BR112017026396B1

BR112017026396B1 - Processo integrado para recuperar metais de valor a partir de minério

Info

Publication number: BR112017026396B1
Application number: BR112017026396-3A
Authority: BR
Inventors: Anthony Owen Filmer; Daniel John Alexander
Original assignee: Anglo American Technical & Sustainability Services Ltd
Priority date: 2016-05-11
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2022-10-18
Also published as: EA037444B1; PE20171700A1; EA201892519A1; CL2016002682A1; CN109311027A; MX2018012507A; FI20185976A1; ZA201708343B; PL428135A1; US20170326559A1; FI128361B; AU2017276325A1; AU2016247172B2; AR106441A1; PL240398B1; CO2016003230A1; WO2017195008A1; CA2988860C; BR112017026396A2; NZ747805A

Abstract

PROCESSO INTEGRADO PARA RECUPERAR METAIS DE VALOR A PARTIR DE MINÉRIO. Esta invenção se refere a um processo para recuperar metais de valor de minério (50) configurado de modo a reduzir ou eliminar substantivamente a necessidade de uma instalação de armazenamento de rejeitos. Esse objetivo é alcançado através de um sistema de processamento integrado projetado para aprimorar a razão entre resíduo de areia da flotação de partícula grossa (62) e a quantidade de rejeitos que surgem da flotação de partícula fina (72) e, então, mesclar uma proporção de materiais de ganga de flotação de partículas grossas e finas para uma pilha de drenagem livre (82).

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0001] As instalações de rejeitos da recuperação de minerais, historicamente, e ainda continuam a criar um legado para a indústria, e para as comunidades que hospedam as operações de processamento de mineração e de mineral. Os rejeitos são uma mistura de silte (<75 mícrons), areia de partícula fina (75 a 150 mícrons) e areia de partícula grossa (>150 mícrons) dos quais a maior parte dos componentes valiosos do minério foi recuperada com o uso de técnicas benéficas como flotação. O alto teor de silte faz com que os rejeitos tenham uma baixa condutividade hidráulica, que, embora os mesmos possam variar amplamente, são tipicamente em torno de 10 a 5 cm/s, o que significa que os rejeitos não drenam livremente.

[0002] A trituração de partícula fina do minério (por exemplo, cobre, ouro, zinco/chumbo, níquel, metais do grupo de platina, etc.) é necessária para liberar os valores da ganga contida, para a flotação seletiva dos valores em uma célula de flotação em espuma. Para o cobre, essa faixa de tamanho é tipicamente um p80 entre 100 e 200 mícrons. Consequentemente, todos os materiais da ganga associados ao mineral valioso são fragmentados em um tamanho semelhante. Os rejeitos resultantes são normalmente armazenados como uma pasta fluida ou massa espessada em uma instalação de armazenamento de rejeitos (TSF) para fins de construção construídos em um custo de capital significativo.

[0003] Com referência à Figura 1, em um circuito de flotação de partícula fina convencional, o minério de produção bruta (ROM) 10 da detonação e da moagem 12 é triturado 14 e classificado 16, tipicamente em um circuito fechado, retornando o material superdimensionado 18 da classificação para mais trituração, para produzir, por fim, o tamanho necessário para a flotação. O minério classificado é submetido à flotação de partícula fina 20 para obter o concentrado 22. Os rejeitos 24 da flotação de partícula fina 20 são espessados em um espessante 26 e armazenados em uma TSF 28.

[0004] Várias técnicas foram propostas para evitar ou minimizar a quantidade de rejeitos a serem armazenados em uma TSF.

[0005] Em alguns sistemas de descarte de rejeitos, a fração de partícula mais grossa dos rejeitos, contendo, principalmente, uma areia de partícula fina, é separada por um ciclone, e uma proporção dos rejeitos (tipicamente de 5 a 30% do minério total dependendo do tamanho triturado necessário para flotação) é empilhada e drenada separadamente. A redução moderada em quantidade de rejeitos é limitada pela necessidade de manter uma areia de drenagem livre para descarte. Por exemplo, onde essa areia é usada como em uma parede de barragem de sustentação de carga, a areia exige tipicamente menos que 15% de teor de silte. Os rejeitos residuais ainda necessitam de armazenamento em uma barragem para fins de construção grande.

[0006] De maneira crescente, em áreas em que o local da TSF é particularmente problemático e a água é escassa, a pasta fluida de dejeto é filtrada e depositada como um lodo sólido contendo cerca de 15 a 20% de água. A filtração é custosa, devido a uma taxa de filtração lenta resultando da baixa condutividade hidráulica dos rejeitos (contendo tipicamente cerca de 50% de silte). O resíduo filtrado tem pouca integridade estrutural e permanece submetido à formação de lama e erosão durante os períodos de chuva e poeira excessiva, se alterado.

[0007] Várias propostas também foram feitas para mesclar alguma fração dos rejeitos juntamente com dejetos de mineração do processo de mineração. Os rejeitos de partícula fina reduzem a permeabilidade dos dejetos de mineração e, por conseguinte, sua propensão para geração de ácido. No entanto, essa técnica não possibilita a recuperação de água significativa a partir dos rejeitos, e não foi amplamente adotada pela indústria.

[0008] As razões incluem a incompatibilidade nas quantidades de rejeitos e dejetos de mineração em diferentes períodos da vida da mina, e a dificuldade na distribuição eficaz do lodo de partícula fina através dos dejetos de mineração em proporções adequadas.

[0009] Nos últimos anos, uma alternativa para a flotação de partícula fina convencional foi proposta. (G. J. Jamieson, Aus.I.M.M. G.D. Delprat Distinguished Lecture Series, Sydney, 2013). Essa modificação conforme ilustrada abaixo, é denominada flotação de partícula grossa, e foi promovida como um método de redução dos custos de energia associados à trituração de partícula fina de minérios.

[0010] Com referência à Figura 2, na flotação de partícula grossa, o minério de produção bruta (ROM) 30 da explosão e da moagem 32 é triturado 34 para um tamanho mais grosso do que aquele para a flotação de partícula fina convencional, de modo que a maioria dos minerais valiosos sejam parcialmente expostos, mas não totalmente liberados. Tipicamente, a distribuição de partícula ideal da alimentação para uma flotação de partícula grossa é dimensionada entre 150 mícrons e 1 mm. O tamanho superior é limitado pelo projeto do equipamento de flotação ou pelo tamanho de partícula em que uma proporção significativa do componente valioso dos grãos de minério não é mais exposta na superfície de partículas predominantemente de ganga. Para minérios de cobre ou ouro, esse limite de exposição superior ocorre tipicamente em um tamanho de partícula de cerca de 300 a 700 mícrons.

[0011] O limite de tamanho inferior para a flotação de partícula grossa é determinado pela separação relativamente ineficiente de partículas finas no equipamento de flotação de partícula grossa. Por exemplo, com a célula Hydrofloat da Eriez comercialmente disponível, o limite de tamanho inferior é tipicamente em torno de 150 mícrons, conforme a maioria das partículas menores serão simplesmente entranhadas na água de fluidizarão.

[0012] O minério triturado é classificado em um primeiro classificador 36, tipicamente em um circuito fechado, retornando o material superdimensionado 38 da classificação para trituração adicional. O minério classificado é adicionalmente classificado em um segundo classificador 38. Uma fração do minério na janela de tamanho operacional selecionada para flotação de partícula grossa (diz-se de 150 mícrons a 700 mícrons) é separada do restante do minério ROM de partícula mais fina e mais grossa, e é submetida a flotação em uma célula de flotação de partícula grossa 40 especialmente projetada, para produzir um concentrado intermediário. O material superdimensionado é reciclado para mais fragmentação e o material de partícula mais fina da pré-classificação (tipicamente, areia de partícula fina e silte a <150 mícrons, e justificando 50% ou mais da ROM total) é direcionado à flotação de partícula fina convencional 42. O concentrado intermediário produzido em flotação de partícula grossa, tipicamente de 5 a 20% da alimentação original, é retriturado 44 para um tamanho em que a fração valiosa no minério é liberada e adequada para produzir um concentrado vendável. O mesmo se refere ao benefício adicional através da flotação convencional 42, juntamente com a fração de partículas finas da classificação. Esse processo de flotação convencional ou de partículas finas produz um produto de concentrado final 45 e um resíduo de rejeitos de partícula fina. Os rejeitos que surgem tanto da flotação de partícula grossa quanto da fina são, então, combinados, espessados 46 e depositados em uma TSF 48.

[0013] Um exemplo de tal célula de flotação de partícula grossa é a célula Hydrofloat, fabricada por Eriez (patente US 6425485 B1, 2002). O potencial para aplicação dessa célula para tratar cobre, ouro e outros minérios de sulfeto é descrito em vários papéis e procedimentos de conferência (como J. Concha, E. Wasmund http://docplayer.es/10992550-Flotacion-de-finos-y- gruesos-aplicada-a-la-recuperacion-de-minerales-de-cobre.html). Também há outros projetos de célula de flotação de partícula grossa, e outros métodos relacionados foram propostos para separar parcialmente as partículas grossas expostas da ganga, pela fixação seletiva de um agente de coleta e flotação. Por questão de simplicidade, todas essas tecnologias de separação alternativas, serão, todas, denominadas flotação de partícula grossa.

[0014] Um objetivo desta invenção consiste em fornecer um sistema de processamento integrado que utiliza a flotação de partícula grossa para eliminar ou reduzir a exigência de uma instalação de armazenamento de rejeitos (TSF).

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0015] De acordo com a invenção, fornece-se um processo integrado para recuperar metais de valor a partir de minério configurado de modo a reduzir ou eliminar substancialmente a necessidade de uma instalação de armazenamento de rejeitos, incluindo as etapas de:

[0016] a) fragmentar o minério em um dispositivo de fragmentação,

[0017] b) classificar o minério fragmentado em um dispositivo de classificação para obter uma fração classificada adequada para reciclagem para a fragmentação adicional, uma fração classificada adequada para flotação de partícula grossa e fração classificada adequada para flotação de partícula fina;

[0018] c) submeter a fração adequada para flotação de partícula grossa à flotação de partícula grossa para obter um concentrado intermediário e um resíduo de areia de partícula grossa;

[0019] d) desidratar o resíduo de areia de partícula grossa para obter um resíduo de partícula grossa desidratado;

[0020] e) triturar o material superdimensionado no concentrado intermediário para um tamanho adequado para flotação de partícula fina;

[0021] f) submeter as frações adequadas para flotação de partícula fina à flotação de partícula fina e obter rejeitos de partícula fina;

[0022] g) espessar os rejeitos de partícula fina para obter rejeitos de partícula fina espessados; e

[0023] h) mesclar o resíduo de areia de partícula grossa desidratado e os rejeitos de partícula fina espessados, tipicamente para obter uma mescla contendo de 10% até 30% em massa de rejeitos de partícula fina espessados (um silte contendo rejeitos de partícula muito fina com menos de 75 mícrons de diâmetro), e de 70% a 90% em massa resíduo de partícula grossa desidratado com um tamanho de partícula maior que 75 mícrons, e empilhar a seco a mescla para, desse modo, obter um acúmulo empilhado que é estável e de drenagem livre. Tipicamente, a mescla contém uma razão de 0,5 para 0,7 de areia de partícula grossa para 0,5 a 0,3 de rejeitos de partícula fina, de preferência, uma razão de rejeitos de partícula fina de 0,6 de areia de partícula grossa para 0,4 de rejeitos de partícula fina em massa.

[0024] De preferência, a fragmentação do minério na etapa a) é realizada no circuito fechado com classificação, de modo a minimizar a exposição do material na faixa de tamanho adequado para flotação de partícula grossa ou fina para a fragmentação adicional e, por conseguinte, evitar a formação conseguinte de silte excessivo (material com um tamanho de partícula menor que 75 mícrons de diâmetro). Embora o circuito de fragmentação possa operar em um p80 consideravelmente maior que aquele do limite de tamanho superior desejado para flotação de partícula grossa, as partículas superdimensionadas de diâmetro maior que cerca de 500 mícrons, em que os valores para o minério específico não estão suficientemente expostos na superfície, são classificados e reciclados para fragmentação adicional. Embora o dispositivo de fragmentação preferencial tenha um módulo de Schumann que minimiza a geração de partículas finas conforme descrito em Runge et. al. em Second Aus. I. M. M. Geometallurgy conference 2013, o conceito de escalpelação o subdimensionamento da carga de fragmentação de recirculação, para a flotação de partícula grossa, é aplicável a todos os dispositivos de fragmentação conhecidos. Enquanto o dispositivo de classificação preferencial terá uma curva de partição aguda, (com a nitidez dessa curva melhor definida pelos valores alfa 3, de preferência, maior que 5 na curva de eficiência de classificação descrita em Napier Munn ET AL em Mineral Comminution Circuits (JKMRC Monograph), 1996, por exemplo, uma tela ou um classificador hidráulico, para minimizar o deslocamento de material mais fino do que o tamanho de classificação desejado de volta par a fragmentação, o conceito é aplicável a todos os dispositivos de classificação conhecidos.

[0025] De preferência, o teor de silte (partículas menores que 75 mícrons de diâmetro) formado na fragmentação da etapa a) é menor que 25% em massa do minério e, com mais preferência, menor que 20%, e ainda com mais preferência, menor que 15%; e o minério para flotação de partícula grossa é triturado para um tamanho necessário para a exposição de pelo menos 85% e, de preferência, maior que 90% dos valores no minério que é processado, por exemplo, o minério deve ser triturado e classificado para gerar uma faixa de tamanho de partícula maior que 150 mícrons até 1.000 mícrons, tipicamente de 200 mícrons até 800 mícrons e, de preferência, de 200 mícrons até 500 mícrons.

[0026] De preferência, as partículas subdimensionadas do produto da primeira classificação são separadas em um segundo dispositivo de classificação, para uma fração de partículas finas tipicamente menor que 150 mícrons, que é, então, submetida a trituração e) ou diretamente à etapa f) de flotação de partícula fina, dependendo do tamanho preferencial para flotação de partícula fina de um minério específico.

[0027] A fração de classificação entre o tamanho mínimo de cerca de 150 mícrons e o tamanho máximo de, diga-se, 700 mícrons é submetida à flotação de partícula grossa na etapa c). Na etapa c), a massa do concentrado intermediário produzido é menor que 25% da alimentação de flotação de partícula grossa e, de preferência, menor que 20% e, ainda com mais preferência, menor que 15%.

[0028] O concentrado intermediário da etapa c) é direcionada para o processo de retrituração e classificação na etapa e), para produzir a distribuição de tamanho ideal de 20 a 125 mícrons para a etapa f) de flotação de partícula fina, sem criar novamente silte excessivo, isto é, onde a massa de formação de silte é restrita a menos que 50% da massa da alimentação para retrituração e, de preferência, menos que 40% e, ainda com mais preferência, menos que 30%.

[0029] De acordo com o processo da invenção:

[0030] os dispositivos de fragmentação e classificação são selecionados e operados para minimizar a geração de silte durante a fragmentação. Isso é obtido selecionando-se um dispositivo de fragmentação com um módulo de Schumann aceitável; e operando-se esse dispositivo no circuito fechado com um dispositivo de classificação que tem uma curva de partição íngreme de alfas (Napier Munn ET AL, 1996) maior que 5; e mantendo o p80 do produto do dispositivo de fragmentação em um p80 maior que aquele para o limite de tamanho superior para flotação de partícula grossa, de modo que mais de 50% do fluxo do dispositivo de fragmentação seja reciclado para fragmentação adicional.

[0031] Os dispositivos de fragmentação e classificação são selecionados e operados para maximizar a rejeição de ganga liberada como um resíduo de areia de partícula grossa. Isso é obtido selecionando-se os limites de tamanho superior e inferior para classificação de modo que as partículas de ganga sejam liberadas do minério mineralizado, em um tamanho em que a flotação de partícula grossa pode submeter à flotação diferencialmente a mineralização exposta (tipicamente de 150 mícrons a 1,0 mm), deixando a ganga sem qualquer exposição mineralizada para relatar ao resíduo de flotação de partícula grossa.

[0032] Em uma primeira modalidade da invenção: o resíduo de areia da flotação de partícula grossa na etapa c) tem uma condutividade hidráulica maior que 1 cm/s, de preferência, maior que 0,1 cm/s, com mais preferência, maios que 0,01 cm/s, e drena em uma taxa que permite o empilhamento hidráulico e a drenagem, ou rápida desidratação por meio de triagem ou filtração na etapa d), e, de preferência, contém mais de 60% da ganga presente no minério ROM; o resíduo de areia é desidratado, isto é, o teor de água é reduzido para 8 a 12%, tipicamente cerca de 10% em peso; os rejeitos da flotação de partícula fina na etapa e) são parcialmente desidratados, isto é, o teor de água é reduzido para 35 a 45%, tipicamente cerca de 40% em peso na etapa g), para formar uma pasta fluida ou massa; e os rejeitos de pasta fluida ou massa são mesclados, na etapa h), com o resíduo de areia de partícula grossa desidratado, para produzir a dita mescla.

[0033] Em uma segunda modalidade da invenção: o tamanho de classificação superior na etapa b) é aumentado além daquele para a recuperação ideal na flotação de partícula grossa na etapa c), isto é, aumentando-se o tamanho até um máximo em que as partículas grossas com flotação de exposição à superfície, tipicamente até um tamanho máximo de 0,7 a 1,5 mm; o resíduo de flotação de partícula grossa de etapa c) é adicionalmente classificado para separar uma fração de partículas mistas mais grossas que ainda contêm alguns valores oclusos significativos, isto é, acima do tamanho em que a maior parte do material mineralizado tem alguma exposição à superfície; e um resíduo de areia mais fina, tipicamente com um tamanho na faixa de cerca de 150 a 600 mícrons, que é adequado para descarte como na primeira modalidade; e a fração de partículas mistas de grau inferior pode ser retriturada ou armazenada até que seja reprocessada mais tarde na vida da mina, possibilitando o processamento aumentado de minério ROM de grau superior através dos recursos de fragmentação instalados.

[0034] Em uma terceira modalidade da invenção: os resíduos dos processos da flotação de partícula grossa e da flotação de partícula fina podem ser recombinados para permitir que a pasta fluida combinada seja transportada para um destino adequado. A corrente combinada pode ser, então, desidratada; seja por meio de filtração em que a presença de partículas grossas auxilia a taxa de filtração; ou, de preferência, reclassificada para gerar frações de partícula grossa ou de partícula fina que são processadas conforme descrito na primeira modalidade. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é um diagrama de fluxo de um circuito de flotação de partícula fina convencional; A Figura 2 é um diagrama de fluxo que mostra um circuito de flotação de partícula grossa; A Figura 3 é um diagrama de fluxo de um circuito de flotação de partícula grossa de acordo com uma primeira modalidade da invenção; A Figura 4 é um diagrama de fluxo de a circuito de flotação de partícula grossa de acordo com uma segunda modalidade da invenção; e A Figura 5 é um diagrama de fluxo de um circuito de flotação de partícula grossa de acordo com uma terceira modalidade da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0035] De acordo com a presente invenção fornece-se um processo para eliminar ou reduzir enormemente a proporção do minério de produção bruta que deve ser confinado em uma instalação de armazenamento de rejeitos para fins de construção (TSF).

[0036] Esses objetivos são alcançados através de um sistema de processamento integrado projetado para intensificar a razão entre resíduo de areia da flotação de partícula grossa e a quantidade de rejeitos que surgem da flotação de partícula fina e, então, gerenciando a colocação de todos ou de uma proporção dos materiais de ganga de flotação de partícula grossa e fina combinados para uma única pilha de drenagem livre. Através desse sistema inovador, a necessidade para qualquer TSF para fins de construção pode ser eliminada ou, no pior caso, reduzida muito substancialmente.

[0037] A essência da invenção é um sistema integrado de fragmentação, classificação, flotação de partícula grossa, flotação de partícula fina, drenagem de resíduo, mescla e empilhamento a seco. Através do controle eficaz de partículas finas e, em particular, silte, a geração de todos os estágios de fragmentação, uma proporção alta do minério de produção bruta (ROM) é separada em uma janela de tamanho de partícula desejada para flotação de partícula grossa. Isso possibilita tanto as recuperações de alta flotação do componente valioso quanto a rejeição de uma grande proporção da ganga como um resíduo de areia de partícula grossa. Esse resíduo de drenagem livre pode ser, então, mesclado com a pasta fluida de rejeitos de partícula fina espessados, para produzir um material compósito com um teor de silte que ainda permite a drenagem e, por conseguinte, que é adequado para ser independentemente empilhado.

[0038] Com referência à Figura 3, em um processo de uma primeira modalidade da invenção, o minério de produção bruta (ROM) 50 da explosão e moagem 52 é triturado 54 para expor os componentes valiosos à flotação de partícula grossa. Dois estágios de classificação, um estágio de primeira classificação 56 e um estágio de segunda classificação 58, são usados sequencialmente para reciclar o minério que ainda é muito grosso para a flotação de partícula grossa para a fragmentação adicional, e para separar as partículas finas para desviar da flotação de partícula grossa e se direcionar para a flotação de partícula fina. O material superdimensionado 60 do estágio de primeira classificação 56 é reciclado. O minério que está na janela de tamanho operacional desejada, é submetido à flotação de partícula grossa 62 para produzir um concentrado intermediário 64 e resíduo de areia de partícula grossa 66 contendo a maior parte da ganga. O concentrado intermediário 64 da flotação de partícula grossa 62 é retriturado 68, e juntamente com as partículas finas 70 da classificação original, são submetidos à flotação de partícula fina 72 para obter um concentrado 74. O resíduo de areia 66 da flotação de partícula grossa 62 é drenado 76 para recuperar a água contida 78 que é reciclada, e os rejeitos 80 da flotação de partícula fina são espessados para reduzir a água contida. A areia de partícula grossa e os rejeitos de partícula fina espessados são, então, mesclados e empilhados 82.

[0039] A chave para produzir rejeitos empilháveis 82 é a quantidade de partículas finas contida na mescla e, em particular, a quantidade de silte (definida como rejeitos com menos de 75 mícrons de diâmetro). O silte de partícula fina inibe grandemente as características de drenagem da pilha final. Embora cada minério seja ligeiramente diferente, sabe-se que os acúmulos empilhados de areia de partícula grossa podem ser estáveis até cerca de 25% do silte contido. Acima de cerca de 25% de silte, a condutividade hidráulica da pilha declina substancialmente, tornando o armazenamento não contido de tal material crescentemente problemático em climas úmidos, ou áreas sujeitas à atividade sísmica, ou em declives de montanha, ou onde a pilha é necessária para exibir integridade estrutural.

[0040] O primeiro componente do sistema integrado completo, que é submetido a esta invenção, é um processo de fragmentação e classificação (tanto na trituração primária quanto na retrituração). O processo de trituração primária deve ser configurado para gerar um teor de silte no minério fragmentado que está abaixo de 20% e, de preferência, abaixo de 15%, enquanto garante que a alimentação para flotação de partícula grossa é triturada até o tamanho necessário para a exposição de pelo menos 85% e, de preferência, maior que 90% dos valores no minério que é processado. Através da operação de dispositivos de fragmentação conhecidos com um módulo de Schumann alto, como moedores terciários e fresa de haste, ou módulo um pouco inferior, (HPGR, SAG e fresa de ponta esférica) em um circuito fechado com dispositivos de classificação conhecidos com uma curva de partição aguda (como telas Derrick ou DSM ou vários classificadores hidráulicos) ou classificadores não tão eficazes como hidrociclones, o minério fragmentado dentro da janela de operação selecionada pode ser “escalpelado” para flotação de partícula grossa. Para obter isso, a seleção de equipamento, configuração e fluxos de recirculação são especificamente projetados para evitar a formação de partículas finas na fragmentação, e evitar o deslocamento de material que já é triturado para dentro da janela de tamanho selecionado; para a carga de recirculação para fragmentação. O tamanho para a classificação da carga de fragmentação de recirculação é definido para maximizar o escalpe da carga de fragmentação de recirculação, consistente com a obtenção das recuperações satisfatórias na flotação de partícula grossa. Para minérios de cobre, esse tamanho superior está tipicamente na faixa de 350 a 600 mícrons. O princípio do projeto do sistema é evitar a geração de partículas finas na fragmentação e, então, maximizar a remoção de material abaixo da faixa de tamanho superior do circuito de fragmentação, para evitar a possibilidade de que esse seja excessivamente triturado para produzir silte. Isso afeta a seleção ideal de dispositivos de fragmentação e classificação. Por exemplo, uma fresa de haste é bem conhecida para fornecer uma curva de distribuição mais aguda do que uma fresa de ponta esférica. E o uso de um ciclone convencional para classificação fornece uma curva de partição inferior para telas ou classificadores.

[0041] O segundo componente do sistema é a classificação de material que tem partícula mais fina do que aquele adequado para flotação de partícula grossa. A eficiência de separação de partículas finas na flotação de partícula grossa é limitada, em relação à flotação de partícula fina convencional. Se o equipamento de flotação de partícula grossa selecionado não exigir a remoção de partículas finas, esse componente se torna opcional, sendo que o material de partícula fina é submetido à flotação juntamente com a mineralização exposta.

[0042] O terceiro componente do sistema completo é a própria flotação de partícula grossa, e a desidratação subsequente do resíduo de flotação de partícula grossa. A extração de massa do concentrado intermediário da flotação de partícula grossa pode ser ajustada para produzir uma recuperação e um grau satisfatórios. (Tipicamente essa será a extração de massa para concentrado de 5 a 30% da alimentação e, preferência, cerca de 10 a 20%). O resíduo de areia de partícula grossa resultante (em torno de 50 a 60% do minério de produção bruta), tem a maior parte dos sulfetos removida e tem uma alta condutividade hidráulica e pode ser prontamente peneirada ou permitida a drenar naturalmente, para recuperar a água contida. A água recuperada é essencialmente livre de limos e é prontamente reciclável. O resíduo de areia de partícula grossa desidratado, então, contém tipicamente cerca de 10% em peso de água.

[0043] No quarto componente do sistema completo, esse concentrado intermediário é retriturado para liberar de modo mais completo os valores. O mesmo é misturado com a corrente de material subdimensionado produzido pela classificação anterior e submetido à flotação para produzir um concentrado vendável. Ou, no caso de ouro, lixiviado para recuperar o ouro exposto. Os rejeitos finais dessa flotação adicional representam cerca de 40 a 50% da massa total do minério ROM, com uma fração contida abaixo de 75 mícrons de silte tipicamente cerca de metade do material total dessa corrente de rejeitos de flotação de partícula fina. Isso tipicamente se iguala a um total de material abaixo de 75 mícrons de cerca de 20 a 25% em massa do ROM original.

[0044] No quinto componente do sistema completo, os rejeitos da flotação de partícula fina são desidratados até onde possível. Isso é tipicamente realizado em um espessante para produzir rejeitos ou massa espessada, mas os rejeitos de partícula fina também poderiam ser filtrados para recuperar a água adicional.

[0045] No sexto componente do sistema completo, essa pasta fluida ou massa espessada é mesclada de volta em parte ou totalmente, com o resíduo de areia de partícula grossa drenado. A razão de mescla desejada será limitada de acordo com os requisitos geotécnicos para o acúmulo de resíduos. O fato de satisfazer essas especificações será afetado pela quantidade de silte, resultante do projeto e da operação de outras partes do sistema. Para um acúmulo de areia de sustentação independente semelhante aos dejetos de mineração, é desejável que o teor de silte seja menor que cerca de 25%, enquanto para aplicações com mais sustentação de carga como construção de barragem, de preferência, menos de 15% de silte. Acima de 25% de silte, haverá uma necessidade aumentada quanto à compactação e reforço. O teor de água desse resíduo combinado é tipicamente cerca de 20% em peso.

[0046] No caso em que o sistema de fragmentação e classificação, para um depósito específico, não obtém um produto mesclado com características geotécnicas aceitáveis para descarte, uma proporção das partículas finas exigirá armazenamento em uma TSF. Ou, no caso em que há uma opção de descarte com custo inferior para uma fração das partículas finas em uma TSF convencional, a razão de mescla pode ser ajustada de acordo.

[0047] O resíduo mesclado pode ser transportado por caminhão ou transportador e empilhado de uma maneira favorável ao descarte sustentável a longo prazo.

[0048] Em suma, o sistema geral de fragmentação, classificação, flotação de partícula grossa e fina, drenagem, espessamento e mescla resulta em um custo unitário significativamente menor para processar o minério de baixo grau. Isso é uma consequência de custos de fragmentação significativamente menores (trituração de partícula mais grossa); consumo de água inferior e requisitos de capacidade para TSF construída para qualquer propósito. Essa estrutura com custo unitário inferior pode reduzir o grau de corte viável aumentando, desse modo, a recuperação de recurso econômico e melhorando substantivamente a vida da mina. Isso é aplicável a ambos os recursos quando o armazenamento de rejeitos em uma forma de pasta fluida é particularmente problemático, e em que um método de descarte mais sustentável é desejável a partir de uma perspectiva de fechamento a longo prazo.

[0049] Uma segunda modalidade da invenção esboçada na Figura 4, na qual o processo é configurado em uma configuração de armazenamento de baixo grau. Com referência à Figura 4, o minério de produção bruta (ROM) 50 da explosão e moagem 52 é triturado 54 para expor os componentes valiosos à flotação de partícula grossa. Dois estágios de classificação, um estágio de primeira classificação 56 e um estágio de segunda classificação 58, são usados sequencialmente para reciclar o minério que ainda é muito grosso para a flotação de partícula grossa para a fragmentação adicional, e para separar as partículas finas para desviar da flotação de partícula grossa e se direcionar para a flotação de partícula fina. O material superdimensionado 60 do estágio de primeira classificação 56 é reciclado. O minério que está na janela de tamanho operacional desejada, é submetido à flotação de partícula grossa 62 para produzir um concentrado intermediário 64 e resíduo de areia de partícula grossa 66 contendo a maior parte da ganga. O concentrado intermediário 64 da flotação de partícula grossa 62 é retriturado 68, e juntamente com as partículas finas 70 da classificação original, são submetidos à flotação de partícula fina 72 para obter um concentrado 74.

[0050] Nessa segunda modalidade da invenção, o limite de tamanho superior para a janela operacional processada através de flotação de partícula grossa 62 é definida em um tamanho de partícula maior. Esse limite de tamanho superior pode ser entre 500 e 1.500 mícrons, dependendo das características de exposição do minério específico e das características de flotação do equipamento de flotação de partícula grossa. A faixa de tamanho aumentada da janela operacional, aumenta o escalpe de material tirado de cada passo da carga de circulação entre a fragmentação e a classificação. Desse modo, essa reduz o ciclo de material 60 logo acima da faixa de tamanho ideal para flotação de partícula grossa e, por isso, a proporção de silte é formada nesse circuito de fragmentação inicial.

[0051] Nessa configuração, é aceitável que uma fração significativa dos valores contidos na partícula mais grossa das partículas de minério enviadas para flotação de partícula grossa fique oclusa na ganga e, desse modo, não tenha uma superfície adequada para a fixação de bolhas durante a flotação de partícula grossa. As recuperações através da flotação de partícula grossa serão, portanto, restritas aos grãos expostos e, por isso, a recuperação da fração de minério mais grossa será menor que aquela obtenível com um tamanho de classificação mais fino. No entanto, a maior parte do minério valioso ocluso que permanece no resíduo de flotação de partícula grossa 66 estará nas mais grossas partículas, e pode ser separada do resíduo de flotação de partícula grossa por dispositivos de classificação normais. Essa mais grossa fração, enquanto o grau mais baixo que a alimentação de ROM devido à partição natural durante a fragmentação e que é parcialmente exaurida de seus valores por meio de flotação de partícula grossa, ainda é válida em relação à trituração adicional para recuperação de mineral. A mais grossa fração pode ser separada do resíduo de flotação de partícula grossa com o uso de equipamento de classificação 84 de tamanho bem conhecido, drenada e armazenada como uma partícula mista 86, para o retratamento em um tempo adequado através de retrituração ou lixiviação do acúmulo. A fração mais fina dessa classificação pós-flotação (tipicamente entre 150 e cerca de 600 mícrons dependendo das características de liberação do minério) forma, então, o resíduo de flotação de partícula grossa final 88 que é drenado 76 para recuperar a água contida 78 que é reciclada, e os rejeitos 80 da flotação de partícula fina são espessados para reduzir a água contida. A areia de partícula grossa e os rejeitos de partícula fina são, então, mesclados e empilhados 82.

[0052] A vantagem dessa configuração é que o minério ROM de grau superior adicional pode substituir as partículas mistas de grau inferior na capacidade de fragmentação disponível aprimorando, desse modo, o perfil de produção da mina. Por fim, as partículas mistas podem ser reaproveitadas do armazenamento e reprocessadas mais tarde na vida da mina e, por conseguinte, não são esterilizadas. Alternativamente, as partículas mistas podem ser submetidas a uma lixiviação do acúmulo. Nesse sentido, essa variante é semelhante ao método de manipulação de grau que é praticado com o minério moído grosseiramente.

[0053] Uma terceira modalidade da invenção é ilustrada na Figura 5. Essa modalidade é tipicamente usada quando o transporte de pasta fluida do resíduo e dos rejeitos para um local de descarte for uma consideração específica. Com referência à Figura 5, o minério de produção bruta (ROM) 50 da explosão e moagem 52 é triturado 54 para expor os componentes valiosos à flotação de partícula grossa. Dois estágios de classificação, um estágio de primeira classificação 56 e um estágio de segunda classificação 58, são usados sequencialmente para reciclar o minério que ainda é muito grosso para a flotação de partícula grossa para a fragmentação adicional, e para separar as partículas finas para desviar da flotação de partícula grossa e se direcionar para a flotação de partícula fina. O material superdimensionado 60 do estágio de primeira classificação 56 é reciclado. O minério que está na janela de tamanho operacional desejada, é submetido à flotação de partícula grossa 62 para produzir um concentrado intermediário 64 e resíduo de areia de partícula grossa 66 contendo a maior parte da ganga. O concentrado intermediário 64 da flotação de partícula grossa 62 é retriturado 68, e juntamente com as partículas finas 70 da classificação original, são submetidos à flotação de partícula fina 72 para obter um concentrado 74. O sistema é semelhante à primeira modalidade da invenção, exceto que os materiais de refugo tanto da flotação de partícula fina quanto grossa, isto é, o resíduo de partícula grossa 66 e os rejeitos de partícula fina 90, são recombinados para transportar os mesmos como uma pasta fluida combinada para seu local de descarte. No presente documento, os mesmos podem ser filtrados, ou a fração de partícula predominantemente grossa (> 150 mícrons) pode ser separada com o uso de um ciclone ou dispositivo de classificação 92 semelhante, e drenada 94 para replicar principalmente a formulação original de resíduo de areia de partícula grossa de drenagem livre. A água 96 drenada em 94 pode ser reciclada. O material de partícula fina na sobrecarga do ciclone replica os rejeitos de flotação de partícula fina, o qual é novamente tratado conforme anteriormente descrito. As partículas finas espessadas 98 são mescladas com o material de partícula grossa drenado 100 e empilhadas a seco 102.

[0054] Em suma, através da seleção de projetos de fragmentação e classificação adequados e condições de operação, e com o uso de técnicas de flotação de partícula grossa, e da drenagem do resíduo de partícula grossa, e da mescla desses rejeitos de partícula fina espessados, em um sistema de produção integrada, esta invenção pode: • obter recuperações de mineral elevadas • com consumos de energia reduzidos; • e recuperar uma proporção substantiva da água a partir do resíduo; • e eliminar ou reduzir enormemente a exigência para uma TSF. Mais benefícios também podem resultar para alguns depósitos. Através das economias de custo unitário resultante, o sistema integrado também possibilita uma redução no grau de corte econômico do minério e, por isso, intensifica a recuperação de recurso geral. O sistema integrado também aprimora potencialmente a intensidade capital do circuito geral de fragmentação e classificação.

EXEMPLO

[0055] O minério ROM parcialmente triturado de uma mina chilena do subfluxo do ciclone no circuito de fragmentação existente. O mesmo foi usado para testar a flotação de partícula grossa e o empilhamento a seco. As recuperações de cobre foram consistentes com o grau de exposição da mineralização de cobre na superfície das partículas. As recuperações de cobre foram maiores que 90% em um tamanho de partícula de 350 mícrons, caindo para menos que 70% de recuperação em um tamanho de partícula de 500 mícrons. A extração de massa geral foi de 20%. Desse modo, uma alta recuperação na flotação de partícula grossa pode ser obtida quando o material ROM for classificado para um tamanho de partícula máximo de cerca de 450 mícrons. O teor de enxofre do resíduo foi de 0,3%, sem expressão de sulfetos na superfície observável.

[0056] O resíduo de partícula grossa drenado livremente para um teor de água contida foi de 10%. O resíduo de partícula fina espessado tinha um teor de água de 40%. Quando misturados em uma razão de 0,6 de material de partícula grossa para 0,4 de material de partícula fina, os sólidos combinados exibiram integridade estrutural suficiente para o empilhamento independente. [0057] A modelagem do circuito de fragmentação (SAG e fresa de ponta esférica) indica que com o uso de um dispositivo de classificação com uma curva de partição aguda (seja uma tela ou um classificador hidráulico), a % de silte reportando para o resíduo combinado seria significativamente menor que 30% do minério ROM. O uso de um dispositivo de fragmentação com menos propensão à formação de partículas finas (por exemplo, moedor em cone ou fresa de haste ou dimensionador mineral ou impactador de eixo vertical), esse teor de silte reduziria ainda mais

Claims

1. Processo integrado para recuperar metais de valor a partir de minério, caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de: a) fragmentar o minério em um dispositivo de fragmentação, b) classificar o minério fragmentado em um dispositivo de classificação para obter uma fração classificada adequada para fragmentação adicional, uma fração classificada com um tamanho de partícula de 150 micrômetros até 1000 micrômetros, adequada para flotação de partícula grossa e fração classificada com um tamanho de partícula de 150 micrômetros adequada para flotação de partícula fina; c) submeter a fração adequada para flotação de partícula grossa à flotação de partícula grossa da etapa b) para obter um concentrado intermediário e um resíduo de areia de partícula grossa com um tamanho de partícula de 150 micrômetros até 1000 micrômetros; d) desidratar o resíduo de areia de partícula grossa da etapa c) para obter um resíduo de partícula grossa desidratado, em que o resíduo de areia de partícula grossa é desidratado até 8 a 12% de água em peso; e) triturar o concentrado intermediário da etapa c) para um tamanho de partícula de 20 a 125 micrômetros adequado para flotação de partícula fina f) submeter as frações adequadas para flotação de partícula fina da etapa b) e da etapa e) à flotação de partícula fina e obter rejeitos de partícula fina; g) espessar os rejeitos de partícula fina da etapa f) para obter rejeitos de partícula fina espessados; e h) mesclar o resíduo de partícula grossa desidratado da etapa d) com os rejeitos de partícula fina espessados da etapa g) para obter uma mescla, em que a mescla contém uma razão de 0,5 a 0,7 de resíduo de partícula grossa para 0,5 a 0,3 de rejeitos de partícula fina, em massa e empilhar a seco a mescla para, desse modo, obter um acúmulo empilhado.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mescla contém uma razão de 0,6 de resíduo de partícula grossa para 0,4 de rejeitos de partícula fina, em massa.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fragmentação do minério na etapa a) é realizada em circuito fechado com classificação de partícula grossa.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fragmentação tem um módulo de Schumann que minimiza a geração das partículas finas.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa b), o dispositivo de classificação tem uma curva de partição aguda com um valor alfa maior que 3.

6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa b), o dispositivo de classificação tem uma curva de partição aguda com um valor alfa maior que 5.

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de classificação é uma tela ou um classificador hidráulico.

8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o teor de silte formado na fragmentação da etapa a) é menor que 25% em massa do minério.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o teor de silte formado na fragmentação da etapa a) é menor que 20% em massa do minério.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o teor de silte formado na fragmentação da etapa a) é menor que 15% em massa do minério.

11. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa a), o minério é triturado até um tamanho necessário para a exposição de pelo menos 85% dos valores no minério que é processado.

12. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa a), o minério é triturado até um tamanho necessário para a exposição de mais que 90% dos valores no minério que é processado.

13. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa a), o minério é triturado e classificado em uma faixa de tamanho de partícula maior que 200 micrômetros até 800 micrômetros.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que na etapa a), o minério é triturado e classificado em uma faixa de tamanho de partícula maior que 200 micrômetros até 500 micrômetros.

15. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fração classificada adequada para reciclar, na etapa b), tem partículas acima de um tamanho máximo selecionado dentro da faixa de 350 a 1.000 micrômetros.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a fração classificada adequada para reciclar é reciclada para fragmentação adicional.

17. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas subdimensionadas menores que 150 micrômetros de tamanho do dispositivo de classificação são submetidas à classificação adicional em um segundo dispositivo de classificação, e uma fração de partículas finas separada é submetida à trituração de partícula fina na etapa e) ou à flotação de partícula fina na etapa f).

18. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa c) a fração adequada para flotação de partícula grossa tem um tamanho de partícula maior que 150 micrômetros até 700 micrômetros.

19. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa c), a massa do concentrado intermediário é menor que 25% da alimentação.

20. Processo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que na etapa c), a massa do concentrado intermediário é menor que 20% da alimentação.

21. Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que na etapa c), a massa do concentrado intermediário é menor que 15% da alimentação.

22. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o concentrado intermediário da etapa c) é direcionado a um processo de retrituração e classificação na etapa e), para produzir a distribuição de tamanho ideal para flotação de partícula fina de 20 a 125 micrômetros, em que a massa de silte é restrita a menos que 50% da massa da alimentação para retrituração.

23. Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a massa de silte é restrita a menos de 40% da massa da alimentação para retrituração.

24. Processo de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a massa de silte é restrita a menos de 30% da massa da alimentação para retrituração.

25. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fragmentação tem um alto módulo de Schumann para minimizar a geração de silte durante a fragmentação.

26. Processo de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o material flui através da fragmentação e o equipamento de classificação é configurado para maximizar a rejeição da ganga liberada como um resíduo de areia de partícula grossa.

27. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o resíduo de areia de partícula grossa na etapa c) tem uma condutividade hidráulica maior que 1 cm/s.

28. Processo de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o resíduo de areia de partícula grossa na etapa c) tem uma condutividade hidráulica maior que 0,1 cm/s.

29. Processo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o resíduo de areia de partícula grossa na etapa c) tem uma condutividade hidráulica maior que 0,01 cm/s.

30. Processo de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o resíduo de areia de partícula grossa na etapa c) contém mais de 60% em peso da ganga presente no minério ROM.

31. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o resíduo de areia de partícula grossa é desidratado até 10% de água em peso.

32. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a água nos rejeitos de partícula fina espessados na etapa g) é reduzida para 35 a 45% de água em peso.

33. Processo de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que a água nos rejeitos de partícula fina espessados na etapa g) é reduzida para 40% de água em peso.

34. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um tamanho de classificação superior na etapa b) é aumentado além daquele para a recuperação ideal na flotação de partícula grossa na etapa c).

35. Processo de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que um tamanho de classificação superior na etapa b) é até um tamanho máximo de 0,7 a 1,5 micrômetros.

36. Processo de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que o resíduo de flotação de partícula grossa da etapa c) é adicionalmente classificado para separar uma fração de partículas mistas mais grossas, com uma faixa de tamanho de 150 a 600 micrômetros, e uma fração de partículas mistas é armazenada para reprocessamento mais tarde na vida da mina.