Incremento en ley de concentrados de zinc mediante remolienda antes de limpias

1J. Francisco García S.; 2Guadalupe I. Alcaraz B, 3Alfredo Ibarra 4Ramón Alanís 1Especialista: Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico Peñoles, 2Investigador A: Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico, Peñoles. 3 Superintendente Planta Concentradora Velardeña. 4Gerente Técnico de Plantas Peñoles.

Correo electrónico: jfrancisco_garcia@penoles.com.mx

Resumen

Durante 2017 en Unidad Velardeña del Grupo Peñoles se efectuaron pruebas de remolienda a concentrados de zinc para incrementar ley y reducir insoluble. El mineral se caracteriza por tener esfalerita con alta concentración de fierro en solución sólida lo cual dificulta obtener grado 50% de zinc consistentemente al moler cabeza a un K 80 de 45 µm. Además, por el grado de asociación mineralógica, los concentrados contienen alrededor de 4.6% de insoluble.

Los flujos del circuito de zinc evaluados con remolienda fueron: concentrado primario 1, concentrado primario 2 y 3, concentrado agotativo, medios de limpia 1 y concentrado final. Posterior a la remolienda se realizaron pruebas de cinética a la granulometría original y con cuatro niveles de remolienda. Como complemento se efectuaron pruebas de flotación en circuito abierto y finalmente pruebas en circuito cerrado sobre cabeza con y sin remolienda. En todos los casos se logró mejorar grado de zinc y reducir insoluble con remolienda (1).

Adicionalmente se determinó la energía específica requerida para varios niveles de tamaño de partícula.

Summary

During 2017 in Velardeña´s operation, regrinding tests on zinc concentrates were carried out in order to improve quality of zinc and decrease insoluble. The Velardeña´s mineral has sphalerite with high iron in solid solution and it is difficult to obtain 50% of zinc grade with a K80 grind of 45 microns. In addition, the final concentrates contain around 4.6% of insoluble.

The zinc´s streams evaluated were first concentrate, second and third concentrate, scavenger concentrate, tailing of first clean and final concentrate. After regrinding process, kinetic flotation tests were performed under original size and four size less. Additionally open flotation tests were carried out and finally closed flotation tests were performed with and without regrinding using sample from flotation´s head of zinc.

In all cases, after regrinding it was achieved better zinc grade with less insoluble (1). Specific energy requirements to regrind at different levels were obtained.

Introducción

Los plantas pirometalúrgicas y/o hidrometalúrgicas, cada vez insisten más con los proveedores de concentrados para que les entreguen productos de mejor calidad, lo cual obviamente implica una disminución de las principales impurezas contenidas en estos. El requerimiento se debe a problemas propios del proceso para la obtención de los metales y por otro lado para la disminución de impurezas a tratar.

Para el caso específico de los concentrados de zinc de Velardeña, el grado de zinc en promedio en el último año fue 49.5%, con algunos picos de 50%. Las principales impurezas son fierro e insoluble con promedio 12.7 y 4.6% respectivamente.

Figura 1: ley de insoluble y fierro en concentrado de zinc

Análisis mineralógicos de concentrados de zinc (Rosales 2015) (2) reflejan que a pesar de moler cabezas a un K80 alrededor de 44 micrones, la esfalerita del concentrado de zinc aún tiene asociaciones con ganga, pirrotita, pirita, calcopirita y arsenopirita. Lo anterior se observa en la Tabla 1.

Tabla 1: liberación absoluta de concentrado de zinc

Con base en los resultados anteriores, la experimentación se enfocó remoler diferentes flujos del circuito de zinc para conocer cuál de ellos tendría mayor potencial de mejorar la calidad. Posterior a ello se realizaron diferentes pruebas de flotación para conocer el efecto final en la disminución de impurezas.

Metodología

Una de las primeras acciones en éste proyecto, fue la determinación de energía específica de molienda requerida para la disminución de tamaño de partícula. Con la información obtenida, se graficó el perfil de consumo de energía específica vs tamaño de partícula y de esa forma inferir el consumo de energía a determinado tamaño. Posterior a la remolienda y teniendo rangos de tamaño definidos, primeramente se procedió a realizar cinéticas de flotación y se obtuvo la curva grado vs recuperación de cada elemento.

Para determinar el grado de concentrado final que se podría obtener, se realizaron pruebas de flotación en circuito abierto y finalmente con muestra de cabeza se realizaron pruebas en circuito cerrado con y sin remolienda de concentrados primarios y agotativos antes de limpias

Con base en los resultados se propuso implementar molienda para mejorar la calidad del concentrado de zinc.

Resultados

Los datos obtenidos de energía específica para cada flujo evaluado, en un rango de velocidad del molino entre 140 a 500 rpm se aprecian en Tabla y Figura 2. El promedio de energía obtenido fue entre 1.3 y 12.8 kW/t, dependiendo del tamaño de partícula final requerido. Se observa que a menor tamaño de partícula se requiere mayor energía específica.

Tabla 2. Energía específica kWh/t

Los datos indican que medios 1 de zinc fue el flujo que requirió mayor energía específica para disminuir tamaño de partícula.

Figura 2. Energía específica vs K80

Con los productos remolidos, se realizaron pruebas de cinética de flotación sobre cada flujo del circuito de zinc.

La Tabla 3 muestra ley y recuperación máxima obtenida en la cinética a diferentes K 80. En general, al disminuir el tamaño de partícula el grado de zinc aumentó y el insoluble disminuyó lo cual indica mejor liberación de especies.

Tabla 3 Ley y recuperación de cinéticas de zinc

Las curvas grado vs recuperación de zinc a cada nivel de remolienda se observan en la Figura 3 donde los indicadores mejoraron consistentemente al operar con menores tamaños de partícula.

Figura 3 Curva grado recuperación de zinc en cinéticas

El insoluble por su parte disminuyó de forma clara conforme se remolió más fino, como se observa en la Figura 4.

Figura 4 Curva grado recuperación de insoluble en cinéticas

Existe una correlación muy estrecha entre el zinc e insoluble, por lo tanto se espera que al disminuir el insoluble, el grado de zinc incremente. Esto se observa en la Figura 5.

Figura 5 Correlación zinc e insoluble en cinéticas

Las pruebas de flotación de circuito abierto realizadas con tres etapas de limpia, confirmaron el efecto que tiene la disminución de tamaño de partícula en la disminución de impurezas, sobre todo en insoluble y el consecuente incremento en grado de zinc. En éste caso se realizaron pruebas en tres flujos: concentrado primario 2 y 3, concentrado agotativo y medios de limpia 1. Se efectuaron las pruebas de flotación a tres tamaños de partícula y en tres etapas de limpia. La Tabla 4 muestra un resumen del concentrado final obtenido en cada condición con la flotación abierta pero con aportación de medios.

Para el caso del primerio 2 y 3 se logró incrementar el grado de zinc de 25.5 a 47.9%, con la consecuente disminución de insoluble de 32 a 5% al disminuir el tamaño de partícula de 51 a 18 micrones.

Efectos similares al primario 2 y 3, se obtuvieron con los flujos del concentrado agotativo y medios de la limpia 1. Lo anterior indica que es posible incrementar la calidad del concentrado de zinc a través de remolienda.

Tabla 4 Pruebas de flotación abierta con aportación de medios

La figura 6 muestra la correlación zinc e insoluble obtenida en las pruebas de flotación abierta, prácticamente es una réplica de la obtenida con la cinética de flotación.

Figura 6 Correlación zinc e insoluble en flotación con tres limpias

Como complemento final, se realizaron dos pruebas de flotación en circuito cerrado a partir de una muestra de alimentación al circuito de flotación.

Las pruebas se realizaron considerando dos esquemas: sin remolienda, para lo cual solamente se flotó con tres etapas de limpia y el otro fue con remolienda a un tamaño de partícula con K80≈ 20 µm en circuito de zinc previo a etapa de flotación en limpias. La Tabla 5 muestra los balances en circuito cerrado.

Con la remolienda, la ley de insoluble disminuyó de 3.3 a 1.0% y su distribución de 1.0 a 0.2%. La remolienda también permitió incrementar la liberación del zinc y el grado aumento de 42.1 a 51.6%, disminuyendo la recuperación en 1% con este incremento de grado.

Cabe notar que el grado de zinc obtenido sin remolienda, fue inferior al obtenido en planta debido a que se dio prioridad a la recuperación.

Tabla 5 Pruebas en circuito cerrado

Como referencia, el concentrado de zinc obtenido en planta en el mes que se realizaron las pruebas, obtuvo 0.39 g/t de oro, 32 g/t de plata, 0.3% de plomo, 50.19% de zinc y 11.68% de fierro. La recuperación de zinc fue 88%.

Conclusiones

Con base en las pruebas de remolienda y flotación de los diversos flujos del circuito de zinc de Velardeña se deduce lo siguiente:

El tamaño de partícula que optimizó el grado del concentrado de zinc fue 15 µm.

La energía específica obtenida para tamaño de partícula de 15 µm fuev14.7 kWh/t.

La curva grado vs recuperación de zinc fue mejor con remolienda.

La curva grado vs recuperación de insoluble también fue mejor con remolienda.

Hay una correlación estrecha entre zinc e insoluble.

Se considera factible reducir insoluble de 5.6 a alrededor de 1% remoliendo a 15 µm

Agradecimientos

Se agradece de manera especial al personal de Planta Concentradora de Unidad Velardeña por el apoyo para la realización de las pruebas, al personal de la Gerencia Técnica de Plantas Peñoles por permitir usar la información en el presente artículo y finalmente al personal del CIDT que participó en el proyecto de remolienda.

Referencias

1) García, J., Alcaraz I., “Reporte remolienda circuito de zinc 2017 Unidad Velardeña” Torreón, Coah. Mayo 2017

2) Rosales, D., “Análisis de composición mineralógica en muestras de compósito mensual de enero de 2015” Torreón, Coah 2015.