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OPTIMIZACIÓN DE LA PREPARACIÓN Y
APLICACIÓN DE LECHADA DE CAL A
TRAVÉS DE PRUEBAS DE
LABORATORIO Y TÉCNICAS
INSTRUMENTALES
Nicolás Miranda M.
CONTENIDOS
1. Introducción: DAND
2. Objetivos generales y específicos
3. Metodología de trabajo
4. Resultados
5. Estrategias operativas para optimizar el consumo de cal
6. Alternativas metalúrgicas al uso de la lechada de cal en flotación
“La posibilidad de innovar esta ahí si uno está dispuesto a reflexionar, soltar las incertidumbres
de donde está parado y a preguntarse si quiere estar donde está”
Humberto Maturana, Biólogo y filósofo Chileno
Trabajo de
Investigación (UdeC)
1. INTRODUCCIÓN
CODELCO Chile División Andina
Título del tema
Fig. 2 Ubicación CODELCO DAND
DAND se ubica a 28 km de la
ciudad de los Andes, V región, a
una altura de app. 3500 msnm.
2. OBJETIVOS
Objetivo General
Determinar si existe una relación entre el consumo de cal y la mineralogía presente en el yacimiento
de CODELCO Chile División Andina
Objetivos Específicos
 Identificar si la mineralogía presente genera una diferencia en el consumo de cal
 Analizar el impacto de los tipos de agua de proceso en el consumo de cal
 Determinar el impacto de la granulometría de la lechada de cal en la depresión de la “pirita”.
 Caracterizar la cal utilizada y detectar potenciales proveedores en base a análisis DRX y pruebas
de laboratorio
 Generar estrategias de operación para minimizar el consumo de cal
 Identificar reactivos alternativos que permitan disminuir el consumo de cal y la pirita activada
3. METODOLOGÍA DE TRABAJO
Análisis
Estadístico
• pH Natural
• QEMSCAN
compósitos
mensuales
Consumo de Cal
• Flotación con
distintos tipos de
agua
• Caracterización
de la cal por
DRX
• Reactividad de
la cal a distintas
razones
• Flotación con
lechada de cal a
diferentes
razones
Estrategia
Operacional
• Rutina
operacional de
laboratorio
• Restricción
sistema de
control para
válvulas de
lechada.
• Control de
proveedor y
evaluación de
cales
potenciales
Depresores como
alternativa a la cal
• Activación de
pirita JCC-469
• MBS
(Metabisulfito)
• Bgrimm BK-526
4. RESULTADOS
Variación de la mineralogía (análisis QEMSCAN)
*En el análisis histórico de la mineralogía
de los yacimientos línea rajo y
subterránea
*Aumento de pH natural de 6 a 7.5 en la
línea rajo en los últimos años.
En base a la revisión de los análisis QEMSCAN de
alimentación se detecto un efecto positivo y negativo de los
siguientes minerales:
 Ilmenita
 Dolomita
 Jarosita
 Feldespato K
 Turmalina
 Caolinita
4. RESULTADOS
Impacto del agua en el consumo de cal y recuperación de fierro
*La evaluación de los diferentes tipos de agua que existen en la
planta muestran el efecto negativo del agua Haulage (DA) en la
recuperación de cobre y consumo de Cal. 1695
703
754
Agua Haulage Agua de Procesos Agua Fresca
Consumo de Cal [g/TMS]
Agua Haulage Agua de Procesos Agua Fresca
%RCu 82.80 83.10 84.36
%RMo 67.86 67.67 73.96
%RFe 42.79 42.51 40.52
35
36
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38
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41
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43
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85
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%Recuperación
Orden de consumo de cal en función del agua utilizada
en DAND:
Destilada < fresca < recuperada < haulage < de mar
[SO4
-2]: Haulage > Recuperada > Fresca
4. RESULTADOS
Caracterización de la cal mediante análisis DRX
*Comparación de diferentes muestras de Cal enviadas por proveedores, las cuales fueron evaluadas en el
laboratorio y caracterizadas mediante análisis DRX por roca total.
Mineral /Compuesto Fórmula Empírica
A B C D
Wt% Wt% Wt% Wt%
Anhidrita Ca(SO4) 0,18
Brucita MgH2O2 6,22 0,26
Calcita CaCO3 6,10 7,82 0,43
Gehlenita Al2CaO7Si
Grossita Al4CaO7 1,88
Hematita Fe2O3 0,50 0,35
Larnita Ca2O4Si 0,23
Lima CaO 71,37 80,92 83,65 92,78
Magnesita CMgO3 1,56
Portlandita CaH2O2 16,52 10,85 4,64 3,18
Periclasa MgO 0,41 2,39 1,47
Cuarzo O2Si 1,73 1,11 0,19 2,14
Dolomita CaMg(CO3)2 0,21
Muscovita K(Al2.9Si3.1O10)(OH)2 0,92
100,00 100,00 100,00 100,00
Título del tema
86
88
90
92
94
96
98
100
10 100 1000
%
Pasante
Tamaño [um]
Fresca 1:2
Fresca 1:3
Fresca 1:4
4. RESULTADOS
Perfil granulométrico de la lechada en función del tipo de agua utilizada en la preparación
40
50
60
70
80
90
100
10 100 1000
%
Pasante
Tamaño [um]
Recuperada 1:2
Recuperada 1:3
Recuperada 1:4
88
90
92
94
96
98
100
10 100 1000
%
Pasante
Tamaño [um]
Desmineralizada 1:2
Desmineralizada 1:3
Desmineralizada 1:4
*A diferencia de la granulometría obtenida de la reactividad de cal
con agua destilada y agua fresca, al utilizar agua recuperada la cual
tiene mayor contenido de sulfatos se generan diferencias de
perfiles, donde la relación 1:4 es la con mayor D97.
4. RESULTADOS
Recuperación de fierro flotada con cal preparada a diferentes razones de cal y tipo agua
*La tendencia del valor de D97 al aumentar la cantidad
de agua es al alza al utilizar agua recuperada y agua
fresca (utilizada para preparar la lechada en planta).
No obstante el D97 de la cal viva obtenida a distintas
razones disminuye al utilizar agua desmineralizada,
obteniendo además perfiles más similares.
39.8
38.135
39.01
37.26
37.07
36.75
39.39
36.815
38.625
1 a 2 1 a 3 1 a 4
%Recuperación de Fe
Agua Fresca Agua Recuperada Agua Desmineralizada
El menor consumo de cal en función del agua utilizada
fue en la razón 1:3 en orden decreciente:
Fresca < Recuperada < Destilada
4. RESULTADOS
Análisis cualitativo de rechazo con agua fresca
*El mayor rechazo de produce con la relación 1:4 (9,76 g) al utilizar agua fresca, se ve la diferencia de la
consistencia de la lechada producida en cada caso.
Fig. 3-4 Registro razón 1:2 Figura 5-6 Registro razón 1:3
Fig. 7-8 Registro razón 1:4
5. ESTRATEGIAS OPERATIVAS
Control rutinario laboratorio metalúrgico DAND
*Planilla control de procesos laboratorio Metalúrgico –
Incluye control de Cal
5. ESTRATEGIAS OPERATIVAS
Control de granulometría, ley y calidad del agua.
*Semanalmente se tomas muestras a las plantas de Cal midiendo D97, D50, %CaO alimentación, rechazo, LOI,
reactividad, consumo y concentración de sulfatos en el agua de preparación.
5. ESTRATEGIAS OPERATIVAS
Disminución del porcentaje de abertura válvulas
*Se genera estándar operacional de
adición abertura de válvulas de
lechada en base a análisis
estadístico histórico operacional.
5. ESTRATEGIAS OPERATIVAS
para optimizar el consumo de cal - Resumen
Para el control en planta se generaron los siguientes
instructivos:
 Prueba de índice de reactividad de cal
 Control rutinario de ingreso de cal en laboratorio
 Evaluación de proveedores de cal a escala laboratorio
5. ESTRATEGIA OPERATIVAS
Uso de cal hidratada en molienda SAG
El día 7 de Abril se realizó prueba en terreno con cal hidratada gestionada con SIBELCO, esta generó un
aumento de pH en el sistema rougher.
Foto 9 Pallet con sacos de
cal hidratada de 25 kg c/u
Gráfico 10 Prueba con cal hidratada realizada el día Domingo 7 en
la línea SAG sobre pH 10.
5. ESTRATEGIAS OPERATIVAS
Resultados al 2018 y nueva estrategia de cal presupuestada 2019
*La historia de división andina considera principalmente a los proveedores Soprocal y Sibelco, puntualmente
han existido proveedores que han estado en planta para pruebas industriales por periodos no superiores a 3
meses como, Cefas, Bluelime, etc.
820
873
831
981
853 860
830
841
888
837
824
979
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700
750
800
850
900
950
1,000
Consumo
de
Cal
[g/TMS]
I/P de Cal 2019
6. ALTERNATIVAS METALÚRGICAS AL USO DE CAL
Evaluación de reactivos depresores (MBS Mathiesen 50 g/t)
0
2
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0
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 %Cu
concentrado
%Recuperación
de
Cu
Tiempo [min]
%Rcu Std. %Rcu MBS %Cu Std. %Cu MBS
0
5
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0
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60
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
%Fe
Concentrado
%Recuperación
de
Fe
Tiempo [min]
%Rfe Std. %Rfe MBS %Fe Std. %Fe MBS
*El uso de Metabisulfito (MBS) es una alternativa para operar a pH más bajo, la observación es el grado de
liberación, ya que la haber asociaciones puede depresar el cobre, por este motivo se usa mas
frecuentemente en la limpieza.
6. ALTERNATIVAS METALÚRGICAS AL USO DE CAL
Evaluación de reactivos depresores (Jiahua JCC-469)
 Circuito rougher y cleaner (JCC-469)
Obj. Evitar la activación de Py.
*Al utilizar el mismo mineral se observa el cambio de recuperación de fierro al utilizar el reactivo JCC-469
(Quelante), se uso agua de proceso con mayor concentración de Cu+2, lo que es una oportunidad en términos
de mitigación de la activación de la pirita
0
5
10
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Recuperación
de
Fierro
[%]
Tiempo [minutos]
JCC-469 A. Proceso Std. A. Proceso
6. ALTERNATIVAS METALÚRGICAS AL USO DE CAL
Evaluación de reactivos depresores (Reactivo X)
*Los resultados del reactivo X con un reemplazo del 50% de
la cal fueron prometedores, se evaluaran alternativas de
“Blending” y su uso en planta.
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
0.00
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30.00
40.00
50.00
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80.00
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100.00
0 2 4 6 8 10 12
%Recuperación
de
Cu
Tiempo [min]
Std. %Rcu X %Cu Std. %Cu X
0.00
5.00
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20.00
25.00
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0
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0 2 4 6 8 10 12
%Fe
Concentrado
%Recuperación
de
Fe
Tiempo [min]
Std. %Rfe X %Fe Std. %Fe X
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30
Altura
Interfase
[cm]
Tiempo [min]
Cola X
Cola Std
CONCLUSIONES & RECOMENDACIONES
 La mineralogía presente del yacimiento genera un delta de pH natural lo cual impacta negativamente
o positivamente en el consumo de cal
 El agua Haulage genera un impacto negativo en el consumo de Cal, 1695 en comparación al 703
g/TMS del agua recuperada.
 El control de la cal por DRX es una alternativa para asegurar que el proveedor mantenga el estándar
de pureza de cal necesario para la necesidad del cliente.
 El tipo de agua y la razón cal:agua utilizada en la preparación de la lechada genera perfiles
granulométricos diferentes (D97 mayor), esto afecta la depresión del fierro, al igual que los iones
presentes
 La mejor relación cal:agua es la 1:3 dando un menor consumo y menor recuperación de fierro.
 El uso de cal hidratada a nivel industrial es factible y es una opción al momento de necesitar una
alternativa para ajustar pH.
 Existen en el mercado alternativas de depresores que ayudan a operar a menor pH, como
Metabisulfito y el JCC-469 para el problema de la pirita actividad
Recomendación: Cada sistema tiene una operación particular el cual debe ser analizado en detalle en base a
pruebas de laboratorio con foco en el control rutinario interno y externo para la disminución del consumo de cal.
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  • 1. OPTIMIZACIÓN DE LA PREPARACIÓN Y APLICACIÓN DE LECHADA DE CAL A TRAVÉS DE PRUEBAS DE LABORATORIO Y TÉCNICAS INSTRUMENTALES Nicolás Miranda M.
  • 2. CONTENIDOS 1. Introducción: DAND 2. Objetivos generales y específicos 3. Metodología de trabajo 4. Resultados 5. Estrategias operativas para optimizar el consumo de cal 6. Alternativas metalúrgicas al uso de la lechada de cal en flotación “La posibilidad de innovar esta ahí si uno está dispuesto a reflexionar, soltar las incertidumbres de donde está parado y a preguntarse si quiere estar donde está” Humberto Maturana, Biólogo y filósofo Chileno Trabajo de Investigación (UdeC)
  • 3. 1. INTRODUCCIÓN CODELCO Chile División Andina Título del tema Fig. 2 Ubicación CODELCO DAND DAND se ubica a 28 km de la ciudad de los Andes, V región, a una altura de app. 3500 msnm.
  • 4. 2. OBJETIVOS Objetivo General Determinar si existe una relación entre el consumo de cal y la mineralogía presente en el yacimiento de CODELCO Chile División Andina Objetivos Específicos  Identificar si la mineralogía presente genera una diferencia en el consumo de cal  Analizar el impacto de los tipos de agua de proceso en el consumo de cal  Determinar el impacto de la granulometría de la lechada de cal en la depresión de la “pirita”.  Caracterizar la cal utilizada y detectar potenciales proveedores en base a análisis DRX y pruebas de laboratorio  Generar estrategias de operación para minimizar el consumo de cal  Identificar reactivos alternativos que permitan disminuir el consumo de cal y la pirita activada
  • 5. 3. METODOLOGÍA DE TRABAJO Análisis Estadístico • pH Natural • QEMSCAN compósitos mensuales Consumo de Cal • Flotación con distintos tipos de agua • Caracterización de la cal por DRX • Reactividad de la cal a distintas razones • Flotación con lechada de cal a diferentes razones Estrategia Operacional • Rutina operacional de laboratorio • Restricción sistema de control para válvulas de lechada. • Control de proveedor y evaluación de cales potenciales Depresores como alternativa a la cal • Activación de pirita JCC-469 • MBS (Metabisulfito) • Bgrimm BK-526
  • 6. 4. RESULTADOS Variación de la mineralogía (análisis QEMSCAN) *En el análisis histórico de la mineralogía de los yacimientos línea rajo y subterránea *Aumento de pH natural de 6 a 7.5 en la línea rajo en los últimos años. En base a la revisión de los análisis QEMSCAN de alimentación se detecto un efecto positivo y negativo de los siguientes minerales:  Ilmenita  Dolomita  Jarosita  Feldespato K  Turmalina  Caolinita
  • 7. 4. RESULTADOS Impacto del agua en el consumo de cal y recuperación de fierro *La evaluación de los diferentes tipos de agua que existen en la planta muestran el efecto negativo del agua Haulage (DA) en la recuperación de cobre y consumo de Cal. 1695 703 754 Agua Haulage Agua de Procesos Agua Fresca Consumo de Cal [g/TMS] Agua Haulage Agua de Procesos Agua Fresca %RCu 82.80 83.10 84.36 %RMo 67.86 67.67 73.96 %RFe 42.79 42.51 40.52 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 50 55 60 65 70 75 80 85 90 %Recuperación Orden de consumo de cal en función del agua utilizada en DAND: Destilada < fresca < recuperada < haulage < de mar [SO4 -2]: Haulage > Recuperada > Fresca
  • 8. 4. RESULTADOS Caracterización de la cal mediante análisis DRX *Comparación de diferentes muestras de Cal enviadas por proveedores, las cuales fueron evaluadas en el laboratorio y caracterizadas mediante análisis DRX por roca total. Mineral /Compuesto Fórmula Empírica A B C D Wt% Wt% Wt% Wt% Anhidrita Ca(SO4) 0,18 Brucita MgH2O2 6,22 0,26 Calcita CaCO3 6,10 7,82 0,43 Gehlenita Al2CaO7Si Grossita Al4CaO7 1,88 Hematita Fe2O3 0,50 0,35 Larnita Ca2O4Si 0,23 Lima CaO 71,37 80,92 83,65 92,78 Magnesita CMgO3 1,56 Portlandita CaH2O2 16,52 10,85 4,64 3,18 Periclasa MgO 0,41 2,39 1,47 Cuarzo O2Si 1,73 1,11 0,19 2,14 Dolomita CaMg(CO3)2 0,21 Muscovita K(Al2.9Si3.1O10)(OH)2 0,92 100,00 100,00 100,00 100,00
  • 9. Título del tema 86 88 90 92 94 96 98 100 10 100 1000 % Pasante Tamaño [um] Fresca 1:2 Fresca 1:3 Fresca 1:4 4. RESULTADOS Perfil granulométrico de la lechada en función del tipo de agua utilizada en la preparación 40 50 60 70 80 90 100 10 100 1000 % Pasante Tamaño [um] Recuperada 1:2 Recuperada 1:3 Recuperada 1:4 88 90 92 94 96 98 100 10 100 1000 % Pasante Tamaño [um] Desmineralizada 1:2 Desmineralizada 1:3 Desmineralizada 1:4 *A diferencia de la granulometría obtenida de la reactividad de cal con agua destilada y agua fresca, al utilizar agua recuperada la cual tiene mayor contenido de sulfatos se generan diferencias de perfiles, donde la relación 1:4 es la con mayor D97.
  • 10. 4. RESULTADOS Recuperación de fierro flotada con cal preparada a diferentes razones de cal y tipo agua *La tendencia del valor de D97 al aumentar la cantidad de agua es al alza al utilizar agua recuperada y agua fresca (utilizada para preparar la lechada en planta). No obstante el D97 de la cal viva obtenida a distintas razones disminuye al utilizar agua desmineralizada, obteniendo además perfiles más similares. 39.8 38.135 39.01 37.26 37.07 36.75 39.39 36.815 38.625 1 a 2 1 a 3 1 a 4 %Recuperación de Fe Agua Fresca Agua Recuperada Agua Desmineralizada El menor consumo de cal en función del agua utilizada fue en la razón 1:3 en orden decreciente: Fresca < Recuperada < Destilada
  • 11. 4. RESULTADOS Análisis cualitativo de rechazo con agua fresca *El mayor rechazo de produce con la relación 1:4 (9,76 g) al utilizar agua fresca, se ve la diferencia de la consistencia de la lechada producida en cada caso. Fig. 3-4 Registro razón 1:2 Figura 5-6 Registro razón 1:3 Fig. 7-8 Registro razón 1:4
  • 12. 5. ESTRATEGIAS OPERATIVAS Control rutinario laboratorio metalúrgico DAND *Planilla control de procesos laboratorio Metalúrgico – Incluye control de Cal
  • 13. 5. ESTRATEGIAS OPERATIVAS Control de granulometría, ley y calidad del agua. *Semanalmente se tomas muestras a las plantas de Cal midiendo D97, D50, %CaO alimentación, rechazo, LOI, reactividad, consumo y concentración de sulfatos en el agua de preparación.
  • 14. 5. ESTRATEGIAS OPERATIVAS Disminución del porcentaje de abertura válvulas *Se genera estándar operacional de adición abertura de válvulas de lechada en base a análisis estadístico histórico operacional.
  • 15. 5. ESTRATEGIAS OPERATIVAS para optimizar el consumo de cal - Resumen Para el control en planta se generaron los siguientes instructivos:  Prueba de índice de reactividad de cal  Control rutinario de ingreso de cal en laboratorio  Evaluación de proveedores de cal a escala laboratorio
  • 16. 5. ESTRATEGIA OPERATIVAS Uso de cal hidratada en molienda SAG El día 7 de Abril se realizó prueba en terreno con cal hidratada gestionada con SIBELCO, esta generó un aumento de pH en el sistema rougher. Foto 9 Pallet con sacos de cal hidratada de 25 kg c/u Gráfico 10 Prueba con cal hidratada realizada el día Domingo 7 en la línea SAG sobre pH 10.
  • 17. 5. ESTRATEGIAS OPERATIVAS Resultados al 2018 y nueva estrategia de cal presupuestada 2019 *La historia de división andina considera principalmente a los proveedores Soprocal y Sibelco, puntualmente han existido proveedores que han estado en planta para pruebas industriales por periodos no superiores a 3 meses como, Cefas, Bluelime, etc. 820 873 831 981 853 860 830 841 888 837 824 979 868 700 750 800 850 900 950 1,000 Consumo de Cal [g/TMS] I/P de Cal 2019
  • 18. 6. ALTERNATIVAS METALÚRGICAS AL USO DE CAL Evaluación de reactivos depresores (MBS Mathiesen 50 g/t) 0 2 4 6 8 10 12 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 %Cu concentrado %Recuperación de Cu Tiempo [min] %Rcu Std. %Rcu MBS %Cu Std. %Cu MBS 0 5 10 15 20 25 30 35 0 10 20 30 40 50 60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 %Fe Concentrado %Recuperación de Fe Tiempo [min] %Rfe Std. %Rfe MBS %Fe Std. %Fe MBS *El uso de Metabisulfito (MBS) es una alternativa para operar a pH más bajo, la observación es el grado de liberación, ya que la haber asociaciones puede depresar el cobre, por este motivo se usa mas frecuentemente en la limpieza.
  • 19. 6. ALTERNATIVAS METALÚRGICAS AL USO DE CAL Evaluación de reactivos depresores (Jiahua JCC-469)  Circuito rougher y cleaner (JCC-469) Obj. Evitar la activación de Py. *Al utilizar el mismo mineral se observa el cambio de recuperación de fierro al utilizar el reactivo JCC-469 (Quelante), se uso agua de proceso con mayor concentración de Cu+2, lo que es una oportunidad en términos de mitigación de la activación de la pirita 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 5 10 15 20 Recuperación de Fierro [%] Tiempo [minutos] JCC-469 A. Proceso Std. A. Proceso
  • 20. 6. ALTERNATIVAS METALÚRGICAS AL USO DE CAL Evaluación de reactivos depresores (Reactivo X) *Los resultados del reactivo X con un reemplazo del 50% de la cal fueron prometedores, se evaluaran alternativas de “Blending” y su uso en planta. 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 0 2 4 6 8 10 12 %Recuperación de Cu Tiempo [min] Std. %Rcu X %Cu Std. %Cu X 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 0 10 20 30 40 50 60 0 2 4 6 8 10 12 %Fe Concentrado %Recuperación de Fe Tiempo [min] Std. %Rfe X %Fe Std. %Fe X 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 Altura Interfase [cm] Tiempo [min] Cola X Cola Std
  • 21. CONCLUSIONES & RECOMENDACIONES  La mineralogía presente del yacimiento genera un delta de pH natural lo cual impacta negativamente o positivamente en el consumo de cal  El agua Haulage genera un impacto negativo en el consumo de Cal, 1695 en comparación al 703 g/TMS del agua recuperada.  El control de la cal por DRX es una alternativa para asegurar que el proveedor mantenga el estándar de pureza de cal necesario para la necesidad del cliente.  El tipo de agua y la razón cal:agua utilizada en la preparación de la lechada genera perfiles granulométricos diferentes (D97 mayor), esto afecta la depresión del fierro, al igual que los iones presentes  La mejor relación cal:agua es la 1:3 dando un menor consumo y menor recuperación de fierro.  El uso de cal hidratada a nivel industrial es factible y es una opción al momento de necesitar una alternativa para ajustar pH.  Existen en el mercado alternativas de depresores que ayudan a operar a menor pH, como Metabisulfito y el JCC-469 para el problema de la pirita actividad Recomendación: Cada sistema tiene una operación particular el cual debe ser analizado en detalle en base a pruebas de laboratorio con foco en el control rutinario interno y externo para la disminución del consumo de cal.