Procesos Extractivos

UNIVERSIDAD DE ATACAMA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

APUNTES DE PROCESOS EXTRÁCTIVOS Y NUEVAS TECNOLOGÍAS

Dr. Ing. OSVALDO PAVEZ

2005

INDICE

1. INTRODUCCIÓN

2. CONMINUCIÓN O REDUCCIÓN DE TAMAÑO

Introducción

Etapas de la Conminución

Mecanismos que Producen la Conminución en los Equipos

3. CHANCADO

Introducción

Chancado Primario

Chancador de mandíbula

Chancador giratorio

Chancado Secundario y Terciario

4. HARNEO

Introducción

Principios y Variables

Características de las Mallas de los Harneros

Tipos de Equipamientos

Superficie de Harneo

Circuitos de Chancado/Harneo

5. MOLIENDA

Introducción

Ventajas de la Molienda en Húmedo y en Circuito Cerrado

Mecanismos de Molienda

Efectos de la Densidad de Pulpa en los Molinos de Bolas

Los Revestimientos de los Molinos

Carga Balanceada de Bolas

Carga Circulante en un Circuito Cerrado Molienda/Clasificación

Molienda Semiautógena (SAG)

Introducción

Ventajas y desventajas de los molinos SAG

Características operacionales de los molinos SAG

Molinos de Torre (molinos verticales)

6. CLASIFICACIÖN

Aspectos Básicos

El Hidrociclón

Variables del Hidrociclón

Eficiencia de Clasificación

Circuitos de Molienda/Clasificación

7. FLOTACIÖN

Introducción

Reactivos de Flotación

Evaluación del Proceso de Flotación

Circuitos de Flotación

Etapas de flotación

Celdas de flotación

8. SEPARACIÓN SÓLIDO/LÍQUIDO

Espesamiento

Introducción

Los espesadores

Coagulación y floculación

Espesadores de alta capacidad

Filtración

9. LIXIVIACIÖN

Introducción

Sistemas de Lixiviación

Reactivos de Lixiviación

Lixiviación en Pilas

Proceso T. L.

Curado ácido y aglomeración

Proyecciones de la Hidrometalurgia en Chile

10. EXTRACCIÓN POR SOLVENTES (SX)

10.1. Introducción

10.2. El Proceso SX

11. ELECTROBTENCIÓN

11.1. El Proceso de Electrobtención de Cobre

11.2. El Proceso de Electrorefinación de Cobre

12. PIROMETALURGIA

12.1. Introducción

12.2. Procesos en la Pirometalurgia del Cobre

12.2.1. Proceso de fusión

12.2.2. Proceso de conversión

12.2.3. Proceso de refinación a fuego

12.3. Hornos de los Procesos Pirometalúrgicos

12.3.1. Horno reverbero

12.3.2. Horno Flash de Outokumpu

12.3.3. Horno Peirce-Smith

12.3.4. El Convertidor Teniente (CT)

12.3.5. Hornos utilizados en los procesos pirometalúrgicos del cobre en Chile

12.4. Avances Tecnológicos en las Fundiciones de Cobre de CODELCO: Fundición Continua de Concentrados de Cobre Mediante Tecnología CODELCO

13. PROBLEMAS AMBIENTALES EN LA INDUSTRIA MINERA Y SUS SOLUCIONES TÉCNICAS

13.1. Introducción

13.2. Principales Problemas Ambientales en la Minería

13.3. Soluciones Técnicas a la Contaminación Minero- Metalúrgica

13.4. Tecnologías Limpias

13.4.1. Introducción

13.4.2. Plan de modernización y descontaminación de la Fundición Hernán Videla Lira (Paipote) ENAMI

14. REFERÉNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. INTRODUCCIÓN

Los minerales de cobre que se tratan en la industria chilena son de dos tipos: minerales sulfurados y minerales oxidados.

En los minerales sulfurados los procesos comprenden las siguientes etapas:

• Chancado (en tres etapas) – harneo – molienda (en molinos de bolas) – clasificación – flotación (incluye remolienda) – espesamiento – filtración – fusión – conversión – refinación a fuego – electrorrefinación.

• Chancado primario – Molienda SAG – molienda (en molino de bolas) – clasificación – flotación (incluye remolienda) – espesamiento – filtración – fusión – conversión – refinación a fuego – electrorrefinación.

En los minerales oxidados (no sulfuros) los procesos de tratamiento consideran las siguientes etapas:

• Chancado en tres etapas – harneo – aglomeración (curado) – lixiviación en pilas – extracción por solventes – electrobtención.

Algunas empresas que aplican estos tratamientos son:

Para minerales sulfurados tratados en procesos que consideran tres etapas de chancado, la secuencia de empresas sería: Planta M. A. Matta – Fundición Hernán Videla Lira (Paipote) – Refinería Electrolítica de Ventanas.

Para minerales sulfurados tratados en circuitos que consideran molienda SAG, la secuencia de empresas sería: C. M. Candelaria – Fundición – Refinería Electrolítica.

Empresas que realizan el tratamiento de minerales oxidados serían: El Abra, Biocobre, Mantoverde, Radomiro Tomic, etc.

En la figura 1.1 se presenta un esquema general del tratamiento de minerales sulfurados y minerales oxidados.

Figura 1.1. Esquema general del tratamiento de minerales sulfurados y minerales oxidados.

2. CONMINUCIÓN O REDUCCIÓN DE TAMAÑO

2.1. Introducción

Los objetivos de los procesos de conminución o reducción de tamaño son los siguientes:

• Liberar los minerales útiles de la mena. Ejemplo: la remolienda del concentrado de cobre obtenido en la etapa de flotación rougher para alcanzar un cierto grado de liberación del mineral útil antes de entrar a la etapa de flotación cleaner.

• Preparar los materiales para las próximas etapas del proceso. Ejemplos: la molienda de minerales sulfurados antes de la etapa de flotación rougher; el chancado de menas de cobre oxidadas (no sulfuros) antes de la etapa de lixiviación en el proceso LIX-SX-EW.

• Preparar el material para uso directo. Ejemplo: el chancado y harneo de materiales áridos para la construcción.

La conminución se divide en etapas de chancado y molienda. El producto del chancado primario es el material de tamaño más grueso, aproximadamente 18 cm (7 pulgadas) o más. El producto del chancado secundario es del orden de 2 a 2,5 pulgadas y el producto del chancado terciario en general es inferior a ½ pulgada. Los procesos de molienda producen un producto de granulometría fina, cuyo tamaño es muy variable y dependiente de si se trata de molienda secundaria o molienda terciaria (remolienda).

La clasificación o separación por tamaño se realiza en seco o en húmedo. La primera operación se conoce como harneado y se realiza en la etapa de chancado. La segunda operación es conocida como clasificación y se realiza con hidrociclones en los circuitos de molienda/clasificación.

En la conminución se utilizan circuitos abiertos y circuitos cerrados de chancado y de molienda. Se conoce como circuito abierto aquel que opera sin carga circulante, es decir, el producto de la operación de conminución es un producto final apto para la etapa siguiente del proceso. Por otra parte, un circuito cerrado es aquel que opera con carga circulante, es decir, el producto del equipo de conminución no es totalmente un producto final apto para la etapa siguiente del proceso, por lo cual parte de él debe volver al equipo de reducción de tamaño que opera en circuito cerrado.

Algunos conceptos básicos que se utilizan en la conminución son los siguientes: a) el tamaño de las partículas; y b) la distribución granulométrica de los materiales.

Tamaño de Partícula. En las faenas mineras, la técnica generalmente utilizada para conocer los tamaños de partículas de las muestras, consiste en el uso de mallas o tamices con abertura estándar calibrada, por ejemplo: la Serie de Tamices Tyler, con razón constante equivalente a raíz de 2, entre los tamaños de las aberturas de un tamíz con respecto al siguiente. Se denomina malla al número de aberturas por pulgada lineal. Así, la malla 200, que es la malla más importante para el metalurgista, tiene 200 aberturas de 74 micrones por pulgada lineal. En la figura 2.1 se muestran diferentes tamices.

Figura 2.1. Diferentes

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