BR112016000675B1

BR112016000675B1 - método para recuperar um concentrado de sulfeto de cobre a partir de um minério contendo um sulfeto de ferro

Info

Publication number: BR112016000675B1
Application number: BR112016000675-5A
Authority: BR
Inventors: Christopher Greet; Gerhard Arnold; Ingo Hamann; Alan Hitchiner
Original assignee: Magotteaux International S.A.; Evonik Operations Gmbh
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2020-12-01
Also published as: CA2918638A1; PT3021971T; US20160144381A1; AP2016009050A0; CN105745023B; CN105745023A; RU2016105555A; PL3021971T3; CY1119821T1; US9839917B2; HUE037693T2; EP3021971B1; AU2014292216B2; RU2651724C2; CA2918638C; PE20160797A1; MX2016000512A; MX360441B; EP3021971A1; NO3044404T3

Abstract

MÉTODO PARA RECUPERAR UM CONCENTRADO DE SULFETO DE COBRE A PARTIR DE UM MINÉRIO CONTENDO UM SULFETO DE FERRO. Em um método para recuperar um concentrado de sulfeto de cobre, por flotação de espuma, a partir de um minério contendo um sulfeto de ferro, em que a moagem úmida do minério com corpos moedores feitos de liga de ferro fundido alto cromo, tendo um teor de cromo de 10 a 35% por peso, é combinada com uma adição de peróxido de hidrogênio à polpa mineral condicionada, antes ou durante a flotação, a fim de melhorar a qualidade do concentrado e a recuperação de sulfetos de cobre.

Description

MÉTODO PARA RECUPERAR UM CONCENTRADO DE SULFETO DE COBRE A PARTIR DE UM MINÉRIO CONTENDO UM SULFETO DE FERRO

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção destina-se a um método de recuperação de um concentrado de sulfeto de cobre a partir de um minério contendo um sulfeto de ferro, o qual proporciona uma melhora na qualidade do concentrado e na recuperação de sulfetos de cobre, tem um baixo consumo de produtos químicos de processamento e pode ser facilmente adaptado para mudar as composições do minério.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O método mais comum para recuperar um concentrado de sulfeto de cobre a partir de um minério é por meio da flotação por espuma. O minério é moído a úmido para formar uma polpa mineral, que é geralmente condicionada com um composto coletor que se adsorve à superfície dos minerais de sulfeto de cobre e torna a superfície dos minerais de sulfeto de cobre mais hidrofóbica. Um gás, então, passa através da polpa mineral para formar bolhas de gás. As partículas hidrofóbicas da polpa mineral se aderem predominantemente ao limite de fase gás/líquido das bolhas e são carregadas com as bolhas de gás para a espuma que se forma no topo da polpa mineral. A espuma é removida da superfície do líquido para recuperar um concentrado de sulfeto de cobre.

[003] A moagem úmida da polpa mineral é geralmente realizada com corpos moedores de aço, mais comumente, com bolas de aço em um moinho de bolas. Sabe-se que o uso de corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo pode melhorar a recuperação de sulfetos de cobre durante a flotação em comparação com a utilização de corpos moedores de aço carbono. Acredita-se que a corrosão do aço carbono e a adsorção das espécies de ferro, formadas por tal corrosão, à superfície dos sulfetos de cobre, impede a flotação de sulfetos de cobre, e que os corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo melhoram a recuperação de sulfetos de cobre durante a flotação devido à melhor resistência à corrosão de tais ligas.

[004] A maioria dos minérios de sulfeto de cobre contêm sulfetos de ferro além dos sulfetos de cobre e visa-se a realização da flotação seletiva dos sulfetos de cobre com os sulfetos de ferro remanescendo nos rejeitos de flotação.

[005] O documento US 5,110,455 divulga um método para separar o sulfeto de cobre do sulfeto de ferro rodeado que utiliza o condicionamento da polpa mineral com um oxidante que é, preferencialmente, o peróxido de hidrogênio. O documento ensina a adicionar um oxidante em uma quantidade que eleva o potencial redox da polpa mineral em 20 a 500 mV.

[006] Uribe-Salas et al. descrevem, em Int. J. Miner. Process. 59 (2000) 69-83, uma melhora da seletividade para a flotação de calcopirita de um minério de matriz de pirita, elevando o potencial redox da polpa mineral em 0,1 V por meio da adição de peróxido de hidrogênio antes da flotação. A quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada é ajustada para proporcionar um potencial redox constante.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[007] Os inventores da presente invenção descobriram que a combinação da moagem úmida do minério de sulfeto de cobre com corpos moedores feitos de liga de ferro fundido alto cromo, tendo um teor de cromo de 10 a 35% por peso, com uma adição de peróxido de hidrogênio à polpa mineral condicionada, antes ou durante a flotação, atinge um efeito sinérgico, o que melhora a qualidade do concentrado e a recuperação de sulfetos de cobre. Os inventores também descobriram que tal combinação reduz significativamente a quantidade de peróxido de hidrogênio necessário para alcançar uma recuperação ótima de sulfetos de cobre do minério.

[008] A presente invenção destina-se, por conseguinte, a um método para recuperar um concentrado de sulfeto de cobre a partir de um minério contendo um sulfeto de ferro, cujo método compreende as etapas de:

a) moer a úmido o minério com corpos moedores para formar uma polpa mineral,
b) condicionar a polpa mineral com um composto coletor para formar uma polpa mineral condicionada, e
c) flotar por espuma a polpa mineral condicionada para formar uma espuma e uma rejeito de flotação, separar a espuma da rejeito de flotação para recuperar um concentrado de sulfeto de cobre,

em que os corpos moedores feitos de liga de ferro fundido alto cromo, com um teor de cromo de 10 a 35% por peso, são utilizados na etapa a) e o peróxido de hidrogênio é adicionado à polpa mineral condicionada entre as etapas b) e c) ou durante a etapa c).

[009] Os inventores da presente invenção descobriram também que a quantidade ótima de peróxido de hidrogênio a ser utilizada neste método pode ser determinada com base na concentração de oxigênio dissolvido na polpa mineral após a adição de peróxido de hidrogênio, e que uma recuperação ótima de sulfetos de cobre pode ser mantida pelo ajuste da quantidade de peróxido de hidrogênio a fim de manter uma concentração mínima de oxigênio dissolvido. Isto permite adaptar o método às mudanças na composição do minério sem realizar ensaios de minério ou experimentos extras de otimização.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] A Figura 1 mostra o teor de oxigênio dissolvido (OD) representado graficamente em função do logaritmo da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada nos experimentos do Exemplo 1.

[0011] A Figura 2 mostra o OD representado graficamente em função do logaritmo da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada nos experimentos do Exemplo 2.

[0012] A Figura 3 mostra o gráfico das curvas de qualidade do concentrado de cobre acumulado (eixo y) em função da recuperação de cobre acumulado (eixo x) para os exemplos 3 a 6, onde Cr- significa o uso de corpos moedores de aço carbono forjado e Cr+ significa o uso de corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo.

[0013] A Figura 4 mostra o OD representado graficamente em função do logaritmo da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada nos experimentos do Exemplo 7.

[0014] A Figura 5 mostra o OD representado graficamente em relação ao logaritmo da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada nos experimentos do Exemplo 8.

[0015] A Figura 6 mostra o gráfico das curvas de qualidade do concentrado de cobre acumulado em função da recuperação de cobre acumulado para os exemplos 9 a 13, onde Cr- significa o uso de corpos moedores de aço carbono forjado e Cr+ significa o uso de corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo.

[0016] A Figura 7 mostra o OD representado graficamente em função do logaritmo da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada nos experimentos do Exemplo 14.

[0017] A Figura 8 mostra o gráfico das curvas de qualidade do concentrado de cobre acumulado em função da recuperação de cobre acumulado para os exemplos 15 a 18, onde Cr- significa o uso de corpos moedores de aço carbono forjado e Cr+ significa o uso de corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo.

[0018] A Figura 9 mostra o OD representado graficamente em função do logaritmo da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada nos experimentos do Exemplo 19.

[0019] A Figura 10 mostra o gráfico das curvas de qualidade do concentrado de cobre acumulado em função da recuperação de cobre acumulado para os exemplos 20 a 23, onde Cr- significa o uso de corpos moedores de aço carbono forjado e Cr+ significa o uso de corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo.

[0020] A Figura 11 mostra o gráfico das curvas de qualidade do concentrado de cobre acumulado em função da recuperação de cobre acumulado para os exemplos 24 a 27.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0021] O método da invenção recupera um sulfeto de cobre a partir de um concentrado de minério contendo sulfeto de ferro por meio de um método com três etapas.

[0022] Na primeira etapa do método da invenção, o minério é triturado por corpos moedores feitos de liga de ferro fundido alto cromo com um teor de cromo de 10 a 35% por peso, preferencialmente, de 10 a 25% por peso, mais preferencialmente, de 15 a 21% por peso. O processo de moagem pode ser realizado em qualquer moinho conhecido do estado da arte que utiliza corpos moedores. Os moinhos adequados são os moinhos de bolas, que utilizam bolas como corpos moedores, ou os moinhos de barras, que utilizam barras como corpos moedores, sendo o moinho de bolas o preferido. O moinho tem, preferencialmente, um revestimento de um material resistente à abrasão. Mais preferencialmente, o moinho tem um revestimento de uma liga de ferro fundido alto cromo com um teor de cromo de 10 a 35% por peso.

[0023] As ligas de ferro fundido de alto cromo adequadas para a presente invenção são conhecidas no estado da arte. Preferencialmente, a liga de ferro fundido alto cromo é uma liga de ferro branco alto cromo que compreende uma fase de carboneto. Mais preferencialmente, a liga de ferro fundido alto cromo é uma solução martensítica sólida livre de perlita e compreende menos de 5% por peso de austenita, tais como, as ligas de ferro fundido de alto cromo conhecidas a partir dos documentos GB 1 218 981 e GB 1 315 203. Tais composições de fase garantem alta resistência à abrasão aos corpos moedores. Os corpos moedores adequados para a presente invenção estão disponíveis comercialmente a partir de Magotteaux, sob o nome comercial Duromax®.

[0024] O minério é moído a úmido para formar uma polpa mineral, isto é, uma suspensão aquosa do minério moído. O minério pode ser alimentado ao moinho juntamente com a água. Alternativamente, o minério e a água são alimentados separadamente. A moagem é realizada, tipicamente, até um tamanho médio de partícula de 50 a 200 µm. Preferencialmente, o minério é triturado até o chamado tamanho de liberação, ou seja, o tamanho de partícula médio máximo, onde essencialmente todo o sulfeto de cobre é exposto à superfície da partícula e, essencialmente, nenhum sulfeto de cobre permanece encapsulado dentro de uma partícula.

[0025] Na segunda etapa do método da invenção, o minério é condicionado com um composto coletor para formar uma polpa mineral condicionada. Os compostos coletores são os compostos que, após a adição à polpa mineral, adsorvem à superfície dos sulfetos de cobre e tornam a superfície hidrofóbica. Os compostos coletores adequados para a flotação por espuma dos sulfetos de cobre são conhecidos no estado da arte. Preferencialmente, um alquil xantato de metal alcalino é utilizado como coletor, tal como, o amil xantato de potássio ou etil xantato de sódio. O condicionamento é tipicamente realizado por meio da adição do condicionador à polpa mineral e da mistura durante um período de tempo suficiente para se conseguir a adsorção do condicionador à superfície mineral, tipicamente, em menos de 15 minutos. Preferencialmente, de 0,5 a 15 minutos. Alternativamente, o coletor é adicionado na primeira etapa de moagem e o condicionamento é realizado por meio da retenção da polpa mineral durante um tempo correspondente.

[0026] Outros reagentes, tais como, os formadores de espuma, agentes reguladores de pH, agentes depressores e misturas destes podem ser adicionados na etapa de moagem, na etapa de condicionamento ou em ambas as etapas. Os formadores de espuma são compostos que estabilizam a espuma formada em uma flotação por espuma. Os formadores de espuma adequados estão disponíveis comercialmente, por exemplo, a partir da Huntsman, sob o nome comercial Polyfroth®. Os agentes depressores são compostos que tornam a superfície de minerais indesejáveis mais hidrofílica. As poliaminas conhecidas no estado da arte, tal como, a dietilenotriamina ou trietilenotetramina, podem ser utilizadas como agentes depressores para os sulfetos de ferro. Os agentes reguladores de pH, tais como, o óxido de cálcio, hidróxido de cálcio ou carbonato de sódio, podem ser adicionados para ajustar o pH da polpa mineral a um valor desejado, de preferência, a um valor no intervalo de 7 a 11.

[0027] Na terceira etapa do método da invenção, a polpa mineral condicionada é submetida à flotação por espuma para formar espuma e um rejeito de flotação, em que o peróxido de hidrogênio é adicionado à polpa mineral condicionada durante a flotação por espuma ou entre a segunda etapa de condicionamento da polpa mineral e a etapa de flotação por espuma. A espuma é separada do rejeito de flotação para recuperar um concentrado de sulfeto de cobre.
A flotação por espuma pode ser realizada utilizando-se equipamentos e procedimentos conhecidos por um técnico no assunto em flotação por espuma de minérios de cobre.

[0028] A flotação por espuma pode ser realizada como uma flotação de estágio único ou como uma flotação de múltiplos estágios, utilizando-se, por exemplo, os estágios rougher, scavenger e cleaner. Em uma flotação por espuma de múltiplos estágios, o peróxido de hidrogênio é adicionado, preferencialmente, antes do primeiro estágio de flotação ou durante o primeiro estágio de flotação.

[0029] Quando o peróxido de hidrogênio é adicionado entre a etapa de condicionamento da polpa mineral e a etapa de flotação por espuma, o período de tempo entre a adição do peróxido de hidrogênio e a flotação por espuma é, preferencialmente, inferior a 15 minutos, mais preferencialmente, inferior a 3 minutos e prioritariamente, inferior a 1 minuto. Limitar o período de tempo entre a adição do peróxido de hidrogênio e a flotação por espuma melhora tanto a qualidade do concentrado quanto a recuperação de sulfetos de cobre.

[0030] Em uma concretização preferida do método da invenção, a flotação por espuma é realizada de forma contínua e o peróxido de hidrogênio é adicionado continuamente durante a flotação por espuma.

[0031] O peróxido de hidrogênio é adicionado, preferencialmente, como uma solução aquosa compreendendo 0,5 a 5% por peso de peróxido de hidrogênio. A adição de tal solução de peróxido de hidrogênio diluída proporciona uma melhor qualidade do concentrado e recuperação do que o obtido com a mesma quantidade de uma solução peróxido de hidrogênio mais concentrada. Portanto, é preferível diluir uma solução de peróxido de hidrogênio comercial, compreendendo 30 a 70% por peso de peróxido de hidrogênio, a uma solução diluída, compreendendo 0,5 a 5% por peso de peróxido de hidrogênio, antes de adicioná-la ao método da invenção.

[0032] A quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada à polpa condicionada pode variar ao longo de uma vasta faixa dependendo da composição do minério. O método da invenção requer apenas pequenas quantidades de peróxido de hidrogênio. Em geral, menos de 100 g de peróxido de hidrogênio por tonelada de minério são necessários e, preferencialmente, menos de 50 g/t (1000 kg) são utilizados. O método pode ser realizado com apenas 2 g/t (1000 kg) de peróxido de hidrogênio por tonelada de minério e, de preferência, pelo menos, 5 g/t (1000 kg) são utilizados.

[0033] Geralmente, haverá uma quantidade ótima de peróxido de hidrogênio por tonelada de minério que depende da composição do minério. Elevando a quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada até a quantidade ótima, acarretará em um aumento na qualidade do concentrado e na recuperação de sulfetos de cobre, enquanto que elevando a quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada além da quantidade ótima, não acarretará em uma melhora significativa, mas, em geral, acarretará ainda na redução da qualidade do concentrado e da recuperação de sulfetos de cobre.

[0034] Uma quantidade alvo de peróxido de hidrogênio, a qual está próxima à quantidade ótima de peróxido de hidrogênio, pode ser determinada pelo método seguinte sem realizar ensaios de minério para a determinação da qualidade do concentrado e da recuperação de sulfetos de cobre. Uma série de experimentos preliminares é realizada, onde diferentes quantidades de peróxido de hidrogênio são adicionadas à polpa mineral condicionada e a concentração de oxigênio dissolvido é determinada na polpa mineral após a adição do peróxido de hidrogênio. A concentração de oxigênio dissolvido é, então, representada em função da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada para dar uma curva com um ponto de inflexão, e a quantidade alvo de peróxido de hidrogênio é determinada como a quantidade de peróxido de hidrogênio no ponto de inflexão. O método da invenção é realizado, preferencialmente, utilizando-se de 0,5 a 10 vezes a quantidade alvo, mais preferencialmente, utilizando-se mais de 0,5 a 2 vezes a quantidade alvo. De preferência, a concentração de oxigênio dissolvido é representada graficamente em função do logaritmo da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada para dar uma curva com um declive essencialmente constante em ambos os lados do ponto de inflexão.

[0035] A concentração de oxigênio dissolvido na polpa mineral pode ser determinada com equipamentos conhecidos no estado da arte. Os sensores preferidos para determinar a concentração de oxigênio dissolvido são sensores amperométricos ou sensores óticos, que medem a concentração de oxigênio por redução eletroquímica do oxigênio ou pela supressão da fluorescência de um corante provocada pelo oxigênio. O sensor tem, de preferência, uma membrana permeável ao oxigênio no dispositivo sensor de oxigênio, cuja membrana possui baixa permeabilidade ao peróxido de hidrogênio.

[0036] Para o método da invenção, em que os corpos moedores da liga de ferro fundido alto cromo são utilizados, a curva da concentração de oxigênio dissolvido, representada graficamente em função do logaritmo da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada, possui, geralmente, um mínimo no ponto de inflexão. Esta propriedade é utilizada em uma concretização preferida do método da invenção, em que a concentração de oxigênio dissolvido é determinada na polpa mineral após a adição do peróxido de hidrogênio e a quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada é ajustada para manter uma concentração mínima de oxigênio dissolvido. Tal ajuste pode ser convenientemente realizado de forma regular ou quando uma mudança na composição do minério tenha ocorrido pela variação da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada durante a medição da concentração de oxigênio dissolvido depois da adição de peróxido de hidrogênio e continuar essas variações em direção onde uma menor concentração de oxigênio dissolvido é alcançada, até que uma concentração mínima de oxigênio dissolvido seja atingida.

[0037] O método da invenção proporciona uma melhora inesperada na qualidade do concentrado e na recuperação de sulfetos de cobre no sulfeto de cobre concentrado obtido, a qual é mais elevada do que a melhora que um técnico no assunto esperaria do efeito individual conhecido pela utilização de corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo em vez de o efeito observado pelos corpos moedores de aço carbono forjado e o efeito observado pela adição de peróxido de hidrogênio a uma polpa mineral obtida pela moagem úmida com os corpos moedores de aço carbono forjado. Além disso, o uso de corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo para a moagem úmida do minério reduz, substancialmente, a quantidade de peróxido de hidrogênio necessária para alcançar uma ótima qualidade do concentrado e recuperação de sulfetos de cobre, logo, reduz a quantidade total de produtos químicos necessários para a recuperação de sulfetos de cobre por meio da flotação por espuma.

[0038] Além de proporcionar uma melhora na qualidade do concentrado e na recuperação de sulfetos de cobre, o método da invenção também pode proporcionar uma melhor recuperação de ouro a partir do minério e reduzir o teor de sulfetos de ferro e minerais arsênicos no concentrado de sulfeto de cobre.

[0039] Os inventores da presente invenção também verificaram que o potencial redox da polpa mineral, a qual tem sido utilizada no estado da arte para controlar a adição de um oxidante num processo de flotação por espuma, não pode ser utilizado para controlar ou ajustar a adição de peróxido de hidrogênio no método da invenção. Eles descobriram ainda que a concentração de oxigênio dissolvido, após a adição de peróxido de hidrogênio, é um parâmetro apropriado para ajustar a quantidade de peróxido de hidrogênio utilizada no método da invenção, parâmetro o qual não foi identificado no estado da arte.

[0040] Os exemplos seguintes ilustram a invenção, contudo, não se destinam a limitar o escopo da invenção.

EXEMPLOS

[0041] Em todos os experimentos de flotação, os minérios foram moídos a um tamanho de partícula P80 de 200 µm com um moedor de laboratório Magotteaux® utilizando barras de 16x1 polegadas como corpos moedores. A polpa mineral resultante foi transferida para uma célula de flotação de laboratório e misturada durante dois minutos para homogeneizar. O etil xantato de sódio foi adicionado como coletor em 21 g por tonelada de minério, seguido por 5 g por tonelada do formador de espuma POLYFROTH® H27 de Huntsman. A polpa mineral resultante foi condicionada durante 1 min antes de a flotação ser iniciada pela introdução de ar. Quatro concentrados programados foram coletados durante a flotação ao longo dos intervalos dados nos exemplos. Cada concentrado foi coletado por meio da raspagem a mão da espuma proveniente da superfície da polpa uma vez a cada 10 segundos. Os concentrados foram pesados e analisados e as qualidades e recuperações acumuladas foram calculadas a partir desses dados. As qualidades foram plotadas em função da recuperação e dos valores para as qualidades na recuperação de cobre específica e as recuperações em uma qualidade de cobre específica, dada nas Tabelas abaixo, foram lidas a partir destas curvas.

Exemplos 1 a 6

[0042] A flotação foi realizada com um minério de ouro/cobre sedimentar tendo uma análise principal de 1,74% de Cu, 9,95% de Fe, 3,27 ppm de Au, 168 ppm de Bi, e 3,21% de S.

[0043] Nos exemplos 1 e 2, os experimentos preliminares foram realizados utilizando diferentes quantidades de peróxido de hidrogênio que foram adicionadas imediatamente antes do início da flotação e o potencial redox (Eh) e o teor de oxigênio dissolvido (OD) foram determinados imediatamente após o início da flotação. No exemplo 1, o minério foi moído pelos corpos moedores feitos de aço carbono forjado. No exemplo 2, o minério foi moído pelos corpos moedores feitos de liga de ferro fundido alto cromo com um teor de cromo de 15% por peso. Os resultados estão resumidos na Tabela 1. Nenhuma mudança significativa do potencial redox com a adição do peróxido de hidrogênio foi observada para a polpa mineral moída pelos corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo.

[0044] A Figura 1 mostra uma curva de OD representada graficamente em função do logaritmo da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada para o exemplo 1. A curva da Figura 1 apresenta um ponto de inflexão para uma quantidade de peróxido de hidrogênio em cerca de 66 g/t (1000 kg) , onde o OD diminui ligeiramente após a adição de quantidades menores e o OD aumenta rapidamente após a adição de quantidades maiores. A Figura 2 mostra a curva correspondente para o exemplo 2, com um ponto de inflexão em cerca de 34 g/t (1000 kg) , onde o OD diminui após a adição de quantidades menores e o OD aumenta após a adição de quantidades maiores.

* Não de acordo com a invenção

[0045] Nos exemplos 3 a 6, a flotação foi realizada com os concentrados coletados ao longo dos intervalos de 0,5, 2, 5 e 10 minutos. Nos exemplos 3 e 4, o minério foi moído com corpos moedores feitos de aço carbono forjado, e nos exemplos 5 e 6, o minério foi moído com corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo com um teor de cromo de 15% por peso. Nenhum peróxido de hidrogênio foi adicionado nos exemplos 3 e 5. No exemplo 4, uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio a 1 % por peso foi adicionada em uma quantidade de 75 g/t (1000 kg) de minério imediatamente antes do início da flotação. No exemplo 6, a mesma solução de peróxido de hidrogênio aquosa foi adicionada a uma quantidade de 30 g/t (1000 kg) de minério imediatamente antes do início da flotação.

[0046] A Figura 3 mostra o gráfico das curvas de qualidade do concentrado de cobre acumulado em função da recuperação de cobre acumulado para os exemplos 3 a 6, onde Cr- significa o uso de corpos moedores de aço carbono forjado e Cr+ significa o uso de corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo. As Tabelas 2 e 3 comparam estes resultados em 85% de recuperação de cobre e em 18% de qualidade do concentrado de cobre.

* Não de acordo com a invenção
IS = sulfeto de ferro, NSG = ganga não sulfeto.
TABELA 3: RECUPERAÇÃO DE OURO E COBRE E QUALIDADE DO CONCENTRADO DE OURO E DILUENTES EM 18% DE QUALIDADE DO CONCENTRADO DE COBRE.

* Não de acordo com a invenção
IS = sulfeto de ferro, NSG = ganga não sulfeto.

[0047] Os dados da Tabela 2 mostram uma melhora sinérgica na qualidade do concentrado de cobre e na seletividade para os sulfetos de cobre sobre os sulfetos de ferro para o método da invenção, em comparação com o uso apenas de peróxido de hidrogênio ou o uso apenas de corpos moedores de alto cromo. A Tabela 3 mostra uma melhora sinérgica semelhante para a recuperação de cobre e ouro.

Exemplos 7 a 13

[0048] A flotação foi realizada com um minério de depósito de sulfeto vulcanogênico tendo uma análise principal de 2,63% de Cu, 19,2% de Fe, e 15,9% de S.

[0049] Nos exemplos 7 e 8, os experimentos preliminares foram realizados utilizando diferentes quantidades de peróxido de hidrogênio que foram adicionadas imediatamente antes do início da flotação e o potencial redox (Eh) e o teor de oxigênio dissolvido (OD) foram determinados imediatamente após o início da flotação. No exemplo 7, o minério foi moído pelos corpos moedores feitos de aço carbono forjado. No exemplo 8, o minério foi moído pelos corpos moedores feitos de liga de ferro fundido alto cromo com um teor de cromo de 21% por peso. Os resultados estão resumidos na Tabela 4. Nenhuma mudança significativa do potencial redox com a adição do peróxido de hidrogênio foi observada para a polpa mineral moída pelos corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo.

[0050] A Figura 4 mostra uma curva de OD representada graficamente em função do logaritmo da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada para o exemplo 7. A curva da Figura 4 apresenta um ponto de inflexão para uma quantidade de peróxido de hidrogênio em cerca de 190 g/t (1000 kg), onde não há mudança significativa do OD após a adição de quantidades menores, e o OD aumenta rapidamente após a adição de quantidades maiores. A Figura 5 mostra a curva correspondente para o exemplo 2, com um ponto de inflexão em cerca de 16 g/t (1000 kg), onde o OD diminui após a adição de quantidades menores e o OD aumenta após a adição de quantidades maiores.
TABELA 4: VARIAÇÃO DA QUANTIDADE DE PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO ADICIONADA

* Não de acordo com a invenção

[0051] Nos exemplos 9 a 13, a flotação foi realizada com os concentrados coletados ao longo dos intervalos de 0,5, 2, 4, e 7 minutos. Nos exemplos 9 a 11, o minério foi moído com corpos moedores feitos de aço carbono forjado, e nos exemplos 12 e 13, o minério foi moído com corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo com um teor de cromo de 21% por peso. Nenhum peróxido de hidrogênio foi adicionado nos exemplos 9 e 12. Nos exemplos 10 e 11, uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio a 1 % por peso foi adicionada em uma quantidade de 15 g/t (1000 kg) e 240 g/t (1000 kg) de minério imediatamente antes do início da flotação. No exemplo 13, a mesma solução de peróxido de hidrogênio aquosa foi adicionada a uma quantidade de 15 g/t (1000 kg) de minério imediatamente antes do início da flotação.

[0052] A Figura 6 mostra o gráfico das curvas de qualidade do concentrado de cobre acumulado em função da recuperação de cobre acumulado para os exemplos 9 a 13, onde Cr- significa o uso de corpos moedores de aço carbono forjado e Cr+ significa o uso de corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo. As Tabelas 5 e 6 comparam estes resultados em 90% de recuperação de cobre e em 18% de qualidade do concentrado de cobre.

[0053] Os dados das Tabelas 5 e 6 mostram que o método da invenção requer menos peróxido de hidrogênio para se obter uma elevada recuperação de cobre e qualidade do concentrado do que a flotação de um minério moído por aço carbono forjado.

Exemplos de 14 a 18

[0054] A flotação foi realizada com um minério de cobre/ouro porfirítico tendo uma análise principal de 0,43% de Cu, 5,4% de Fe, 0,18 ppm de Au e 5,0% de S.

[0055] No exemplo 14, um experimento preliminar foi realizado com o minério moído pelos corpos moedores feitos de aço carbono forjado, utilizando quantidades variáveis de peróxido de hidrogênio, as quais foram adicionadas imediatamente antes do início da flotação, e o potencial redox (Eh) e o teor de oxigênio dissolvido (OD) foram determinados imediatamente após o início da flotação. Os resultados estão resumidos na Tabela 7.

* Não de acordo com a invenção

[0056] A Figura 7 mostra uma curva de OD representada graficamente em função do logaritmo da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada para o exemplo 14. A curva da Figura 7 mostra um ponto de inflexão para uma quantidade de peróxido de hidrogênio de cerca de 95 g/t (1000 kg), onde não há mudança significativa do OD após a adição de quantidades menores, e o OD aumenta rapidamente após a adição de quantidades maiores.

[0057] Nos exemplos 15 a 18, a flotação foi realizada com concentrados coletados ao longo dos intervalos de 0,5, 2, 4, 9 e 10 minutos. Nos exemplos 15 e 16, o minério foi moído com os corpos moedores de aço carbono forjado e, nos exemplos 17 e 18, o minério foi moído com os corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo com um teor de cromo de 18% por peso. Não houve adição de peróxido de hidrogênio nos exemplos 15 e 17. Nos exemplos 16 e 18, uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio a 1% por peso foi adicionada em uma quantidade de 120 g/t (1000 kg) de minério imediatamente antes do início da flotação.

[0058] A Figura 8 mostra o gráfico das curvas de qualidade do concentrado de cobre acumulado em função da recuperação de cobre acumulado para os exemplos 15 a 18, onde Cr- significa o uso de corpos moedores de aço carbono forjado e Cr+ significa o uso de corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo. As Tabelas 8 e 9 comparam estes resultados em 70% de recuperação de cobre e 9% de qualidade do concentrado de cobre.

[0059] Os dados da Tabela 8 mostram uma melhora sinérgica na qualidade do cobre e na seletividade para os sulfetos de cobre sobre os sulfetos de ferro para o método da presente invenção, em comparação com o uso apenas de peróxido de hidrogênio ou o uso apenas de corpos moedores de alto cromo. A Tabela 9 mostra uma melhora sinérgica na recuperação de cobre e ouro.

Exemplos 19 a 23

[0060] A flotação foi realizada com um minério de cobre/ouro hospedado por óxido de ferro tendo uma análise principal de 0,83% de Cu, 21,7% de Fe, 0,39 ppm de Au, 568 ppm de As, e 4,0% de S.

[0061] No exemplo 19, um experimento preliminar foi realizado com o minério moído com os corpos moedores feitos de aço carbono forjado, utilizando quantidades variáveis de peróxido de hidrogênio, as quais foram adicionadas imediatamente antes do início da flotação, e o potencial redox (Eh) e o teor de oxigênio dissolvido (OD) foram determinados imediatamente após o início da flotação. Os resultados estão resumidos na Tabela 10.

* Não de acordo com a invenção

[0062] A Figura 9 mostra uma curva de OD representada graficamente em função do logaritmo da quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada para o exemplo 19. A curva da Figura 9 mostra um ponto de inflexão para uma quantidade de peróxido de hidrogênio de cerca de 64 g/t (1000 kg), onde não há mudança significativa do OD após a adição de quantidades menores, e o OD aumenta rapidamente após a adição de quantidades maiores.

[0063] Nos exemplos 20 a 23, a flotação foi realizada com os concentrados coletados ao longo dos intervalos de 0,5, 2, 4, e 8 minutos. Nos exemplos 20 e 21, o minério foi moído com os corpos moedores de aço carbono forjado e, nos exemplos 22 e 23, o minério foi moído com os corpos moedores de alta cromo moagem liga de ferro fundido com um teor de cromo de 18% por peso. Não houve adição de peróxido de hidrogênio nos exemplos 20 e 22. Nos exemplos 21 e 23, uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio a 1% por peso foi adicionada em uma quantidade de 50 g/t (1000 kg) de minério imediatamente antes do início da flotação.

[0064] A Figura 10 mostra o gráfico das curvas de qualidade do concentrado de cobre acumulado em função da recuperação de cobre acumulado para os exemplos 20 a 23, onde Cr- significa o uso de corpos moedores de aço carbono forjado e Cr+ significa o uso de corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo. As Tabelas 11 e 12 comparam estes resultados em 80% de recuperação de cobre e 13% de qualidade do concentrado de cobre.

[0065] Os dados da Tabela 11 mostram uma melhora sinérgica na qualidade do concentrado de cobre e na seletividade para os sulfetos de cobre sobre os sulfetos de ferro e minerais arsênicos para o método da presente invenção, em comparação com o uso apenas de peróxido de hidrogênio ou o uso apenas de corpos moedores de alto cromo.
A Tabela 12 mostra uma melhora sinérgica na recuperação de cobre e ouro.

Exemplos de 24 a 27

[0066] A flotação foi realizada com um minério de depósito de sulfeto vulcanogênico tendo uma análise principal de 2,65% de Cu, 19,6% de Fe e 16,1% de S, cujo minério foi semelhante ao minério utilizado nos Exemplos 7 a 13 .

[0067] Nos exemplos 24 a 27, o minério foi moído com corpos moedores de liga de ferro fundido alto cromo com um teor de cromo de 21% por peso. A flotação foi realizada com os concentrados coletados ao longo dos intervalos de 0,5, 2, 4, 7 e 10 minutos. Não houve adição de peróxido de hidrogênio no Exemplo 24. Nos exemplos 25 a 27, uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio a 1% por peso foi adicionada à polpa mineral condicionada em uma quantidade de 15 g/t (1000 kg) de minério. No exemplo 25, a flotação foi iniciada imediatamente após a adição do peróxido de hidrogênio, enquanto que, nos exemplos 26 e 27, o minério foi condicionado com o peróxido de hidrogênio, iniciando-se a flotação 15 e 60 minutos após a adição do peróxido de hidrogênio.

[0068] A Figura 11 mostra o gráfico das curvas de qualidade do concentrado de cobre acumulado em função da recuperação de cobre acumulado para os exemplos 24 a 27. As Tabelas 13 e 14 comparam estes resultados em 94% de recuperação de cobre e 20% de qualidade do concentrado de cobre.
TABELA 13: QUALIDADES DO CONCENTRADO DE COBRE E FERRO E RECUPERAÇÕES DE DILUENTES EM 94% DE RECUPERAÇÃO DE COBRE.

[0069] Os dados das Tabelas 13 e 14 mostram que o método da invenção proporciona os melhores resultados, se houver, ou não, apenas um pequeno atraso entre a adição de peróxido de hidrogênio e a etapa de flotação. No entanto, mesmo quando o minério é condicionado com peróxido de hidrogênio, o método da invenção ainda fornece uma melhora sobre o método que utiliza corpos moedores feitos de liga de ferro fundido alto cromo e sem o peróxido de hidrogênio.

Claims

Método para recuperar um concentrado de sulfeto de cobre a partir de um minério contendo um sulfeto de ferro, CARACTERIZADO pelo fato de compreender as etapas de:
- a) moer a úmido o minério com corpos moedores para formar uma polpa mineral,
- b) condicionar a polpa mineral com um composto coletor para formar uma polpa mineral condicionada, e
- c) flotar por espuma a polpa mineral condicionada para formar uma espuma e uma rejeito de flotação, separar a espuma da rejeito de flotação para recuperar um concentrado de sulfeto de cobre,
em que os corpos moedores feitos de liga de ferro fundido alto cromo, com um teor de cromo de 10 a 35% por peso, são utilizados na etapa a) e o peróxido de hidrogênio é adicionado à polpa mineral condicionada entre as etapas b) e c) ou durante a etapa c).
Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de os corpos moedores serem bolas de liga de ferro fundido alto cromo com um teor de cromo de 10 a 35% por peso.
Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de a liga de ferro fundido alto cromo ser uma liga de ferro branco alto cromo que compreende uma fase de carboneto.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de a liga de ferro fundido alto cromo ser uma solução martensítica sólida, livre de perlita, e compreender menos do que 5% por peso de austenita.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de o peróxido de hidrogênio ser adicionado menos de 15 minutos antes de um gás ser introduzido na flotação por espuma.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de a flotação por espuma ser realizada de forma contínua e o peróxido de hidrogênio ser adicionado continuamente durante a flotação por espuma.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de o peróxido hidrogênio ser adicionado como uma solução aquosa compreendendo de 0,5 a 5% por peso de peróxido de hidrogênio.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de um alquil xantato de metal alcalino ser utilizado como coletor.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de o peróxido de hidrogênio ser adicionado em uma quantidade de 0,5 a 10 vezes uma quantidade alvo, a quantidade alvo ser determinada em uma série de experimentos preliminares, nos quais a quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada variou, a concentração de oxigênio dissolvido ser determinada na polpa mineral depois da adição de peróxido de hidrogênio, a concentração de oxigênio dissolvido ser representada graficamente em relação à quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada de modo a dar uma curva com um ponto de inflexão, e a quantidade alvo de peróxido de hidrogênio ser determinada como a quantidade de peróxido de hidrogênio no ponto de inflexão.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de a concentração de oxigênio dissolvido ser determinada na polpa mineral após a adição de peróxido de hidrogênio e a quantidade de peróxido de hidrogênio adicionada ser ajustada para manter uma concentração mínima de oxigênio dissolvido.