajo t rabajo de la mina La Descuidad Descuidada a según información de los lugareños data desde el tiempo de los incas, existen bocaminas a diferentes distancias y alturas cuyas vetas presentan presencia de minerales. De acuerdo al estudio por DRX se determinó el siguiente difractograma, del cual se obtuvo la composición mineralógica promedio que se da en el siguiente cuadro: 

Tabla 1.5: Composición Mineralógica de Mina La Descuidada Mineral

Cuarzo Moscovita

Formula

Peso (%)

SiO2  KAl2(Si3 Al)O10(OH,F)2 

60.00 18.90

Caolinita Al2Si2O5(OH)4   Albita (Na,Ca)Al(Si, (Na,Ca)Al(Si,Al) Al)3O6  Ortoclasa KAlSi3O6  Natrojarosita NaFe3(SO4)2(OH)6  Dolomita CaMg(CO3)2  Calcita CaCO3  Galena PbS Pirita FeS2  Calcopirita CuFeS2  Esfalerita ZnS Siderita FeCO3  Total

7.00 3.00 2.50 1.30 1.30 1.30 1 1 1 0.9 0.80 100.00

Fuente: Informe GB 103/09 AROWANA SAC

19

 

 

El mineral presenta p resenta escasos sulfuros predominando en orden de abundancia la pirita, esfalerita, galena y calcopirita, en relación a la plata posiblemente se encuentre como argentita o asociado a la galena. De acuerdo a esta composición y a los diferentes minerales sulfurados que lo contienen se determinó el siguiente cuadro de sulfuros.

Tabla 1.6: Composición mineralógica Sulfuros Mineral de Cabeza Concesión Minera la Descuidada

Mineral Peso (%) Fe (%) Cu (%) S (%) Pb (%) Esfalerita 0.90 0.3 Galena 1.00 0.13 0.87 Pirita 1.00 0.47 0.53 Calcopirita 1.00 0.3 0.35 0.35 Ganga 96.10 0.84 0.17 Total 100.00 1.61 0.35 1.48 0.87 Fuente: Informe GB 103/09 AROWANA SAC

Zn (%) 0.6

0.60

En relación a la composición de la ganga se da el siguiente cuadro resumen:

Tabla 1.7: Composición mineralógica de la ganga Mineral de Cabeza Concesión Minera la Descuidada

Mineral Peso (%) Cuarzo 60.00 Moscovita 18.90 Caolinita 7.00 Ortoclasa Ortocla sa 2.50 Siderita 0.80 Natrojarosita 1.30  Albita Dolomita Calcita Total

3.00 1.30 1.30 96.10

CaO (%)

K2O (%)

Al2O3 (%)

2.23

7.25 2.77 0.46

0.42

SiO2 (%) 60.00 8.53 3.26 1.62

MgO (%) Na2O (%) Fe (%) S (%) (%)

0.08 0.03 0.4 0.73 1.16

0.61

2.02

0.28

2.65 11.09 75.43 0.28 Fuente: Informe GB 103/09 AROWANA SAC

0.39 0.45

0.17

0.84

0.17

0.34

0.42

De acuerdo a este análisis se observa que el material ha sufrido una fuerte descomposición, descomposici ón, esto debido a la presencia de la moscovita y la caolinita.

20

 

 

El mineral diseminado es consecuencia de labores antiguas realizadas probablemente probablemen te durante el periodo de la Colonia, lo cual justifica la irregulari irregularidad dad del material apilado. Las canchas/desmontes muestreadas están conformadas por las siguientes vetas:  

Zona/Cancha 2, ubicada en la Veta Santo Toribio a una distancia aproximada de 150 150 m flanco derecho del campamento base 2 a 4500 m.s.n.m.

 

Zona/Cancha Zona/Canc ha 3, ubicada en la Veta Esperanza el campamento base 2 se estableció sobre esta Veta a 4600 m.s.n.m.

 

Zona/Cancha Zona/Canc ha 4, ubicada en la Veta Rima-Rima a una distanc distancia ia d de e 100 m, sobre el extremo superior derecho del campamento a 4650 m.s.n.m.

 

Zona/Cancha 6, ubicada en la Veta Puerto Arturo a una distancia aproximada de 200 m, sobre el extremo superior derecho del campame campamento nto a 4750 m.s.n.m.

 

Zona/Cancha Zona/Canc ha 7, ubicada en la Veta Mellizos a una distancia aproximada de 250 m, sobre el extremo superior derecho del campamento a 4800 m.s.n.m.

 

Zona/Cancha Zona/Canc ha 8, ubicada en lla a Veta San Pedro a una distancia a aproximada proximada de 300 m, sobre el extremo superior derecho del campamento a 4900 m.s.n.m.

El mineral se encuentra diseminado sobre la superficie frontal a poca distancia de las bocaminas a lo largo del talud que forma el cerro. Se tiene referencias por declaracio declaraciones nes de la población que reside que en material fue apilado desde la colonia. Las reservas que se tienen según las leyes estimadas son:

Tabla 1.8: Tonelaje Aproximado de veta Concesión La Descuidada ZONA veta Santo Toribio veta Esperanza veta Rima-Rima veta Puerto Arturo veta Mellizos veta San Pedro

Tonelaje TM Ag oz/TC Au oz/TC % Cu % Pb 7,000.00 14.86 0.01 0.12 1.08 9,000.00 40.8 40.89 9 0.01 0.67 1.20 4,000.00 1 17.65 7.65 0.01 0.44 0.55 3,000.00 17.45 0.01 0.39 0.62 5,000.00 18.33 0.02 0.22 0.90 3,000.00 22.35 0.02 0.39 0.91 31,000.00 Fuente: Informe GB 101/09 AROWANA SAC

Las canchas de desmonte, se muestran en el ANEXO II (PG-1)

21

% Zn 0.40 0.71 0.82 0.39 0.88 0.57

 

 

Figura 1.2: Zona de descarga de mineral La descuidada LABORES EN BOCAMINAS Las concesiones Las descuidadas se encuentran a lo largo de una faja mineralizada denominada Flanco Oriental de la Cordillera Blanca y su continuación al norte está caracterizada por presentar mineralización de Pb, Zn, Ag. En menos cantidad, se encuentra minerales minerales de oro y bajos contenidos de cobre, molibdeno y tungsteno. La mineralización se presenta en vetas, siendo el promedio de potencia en la labor principal de 0.70 mts., presentándose en forma irregular. Los minerales presentes procedentes de la explotación anterior se encuentran apilados en rumas de diversa magnitud, siendo su extensión promedio promedio no mayor a los 500 m2 con una profundidad de 10 metros promedio. Los minerales de la referencia proceden todos de una misma configuración geológica siendo su composición mineralógica en todas las vetas, uniforme. Corresponde a esta a la formación Chicama la que se presenta plegada hacia el oeste, contacto con el Batolito Granodioritico de la Cordillera Blanca. 

Tabla 1.9: Coordenadas Geológicas de Bocaminas de La Descuidada BOCAMINA ESTE NORTE 1 230190 8995880 2 230145 8995719 3 230066 8995757 4 229990 8995793 5 229959 8995779 Fuente: Plan de Cierre de Minas Pasivos Ambientales S.A

22

 

 

CANCHAS DE DESMONTE Producto de la explotación de minerales de plata, plomo y zinc de la concesión minera Las descuidadas, se han acumulado 5 canchas principales y un gran numero adicional de pequeñas canchas, con minerales significativos en sus valores de plata plata y marginal marginales es de plomo y or oro, o, estos depósi depósitos tos de desmontemineral se encuentran sin medida de protección alguna. Las principales canchas de desmonte-mineral son:

Tabla 1.10: Coordenadas Geol Geológicas ógicas Canchas de desmonte. DEPOSITO Desmonte-mineral Desmonte-min eral 1 2 3 4 5

COORDENAD COORDENADAS AS UTM ESTE NORTE 230212 8995878 230170 8995713 230080 8995759 229994 8995796

ELEVACION m.s.n.m. 4320 4340 4380 4395

VOLUMEN m3 548 2438 2150 1293

Talud promedio 20° 30° 30° 30°

229968 8995786 4420 2104 Fuente: Plan de Cierre de Minas Pasivos Ambientales S.A

30°

1.5.4 SERVICIOS BASICOS Se tiene dos campamentos que dan soporte a las operaciones en la mina: mina : 

  Campamento 1 Ubicada a la entrada de la quebrada del rio Ruricocha (en los límites del Parque Nacional de Huascarán), construida en base y alrededores de la casa de adobe existente (esta casa de adobe no entro como componente del cierre). Servirá como campamento base. El campamento fue construido con materiales livianos

y de fácil desarme: madera, fierro, elementos

prefabricados,, etc. prefabricados En estas instalaciones viven alrededor de 40 trabajadores, cuenta con:  

Un am ambiente biente de cocina-comed cocina-comedor or de 6 x 15 metr metros os

 

Dos ambientes de dormitorios de 5 x 1 15 5m metros. etros.

 

Un am ambiente biente de almacén y maestranza 12 x 15 metros.

 

Un am ambiente biente de servicios higiénic higiénicos os 2.5 x 10 metros.

 

Dos ambientes 5 x 5 para el staff.

 

Un am ambiente biente gu guardianía ardianía y co control ntrol 5 x 5 metros.

 

Un tó tópico pico medico 5 x 5 me metros. tros.

23

 

 

El agua potable es bombeada desde el rio Ruricocha a través de una tubería de ¾” de PVC y almacena almacenada da en 3 cister cisternas nas de 1 m3. 

  Campamento 2 Se construyó en base del campamen campamento to anterior con muro de piedra, techos de madera y calaminas. Consta de los siguientes ambientes: ambientes bientes de d dormitorios ormitorios para 40 trab trabajadore ajadores. s.   Dos am  

Un ambiente comedor

 

Un ambiente de servicios higiénic higiénicos. os.

 

Un ambiente de tópico.

 

Un am ambiente biente de almac almacén én de herramientas y acce accesorios. sorios.

El agua potable y la alimentación serán transportadas desde el campamento 1.

1.5.5 SERVICIOS COMPLEMENTARIOS L íneas de A carreo del tra trans ns porte de m mineral ineral (S is tema tema C ab able le C arril)

La línea de transporte de materiales mediante el uso de un Sistema de Cable Carril, discurre en un tramo aproximadamente de 2 200mts. de longitud, desde un punto de partida ubicado en una de las canchas de materiales que se encuentran en la mina conocida como “La Descuidada” a 4385 m.s.n.m. en el distrito de Yanama, provincia de Yungay, región Ancash. Gracias a la flexibilidad del cable de acero y la resistencia del mismo se necesitaran tan solo tres puntos de apoyo y se tendrá dos tramos de cable: Uno de 1500 metros y otro de 700 metros. La línea de acarreo partirá desde las diferentes canchas (punto A) para luego pasar por el (punto B) hasta llegar a la plataforma de descarga. El mineral se trasladara mediante carritos transportadores que soportan soportan sacas big bag con 250 kilos. Plataforma de descarga d 10 x 10 construida con troncos y tablones de eucalipto, con la plataforma a la altura de la tolva del de l volquete de transporte. Línea propuesta discurre en línea recta y se requiere transportar aprox. 100 TM/día. Ver la Memoria descriptiva del sistema de traslado del mineral (ANEXO III)

24

 

 

1.6 GEOMORFOLOGIA Y CLIMA 1.6.1 AMBIENTE FISICO 1.6.1.1

Tendencia de tierra Las tierras que están al entorno a la zona del Plan de Remediación de Pasivos Ambientales mina la Descuidada, es para determinar y cuantificar los distintos usos que el poblador da sus tierra en este caso particular para cultivos agrícolas y ganadero. Se hizo una interpretación de fotografías y mapas del Ministerio de agricultura y del IGM de la zona, para identificar y medir el área de las distintas unidades o clases del uso actual de tierras dentro del área.

1.6.1.2

Actual uso de las tierras En el cuadro resumen se puede ver los tipos de tierras que se identificaron en el área de la mina. A continuación se incluye una descripción más detallada de cada clase.

Tabla 1.11: Uso de tierras aledañas a la mina. Área Ha % Urbanas 34 0.68  Agrícolas 895 17.90 Bosques 469 9.38 Pastos Naturales 1850 37.00 No Utilizados 1752 35.04 Área Total 5000 100.00 Fuente: Elaboración Propia Uso de tierras

 

Áreas Urbanas Las áreas Urbanas cubren un total de 34Ha que representan 0.68% de esta área incluyen áreas pobladas como casas construidas con adobe, madera y techo y calamina. El centro poblado que se ubica dentro del área de estudio es Wecroncocha. W ecroncocha.

 

Áreas Agrícolas Las tierras agrícolas comprenden áreas en que los cambios hechos por el hombre han permitido un uso permanente o provisional de la tierra en cultivos agrícolas.

25

 

 

Se pudo observar que se tiene dos métodos agrícolas dentro del área de influencia. Cada uno de ellos emplea un sistema distinto de rotación de tierras:   Cultivos de ssecano, ecano, esta práctica agrícola tiene un ciclo pro productivo ductivo



de 3 a 5 años, después de los cuales se deja abandonada la tierra (sin usar o sin cultivar) durante un lapso similar, antes de reanu reanudar dar el ciclo productivo.   Agricultu Agricultura ra con riego, las áreas de agricultu agricultura ra bajo rie riego go tienen



ciclos más intensos y largos de producción, con periodos de descanso más cortos.  

Terrenos Boscosos Se pudo identificar dos subclases subclases::   Bosques Naturales: En las laderas inclinadas y muy rocosas que



se ubican generalmente por encima de los 3500 m.s.n.m (conocidos localmente como “roquedales”) se encuentran grupos de árboles de las especies nativas del genero Polylepis sp. Quinar, Budleia sp. Quishuar colle y otros tipos de árboles. Este tipo de bosques muestra una tendencia a desaparecer rápidamente, debido a la aguda necesidad de leña que tiene la población alto andina.   Bosques Sembrados: La especie predominante es el Eucaliptus



Globulus.. Crece a grandes altitudes hasta 3700 m.s.n.m. Cuyas Globulus plantaciones se podrían implementar programas de reforestación, por medio de la ejecución de planes de cosecha de bosques y planes de silvicultur silvicultura-agricultura-pas a-agricultura-pastoreo. toreo.  

Tierras sin uso Se pudo identificar dos subclases subclases::   Matorrales Matorrales:: Consistentes principalme principalmente nte en arbustos y especies



herbáceas perenes. Estas tierras no son apropiadas para el pastoreo aunque son usados durante estaciones para alimentar las cabras.   Tierras con Vegetación Esporádica: Estas tierras tienen un



aspecto similar a las de matorrales, con vegetación pero en las que los niveles de cobertur cobertura a de plantas son meno menores res del 25%.

26

 

 

1.6.1.3

Topografía y Fisiografía La topografía de la zona es abrupta. En la zona donde se localizan los desmontes, en la ladera hacia la quebrada Ruricocha, la pendiente media del terreno supera el 38%. Se observa la presencia de una superficie accidentada con grandes macizos de roca dura compactada, la ladera tiene una pendiente en dirección NO-SE. El valle de la quebrada Ruricocha presenta un tipo de erosión Nival, conformado un valle en U. La dirección del valle es de sur oeste a nor este. Hacia el SO se encuentra el nevado de Yanaraju con una elevación 5954 m.s.n.m. y destaca como el punto más alto visible desde el área de la mina. Los otros picos asociados e esta micro cuenca son el nevado de Cajavilca a 5419 m.s.n.m. y el nevado Canchas 5433 m.s.n.m. Las canchas se encuentran sobre los 4200 m.s.n.m. en la cumbre del cerro Santa Bárbara que nace del nevado Cajavilca. La cumbre de este cerro tiene una dirección SO-NE por lo cual desciende al valle. El lugar de carguío a volquetes se encuentra a 3700 m.s.n.m. Por lo tanto tenemos una diferencia de nivel de 500 metros que se cubren tan solo a lo largo de 2000 metros.  Al este de la quebrada de Ruricoc Ruricocha ha y paralela a esta se presenta la quebrada delimitada por los cerros Cahuanpunco, Pupash y Cajavilca. Esta última quebrada es de menor magnitud y descarga sobre la quebrada Ruricocha en el valle.

1.1.

Geodinámica externa Los valles entre las altitudes de 1800 a 3000 m.s.n.m. sufran grandes fenómenos de geodinámica externa que afectan su ecología, sobre todo en los meses de enero, febrero y marzo por las intensas lluvias en la Sierra.

Aluviones:  Son desplazamientos de lodos del aluvión cargados con enormes rocas a gran velocidad y todo el rio que baja de la Sierra de 6000 a 2500 m.s.n.m.

Deslizamientos: Es un fenómeno muy común en las laderas de los valles desde los 800 a 6000 m.s.n.m el cual se produce por el exceso de lluvia que humedece el suelo Cuaternario, es el deslizamiento de una masa de suelo en una superficie curva llamada superficie de deslizami de slizamiento. ento.

27

 

 

1.2.

Geología Estructural Según los estudios realizados INGEMMET se comprobó que en el área aflora una serie marina de lutitas, areniscas arcillosas y areniscas finas de colores gris claro a oscuro de la formación Chicama de edad Jurásico Superior. Se estima en más de 1000 m. la potencia de la Formación Chicama y se presentan muy plegadas y falladas; falladas; hacia el Oeste están e en n contact contacto o con el Batol Batolito ito Granodioritico de la Cordillera Blanca, este batolito influye a los estratos originando varios fenómenos, los que están íntimamente relacionados con la formación de los depósitos mineralizados. Desde el punto de vista estructural se presentan grandes fallas regionales que se caracterizan por tener movimientos verticales y comprenden dos sistemas importantes el primer sistema tiene rumbos que varían de 5°, 30° a 50° NO, el segundo sistema tiene rumbos que varían de 40° a 50° NE. Las Concesiones Las Descuidadas se encuentran a lo largo de una faja mineralizada denominada denominada flanco f lanco oriental de la Cordillera Blanca y su continuación al Norte está caracterizada por presentar mineralización de Pb, Zn y Ag. En menor cantidad, se encuentran minerales de Cu, Mo y tungsteno. En el área de las Concesiones las Descuidadas aflora la Formación Chicama formado por estratificación de lutitas pizarrosas delgadas de color gris oscura y negro con algunos horizontes de areniscas, estas capas se encuentran plegadas con un anticlinal de rumbo NO. En las labores labores subterrán subterráneas eas se encu encuentran entran roc rocas as calcáreas que podrían ser de la Formación Pariahuanaca del Albiano. La estratificación de estas capas tiene un rumbo aproximado al No y buzamiento de -40 NE. Intuyendo a la Formación Chicama se encuentra el Batolito Granodioritico de la Cordiller Cordillera a Blanca. Cortando tanto a las calizas y lutitas como al intrusivo se observan algunos diques de andesita con rumbo EW y con inclinación mayor 70° al Sur.

28

 

 

Existen dos sistemas de fallas, el primero consiste de 5 fallas nórmalos de rumbo NW-SE buzando al NE con un salto vertical de 5 a 25 m. el segundo sistema está representado por la falla Yacuyhuami de rumbo 40 a 45° NE y buzamiento de 70° al SE.

1.3.

Clima, Meteorología e Hidrología Una revisión de los registros históricos disponibles así como el monitoreo directo de parámetros seleccionados han permitido recoger datos con respecto respecto al clima y meteorologí meteorología a existentes en el área de estudio. Esta sección presenta una breve visión global de los registros de datos históricos y un examen de datos recogidos hasta la fecha en la Mina la Descuidada. El sistema de clasificación climática de koppen describe dos principales regiones climáticas en el área; la región de Clima Frio que ocurre a una altura de entre 3200 y 3800 m.s.n.m. (teniendo alguna lluvia durante la estación seca) y la región de clima de Tundra Seco de la Alta Montaña, que ocurre a una altura de entre 3800 y 4800 m.s.n.m. La temperatura y la lluvia están más estrechamente relacionadas con la altura entre los elementos meteorológicos.

Tabla 1.12: Datos de Temperatura y Precipitación MES Enero Febrero Marzo  Abril Mayo Junio Julio  Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre Total Anual

Temperatura Precipitación Mínima Media Máxima Media -0.1 5.3 23.8 191.4 1 0 1.6 0.6 -0.1 -1 -1.5 0.4 1.4 1.4 0.4 4.1

5 6 5.4 5.3 5.5 4.8 4.4 5.8 5.9 5.9 5.2 64.5

Fuente – Fuente  – extraído  extraído de EIA Antamina

29

23.8 22.2 22.7 21.6 15.7 19.6 16.7 15.9 18.8 21.6 23.1 245.5

220.3 141.5 69.2 63.3 24.3 4.8 50.9 78.3 45.1 45.5 169.33 1103. 1103.93 93

 

 

La tabla mostrada presenta los datos provenientes de la Unidad minera Antamina cuya estación se encuentra a 4270 m.s.n.m. y es representativa representativ a del clima de la zona.

1.6.1.4

Calidad de aire y ruido Debido a que no existe fuerte de contamin contaminación ación antrópica y la altitud en que se encuentra la mina, el aire es de buena calidad. Lo único que temporalmente afecta la calidad del aire está relacionado a la quema de pastos debido a la creencia que mejora la calidad del suelo. Esta acción temporal no afecta la calidad del aire en forma continua por lo que el aire se mantiene saludable. El ruido en la zona es más significativo debido a la velocidad del viento. En las zonas de suelos denudados por momentos se levanta algunas polvaredas cuando cuando los vientos superan los 15 m/s yes principalmente en la tarde de SE a NO.

1. Velocidad del viento El promedio anual varía entre 3,22 km/h a 6.01 km/h entre los años 2001 y 2005 las velocidades máximas llegaron a los 31 km/h. El monitoreo de aire fue ubicado entre la laguna Ruricocha y el puente sobre el rio Ruricocha, en la parte baja del ámbito de la zona de la mina, se tomó un solo punto de referencia de línea base. Las partículas en suspensión con diámetros inferiores a 10 micras (PM10) del muestreo efectuado no superan los Límites Permisibles (LMP) establecidos según el DS 074-2001-PCM 074-2001-PCM.. Tabla 1.13: Evaluación de Calidad de Aire.

Punto de Coordenadas UTM Muestreo Norte Este

Descripción

Entre la laguna Ruricocha y MO-01 8996000.00 231.50 el puente sobre el rio LMP estable establecido cido por el DS N°074-2001 N°074-2001-PCM -PCM Fuente: Plan de Cierre de Minas Pasivos Ambientales S.A

PM 10 (mgr/m3) 9 150

Este resultado han determinado la situación actual del área y la influencia que tendrá las actividades en la zona de canchas cuya concentración es de 9 mg/m3, valor debajo de los Límites Máximos

30

 

 

Permisibles (LMP) de partículas (150mg/m3) establecid establecidos os según el DS 074-2001-PCM.

2. Ruidos Se realizó el monitoreo de ruidos en la zona del proyecto, el ruido presenta en diferentes zonas con distinta intensidad, los resultad resultados os de las mediciones “in situ” en situ” en la quebrada de Ruricocha varían de 37 a 43 decibeles, de igual forma en la zona de canchas de desmonte entre valores de 15 a 20 decibeles. De igual forma en la zona de campamentos encontrándose una intensidad entre 60 a 65 decibeles por el paso de vehículos de transporte.

1.6.1.5

Recursos Hídricos 1. Recursos de agua superficial Dado que la quebrada Ruricocha proviene del nevado Yanaraju, los pasivos ambientales del lugar no constituyen un riesgo para este recurso hídrico. El área de captación del micro cuenca de Ruricocha y Subcuenca del Marañón, tiene una longitud total de 6.95 Km. y un área de captación de 20 km2 aproximadamente. El caudal medio estimado anual del rio es de 1.5 m3/seg. Se estima que más del 50% el agua de la quebrada Ruricocha proviene del glaciar por lo que el proceso de desglaciación observado en toda la zona de la cordillera blanca significara una significativa reducción de la cantidad y calidad del agua del rio. El rio nace de una laguna permanente que colinda con el glaciar y cuya forma alargada está definida por la forma del valle. El área de la laguna es de 2has la descarga de esta laguna hace un recorrido irregular a lo largo del valle por 6 km. el área del proyecto se encuentra ubicada a km del tramo de 2.9 km del largo del rio sobre la margen derecha del rio.

2. Recursos de agua subterránea El agua subterránea en el área de los pasivos proviene principalmente del flujo subterráneo del glaciar. En la zona de los pasivos no se ha ubicado drenajes de las galerías antiguas por los pasivos no tienen contacto con el agua subterrá subterránea. nea.

31

 

 

1.6.2 AMBIENTE BIOLOGICO 1.6.2.1

Ecorregiones y hábitat

1. Zonas de vida En el área de influencia de la mina se encuentran 3 zonas de vida: vida: Bosque Húmedo Montano Tropical (3000-4000 m.s.n.m.). Paramo muy Húmedo Sub-andino Tropical (4000-4800 m.s.n.m.). Tundra Pluvial Andino Tropical (4800 a más).  A continuación se describ describen en las princip principales ales caract características erísticas de cad cada a zona de vida:

a. Bosque Húmedo Montano Tropical Ecosistema de clima húmedo y semifrío, con una temperatura media anual que oscila entre 6-12°C. La evapotrans evapotranspiración piración fluctúa entre 0.5 y 1.0 veces la precipitación. En la zona se estima evapotranspiración fluctúa alrededor 0.85 veces la precipitación, abarca una extensión aproximada de 10.54 hectáreas hectáreas,, correspond corresponde e al 3.1% del área del parque. En esta zona de vida es donde se localiza, en la parte baja de la quebrada Ruricocha, las zonas de cultivo; y en la ladera NO del cerro Santa Bárbara, zona de matorrales con presencia de árboles espaciados donde se aprecia el Polylepis.

b. Paramo muy Húmedo Sub-andino Tropical Ecosistema de clima húmedo y frio con un promedio de precipitación anual variable entre 500-1200 mm con una temperatura anual que oscila entre 3-6°C

con una ocurrenci ocurrencia a d de e temperaturas de

congelación diaria. La evapotranspiración equivale a 0.5-0.1. En el caso de la zona de la mina se encuentra que la evapotranspiración media fluctúa en alrededor de 0.55 veces la precipitación. Abarca una superficie aproximada de 66.02 hectáreas que corresponden al 20.3% del área del parque.

c. Tundra Pluvial Andino Tropical Ecosistema de clima muy húmedo y frígido, con un promedio de precipitación total anual variable entre 680-1290 mm con una temperatura anual que oscila entre 15-3.0 °C, manteniéndose en las noches un grado estable de congelación. Abarca una extensión aproximada de 110.50 hectáreas que corresponden corresponden al 32.5% del área del parque.

32

 

 

2. Hábitat En el área de la mina pertenece a la zona de vida paramo húmedo subandino tropical. En la zona de la mina se han identificado 4 hábitats diferentes: Valle. Pastizales de ladera moderada. Roquedales de ladera empinada. Matorral de ladera empina empinada. da. a. El Valle se en encuentra cuentra en la parte baj baja a y en form forma a de U. en est este e se observan pastizales y zonas de humedales en la parte central y cerca de la laguna. En la parte baja del valle se localizan zonas aptas para cultivo cerca de los poblados de Wecroncocha y Yacuyhuami. b. Las laderas mo moderadas deradas se localizan en la parte baja del cerro donde se observan zonas de pastizales y matorrales asociados con zonas de afloramientos rocosos. En estas zonas a los suelos so bastantes denudados y son utilizados principalmente como zonas de pastoreo y presentan signos de sobre pastoreo. c. Los roquedales de lladera adera empinada se encuentran en las partes altas del cerro Santa Bárbara mostrando suelos poco desarrollados y posiblemente asociados a los efectos de la glaciación que viene ocurriendo. En estos roquedales, animales menores menores como la vizcacha encuentran refugio para la noche y frente a las aves rapaces. En este caso el área de distribució distribución n de estas especies corresp corresponde onde a un área reducida. Bajan a la zona de la laguna o en el rio en busca de alimento y agua para retornar a la zona de roquedales en busca de abrigo y refugio. d. Los matorrales de ladera empinada se desarrolla en la zona de la ladera NO del cerro Santa Bárbara donde debido a lo cerrado de la quebrada, se forma un microclima que protege a la vegetación reteniendo la humedad y el calor creando condiciones propicias para el desarrollo de estas especies.

3. Flora terrestre La flora de la zona esta predominada por vegetación herbácea, principalmente gramínea y ciperácea. En la ladera empinada localizada en las cumbres se observa gran cantidad de afloramientos rocosos y suelos

33

 

 

pobres. Los pastos naturales se encuentran afectados por el pastoreo en la zona, predominando en varias partes del valle, las especies Opuntia Floctosa y Aciachne pulvinata. En las zonas de pastizales predominan gramíneas de los géneros Calamagrostis, Festuca Festuca y Estipa. En la parte baja cerca de la laguna y en ciertos tramos cerca del rio, se observa la presencia de Distichia muscoides. muscoides. En las zonas de roquedales se observa la presencia de diversas gramíneas y pastos que se desarrollan en suelos pobres.

4. Fauna terrestr terrestree Se observó la presencia de vicuñas y ganado doméstico como caballos, cabras, ovejas y vizcachas. También se aprecia la presencia de una diversidad de aves como especies del genero Anas, la Choephaga melanoptera, egreta sp: phalcobaenus megalopterus, Falco femoralis, larus serranus: musciaxicola musciaxicola sp: todas e ellas llas aves de paso.

5. Recursos acuáticos Si bien no se tiene referencia de la presencia de peces, las condiciones hídricas del curso no son aptas para desarrollar la piscícola.

6. Áreas naturales protegidas La mina se encuentra en la zona de amortiguamiento del Parque Nacional Huascarán fue creado por DS N°0622-75-AG con fecha 1 de julio de 1975. El parque está localizado en la región de Ancash, sobre una área de 3,400 km2 con un perímetro de 431 424 metros lineales, 158 kilómetros de largo de sur a norte y un ancho promedio de 20 kilómetros, correspondiente a 340 00 hectáreas. Ecológicamente abarca la provincia biogeográfica Puna y comprende casi la totalidad de la Cordillera Blanca. Políticamente comprende el territorio de las provincias de Huaylas, Yungay, Carhuaz, Huaraz, Recuay, Bolognesi, Huari, Asunción, Mariscal Luzuriaga y Pomabamba. Está delimitado por 82 hitos de coordenadas UTM.

1.6.2.2

Cierre de pasivos ambientales Mineros Para realizar el proceso de de Cierre se realizó un contrato que celebr celebraron aron por parte de la Empresa PASIVOS AMBIENTALES SA y la SOCIEDAD MINERA DE RESPONSABILIDAD LIMITADA LE DESCUIDADA DE HUARAZ, (ANEXO IV).

34

 

 

CAPITULO II METODOLOGIA DE INVESTIGACION 2.4

INTRODUCCION El proceso de optimización en metalurgi metalurgia a extractiva no ha sido suficientemente investigado de acuerdo a las modernas técnicas de investigación y experimentación en la ciencia metalúrgica esto se debe a la complejidad heterogénea de los minerales tratados, las altas leyes del metal que presentan los minerales comparados con otros países donde el mineral es de baja ley, y donde es necesario las investigaciones para lograr optimizara sus parámetros de trabajo que se reflejan en un mayor rendimiento técnico y económico del tratamiento. La optimización en metalurgia extractiva basada en un diseño experimental el cual no es más que la planificación racional de las experiencias a realizarse de manera que se puede obtener la máxima información con el mínimo posible de pruebas. Estos métodos de optimizació optimización n son modelos estadísticos que reducen en forma eficaz y apreciable los costos en la investigación industrial. Cuando en la metalurgia extractiva estudiamos el comportamiento de un mineral frente a procesos tales como la flotación, lixiviación, separación magnética u otros procesos, nuestro propósito es determinar las condiciones de operación que hacen factible un alto grado de extracción y un óptima recuperación, sea este de cobre, plomo, zinc, plata, oro u otros metales. En estos casos no cabe duda que se trata de un problema de optimización el cual es sumamente complejo en razón al tratamiento de material heterogéneo en su naturaleza de composición o en la forma en la cual sus com componentes ponentes son sometido sometidoss a un tratamiento con adición de cierta cantidad de reactivos y por ende del gran número de variables que es necesario considerar. Existen varios métodos de

35

 

 

optimización descritos en la literatura y uno que cada día tiene más aceptación en la mayoría de las ramas de la ciencia e ingeniería, es el método de experimentación de la superficie respuesta, desarrollado inicialmente por Box y Wilson y posteriormente por Hunter y otros. El método de la superficie de respuesta consiste básicamente en ajustar un modelo matemático al proceso y localizar las condiciones óptimas. Este método ofrece, al mismo tiempo, un punto de vista diferente en la interpretación y análisis de los resultado resultadoss experimentales.

2.5

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION Dentro de los objetivos trazados para desarrollar el presente trabajo de investigación tenemos:

Objetivos generales:  Evaluar los factores que afectan el proceso de flotación f lotación de plata. Determinar las variables más significativas para optimizar la ley del concentrado y por ende mejorar la recuperación. Evaluar la implementación de un circuito de concentración gravimétrica para este mineral.

Objetivos específicos:  Establecer la influencia de las variables e interacciones (pHagua, pH medio y Z-11), en el proceso de flotación. Determinar las variables más influyentes en el proceso de flotación f lotación de plata. Obtener un mejor grado y recuperación en función a los rangos óptimos obtenidos en la etapa de d e optimización. Determinar la rentabilidad del circuito de concentraci concentración ón gravimétrica.

2.6 METODOLOGIA DEL TRABAJO 2.6.1 ANTECEDENTES TEÓRICOS En la actualidad el negocio de los concentrados como el caso de la plata pasan por una etapa muy difícil, debido a su bajo costo en el mercado internacional lo cual implica que se tiene que optimizar los procesos con el objetivo de poder sobrevivir y competir comercialmente con otras empresas que manejan grandes volúmenes, vía reducción de costos de procesamiento y gastos indirectos de operación. Por ello el estudio, así como la experiencia es un factor importante para minimizar el número de variables y la extensión sobre el cual estas variables requieren ser analizadas.

36

 

 

El número de variables que inciden sobre los resultados metalúrgicos de un proceso de flotación son muy extensas y pueden resumirse clasificando en tres grupos: 

  Material d de e alimentac alimentación ión (granulometría, densidad de pulpa, pH natural de la pulpa, caracterí características sticas químicas y mineral mineralógicas ógicas de la mena).



  Etapa d de e molie molienda/Clasificaci nda/Clasificación ón ((densidad densidad de pu pulpa, lpa, tipo y dosificación de reactivos químicos agregados, secuencia de adición de reactivos, pH acondicionamiento).



  Proceso de flotación ((tamaño tamaño y n número úmero de burbujas, altura d de e esp espuma, uma, pH, tiempo de flotación en cada etapa, tipo de aireación, geometría de la celda, tipo y dosificación de reactivos de flotación). f lotación).

De las cuales se toman las variables que se desea estudiar y evaluar la influencia que presenta en el proceso de flotación, por medio de los diseños experimental experimentales es realizamos pruebas con el propósito de obtener el máximo de información, además de analizar el efecto de cada una de las variables en forma simultanea mediante técnicas estadísticas como el análisis de varianza para interpretar y resolver algunos problemas metalúrgicos metalúrgicos como son el grado de recuper recuperación ación (ley de concentrado) e incremento de la recuperación.

2.6.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA El mineral de la Empresa Minera “PASIVOS AMBIENTALES AMBIENTALE S S.A.” que se obtiene de la explotaci explotación ón de la mina, esta generalmente compuesto por una mezcla de minerales metalíferos de diferentes especies, algunos de los cuales constituyen el objeto de la explotación, Cuarzo, plata metálica, galena, pirita, ligeras venillas de bornita. Las dificultades del proceso de flotación se presentan principalmente en minerales polimetálicos en donde los sulfuros se presentan con diversas características. El tipo de mineral polimetálico. Problemas operacional operacionales. es. Dosificación de reactivos. Por lo cual evaluaremos los parámetros importantes que intervienen en la flotación de plata como son el pH agua, pH medio, dosificación de Z-11. Para

37

 

 

optimizar dichas variables y mejorar la recuperación y la calidad de los concentrados. 

2.6.3 HIPÓTESIS “Si optimizamos las variables influyentes en el proceso de flotación de plata, mejoramos las recuperaciones y la calidad del concentrado”. concentrado ”.  

2.6.4 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN El desarrollo del presente trabajo de investigació investigación n está orientado a solucionar un problema tecnológico, ya que la mayoría de las empresas que procesan mineral tiene problemas operacionales que dificultan la recuperación de un metal en forma de concentrado.

2.6.5 TIPO DE INVESTIGACIÓN Es una investigaci investigación ón tecnológica que correlacionara datos extraídos ext raídos de procesos metalúrgicos de diversas campañas de la Empresa Pasivos Ambientales S.A.

2.6.6 MARCO METODOLÓGICO DEL DISEÑO EXPERIMENTAL 2.6.6.1

Operacionalizacion de variables Para el tratamiento de los datos se aplicara la técnica del diseño factorial simple a fin de procesar e identificar la influenci influencia a de las variabl variables es en estudio. En el análisis de los datos se aplicara el software estadístico Statgraphics Centurión Versión XV.II, a fin de evaluar, interpretar y optimizar las variables de estudio.  A fin de desarrollar desarrollar el presente tra trabajo bajo de inv investigación estigación se han es estudiado tudiado las siguientes variables: a) Variables indep independientes endientes (Xi) a. pH agua de tratamiento b. pH d del el m medio edio de flotación Rougher c. Colector Z-11 (gr/TM) b) Variables dependient dependientes es (Yi) a. Porcentaje de gra grado do o ley del concen concentrado. trado. b. Porcentaje de recu recuperación peración del cconcentrado oncentrado de plata. c) Variables intervini intervinientes entes controlada controladass a. Densidad de pulpa (gr/Lt)

38

 

 

b. Granulometrí Granulometría a (um) c. Tiempo de acondicio acondicionamiento namiento (min) d. Tiempo de flotación (min) e. Consumo de espumante F-70,DW-250

2.6.6.2

Población y muestra

El mineral de la Empresa Minera PASIVOS AMBIENTALES SA presenta la siguiente característica mineralógic mineralógica: a: Mena: esfalerita-Gal esfalerita-Galena-pirita-ar ena-pirita-argentita-calcopir gentita-calcopirita. ita. Ganga: calcita-cuarzocalcita-cuarzo-ortoclasa-mosc ortoclasa-moscovita-Natrojar ovita-Natrojarosita-dolomita osita-dolomita De dicho mineral por el proceso de flotación se obtiene un concentrado 1 (plomo-plata) y un concentrado 2 bulk (plomo-plata-zinc).

2.6.6.3

Técnicas de recolección de datos Se aplicaron técnicas de muestreo, para obtener una muestra representativa y evaluar las variables que influyen en el proceso de flotación, f lotación, con la finalidad de optimizar y obtener un modelo matemático matemático..

2.6.6.4

Técnicas de análisis de datos Se aplicó una una estrate estrategia gia estadís estadística tica a fin d de e correlacionar los datos, y obtener un modelo que nos indique las variables a los cuales está sujeto el proceso. Para tal fin se aplicó el diseño factorial simple. Para el análisis e interpretación de datos se utilizó el software estadístico Statgraphics Centurión Centurión Versión XV.II a fin de analizar e interpretar interpretar::  

Los efectos e interacción de los factores

 

Análisis de Varianza (ANAVA)

 

Modelo matemático

 

Análisis grá gráficos ficos de llos os efectos e interacci interacciones ones que cor correlacio relacionan nan en el plano y espacio de los factores en función al grado y la recuperación.

39

 

 

CAPITULO CAPITUL O III I II FLOTACION DE MINERALES Los Metalurgistas debido al trabajo que desempeñan, siempre están evaluando las propiedades y bondades que ofrece uno u otro reactivo; hasta encontrar al que permita optimizar los resultados metalúrgicos, el presente trabajo consistirá en evaluar reactivos de flotación, principalmente colectores y espumantes.

LIBERACION

REACTIVOS

ADHESION Partícula mineral  –   Burbuja de aire Aire

GRADO CONCENTRADO RECUPERACION METALICA

40

CELDAS

 

 

3.7

INTRODUCCION El proceso de flotación de minerales ha marcado un hito en la historia de la industria minera, por el importante rol que éste ha jugado en la producción mundial de minerales y metales. Este método ha permitido la explotación e xplotación econ económica ómica de yacimientos de ba baja ja ley y de una constitución mineralógica compleja, que en otras épocas hubiese sido imposible. En este contexto los reactivos de flotación juegan un rol important importante e en el proceso, los cuales al ser alimentados al circuito de flotación cumplen determinadas funciones específicas que hacen posible la separación de los minerales valiosos de la ganga. Sin embargo la elección de reactivos no es una tarea fácil debido a una serie de dificultades técnicas que se presentan durante el proceso, como por ejemplo la complejidad mineralógica de la mena entre otros aspectos.

3.8

ASPECTOS BASI BASICOS COS Los procesos de flotación son usados para separar o concentrar minerales y otras especies químicas. La separación por flotación es el resultado de muchos procesos fisicoquímicos complejos que ocurren en las interfaces sólido/líquido, líquido/gas y sólido/gas. La flotación depende de la probabilidad de unión de la partícula a la burbuja en la celda de flotación, la cual es determinada por la hidrofobicidad de la superficie de la partícula. En la mayoría de los sistemas de flotación, la superficie de la partícula se torna hidrofóbica por la adsorción selectiva de los surfactantes llamados colectores. La flotación es una técnica de concentración que aprovecha la diferencia entre las propiedades superficiales o interfaciales del mineral, o especies de valor, y la ganga. Se basa en la adhesión de algunos sólidos a burbujas de gas generadas en la pulpa por algún medio externo, en la celda de flotación.

Figura 3.1: Mecanismos flotación por espumas

41

 

 

La propiedad que permite la separación en un proceso de flotación es la naturaleza hidrofóbica (o aerofílica) de las especies mineralógicas que componen la mena, cuyas características hacen que las superficies presenten afinidad por el aire o por el agua.  Al contrario de otros m métodos étodos de concentraci concentración, ón, en la flotación es posible variar lla a diferencia entre las propiedades útiles y la ganga, modificando el ambiente químico y electroquímico del sistema mediante la adecuada selección de los reactivos químicos. Los circuitos de flotació f lotación n constan de varias etapas, en general, en la flotación de minerales podrían encontrarse etapas Rougher, Scavenger, cleaner y recleaner. La etapa primaria de flotación (etapa Rougher) se alimenta con el rebalse de los hidrociclones de un circuito cerrado molienda/clasificación. Por otra parte, es común que el concentrado concentra do de la etapa Rougher se someta a una remolienda antes ant es de ingresar a la etapa cleaner. En relación a las celdas de flotación utilizadas en los circuitos, las celdas mecánicas son utilizadas en las etapas Rougher, Scavenger y cleaner-Scavenger, mientras que, columnas de flotación se aplican a las etapas cleaner y recleaner. Sin embargo, existen algunas concentradoras que usan celdas mecánicas en la etapa cleaner y celdas columnares en la etapa recleaner. En la actualidad, la tendencia es aumentar el tamaño de los equipos hacia celdas mecánicas de volumen superior a los 4000 pies3, originada por la disminució disminución n de los costos de operación (energía, mantención, etc.) de estas celdas de gran volumen.

Figura 3.2: Esquema Equipo Flotación

42

 

 

Reactivos químico s : colectores, espumantes, activadores, depresores, modificadores de pH.    Colector   es un surfactante, que tiene la propiedad de adsorberse



selectivamente en la superficie de un mineral y lo transforma en hidrofóbico. Las burbujas de aire se adhieren así, preferentemente sobre estas superficies, atrapando las partículas.   Espumante es un surfactante que se adiciona a la pulpa con el objetivo



de estabilizar la espuma, en la cual se encuentra el mineral de interés.   Los reactivos modificadores de pH  se  se usan para intensificar o reducir la



acción de los colectores sobre la superficie supe rficie mineral. Para que la flotación de minerales sea efectiva, se consideran los siguientes aspectos:

3.9

EQUIPOS FLOTACION POR ESPUMAS

3.9.1 CELDAS MECAN MECANICAS ICAS La celda mecánica está constituida por un depósito en forma de paralelepípedo o forma cúbica, de distintas capacidades, con un mecanismo rotor-estator para la dispersión del sólido y el aire. En las celdas de flotación, se pueden distinguir tres zonas típicas:   Una zona de alta turbulencia, a nivel del mecanismo de agitación.



  Una zona intermedia.



  Una zona superior superior..



En la zona de alta turbulencia o zona de agitación se producen los choques para la adhesión partícula burbuja. En esta zona deben existir las condiciones hidrodinámicas hidrodinámic as y fisicoquímicas que favorezcan este contacto.

La zona intermedia se caracteriza por ser una zona de relativa calma, lo que favorece la migración de las burbujas hacia la parte superior de la celda.

La zona superior   corresponde corresponde a la fase espuma, está formada por burbujas separadas por finos canales de pulpa. La pulpa descarga por rebalse natural, o con la ayuda de paletas mecánicas. En general, la espuma de flotación debe ser lo suficientemente estable como para retener la masa de mineral, y lo suficientemente frágil como para romperse al caer a la canaleta de concentrados, y no producir trastornos en su transporte. Estos mecanismos sugieren las siguientes variables que controlan la espuma:

43

 

 

  Tipo y dosificación del espumante.



  Flujo o densida densidad d de flujo de aire.



  Altura de rebose o altura de espuma.



  Altura de remoción de la espuma.



Las funciones más importantes de las celdas de flotación f lotación son: 

  Mantener todas llas as partí partículas, culas, a aún ún las más gruesas o las más densas, en suspensión dentro de la pulpa. Para conseguir lo anterior, la pulpa debe ser mezclada o sometida a circulación dentro de la celda a altas velocidades, de modo de superar las velocidades de sedimentación de las partículas más gruesas.



  La aireaci aireación, ón, que involucra la disemi diseminación nación de finas burbujas de aire dentro de toda la celda.



  Promover la colisión entre las partícu partículas las de mineral y las burbujas de aire, con la finalidad de permitir la adhesión selectiva y el transporte de las



partículas de mineral deseado en la columna de espuma.   Mantener la pulpa en condiciones de quietud, iinmediatamente nmediatamente debajo de la columna de espuma. Las celdas se diseñan de modo de prevenir la turbulencia en las cercanías de la espuma, puesto que produce una pérdida de estabilidad de la espuma y baja la recuperación.



  Proveer u un n eficient eficiente e transp transporte orte de la p pulpa ulpa ali alimentada mentada a la la celda y de la salida del concentrado y del relave desde el circuito.



  Proveer un mecanismo de control de: la pr profundidad ofundidad de la pulpa y la profundidad de la columna de la espuma; la aireación de la celda e idealmente del grado de agitación de la pulpa. En relación al tamaño de las celdas mecánicas de flotación, éstas han ido aumentando notoriamente en su tamaño a lo largo de los años.  Actualmente, las celdas celdas más grandes en operación operación tienen un tamaño de 5000 pies3 

44

 

 

Figura 3.3: Zonas típicas celda Flotación Mecánica 3.9.2 COLUMNAS DE FLOTACION En años recientes un considerable aumento en el uso y aplicación de las columnas de flotación en la recuperación y concentración de minerales, acelerado en el interés en métodos alternativos más económicos y eficaces, ha sido la razón del creciente número de unidades en operación, no sólo en Chile, sino en el mundo entero. La columna de flotación (figura) se ha constituido en uno de los desarrollos más destacados de los últimos tiempos en el campo de la concentració concentración n de mineral minerales. es. Las celdas columnares resultan especialmente atractivas en circuitos de limpieza, ya que es posible efectuar en una sola etapa, varias de estas etapas que anteriormente se realizaban en celdas mecánicas convencionales. Esto hace posible el uso de circuitos más simples y ffáciles áciles de controlar. En las columnas de flotación la alimentación es inyectada a aproximadamente 2/3 de altura de la columna, el concentrado sale por la parte superior de la celda, mientras que, la cola o relave se recoge por la parte inferior de la columna Básicamente, la columna de flotación f lotación consiste de dos zonas:   La zona de colección también conocida como zona de recuperación).  



  La zona de limpieza sobre la interface (también conocida como zona de



espuma).

45

 

 

En la zona de colección, las partículas de la suspensión de alimentación son conectadas en contracorriente con las burbujas producidas por un distribuidor de burbujas que se encuentra en el fondo de la columna. Las partículas hidrofóbicas colisionan con las burbujas, se unen a ellas y son transportadas a la zona de limpieza. Las partículas hidrofílicas y menos hidrofóbicas son removidas por el fondo de la columna.

En la zona de limpieza se agrega agua cerca del tope de la espuma, lo que provee un flujo neto de líquido descendente llamado bias positivo. La existencia de un bias positivo previene el arrastre hidráulico de partículas finas al concentrado. La columna ha probado ser particularmente atractiva en aplicaciones de limpieza y puede alcanzar en una sola etapa aumentos de ley del concentrado comparables al de varias etapas ejecutadas en celdas mecánicas, a menudo con mejoras en la recuperación.

Figura 3.4: Columna de Flotación

Hay tres aspectos en el diseño que distinguen las columnas de flotación de las celdas mecánicas:

46

 

 

  El a agua gua de lavado (adiciona (adicionada da al tope de la ccolumna). olumna).



  La ausencia de agitación mecánica.



  El sistema de generación de burbujas de aire aire..



Las variables operacionales más importantes de una columna de flotación son las siguientes siguientes::   Flujo de aire.



  Agua de lavado.



  Altura de la espuma.



  Tiempo de residenci residencia a de la pulpa.



  Bias y control.



  Porcentaje de sólidos en la alimentació alimentación. n.



3.9.3 CELDAS FLOTACION JAMENSON

La tecnología Jameson tiene sus comienzos cercanos a 1985, encabezados por el Prof. Graeme Jameson, y comercializada por MIM Process Technologies, con sede en Brisbane, Australia. La celda Jameson fue desarrollada en la Universidad de New Castle, Queesland,  Australia. En la celda Jameson, aire y pulpa son mezclados en el tope de un tubo vertical, denominado sección de contacto o tubo de descenso. La mezcla desciende verticalmente en con-corriente, descargando en una celda abierta, donde las burbujas mineralizadas ascienden formando la espuma. El nivel de pulpa dentro de la celda se controla para dar la adecuada altura de espuma y mantener la descarga del tubo de descenso bajo el nivel de la interface, asegurando no sólo la selectividad del proceso, sino también la estabilidad del mismo. Al igual que en las columnas de flotación, agua de lavado es adicionada a la espuma para mejorar la selectividad del proceso. Una ventaja práctica de este arreglo reside en que la presión hidrostática generada en el tope de la zona de contacto es menor que la presión atmosférica, por lo cual el aire necesario para la flotación puede ser aspirado naturalmente, eliminándose el compresor de aire, que normalmente representa una fracción importante de la inversión inicial en cualquier equipo de flotación. En la figura se muestra un dibujo esquemático de la celda Jameson. Algunas ventajas de la celda Jameson, indicadas por los fabricantes, son las siguientes:

47

 

 

Figura 3.5: Visión esquemática de Celda Jameson   Posee un área comprendida e entre ntre un 40% a un 60% del área de llas as celdas



convencionales convencional es y una altura un 30% menor que la de las celdas columnares.   No necesita compresores ni inyectores inyectores..



  No tiene partes móviles.



  No tien tiene e probl problemas emas de tiemp tiempo o de residencia. El tamaño del e equipo quipo depende



del caudal que se desee tratar.   Produce burbujas de tamaño pequeño.



  Los resul resultados tados de llas as plant plantas as pilot piloto o se pueden lllevar levar a escal escala a com comercial ercial ccon on



un alto porcentaje de precisión.

3.9.4 CELDAS NEUMA NEUMATICAS TICAS La tecnología de flotación neumática ha tenido un gran desarrollo desde los años 20 hasta los nuevos diseños propuestos por el Dr. Rainer Imhof, en Alemania. Básicamente, introduce la desagregación operacional de la flotación, es decir, un control sobre las condiciones de alimentación, interacción partícula/burbuja, y la separación del concentrado y el relave.

48

 

 

Los últimos aportes a la flotación neumática, ha generado un avance importante en el mercado productivo, en aplicaciones industriales no metálicas y en la minería metálica, a nivel de flotación Rougher, Scavenger y cleaner.

Figura 3.6: Celda Neumáti Neumática ca El principio básico de diseño de las celdas neumáticas, consiste en asignar las diferentes tareas del proceso p roceso a dispositivos específicos. Unidades de aireación introducen aire finamente distribuido en el seno de la pulpa, mezclada previamente con reactivos de flotación en el exterior de la celda. Casi todas las partículas hidrofóbicas, se adhieren ya en el interior de estos dispositivos de aireación, y en su camino hacia el recipiente de flotación, a las burbujas de aire densamente dispersadas. La energía cinética requerida para la fijación de las partículas, proviene de la corriente turbulenta de la pulpa en el reactor. Esta corriente turbulenta es generada por la bomba de pulpa, instalada por delante de la unidad de aireación. La tarea del recipiente de flotación propiamente tal, al que se alimenta la pulpa aireada, es la de recoger las burbujas de aire con las partículas sólidas adheridas y extraerlas con producto de espuma. En la figura se muestra una celda neumática.

49

 

 

3.10 SELECCIÓN DE EQUIPOS DE FLOTACIO FLOTACION N Se optó por celdas mecánicas, debido a que las funcion funciones es de este tipo de las celdas de flotación son importantes para la recuperación que se busca, una de estas funciones es:   Mantener todas las partículas partículas,, aún las más gruesas o las más d densas, ensas, en



suspensión dentro de la pulpa.   La aire aireación, ación, que iinvolucra nvolucra la di diseminación seminación de fina finass burb burbujas ujas de aire dentro de



toda la celda.   Promover la coli colisión sión e entre ntre las partículas de m mineral ineral y las bur burbujas bujas d de e aire aire,, con



la finalidad de permitir la adhesión selectiva.   Mantener la pulpa en condiciones de quietud, inmediatamente debajo de la



columna de espuma.

Figura 3.7: Mecanismo de Flotación En la zona de influencia cercana a la mina se tiene Plantas concentradoras con este tipo de celdas, por lo cual se realizó las pruebas necesarias para evaluar parámetros que sirvan para mejorar el contenido metálico en concentrado y la recuperación del mineral por ser un mineral con alta ley en Plata, baja en relación a los sulfuros de plomo y zinc.

50

 

 

3.11 PARAMETROS DE OPERACION Los parámetros que más afectan la flotación f lotación de los minerales son las siguientes: Granulometría de la mena Tipo y dosificación de reactivos de flotación. Densidad de la pulpa o porcentaje de sólidos. Tiempo de residencia. pH.  Aireación y acondicionam acondicionamiento iento de la p pulpa. ulpa. Temperatura de la pulpa. Calidad del agua utilizada.

3.11.1 GRANULOMETRI GRANULOMETRIA A DE LA MENA Existe un tamaño de partícula que presenta una mayor recuperación metalúrgica, observándose, observándose, en general, una disminuci disminución ón de ésta para tamaños más gruesos y más finos de la mena. La recuperación disminuye para tamaños pequeños, lo cual se relaciona con la dificultad de adhesión partícula/burbuja, debido a que éstas no adquieren la energía cinética suficiente para producir un agregado partícula/burbuja estable. Por lo tanto, las partículas pequeñas son arrastradas más fácilmente a la espuma, ya que el drenaje a la pulpa se favorece con el incremento de la velocidad de sedimentación. El tamaño de partícula es la variable sobre la cual debe ponerse más énfasis en su control, debido a su efecto en la recuperación metalúrgica y en la selectividad del concentrado final, así como, por la alta incidencia que tiene en los costos de operación del proceso global de concentración.

3.11.2 TIPO Y DO DOSIFICACION SIFICACION DE REACTIVOS DE FLOTACION La función del colector es hacer hidrofóbica la superficie del mineral deseado, por lo cual, es el reactivo químico más importante utilizado en la flotación. La amplia experiencia existente en la flotación de minerales permite usar con eficiencia determinados tipos de colectores dependiendo de los tipos de minerales y asociaciones mineralógicas presentes.

51

 

 

La función del espumante determina las características de la espuma, que contribuye a la selectividad de la operación. La altura de la espuma y el flujo de aire a la celda afectan el tiempo de retención de las partículas en la espuma. La estabilidad de la espuma depende principalmente de la dosificación del espumante. Se debe tener en cuenta, que los reactivos de flotación requieren de un cierto tiempo de acondicionamiento para estar en contacto con la pulpa y de esa forma poder actuar en forma eficiente sobre las especies útiles de la mena. Así, la etapa de acondicionamiento adquiere mucha importancia, importancia, ya que algunos reactivos se deben adicionar en la etapa de molienda para tener mayor contacto con la mena, mientras que otros, se adicionan directamente al cajón de descarga de los molinos de bolas o al acondicionador.

3.11.3 DENSIDAD DE PULPA O PORCENTAJE DE S SOLIDOS OLIDOS La densidad de la pulpa o porcentaje de sólidos sólido s en la flotación de minerales viene determinada desde la etapa de molienda/clasificación. Es raro que la pulpa se ajuste en su porcentaje de sólidos antes de entrar a la etapa de flotación, sin embargo, es un factor importante, ya que la flotación de los minerales ocurre en forma eficiente cuando la pulpa presenta un valor adecuado de porcentaje de sólidos. La densidad de pulpa afecta el tiempo de residencia del mineral en las etapas de flotación, y de esta forma en la capacidad del circuito.

3.11.4 TIEMPO DE RESIDENCIA El tiempo de flotación depende de las características del material que se va a flotar, y de la conjugación de todos los demás factores que inciden en el proceso. Para la optimización de los circuitos de flotación el tiempo óptimo de cada etapa se determina aplicando los criterios de Agar a través de pruebas cinéticas de flotación.

52

 

 

3.11.5 pH El pH es la variable de control más utilizada en el proceso de flotación, ya que resulta fundamental en la recuperación y selectividad, selectividad, así como, en la depresión de minerales. El proceso de flotación es sumamente sensible al pH, especialmente cuando se trata de flotación selectiva. Los reactivos de flotación, principalmente los colectores, operan mejor en ciertos rangos de pH. La regulación del pH en la flotación de cobre se realiza con cal. Este reactivo es importante, ya que, además de actuar como modificador de pH, es un depresor de pirita en la flotación selectiva de minerales de cobre en la etapa de limpieza.

3.11.6 AEREACION Y ACONDICIONAMIENT ACONDICIONAMIENTO O DE LA PULPA El acondicionamiento es una etapa clave ya que proporciona el tiempo necesario para que actúen en forma eficiente los reactivos de flotación. Algunos colectores y modificadores presentan cinética de adsorción en los minerales bastante lenta por lo cual deben incorporars incorporarse e al molino de bolas, mientras que otros reactivos se incorporan directamente al estanque acondicionador de la pulpa. La aireación de la pulpa en la celda es una variable importante que normalmente es controlada por el operador de la planta, la cual permite la aceleración o retardación de la flotación en beneficio de la recuperación metalúrgica o de la ley del elemento útil.

3.11.7 CALIDAD DE A AGUA GUA UTILIZ UTILIZADA ADA Dada la gran cantidad de interacciones que se producen entre las variables del proceso, las cuales acondicionan el ambiente físico-químico de la flotación, un aspecto interesante de analizar es la calidad del agua que se utiliza en el proceso. Es común en las plantas concentrador concentradoras, as, que parte importante del agua utilizada sea agua de proceso, recuperada desde las etapas de separación sólido/líquido (espesadores, filtros, etc.), la cual contiene reactivos químicos residuales. Esta utilización de agua de proceso produce un ahorro en el consumo de agua y en el consumo de espumante, pero se puede producir un aumento de algunos iones en solución cuyo efecto en la flotación de los minerales debe ser evaluado, a fin de evitar que éstos superen los niveles críticos para la flotación.

53

 

 

3.12 METODODS D DE E TRATAMIENTO TRATAMIENT O DEL MINERAL 3.12.1 AMALGAMACION La amalgamación es un proceso metalúrgico que se aplica a los minerales de oro y plata; y que consiste en disolver esos metales preciosos en mercurio, formando una amalgama; es decir, que el mercurio forma una aleación con el oro con el que entra en contacto, para dar una partícula revestida de mercurio que tiene propiedades superficiales similares a los de este último metal. (La solubilidad del oro en el mercurio a 20° C es de 0.06% y a 100° C es de 15.7%). Estas partículas amalgamadas se adhieren unos a otros (de un modo muy parecido a como lo hacen las gotas de mercurio puro para formar una masa mayor) con el resultado result ado de que se absorben en una masa plástica conocida como “amalgama”. A continuación se puede separar el oro del mercurio recurriendo a una sencilla destilación. El primer uso de la amalgamación para la producción de oro probableme probablemente nte data de minería en Bosnia, en época de Nerón (54 - 68 a.C.). Hasta el día de hoy la pequeña minería aurífera utiliza esta técnica de manera generalizada. generalizada. La amalgamación es un proceso que se utiliza tanto en la pequeña minería primaria (de vetas o filones) f ilones) como en la pequeña minería aluvial.

3.12.2 CONCENTRACION GRAVIMETRICA La utilización de concentradores centrífugos para el beneficio de menas auríferas fue una novedad tecnológica introducida introducida en la década del 80 en el Occidente. Fueron empleados inicialmente con menas aluvionales, posteriormente tuvieron su aplicación extendida a menas primarias. p rimarias. La versatilidad de los concentradores centrífugos incluye: Modelos de capacidad variable. Porcentaje de sólidos en peso de la alimentació alimentación n que varía de 20% a 40%. Mayor posibilidad de recuperación de finos, si se comparan con equipamientos equipamient os convenci convencionales onales de concentraci concentración ón gravitacional. Tienen un costo relativamente bajo de operación y de mantención. Estas características asociadas al costo relativamente bajo de la operación y de la mantención, pueden explicar la larga diseminación de ese tipo de concentradores en la industria minera a nivel mundial. Merecen destaque los concentradores centrífugos Knelson, Falcón, el jig, centrífugo Kelsey y el concentrador Multi-GravitySeparator

54

 

 

3.12.3 CIANURACION Con el descubrimiento descubrimiento en 1840 por el Dr. Wright en Inglaterra, de la disolución disolución de oro por cianuro, se encuentra un método aplica aplicable ble a operaciones industrial industriales es que permitió una alternativa diferente al proceso de concentración gravimétrica, extendiendo la recuperación de oro inclusive a los tamaños finos, f inos, los cuales no podían ser recuperados eficientemente por amalgamación amalgamación ni por la gravimetría.

La cianuración  utiliza la propiedad del oro y de la plata de disolverse en solucioness diluidas de cianuro de sodio o p solucione potasio, otasio, en presencia de oxígeno. Si bien, en forma general, la lixiviación puede llevarse a cabo mediante mecanismos diversos, tanto físico como químico y electroquímico, en el caso específico específ ico de la cianuración se ha podido establecer que la disolución está regida por los principios electroq electroquímicos uímicos de la corrosión. La siguiente reacción es aceptada como la que representa la disolución del oro (Ecuación de Elsner): 4Ag + 8NaCN + O2 + 2H2O

4NaAg(CN)2 + 4NaOH

Una de las causas más frecuentes que ofrece dificultades en la cianuració cianuración, n, es la presencia de minerales de cobre en la mena, cuyo contenido debe ser menor de 0.10%, pero su efecto en la disolución y precipitación del oro es perjudicial. Mediante este proceso, se logra disolver el oro y la plata (en forma preferencial) usando una solución solución alcalina débil d de e cianuro de sodio sodio.. El oro contenido en el licor resultante de la lixiviación puede recuperarse por cualquiera de los siguientes procesos: precipitación con polvo de zinc, o adsorción en carbón activado.

55

 

 

CAPITULO IV PROCEDIMIENTOS PROCEDIMIENT OS EXPERIMENTA EXPERIMENTALES LES 4.6

INTRODUCCION En la actualidad la flotación es el método más utilizado en la concentración de minerales; se le utiliza para procesar casi todos los minerales sulfurosos y se aplica extensamente para los minerales no sulfurosos, los minerales industriales y el carbón mineral. La flotación puede aplicarse a minerales de baja ley y a minerales que requiere requieren n molienda fina para lograr la liberación. Como se trata de un proceso relativamente selectivo, una aplicación importante está en la separación y concentración de minerales valiosos contenidos en minerales complejos, como por ejemplo, en sulfuros complejos que contienen plata, plomo y zinc. Para propósitos de optimización del proceso de flotación se llevaron a cabo cuatro campañas de procesamiento del mineral en diferentes plantas concentradoras del Callejón de Huaylas, Ancash. El propósito de este apartado no es tratar el tema de diseños factoriales factoriale s en detalle, sino de bridar una visión general del tema ya que las dilucidaciones y fórmulas matemáticas y estadísticas requeridas para el presente estudio.  El proceso de flotación ha sido usado e investigado extensivamente por más de 100 años; sin embargo, algunos aspectos todavía permanecen en gran misterio. Mientras que la mayoría de las investigaciones en el pasado se han enfocado en estudios de modelos fenomenológicos fenomenológicos y empíri empíricos cos propios de fflotación, lotación, recién en

56

 

 

los últimos 30 años se ha realzado la importancia de los diseños experimentales en el proceso p roceso de flotación. Existen una gran variedad de modelos de diseño experimental a utilizar, desarrollados en base al uso de las técnicas estadísticas y su aplicación de cálculos en forma manual o histórica como se puede observar en la siguiente lista: 

  Diseño factorial 2k 



  Diseño factorial fraccionado 2 k-p 



  Diseño factorial con réplica en el punto central del diseño



  Método de pendientes ascendentes o descendentes



  Diseño rotable hexagonal

Este estudio enfoca la optimización de la recuperación y grado de concentración de plata del mineral de la minera Pasivos Ambientales S.A.C – S.A.C – Ancash.  Ancash.

4.7

DISEÑO FACTORIA FACTORIAL L SIMPLE (Etapa Screening)  Al inicio de un proceso de optimización optimización,, cuando todavía no se tiene un buen conocimiento del comportamiento comportamiento del proceso, generalmente la lista de factores o variables que puedan influir en el proceso son muchas. El objetivo principal en esta etapa, es identificar aquellas variables que verdaderamente aumenten la eficiencia de un proceso. Para realizar un diseño factorial, el investigador selecciona un número fijo de “niveles” para cada una de un conjunto de variables (factores) y luego hace experimentos con todas las combinaciones posibles. Si hay l 1  niveles para la primera variable, l 2 para la segunda,..., y l k para la k-ésima, el conjunto de todas las l1xl2x...xlk  condiciones experimentales se llama diseño factorial l 1xl2x...xlk.  Por ejemplo, un diseño factorial 2x2x2=23 comprende 8 experimen experimentos tos elementales. Los diseños factoriales en los que cada variable ocurr ocurre e únicamente a dos niveles son importantes por varias razones: Requieren relativamente pocos experimentos elementales por cada factor, y a pesar de que no permiten explorar exhaustivamente una amplia región del espacio de los factores, pueden indicar tendencias y así determinar una dirección prometedora para futuros experimentos.

57

 

 

Estos diseños son frecuentemente de gran utilidad en los primeros momentos de una investigación, donde suele ser aconsejable estudiar en un primer intento un gran número de variables superficialmente en lugar de estudiar intensamente un pequeño número (que puede o no incluir las variables importantes). La interpretación de las observaciones producidas por estos diseños se puede realizar en gran parte a base de sentido común y aritmética elemental. Se comprende por diseño experimental, entonces, como la realización de una serie de experimentos previamente diseñados diseñados en el que se varían los valores de las variables de entrada de un proceso y se miden los valores de la respuesta de salida.

Figura 4.1: Experimento de flotación de polimetáli p olimetálicos cos Si suponemos que en la Figura 4.1 se tiene un proceso de flotación de un mineral de plata donde E (entrada) es el mineral preparado para el proceso de flotació f lotación; n; X1, X2,…………… X2,…………… X6  X6 son las variables con que se va a trabajar en el diseño de experimentos, que pueden ser como en el caso actual: 

  X1: pH del agua



  X2: pH del medio



  X3: Colector Z-11 (gr/TM de mineral)

z1….zi: Son los factores controlables que no se consideran como variables para

el experimento experimento..   Z1: Densidad de pulpa (gr/Lt)



  Z2: Granulome Granulometría tría (um)



58

 

 

  Z3: Tiempo de acondicionamiento (min)



  Z4: Tiempo de flotación (min)



  Z5: Consumo de espumante F-70, DW-250



 Y: Es la respuesta de salida que se desea estudiar - recuperación de cobre.   Porcentaje de grado o ley del concentrad concentrado. o. 

  Porcentaje de recuper recuperación ación del concentrad concentrado o de plata.



En resumen, intentaremos conocer la variación de la recuperación de plata en función a las variables X1, X2, X3, X4, X5 y X6. El diseño experimental es utilizado ampliamente para la mejora de rendimiento de los procesos industriales, como para el desarrollo de nuevos procesos obteniend obteniendo o ahorros en tiempo y costos. Aporta además al conocimiento profundo de los procesos, generando herramientas herramientas eficaces de manejo de los mismos. Para tener un programa de diseño de experimentos, es necesario previamente comprender el problema que se desea estudiar, elegir las variables más apropiadas y sus niveles de uso, elegir la o las salidas de respuesta a evaluar, el modelo de diseño experimental a utilizar, realizar el experimento, analizar los datos y obtener las conclusiones correspondi correspondientes. entes. Respecto a las variables a utilizar durante el experimento, juegan un papel de gran importancia la experiencia previa del experimentador así como su nivel de conocimientos tecnológicos específicos. La elección inapropiada de los niveles de las variables se traduce en la obtención de respuestas fuera de los rangos esperados. Por ejemplo, la elección de niveles inapropiados del colector SF-323  en flotación de un mineral de polimetálico dará resultados de recuperación muy por debajo del rango esperado. El diseño factorial 2k y el diseño factorial fraccionado 2k-p asumen que las variables respuesta son lineales en relación a las variables de entrada. Esto significa que se supone que las variables respuesta no tienen curvatura con respecto a las variables de entrada y pueden ser representadas por ecuaciones de primer grado. En un caso particular en donde resultan sólo 2 variables significativas A y B, la gráfica con respecto a la variable respue respuesta sta (Y) será un plano tal como se muestra en la Figura 4.2

59

 

 

Figura 4.2: Experimento de flotación de plata Los diseños factoriales 2k son útiles para realizar estudios preliminares con varios factores, y para identificar las variables más influyentes en el proceso conjuntamente con sus interacciones. Sin embargo, el número de pruebas experimentales aumenta aumenta geométricamente con el número de factores en estudio. Los diseños factoriales fraccionados 2 k-p usan sólo la mitad (cuando p = 1), la cuarta parte o incluso una fracción menor de las 2 k combinaciones de tratamientos y se usan cuando el número de tratamientos necesarios excede a los recursos disponibles, sólo se requiere información sobre los efectos principales y las interacciones de bajo orden, se necesitan estudios exploratorios para muchos factores y cuando se hace la suposición de que sólo unos cuantos efectos son importantes. El Diseño factorial con réplica en el punto central del diseño consiste en la adición de puntos centrales al diseño 2 k  o 2k-1 para dar una estimación del efecto de la curvatura. Esto se aplica cuando no es cierta la suposición que la relación entre las variables de entrada y la variable respuesta es representada por un modelo matemático lineal. Cuando el diseño experimental está conformada de una sola réplica la adición de puntos centrales también sirven para estimar el error experimental.

4.7.1 Calculo de efectos El cálculo de efectos nos determinara cuanto afecta las variables sobre la respuesta o llamado también criterio de optimización del proceso. El cual se define como la diferencia entre los valores medios de las respuestas, cuando en

60

 

 

los tratamientos respectivos la variable se encuentra en su nivel inferior y cuando se encuentran en su nivel superior, superior, definido por:

 

  ∑   −∑  /

………………………………. (4.1)

Donde: ∑   = Sumatoria de las respuestas correspondiente al nivel superior de las

variables en cuestión. ∑ = Sumatoria de las respuestas correspondiente al nivel inferior de las

variables en cuestión. N= Numero de pruebas experimentales

4.7.2 Análisis de Variancia Es el procedimiento apropiado para probar la significancia de los efectos. La ecuación siguiente muestra la variabilidad total de los datos en sus partes componentes:

           …………. (4.2)  Donde: SS Total = Suma total de cuadrados corregidos SS Efectos = Suma total de cuadrados debido a los efectos o tratamientos. SS Error = Suma total de cuadrados debido al error. a) La suma d de e cuadrad cuadrados os de los efectos e inter interacciones acciones est está á definid definido o por: (∑      ) =   … … … … … … … (4 .3 )     

Donde: Xi = Valor de la variabl variable e a escala codificada. Yi = Valor de la respuesta. b) La suma de cuadr cuadrados ados el (SS Error) está de definido finido por por::     ∑=   (  ̅  ) ……………….. (4.4) (4.4)

Donde:    = Replicas en el punto central del diseño.  = Numero de réplicas en el centro del diseño.

61

 

 

̅   = Promedio de todas las réplicas.

c) La suma de cuadr cuadrados ados para la curvat curvatura ura está dada p por: or:

   

  ∗(−  ) +

…………………. (4.5) (4.5)

Donde: Y = Promedio de los puntos exteriores del diseño. La manera precisa para determinar estadísticame estadísticamente nte las variables o factores que pueden ser significativos es por medio del d el teorema de COCHRAN el cual se resume en la siguiente expre expresión: sión:

 

   ⁄   ⁄

………………………………… (4.6) (4.6) 

Donde: f1 = Grados de libertad de los efectos e interacciones gener generalmente almente iguales a 1 en los diseños a dos niveles. f2 = Grados de libertad de la suma de cuadrados del error, lo cual está calculado como la diferencia de los grados de libertad del suma total de cuadrados menos la suma de efectos. f3 = Grados de libertad de la suma total de cuadrados, definido como el número de pruebas experimentales realizadas (incluyendo las réplicas) menos 1. Un efecto o interacción es significativ significativa a si se cumple la siguiente relación:   ∝,,………………………………………. (4.7) (4.7)

Donde: Fα, f1, f2 es lo que el F de tablas, siendo α el nivel de confiabilidad o significancia signific ancia generalmente 0.01 o 0.05, (ANEXO V). 

4.7.3 Modelo matemát matemático ico a escala codificada Para estimar los coeficientes de la ecuación matemática se hace uso de la formula matricial:

[ ]   ([ ] ∗ [ ])− ∗ ([ ] ∗ [])………… (4.8) 

62

 

 

4.7.4 Análisis de residuos ̂ )   (−

    ∑ =

−

……………………….. (4.9) (4.9) 

Donde: Y = Y observado. o bservado. ̂ = Y estimado.

experimentos. mentos.  = Número total de experi   = Numero de parámetros del modelo matemático

f4 = Grados de libertad residual (Nr-I) Para calcular el Fo recurrim recurrimos os a la siguiente relación:

 

 

 

    

……………. (4.10)

Mediante el test F determinaremos estadísticamente si el modelo matemático hallado representa adecuadamente a experimentales. Para ello calculamos el Fo y F de tablas. 

los

datos

 < ∝,,………………………………………(4.11) ………………………………………(4.11)  

4.7.5 Decodificación del modelo matemático a escala natural Es importante decodificar el modelo matemático hallado a escala natural para poder graficarlo y para aplicar la siguiente etapa de optimización. Se ha deducido fórmulas para la decodificaci decodificación ón que son las siguientes:

Para el término independie independiente: nte:

            ∑=       ∑=

 ≠ ………. (4.11) (4.11) 

Para el término lineal:

    

   ∆

 



  ∑− ,=    

∆

 ≠  ……………………. (4.12) (4.12) 

Para el término interacció interacción: n:   

(4.13)       ∆ ∆   …………………………………..…… (4.13)

63

 

 

Donde:   = Centro del diseño para la variable j (Z MAX + ZMIN)/2 ∆  = Radio del diseño para la variable j (Z MAX + ZMIN)/2 

 = Resultado del división   entre ∆  

4.7.6 Diagrama de flujo de llaa DISEÑ DISEÑO O FA FACTORIAL CTORIAL (Etapa SCR SCREENIN EENING) G)

INICIO INICIO DEFINICION DE FUNCION OBJETIVO Y VARIABLES DISEÑO FACTORIAL Cv DISEÑO FACTORIAL 2K ESTIMACION DE EFECTOS C.V. ANALISIS DE VARIANCIA

VARIABLE SIGNIFICATI   MODELO MATEMATICO Cv LINEAL ETAPA ESCALAMIENTO CvION FINAL OPTIMIZACION OPTIMIZAC

64

ELIMINACION ELIMINACION CvVARIABLES  NO SIGNIFICATIVAS SIGNIFICATIVAS

 

 

4.8

TOMA DE DATOS PARA DISEÑO EXPERIMENT EXPERIMENTAL AL La toma de datos para el diseño experimental se utilizó datos de Planta de 4 campañas de proceso de dicho mineral en diferentes plantas de beneficio de minerales de la Región Ancash, que a continuació continuación n serán descritas en fforma orma breve:

4.8.1 1ra Campaña Planta “Virgen del Rosario”  La Planta Concentradora “Virgen del Rosario” de propiedad de Sr. Daniel Mufarech, se encuentra ubicado en la Cordillera Negra a una altura de 2458 m.s.n.m. en el lugar llamado La Remonta La Florida Fundo Puacpampa, Distrito de Pueblo Libre, Provincia de Huaylas, región Ancash, cuya capacidad instalada es de 100 TMD.

Figura 4.3: Sección Chancado PVR-Cara PVR-Carazz El cual se dará una breve descripción a sus equipos: SECCION DE CHANCADO   Chancado Primar Primario.io.- Se procedió al chanca chancado do primario en una



chancadora 10”x 24”, el cual contaba con un APROW FEADER que alimentaba la carga desde la tolva de gruesos de 200 TM, la reducción del mineral era de 1”a ¾”. ¾” . 

65

 

 

  Zarandeo Zarandeo..- se realizaba una separación del mineral grueso del fino en



una Zaranda Vibratoria tipo Grizzly 3”x 6’ de un piso, con una descarga de ¾”.  ¾”.    Chancado Secundario Secundario..- Los miner minerales ales que al ser zara zarandeados ndeados los



gruesos retornan a la chancadora Cónica SYMONS 3’ de cono de cabeza corta, la reducción era de ¾” a ½”.  SECCCION MOLIENDA-CLASIFI MOLIENDA-CLASIFICACION CACION    Molienda.- Se procedió a la la m molienda olienda del mineral en un m molino olino COMESA



6’x6’ que se usaba como molienda y remolienda. remolienda .   Clasif Clasificación.icación.- se realiza en un Hidrocyclon D-10 con bomba cuya función



es impulsar el flujo de descarga del molino al hidrocyclon el cual se separan en GRUESOS que retornan al molino y FINOS que van al circuito de Flotación.

Figura 4.4: Sección Molienda-Flotación SECCION FLOTACION   Circuito del Concentrado 1.- Cuenta con una celda Serrano de 8’x8’ que



se encarga de flotar los minerales de alta ley de los finos que salen del Hidrocyclon, Los relaves de la Celda Serrano van a 8 celdas Sub-A21 los cuales están distribuidas en cuatro celdas Scavenger, dos celdas Rougher, una cleaner y una re-cleaner.

66

 

 

  Circuito C Concentrado oncentrado 2.- Igual que el circuito anterior cuenta con una



Celda Serrano de 8’x8’ el cual flota los minerales de Zinc que salen de las colas del Scavenger de Plomo.

SECCION DE CONCENTRADO Cuenta con 6 cochas de recuperación tres de para el circuito de Plomo y tres para el circuito de Zinc.

4.8.2 2da campaña Planta “Virgen del Rosario”  4.8.3 3ra Campaña Planta “Lodtmann-Pompey”   La Planta Concentradora de “Lodtmann” de propiedad del Sr. Jorge Arana Valverde, se encuentra ubicada en el caserío de Pompey, zona de amortiguamiento del parque Huascarán, poblado de Huallin, distrito de Chacas, provincia de Asunción, región Ancash a 3740 m.s.n.m, cuya capacidad de tratamiento es de 20TMD. Esta planta funciona con energía hidráulica, el cual todos los equipos están unidos por poleas a un eje principal.

Figura 4.5: Eje Principal Planta Pompey SECCION CHANCADO La Planta Concentradora Minerales Lodtmann, tiene un área aproximadamente de 5 ha en el cual se almacena el mineral en broza, consta de una tolva de

67

 

 

gruesos con una capacidad de 15 TMD, una capacidad de almacenaje de 100 TMD. Debido a la granulometría del mineral se tuvo que proceder a zarandear debido a que la capacidad de la chancad chancadora ora es de 6” x 8” y no tiene la ca capacidad pacidad par para a realizar trabajo continuo. El mineral se tuvo que realizar la separación de 3 tipos diferentes tamaños en forma manual:   De granulometría de 12” x 6”  6” 



  De granulometrí granulometría a de 1” 1”  



  De granulometría menor de ½” con panizado.  panizado. 



SECCION MOLIENDA - CLASIFICACION   Molienda:



Cuenta con un molino de bolas 3” 3 ” x 5” de bolas se realiza una reducción de tamaño a malla 75 con una velocidad 38 RPM. Se adiciono Complejo MIX, Sulfuro de Sodio, Sulfato de zinc, A-404. A-242.   Clasificación de rastrill rastrillo: o:



El mineral molino con la adición de reactivos es clasificado con uno de rastrillos el cual los finos van al rebose, va al circuito de concentrado 1 y los gruesos retornan a remolienda. Se adiciona Complejo MIX, Complejo Cianuro de Zinc, Z-11. Z -11. SECCION DE FLOTACION   Circuito concentrad concentrado o 1:



Cuenta con una supercelda o celda serrano serrano 3” x 3” y un banco de 4 celdas Denver 16” 16” x 16”. 16”.   Estas celdas están diseñadas con estructura de madera.   Circuito concentrado 2:



Cuenta con dos supercelda o celda serrano 3” x 3” y banco de 4 celdas Denver 18” x 18”. 18”. Se adiciona al ingreso al serrano Z-6, Sulfato de cobre. SECCION COCHAS Se debe tiene 4 cochas de concentrado el cual consta de dos para el concentrado 1 y dos para el concentrado 2, con sus respectivos recipientes de floculante.

68

 

 

4.8.4 4ta Campaña Planta UNASAM “Mesapata”   La Planta Concentradora de “Mesapata” de la Universidad Nacional Santiago  Antúnez de de M Mayolo, ayolo, se encuentra ubicada en la parte baja d de e la microcuenca del rio Yanayacu, paraje de Mesapata, poblado de San Miguel, distrito de Catac, provincia de Recuay, región Ancash a 3520 m.s.n.m.

Figura 4.6: Sección Molienda Planta Mesapata El cual se dará una breve descripción a sus equipos: SECCION CHANCADO La Planta Concentradora Minerales Mesapata  –   –  UNASAM, tiene un área aproximadamente de 1000 m2 en el cual se almacena el mineral en broza, consta de una tolva de gruesos con una capacidad de 150 TMD, una capacidad de almacenaje de 200 TMD. Cuenta con una balanza el cual da un peso de ingreso del mineral aproximado el cual tiene un error del 5%   Chancado Primario:



Cuenta con una Chancadora de quijadas COMESA 10” x 24” con un set de 1 ¼” y una parrilla estacionaria de ½” de descarga. descarga.     Zaranda Grizzly:



69

 

 

Cuenta con una zaranda COMESA 4” x 6” de ¾” de abertura de un piso, el undersize va a tolva de finos y el oversize retorna al chancado secundario.   Chancado Secundari Secundario: o:



Una Chancadora de Quijadas COMESA 10” x 21” con un set de descarga de ¾” el cual al ser reenviad reenviado o a la zaranda es enviado a tolva de ffinos. inos. SECCION MOLIENDA - CLASIFICACION   Molienda Primaria:



Cuenta con un molino de barras 4” x 8” con barras de 3” el cual realiza una reducción de tamaño a malla 65. Se adiciona Complejo MIX, Sulfuro de Sodio, Sulfato de zinc, Óxido de Zinc, Lechada de cal, A-404. A -404. A-242.   Clasificación:



El mineral molino con la adición de reactivos es clasificado con un helicoida l el cual los finos van al rebose va a la celda unitaria y los gruesos helicoidal retornan a remolie remolienda. nda. Se adiciona Complejo MIX, Complejo Cianuro de Zinc, Z-11. Z -11.   Molienda Secundaria o Remolienda:



Cuenta con un molino de bolas de 5” x 5” con bolas de 3.5”, 3.0”, 2.5” el cual realiza una molienda hasta una granulometría aproximada de 60% malla -200. Se adiciona Complejo Cianuro de Zinc.

Figura 4.7: Sección Flotación Planta Mesapata

70

 

 

SECCION DE FLOTACION   Celda Unitaria:



Celda unitaria 38” x 38”, se realiza la etapa primaria de la flotación, adicionando adicionand o MIBC/Dow MIBC/Dowfroth-250. froth-250.   Circuito concentrad concentrado o 1:



Cuenta con una supercelda o celda serrano 6” x 6” y banco de 8 celdas 43” x 43”.  43”.  Se adiciona al Rougher 1 y 2 A-3418, Z-11, complejo MIX.   Circuito concentrad concentrado o 2:



Cuenta con dos supercelda o celda serrano 6” x 6” y banco de 8 celdas 43” x 43” Se adiciona al ingreso al serrano Z-6, Sulfato de cobre.

SECCION COCHAS Se debe tiene 4 cochas de concentrado el cual consta de dos para el concentrado 1 y dos para el concentrado 2, con sus respectivos recipientes de floculante.

4.9

DISEÑO FACTORIAL SIMPLE PARA OPTIMIZ OPTIMIZAR AR LA RECUPER RECUPERACION ACION DE LA PLATA

4.9.1 Pruebas de fl flotación otación para realizar el diseño factorial simple Ver Anexo VI.

4.9.2 Calculo de los efectos para el diseño factorial simple e inter interpretación pretación Los niveles para las variables consideradas en escala codificada se muestran en la siguiente tabla:

Tabla 4.1: Variables consideradas para el diseño factorial. NIVELES Inferior Medio Superior X1 pH agua 6.1 6.3 6.5 X2 pH medio 6.9 7.0 7.1 Xantato Z-11 X3 10.0 15.0 20.0 Fuente: Elaboración Propia VARIABLES

71

 

 

Utilizando la tabla anterior se diseñó la matriz de diseño a escala codificada y a escala natural para el diseño factorial

Tabla 4.2: Tabla a escala Natural y codificada de la recuperaci recuperación. ón. 

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

ESCALA NATURAL X1 X2 6.1 6.9 6.5 6.9 6.1 7.1 6.5 7.1 6.1 6.9 6.5 6.9 6.1 7.1 6.5 7.1 6.3 7.0 6.3 7.0 6.3 7.0

X3 10 10 10 10 20 20 20 20 15 15 15

ESCALA CODIFICADA X1 X2 X3 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Y(obs) RECUP 68.51 84.98 73.7 63.54 83.02 91.26 88.48 78.94 81.87 88.19 85.99

Fuente: Elaboración Propia Donde: La siguiente tabla indica la denominada matriz de variables independientes donde se observa el vector X0 que consiste en signos positivos que nos sirve para estimar el promedio de las respuestas de todos los puntos experimentales, lo cual servirá para hallar el efecto de curvatura.

Tabla 4.3: Tabla matriz de variables independientes de la recuperación.  N x0 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 1 10 1 11 1

x1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 0 0 0

x2 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 0 0 0

x3 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 0 0 0

x1x2 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 0 0 0

x1x3 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 0 0 0

x2x3 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 0 0 0

Fuente: Elaboración Propia

72

x1x2x3 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 0 0 0

Y 68.51 84.98 73.7 63.54 83.02 91.26 88.48 78.94 81.87 88.19 85.99

 

 

EFECTOS

Tabla 4.4: Estimaciones de efectos de la recuperación.  x1 1.2525

x2

x3

-5.7775

x1x2

12.7425

x1x3

-11.1025

x2x3

-1.9025

x1x2x3

2.3475

2.2125

Fuente: Elaboración Propia Se puede ver según los signos de cada efecto como Z-11 y pH agua son positivos por ende están en su nivel mínimo por lo cual deben ser maximizados, dicho de otra manera estas variable se debe optimizar y trazar un rango correcto de trabajo. Mientras que para el pH del medio, interacción X1X2, X1X3 es negativo el cual debe ser minimizado si la recuperaci recuperación ón desciende, esto se puede observar en el el gráfico. 89 86     p     u     c     e       R

83 80 77 74 6.1

6.5

6.9

pH agua

7.1

10.0

pH medio

20.0 Colector 

Figura 4.8: Grafico de Efectos Principales para la Recuperación Plata   90

-

+ +

+

86      p      u      c      e       R

82 78

+ + -

-

74

+

-

70 6.1

6.5  AB

6.1

6.5  AC

6.9

7.1 BC

Figura 4.9: Gráfico de Interacciones de dos variables principales para la Recuperación Plata

73

 

 

4.9.3 Análisis de Variancia Para probar el procedimiento apropiado para probar la significancia de los efectos. La siguiente tabla muestra el análisis de varianza para los datos:

Tabla 4.5: Tabla de Análisis de Varianza para la recuperación plata.  Fuente de variación x1 x2 x3 x1x2 x1x3 x2x3 x1x2x3 Curvatura Error Total

Suma de Grados de Media de cuadrados Libertad Cuadrados 3.14 1 3.14 66.76 1 66.76 324.74 324.74 1 246.53 246.53 1 7.24 1 7.24 11.02 1 11.02 9.79 1 9.79 86.49 1 86.49 20.59 2 10.29

Fo 0.30 6.49 31.55 23.95 0.70 1.07 0.95 8.40

10 776.30 Fuente: Elaboración Propia

Según análisis evaluando eva luando en las tablas de 95% de confiabilidad, confiabilidad , con 1 y 2 grados de libertad según la tabla los valores F mayores a 18.51. Por lo tanto, la adición del colector es significativa, pero existe una interacción significativa entre pHagua y pH medio debido a esto no podemos desestimar estas variables para su posterior optimización. Según las evaluaciones realizadas por el programa Statgraphics Centurión XV corroboran estos datos y según el grafico 4.10. 1.8   r   a    d   n    á    t   s   e   s   e   n   o    i   c   a    i   v   s   e    D

C:Colector 

1.5 1.2

 AB

0.9

B:pH medio

0.6

BC  AC

0.3

 A:pH agua agua

0 0

1

2

3

  Figura 4.10: Grafico de Efectos Estandarizados para la Recuperación de

plata

74

4

 

 

Este grafico nos ayuda a separar los efectos reales de los que son simplemente ruido. Es particularmente útil cuando hay pocos o ningún grados de libertad para estimar el error experimental. Hay un punto en la gráfica para cada uno de los efectos en el modelo. La idea básica detr detrás ás de la gráfica es que los e efectos fectos que no son reales sino simples manifestaciones de ruido se comportarán como si provinieran de una distribución distribución normal centrada en cero. La gráfica se escala de tal modo que los efectos que no son reales forma quedarán aproxi aproximadamente madamente a lo largo de la línea recta, mientras que las señales reales quedarán a la derecha de la línea. Se ha sobrepuesto una líne línea a a la gráfica para sugerir cuales cuales efectos estimados son simplemente ruido.

4.9.4 Calculo del modelo matemáti matemático co a es escala cala codificada Para estimar los coeficientes de la ecuación matemática se hace uso de la forma f orma matricial: 

−

[ ]  ([   ]] ∗ [   ]])



∗ ([   ]] ∗ []) 

Tabla 4.6: Tabla matricial del modelo matemático para la recuperación plata. 

[ ] ∗ [ ])−  

([ ] ∗ [])

0.125 0 0 0 0 0 0 0 0 0.125 0 0 0 0 0 0 0 0 0.125 0 0 0 0 0 0 0 0 0.125 0 0 0 0 0 0 0 0 0.125 0 0 0 0 0 0 0 0 0.125 0 0 0 0 0 0 0 0 0.125 0 0 0 0 0 0 0 0 0.125 Fuente: Elaboración Propia

632.43 5.01 -23.11 50.97 -44.41 -7.61 9.39 8.85

Donde los valores de los coeficientes de la ecuación matemática son:

x0 x1 79.05375 0.62625

x2 x3 x1x2 x1x3 -2.88875 6.37125 -5.55125 -0.95125 Fuente: Elaboración Propia

  79.05375 79.05375  6.371 6.37125 25  5.551 5.55125 25    

75

x2x3 1.17375

x1x2x3 1.10625

 

 

4.9.5 Análisis de Residuos Para ello realizamos el producto de variables independientes y el vector B que son los coeficientes del modelo matemático siendo estos los valores estimados por el modelo:

N 1 2 3 4 5 6 7 8

x0 1 1 1 1 1 1 1 1

x1 xx22 -1 -1 1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 1 Fuente: Elaboración Propia

x3 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1

Y 68.51 84.98 73.7 63.54 83.02 91.26 88.48 78.94

Realizamos el cálculo de análisis de Residuos

Tabla 4.7: Tabla T abla de Análisis de Residuales para la recupera recuperación ción plata.  N 1 2 3 4 5 6 7 8

Y Yest Y-Yest 68.51 67.13125 1.37875 84.98 78.23375 6.74625 73.7 78.23375 -4.53375 63.54 67.13125 -3.59125 83.02 79.87375 3.14625 91.26 90.97625 0.28375 88.48 90.97625 -2.49625 78.94 79.87375 -0.93375 Fuente: Elaboración Propia

 Aplicando la ecuación ecuación calcul calculamos amos SS Residual = 24.487

Tabla 4.8: Valores para Análisis de Residuales para la recuperación plata.  Fuente de variación x3 x1x2 Falta de ajuste Error Total

Suma de Grados de Media de cuadrados Libertad Cuadrados 324.74 1 324.7426 246.53 1 246.5310 97.95 2 48.9737 107.08 6 17.8465 776.30 10 Fuente: Elaboración Propia

76

Fo 31.550 23.952

 

 

Fo = 24.487/ 17.85 = 1.37 Y el F de tablas para un nivel de confianza de 95% f4

:4

f2

:2

F

: 19.25

19.25 > 1.37 

Por lo tanto el modelo matemático representa adecuadamente al fenómeno investigado.

4.9.6 Decodificación del modelo modelo m matemático atemático a es escala cala natur natural al y su análisis análisis Es importante decodificar el modelo matemático, hallado a escala natural para poder graficarlo y para aplicar la siguiente etapa de optimización. 

Tabla 4.9: Parámetros de decodificación a escala natural para la recuperación de plata  Z1

Z2

Nivel inferior (-) 6.1 6.9 Nivel Superior (+) 6.5 7.1  Centro diseño ( )  6.3 7 Radio diseño (∆) 0.2 0.1 Relación (ε)  (ε)  31.5 70 Fuente: Elaboración Propia

Z3 10 20 15 5 3

El cuadro anterior nos apoya para deducir la gráfica a escala natural.   12 12180 180.57 .57  19 1942 42.94 .941 1  174 1748.6 8.642 42  1.2 1.2742 7425 53 3  27 277.5 7.562 6251 512 2 

Esta ecuación la vemos graficada como:

77

 

 

Superficie Superfic ie de Respuesta Respuesta Estimada Colector=20.0 Recup 72.0-73.8 73.8-75.6 75.6-77.4

96

    p     u     c     e      R

93 90 87 84 81 78 6

 

6.1   6.2   6.3   6.4   6.5 pH agua

7.1 7.06 7.02 6.98 6.94 6.9 pH medio

77.4-79.2 79.2-81.0 81.0-82.8 82.8-84.6 84.6-86.4 86.4-88.2 88.2-90.0 90.0-91.8

Figura 4.11: Superficie de respuesta estimada para la recuperación de plata   Colector=20.0 Recup 72.0-73.8 73.8-75.6 75.6-77.4 77.4-79.2 79.2-81.0 81.0-82.8 82.8-84.6 84.6-86.4 86.4-88.2 88.2-90.0 90.0-91.8

7.1

7.05 oi d e

7 m H p

6.95

6.9 6

6.1

6.2

6.3

6.4

6.5

pH agua

Figura 4.12: Contorno de superficie estimada para la recuperación de plata

En la ecuación si hacemos las tres variables igual a cero la recuperación de la plata sería igual a la constante cuyo signo negativo nos indica que está en su máximo. Determinamos el grado de influencia en el proceso en función a la mayor pendiente que presentan las variables en nuestro caso Colector Z-11, interacció interacción n pH agua y pH medio.

78

 

 

4.9.7 Optimización de la respuesta Meta: Maximi Maximizar zar Recuperación Valor Óptimo: 92.6934

Tabla 4.10: Valores óptimos para la recuperación de plata  Factor   Bajo    Alto Bajo  Alto    ptimo  ptimo   pH agua 6.1 6.5 6.1 pH medio 6.9 7.1 7.1 Colector 10.0 20.0 20.0 Fuente: Elaboración Propia

El punto óptimo del presente proceso viene establecido por la tendencia de la hipótesis planteada en un principio que presentan un máximo el cual es 92.69% en el vector respuesta.

4.10 DISEÑO F FACTORIAL ACTORIAL SI SIMPLE MPLE P PARA ARA OPTIMIZ OPTIMIZAR AR EL GRADO DEL CONCENTRADO 4.10.1 Pruebas de flotación para reali realizar zar el diseño factorial simple simple Ver Anexo VI.

4.10.2 Calculo de los efectos para el diseño factorial simple e interpretación Los niveles para las variables consideradas en escala codificada se muestran en la siguiente tabla:

Tabla 4.11: Variables consideradas para el diseño factorial factorial.. NIVELES Inferior Medio Superior X1 pH agua 6.1 6.3 6.5 X2 pH medio 6.9 7.0 7.1 Xantato Z-11 X3 10.0 15.0 20.0 Fuente: Elaboración Propia VARIABLES

Utilizando la tabla anterior se diseñó la matriz de diseño a escala codificada y a escala natural para el diseño factorial

79

 

 

Tabla 4.12: Tabla a escala Natural y codificada del grado de plata  ESCALA NATURAL N X1 X2 X3 1 6.1 6.9 6. 9 10

ESCALA CODIFICADA X1 X2 X3 -1 -1 -1

Y(obs) GRADO 397.18

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1 -1 1 -1 1 -1 1 0 0 0

186.05 235.33 273.71 615.39 615. 39 424.65 378.83 612.27 523.51 407.62 549.50

6.5 6.1 6.5 6.1 6.5 6.1 6.5 6.3 6.3 6.3

6.9 7.1 7.1 6.9 6.9 7.1 7.1 7.0 7.0 7.0

10 10 10 20 20 20 20 15 15 15

-1 1 1 -1 -1 1 1 0 0 0

-1 -1 -1 1 1 1 1 0 0 0

Fuente: Elaboración Propia

Donde: La siguiente tabla indica la denominada matriz de variables independientes donde se observa el vector X0 que consiste en signos positivos que nos sirve para estimar el promedio de las respuestas de todos los puntos experimentales, lo cual servirá para hallar el efecto de curvatura.

Tabla 4.13: Tabla matriz de variables independientes del grado de plata.  N

x0

x1

x2

x3

x1x2

x1x3

x2x3

x1x2x3

Y

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

-1 1 -1 1 -1 1 -1 1 0 0 0

-1 -1 1 1 -1 -1 1 1 0 0 0

-1 -1 -1 -1 1 1 1 1 0 0 0

1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 0 0 0

1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 0 0 0

1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 0 0 0

-1 1 1 -1 1 -1 -1 1 0 0 0

397.18 186.05 235.33 273.71 615.39 424.65 378.83 612.27 523.51 407.62 549.50

Fuente: Elaboración Propia

80

 

 

EFECTOS

Tabla 4.14: Estimaciones de efectos del grado de plata.  x1

x2

-32.5125

x3

-30.7825 234.7175

x1x2

x1x3

168.4225

53.8625

x2x3

x1x2x3

6.3125

43.6675

Fuente: Elaboración Propia Se puede ver según los signos de cada efecto como Z-11 y las interacciones son positivos por ende están en su nivel mínimo por lo cual deben ser maximizados, dicho de otra manera estas variables se deben optimizar y trazar un rango correcto de trabajo. Mientras que para el pH del agua y pH medio es negativo el cual debe ser minimizado si el grado desciende,  esto se puede observar en el grafico 540 500 460     o       d     a     r       G

420 380 340 300 6.1

6.5

7.1

6.9

10.0

pH medio

pH agua

20.0 Colector 

Figura 4.13: Gráfico de Efectos Principales para grado de plata pl ata   550

+

-

+ +

+

500 + 450     o       d     a     r       G

400 350

+

-

-

300

-

250 6.5

6.1

6.1

6.5  AC

 AB

6.9

7.1 BC

Figura 4.14: Gráfico de Interacciones de dos variables principales para el grado de Plata

81

 

 

4.10.3 Análisis de Varianci Varianciaa Para probar el procedimiento apropiado para probar la significancia de los efectos. La siguiente tabla muestra el análisis de varianza para los datos:

Tabla 4.15: Tabla de Análisis de Varianza para el grado de plata.  Fuente de Suma de Grados de Media de variación cuadrados Libertad Cuadrados x1 2114.13 1 2114.13 x2 1895.12 1 1895.12 x3 110184.61 1 110184.61 56732.28 x1x2 56732.28 1 x1x3 5802.34 1 5802.34 x2x3 79.70 1 79.70 x1x2x3 3813.70 1 3813.70 Curvatura 23199.56 1 23199.56 5705.98 Error 11411.97 2 Total 215233.40 10

Fo 0.371 0.332 19.310 9.943 1.017 0.014 0.668 4.066

Fuente: Elaboración Propia Según análisis evaluando eva luando en las tablas de 95% de confiabilidad, confiabilidad , con 1 y 2 grados de libertad para f1 y f2 f 2 según la tabla los valores F mayores a 18.51. 18 .51. Por lo tanto, la adición del colector es significativa, pero podría tomarse en cuenta la interacción entre pHagua y pH medio debido a esto no podemos desestimar estas variables para su posterior optimización optimización.. Según las evaluaciones realizadas por el programa Statgraphics Centurión XV corroboran estos datos y según el grafico de Efectos Standarizados Standarizados   1.8   r   a    d   n    á    t   s   e   s   e   n   o    i   c   a    i   v   s   e    D

C:Colector 

1.5 1.2

 AB

0.9

 AC

0.6

 A:pH agua agua

0.3

B:pH medio BC

0 0

1

2

3

4

 

Figura 4.15: Grafico de Efectos Estandarizados Estandarizados para el Grado de plata

Este grafico nos ayuda a separar los efectos reales de los que son simplemente ruido. Es particularmente útil cuando hay pocos o ningún grados de libertad para

82

 

 

estimar el error experimental. Hay un punto en la gráfica para cada un uno o de los efectos en el modelo.

4.10.4 Calculo del model modelo o matemático a esc escala ala codificada Para estimar los coeficientes de la ecuación matemática se hace uso de la forma f orma matricial:

[ ]  ([ ] ∗ [ ])− ∗ ([  ] ∗ [])  Tabla 4.16: Tabla matricial del modelo matemático para el grado de plata. 

([ ] ∗ [])

[ ] ∗ [ ])−   0.125 0 0 0 0 0 0 0 0.125 0 0 0 0 0 0 0 0.125 0 0 0 0 0 0 0 0.125 0 0 0 0 0 0 0 0.125 0 0 0 0 0 0 0 0.125 0 0 0 0 0 0 0 0.125 0

0

0

0 0 0 0 0 0 0

3123.41 -130.05 -123.13 938.87 673.69 215.45 25.25

0 0 0 0 0.125 Fuente: Elaboración Propia

174.67

Donde los valores de los coeficientes de la ecuación matemática son:

x0 390.42625

x1 x2 x3 x1x2 x1x3 x2x3 -16.25625 -15.39125 117.35875 84.21125 26.93125 3. 3.15625 15625 Fuente: Elaboración Propia

x1x2x3 21.83375

  390.42625  117.35875  84.211 84.21125 25    4.10.5 Análisis de Resi Residuos duos Para ello realizamos el producto de variables independientes y el vector B que son los coeficientes del modelo matemático siendo estos los valores estimados por el modelo:

N 1 2 3 4 5 6 7 8

x0 1 1 1 1 1 1 1 1

x1 xx22 -1 -1 1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 1 Fuente: Elaboración Propia

83

x3 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1

Y 397.18 186.05 235.33 273.71 615.39 424.65 378.83 612.27

 

 

Realizamos el cálculo de análisis de Residuos

Tabla 4.17: Tabla de Análisis de Residuales para el grado de plata.  N 1 2 3 4 5 6 7 8

Y Yest Y-Yest 397.18 273.0675 124.1125 186.05 273.0675 -87.0175 235.33 273.0675 -37.7375 273.71 273.0675 0.6425 615.39 507.785 107.605 424.65 507.785 -83.135 378.83 507.785 -128.955 612.27 507.785 104.485 Fuente: Elaboración Propia

 Aplicando la ecuación ecuación calcul calculamos amos SS Resid Residual ual = 17609.3 17609.315 15

Tabla 4.18: Valores para Análisis de Residuales para el grado de plata.  Fuente de variación x3 x1x2 Falla de ajuste Error Total

Suma de Grados de Media de cuadrados Libertad Cuadrados 110184.61 110184.61 1 56732.28 56732.28 1 13704.98 2 6852.49 5768.59 34611.53 6 215233.40 10 Fuente: Elaboración Propia

Fo 19.310 9.943 1.201

Fo = 17609.315/ 5768.59 = 3.05 Y el F de tablas para un nivel de confianza de 95% f4

4

f2

2

F

19.25

19.25 > 3.05 

Por lo tanto el modelo matemático representa adecuadamente al fenómeno investigado

84

 

 

4.10.6 Decodificación del model modelo o matemático a escala natural y su análisis análisis Es importante decodificar el modelo matemático, hallado a escala natural para poder graficarlo y para aplicar la siguiente etapa de optimización. optimización. 

Tabla 4.19: Parámetros de decodificación a escala natural del grado de plata  Z1

Z2

Nivel inferior (-) 6.1 6.9 Nivel Superior (+) 6.5 7.1 Centro diseño (  )  6.3 7 Radio diseño (∆) 0.2 0.1 Relación (ε)  (ε)  31.5 70 Fuente: Elaboración Propia

Z3 10 20 15 5 3

El cuadro anterior nos apoya para deducir la gráfica a escala natural.   185 18572 724.1 4.16 6  29 29473 473.9 .91 1  26 2652 526.5 6.52 2  23. 23.471 47183 83  421 4210.5 0.561 612 2 

Esta ecuación la vemos graficada como: Superficie de Respuesta Estimada Colector=20.0 Grado 290.0-320.0 320.0-350.0 350.0-380.0 380.0-410.0

700 650     o      d     a     r      G

600 550 500 450 400 6

 

6.1   6.2   6.3   6.4   6.5 pH agua

7.1 7.06 7.02 6.98 6.94 6.9 pH medio

410.0-440.0 440.0-470.0 470.0-500.0 500.0-530.0 530.0-560.0 560.0-590.0 590.0-620.0

Figura 4.16: Superficie de respuesta estimada para el Grado de plata

85

 

 

Figura 4.17: Contorno de superficie estimada para el Grado de plata

En la ecuación si hacemos las tres variables igual a cero el grado (ley de concentrado) de la plata sería igual a la constante cuyo signo positiv positivo o nos indica que está en su mínimo a cual se podría llegar a maximizar. Determinamos el grado de influencia en el proceso en función a la mayor pendiente que presentan las variables en nuestro caso Colector Z-11, interacció interacción n pH agua y pH medio.

4.10.7 Optimización de la respuesta Meta: Maximizar Grado Valor Óptimo: 620.119

Tabla 4.20: Valores óptimos para el grado de plata  Factor    Bajo  Bajo  Alto   ptimo    ptimo pH agua 6.1    Alto 6.5   6.5 pH medio 6.9 7.1 7.1 Colector 10.0 20.0 20.0 Fuente: Elaboración Propia El punto óptimo del presente proceso viene establecido por la tendencia de la hipótesis planteada en un principio que presenta un máximo el cual es 620.119 en el vector respuesta.

86

 

 

CAPITULO V ESTUDIO DE CONCENTRACION GRAVIMETRICA 5.10 CONCENTRACION GRAVIMETRIC GRAVIMETRICA A Es el método de de separación de granos mi minerales nerales de di diferentes ferentes grav gravedades edades específicas en razón de sus diferencias de respuesta al movimiento cuando actúan sobre ellos la gravedad y/o alguna o más fuerzas. La otra fuerza utilizada es la resistencia a la penetración hacia abajo presentada por un medio que tiene propiedades fluidas que puede ser un gas, mayormente el aire o el agua u otro líquido homogéneo homogéneo o una mezcla mecánica de un fluido y un sólido pulverizado en suspensió suspensión. n. En todos los procesos gravimétricos existe también un elemento de separación por tamaños; no es la diferencia de las gravedades específicas la que causa las diferencias de los movimientos de las partículas, sino las diferencias en sus pesos en el medio, por ésta razón una partícula con una alta gravedad específica y de tamaño pequeño tendrá el mismo movimiento en un medio fluido que otra de más baja gravedad específica y de tamaño más grande, por eso ya que todas las mezclas de minerales tienen un amplio rango de tamaño, es necesario, si se va a efectuar la separación, realizar el control por tamaños para que los movimientos de las partículas de diferentes gravedades específicas sean efectivamente diferenciables.

Minerales que son Susceptibles Susceptibles al Tratamiento por Gr Gravimetría avimetría Son aquellos en los cuales los minerales valiosos y la ganga difieren apreciablemente apreciablem ente en sus gravedades específicas, ejempl ejemplo: o: cuarzo o cualquier otra roca matriz de G.E. 2.6 2.6 a 3.0 y un miner mineral al sulfuroso sulfuroso de G.E. 4.0 a 7.5.

87

 

 

Métodos de Concentración Basado en el tipo del medio utilizad utilizado o para la separaci separación, ón, se resume así: 1. Lechos: Tenemos al Ji Jig, g, m mesa esa gravimétrica, cuna, fajas. Canaletas o sl sluices. uices. 2. Lodos: conos o hidrociclo hidrociclones, nes, 3. Líquidos.- Si Sink nk an float en ssoluciones oluciones y líqui líquidos dos pesa pesados dos El agua se utiliza como fluido casi en todos los procesos anteriores, el gas como el aire también pueden remplazar al agua en donde es escasa en el Jig y mesa. 

Mesa Gravimétrica Es un medio mecánico sencillo para separar dos o más materiales con distinto peso específico, formado por una mesa o plataforma construida de madera con recubrimiento de jebe, sobre la cual va fijada una serie de listones o estrías de madera, el diseño de la plataforma y la disposición de las estrías puede ser variado y en algunos casos como en el caso de de la mesa de fangos Holman, Holman, va sin estrías.  En un extremo de la plataforma se encuentra el vibrador o cabezal que imparte un movimiento recíproco a la mesa en el plano horizontal, la excéntrica que produce este movimiento está diseñada de modo que obliga al material depositado sobre la plataforma a efectuar un u n avance progresivo, el mismo movimiento imparte una acción sedimentadora sedimentadora que estratifica el material tratado de acuerdo a su peso. Mesa para minerales de granulometría gruesa, está diseñada para tratar productos gruesos desde aproximadamente aproximadamente 3 mm hasta malla 200. Mesa para minerales minerales de granul granulometría ometría fina fina:: Trata mineral minerales es menores a 200 m.

Operación de la Mesa de Sacudidas La mesa vibratoria cuya superficie rectangular inclinada, según una diagonal en la que en el vértice más alto se introduce la suspensión del mineral con 25% de sólidos, gracias a un movimiento de vaivén de 200 a 300 sacudidas por minuto que se da a la superficie, el mineral avanza hacia el vértice opuesto en diagonal al de alimentación, siendo retardado este movimiento por la presencia en la superficie de las mesas de unos listones, perpendicularmen perpendicularmente te a estos listones se hace llegar una corriente de agua a la mesa mediante un depósito adecuado. Las partículas pesadas tienen tendencia a quedarse retenidas por los listones y avanzan utilizándolos utilizándolos como guías, en el sentido del movimiento de vaivén.

88

 

 

Las partículas ligeras, ayudadas por la corriente lateral de agua, saltan llos os listones, así se consiguen dos direcciones claras de movimiento con las que se pueden tener dos productos; un concentrado en densos o pesados y otro concentrado en ligeros, evidentemente, es posible obtener también una corriente de mixtos que en la mayoría de los casos se recirculará a la alimentación.  Además del agua incorpor incorporada ada en la pulpa, sobre la mesa ci circula rcula ag agua ua limpia p para ara el lavado general del conce concentrado. ntrado. La mesa esta inclinada en el punto de alimentación hacia el borde de descarga, obteniéndose el ángulo correcto por medio de una manivela. Una alimentación gruesa requiere una carrera larga y velocidad más lenta y una alimentación alimentac ión fina necesita una carrera corta y mayor velocidad, la carrera se regula por medio de la manivela en el vibrador o cabezal. Existe mesas de plataforma simple, dúplex, triple, y lla a mesa wifley número 13 para trabajos en laboratorio.

Figura 5.1: Mesa Gravimét Gravimétrica rica Importancia para realizar este estudio Para mejorar el procesamiento del mineral en Plantas de Beneficio de Flotación y lograr autonomía en la producción se ha decidido el uso de métodos gravimétricos (Mesa de Gravimetría y equipo Falcón).

89

 

 

5.11 PRODUCTOS Se utilizó para la prueba metalúrgica Mesa Gravimétrica obteniéndose como resultado los siguientes tres sub productos: 





  Concentrado C1   Medios (Mineral para planta de flotación)   Lama C2

5.11.1 Concentrado C1 Se denomina concentrado C1 a la primera fracción obtenida del tratamiento directo del mineral a través de la molienda del mismo a malla -16 - 16 (fracción 1“) y su posterior procesamiento en la mesa gravimétrica. Este producto alcanza las 100 onzas/TM y se concentra en el 10.55% del peso total tratado, con un tonelaje de 4.22 TMD. Este mineral dada su alta ley permite su venta directamente como concentrado de plata con un mejor precio por onza.  

5.11.2 Medios Este producto de Mesa Gravimétrica, será utilizado para planta de Flotación, Se denomina MEDIOS al mineral resultante del mismo proceso en mesa y que es de baja ley y mayor Tonelaje. Por día se puede llegar a acumular 24.3 TM de e este ste mineral con una ley promedio de 10.76 onz/TM, el cual se concentra hasta el 69.75%. Este mineral equivale al que se ha tratado en la planta VDR-Caraz y será procesado en la misma vía. Por tener que ser ttratado ratado en una planta de flotación no se ha incluido en el Flujo de Caja

5.11.3 Lamas C2 Se denomina LAMAS al mineral fino obtenido en la mesa gravimétrica. Se lograría diariamente diariamente un total de 11.48 TM con un contenido de 22onz/TM y una recuperación del 28.7%, al igual que el concentrado este mineral por su alta ley puede podría ser vendido directamente como Concentrado de Plata.

5.12 PARAMETROS DE RECUPERACION Concentrado 1 y LAMAS, se distinguirían los siguientes parámetros: Mineral a tratar por día

: 40 TMD.

Leyes promedio de plata

: 22 onz/TM

Total de onz Troy contenidas

: 880 onz/día

90

 

 

Tabla 5.1: Balance Metalúrgico Gravimétrico  PRODUCTOS PRODUCTOS Mineral Concentrado C1 Medios Lamas C2

TMD

oz Ag/TM 40 22.00 4.22 100.00

oz Ag/día Recuperaci Recuperación ón 880.00 100.00% 422.00 10.55%

24.3 10.76 261.47 11.48 22.00 252.56 Fuente: Informe Concentraci Concentración ón Gravimétrica

Ley Ag en C1 y C2

60.75% 28.70%

: 674.56 onz/día

5.13 COMERCIALIZACIO COMERCIALIZACION N CONCENTRADOS Se comercializaran 2 tipos de concentrado con las siguientes características: 

  CONCENTRADO C1 La Producción de 4.22TMD de concentrado con un total de 422 onz Troy  Ag/día en 24 días laborables laborables.. Un total de onzas comerciali comercializables zables por mes: 10128 onz troy t roy Ag. Requerimiento de transporte (Flete): al producir este 101.28 TM/mes se requerirá 3 camiones encapsulados encapsulados para el ttraslado raslado a Lima.



  LAMAS C2 Producción de 11.48 TMD de C2 con un total de 252.56 onzTroy Ag/día en 24 días laborables, obteniendo un total de 6,061 onz Troy Ag/mes. Requerimiento Requerimient o de transporte (Flete): se obtendrí obtendría a aproximadam aproximadamente ente 275.00 TM/mes se requerirá 10 camiones encapsulados para el traslado a Lima o en su defecto 1 viaje cada 3 días. Haciendo un total de Concentrado C1 y Lamas: 16,189 onz Troy Ag/mes.

5.14 MINERAL PARA PROCES PROCESAMIENTO AMIENTO FLOTACION Los medios que se obtendrían aproximadamente 24.30 TM/día con una ley de 10.76 onz troy Ag/día por 24 días laborables, obteniendo un total de 258.25 onz Troy Ag/mes. Requerimiento de transporte (Flete): al obtener una producción mensual de 580 TM se requerirá 24 viajes de volquetes al mes con un tonelaje aproximado de (24.000 TM/volquete), este subproducto será trasladado a una planta concentradora para proceder a su Flotación.

91

 

 

5.15 EQUIPO PARA CONCENTRACION GRAVIMETRICA Los equipos que se instalaran serán los siguientes: 

  Planta de Chancado y molienda (Chancadora Primaria y molino).



  Faja Transport Transportadora adora (2) adquiridas por la empresa.



  Tolvas (2) adquiridas por la empresa.



  Mesa Gravimétrica adquiridas por la empresa.



  Grupo electrógeno adquiri adquiridas das por la empresa.



  Equipo Falcón adquiridas por la empresa.

5.16 INVERSION PLANTA CONCENTR CONCENTRADORA ADORA Se estima una inversión total aproximada de US $ 115,000.00 compuesta según la siguiente descripción: 

  Compra de equipos

: $35,000.00



  Obra civil

: $20,000.00



  Capital de trabajo

: $45,000.00



  Imponderab Imponderables les

: $15,000.00

5.17 DURACION Y RENT RENTABILIDAD ABILIDAD Este plan de reactivaci reactivación ón se ha preparado para 10 meses con tres de gracia. El periodo de gracia se solicita debido a que se estima un mes para el montaje e instalación de maquinaria y equipos antes indicados y dos meses para cerrar el ciclo de producción, venta y cobranza. El ingreso bruto por mes de US$ 344,472.00 estimándose los costos y gastos de US$ 131,942.00 dejando un remanente de US$ 212,530 (ver cuadros económicos financieros).

5.18 CUADROS ECONOMICOS Y FINANCIE FINANCIEROS ROS La empresa podrá tener ingresos netos mensuales del orden de los US$ 212,530, dedicando una parte importante de este en investigación tecnológica que nos permita flotar con autonomía los medios resultantes del proceso y lograr obtener nuestro producto final en Barras (dore). En otras palabras, lo que se busca es duplicar la capacidad de tratamiento, ahorrando un 25% de costos al operar de

92

 

 

manera autónoma un sistema de flotación y Cianuración para la posterior obtención de barras de plata (dore). En este estimado se ha calculado de manera conservadora la recuperación de la plata, debiendo de optimizarse el proceso a nivel industrial con el uso del equipo Falcón como complemento de la Mesa Gravimétrica. Este equipo es de muy alto rendimiento permitiendo reconcentrar el mineral ya concentrado, reduciendo reduciendo en un 30% el volumen a transportar y recuperarlo en un 15% adicional de onz troy Ag. VER ANALISIS FALCON ALEX STEWART. Es importante recalcar que todos los cálculos económicos-financieros han sido preparados considerando el procesamiento de únicamente 40 TM/día y que las reservas remanentes son de aproximadamente 29,000 TM sin contar con el mineral de mina. Ver Cuadros Económicos y Financieros (ANEXO VII)  

93

 

 

CAPITULO VI EFICIENCIA ECONOMICA 6.6.

GENERALIDADES La selección adecuada de un criterio de optimización en muchos casos es una tarea difícil de realizar, en ciertas ocasiones se requiere de un conocimiento profundo del proceso proceso optimizar así como de u un n análisis exh exhaustivo austivo de todas las alternativas productivas productivas de medició medición n de la eficienci eficiencia a de un proceso. En flotación de minerales comúnmente se tiene las siguientes alternativas productivas de medición de eficiencia.  

Recuperac Recuperación ión metálica

 

Grado de concen concentración tración

 

Eficiencia de separación

 

Eficiencia económica

 

Eficiencia de concentraci concentración ón











Si bien en una prueba experimental podemos definir o calcular todas estas alternativas, sin embargo desde el punto de vista de la optimización es recomendado recomendad o definir un único criterio de optimización que englobe o represente adecuadamente a los demás.

6.7.

CRITERIOS DE EFICIENCIA ECONOMICA (EE%) Un buen criterio de evaluación económica debe tener también en consideración los criterios técnicos que interviene en el proceso investigado, en este caso serán:  

Recuperac Recuperación ión metálica

 

Grado de concen concentración tración





94

 

 

Un buen criterio de optimización debe involucrar a todas las demás, como la eficiencia económica económica del caso estudiado. La eficiencia económica (EE %) está definido como la relación de la valorización en dólares por tonelada de cabeza de un mineral (VCAB), entre la valorización en dólares por tonelada de cabeza ideal (VCAB IDEAL) asumiendo una recuperación perfecta perfecta de 100% en el concentrado concentrado.. En consecuencia:  % 

   .

   ∗

(6.1)   100………………………. (6.1) 

  

…………………………….. (6.2) …………………………… (6.2)  

El valor de la cabeza correspondient correspondiente e a las pruebas metalúrgic metalúrgicas as se calcula con los resultados obtenidos en la prueba piloto y evaluada técnicamente mediante los balances metalúrgicos, previa valorización de los concentrados tomando en consideración consideraci ón los contratos de comercialización y el ratio de concentración (Rc). En forma similar se calcula el valor de cabeza de las operaciones normales de la planta concentrad concentradora. ora. Para calcular el valor de la cabeza ideal, previamente hay que calcular el valor del concentrado ideal, en la que se asume la concentración de la especie mineralógica de la plata, en este caso de la argentita pura, con una recuperación en el concentrado de 100%.

6.8.

VALORIZACIÓ VALORIZACIÓN N DE CABEZA (VCAB): Se valoriza una tonelada de concentrado y mediante la ecuación (6.2) se calcula el valor de cabeza en función (Rc) obtenido del balance metalúrgico.

Tabla 6.1: Balance Metalúrgi Metalúrgico co del Concentrado de plata  PRODUCTOS CABEZA CONC. 1 RELAVE

LEYES CONTENIDOS CONTENI DOS DISTRIBUCION DISTRIBU CION (%) Ag/T % PB % ZN Ag PB ZN AG PB ZN Ratio 135.915 8.42 0.54 0.63 1,144.69 0.73 0.86 100.00 100.00 100.00 1.791 549.50 15.91 25.29 984.36 0.29 0.45 85.99 39.18 52.55 75.87 134.124 1.20 0. 0.33 33 0.31 160.33 0.44 0.41 14.01 60.82 47.45 Fuente: 4ta Campaña Planta Concentradora “Mesapata“Mesapata -UNASAM” UNASAM”   TM

95

 

 

6.8.1. Valorización de un unaa tonelada de con concentrado: centrado: De acuerdo a las condiciones del contrato, se calcula el valor de una tonelada de concentrado final de las pruebas metalúrgicas, aplicando la siguiente ecuación de cálculo para concentrados de plata.   [   [   ]( ∗ )  [( ± )  ( (  ) )]     ………. (6.3)  (6.3) 

Donde: Vc: Valor del concentrado por unidad (TMSN) M: Contenido del metal en el concentrado D: Deducciones por perdida metalúrgica P: Precio del metal f: factor de precio (cotización LME) T: Maquita de tratamiento PB: Precio Base X: Deduccion Deducciones es por impurezas Y: Créditos por subproductos e: Escaladores Escaladores

Tabla 6.2: Parámetros de valorización Concentrado  Ley Cabeza 9.07 onz/TC Cotiz. Ag 20.5 $/TM Maquila 320 $/Lb Flete 35 $/Lb Pagable 0.92 Escalador 3.22 onz/TC Fuente: Elaboración Propia

Tabla 6.3: Tabla valorización de una tonelada de concentrado  Conc  Ag oz/TC (peso) Conc. 1.791 549.5 2.229 523.51 1.845 612.27 1.492 235.33 0.918 397.18 0.778 273.71

R Ag Pagos Deducciones (%) Ratio ($) ($) 85.99 75.87 355.00 11303.69 81.87 63.54 355.00 10765.90 78.94 74.99 355.00 12602.53 73.7 29.86 355.00 4802.85 68.51 93.83 355.00 8151.87 63.54 54.06 355.00 5597.01 Fuente: Elaboración Propia

96

VCON ($) 10948.69 10410.90 12247.53 4447.85 7796.87 5242.01

 

 

       

  113 11303.69 03.69  355.00 355.00    10948.69 $/TM

6.8.2. Valorización de cabeza (Vcab) de planta: En forma similar calculam calculamos: os:

Tabla 6.4: Tabla valorización de Cabeza Vcab  Wconc (peso) 1.791 2.229 1.845 1.492 0.918 0.778

 Ag oz/TC Conc. 549.5 523.51 523.51 612.27 612.27 235.33 397.18 397.18 273.71 273.71

R Ag

VCON

(%)85.99 Ratio ($) 75.87 10948.69 81.87 63.54 10410.90 78.94 74.99 12247.53 73.7 29.86 4447.85 68.51 93.83 7796.87 63.54 54.06 5242.01 Fuente: Elaboración Propia

VCAB ($) cabeza 144.31 163.85 163.32 148.96 83.10 96.97

Valorización de una tonelada métrica de concentrado de plata obtenida como compositor en las operaciones de planta durante el periodo que duro la investigación. 1    1     1094 10948.69 8.69 ∗ 75.87    ∗

  144.31 $/TM

6.9.

VALORIZACIÓ VALORIZACIÓN N DE CABEZA IDEAL (VCAB. IDEAL): Como ya se mencionó en este caso hay que considerar una recuperación metalúrgica de 100% de la especie mineralógica de plata (argentita 87.1% plata). El valor obtenido nos va a servir para los cálculos de las operaciones de planta: Valorización de una tonelada métrica de concentrado ideal de acuerdo a las mismas condiciones de comercialización:

97

 

 

Tabla 6.5: Parámetros el Cálculo de Cabeza Ideal  Peso Cabeza 1 TM Mineral Ag2S 620.119 oz/TC Fuente: Elaboración Propia   Calculo Peso de Concentra Concentrado: do:



  

   ∗   ∗ 

………………. (6.3)  (6.3) 

Peso Concentrado: 0.01462622 TM   Valorizac Valorización ión Económica



           12764.94 12764.94  355. 355.00 00    12409.946 $/TM

Tabla 6.6: Tabla valorización de Cabeza Vcab. Ideal  Wconc  Ag oz/TC R Ag (peso) Conc. (%) Ratio 1.791 549.5 85.99 75.87 2.229 523.51 523.51 81.87 63.54 1.845 612.27 612.27 78.94 74.99 1.492 235.33 73.7 29.86 0.918 397.18 397.18 68.51 93.83 0.778 273.71 273.71 63.54 54.06 Fuente: Elaboración Propia

VCAB ($) ideal 181.51 181.51 181.51 181.51 181.51 181.51

.     ∗    .   12409.9 12409.946 46

$  ∗ 0.01 0.01462 462622 622   

.   181.51 $ 

6.10. CALCULO DE LA EFICIE EFICIENCIA NCIA ECONOMIC ECONOMICA A (EE%) Con la ecuación (6.1) calculamos la eficiencia económica de las pruebas metalúrgicas en el periodo de estudio, considerando los aspectos técnicos más importantes como; recuperación recuperación metálica de la plata, grado (ley d del el concentrado) y ratio de concentraci concentración. ón.

98

98

 

 

Tabla 6.7: Tabla Eficiencia Económica (EE%)  Wconc  Ag oz/TC (peso) Conc. 1.791 549.5 2.229 1.845 1.492 0.918 0.778

523.51 612.27 235.33 397.18 273.71

R Ag (%) 85.99

Ratio 75.87

VCAB ($) VCAB ($) cabeza ideal 144.31 181.51

81.87 63.54 78.94 74.99 73.7 29.86 68.51 93.83 63.54 54.06 Fuente: Elaboración Propia

163.85 163.32 148.96 83.10 96.97

181.51 181.51 181.51 181.51 181.51

E.E. (%) 79.50 90.27 89.98 82.06 45.78 53.42

Hay una diferencia a favor de cada concentrado obtenido de las cuatro campañas realizadas, lo cual nos da que se pudiera mejorar y dando una reducción en costos de mina, transporte, mantenimiento en general.

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CONCLUSIONES 1. Por medio de los diseños experimentales se ha evaluado con facilidad y bajo costo los parámetros que influyen en el proceso de flotación de mineral de plata; y en la etapa de optimizaci optimización ón determinamos las dosificaciones dosificaciones óptimas. 2. La utilización del software estadístico Statgraphics Centurión Versión XV utilizando para realizar el análisis de los datos a fin de evaluar, interpretar y optimizar las variables en estudio, es la adecuada para aplicaciones de diseños experimentales en la investigación del proceso metalúrgico metalúrgico de flotación y de gran a yuda por la rapidez de obtener los resultados resultados.. 3. Determinamos que las variables más trascendentes de la flotación de mineral de plata es la dosificación de Z-11 y el control de la alcalinidad de la pulpa para que pueda flotar la plata (pH). Los cuales corresponde corresponden n a los óptimos y produce una total activación de la plata (pirita argentífera) presenta en la flotación y el pH adecuado para que sea favorable para soltar las espumas y facilitar su evacuación. 4. De la etapa de optimización se concluye que tanto la recuperación y el grado (ley de concentrado) de plata en el concentrado son afectados por el colector y la interacción del pH medio y el pH agua con lo cual se obtiene mayores recuperacio recuperaciones. nes. 5. Se logró incrementar la la recuperación de la plata obte obtenida nida en cada campaña de 84% a 92%, de igual forma se incrementó la calidad del concentrado de 393.05 oz/TC a 620.119 oz/TC optimizando las variables principales de mayor influencia como: Colector Z-11, estandarizando en un rango 15-20% y la interacción del pH medio y el pH agua.

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6. En la etapa de optimización optimización se obtuvo el modelo m matemático atemático a escala natur natural: al: a. Recuperación: Y= -12178.8 + 1942.95z1 + 1748.64z2 + 1.27425z3 - 277.562z1z2  b. Grado (ley del concentrado) Y= 185724.16 – 185724.16 – 29473.9  29473.9z1 – 26526.5z2 + 23.4718z3 + 4210.56z1z2  Donde: Z1= pH agua Z2= pH medio Z3= Colector (Xantato -11) 7. Se obtuvo en el presente estudio estudio un punto óptim óptimo o al maximizar: a. Recuperación Recuperación:: 92,6934 Con unos factores óptimos evaluados: pH agua

: 6.1

pH medio

: 7.1

Colector Z-11 : 20% b. Grado (ley de concentrado): 620,119. Con unos factores óptimos evaluados: pH agua

: 6.5

pH medio

: 7.1

Colector Z-11 : 20% 8. Se debe tener en cuenta que la predicción en los 3 puntos centrales adicionados al modelo matemático varían en relación a los evaluados por el modelo matemático a escala natural. a. Recuperación : 80.7709 b. Grado (ley concentra concentrado): do): 418.549 9. La liberación dela pirita de la marmatita no es buena en lo cual intercede en abundancia la cantidad de arsenopirita de grano fino por lo cual se debe recomendar un buen grado de molienda para tener mejor recuperaci recuperación. ón.

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RECOMENDACIONES 1. Debido a la oxidación del mineral se debe tener en cuenta la formación de óxidos lo cual dificulta el proceso de flotación se debe realizar un estudio de la influencia en relación a la recuperación. 2. Se debe tener en cuenta como un parámetro de flotación el grado de molienda debido a que la campañas realizadas en las diferentes plantas de la zona de Callejón de Huaylas se tuvo que reducir la capacidad de las plantas en un 60-70% debido a que las celdas de flotación f lotación se aglutinab aglutinaba a carga y no permitía la flotación lo cual se tenía que realizar parada de planta para solucionar esta contingencia y lo cual involucra perdida de carga, perdidas económicas. 3. Se debería realizar un estudio estudio de la influencia del complejo (cian (cianuro-sulfato uro-sulfato de zinc) en la flotación, debido a que contener unas leyes bajas pero el caso es que si agregamos el complejo como se debería adicionar porque se corría la plata al relave, por ende se debía realizar una adición diluida de este reactivo.

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ANEXOS