Informe Del Plomo Final

Índice General.

1.- Introducción………………………………………………………………… Pág. 2 2.- Metodología Experimental………………………………………………… Pág. 3 3.- Minerales que acompañan al Pb y propiedades…………………………Pág. 4 4.- Ejemplo practico : Minera Cerro Lindo……………………………………Pág.6 5.- Producción de Mineral y Concentrados………………………………….. Pág. 8 6.- Planta Desalinizadora……………………………………………………… Pág. 9 7.- Flow – sheet de la Minera Cerro Lindo…………………………………… Pág. 13 8.- Ejemplo N°2 : Mina San Vicente………………………………………….. Pág. 14 9.- Extracción y Recepción del Mineral………………………………………. Pág. 15 10.- Conclusiones……………………………………………………………….. Pág. 18

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INTRODUCCIÓN. Posiblemente los primeros metalurgistas empezaron a elaborar sus herramientas a partir de metales nativos y minerales oxidados de alta ley, debido a su facilidad de encontrarlo en la superficie terrestre. La piro metalurgia fue usada para extraer metales, alcanzando un alto grado de desarrollo, como lo demuestran algunos restos encontrados en las diferentes culturas antiguas, por aquella época cuando se beneficiaba minerales oxidados y se encontraba sulfuros, éstos eran considerados un veneno para el proceso. No fue sino hasta mediados del siglo XIX con el descubrimiento de la flotación aplicada convenientemente a los sulfuros, que éstos responden con muy buenos resultados; por el contrario los óxidos metálicos no flotan, entonces los mineros pierden interés por beneficiar minerales oxidados y se da un fuerte impulso a los sulfuros. Recién por el año 1924, Sullman y Edsor , inscribieron la patente USA: N.°1.492.902 para usar jabones en la flotación de minerales oxidados; en 1935, introdujeron colectores catiónicos a base de aminas para flotar minerales no metálicos, no hay data cuando se empezó a usar sulfuro de sodio para reactivar minerales oxidados, pero a mediados del siglo XX, ya habían algunas plantas operando en diversos países del mundo; en lo fundamental se había logrado disminuir el consumo de reactivos, principalmente colectores de varios kilogramos a unos cientos de gramos, con resultados solo parcialmente satisfactorios por los motivos explicados anteriormente, el conocimiento de la flotación de minerales oxidados es muy importante. En general, los métodos de flotación para óxidos los podemos dividir en dos: flotación directa con colectores de cadena larga de carbón y la otra flotar con colectores tipo xantato previa sulfurización. En nuestro trabajo de investigación se analizan los factores físico-químicos y termodinámicos del proceso con aplicación práctica a un mineral complejo que contiene galena, esfalerita y cerusita.

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METODOLOGÍA EXPERIMENTAL. El método de investigación ha tenido dos fases principales, la primera ha consistido en la búsqueda de información actualizada sobre minerales oxidados de plomo: cerusita y anglesita, mineralogía, complejidad de la mena en presencia de otras especies, cristalografía, físico-química de superficie, mojabilidad, adsorción, reactivos y reacciones químicas involucradas, métodos de flotación, diagramas de flujo y factores que afectan el proceso de flotación de minerales oxidados. La segunda parte está relacionada con el método experimental, aplicado a un mineral de composición mineralógica compleja que contiene: galena, esfalerita y cerusita, se empezó caracterizando la muestra, cálculo del work index (Wi) parámetro que relacionará la cantidad de energía necesaria para las operaciones de reducción de tamaño; composición química del mineral y con esta información son posibles cuatros esquemas de tratamiento metalúrgico; se experimentó dos: una flotación diferencial y la segunda, flotación bulk; en esta última se obtuvo buenas leyes y recuperaciones en el concentrado Bulk Pb-Zn, dicho concentrado cumple con las condiciones críticas de comercialización de concentrados bulk como son: relación en peso Pb/Zn y leyes mínimas en el concentrado: Pb> 20% y Zn >30% del relave bulk, mediante sulfurización de cerusita se obtuvo un concentrado de óxidos que igualmente tienen buenas leyes y recuperaciones. Máquinas, Equipos y Materiales. – Chancadora de quijada. – Chancadora de rodillos. – Molino de bolas. – Celdas de flotación. – Rot-up. – Balanzas electrónicas. – Potenciómetro digital. – Reactivos: colectores, reguladores, espumantes y principalmente, sulfuro de sodio. Minerales Oxidados de Plomo. Cerusita : Pb C03 Anglesita : PbS04 Hidrocerusita : 2 PbCO3.Pb (OH)2 Minio : 2 PbO.PbO2 BENEFICIO DE MINERALES

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Minto : Pb3O4 Plumbojarosita : PbFe6(OH)12 (SO4)4 Minerales que acompañan al Óxido de Plomo. Sulfuros – Galena : PbS – Esfalerita : ZnS – Wurtzita : ZnS – Marmatita : ZnSFe2 – Pirita : FeS2 – Jamesonita : 2PbS.Sb2S3 – Geocronita : 5PbS.Sb2S3 Óxidos – Smithsonita : ZnCO3 – Zincosita : ZnSO4 – Zincita : ZnO – Wilemita : Zn2SiO4 – Calamina : H3ZnSiO5 Propiedades. - Cerusita: P.E.= 6,5; dureza= 3,35; color= blanco; composición química: dióxido de carbono 16,5; óxido de plomo: 85,3. - Anglesita: P.E.= 6,3-6,4; dureza= 2,7-3; color=blanco; composición química: Trióxido de azufre: 26,4; óxido de plomo: 73,6. Físico-química y Termodinámica de Flotación de Cerusita y Anglesita. Cristalografía: Los carbonatos y sulfatos metálicos tienen una estructura cristalina compleja en la que el anión tiene enlace covalente, mientras que la unión entre el catión y el anión es de tipo iónico.

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Cuando el radio iónico del catión es relativamente grande como es el caso del ión plúmbico (1.2 A°) su carbonato y sulfato cristalizan en el sistema ortorrómbico, a este sistema pertenece la cerusita y anglesita Físico-Química de Superficie. Es por todos conocido que los minerales oxidados de plomo son más difíciles de flotar que sus correspondientes sulfuros, esta dificultad está íntimamente asociada a la gran hidratación de carbonatos, sulfatos y silicatos, lo que a su vez se debe a la interacción de las moléculas de agua con los sitios polares que se crean en las superficies de estos minerales durante su fractura; como resultado de la adsorción de moléculas de agua en la superficie se forman grupos hidroxilo, siendo la superficie mucho más hidrofílica comparada con la superficie de los sulfuros. La superficies hidrofílicas tienen una gran tendencia a reaccionar con las moléculas de agua y las burbujas de aire no se adhieren a estas superficies. Por otro lado la concentración de grupos hidróxilo en la superficie de minerales oxidados tienen particular importancia ya que estas especies favorecen el inicio y crecimiento de capas de moléculas de agua adsorbidas. Concentración y Flotación. Los principales minerales oxidados de plomo son cerusita y anglesita, ambos sumamente blandos y en las operaciones de reducción de tamaño se transforman en productos de muy alto porcentaje de lamas, quedando casi intratables por métodos gravitacionales que serían los más adecuados para su concentración debido a su alto peso específico. Para su flotación se pueden seguir dos alternativas: una con ácidos grasos y otra con colectores sulfhídricos, aminas primarias, etc., después de una sulfurización con sulfuro de sodio. Flotación Directa. La flotación directa en forma industrial no se practica, sin embargo algunos estudios de laboratorio han revelado resultados satisfactorios, por ejemplo: ácidos fáticos con una cadena larga de hidrocarburo han demostrado ser buenos colectores de cerusita y anglesita, la efectividad de colectores se debe a la larga cadena de su hidrocarburo y a la presencia de los componentes insolubles que forma con el ion plomo. Rinelli y Marabini (1973)(9) desarrollaron una nueva técnica para flotar cerusita utilizando un quelato (óxima) y aceite combustible. BENEFICIO DE MINERALES

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R. Herrera Urbina (1980) demostró que la anglesita y cerusita pueden flotarse en medio ácido empleando un colector catiónico comercialmente conocido como Alamine 26-D, la composición química de este colector consiste de aminas primarias con diferente longitud de la cadena del hidrocarburo. En flotación directa con xantatos, el colector amílico fue empleado para flotar anglesita y cerusita, este sistema de flotación se lleva a cabo después que el plomo disuelto es precipitado por el xantato amílico, como la anglesita es más soluble que la cerusita en medio básico la concentración de colector que se requiere para flotar anglesita son mayores que para la cerusita. Lamentablemente el alto costo y elevado consumo del reactivo hace que su aplicación a nivel industrial sea muy escasa o nula. EJEMPLO DEL PROCESAMIENTO DEL PLOMO. CERRO LINDO Ubicada en la Provincia de Chincha, departamento de Ica, a 240 km de Lima. Cerro Lindo se convirtió en la cuarta Unidad del GRUPO MILPO, luego de haber iniciado sus operaciones en julio de 2007. Produce concentrados de zinc, plomo y cobre, con contenidos de oro y plata, a través de la flotación de mineral en su propia planta concentradora, la misma que tiene una capacidad instalada de 7,500 tpd y que próximamente llegará a 10,000 tpd. La gestión en la Unidad Minera Cerro Lindo tiene sus pilares en los siguientes aspectos:     

Seguridad Producción Productividad Eficiente administración de recursos Costos Competitivos

Proceso Productivo El siguiente gráfico muestra el proceso productivo de la Unidad Minera:

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C C a o u t z PZ% eT bn 32,278,225 g MA oSg %% r / í t a Total Reservas

83,952,478 0.79 0.24

2.19

0.77

Recursos medidos indicados

26,650,216

0.94

0.32

2.62

0.84

Recursos inferidos

24,924,037

0.61

0.22

2.62

0.71

Total Recursos

51,574,,253

1.92

0.87

3.66

0.22

TOTAL

Reservas y Recursos RESERVAS Y RECURSOS MINA CERRO LINDO

Gracias a la exploración realizada durante el año, se lograron identificar dos nuevos cuerpos (OB6A y OB7) que han permitido incrementar el nivel de recursos en la Unidad en alrededor de 15% respecto a lo reportado al cierre del 2009. Producción de mineral y concentrados

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La siguiente Tabla resume la producción de mineral y de concentrados durante el 2010, en comparación con años anteriores. PRODUCCIÓN DE MINERAL Y CONCENTRADOS

2008

2009

2010

Mineral Tratado

TMS

1,976,528

2,408,060

2,534,019

Ley Cabeza Zn

%

4.1

3.5

3.2

Ley Cabeza Pb

%

0.6

0.4

0.4

Ley Cabeza Cu

%

0.6

0.7

0.8

Ley Cabeza Ag

oz/TMS

1.1

1.0

1.0

TMS

133,458

139,679

133,740

Ley Zn

%

55.2

54.4

55.0

Recuperación Zn

%

92.0

91.2

92.00

Concentrado Pb

TMS

11,651

10,860

9,661

%

65.2

60.7

63.8

Concentrado Zn

Ley Pb

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Recuperación Pb

%

66.5

64.0

69.5

Concentrado Cu

TMS

32,124

60,013

72,356

Ley Cu

%

24.0

22.8

23.1

Recuperación Cu

%

66.5

74.9

82.3

El mineral tratado durante el año representó un incremento de 5% en relación con el 2009, habiendo sido el ritmo de tratamiento diario de la planta de alrededor de 7,190 t. Sin embargo, ya hacia finales del mes de diciembre se alcanzó una capacidad de tratamiento diario en planta de 7,500 t. En cuanto a la producción de concentrados, cabe resaltar el incremento de 21% en la producción de concentrados de cobre, gracias a una mayor recuperación metalúrgica de dicho metal. Estos resultados, al igual que en el caso de la Unidad El Porvenir, reflejan la priorización que se le dio, durante el año, a la explotación del cobre. Por otro lado, en el 2010, el principal proyecto en ejecución en la Unidad fue la Ampliación de la Planta Concentradora a 10,000 tpd. Este proyecto comprende dos etapas, la primera es la ampliación de la planta concentradora para procesar 10,000 tpd, incluyendo modificaciones desde el chancado primario hasta el filtrado de relaves, así como un nuevo molino de 16.5’ x 24’; la segunda serán obras complementarias que comprenden tolvas en interior mina, planta de relleno en pasta y la segunda presa de relaves que facilitará la disposición de éstos. En diciembre de 2010, se iniciaron las pruebas de operación del nuevo molino, el que quedó operando con un tonelaje de 7,500 tpd. Planta Desalinizadora Compañía Minera Milpo desarrolló el Proyecto Cerro Lindo en un yacimiento polimetálico con leyes muy moderadas, ubicado en una zona árida con escaso recurso hídrico incluso para la población del entorno. Por esta razón Milpo decidió no utilizar agua del río Topará que discurre al lado de sus operaciones y por el BENEFICIO DE MINERALES

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contrario, para el abastecimiento de agua, instaló una planta que procesa agua de mar, la desaliniza y la envía hacia la Unidad Minera Cerro Lindo para que sea usada en las necesidades operativas, industriales y domésticas. La operación de mina fue diseñada para un tratamiento mínimo de 5000 tpd, con metodología altamente mecanizada, de tal forma que se logren costos competitivos de operación y que incluya el abastecimiento de agua desalinizada del mar. Milpo ha hecho suyo el compromiso de vertimiento CERO a la cuenca, y para mantener este compromiso es necesario reciclar toda el agua que se utiliza en la planta concentradora, en la mina y en el uso doméstico. UBICACIÓN Cerro Lindo se ubica en la provincia de Chincha, distrito de Chavín, el acceso es desde el Km 181 de la Panamericana Sur y de allí son 60 Km de carretera afirmada. La mina se encuentra en los inicios de la cordillera Occidental y a 1800 msnm de altitud, en los flancos de la quebrada Topará a la cual cruza el río del mismo nombre.

LA PLANTA DESALADORA. El sistema de desalación de agua de mar, consta de tres etapas: captación de agua de mar, proceso en la planta desaladora y, envío de agua desalada a la unidad minera. Captación de agua de mar BENEFICIO DE MINERALES

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Se realiza desde la Playa Jaguay mediante dos tomas independientes con tuberías de HDP de 14 pulgadas de diámetro, ubicadas mar adentro a 280 mt y 800 mt de la orilla del mar. Cada toma alimenta a su respectiva bomba, las mismas que tienen una capacidad de 100 lt/seg ubicadas 50 mt de la línea de alta marea. Estas bombas impulsan el agua hacia la Planta Desaladora. Luego de ello, dos filtros Amiad instalados después de las bombas se encargan de separar las partículas sólidas mayores a 100 micras (arenas y material orgánico). Los filtros Amiad se limpian diariamente a través del proceso de retrolavado.

Proceso en la Planta Desaladora Se ubica a 400 mts de la línea de alta marea en una meseta con cota de 80 msnm como precaución de posibles tsunamis. Consta de un tanque de concreto de capacidad de 350 m3, que es el receptor del agua de mar, con bombas de baja presión y alto caudal que impulsan el agua a 60 PSI hacia los filtros multimedia para la primera filtración, estos filtros llevan capas de carbón, arena y grava en el fondo. El flujo pasa a una segunda filtración a través de los filtros de cartucho fabricados en polipropileno que retienen partículas mayores de 5 micras. Después del segundo filtrado, el agua salada esta lista para ingresar a los módulos de osmosis inversa. Se cuenta con tres módulos y cada uno tiene 84 membranas de poliamida, a ellos llega el agua salada con bombas de alta presión para vencer el proceso natural de osmosis de paso de agua desalada hacia el lado de agua salada, por este motivo se le denomina osmosis inversa. Envío de agua desalada a la Unidad Minera Las membranas de tamaño molecular recien el agua con un flujo de 90 lt/seg. y 800 PSI permitiendo el paso de agua desalada y rechazando más del 99% de las partículas de sal cuyas moléculas son mayores que las de agua desalada. Finalmente, se obtiene 36 lt/seg. de agua desalada, las cuales son enviadas a la mina, los 54 lt/seg de rechazo se devuelven al mar o se usan para regadío de vías afirmadas. BENEFICIO DE MINERALES

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Lo que llamó la atención de los primeros visitantes, además de un cuerpo blanco con baritina, fueron las anomalías de color en la superficie.

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IMPULSION DE AGUA. Para enviar el agua desalada a la mina es necesario elevarla hasta Cerro Lindo ubicado a 1800 msnm. El sistema de impulsión tiene una línea de 60 Km de tubería de acero Schedule 80 de 8 pulgadas y tres estaciones de bombeo. Cada estación de bombeo tiene una bomba de 8”x 8” accionadas por un motor de 800HP a 3600 RPM, con su respectiva bomba gemela de respaldo.

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DIAGRAMA DE FLUJO DE PLANTA DE PROCESOS: UNIDAD MINERA CERRO LINDO

EJEMPLO N°2. (Mina San Vicente).

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Historia del Proyecto. La historia de la mina San Vicente se remonta a 1955, año durante el cual el señor José Cárpena presentó el denuncio “San Vicente”, del que obtenía pequeños lotes de mineral de plomo; en estas circunstancias, dio en opción su concesión a la firma Mauricio Hochschild & Cia. Ltda. S.A., la que a su vez formó con la Compañía Minera Chanchamina S.A. la sociedad denominada “Compañía Minera San Vicente S.A.”. Esta sociedad exploró el yacimiento desde 1960 a 1963. En Octubre de 1963, la “Compañía Minera San Vicente S.A.” interesó a la “Cerro de Pasco Corporation”, las que duraron hasta fines de abril de 1965; realizando hasta ese entonces 2,200 m de labores y sondajes diamantinos, cubicando 850,000 TM con 18% de Zn. En agosto de 1966, la Compañía San Ignacio de Morococha S.A. se interesó en el yacimiento “San Vicente” y tomó bajo contrato las concesiones. En Junio de 1973, la “Compañía Minera San Ignacio de Morococha S.A.” adquiere el 100% de las concesiones, y continua con los trabajos de exploración, desarrollo y explotación hasta la fecha. A través de los años se han ido dando una serie de cambios tecnológicos conducentes a la optimización y competitividad de la organización, entre las cuales se puede mencionar la construcción de la Hidroeléctrica de Monobamba, la adquisición de un minador continuo, los Scoptram de 3 ½ y 6 yardas cúbicas, camiones de 13 y 16 d3., perforadoras Raise Borer y Jumbos Electrohidráulicos. El marco social en el que se desarrollan las actividades de SIMSA unidad minera San Vicente, se enmarca dentro de una política de colaboración y apoyo al distrito de Vitoc, Santa Ana, poblado de Shimayacu, ubicados en la provincia de Chanchamayo, departamento de Junín, el mismo que cuenta con una población de 5,344 habitantes, correspondiendo a la zona rural el 45% de la población. La población desarrolla principalmente las siguientes actividades: - Trabajo en minas - Agricultura: Sembrío de palto, café y frutales (cítricos). - Ganadería: crianza de vacunos. - Comercio - Artesanía y transportes La unidad minera San Vicente durante el periodo que viene laborando en la zona, ha desarrollado a través de su gerencia de relaciones comunitarias, una serie de programas sociales en el área de influencia directa como el distrito de Vitoc y las áreas de influencia indirecta como el distrito de San Ramón, La Merced en los siguientes aspectos: BENEFICIO DE MINERALES

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- Educación, tendiente a mejorar la currícula educativa de la niñez - Cursos de Capacitación tanto para los trabajadores residentes como para los pobladores de Vitoc en actividades económicas y productivas. - Visitas Guiadas a las instalaciones de la unidad minera - Apoyo en proyectos escolares ecológicos (biohuertos, reciclaje de papel en los centros educativos - Desarrollo de Proyectos Sostenibles (mejoras en la crianza de cuyes, pollos y cultivo de café y frutales) La unidad minera San Vicente no ha reportado a la fecha de promulgación de la Ley de Cierre de Minas y el Reglamento para Cierre de Minas la ejecución de actividades de cierre progresivo. Instalaciones de Procesamiento. La Planta Concentradora de la Unidad San Vicente tiene una capacidad instalada de 2,800 TMSD. Actualmente procesa por flotación 1,700 TMSD de mineral de 0.50% de Pb 7.5% de Zn ; produce 190 TPD de concentrado de Zinc con 61.5% Zn ( 94.0% de Recuperación de ZnS y 91.5 % como Recuperación total ) y 8.5 TPD de concentrado de plomo con 62% Pb (82 % de Recuperación). El índice de consumo de energía de Planta es 25 Kw-h/ TMS. Extracción y recepción de mineral. El mineral se extrae por el Nv 1455 con locomotora y es recepcionado en un tolvín de 80 TMH de capacidad, luego por intermedio de tres fajas es transportado a la tolva de gruesos (Capacidad 500TMH).

Chancado. La operación se realiza en 3 etapas, la primera con un zaranda y una chancadora de quijada de 16”x 24” con set de 2 1/2”; luego pasa a una zaranda vibratoria 7' x 10' y el grueso a una chancadora cónica Kue Ken de 4 1/4' con un set de 1 1/4”; la etapa final es un circuito cerrado con un cedazo 7' x 14' y una chancadora cónica Symons con un set de 1/2'. El producto final es 100 % malla -1/2" y se almacena en un silo de 3,000TM. El ratio de chancado es 150 TPH.

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Molienda. El circuito de molienda consta de 4 líneas de molienda primaria con molinos de bolas 8'x 10' y ciclones D-20 inclinados 20° respecto a la horizontal; también un circuito de remolienda con molino de bolas 6' x 6' y una batería de 4 ciclones D-6". La granulometría promedio en el overflow hacia flotación es 15% + m70 y 52% malla -200 mientras que el producto de remolienda óptimo es 70 % malla -325.

CONCLUSIONES. 1.- La cerusita tiene buen comportamiento al flotarlo con colectores sulfuhídricos previa sulfurización; la reacción principal: Na2S + PbCO3 PbS + Na2CO3 2.- El mineral investigado tiene buena ley de plomo, plata y zinc, estando el plomo mayormente oxidado lo que implica que será necesario considerar circuitos de flotación de sulfuros y óxidos. 3.- El método de flotación selectiva produce concentrados de: plomo, zinc y plomo oxidado con leyes comerciales pero son necesarios tres circuitos de flotación, con alto consumo de reactivos para controlar parcialmente el exceso de finos y el zinc BENEFICIO DE MINERALES

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que se encuentra fuertemente activado, el circuito de flotación es complicado y las recuperaciones se ven severamente afectadas. 4.- Flotar los sulfuros en un bulk Pb-Zn, seguida de flotación de óxidos, representa un diagrama de flujo sencillo, con adición de reactivos convencionales, sólo son necesarios dos circuitos de flotación, producen los mejores resultados en leyes y recuperaciones y los concentrados obtenidos se pueden vender fácilmente, en consecuencia es el esquema de flotación más adecuado para este mineral.

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