Teoria de la Flotacion de Minerales.pdf

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www.peruminalati.com Minería Peruana en América latina
FLOTACION DE MINERALES, SEPARACION
SOLIDO Y LÍQUIDO
ING
ERNESTO
VIZCARDO
CORNEJO
Expositor:

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 Reconocer la operación de flotación de minerales
sulfurados.
 Definir los fundamentos teóricos involucrados en la
flotación de minerales
 Identificar los tipos de reactivos que se utilizan el proceso
de flotación de minerales y sus usos específicos.
 Reconocer y diferenciar los tipos de flotación y circuitos de
flotación de minerales, así como las distintas etapas
involucradas en esta operación.
 Describir aspectos mecánicos esenciales para el
funcionamiento de los equipos involucrados en la flotación
de minerales.
 Cinetica de Flotación y Cálculos en celdas de Flotacion
OBJETIVOS

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VARIABLES DE FLOTACION
Y EQUIPOS DE
SUMINISTRO DE AIRE

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Variables de flotación

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Granulometría (Grado de liberación)
 En Flotación, el transporte de partículas de la pulpa a la fase
espuma, ocurre debido a partículas adheridas a burbujas y por
arrastre de pulpa. Ambos mecanismos son independientes y
presentan un comportamiento característico, respecto al tamaño
de partícula.
 Así, existe un tamaño de partícula que presenta una mayor
recuperación, observándose una disminución de ésta para
tamaños mas gruesos y mas finos que este tamaño óptimo. La
disminución de recuperación para tamaños gruesos se justifica
con el aumento de masa de las partículas, y la disminución para
tamaños pequeños se relaciona con la dificultad de adhesión
debido a que éstas no adquieren la suficiente energía cinética
para producir un agregado partícula-burbuja estable.

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Granulometría (Grado de liberación)
 Por otro lado, las partículas pequeñas son arrastradas mas
fácilmente a la espuma, ya que el drenaje a la pulpa se ve
favorecido con el incremento de la velocidad de sedimentación.
 De esta manera, el tamaño de partícula es la variable sobre la
cual se debe poner mas énfasis en su control, debido a su efecto
sobre la recuperación, y por la alta incidencia en los costos de
operación del proceso global, que ella tiene.

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Tipo y dosificación de reactivos
 Su función del colector es hacer selectivamente hidrofóbica la
superficie del mineral deseado, y es así el mas importante de los
reactivos usados en flotación.
 La elección del tipo de colector, de la variedad de familias
existentes, es, hoy día, más un arte que una ciencia. Sin embargo,
por la amplia experiencia en su uso en flotación, existen
correlaciones empíricas que aconsejan usar determinado tipo de
colector para recuperar un mineral desde una asociación
mineralógica dada
 Por otro lado, la elección de un espumante determina las
características de la espuma, que contribuye a la selectividad de
la operación: Las variables altura de espuma y flujo de aire
afectan el tiempo de retención de las partículas en la espuma.

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Tipo y dosificación de reactivos
 La estabilidad de la espuma depende principalmente de la
dosificación de espumante. Para bajas dosis, ésta se rompe
fácilmente, y no cumple su función de mantener el material
flotado hasta que sea retirado de la celda. La estabilidad de la
espuma está relacionada también con el flujo de aire al proceso:
Si este es bajo, se puede producir una saturación de la espuma, y
por lo tanto una inhibición de la flotación.
 Se debe tener en cuenta, también, que los reactivos utilizados
necesitan un cierto tiempo de contacto para que operen
eficientemente. Así, la etapa de acondicionamiento previo
adquiere especial importancia en estos casos.
 Algunos de estos reactivos se deben agregar en la etapa de
molienda, mientras que otros basta con adicionarlos
directamente al cajón de descarga del molino o al
acondicionador.

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Densidad de pulpa o porcentaje de sólidos en
flotación
 La densidad de pulpa o porcentaje de sólidos en flotación viene
determinada desde la etapa de molienda-clasificación, de modo
que esta última etapa opere en forma óptima. Es raro que la
pulpa se ajuste en su porcentaje de sólidos antes de entrar a
flotación, sin embargo es un factor importante, ya que existe un
valor óptimo para el proceso, y porque afecta el tiempo de
residencia del mineral en el circuito y, de esta forma, la capacidad
del mismo.
 Lo normal es operar entre un 30 a un 45 % de sólidos en flotación
rougher de cobre, por ejemplo, en tanto que en las etapas
siguientes de limpieza, este porcentaje es menor

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Tiempo de residencia
 El tiempo de flotación depende de las características del material
a flotar, y de la conjugación de todos los demás factores que
inciden en el proceso. Esto es, bajo determinadas condiciones
operacionales, se debe dar al mineral el tiempo suficiente para
alcanzar una recuperación deseada. Obviamente, los aspectos
técnico-económicos son los que determinan las condiciones
finales de operación

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Calidad del agua
 Dada la gran cantidad de interacciones que se producen entre las
variables del proceso, que condicionan el ambiente fisico-quimico
de flotación, un aspecto interesante de analizar es la calidad del
agua. Es común que en las plantas, parte importante de ésta sea
agua de proceso, recuperada desde espesadores, la cual contiene
reactivos residuales. Esto 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 debe ser
evaluado, a fin de evitar que éstos sobrepasen niveles críticos
para flotación

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pH
 El proceso de flotación es sumamente sensible al pH,
especialmente cuando se trata de flotación selectiva.
 Cada fórmula de reactivos de flotación tiene un pH óptimo, el
cual es regulado mediante la adición de cal. De esta forma, la cal
es el reactivo modificador más ampliamente usado en las plantas
de flotación.
 El pH es entonces la variable de control más utilizada en el
proceso de flotación, por un lado para obtener óptimas
recuperaciones de una especie mineralógica, y para depresar
otras que puedan interferir en los procesos posteriores de
tratamiento.

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Maquinas de Flotación (Celdas De Flotación)
 Los equipos en los cuales de realizan los procesos de flotación se
denominan celdas de flotación y son construidas de modo que
favorezcan la realización del proceso mediante las siguientes funciones:
 Mantener en suspensión las partículas de la pulpa que ingresa a la celda
de flotación evitando la segregación de los sólidas por el tamaño o por
la densidad.
 Formar y diseminar pequeñas burbujas de aire por toda la celda, los
volúmenes de aire requeridas dependerán del peso de material
alimentado.
 Promover los choques entre partículas minerales y las burbujas de aire
con el fin de que el conjunto mineral burbuja formado tenga una baja
densidad y puede elevarse desde la pulpa a una zona de espumas, las
cuales serán removidas de la celda conteniendo el concentrado.

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Maquinas de Flotación (Celdas De Flotación)
Zona de separación:
Las burbujas de aire se condensan una con otra y eliminan partículas
indeseables que pudieran haber sido arrastradas por atrapamientos u
otro motivo.
Zona de espumas:
En la que las espumas mineralizadas deberán tener estabilidad y ser
removidas de la celda conteniendo el concentrado.

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TIPOS DE CELDAS DE
FLOTACION

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Celdas mecánicas
 Se caracterizan por tener un agitador mecánico que mantiene la pulpa
en suspensión y dispersa el aire dentro de ella El ingreso de aire para las
celdas mecánicas puede realizarse por insuflación forzada o por la
acción succionadora del impulsor.
 La velocidad del impulsor puede ser regulada de acuerdo a la etapa de
flotación: las etapas rougher y scavenger precisarán de mayor números
de revoluciones por minuto que las etapas de limpieza.

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Celdas neumáticas
 Son máquinas de flotación que no tienen impulsor mecánico, la pulpa
es agitada por aire comprimido.
 Estas celdas originalmente son tanques rectangulares con tuberías de
difusión de aire instalados en el fondo de la celda.
 La celda columna se considera también como celda neumática; estas
celdas funcionan con sistemas de flujos en contracorriente; se tiene un
flujo ascendente de burbujas generales en forma continua, desde el
fondo descendente de partículas sólidas en la pulpa

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TIPOS DE CELDAS DE FLOTACION
CELDAS AGITAIR-GALIGHER trabajan con aire a presión (1-2psi) insuflado por el mecanismo
del impulsor y que puede ser regulado de acuerdo a las necesidades de operación o
funcionamiento de la celda. El diseño de su estabilizador evita lugares muertos en la zona
de agitación previniendo la acumulación de arenas. La velocidad del impulsor puede ser
regulada entre 800 y 1200 RPM.
Dependiendo de la etapa de operación. Son ideales en las etapas de desbaste (Rougher) y
de recuperación (Scavenger).

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CELDAS DE FLOTACIÓN DENVER pueden ser bancos de flujo abierto o dividido por
celdas individuales. De estas últimas las sub A son ampliamente usadas
principalmente por su versatilidad para modificar circuitos, debido a las características
de su impulsor que al actuar como succionador no solo produce una auto-aireación
sino que evita el uso de bombas para el manipuleo de concentrados y relaves. Es por
ello que estas celdas, se utilizan en las etapas de limpieza o separaciones diferenciales.

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MÁQUINAS DE FLOTACIÓN WS-MOROCOCHA (PERUANAS).
Las máquinas de flotación WS-Morococha (Peruanas), son celdas tipo tanque,
cuyas características son:
• Gran volumen y capacidad por cada unidad
• Operación independiente en cada maquina
• Mínima superficie de construcción y no necesitan cimentación especial.
• Esencialmente se trata de máquinas de flotación cilíndricas con una relación
• altura-diámetro mayor a la unidad (H/D > 1).
• La pulpa es alimentada sobre un disco, el cuál dispersa tanto la pulpa como
• las burbujas de aire succionadas por acción del impulsor, originando la mineralización de
• estas burbujas.
• El relave es descargado por un tubo que forma un codo de 900.

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LAS MÁQUINAS DE FLOTACIÓN OUTOKUMPU, cuentan con un novedoso diseño del
impulsor, basado en principios hidrodinámicos. El aire es insuflado a la celda a través del
eje hueco del impulsor a relativa profundidad; las placas como hojas en el tope ocultan al
impulsor tipo turbina.
El conductor externo y las hojas verticales en el perfil del impulsor, están diseñadas para
balancear el incremento de la presión hidrostática en las fuerzas dinámicas que desarrolla
el impulsor al dispersar el aire. Cada hoja dispersora del impulsor es un efecto vaciado en
perfiles en "U" invertidas. Esto sirve para atraer la pulpa desde el fondo de la celda y
bombearlo fuera, para mezclarlo íntimamente con el flujo de aire disperso. Las hojas
angostas del estator que rodean al impulsor convierten la verticidad tangencial
arremolinan la pulpa a un flujo radial, de ahí que las celdas OK tienen una excelente
característica de mezclado y puede mantener aún partículas sólidas de gran tamaño en
suspensión a través del tanque.

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MÁQUINAS DE FLOTACIÓN WEMCO. Estas máquinas con aireación propia fueron
originalmente conocidas (1930) como celdas y comercializadas por la Cyanamid. La
combinación rotor-estator consistía de piezas múltiples
"un rotor enjaulado" rodeado por "un estator enjaulado". Estas máquinas fueron eficientes
en cuanto a su propia aireación pero carecía de las características de desplazamiento,
proporcionadas por el impulsor y que son necesarias para mantener a los sólidos gruesos en
suspensión completa, particularmente en las celdas de gran volumen. En 1967/68 Wenco
desarrolló un nuevo modelo con dos piezas "1-1 estator-rotor-dispersor" profundamente
combinados, para conseguir una mayor circulación interna de la pulpa y para simplificar el
mantenimiento.
El rotor dispersor, está sumergido a relativa profundidad para proporcionar una aireación
propia eficiente, aun en máquinas de gran tamaño (1000 pies3).En las máquinas Wenco más
grandes, el estator-rotor se prolonga hasta más abajo del dispersor oculto por un tubo de
corriente de aire que sirve para bombear la pulpa desde más abajo que viene a
ser el falso fondo de cada celda. Este último arreglo provee circulación interna de la pulpa
desde el fondo en cada celda y está diseñado para promover una suspensión uniforme de
los sólidos, particularmente de los sólidos gruesos.

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La Celda de Flotación BQR se ha fusionado con los productos tradicionales de Delkor y
ha sido renombrada como la Celda Flotación BQR Delkor. Este tipo de estanques
circulares de celdas de flotación, logra una operación óptima a través de un diseño
orientado hacia la suspensión adecuada de los sólidos, ajuste de flujo de aire, fácil
instalación del forth-cone, y un interfaz estable de la pulpa-espuma. Las celdas son
utilizadas en unidades Rougher, Scavenger, Cleaning y Re-cleaning y
plantas piloto de celdas pueden ser utilizadas en los proceso de cobre, zinc, Metales del
grupo platino, fosfatos, escorias y efluentes.

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Celdas de flotación de gran volumen
 A medida que las leyes de los minerales fueron bajando, fue necesario
tratar tonelajes mayores para mantener los niveles de producción de
concentrado fino.
 Esta necesidad de aumentar la capacidad de tratamiento, estimuló la
fabricación de molinos de gran tamaño y, por consiguiente, el diseño de
celdas de mayor volumen para evitar el uso de una cantidad de celdas
excesiva, que se tradujera en mayor mantención, mayor complejidad de
control y mayor requerimiento de espacio.
 Normalmente, se entiende por celda gigante aquellos equipos de
flotación con volúmenes superiores a 300 pie3. Después de los 80’s
entraron al mercado las celdas mayores de 1 500 – 3 000 pie3.

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Celda columna
 En la flotación columnar, como en las celdas convencionales, las
partículas de mineral hidrofóbicas son adheridas a las burbujas, las
cuales ascienden y son movidas como concentrado; pero a diferencia
de las celdas de flotación convencional, las celdas columna no usan
sistema de agitación mecánico para suspender las partículas y dispersar
el aire, esto las hace más eficientes enérgicamente y también en
mantenimiento mecánico.
 La pulpa de alimentación entra a una corta distancia de la parte
superior de la celda. La pulpa dentro, encuentra una corriente de aire
ascendente y una corriente descendente del agua de lavado.
 El concentrado rebosa por la parte superior de la celda, mientras que la
cola es descargada por el fondo. El aire es introducido por la parte
inferior de la celda columna mediante generadores. Estos generadores
pueden ser hechos de varios tipos de material y diferentes diseños con
el objeto de producir pequeñas burbujas de aire. El agua de lavado es
alimentada mediante ducha colocada en la parte superior de la celda.

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Celda columna

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Zona de flotación
Comprendida entre el punto de ingreso de aire y el punto de
alimentación de pulpa.
Zona de lavado
Comprendida entre el nivel de alimentación de pulpa y el punto de
descarga de concentrado. El mecanismo de agua de lavado o ducha,
puede estar sobre el nivel de espuma o sumergido en la zona de lavado.
El control de la operación de las celdas columna puede estar basado en
la relación entre los flujos de alimentación a la columna y el de descarga
de colas (vías), también por el material sólido que ingresa a la columna
o en los resultados de un analizador continuo en línea.

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MÁQUINAS DE FLOTACIÓN DOOR-OLIVER.
El diseño de las celdas desarrolladas por la DOOR-OLIVER, está basado en el
comportamiento hidrodinámico de celdas prototipo probadas experimentalmente con
pulpas industriales de diferentes tipos de minerales. Estas características de
comportamiento incluyen una zona turbulenta de mezcla en la parte inferior de la celda,
ausencia de embanques de arena, una zona tranquila, una zona de enriquecimiento y una
zona estable de espuma. El mecanismo en sí de estas celdas, consiste de dos partes, El
Rotor y el Estator. Los propósitos del ROTOR son:
Debe realizar el trabajo de una bomba, manteniendo en suspensión las partículas de
mineral,sobre todo en las partes inferiores de la celda, Debe dispersar eficientemente el
aire en toda la pulpa.

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CIRCUITOS DE FLOTACION

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Etapas primaria ROUGHER
 Los circuitos recuperadores se denominan ROUGHER, en los cuales se
elimina gran parte de la ganga, y se logran altas recuperaciones. Debido
a que se opera con la mayor granulometría posible compatible con el
proceso, el concentrado rougher está constituido por middling, por lo
tanto, son de bajas leyes y deben continuar a otras etapas de
enriquecimiento. A este circuito llega la alimentación al proceso de
flotación y, a menudo, concentrados escavenger o colas de limpieza. Las
colas rougher pueden ser colas finales o bien, alimentadas a circuitos
escavenger.

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ETAPA ESCAVENGER o de BARRIDO
 En los circuitos ESCAVENGER o de BARRIDO el objetivo es
aumentar la recuperación desde las colas o relaves rougher.
Producen colas finales del proceso y un concentrado que puede
juntarse a la alimentación de flotación, o a una etapa de
remolienda y posterior tratamiento.

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ETAPA CLEANER o de LIMPIEZA
 Los circuitos CLEANER o de LIMPIEZA pretenden aumentar la ley
de los concentrados rougher o escavenger, a fin de alcanzar un
producto con las características que requiere el mercado, o la
etapa del proceso siguiente (en el caso de concentrados de
cobre, los requerimientos de fundición). Normalmente, se
requiere de un mayor grado de liberación que el circuito rougher.

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 Los circuitos CLEANER ESCAVENGER reciben las colas cleaner
corno alimentación. Sus colas, dependiendo de la ley que posean,
pueden juntarse a las colas finales. Los concentrados pueden
juntarse a concentrados rougher o concentrados cleaner,
dependiendo de la ley y características mineralógicas de éste.
 En la operación de una celda se pueden distinguir tres zonas
típicas: una zona de alta turbulencia a nivel del mecanismo de
agitación, una intermedia de relativa calma, y una superior.
 En la zona de agitación se produce la adhesión partícula-burbuja.
En esta zona deben existir las condiciones hidrodinámicas y
fisicoquímicos que favorezcan este contacto.

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DISEÑO DE DIAGRAMAS PARA OPERACIÓN DE CIRCUITO DE FLOTACION
Generalmente las celdas se ordenan en serie, formando un circuito o bancada
(Banco de celdas) que reciben los relaves de la precedente y se tendrá 1,2,3 ó más
circuitos o bancos de celdas, según las clases de materiales valiosos que se desea
recuperar de un mineral, así por ejemplo:
Si se tiene un solo elemento valioso se requiere de un banco.
Si se tiene dos elementos valiosos se requiere de dos bancos.
Si se tiene tres elementos valiosos se requiere de 3 bancos.

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Celdas Rougher: (Celdas debastadoras, o celdas de flotación primaria)
Aquí se obtiene el concentrado primario. Es el conjunto de celdas cuyas espumas
se colectan juntamente con las de la celda donde se alimenta la pulpa al circuito.
Es la celda que recibe la carga de pulpa del acondicionador o directamente de
el clasificador.
Celdas Scavenger: (Celdas recuperadoras o Celdas agotadoras)
Son las celdas donde se realiza la recuperación de las especies valiosas que no
han podido ser recuperadas en las celdas Rougher. Pueden
haber 1er. Scavenger, 2do. Scavenger, 3er. Scavenger, etc. dependiendo de la
flotabilidad del mineral valioso.
Celdas Cleaner: (Celdas de limpieza)
Son las celdas donde se hace la limpieza del concentrado primario o el producto de la
flotación Rougher.
Celdas Recleaner: (Celdas de relimpieza)
Son aquellas donde se efectúa la limpieza de las espumas provenientes de las celdas
Cleaner.

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Las celdas 5, 6 y 7 son celdas Rougher.
Las celdas 8, 9, 10 y 11 son 1er. Scavenger.
Las celdas 12, 13, 14, 15 y 16 son 2do. Scavenger.
Las celdas 17, 18, 19 y 20 son 3er. Scavenger.
Las celdas 3 y 4 son celdas cleaner.
Las celdas 1 y 2 son celdas recleaner.

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Control de Calidad en Plantas Concentradoras
Para obtener el producto comercial o "Concentrado" con las condiciones técnicas
requeridas por el comprador, los constituyentes indeseables de la mena deben ser
rebajados a un porcentaje especificado. Si en la mena está presente más de un mineral
valioso, podemos separarlos del tal modo que cada uno pueda comercializarse por
separado.
El fundidor o comprador se protege de las pérdidas financieras imponiendo penalidades
sobre todos los concentrados que no alcancen las leyes mínimas en elemento valioso o
que sobrepasan el contenido máximo permisible de constituyentes indeseables.
Algunos de los elementos valiosos se pierden inevitablemente en los relaves, por ello
uno de los objetivos es mantener estas pérdidas tan bajas como sea posible, para
obtener una mayor rentabilidad del proceso. Es necesario también que la Planta
manipule un tonelaje de mineral adecuado, por que de no ser así se producirían
complicaciones en el tratamiento y se elevaría el costo total de la operación.

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Cabeza calculada: se refiere a la ley que tiene un mineral después de un proceso de
concentración; se obtiene sumando los contenidos metálicos de cada uno de los
productos.
Ley.- es la cantidad de valores que existe en un mineral o cualquier producto de
concentración metalúrgica.
Cabeza.- Es el mineral proveniente de la explotación minera. La cabeza para un circuito
de flotación está constituido por el mineral finamente molido y mezclado con el agua,
formando una pulpa, y tiene una ley determinada de elementos valiosos.
Concentrado.- Es el producto final del proceso de concentración. Tiene valor comercial
y reúne la mayor parte de la mena. Este producto tiene una ley mucho mayor que la
de cabeza.
Relave.- Es el producto final del proceso de concentración pero que no tiene valor
comercial y su contenido de elemento valioso es insignificante. Está constituido en su
mayor parte por material estéril, motivo por el cual se lo desecha.

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Razón de concentración
(Radio de concentración o relación de concentración o ratio de concentración) : (RC)
Es la relación existente entre el N° de toneladas de mineral de cabeza y el N° de
toneladas de concentrado producido. Se interpreta como el N° de toneladas del mineral
de cabeza que se requiere para obtener una tonelada de concentrado. El radio de
concentración varía en razón inversa con la ley de cabeza, puesto que a mayor ley de
cabeza la razón de concentración es menor, o sea que se requiere menor tonelaje de
mineral de cabeza para producir una tonelada de concentrado y viceversa.
Recuperación.- (R )
Se refiere a la eficiencia o rendimiento del tratamiento y está expresado en porcentaje
señala cuánto del elemento valioso que ingresa al tratamiento, pasa al concentrado.
Cuanto mayor cantidad de elemento valioso pasa al concentrado, mayor será la
eficiencia o rendimiento del proceso y mayor será la recuperación

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Balance Metalúrgico.-
Cualquiera que sea la escala de tratamiento de una Planta Concentradora, sea ésta
grande, pequeña, automatizada o rústica, al final de la operación diaria, semanal,
mensual, anual, o por campañas, requiere de la presentación de los resultados
obtenidos en forma objetiva, en la que se incluye los cálculos para determinar el
tonelaje de los productos de la flotación, contenido metálico de los elementos valiosos
en cada uno de los productos, la distribución porcentual y los radios de concentración;
todos ellos condensado en lo que se denomina el "Balance Metalúrgico", que muestra
también la eficiencia del proceso.
Peso neto seco.-
Es el peso del mineral de cabeza, concentrado o relave, sin humedad. Se sabe que el
mineral que se extrae de mina tiene una cierta cantidad de humedad. Para los cálculos
es necesario conocer el peso neto seco. Para determinar el Porcentaje de humedad se
prepara una muestra, se pesa, se somete a secado a 100° C durante un tiempo
suficiente como para eliminar todo el agua. Una vez fría la muestra se pesa
nuevamente. La diferencia entre uno y otro peso corresponde el peso de agua
contenido en la muestra. Por una relación simple se puede determinar el % de
humedad de la muestra.

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Contenido metálico.-
Se refiere el contenido de elemento valioso ya sea en el mineral de cabeza, concentrado
o relave. Se determina multiplicando el tonelaje del producto por la ley correspondiente:
Contenido metálico = tonelaje x ley
Cabe hacer notar que la suma del contenido metálico de los productos (concentrados y
relave) debe ser exactamente igual al contenido metálico de la cabeza. De no ser así
deben efectuarse cálculos de reajuste para cumplir con la ley de conservación de la
materia. Otra cuestión importante es que las leyes que se reporten en porcentaje deben
dividirse entre 100 para hacer el reemplazo en la relación para determinar el contenido
metálico. Cuando las leyes se reporten en Onzas/TC, el tonelaje de cabeza, concentrado
y relave deben convertirse a TC, si estuviesen expresados en TM.
Razón de Concentración
En la flotación igual que en cualquier otro proceso de concentración, la cuantificación se
puede efectuar a través de dos cantidades. La razón de concentración que expresa
indirectamente a la selectividad del proceso y la recuperación que se refiere a su
eficiencia y rendimiento.

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PRUEBAS DE LABORATORIO DE FLOTACION
Recuperación de todas las especies valiosas (oro, plomo, plata, zinc, cobre, etc.) en un
solo producto llamado Concentrado Bulk.

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REACTIVOS DE FLOTACION:
Los reactivos de flotación se dividen en: colectores, espumantes y modificadores.
 Colector: Compuesto orgánico heteropolar que se absorbe selectivamente sobre la
superficie de las partículas, haciendo que estas se vuelvan hidrófobas (aerófilas).
Ejemplo: xantatos que se utilizan en la flotación de sulfuros.
Los colectores usados con mayor frecuencia son los xantatos y los aerofloats. Sin los
colectores los sulfuros no podrían pegarse a las burbujas y éstas subirían a la superficie
sin los minerales y los sulfuros valiosos se irían a las colas.
Una cantidad excesiva de colector haría que flotarán incluso los materiales no deseados
(piritas y rocas) o los sulfuros que deberían flotar en circuitos siguientes. Así por
ejemplo, en el caso de la flotación de minerales de plomo-zinc-pirita, en el circuito de
plomo se mantiene deprimido el zinc, para flotarlo posteriormente en su respectivo
circuito; pero un exceso de colector podría hacer flotar el zinc junto con el plomo. Una
cosa similar sucedería en el circuito de zinc con un exceso de colector, haciendo flotar la
pirita que se encuentra deprimida por el efecto de la cal adicionada.

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 Espumante: Son agentes tenso activos que se adicionan a objeto de:
1. Estabilizar la espuma
2. Disminuir la tensión superficial del agua
3. Mejorar la cinética de interacción burbuja – partícula
4. Disminuir el fenómeno de unión de dos o más burbujas (coalescencia)
 Modificadores: Estos reactivos pueden ser de tres tipos: modificadores de pH,
activadores y depresores.

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 Modificadores de pH: El pH indica el grado de acidez o de alcalinidad de la pulpa. El
pH 7 es neutro (ni alcalino ni ácido) y corresponde al agua pura. De 0 a 6 es ácido y de
8 a 14 es alcalino. El pH se mide con un aparato llamado potenciómetro o con un
papel tornasol.
Cada sulfuro tiene su propio pH de flotación, donde puede flotar mejor. Esta propiedad
varía según el mineral y su procedencia.
Los reguladores de pH tienen la misión de dar a cada pulpa el pH más adecuado para una
flotación óptima.
La cal es un reactivo apropiado para regular el pH, pues deprime las gangas y precipita las
sales disueltas en el agua. La cal se puede alimentar a la entrada del molino a bolas.
Es importante usar dosificadores automáticos para estar seguros de la cantidad de
reactivo dosificado a las pulpas (Fig. 3). Hay reactivos sólidos y líquidos.

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 Activadores: Son reactivos químicos orgánicos o inorgánicos que ayudan al colector a
adsorberse en la superficie del mineral a flotar.
Sulfato de Cobre (CuSO4): El CuSO4 5 H2O, sulfato de cobre con 5 moléculas de agua, forma
cristales azules brillantes asimétricos del sistema triclínico con una densidad de 2.28 g/ml. Es
un activador de la esfalerita, también pirita, calcopirita, pirotita, arsenopirita y cuarzo.
 Depresores: Son reactivos químicos orgánicos o inorgánicos que impiden la acción del
colector en la superficie del mineral.
Cianuro de Sodio (NaCN): Son cristales en forma de pellets de color blanquecino, se usan para
el recubrimiento y depresión de minerales sulfurados de fierro, cobre y zinc
Bisulfito de Sodio (NaHSO3): Es un depresor para sulfuros de zinc y fierro. Se usa en
reemplazo del cianuro de sodio particularmente en minerales con contenido de plata, la
adición del agente reductor sulfito de sodio o bisulfito de sodio previene la oxidación y por
consiguiente, la activación resultante de la esfalerita
Sulfato de Zinc (ZnSO4): El ZnSO4 7 H20, son cristales incoloros; es uno de los reactivos
reguladores principales de acción depresoras, utilizada para la flotación selectiva de minerales
de cobre y plomo de la esfalerita.

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Reactivos de Flotación Utilizados en laboratorio
Colector XANTATO Z5
Propiedades químicas y usos
Es un producto que se aplica generalmente en aquellas
operaciones que requieren el más alto grado de poder colector. Se
usa en la flotación de minerales sulfurosos de cobre. Los xantatos
tienden a descomponerse en soluciones con un pH inferior a 6.0.
Se aplica con especial éxito en la flotación de la pirita que contiene
oro.
Precauciones de Manejo
Los xantatos son estables durante largos períodos de tiempo,
siempre y cuando se almacenen en un lugar seco y fresco. Las
personas que manejan las xantatos deben tomar ciertas
precauciones. Debe evitarse la llama viva o el fuego, puesto que
las xantatos y algunas de sus productos de descomposición son
combustibles.
Los xantatos, en términos generales, deben manipularse con el
mismo grado de precaución que se aconseja para otros productos
químicos orgánicos.

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DESCRIPCION DE LA OPERACIÓN UNITARIA DE SEDIMENTACIÓN
Dentro de las operaciones unitarias necesarias para la separación de fases a partir de
sistemas heterogéneos (S/L, L/L) se encuentra a la sedimentación.
Definición:
Es una operación unitaria que consiste en la caída de una partícula en el seno de un
fluido por efecto de fuerzas exteriores actuantes sobre la misma, como la fuerza de la
gravedad, fuerza electromotriz o la fuerza centrífuga. Es decir una separación de
partículas insolubles de líquidos.

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52
Mecanismo:
La sedimentación ocurre de acuerdo a las características de las partículas:
Partículas con tamaños menores de 100 micras.- La caída se realiza por desplazamiento
entre capas del líquido, muy suavemente como un deslizamiento; el movimiento se
conoce como FLUJO VISCOSO o LAMINAR, en la caída se van formando ondas o capas
que no sufren ruptura.
Partículas con tamaños mayores de 200 micras.- La caída se realiza por apartamiento y
destrucción de las capas del líquido. Se caracteriza por la formación de torbellinos o
turbulencias en la masa del fluido. Este movimiento se conoce como FLUJO
TURBULENTO.

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53
Considerando a las fuerzas que conducen a la sedimentación, se presentan 2 tipos:
 Desplazamiento descendente.- Se refiere a la sedimentación propiamente dicha o
caída de las partículas. Esta fuerza es positiva y depende de la densidad de la
partícula, tamaño y viscosidad del medio. Ley de Stokes.
 Desplazamiento ascendente.- Se refiere al desplazamiento del líquido que es
desalojado por las partículas que al caer ocupan su lugar. Se presenta como un
empuje hidráulico hacia arriba es decir es una fuerza negativa que se opone a la
caída de las partículas. Ley de Arquímedes.
Es necesario tener en cuenta que se ha podido delimitar cuatro capas o zonas que se
presentan al producirse la caída de las partículas:
 Zona clara (sin partículas)
 Zona de composición constante homogénea
 Zona de composición variada heterogénea ,y
 El sedimento.

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54
VARIABLES DE LA OPERACIÓN UNITARIA DE SEDIMENTACION
Las leyes que sustentan la velocidad de caída de las partículas a través de un fluido,
suponen que la forma de las partículas es esférica y que son más densas que el líquido
donde se desplazan. Las fuerzas que intervienen en estos fenómenos son:

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55
La fricción (Ff): Es una fuerza negativa sucedida por la fricción entre las partículas y
entre éstas y el recipiente. Es considerado como un fenómeno superficial que se da en
la interfase partícula – fluido y que se opone al movimiento de la partícula. Está en
función a la velocidad relativa del movimiento, del tamaño y de ciertas propiedades del
fluido tal como la viscosidad.
Se observa que la aceleración sólo depende de la relación de las densidades o masas
específicas de las partículas y no de su tamaño. Esta ecuación podría ser útil para la
aplicación en la separación de materiales de diferente densidad, pero existen
limitaciones que lo hacen inaplicable, pues esta velocidad se sucede en un periodo de
tiempo muy pequeño.
Al cabo de fracciones de segundo la velocidad de la partícula cambia aumentado
progresivamente, y con ello las fuerzas de fricción. Este incremento se sucede hasta un
momento en que las fuerzas se equilibran y la velocidad se convierte en constante, es
decir:

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DESCRIPCIÓN Y VARIABLES DE LA OPERACIÓN UNITARIA DE FILTRACIÓN
Una suspensión se pone en contacto con un medio que es permeable al paso del fluido
pero retiene los sólidos. El problema industrial consiste en filtrar grandes volúmenes
con rapidez, eficiencia y economía.
La fuerza motriz que impulsa el paso del fluido puede ser:
 Gravedad
 Presión
 Succión (vacío bajo el filtro)
 Centrifugación

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Descripción general
Se dispone una membrana o rejilla que actúa como medio
soportante permeable. El propio sólido que se filtra se
deposita encima del soporte y forma una “torta” que, a su
vez, se comporta como medio filtrante. A medida que
crece el espesor de la torta, aumenta la resistencia al paso
del fluido y disminuye entonces la velocidad del proceso,
hasta que éste debe detenerse para extraer los sólidos y
reiniciar un nuevo ciclo.
Como ayuda a una buena formación inicial de la torta (sin
canalizaciones), se suele empezar la operación con una
suspensión de tierra de diatomeas u otro material muy
fino.
Para acelerar la decantación, se puede usar un
floculante.

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58
EQUIPOS PARA LA OPERACIÓN UNITARIA DE LA FILTRACION
Filtro de arena: se suele usar en plantas de agua potable. Una rejilla sostiene una capa
de grava, encima de la cual hay una capa de arena. Encima se forma la torta. Para lavar
el filtro, se hace circular agua en sentido inverso, fluidizando la arena y arrastrando el
material depositado, que se descarta.
 Filtro prensa: muy usado en operaciones industriales por su carácter muy compacto.
Variantes:
 Filtro-prensa de cámara: dos módulos sucesivos forman una cámara donde se
aimenta la suspensión.
 Filtro-prensa de placas y marcos: dos placas con un marco intermedio forman una
cámara.

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Filtro de hojas: es una variante del filtro prensa que hace más rápido el montaje y
desmontaje. Se prepara una batería de hojas filtrantes que cuelgan de una armazón.
Se sumerge toda la batería en un baño que contiene la suspensión y se aplica presión.
Filtro rotatorio: es un filtro de funcionamiento continuo. La parte inferior del tambor
está sumergida en la suspensión. Se aplica vacío (succión) en el eje del tambor. Al girar
el tambor, cada uno de sus 5 sectores pasa sucesivamente por distintas zonas, es el
siguiente orden:
a) Filtración y formación de la torta
b) Escurrimiento del exceso de líquido
c) Lavado
d) Secado
e) Extracción de la torta por la acción de un cuchillo.

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60
MECÁNICA DE FLUIDOS APLICADA AL PROCESAMIENTO DE MINERALES
PRINCIPIO DE BERNOULLI:
El principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o Trinomio de
Bernoulli, describe el comportamiento de un flujo laminar moviéndose a lo largo de
una corriente de agua. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinámica
(1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de
circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece
constante a lo largo de su recorrido. La energía de un fluido en cualquier momento
consta de tres componentes:
 Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.
 Potencial gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea.
 Energía de flujo: es la energía que un fluido contiene debido a la presión que
posee.

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61
La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:
Cinético.- Es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.
Potencial gravitacional.- Es la energía debido a la altitud que un fluido posea.
Potencial presión.- Es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee.
La siguiente ecuación conocida como “Ecuación de Bernoulli” consta de los términos:
𝑃
𝛾
+
𝑣2
2 ∗ 𝑔
+ z = Cte
Donde:
v = velocidad del fluido en la sección
considerada (m/s)
g = aceleración de la gravedad (m/s2)
z = altura geométrica en la dirección de la
gravedad (m)
p = presión a lo largo de la línea de corriente
(pascal)
γ = densidad del fluido (kg/m3)
Para aplicar la ecuación se deben realizar los
siguientes supuestos:
 Viscosidad (fricción interna) = 0. Es decir
que se aplica para un fluido perfecto.
 Caudal constante
 Fluido incompresible Densidad(ρ) es
constante

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62
Aplicaciones del Principio de Bernoulli
Chimenea
Las chimeneas son altas para aprovechar que la velocidad del viento es más constante y
elevada a mayores alturas. Cuanto más rápidamente sopla el viento sobre la boca de una
chimenea, más baja es la presión y mayor es la diferencia de presión entre la base y la
boca de la chimenea, en consecuencia, los gases de combustión se extraen mejor.
Tubería
La ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad también nos dicen que si
reducimos el área transversal de una tubería para que aumente la velocidad del fluido
que pasa por ella, se reducirá la presión.
Natación
La aplicación dentro de este deporte se ve reflejado directamente cuando las manos del
nadador cortan el agua generando una menor presión y mayor propulsión.

63
63
SELECCIÓN DE TUBERÍA PARA PULPAS
Cuando se bombea una pulpa es necesario determinar el diámetro nominal de la
tubería que se debe usar, para hallar esa tubería se usa la fórmula de Durand y
Condolios:
Donde
Vc : Velocidad Crítica (m/s)
FL : Parámetro de Mc Cleivan
G : Aceleración de la Gravedad (9.8 m/s2)
Di : Diámetro Interno de la Tubería (m)
G.E. : Gravedad Específica del Mineral.

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64

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65
CÁLCULO DE CABEZA TOTAL PARA BOMBAS
En un sistema de bombeo tenemos:
CABEZA TOTAL = F(tricción) + F(velocidad) + F(presión) + F(altura)
Según Hazen y Williams:
Donde:
F (fricción) :Pérdida de Carga por efecto de la Fricción.
F (velocidad) :Pérdida de Carga por efecto de la Velocidad.
F (presión) :Pérdida de Carga por efecto de la Presión.
F (altura) : Pérdida de Carga por efecto de la Altura.
C : Coeficiente de Hazen y Williams (ver tabla).
Q : Flujo de Pulpa (USGPM).
Di : Diámetro Interno de la Tubería (m).
L : Longitud Equivalente Total (tubería + accesorios) en metros.
Vop : Velocidad de Operación (m/s).
F : Factor de Fricción de Fanning.
G : Aceleración de la Gravedad (9.8 m/s2).
A : Factor de Corrección Dinámica (entre 0.8 y 1.0).
P : Presión en la Succión/Descarga (kg/cm2).
T : Densidad del Fluido (agua o pulpa, g/ml).

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66
PRE – OXIDACIÓN (BIOMINING):
INTRODUCCIÓN
Biolixiviación es el nombre que se le entrega al conjunto de reacciones químicas
que tienen como resultado la disolución de minerales por parte de bacterias, las
cuales lixivian, es decir, disuelven las rocas o minerales, los solubiliza (por eso el
proceso se llama Biolixiviación o Lixiviación Biológica) para obtener la energía que
necesitan a expensas de sustancias inorgánicas, liberando de paso cobre en mayor
cantidad que con métodos convencionales.
Estos microorganismos, varios de los cuales son autótrofos por ser capaces de
sintetizar sus componentes celulares a partir del anhídrido carbónico del aire, son
denominados quimiolitoautotróficas por ser bacterias que comen piedras,
destacándose entre todos ellos el “Acidithiobacillus ferrooxidans”, la que fue
aislada en 1957 de agua obtenida de filtraciones que presentaba una mina de
carbón abandonada en Virginia Oste, Estados Unidos.

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67
El uso de estas especies de bacterias en aplicaciones industriales de esta metodología,
está asociado directamente a su carácter de acidófilo y a los escasos requerimientos
de nutrientes e infraestructura necesarios, lo que permite que el proceso sea
económicamente factible para la recuperación de diferentes metales a partir de
minerales.
Los microorganismos que pertenecen al género de los Acidithiobacillus son capaces de
catalizar la oxidación de hierro y de compuestos reducidos de azufre (como sulfuros,
azufre elemental) generando hierro(lll) y ácido sulfúrico.
0
2 2 2 4
2 3
2 2
3 / 2
4 4 4 2
BACTERIA
BACTERIA
S O H O H SO
Fe O H Fe H O
  
  

  
 

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68
El proceso de lixiviación bacteriana puede ser representado globalmente por la
siguiente reacción:
2 4
2 (MS= metal sulfurado)
BACTERIA
MS O MSO
 

Desde la Antigüedad, el hombre se sintió intrigado del porque en ciertas ocasiones
surgían de determinados lugares, vinculados con minerales de cobre y de fierro, aguas
acidas que contenían estos metales, y que incluso Ie permitieron recuperar cobre por
la vía de su precipitación con Fierro, en la antigua China, por ejemplo. Existe evidencia
documentada del aprovechamiento práctico de estos fenómenos desde épocas muy
antiguas; así mismo. Registran también los documentos de las explotaciones de cobre
realizadas en la península Ibérica, en Rio Tinto, incluso desde el tiempo de los
romanos. Esta aparente transmutación del Fierro en cobre dio origen también a la
ilusión de los alquimistas, que seguían la misma idea, pero esta vez tratando de
obtener oro

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69
Un hito en la historia cuprífera se comenzó a gestar en 1947, con el descubrimiento
de un microorganismo presente en las aguas de drenaje de una mina de carbón
española donde se oxidaba fierro y azufre. Esta era la Thiobacillus ferrooxidans,
bacteria que forma parte del proceso de obtención de cobre. Una vez descubierta,
se determinó que era la responsable de la oxidación de los minerales sulfurados
que contenían el metal rojo, acelerando su lixiviación desde minerales de baja ley,
los que tradicionalmente eran sometidos a procesos más largos, costosos y
contaminantes. Las bacterias liberan fuerzas químicas y biológicas que se refuerzan
en un plan común que explota la biotecnología: degradar los sulfuros a formas
solubles, a velocidades de medio a un millón de veces más rápidas que si
estuvieran expuestos al aire y al agua en ausencia de bacterias.

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70

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71
Definición de biolixiviación:
La biolixiviación es un proceso en el cual se emplean microorganismos para disolver los
minerales, liberando un metal de valor presente en un mineral o en un concentrado, que
con métodos convencionales sería muy difícil de extraer. La biolixiviación es el proceso
convencional de lixiviación, catalizado biológicamente pero aplicado a los minerales
sulfurados, ante la necesidad de aumentar la cinética de su disolución. De esta manera
la biolixiviación es un proceso químico, mediado por el agua y oxígeno atmosférico y un
proceso biológico, mediado por microorganismos.
La Biotecnología presenta la ventaja de ser una tecnología específica que permite elegir
el campo de aplicación más apropiado a las necesidades y requerimientos del país. Así
en el sector minero, la aplicación biotecnológica con más inmediata utilidad es el trabajo
con bacterias que participan en la biolixiviación de minerales con contenido de cobre.
La rama de la biotecnología que busca el estudio y la aplicación del potencial
económico, de las interacciones entre el mundo microbiano y el reino mineral, se llama
biohidrometalurgia, un subcampo de la hidrometalurgia.

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72
Características de las bacterias
La biolixiviación de los minerales ocurre naturalmente por la presencia de un grupo de
bacterias.
En el caso de minerales sulfurados de metales, los microorganismos utilizados con
mayor frecuencia, son las bacterias que pertenecen al género de las Acidithiobacillus,
entre las que destacan las Acidithiobacil/us ferrooxidans y Acidithiobacillus thiooxidans.
Estas especies tienen similitudes fisiológicas y ambientales, es fácil observar la
coexistencia simultánea de todas ellas en ambientes naturales.
Ellas obtienen su energía de la oxidación de los compuestos de azufre (ejemplo,
sulfuros)y en el caso de las Acidithiobacillus ferrooxidans además de la oxidación del
hierro (II) al hierro (lIl).
Son bacterias acidófilas, autótrofas, aeróbicas, quimiolitotráficas y mesófilas. Tienen
forma de bastones muy pequeños (0.5-2 micras), son gram negativas, y su reproducción
es binaria.

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73

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74
Desarrollo Bacteriano
El efecto de ciertos factores ambientales sobre el desarrollo y crecimiento de las
bacterias juega un rol importante dentro del proceso de lixiviación bacteriana, es por
ello de mucha importancia el control de factores, como el pH, la presencia de
oxígeno, la temperatura, la influencia de la luz, los requerimientos nutricionales,
tamaño de partícula, y el efecto de inhibidores, entre otros.
pH: En general los T. ferrooxidans, desarrollan bien en medios ácidos, siendo
incapaces de desarrollar sobre Fe+2 a un pH mayor de 3.0. Normalmente los valores
sobre el que los tiobacilos se desarrollan se ubican dentro del rango de 1.5 a 2.5.
Oxígeno y CO2: La disponibilidad de oxígeno es un factor que controla la extracción
de metales por bacterias. No se conoce otro oxidante que pueda ser utilizado por los
microorganismos en ambientes de lixiviación. El dioxido de carbono es utilizado como
fuente de carbono para la fabricación de su arquitectura celular.

75
75
Nutrientes: Como todos los seres vivientes, T. ferrooxidans requiere de fuentes
nutricionales para su óptimo desarrollo, entre las que tenemos fuente de N2 (amonio),
de fosfato, de S, iones metálicos (como Mg+), etc. Magnesio, es necesario para la
fijación de CO2 y el fósforo es requerido para el metabolismo energético. Los medios
de cultivo empleados presentan estos requerimientos, siendo los más importantes el
9K y el TK.
Fuente de Energía: Los T. ferrooxidans utilizan como fuente primaria de energía los
iones ferroso y azufre inorgánico. El fierro ferroso debe ser suplementado al medio
cuando se trata de medios sintéticos. En caso de utilizar mineral, no es necesario
añadir Fe+2.
Luz: La luz visible y la no filtrada tienen un efecto inhibitorio sobre algunas especies
de Thiobacillus, pero el fierro férrico ofrece alguna protección a los rayos visibles.
Temperatura: El rango sobre el cual se desarrollan se encuentran entre 25°C y 35°C.
Presencia de Inhibidores: En los procesos de molienda o por acción propia del agente
lixiviante se liberan algunos iones que en ciertas concentraciones resultan tóxicas para
las bacterias ferrooxidantes afectando el desarrollo bacterial. La literatura señala que
los niveles de tolerancia de las bacterias para ciertos metales es Zn+2 = 15 -72 g/l;
Ni+2 = 12 - 50 g/l; Cu+2 = 15 g/l; Ag+ = 1ppb; UO2
+2 = 200 - 500 mg/l, entre otros.

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76

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77
"etapa de crecimiento exponencial", en la que la bacteria se multiplica exponencialmente
por división binaria. En esta fase de la vida de una colonia, se puede medir
experimentalmente una importante característica que es particular de cada especie de
bacterias y que la distingue de las demás especies que es el
"periodo de duplicación" y que corresponde al tiempo que demora en duplicarse la
población bacteriana, bajo ciertas condiciones estandarizadas. La tercera fase
corresponde a la limitación de la velocidad de solubilización, o de crecimiento de la
población. Debido al repentino agotamiento de uno o más de los nutrientes esenciales, o
de la consunción del material de sustrato. Y se denomina "etapa estacionaria". La
población bacterial en esta etapa consiste en su totalidad, de células completamente
viables pero su crecimiento esta limitado. En cambio, al entrar en la cuarta fase. Comienza
a disminuir la población de bacterias viables y se entra de Lleno en un decaimiento de la
actividad medible (o del número de individuos por unidad de volumen, etc.) motivo por el
cual, esta etapa de decaimiento se conoce como "fase de muerte"

78
78

79
79
Biolixiviación de minerales sulfurados
Existe una creciente aceptación de que la biolixiviación de minerales sulfurados
involucra una reacción oxidativa férrica con el mineral, que puede ser representada
como:
El que además de disolver los iones metálicos sulfurados, produce iones ferrosos y
algún compuesto de azufre primario, ambos constituyen el sustrato para el
crecimiento bacterial de acuerdo a las siguientes reacciones:
3 2
X
X
MS Fe M S Fe
  
   
3 3
2 2
2
2 4
4 4 4 2
2 2
BACTERIA
BACTERIA
Fe O H Fe H O
Y
S O e SO
  
 
  
 
  

La formación de este azufre primario y su subsiguiente transformación química o
biológica en sulfato o azufre dependerá del tipo de mineral sulfurado a lixiviar.

80
80
A) El mecanismo del tiosulfato, aplicable a la pirita, molibdenita y tungstenita, se
puede representar con las siguientes reacciones simplificadas:
3 2 2
2 2 2 3
2 3 2 3
2 3 2 4
6 7 6
8 5 2 8 6
Fe Fe H O S O Fe H
S O Fe H O SO Fe H
   
    
    
    
También puede ocurrir la siguiente reacción de oxidación
3 2 2 2
2 3 4 6
2 2 2
Fe S O Fe S O
   
  
El compuesto 2
4 6
S O 
llevará a la formación de azufre elemental a través de una serie de reacciones
complejas.

81
81
A) El mecanismo del poli sulfuro aplicable al resto de los minerales sulfurados, como
el sulfuro de zinc y chalcopirita, puede representarse mediante las siguientes
reacciones:
2 2 2
2
2 0 2
2 8
0 2
8 2 2 4
0.5
0.5 0.125
0.125 1.5 2
n
n
MS Fe H M H S Fe
H S Fe S Fe H
S O H O SO H
   
  
 
    
   
   
El Acidithiobacillus juega un importante rol en los ciclos biogeoquímicos del azufre y
el hierro, debido a la habilidad que posee para oxidar estos elementos. La forma
más común de encontrar el hierro y el azufre en la naturaleza es la pirita.
Paralelamente habrá que recordar que la oxidación bacterial de la pirita genera
ácido, que conlleva a la formación de Drenaje Ácido de Mina.

82
82
Tecnologías de biolixiviación
Las diferencias entre las tecnologías de biolixiviación dependen del lugar de aplicación,
la metodología ocupada, la ley de cobre y el tamaño de partícula del mineral,
principalmente. Una categorización amplia según Brierley (2008), es la separación de
las tecnologías según el método en que se basan para hacer la lixiviación. En este como
los procesos de lixiviación basados en el riego y los basados en la agitación.

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83
RESUMEN DE DIFERENTES TECNICAS DE
LIXIVIACION DE MINERALES

84
84
- Biolixiviación en pilas

85
85
- Biolixiviación en botaderos
Con esta tecnología se procesa lastre, minerales de baja ley de cobre (menor a 0,5 %),
mineral recién extraídos de la mina, sulfuros secundarios y primarios. Como el contenido
de cobre en estos minerales es tan mínimo como para cubrir los costos de la flotación y
fundición, los grandes fragmentos de mineral son arrojados a los botaderos. Estos tienen
una base impermeable desde la que se puede capturar los lixiviados. En la superficie del
botadero se aplica la solución de ácido sulfúrico y agua. Los microorganismos crecen
naturalmente dado que se dan las condiciones óptimas para su crecimiento.

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86
- Biolixiviación in situ
La biolixiviación in situ, trata el mineral en la mina, previa fractura de esta
por tronadura permitiendo a la solución fluir libremente.
Este método se aplica a minas abandonadas y minas subterráneas, donde
los depósitos de mineral no pueden ser extraídos por los métodos
convencionales, por ser minerales de baja ley o de pequeños depósitos o
ambos, siendo no rentable su extracción.
Por las implicancias ambientales que conlleva la utilización de soluciones
acidas en un área de suelo no impermeabilizado, es que su aplicación es
mínima.

87
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Biolixiviación en tanques agitados:
Se utiliza para minerales de ley intermedia a alta y concentrados de mineral, que
generalmente es calcopirita, debido al capital y costos de operación asociados con esta
tecnología.
Los minerales son depositados en un tanque de acero inoxidable de gran tamaño,
equipado con agitadores mecanizados y con la introducción de aire por ventiladores, lo
que asegura la disponibilidad de oxígeno y dióxido de carbono para los
microorganismos.
Es necesario inocular estos reactores con los microorganismos, para lograr la
biolixiviación que opera en un proceso continuo.

88
88

89
89

90
90
Plantas de Biooxidación en Operación
A. Sulfuros de Zinc: La acción bacterial de sulfuros de zinc también ha sido evaluada, y
aunque no se conoce de plantas comerciales su aplicación tiene un enorme
potencial. La marmatita es el sulfuro de zinc más fácil de oxidar, influenciado
enormemente por la presencia de fierro.
B. Sulfuros de Plomo: La lixiviación bacterial de galenita origina la formación de
PbSO4 que es insoluble en medio ácido, característica que puede ser empleada en
la separación de algunos valores metálicos acompañantes en una mena de plomo.
Sulfuros de Níquel: El níquel es lixiviado a partir de sulfuros (pentandlita y milerita) y
de menas de fierro en presencia de T. ferrooxidans de 2 a 17 veces más rápido que el
proceso netamente químico

91
91
A. Sulfuros de Antimonio: Se conocen de algunos trabajos que reportan la
habilidad de T. ferrooxidans de oxidar antimonita (Sb2S3) a pH 1.75 y a 35ºC.
También se reporta la capacidad de B. thioparus y T. thiooxidans de oxidar este
sulfuro.
B. Sulfuros de Metales Raros: Los metales raros se presentan en la parte cristalina
de muchos sulfuros o silicatos. Para liberarlos es necesario oxidar los sulfuros o
destruir la matriz de silicato. La literatura reporta la posibilidad de oxidar,
empleando bacterias del grupo de Thiobacillus, de una variedad de estos
metales, entre los que podemos encontrar galio y cadmio presente en la
esfalerita (el principal transportador de estos elementos); de germanio y
cobalto, de renio, selenio y telurio, titanio y uranio, entre otros.

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92
Caso Toquepala
Desde 1954, Southern Peru Copper Corporation ha producido concentrados de
cobre a partir de mineral de sulfuro de alta ley, mientras el mineral de baja ley
considerado “desmonte”, no rentable por el proceso de flotación en la Planta
Concentradora, fue dispuesto en quebradas formando depósitos de gran altura
durante varios años; conforme ha ido avanzando la tecnología, lo que se
consideró residuo ayer, hoy se convierte en un recurso de valor. Bajo esa idea se
aplica la lixiviación bacteriana en Toquepala.

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93
Caso Tamboraque
En toda la sierra central los yacimientos son polimetálicos. En el caso de Tamboraque,
la mezcla de metales se procesó con métodos convencionales, empleando reactivos
en circuitos de cobre, plomo, zinc, plata, etc. en tanto el oro atrapado en arsénico, un
elemento muy nocivo, requería de iniciativas eficientes.
La solución: tecnología en reversa, mencionó Kuramoto. “Se logró leer la patente de
biolixiviación de la sudafricana estatal Mintek y replicarla. El detalle entonces era
conseguir recursos para trabajar con tecnología nueva, y esto dependía de un aval;
por ello se recurrió nuevamente a Mintek, quien minimizó los costos por la patente de
600 000 a 50 000 dólares anuales para dar inicio al proyecto”.

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94
Perú se proyecta como líder en producción por biolixiviación
Con el aporte que generará el proyecto La Granja, que estima producir 300,000
toneladas de cobre anualmente vía biolixiviación, el Perú se proyecta como el
segundo país que más metal rojo produciría mediante el uso de microorganismos,
sostuvo el gerente general de Biominería & Biotecnología, Ing. Rodrigo Cortés,
durante su presentación en el Jueves Minero del 6 de marzo.
“Para que este avance se lleve a cabo con éxito se necesita la colaboración de
entidades gubernamentales, inversionistas nacionales y extranjeros, universidades,
profesionales, mineras y empresas biotecnológicas que propongan soluciones
acordes con los desafíos de la minería peruana”, comentó.
Asimismo, expresó que en 2010 la producción mundial de cobre fue de 16.2
millones de toneladas, de las cuales 1.32 millones provinieron de sistemas de
biolixiviación, lo que representa el 8.15%.

95
95
“Los países que más cobre produjeron por biolixiviación fueron Chile con 918,500
toneladas, Estados Unidos con 230,000, Perú con 106,000, China con 32,840 y
Australia con 24,000. La producción por biolixiviación en el Perú solo alcanzó al 8.5
por ciento del total nacional, mientras que para el caso de Chile, llegó al 17 por
ciento”, precisó.
En ese sentido, agregó que en 2012 nuestro país produjo por lixiviación
bacteriana 86,034 toneladas de cobre, equivalente al 6.6% de la producción total,
es decir, una disminución de 1.9% con relación a 2010.
“El difícil momento que actualmente vive la industria minera del cobre a nivel
mundial se debe en parte al agotamiento de las reservas, al incremento de
minerales de baja ley, al aumento de la complejidad de los minerales
(refractarios) y al incremento en los costos de la energía. Si a esto se le suma la
creciente tendencia hacia una minería sostenible, la biolixiviación es vista como
una alternativa atractiva para enfrentar estos desafíos”, remarcó.

96
96
Ing Ernesto Vizcardo cornejo
Consultor Perumin-Alati
Mail
evizcardo@gmail.com
evizcardo@unsa.edu.pe
959113606

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