Juan Yianatos B.
Centro de Automatizacin y Supervisin para la Industria MineraICM-NEIM
Universidad Tcnica Federico Santa Mara
SONAMI EDITECSantiago, Agosto 6, 2009
AVANCES EN EL DISEO, AVANCES EN EL DISEO, AVANCES EN EL DISEO, AVANCES EN EL DISEO, CARACTERIZACION Y OPERACIN DE CARACTERIZACION Y OPERACIN DE CARACTERIZACION Y OPERACIN DE CARACTERIZACION Y OPERACIN DE
CELDAS DE FLOTACIONCELDAS DE FLOTACIONCELDAS DE FLOTACIONCELDAS DE FLOTACION
CONTENIDO
Introduccin Avances en el Diseo de Equipos Avances en el Conocimiento Mediciones de Caracterizacin y Diagnstico Operacin de Circuitos de Flotacin Conclusiones
INTRODUCCION
IMPACTOFlotacin (Mineral Cu mundial) > 1500 MMton/ao
DESAFIOSAumento demanda (aumento tamao equipos)Disminucin en calidad del mineral
COMPROMISORecuperacin y Ley de concentrado
AVANCES EN LA TECNOLOGIA
Celdas de gran tamao 100 - 300 m Celdas neumticas (Columnas, Jameson, Gcell) Circuitos simplificados R-C-S Instrumentacin y control automtico Escalamiento
CELDAS MECANICASUso de froth crowder
Aire forzado Auto-aspiranteRotor abajo Rotor arriba
AIRE AIRE
Celdas de 130 m
Uso de rebalse internos
Celdas de 250 m
CELDAS MECANICAS
COLUMNAS DE FLOTACIONCONTRA-CORRIENTE
CanadienseMicrocel
TAIL
AGUA
AIRE
ALIM.
CONC.
AGUALAVADO
ALIM.
CONC.
AGUALAVADO
AIRE
COLA
Circulares : 4 - 4.5 m dim x 14 m alturaRectangulares : 2 x 8 x 14 m
CELDAS NEUMATICAS DE FLOTACIONCO-CORRIENTE
Celda Jameson Imhoflot G-cell
AIREAUTO
ASPIRANTE
COLA
ALIM.
AGUALAVADO
CONC.
AVANCES EN EL CONOCIMIENTO
Caracterizacin de la operacin industrial
1.- Pulpa-Espuma : procesos independientes
2.- Banco de Flotacin: sistema distribuido
ESPUMAESPUMA
PULPAPULPACOLAS
CONC.
ALIM.
ESPUMAESPUMA
PULPAPULPACOLAS
ALIM.
Know-How y Know-Why
MEDICIONES NO CONVENCIONALES
Identificar oportunidades de mejora en la operacin y control del proceso
Medicin de rgimen de flujo (DTR)
Medicin de tamao de burbujas (Software UTFSM)
Medicin de carga de burbujas (sensor UTFSM)
Medicin de caractersticas de superficie de espuma (VisioFroth) (velocidad y tamao de burbuja)
MEDICION DE DTRTECNICA DE TRAZADO RADIOACTIVO
AIRE
COLA
CONC.
AGUA LAVADO
ALIM.
IMPULSOTRAZADOR
SENSOR
Tiempo, min
D
T
R
Lquido : Br-82
Slido : colasclase tamaoflotable
Gas : Kripton-85
Respuesta Impulso: Celda de 100 m
CARACTERIZACION HIDRODINAMICA
0,000
0,002
0,004
0,006
0,008
0 200 400 600 800 1000
Tiempo,s
E
(
t
)
,
1
/
s
Dato
Modelo
Mezclador Perfecto
Corto circuito
Banco de celdas de flotacin de 130m
CARACTERIZACION HIDRODINAMICA
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
E() 1 celda
3 celdas
5 celdas
7 celdas
N=1
N=3N=5
N=7
BANCOS DE FLOTACIONARREGLOS Y PUNTOS DE CONTROL
COMPANY VOLUME m3
N Control Points LINE DIAGRAM
Teniente 130
7
4 1-2-2-2
Candelaria 130
10
5 2-2-2-2-2
130
9
5 1-2-2-2-2
Pelambre 250
5
5 1-1-1-1-1
Chuquicamata 160
8
4 2-2-2-2
160
9
7 1-1-1-1-2-2-1
Escondida
100
10
4 2-2-3-3
Collahuasi 160
9
5 1-2-2-2-2
CARACTERIZACION METALURGICATransporte de Materiales: Modelo 2 etapas
ESPUMAESPUMA
PULPAPULPACOLAS
COLECCIONARRASTRE
CONCENTRADO
RETORNO
ALIM.
PERFIL DE LEYES DE COBRECelda de 130 m
0
1020
3040
5060
7080
90100
0 5 10 15 20 25Ley de Cobre, %
P
r
o
f
u
n
d
i
d
a
d
d
e
C
e
l
d
a
,
c
m
+150 um -150+45 um -45 um
interfase
ESPUMA
PULPA
MEDICION DE BURBUJASSistema de medicin
MEDICION DE TAMAO DE BURBUJAS
(b) (c) (d)
clusters overlapped , non-separated
(a)
Anlisis de imgenes: software UTFSM
dB=1-2 mm
MEDICION DE CARGA DE BURBUJA
Espuma
Pulpa
BGas enascenso
Interfase
A
D
C
Recuperacin de espuma
MEDICION DE VELOCIDAD ESPUMASistema de medicin VisioFroth
Elementos claves:
* Cintica batch estndar
* Cintica de planta confiable
* Ajuste de balance
METODO DE ESCALAMIENTODimensionamiento de circuitos
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8N de celdas
R
e
c
u
p
e
r
a
c
i
n
,
%
Muestreo 1
Muestreo 2
Muestreo 3
0
20
40
60
80
100
0 5 10 15 20Tiempo, s
R
e
c
u
p
e
r
a
c
i
n
%
Cu
Mo
FACTOR DE ESCALAMIENTO
pulpa
b
ap b
kk
k k
=
=
MEZCLADO ESPUMA SEGREGACION
NUEVA METODOLOGIA
SIMULACION METALURGICADimensionamiento de circuitos: Celdas 300 m vs 160 m
40
50
60
70
80
90
100
0 5 10 15 20 25 30 35Tiempo, min
R
e
c
u
p
e
r
a
c
i
n
,
%
300
160
OPERACION CIRCUITO ROUGHER
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Nmero de Celda
F
l
u
j
o
d
e
A
i
r
e
,
m
3
/
m
i
n
L1L2L3
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Nmero de Celda
A
l
t
u
r
a
d
e
e
s
p
u
m
a
,
c
m
HF L1 (cm)HF L2 (cm)HF L3 (cm)
PERFIL DE AIRE
ALTURA ESPUMA
VARIABLES MANIPULADAS
Banco Rougher de Flotacin
SIMULACION DE ESTRATEGIAS DE OPERACION
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Nmero de Celda
R
e
c
.
d
e
C
u
(
%
)
o
N
i
v
e
l
E
s
p
u
m
a
(
c
m
)
.
0
5
10
15
20
25
30
Ley
Acu
mulativa
de
Cu (%)
.
Nivel Espuma
Rec. Modelo
Datos Rec.
Modelo Ley
Datos Ley
Banco Rougher de Flotacin
SIMULACION DE ESTRATEGIAS DE OPERACION
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Nmero de Celda
R
e
c
u
p
e
r
a
c
i
n
d
e
C
o
b
r
e
,
%
.
- 45 um - 150 + 45 um + 150 umDataData Data
CIRCUITO DE FLOTACION
ROUGHER
LIMPIEZA
SCAVENGER
Remolienda
Alimentacin Colas
Concentrado
RCS : simplificado
ANALISIS CIRCUITO RCSEfecto del rougher y limpieza en recuperacin Planta
90
92
94
96
98
100
3000 4000 5000 6000 7000 8000
Tonelaje alimentacin planta, tph
R
e
c
u
p
e
r
a
c
i
n
C
u
T
,
%
LIMPIEZA
ROUGHER
PLANTA
S
R
C
CIRCUITO DE LIMPIEZARecuperacin de Cu
S
R
C
75
80
85
90
95
100
3000 4000 5000 6000 7000 8000
Tonelaje alimentacin planta, tph
R
e
c
.
S
c
a
v
e
n
g
e
r
y
L
i
m
p
i
e
z
a
,
C
u
,
%
.
50
60
70
80
90
100
Re
cupe
raci
n C
olum
na
s, C
u, %
.
LIMPIEZA
SCAVENGER
COLUMNAS
CONCLUSIONES
Avances en la TecnologaCeldas de mayor tamao (economa de escala)Mejoras en diseoCircuitos simplificados
Mediciones no ConvencionalesMejoras Diagnstico y Control de la Operacin
Nuevos ModelosDimensionamiento de circuitosEvaluacin de Estrategias de Operacin
FIN
RECUPERACION Cu VS TAMAO DE PARTICULA
01
2
3
4
5
6
7
8
9P
r
d
i
d
a
s
C
u
,
%
65#150#325#CY 1 2 3CY 4 5CY - 5Clase de tamao
Prdidas de cobre en colas Rougher
CuTotalCu Soluble
EL PROBLEMA
Columnas de flotacin: Agua de lavado
Diagnstico de la operacin
Sectores que no reciben agua de lavado: 30% del rea total
Diagnstico de la operacinColumnas de Flotacin
HF = 90100 cm
Hundimiento de la espuma
FACTOR DE ESCALAMIENTOFACTOR DE ESCALAMIENTOFACTOR DE ESCALAMIENTOFACTOR DE ESCALAMIENTO
: factor hidrodinmico (rgimen de mezclado)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5Dimensionless time,
D
i
m
e
n
s
i
o
n
l
e
s
s
R
T
D
,
E
(
)
130 m3250 m3LTST Model