El documento describe los procesos de pirometalurgia e hidrometalurgia para la obtención de cobre. Explica que la pirometalurgia involucra la fusión de concentrados de cobre en hornos para producir barras de cobre u óxidos, mientras que la hidrometalurgia usa procesos químicos como la flotación para separar y concentrar el cobre. Luego describe los pasos del proceso de flotación, incluida la molienda, flotación, filtración y los circuitos convencionales de flotación. El objet

1. Profesor: Ricardo Ulloa

2. Piro metalurgia
Hidrometalurgi
a

3. Piro = Fuego
Piro Metalurgia: Proceso Metalúrgico de Obtención de cobre solido a partir de
concentrados de cobre, mediante la fusión de ellos en Hornos de Fundición. El
producto de la fundición pueden ser: Barras de cobre Blister o RAF (refinado a
fuego), Ánodos de Cobre, o cátodos de cobre obtenidos mediante el proceso de
Electro refinación a partir de ánodos de cobre.

4. Filtración
Chancado
Molienda
Flotación
Cobre Concentrado
Extracción del mineral Secado
Fusión
Conversión
Piro-Refinación Moldeo
Ánodos de
CobreCobre RAF

6. Mineral Composición Color Yacimiento
Calcopirita FeCuS2 Amarillo Latón
Presente en numerosos
yacimientos.
Calcosina o Calcosita Cu2S Gris azulado.
Covelina o Covelita CuS Azul a Celeste
Bornita FeCu5S4 Rosa café a naranja
Salvador, Chuquicamata,
Andina, el Teniente
Digenita Cu9S5 (puede
contener As)
Azulado, gris
azulado.
Tenantita (Cu3AsS3,25 puede
contener Fe, Zn, Ag)
Gris. Usualmente
tinte azulado.
Enargita Cu3AsS4 Gris rosado, Café
rosa pálido
Hediondas, el Indio,
Guayacán
Idaita Cu3FeS4 Rojo anaranjado. Mantos Blancos, Veta Sol,
Punta del Cobre,
Chuquicamata.
Sulfuros de Cobre

7. Calcopirita
Calcosina
Covelina
Bornita
Digenita
Enargita
Minerales de Sulfuros de Cobre:

8. La función del procesamiento de minerales es preparar el mineral para la
extracción del metal.
Para esto se debe separar la parte valiosa de la ganga, produciendo una
fracción enriquecida que se denomina concentrado y un descarte llamado
colas.
Existen dos operaciones fundamentales en el procesamiento de minerales:
Liberación del material valiosos de la ganga (molienda)
Separación de este material de la ganga (concentración)
Procesamiento de Minerales

9. Circuito de Molienda Clasificación Molino SAG
Molino Bolas
Hidrociclones
Cabe destacar que la operación de los molinos SAG, comúnmente
van asociada con un proceso de chancado de pebbles (tamaño
característico de partícula que actúa como de dureza mayor al resto)

12. Circuito de Flotación Espesamiento Celdas Flotación
Espesadores
Celdas Columnares

13. Circuito de Filtración Concentrado Planta Filtros Coloso
Filtros
Bandas Discos

15. FLOTACION
En flotación la adhesión partícula mineral - burbuja depende de las
características fisicoquímicas del mineral. Existen especies que tienen
Flotabilidad Natural (son muy pocas) ejemplo: El talco, azufre, grafito,
Molibdenita, se adhieren en forma natural a las burbujas.
Esta propiedad de Flotabilidad se puede inducir solo si se usan reactivos
de Flotación (a las especies que no flotan en forma natural). Esta
propiedad de adhesión a una burbuja es llamada HIDROFOBICIDAD.

16. Definición de Flotación: La flotación es un proceso de separación de materiales de
distinto origen que se efectúa desde sus pulpas acuosas por medio de burbujas de gas
y a base de sus propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas. Es un proceso físico químico de
separación o concentración de especies minerales, que se basa en la adhesión
selectiva de burbujas de aire a partículas hidrofóbicas en forma natural o inducidas por
reactivos de flotación. Tecnológicamente el proceso de flotación se lleva a cabo en
celdas o maquinas de flotación. En la practica la pulpa proveniente del circuito de
molienda - Clasificación, que tiene ya incorporados los reactivos necesarios para la
flotación, se transporta mediante bombeo o gravedad a las llamadas celdas de flotación.
Desde el fondo de las celdas, se hace burbujear aire y se mantiene la mezcla de aire-
pulpa en constante agitación para que el proceso sea intensivo. La burbuja reconoce
especies minerales y selectivamente flota el mineral deseado.

17. Pocas partículas minerales tienen flotabilidad natural , es decir, formar una unión
estable burbuja-partícula. Para ello, es necesario cambiar las propiedades superficiales
de las partículas minerales de hidrofílicas a hidrofóbicas mediante el uso de un reactivo
químico llamado colector. También es necesario que éstas posean el tamaño
adecuado de tal forma que asegure una buena liberación de las especies minerales.
Entre los reactivos principales tenemos:
Colectores: proporcionan propiedades hidrofóbicas a las especies minerales. Tienen la
misión de impregnar las partículas de sulfuros de cobre y de molibdeno para que se
separen del agua (efecto hidrófobo) y se peguen en las burbujas.(Xantatos)
Espumantes: permiten la formación de una espuma estable, de tamaño de burbuja
apropiado y resistentes.(MIBC, Aceite de Pino)
Modificadores: se utilizan para regular las condiciones de funcionamiento de colectores
y aumentan su selectividad.
Depresantes: destinados a provocar el efecto inverso al de los reactivos colectores
para evitar la recolección de otros minerales como la pirita, que es un sulfuro que no
tiene cobre.
La Cal: Sirve para estabilizar la acidez de la mezcla en un valor de pH determinado,
proporcionando el ambiente adecuado para que ocurra todo el proceso de flotación

18. El material molido es llevado a las
celdas de flotación donde el cobre
se separa adhiriéndose a burbujas
de aire que suben a la superficie.
Las burbujas arrastran
consigo los minerales
sulfurados hacia la
superficie, donde rebasan
por el borde de la celda
hacia canaletas que las
conducen hacia los
espesadores, desde donde
esta pulpa es enviada a la
siguiente etapa.
Se puede efectuar la
separación de varios
componentes en dos
grupos: flotación Colectiva
donde el concentrado
contiene a lo menos 2 ó
mas componentes y
flotación Selectiva donde
se efectúa una separación
de compuestos complejos
en productos que
contengan no mas de una
especie individual.

19. Etapas de la Flotación
CIRCUITOS CONVENCIONALES
DE FLOTACION.
La Flotación industrial es un proceso
continuo, en el que las celdas están
arregladas en serie formando un banco
que por la calidad de sus
concentrados, van a tomar el nombre
de circuitos. Estos circuitos de flotación
generalmente están constituidos de
varias etapas, puesto que no es
posible recuperar el mineral valioso y
eliminar el mineral de ganga en forma
simultánea en un solo paso, solo de la
manera en que se presenta en el
siguiente diagrama:

20. Las etapas que se puede encontrar en algún circuito de flotación son:
1. Etapa de flotación de Recuperación (Rougher)
2. Etapa de flotación Depuradora (Scavenger)
3. Etapa de flotación limpieza (Cleaner)
4. Etapa de flotación Re-limpieza (Re-cleaner)
La etapa Rougher es la etapa primaria, en ella se logran altas
recuperaciones y se elimina gran parte de la ganga. Debido a que esta
etapa se opera con la mayor granulometría posible, el concentrado rougher
está constituido por materiales medios o middlings, por lo cual las leyes de
este concentrado son bajas y requieren una etapa de limpieza que
seleccione el concentrado. Al circuito rougher llega la alimentación del
proceso de flotación, y en algunas oportunidades, concentrados de la etapa
scavenger o colas de la etapa cleaner. Las colas de la etapa rougher
pueden ser colas finales del proceso, o bien, alimentación a un
circuito scavenger.

21. La etapa Scavenger o de barrido tiene como objetivo aumentar la
recuperación de las especies útiles desde las colas de la etapa
rougher. Producen colas finales del proceso y un concentrado de
baja ley que puede juntarse a la alimentación del proceso de
flotación, o a una etapa de remolienda y su posterior tratamiento.
Los circuitos Cleaner o de limpieza, junto a los circuitos recleaner,
tienen como objetivo aumentar la ley de los concentrados rougher,
a fín de alcanzar un producto que cumpla con las exigencias del
mercado, o bien, de la etapa del proceso siguiente a que será
sometido el concentrado. Dado que la etapa cleaner es selectiva,
normalmente el concentrado rougher es sometido a una etapa de
remolienda previa, para alcanzar la mayor liberación posible de las
especies útiles, antes de alimentarse al circuito cleaner.

22. Etapas de la flotación

23. Las funciones más importantes de las celdas de flotación son:
a) Mantener todas las partículas, aún 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.
b) La aireación, que involucra la diseminación de finas burbujas de
aire dentro de toda la celda.
c) Promover la colisión entre las partículas 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.
d) Mantener la pulpa en condiciones de quietud,
inmediatamente 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.

24. e) Proveer un eficiente transporte de la pulpa alimentada a la
celda y de la salida del concentrado y del relave desde el circuito.
f) Proveer un mecanismo de control de: la profundidad 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.

25. La columna de flotación se ha constituido en uno de los desarrollos
más destacados de los últimos tiempos en el campo de la concentración de
minerales. 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 fáciles
de controlar.
COLUMNA DE FLOTACION

26. Circuito de flotación sin columna de flotación

27. Circuito de flotación con columna de flotación en la
etapa Cleaner

28. Parámetros de Operación
Molienda Clasificación
Dósis de reactivos
%Solidos
Flujos de Pulpa
Configuración del circuito
pH
Tiempo de Residencia
Nivel de Espúma
Rpm Agitación
f = ley de cabeza
c = ley de concentrado
t = ley de cola
F = masa alimentada
C = masa concentrado
T = masa de Cola

29. ¿Cuál es el producto del proceso de flotación?
Luego de varios ciclos en que las burbujas rebasan el borde de las celdas, se obtiene el
concentrado, en el cual el contenido de cobre ha sido aumentado desde valores del
orden del 1% (originales en la roca) a un valor de hasta 31% de cobre total.
El concentrado final es secado mediante filtros y llevado al proceso de fundición.

30. Espesadores
Filtros