MXPA94006374A - Proceso mejorado para la flotacion de un concentrado mineral - Google Patents

Abstract

Se describe un proceso para la flotación de un concentrado mineral, que comprende los pasos para formar una suspensión espesa acuosa de una mena de mineral molido que contienepartículas de una especie de mineral deseado y adicionar un reactivo de flotación que causa una variación deseada en la tendencia a la flotación de la especie de mineral deseada, presente dentro de la suspensión espesa, para incrementar la eficiencia de separación de esa especie mineral de la suspensión espesa con relación a una situación donde el reactivo de flotación estáausente de la suspensión espesa. Un agente estabilizante se introduce a la suspensión espesa en una cantidad que crea condiciones electroquímicas que conducen a la separación del mineral deseado de la suspensión espesa y causa la destrucción de un componente nocivo de la suspensión espesa, que consume el reactivo de flotación, para de esta manera mantener o mejorar la eficiencia de separación de la especie de mineral deseada de la suspensión espesa de mena molida.

Description

# "PROCESO MEJORADO PARA LA FLOTACIÓN DE UN CONCENTRADO MINERAL" Inventor: WALTER HOECKER, australiano, domiciliado en C/o, 799 Pacific Highway, Chatswood, N.S.W. 2057, Australia.

Causahabiente : THE COMMONWEALTH INDUSTRIAL GASES LIMITED, sociedad australiana, domiciliada en 799 Pacific Highway, Chatswood, NSW 2057, Australia .

RESUMEN. £>E LA I NVENC IÓN * Se describe un proceso para la flotación de un concentrado mineral, que comprende los pasos de formar una suspensión espesa acuosa de una mena de mineral molido que contiene partículas de una especie de mineral deseado y adicionar un reactivo de flotación que causa una variación deseada en la tendencia a la flotación de la especie de mineral deseada, presente dentro de la suspensión espesa, para incrementar la eficiencia de separación de esa especie mineral de la suspensión espesa con relación a una situación donde el reactivo de flotación está ausente de la suspensión espesa. Un agente estabilizante se introduce a la suspensión espesa en una cantidad que crea condiciones electroquímicas que conducen a la separación del mineral deseado de la suspensión espesa y causa la destrucción de un componente nocivo de la suspensión espesa, que consume el reactivo de flotación, para de esta manera mantener o mejorar la eficiencia de separación de la especie de mineral deseada de la suspensión espesa de mena molida.

CAMPO DE LA INVENCIÓN # La presente invención se refiere a procesos de flotación y, en particular, a procesos que requieren la activación o depresión de especies presentes en un concentrado de mena molida.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La flotación es una operación unitaria, amplia¬ # mente utilizada en el procesamiento de minerales, y se basa en el principio de que especies minerales diferentes tienen diferentes características de humectación. Esta diferencia en la característica de humectación se puede usar como una base para separar las especies de minerales diferentes de una mena molida, debido a que las partículas de mineral molidas, hidrofóbicas o relativamente sin humectar, se adhieren más fuerte¬ * mente a una corriente de burbujas de gas, generalmente aire, que pasa a través de una suspensión espesa del mineral molido que aquellas partículas que son relativamente humectadas o hidrofílicas. El proceso es generalmente ayudado por la adición de reactivos, por ejemplo, reactivos depresivos que reducen la tendencia a la flotación de ciertos vtí¡SiSi*ge¡isb?i ?isss, * ?~A minerales tales como pirita y activadores tales como sulfato de cobre que activan, esto es, ayudan a los minerales a flotar, los cuales no tienen una tendencia a hacer así uniformes en la presencia de colectores. También se utilizan ampliamente colectores orgánicos tales como etil xantato de sodio que mejoran la tendencia de las partículas minerales al adherirse a las burbujas de gas. La operación de flotación se conduce en celdas y columnas de flotación, que contienen una suspensión * espesa de la mena molida que es preparada en las corrientes constituyentes de concentrado y de ganga. Un gas, usualmente aire, es rociado a través de la celda o columna, causando que las partículas hidrofóbicas se unan en forma selectiva a las burbujas de aire, generalmente con la ayuda de agentes tales como aquellos descritos anteriormente. Las partículas hidrofóbicas se colectan en una capa de espuma en la parte superior # de la celda y se remueven. El material sin flotar se remueve del fondo de la celda, desde donde se puede transferir a una etapa de flotación adicional, en la cual las condiciones de flotación se pueden alterar para flotar en forma selectiva el mismo u otro concentrado de mineral deseado. En forma alternativa, los materiales sin flotar se pueden remover como una V**?¿8&& corriente de cola o ganga, que se puede usar para llenar # pozos de mena deseados o para otra forma de reclamación de tierra. Un proceso de flotación típico involucra la separación de los constituyentes de una mena mezclada, tal como una mena que contiene los minerales galena (sulfuro de plomo), esfalerita (ZnS) y pirita (FeS~). En una primera etapa, la galena se flota al adicionar un colector de xantato (0.05 - 0.15 kg t mena) para promover la flotación de la galena. Se adicionan cianuro de sodio y sulfato de zinc (0.05 - 0.15 kg t mena y 0.5 - 1 kg t mena respectivamente) para abatir la pirita y la esfalerita. En una segunda etapa, la esfalerita es activada con sulfato de cobre para formar una capa de sulfuro de cobre en los granos de esfalerita, que permite la adsorción del activador de xantato y la flotación de un concentrado de predominantemente de zinc.

M La pirita se recupera con una cola o residuo. Donde la mena es más compleja o la proporción de partículas gruesas es muy alta, se puede requerir nuevamente la molienda y circuitos de flotación adicionales. También se pueden requerir celdas flotación limpiadoras y depuradoras, para maximizar la recuperación de constituyentes minerales deseables. También se va a observar que la flotación efectiva requiere control cuidadoso sobre las condiciones químicas tales como el pH que requiere que sea adicionado un ácido o cal en las etapas de acondicionamiento antes de cada paso de flotación. A pesar de las precauciones anteriores, la corriente de cola de un circuito de flotación, frecuentemente contiene cantidades apreciables de minerales valiosos y por lo tanto, si la operación de flotación se va a optimizar en términos de la eficiencia económica, estos minerales deben ser recuperados al grado máximo posible. Un objetivo tal requiere el control cuidadoso sobre el proceso de flotación tanto a través del uso sensato de los agentes descritos anteriormente, el control sobre el pH, Eh , y, consecuentemente, la química del proceso. Será apreciado, a este respecto, que los agentes descritos anteriormente son costosos y va a ser desaprobado el uso excesivo. Un problema surge con ciertos minerales de importancia económica, por ejemplo esfalerita (sulfuro de zinc), pirita (sulfuro de fierro (III)), arsenopirita (arsenosulfuro de fierro) y estibnita (Sb^S-) en que tales minerales tienen una pobre tendencia a flotar aun en la presencia de colectores. En estos casos, ha sido necesario emplear un activador tal como sulfato de cobre para favorecer la flotación. El sulfato de cobre logra este objetivo al favorecer la formación de una(s) capa(s) en la superficie de sulfuro de cobre, un mineral que tiene una tendencia a flotar. En el caso de la esfalerita, la formación de esta capa en la superficie sigue la reacción química. 2+ 2+ ZnS + Cu -» CuS + Zn (I) Desafortunadamente, se ha encontrado que -el sulfato de cobre se debe usar frecuentemente por arriba de la cantidad teórica requerida para facilitar la formación del cubrimiento suficiente del sulfuro de zinc con sulfuro de cobre. Como la operación se conduce a pH alcalino, hay una tendencia para que se formen especies de cobre hidroxiladas , que también pueden reaccionar con otras especies tales como cianuro y aniones sulfatados complejos, causando que el proceso de activación llegue a ser menos eficiente. Comportamiento similar * se puede observar con otras menas molidas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Por lo tanto, sería de ventaja a la industria de procesamiento de mineral, proporcionar un proceso de flotación que permita que el reactivo de flotación, por ejemplo, un activador sea utilizado para mejor efecto, * esto es, al reducir las especies responsables para prevenir (o desactivar) la activación e idealmente, crear en forma simultánea un medio ambiente químico conducente para la flotación. Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es maximizar el beneficio de tales reactivos. Con este objetivo en vista, la presente invención proporciona un proceso para la flotación de un concentrado de mineral que comprende los pasos de: (a) formar una suspensión espesa acuosa de una mena molida que contiene un mineral deseado; (b) adicionar un reactivo de flotación que cause una variación deseada en la tendencia a la flotación del mineral deseado presente dentro de la suspensión espesa para obtener al menos una separación parcial del mineral de la # suspensión espesa; y (c) adicionar un agente estabilizante a la suspensión espesa, en una cantidad que cree condiciones electroquímicas conducentes a la separación del mineral de la suspensión espesa y cause la destrucción de un componente nocivo en la suspensión espesa, que es químicamente reactivo^on, y consume, el reactivo de flotación para reducir la separación del mineral deseado de la suspensión espesa. En forma ventajosa, el mineral deseado es un mineral de sulfuro contenido dentro de una mena de sulfuro molida. En forma conveniente, el reactivo de flotación puede ser soluble en la fase acuosa de la suspensión espesa que es, por ejemplo, un activador tal como sulfato de cobre o un reactivo depresor tal como cianuro de sodio o de potasio y otros reactivos depresores que contienen radicales de hidroxilo, sulfito o sulfuro. El agente estabilizante puede ser, por ejemplo, un agente oxidante tal como permanganato y peróxido o un gas oxidante que contiene oxígeno elemental o molecular, con la condición de que el agente oxidante no sea exclusivamente aire, donde el agente oxidante se adiciona a la celda de flotación. Los agentes gaseosos # oxidantes, tales como el oxígeno, se pueden encontrar que son especialmente adecuados, pero también pueden ser de beneficio especies tales como ozono y gases oxidantes y mezclas de tales gases. El componente nocivo que va a ser destruido, puede existir ya sea en forma disuelta dentro de la fase acuosa de la suspensión espesa o en las superficies de los granos minerales. La destrucción involucra la remoción por disociación u otro mecanismo que involucra la pérdida de integridad del componente nocivo. En la especificación y las reivindicaciones, "destrucción" se refiere a la remoción del componente de la suspensión espesa por reacción química u otros medios. A este respecto, los componentes metálicos no se destruyen, simplemente permanecen en un estado metálico o en un estado de oxidación diferente. Tal variación en el estado de oxidación no, por sí .mismo, constituye la destrucción. En forma conveniente, el agente estabilizante también es inerte con respecto al reactivo de flotación deseado, aunque se pueden considerar situaciones donde el agente estabilizante reacciona con el reactivo de flotación para formar un reactivo de flotación de efectividad aceptable o mayor con respecto a la eficiencia de separación. Por "inerte" se indica que la reacción del reactivo de flotación y el agente estabilizante no procede a un grado donde la eficiencia de la separación es económicamente impedida con respecto a la situación donde el agente estabilizante está ausente de la suspensión espesa. En forma ventajosa, la presencia del agente estabilizante en la suspensión espesa, debe ser f conducente a la creación de condiciones químicas favorables a la flotación. En particular, donde se usa un gas oxidante, este será conducente a la creación de condiciones electroquímicas óptimas para la flotación a través de su influencia sobre el potencial de oxidación (E, ) de la suspensión espesa. Un aspecto de esta invención es predecido en la base de que el control cuidadoso sobre el Eh, crea condiciones de flotación conducentes a alta eficiencia de separación y a la destrucción de componentes nocivos que consumen oxígeno, que llegan a ser inestables en un medio ambiente oxidante. Como un ejemplo se pueden mencionar los aniones que contienen azufre tal como los aniones de sulfuro complejo que se forman cuando los minerales de sulfuro se exponen a un medio ambiente alcalino. Tales aniones de sulfuro, que son especies que consumen oxígeno, se pueden convertir mediante la oxidación a los radicales tiosulfato y finalmente el anión sulfato divalente que < no consume reactivos de flotación con declinación conse- cuencial en la eficiencia de separación. Si tales especies se dejan permanecer en la suspensión espesa, la activación es particularmente afectada, puesto que las especies de cobre hidroxiladas no están expuestas a adsorción de la forma de colectores. En el caso de una separación que involucra zinc, la formación de especies de cobre hidroxiladas causa una falla consecuencial inevitable * en el grado y la recuperación del concentrado de zinc. En forma conveniente, la suspensión espesa que contiene la mena de mineral molida se trata con el agente oxidante antes de la entrada de la suspensión espesa a la celda de flotación, en forma preferente en una etapa de acondicionamiento. El ajuste del pH durante la etapa de acondicionamiento debe ser en forma preferente, tal como para obtener un medio ambiente alcalino que cause depresión de la pirita y por lo tanto % sea más conducente a la separación de minerales de sulfuro .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención será mejor entendida a partir de la siguiente descripción de una modalidad preferida de la misma, hecha con referencia a los siguientes ej emplos .

EJEMPLO 1 FLOTACIÓN DE UN CONCENTRADO DE ZINC A PARTIR DE UNA MENA DE PLOMO/ZINC.

En este ejemplo, una mena de sulfuro de plomo/ zinc, molida, se sujetó a un proceso de flotación para separar el plomo y rebajar el zinc y la ganga( pirita) .

• Las colas o residuos de esta separación se sujetaron a un proceso de flotación adicional que incorpora la adición de gas de oxígeno puro a la celda de flotación. El oxígeno se suministró al rociar gas a través de la celta de flotación a proporciones de 1 litro/minuto y 5 litros/minuto durante períodos de 65 minutos, 80 minutos y 90 minutos, respectivamente y los resultados se compararon con la situación usando un método de flotación convencional para facilitar la separación de sulfuros de plomo y de zinc. El potencial de oxidación de la suspensión espesa en la celda de flotación también se midió en la obtención de la tensión en reposo y los resultados se tabulan a continuación.

Método Normal QQ a 1 1/minuto 0^ a 5 1/minuto t=65 minutos t=80 min t=90 min Potencial de Oxidación # (mV) 3.7 151 87 144 Grado (% en peso de zinc) 46.43 46.96 50.24 47.27 Recuperación (% de zinc de la mena molida) 56.61 75.83 67.01 66.81 La adición de oxígeno a velocidades de flujo inferiores, puede ser o no puede ser efectiva dependiendo de la proporción de captación de oxígeno de la mena molida, que en el caso de la mena anterior varía entre 0.4 y 3.0 mg/l/min, una mena con demanda de oxígeno muy alta. Esta proporción de captación se debe satisfacer antes de que se ganen los beneficios de la oxigenación, la proporción de captación es por lo tanto un parámetro importante en los tiempos de residencia seleccionados para la oxigenación y el oxígeno suministrado a la celda de flotación. Será observado que la característica de potencial de oxidación superior refleja una disminución en la presencia de sulfuros reactivos que interfieren con los procesos de flotación como se describe anteriormente. La oxidación de la pirita causa que el pH de la suspensión espesa disminuya durante el proceso de flotación anterior, así es importante adicionar suficientes cantidades de un agente alcalino tal como cal a la suspensión espesa durante la flotación o, donde la operación anterior se somete durante el acondicionamiento, durante el acondicionamiento para mantener el pH en el rango de 10.5-11.5 donde la eficiencia de separación es óptima.

EJEMPLO 2 FLOTACIÓN DE UN CONCENTRADO DE ZINC A PARTIR • DE UNA MENA DE PLOMO/ZINC 120 tph de una corriente de cola o residuo como se describe con referencia al Ejemplo 1 y que tiene una densidad de sólidos de 40 % y u n análisis de 0.4 % de Cu, 0.9 % de Pb y 13.38 % de Zn se alimentó a la etapa de separación de zinc del concentrador y se sujetó a un proceso de flotación en cinco etapas /hr de oxígeno (10 istrado en la forma de aire) a las celdas de acondicionamiento, el pH se mantuvo en el rango alcalino mediante la adición de suficiente cal para mantener el pH a 11.0. Los resultados se tabulan a continuación. Los resultados comparativos para la corrida normal sin oxígeno, se incluyeron por comparación. Con la excepción de la adición de oxígeno/aire, el proceso de flotación es convencional. # Grado y Recuperación de Zinc Normal Adición de Oxígeno Etapa Recuperación de zinc Grado de zinc Recuperación Grado de (%) (%) de zinc zinc (%) (%) 1 55.35 52.00 65.46 52.60 2 70.22 50.68 79.82 51.71 3 88.85 47.10 93.26 45.97 4 93.09 44.25 96.37 41.44 94.62 42.14 97.35 39.01 La recuperación de zinc fué apreciablemente mayor en el grado aceptable, el grado de recuperación mejorada tiene valores económicos sustanciales en una base anual.

EJEMPLO 3 FLOTACIÓN DE UN CONCENTRADO DE ZINC A PARTIR DE UNA MENA DE PLOMO/ZINC Las condiciones de la plata son las mismas como en el Ejemplo 2, con la producción de oxígeno de 14.0 m /hr que es suministrado a las celdas de acondicionamiento como aire, antes que, como se describió anteriormente .

Grado y Recuperación del Zinc Normal Grado Adición de Oxígeno Etapa Recuperación del Zinc de Zinc Recuperación Grado de (%) (%) de Zinc Zinc (%) (%) 1 68.80 54.40 68.76 54.40 2 80.05 52.19 81.87 52.77 3 93.25 47.52 94.39 46.92 4 95.01 43.05 95.85 42.73 5 95.56 40.21 96.32 40.57 Nuevamente, como se discutió con respecto al Ejemplo 3, la recuperación del zinc fué apreciablemente mayor al grado aceptable.

EJEMPLO 4 FLOTACIÓN DE UN CONCENTRADO DE ZINC A PARTIR DE LA MENA DE PLOMO/ZINC Las condiciones de la planta son como en el Ejemplo 2. f Grado y Recuperación del Zinc Normal Adición de Oxígeno Etapa Recuperación de Zinc Grado Recuperación Grado de de Zinc de Zinc Zinc (%) (%) (%) 1 55.35 52.00 65.73 52.70 2 70.22 50.68 80.40 51.36 3 88.85 47.10 92.69 44.89 4 93.09 44.25 95.89 40.88 5 94.62 42.14 97.01 38.46 La recuperación es apreciablemente superior usando oxígeno a grado aceptable.

EJEMPLO 5 FLOTACIÓN DE UN CONCENTRADO DE ZINC A PARTIR DE UNA MENA DE PLOMO/ZINC f Las condiciones de la planta son como en el Ejemplo 3.

Grado y Recuperación de Zinc Normal Adición de Oxígeno Etapa Recuperación de Zinc Grado de Recuperación Grado de (%) Zinc de Zinc Zinc (%) (%! (%) 1 68.80 54.40 73.84 52.40 2 80.05 52.19 85.03 51.68 3 93.25 47.52 95.65 44.47 4 95.01 43.05 97.14 40.38 5 95.56 40.21 97.67 37.77 Con respecto al diseño de las celdas de flotación y de acondicionamiento, la presente invención es tratable para la inclusión dentro de plantas que contienen celdas de flotación convencionales del tipo Agitair u otro tipo conocido para aquellos en la técnica. En forma similar, el método de suministro de reactivos, si es del tipo sólido o gaseoso, a las celdas de flotación y de acondicionamiento es bien conocido para aquellos expertos en la técnica. No obstante, donde se emplea un gas oxidante, el equipo de suministro de gas debe ser tal para asegurar alta disolución de oxígeno. Por lo tanto, será preferible el equipo que promueve la producción de burbujas de microtamaño, finas, del gas. Desde este punto de vista, se va a preferir el suministro presurizado de un gas, aunque este no es esencial . Se va a observar que mientras la descripción anterior se ha enfocado al uso de oxígeno, que es un gas amplia y económicamente disponible, se pueden usar otros gases y oxidantes sin apartarse del alcance de la presente invención.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (20)

1. REIV INDI CACIONES F 1. Un proceso para la flotación de un concentrado mineral, caracterizado porque comprende los pasos de : (a) formar una suspensión espesa acuosa de una mena molida que contiene un mineral deseado; (b) adicionar un reactivo de flotación que causa una variación deseada en la tendencia de flotación del mineral deseado presente dentro de la suspensión espesa para obtener al menos una separación parcial del mineral deseado de la suspensión espesa; y (c) adicionar un agente estabilizante a la suspensión espesa, en una cantidad que cree condiciones electroquímicas conducentes a la separación del mineral deseado de la suspensión espesa y cause destrucción de un componente nocivo * en la suspensión espesa, que es químicamente reactivo con, y consume, el reactivo de flotación para reducir la separación del mineral deseado de la suspensión espesa.
2. 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el mineral deseado es un mineral de sulfuro.
3. 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el agente estabilizante es un agente oxidante.
4. 4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado porque el reactivo de flotación se selecciona del grupo que consiste de reactivos depresores y activadores.
5. 5. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el componente nocivo es soluble en una fase líquida de la suspensión espesa.
6. 6. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones. 1 a 4, caracterizado porque el componente nocivo es activo en la superficie y localizado en los granos de la mena.
7. 7. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el componente nocivo es una especie que consume oxígeno.
8. F 8. El proceso de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el componente nocivo es una especie que contiene azufre.
9. 9. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el agente oxidante es un gas oxidante que contiene oxígeno elemental o molecular.
10. 10. El proceso de conformidad con la reivin¬ • dicación 4, caracterizado porque el activador es una sal de metal de base.
11. 11. El proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la sal de metal de base es sulfato de cobre.
12. 12. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el reactivo depresor contiene un radical seleccionado del grupo que consiste de cianuro, hidroxilo, sulfito o sulfuro.
13. 13. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el agente estabilizante se adiciona a la suspensión espesa durante una etapa de acondicionamiento #
14. 14. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 13, caracterizado porque el mineral de sulfuro se selecciona del grupo que consiste de esfalerita, pentlandita, estibnita y pirita .
15. 15. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque * el agente estabilizante es químicamente inerte con respecto al reactivo de flotación.
16. 16. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el agente alcalino se adiciona por todo el acondicionamiento o flotación, para mantener la suspensión espesa a un pH alcalino.
17. 17. Un oxidante cuando se usa en el proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.
18. 18. Un gas que contiene oxígeno cuando se usa en el proceso como se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.
19. 19. Un concentrado de mineral de sulfuro, caracterizado porque se obtiene del proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 16.
20. 20. Un proceso de extracción, caracterizado porque comprende el tratamiento del concentrado mineral de sulfuro de conformidad con la reivindicación 19. En testimonia de lo cual firmo la presente en esta Ciudad de México, D.F., el 22 de agosta de 199 . Par: THE CQMMONUEALTH INDUSTRIAL GASES LIMITED