Beneficio Economico de La Concentracion Gravimetrica-Tecsup

PROCESAMIENTO MINERAL

BENEFICIO ECONOMICO DE LA CONCENTRACIÓN GRAVIMETRICA Claudia C. López, Gerente para América del Sur, Knelson Gravity Solutions, Canadá

Resumen Trabajos realizados por instituciones independientes concluyeron que la recuperación

de oro por métodos gravimétricos puede generar beneficios económicos significativos pues reduce costos operativos y mejora la recuperación total. De acuerdo al estudio realizado por AMIRA-Proyecto P420B (A.J. Parker Cooperative Research Centre, Murdoch University), el costo típico de recuperar oro mediante gravimetría es AUS$90/Kg, mientras que el costo típico vía CIL/CIP es de AUS$200/Kg Con el fin de determinar los beneficios potenciales de la instalación de gravimetría en planta es necesario determinar la cantidad de oro recuperable por gravedad presente en el mineral (Factor ORG.) En este articulo se revisan las metodologías disponibles para evaluar el Factor ORG en u n mineral dado y su uso para escalar pruebas de laboratorio a condiciones de planta. Adicionalmente a las aplicaciones tradicionales se revisan nuevas oportunidades del uso de la gravimetría como complemento de operaciones de lixiviación en pila y preconcentración p reconcentración de especies minerales portadoras de valore. •

INTRODUCCIÓN La predicción de la recuperación del circuito gravimetrico en circuitos de molienda es una tarea de naturaleza compleja, compleja, sin sin embargo, el problema puede plantearse en términos de variables más simples que pueden ser evaluadas en laboratorio o medidas en planta para luego ser modeladas con el fin de predecir con precisión aceptable los beneficios económicos de esta opción. Las principales variables a tener en cuenta en la evaluación del potencial de un circuito gravimétrico son: el Factor ORG del mineral, la magnitud de la carga circulante, la fracción de la carga circulante a ser tratada y la eficiencia combinada de la unidad de recuperación primaria y el cuarto del oro así como la eficiencia de la clasificación clasificación (ciclones.) Si bien este articulo expande cada uno de estos tópicos, es importante no perder de vista que esta teoría se basa en el estudio del comportamiento único y particular del oro en los circuitos de clasificación y molienda.

COMPORTAMIENTO DEL ORO SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN MOLIENDA

EN Y

El oro se comporta de una manera muy diferente al resto de los minerales, pues tiende a acumularse en los circuitos de molienda, lo cual puede resultar en:

• • •

Elevadas perdidas debido a excesiva molienda, Dificultades en la estimación de ley de cabeza Alto inventario de oro Problemas de seguridad

Estos problemas pueden ser aliviados mediante la instalación de circuitos gravimétricos, pero la instalación de los mismos esta basada en un buen conocimiento del comportamiento del oro dentro del circuito con el fin de contestar a tres preguntas básicas en este tipo de aplicación: • que cantidad de oro es recuperable por métodos gravimétricos • que flujo tratar por gravimetria • que tipo de tecnología debe ser utilizada (Semi-continua o continua) El comportamiento del oro es dictado por su maleabilidad y densidad, propiedades que afectan los mecanismos de reducción de tamaño, clasificación y liberación, los cuales a su vez condicionan el tiempo de residencia del oro en el circuito de molienda y por lo tanto la posibilidad del oro de ser recuperado por métodos gravimétricos. Laplante, Banisi and Marois, 1991, reportaron los siguientes hallazgos: •

La reducción de tamaño de las partículas de oro es entre seis y veinte veces más lenta que las de los minerales que lo acompañan, debido principalmente a su maleabilidad.


Esto ocasiona que las partículas de oro cambien varias veces de forma antes de producirse la partición de la partícula. Un ciclo típico se muestra en la Figura 1.

molienda

Granos recién liberados Granos a lanados Partículas Irre ulares Bordes frá iles Desprendimiento de Micro-granos

Figura 1. Evolución de las Partículas de Oro Durante la Molienda. •

En las operaciones de clasificación hidráulica, el tamaño de corte del oro es tres veces menor que el de los minerales con densidad de 3 g/ml. (Figura 2) 100

% 90 , n 80 o l c 70 i C l 60 e d F 50 U l 40 a n 30 o i c i 20 t r a P 10

ORG Mineral Tipico

0 10

100

1000

Tamano de Particula (um)

Figura 2. Curvas Típicas de Partición al UF del Ciclón. •

La maleabilidad del oro fomenta la interacción entre partículas de oro, las partículas de ganga y los medios moledores. Minerales mas duros son incrustados en partículas de oro y las partículas de oro son impregnadas sobre la superficie de partículas de ganga y medios moledores. En circuitos de flotación este fenómeno puede ocasionar serias perdidas si las partículas en las que el oro ha sido embebido son hidrofóbicas.

Este particular comportamiento descrito en los numerales anteriores, tiene un impacto directo sobre la recuperación del oro tanto en los circuitos gravimétricos como en las operaciones subsecuentes, ya sea flotación o cianuración.

La primera y más importante consecuencia de este comportamiento es que la recuperación del oro se facilita significativamente dentro de los circuitos de molienda dada la formación de altas cargas circulantes. Particularmente interesantes son entonces el bajoflujo de los ciclones de clasificación y la descarga de los molinos. Una ventaja adicional es que estos flujos no necesitan ser tratados en su totalidad en virtud de la carga circulante y basta con tratar una porción del flujo total para obtener recuperaciones adecuadas. Lo anterior permite concluir que la concentración gravimétrica, particularmente la tecnología de concentración centrífuga, es una técnica que puede aumentar considerablemente la recuperación de oro en circuitos de flotación y/o cianuración, particularmente si las perdidas de oro se pueden atribuir a uno de los siguientes factores: • El oro presente es muy grueso para flotación. • El oro presente es muy grueso y demanda alto tiempo se residencia en los tanques de cianuración. • Considerable cantidad de oro ha sido impregnada en partículas de ganga o las partículas de ganga han sido incrustadas en las partículas de oro, convirtiéndose entonces en partículas mixtas. • Condiciones de flotación no optimas para recuperación de oro. • Picos en tenor y oro grueso que no alcanzan a ser recuperados en las condiciones estándar de planta. Altas perdidas, cuantificables en miles de onzas por año, sumado al hecho de que el contenido de oro en el bajo flujo de los ciclones es considerablemente mayor que el del sobreflujo son excelentes indicadores de que pruebas adicionales deben ser realizadas con el fin de determinar el verdadero potencial. Queda entonces planteada una pregunta muy importante y es como establecer si existe la posibilidad de mejorar la recuperación global mediante la combinación de métodos gravimétricos con flotación o cianuración con una mínima inversión. La respuesta a esta inquietud es la técnica de laboratorio diseñada en la Universidad de McGill por el Dr. Andre Laplante, conocida como “GRG Test.” Este procedimiento permite establecer que porcentaje del oro presente en el mineral es recuperable por métodos gravimétricos. En este


articulo será referenciado como Factor ORG (Oro Recuperable por Gravedad.)

Determinación del Valor Recuperable por Gravedad)

ORG

etapas todavía contienen oro recuperable por gravedad.

(Oro

La justificación de la instalación de un circuito gravimetrico debe basarse en un estimado de cuanto oro va a ser recuperado, en otras palabras, en la evaluación de los potenciales beneficios económicos. Así pues el factor de mayor influencia en la recuperación gravimétrica en un circuito de molienda es la respuesta de dicho material a los métodos gravimétricos, la cual depende básicamente de la distribución granulométrica, gravedad especifica y grado de liberación de las partículas de oro. La recuperación bajo condiciones “ideales” es el contenido de oro recuperable por gravedad (Factor ORG) a partir del cual la recuperación en planta puede ser estimada. Metodología para Determinar el Factor GRG

La prueba de laboratorio para determinar el Factor ORG consiste de tres etapas de molienda y recuperación secuencial. La molienda progresiva, en vez de molienda a un tamaño final, es necesaria con el fin de obtener un valor confiable del factor ORG, así como una indicación de su distribución granulométrica y de su secuencia de liberación, mientras al mismo tiempo se previene las perdidas de oro grueso por interacción con partículas de ganga. La prueba ORG esta basada en el tratamiento de una muestra de 20Kg usando un Concentrador Knelson de laboratorio (KC-MD3.) El procedimiento se resume en la Tabla 1. Las mejores muestras a ser utilizadas en la determinación del factor ORG son: • Testigos de perforación • Producto de la trituradora en el caso de que sea lo suficientemente fino para tomar una muestra representativa. • Descarga de molino primario, con la precaución de que no incluya material de carga circulante Los cálculos de la recuperación en cada etapa se basan entonces en los ensayos de los respectivos concentrados y colas, mientras que la recuperación total se basa en los ensayes de los tres concentrados producidos y las colas finales, siendo el ensayo de colas final el más confiable pues las colas de las dos primeras

Muestra

30Kg de muestra son requeridos para realizar el procedimiento estándar para la prueba de ORG. 20Kg son usados para la prueba ORG en si y los 10Kg restantes se utilizan para hacer una prueba de molienda previa a la prueba ORG. Tamaño de Partícula requerido

Etapa 1

90 – 100% - 850 µm

Variables Operacionales

Flujo de alimentación: 800 – 1000 g/min Agua de fluidización: 3.5 l/min

Muestras a ser analizadas Ensayo al fuego sobre la totalidad del concentrado* Ensayo al fuego a 300gr de colas Totalidad de las colas pasan a la etapa 2

Etapa 2

45 – 60% -75 µm


Ensayo al fuego sobre la totalidad del concentrado* Ensayo al fuego a 300gr de colas Totalidad de las colas pasan a la etapa 3

Etapa 3

75 – 80% 75 µm


Ensayo al fuego sobre la totalidad del concentrado* Ensayo al fuego a 300gr de colas Totalidad de las colas pasan a la etapa 3

*El

concentrado de cada etapa puede ser bateado para verificar la presencia de oro libre y en todo caso la totalidad de los productos debe ser ensayado al fuego.

Tabla 1. Procedimiento para la Prueba ORG

Los resultados son presentados como el porcentaje acumulado del oro total en la muestra que ha sido recuperado en las tres etapas sucesivas. Un factor ORG por debajo de 20% se considera una respuesta pobre, mientras que un factor del 80% es considerado excepcionalmente prometedor. Respuestas intermedias son las más comunes. La Tabla 2 muestra los resultados de una prueba estándar,


en la cual los concentrados han sido bateados para producir concentrado y medios.

Para descartar la opción de recuperación gravimétrica. Cuando la respuesta del mineral

es pobre, la prueba proporciona la información necesaria para descartar la concentración gravitacional como opción de procesamiento. El hecho de que esta prueba de laboratorio pueda arrojar este resultado es muy importante pues esta opción no es necesariamente aplicable a todas las menas. Diseño de Diagrama de Flujo. Durante el

Tabla 2. Presentación de Resultados - Prueba ORG

En este ejemplo, el factor ORG para la primera etapa fue 33.7, indicando que a un tamaño de partícula relativamente grueso (P80= 850µm) hay una considerable liberación de oro. Las etapas dos y tres hacen un aporte importante de ORG, para un valor total de 66.3 a un P80 de 75 µm. Vale la pena resaltar que los contenidos de oro en los concentrados no son indicativos de los tenores de los concentrados obtenidos en planta, los cuales son usualmente mucho más altos y pueden ser estimados con base en la duración del ciclo de concentración, el flujo de alimentación, el peso del concentrado y el factor ORG. Adicionalmente al procedimiento estándar descrito en la tabla anterior, es posible realizar análisis granulométricos detallados de cada producto en cada etapa, de tal manera que la recuperación de oro y los valores de ORG se calculan en función del tamaño de las partículas.

COMO USAR EL FACTOR ORG La prueba para determinar el factor ORG puede ser aplicada tanto en circuitos existentes, como a en proyectos de adición de circuito gravimetrico. Igualmente se puede usar en proyectos en etapa de factibilidad. En los dos últimos casos, la prueba determinara si es aconsejable la instalación de un circuito gravimetrico y sus beneficios económicos, mientras que en circuitos existentes se usa en estudios de optimización. A continuación se describe en detalle la aplicabilidad de la prueba:

proceso de diseño del diagrama de flujo del proceso, el factor ORG y la distribución granulométrica del mismo, proporcionan información sobre como el oro debe ser recuperado incluyendo la correcta selección de la unidad de recuperación así como sobre la preparación de la alimentación (usualmente cribado) con el fin de maximizar la capacidad y la eficiencia del circuito. Predicción de Recuperación en Planta. Incluso

en los casos en que la respuesta del mineral es mediana a altamente favorable, los resultados deben ser usados con precaución. Debe ser entendido que los resultados obtenidos en la prueba de laboratorio son producto de una liberación secuencial controlada y una recuperación optima, de tal manera que el funcionamiento de la planta será siempre inferior al del valor teórico generado por la prueba ORG. Para la interpretación adecuada de estos resultados se han desarrollado modelos matemáticos como el KC*ModPro, propiedad de Concentradores Knelson. Este modelo permite estimar el impacto de instalar un concentrador Knelson en un circuito de molienda. Las variables usadas en el modelo son el factor ORG, el coeficiente de supervivencia del ORG en el molino, la probabilidad del oro de reportarse en el UF del ciclón y el porcentaje de alimentación a ser tratado por el circuito gravimetrico. La habilidad de este modelo matemático para predecir los beneficios de la instalación de concentradores gravimétricos en circuitos de molienda ha sido reportada en numerosos estudios de casos y ha probado ser razonablemente acertado. El modelo permite predecir la recuperación gravimétrica en función del esfuerzo gravimétrico efectuado, es decir del porcentaje


del UF del ciclón o la descarga del molino que son tratados en el circuito gravimétrico. La figura X muestra en forma grafica varios escenarios para un planta de 70,000 tpd, con una carga circulante de 300%. En la grafica se puede ver la variación en la recuperación esperada en función del factor ORG y de su distribución granulométrica. Modelamiento - Resultados 40

) % ( a c i r t e m i v a r G n o i c a r e p u c e R

KC-XD48

40% Coarse GRG

35 40% Fine GRG

30 KC-XD40

25

Figura 4. Concentrador Knelson Semi-continuo

20

20% Coarse GRG

15

APLICACIONES CONTINUAS

20% Fine GRG

10

10% Coarse GRG 10% Fine GRG

5 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

Fraccion del UF del Ciclon Tratada por Gravimetria (% )

Figura 3. Modelamiento de Circuitos Gravimétricos

Otros usos. La prueba de determinación del

ORG, puede ser incorporada a la rutina de evaluación de las fluctuaciones tanto en las características del mineral así como en el funcionamiento metalúrgico diario de la planta. La regular recolección y el procesamiento de muestras puede ayudar a identificar que factores están afectando la recuperación gravimétrica y global de la planta.

La línea de concentradores gravimétricos continuos, fue desarrollada específicamente para atender a aquellas aplicaciones con alto potencial para recuperación gravimétrica, pero que debido al alto contenido del mineral valioso, no era practico procesar con la tecnología semicontinua. Esta tecnología es usada con éxito en la etapa rougher para producir pre-concentrados de metales preciosos asociados con sulfuros, en la pre-concentración de metales base y de minerales industriales. La figura 5 muestra el corte transversal del concentrador Knelson tipo continuo, también llamando CVD (Continuous Variable Discharge.)

APLICACIONES SEMI-CONTINUAS Los concentradores Semi-continuos son usados exitosamente en la recuperación de oro, plata y metales del grupo del platino. Una de las más importantes ventajas de esta tecnología es la alta recuperación en una masa pequeña de concentrado. Esta tecnología utiliza ciclos de concentración que varían entre 30 minutos y 4 horas, después de los cuales la alimentación se suspende para descargar el concentrado. Entre 0.01 y 0.1% de la masa alimentada al concentrador pasa a ser concentrado, lo cual elimina etapas intermedias de eliminación de ganga y permite que las etapas de limpieza de concentrado sean menos intensivas en costo de capital y operación. La figura 4 muestra un corte transversal del Concentrador Knelson tipo Semi-continuo o Batch.

Figura 5. Concentrador Knelson Continuo

A diferencia de la tecnología Semi-continua, la tecnología continua entrega un flujo continuo de concentrado. Un concentrador continuo descarga concentrado y acepta alimentación fresca simultáneamente, mientras que un Semicontinuo para de manera intermitente para


descargar concentrado. Concentradores continuos tipo Knelson son particularmente apropiados en aquellos casos en los que el contenido de mineral valioso en la mineral excede 0.1%. En la figura 6 se ilustra el rango de aplicación de cada tecnología en función del contenido de mineral valioso a ser recuperado al concentrado. Zona de Transición

Concentr ador Semi-continuo (Batch)

Or o, P Plata y y MGP (ORG) >0.0%

Concentr ador Continuo (CVD) Or o y y M MGP a asociados a a sulf ur os Miner ales M Metál ra áliicos Miner ales IIndustr iales 0.1 % %

Si bien es cierto la mayoría de los circuitos gravimétricos en operación procesan concentrados una vez al día por unas cuantas horas, usando dos operadores, existe la posibilidad de procesar concentrados en forma continua y sin necesidad de supervisión, al mismo tiempo que se mejora la recuperación total mediante la recirculación de las colas y medios a la mesa por un determinado periodo de tiempo equivalente a la duración del ciclo del concentrador gravimetrico. Este sistema fue introducido a la industria por Concentradores Knelson con gran aceptación en aquellas operaciones que no cuentan con licencia para uso de cianuro. Este sistema se conoce con el nombre de ATS (Automated Tabling System.) y su diagrama de flujo se muestra en la Figura 7.

<50%

Rendimiento ((masa d de c concentr ado, % %) Figura 6. Rango de Aplicación Concentrador Semicontinuo y Continuo

TRATAMIENTO DE CONCENTRADOS Mesas Concentradoras

El método de limpieza de concentrados mas comúnmente utilizado son las mesas vibradoras, particularmente las mesas tipo Gemini, las cuales exhiben mejor funcionamiento que las mesas convencionales (riffled tables), a pesar de su menor capacidad de procesamiento. Separadores magnéticos son acompañantes normales de las mesas Gemini, tanto en la versión de tambor como en la versión de correa transportadora. Normalmente los circuitos de limpieza de concentrados son diseñados de tal manera que la alimentación fluye por gravedad, lo cual requiere que la altura mínima sea tenida en cuenta como uno de los factores de diseño de los cuartos de oro. Adicionalmente el cuarto de oro debe estar localizado cerca del circuito de molienda, para facilitar el bombeo tanto del concentrado en el cuarto de oro como de las colas del circuito gravimetrico de vuelta al circuito de molienda.

Figura 7. Diagrama de flujo del ATS

Cianuración Intensiva

Dado que la recuperación global del circuito gravimetrico es altamente sensible a la eficiencia del sistema de limpieza del concentrado, la cual en el caso de la mesa vibratoria varia entre 30 y 70% dependiendo de las características del oro y de la ganga, se han explorado otras posibilidades con el fin de maximizar la recuperación. Una opción de tratamiento que ha ganando gran aceptación en la industria es la cianuración intensiva de los concentrados gravimétricos mediante el uso del Reactor Acacia.


•

•

•

•

Eliminación de la recirculación de la corriente de colas de mesa, normalmente con alto contenido de oro, al circuito de molienda. Reducción de la presencia de oro grueso, lento en lixiviar en las colas finales de la planta. Mejoras en seguridad industrial debidas a la eliminación de problemas asociados a la fundición de concentrados gravimétricos ricos en minerales como arsenopirita y cinabrio. Mejoramiento en la contabilidad metalúrgica. 100%

80%

Figura 8. Reactor Acacia CS2000 fabricado por ConSep

La idea básica del Reactor Acacia, es lograr una alta cinética de cianuración mediante el uso de más altas concentraciones de cianuro y la adición de un agente oxidante conocido como LeachAid. Debido a que este agente oxidante no es a base de oxigeno, permite operar el reactor a temperaturas de hasta 60°C durante el ciclo de lixiviación. Otra ventaja de este sistema es que dada la alta concentración de oro disuelto es posible enviar la solución rica directamente a electrowinning. La recuperación promedio reportada de las 35 unidades actualmente en operación es de 92-95%. El grafico en la Figura 9, muestra resultados típicos obtenidos en pruebas de cianuración intensiva usando la unidad piloto del Reactor Acacia y su correlación con los resultados operacionales. Las pruebas piloto tiene como objetivo determinar la cinética de la reacción durante un periodo de 24 horas así como definir el efecto de la concentración de los reactivos para definir dosis optimas para en operación. Lixiviación de concentrados de oro de alto tenor, como lo son los provenientes de Concentradores Knelson, mediante el uso del Reactor Acacia constituye una nueva generación de métodos de tratamiento de concentrados. Las ventajas del Reactor Acacia son muchas, y la justificación de su instalación normalmente combina las siguientes razones: • Mejora en la recuperación de oro en el tratamiento de los concentrados gravimétricos.

) % 60% ( y r e v o c 40% e R

Commissioning Results Test work

20%

0% 0

1

2

3

4

5

6

7

8

Time (hours)

Figura 9. Pruebas Piloto – Reactor Acacia

BENEFICIOS ECONOMICOS DE RECUPERACIÓN GRAVIMÉTRICA

LA

Sin lugar a dudas, la recuperación gravitacional se ha establecido firmemente como complemento de las operaciones tanto de flotación como de cianuración, a pesar de que un buen porcentaje del oro recuperado por gravedad seria recuperado en ausencia del circuito gravitacional por alguna de las subsecuentes etapas de flotación o cianuración. Esto implica que la justificación económica de la instalación de un circuito gravimétrico esta basada en un ingreso adicional proveniente de: • Un mejor pago del oro recuperado en el concentrado gravimetrico (normalmente mientras el oro en un concentrado de flotación es pagado en un 94%, en un concentrado gravimetrico es pagado en un 99%) • Mejoría en el flujo de caja de la compañía pues la liquidación de valores en los concentrados puede tomar hasta varios meses, mientras


•

que el oro gravimétrico entra inmediatamente al flujo de caja. Un aumento en la recuperación total de la planta entre 1 y 3% pues el circuito gravimetrico actúa como un regulador de la alimentación a flotación o cianuración, eliminando las fluctuaciones en tenor y ORG que descompensan el normal funcionamiento de la planta.

La evaluación de la contribución económica del circuito gravimetrico es un ejercicio complicado para cualquier mineral. El mayor impacto ha sido observado cuando el factor ORG es alto y esta constituido principalmente por oro grueso. Y el menor impacto ha de ser esperado en circuitos de cianuración con tiempos de residencia largos y con una química de reacción optimizada y bien controlada, a un tamaño de molienda muy fino y con un mineral bajo en sulfuros.

Muestras de los varios minerales alimentados a la planta concentradora de Boliden AB fueron enviadas al Centro de Investigación y Tecnología de Knelson (KRTC) para efectuar la prueba ORG en cada una de ellas. Los resultados de una de ellas se muestran en la Tabla 3. Tamano de Molienda P80 µm 1215

412

97

Concentrado Knelson

Oro Producto Concentrado Medios Muestra Rechazo Concentrado Medios Muestra Rechazo Concentrado Medios Muestra Rechazo Total (Cabeza Calc.) Contenido de ORG

Peso (g) (%) 22.6 0.11 115.8 0.54 76.3 0.36 29.2 0.14 69.2 0.32 201.8 0.95 32.0 0.15 82.4 0.39 20674.7 97.05 21304 100.0 351.2

1.65

Ley Dist’n (g/tonnes) (%) 14.1 7.5 10.5 2.9 2.26 0.4 250 17.2 3.02 0.5 1.51 0.7 204 15.3 28.4 5.5 1.03 50.0 2.00 100.0 59.2

48.8

Tabla 3. Resultados Prueba ORG – Mineral Boliden AB

Caso#1. Boliden AB-Suecia A continuación se resume el procedimiento que llevo a la instalación de los Concentradores Knelson y los resultados reportados por Boliden. El reporte de planta completo puede ser visto en http://www.knelsongravitysolutions.com/page50 2.htm El mineral procesado en la planta de Boliden corresponde a sulfuros complejos que contienen zinc, cobre, plomo, oro y plata en cantidades variables. El circuito gravimétrico originalmente instalado incluía conos Reichert, espirales y mesas tratando el 100% del U/F de los ciclones. La Figura 10 corresponde al diagrama de flujo original del circuito gravimétrico Flotation feed

Reichert cone

Spirals Shaking table Gravity conc. Feed

Figura 10. Diagrama de Flujo Actual – Boliden AB

La interpretación adecuada de los resultados de la prueba ORG requiere de la herramienta de modelamiento conocida como KC*ModPro. Las variables usadas en el modelo son el factor ORG, el coeficiente de supervivencia del ORG en el molino, la probabilidad de ORG de reportarse en el U/F del ciclón y el porcentaje del U/F del ciclón a ser tratado en el circuito gravimétrico. El KC*ModPro permitió hacer una evaluación exhaustiva del circuito gravemétrico instalado, constituido por conos Reichert y espirales (Figura 8) tratando el 100% del U/F del ciclón, y permitió establecer que sería posible lograr una recuparación similar con solo tratar el 20% del U/F del ciclón con un Concentrador Knelson (Figura 11.) Una vez analizados los resultados del modelamiento del circuito gravimétrico Knelson, Boliden decidió alquilar un concentrador tipo KC-XD30 con el objetivo de verificar las predicciones del modelo y cuantificar el aumento global en la producción de oro. Las pruebas a escala industrial se realizaron mediante pruebas On/Off. Esta metodología permitió a la vez comparar el circuito gravimétrico “antiguo” (conos Reichert, espirales y mesa) con el propuesto basado en Concentradores Knelson. Los resultados de esta comparación se muestran en la Tabla 4.


Modelamiento - Circuito Gravimetrico Kne lson -Boliden

Flotation feed

2.5

50 Hydro cyclones

45 total cyclone underflow

Screens

Gravity conc.

Knelson concentrator

Feed

40 o t i u c ) 35 r i % C ( l o 30 e c d i r n t 25 o e i m c i v a 20 r a e r p G 15 u c e 10 R

Oro Recuperado Ley O/F del Ciclon

5

Pebbles

) t / u A g ( n o 1.5 l c i C l e d 1 / F O l e d y 0.5 e L

2

0

0 0

Primary mill

Secondary mill Magnetic separator

Figura 11. Diagrama de Flujo Antiguo – Boliden AB

El modelamiento tambien permitió establecer que la mesa vibratoria utilizada para limpiar el concentrado de las espirales representaba una perdida significativa del oro recuperado en el circuito gravimétrico, lo que se explica por la gran cantidad de concentrado producido por las espirales el cual representa una matriz altamente competitiva para el oro. Finalmente se pudo concluir que mediante la instalación de un concentrador Knelson en el U/F del ciclón seria posible producir un concentrado de menor masa y más alta ley y con una matriz menos competitiva generando a su vez mejores eficiencias en la mesa vibratoria. Como resultado de la instalación de un concentrador KC-XD30 en el U/F del ciclón, Boliden reporta un concentrado gravimétrico con un contenido de oro 2.5 veces mayor que con el circuito antiguo, un incremento de 22% en el oro que reporta al concentrado gravimétrico y 4% de incremento en la recuperación de oro global. Beneficios adicionales reportados incluyen el reducido espacio que ocupa el KC-XD30 en comparación con el circuito anterior y la disminución en gastos de mantenimiento al haberse reemplazado tres equipos con un solo concentrador Knelson.

20

40

60

80

100

Fraccion del U/F del Ciclon tratada en el Concentrador Knelson (%)

Figura 12. Resultados del Modelamiento

Leyde Oro (g/tonnes) Distribucion del Oro (%) Circuito Concentrador Circuito Concentrador Antiguo Knelson Antiguo Knelson 3.74 100 Alimentacion 3.49 100 ConcentradoGravimetrico 1,585 4,257 35.7 13.5 51.9 31.6 Cu-Concentrado 65.2 48.8 7.5 4.4 Pb-Concentrado 8.0 5.1 3.0 10.5 Zn-Concentrado 2.9 10.8 17.7 Rechazo de Flotacion 0.81 21.8 0.93 Recuperacion Total, Au 71.7 67.4 Tabla4. Resultados Operacionales

EL FUTURO DE GRAVIMETRICA

LA

CONCENTRACIÓN

La introducción de la tecnología de concentración gravimétrica continua brinda la oportunidad de capturar no solamente oro libre sino también las especies asociadas al oro en una cantidad pequeña de concentrado con alta ley. A este concentrado se le puede luego someter a tratamientos intensivos altamente efectivos en plantas dedicadas a una escala mucho más reducida. Los beneficios son obvios: mucho mas bajo costos de capital en la instalación y costos operacionales reducidos pues solo una fracción del mineral esta siendo procesada. Knelson Gravity Solutions ha acuñado el termino “Procesamiento eXtremo” para describir un sistema de procesamiento compuesto de un concentrador Knelson continuo (CVD) seguido de una remolienda de concentrados y posterior cianuración intensiva del flujo resultante.


Pre-Concentracion Cuando el objetivo de la concentración es expandido para incluir los sulfuros asociados al oro, la meta de recuperación en masa es entonces la masa de sulfuros, la cual típicamente es menor del 5%, pero puede llegar hasta 20%. Coincidencialmente, en el CVD se puede ajustar la recuperación en masa y por lo tanto se puede ajustar a cada aplicación. Dada la versatilidad del equipo también se pueden realizar ajustes para acomodar cambios tanto en el mineral como en la operación.

Hay otros factores que pueden adicionar ventajas a la concentración gravimétrica. Por ejemplo, para flotación se requiere que el mineral sea molido a un tamaño nominal de 150 micrones o aun menor, aun cuando el mineral valioso se haya liberado a un tamaño más grueso. Debido a que los sulfuros más densos permanecen en la carga circulante por mas tiempo que las especies más livianas, tienden a sobre molerse, tornándose más difícil de recuperarse por flotación. La energía consumida en la extra molienda puede por lo tanto ser inapropiada y potencialmente destructiva. Por el contrario, el CVD de Knelson, puede ser utilizado en flujos con partículas hasta de 2mm y mientras más grueso el tamaño de liberación de las especies valiosas, mejor será la eficiencia de la concentración.

Esta abilidad del CVD esta demostrada en los resultados graficados en la Figura 13, correspondientes a pruebas piloto realizadas en el circuito de molienda de la Mina Sadiola Hill (Mali) con un CVD6. Gold Recovery vs Mass Pull - Tests 2-9 10 0

Es posible también recuperar partículas mixtas e incluso valores totalmente ocluidos de acuerdo a la clasificación en la Tabla 5.

90 80

70

) 60 % ( y r e 50 v o c e R 40

Class 1

Gravity y

Cyanide y

Float y

2

y

y

?

3

y

n

n

Figura 13. Pruebas Piloto CVD6-Sadiola Hill (Recuperación en Masa vs. Recuperación Metalurgica)

4

y

n

n

5

y

?

?

Cada punto en la grafica, representa el resultado de cada corrida con la maquina en diferentes condiciones, demostrando no solo la habilidad del CVD para capturar la vasta mayoría de los valores en el mineral, sino también su habilidad de variar la masa recuperada al concentrado y optimizar la r ecuperación y la ley del concentrado.

6

n

?

?

GRG= 41%

30

20

10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Mass Pull (%)

La gravimetria es un proceso económico tanto en términos de costos de capital como costos operativos, los únicos consumibles son energía y agua, e incluso estos son modestos. El tamaño de las maquinas es también muy pequeño con relación a la tarea desempeñada, lo que resulta en requerimientos de espacio mucho menores para la instalación de la planta tanto en terreno como edificaciones. Por ejemplo, mientras que una planta de flotación tiene un tiempo de residencia de 20 minutos o mas y usa hasta tres reactivos, el CVD de Knelson tiene un tiempo de residencia de 0.5 segundos y no requiere adición de reactivos.

Tabla 5. Tipo de Partículas y su Disposición a ser Recuperadas por Diferentes Métodos

Adicionalmente es posible sacar ventaja de la distribución de tamaño así como de los factores de forma para rechazar material estéril problemático mediante el uso de la contrafuerza del agua de fluidización del CVD. Por e jemplo, en la Mina Bogoso (Gana), un CVD usado para producir un concentrado de sulfuros para cianuración simultáneamente elutria grafito (preg-robber) del concentrado. Lograr este mismo resultado mediante flotación implica la drepresion del esteril o incluso un paso adicinal de flotación diferencial, es decir, mayor tiempo de residencia o mayor consumo de reactivos o incluso ambos. Tratamiento del Concentrado Gravimetrico Un concentrado de menor volumen y alta ley abre la posibilidad a que tratamientos mas intensivos puedan ser aplicados. Varios


métodos de tratamiento de concentrados están disponibles dependiendo del grado de que tan refractarias sean las especies portadoras de valores, desde cianuración convencional pasando por cianuración intensiva o hasta técnicas de preoxidación como tostación y calcinación o biolixiviacion. De hecho, nuevas técnicas, como el uso de lixiviantes alternativos como tiosulfato o compuestos de bromo pueden ser empleados en los concentrados de alta ley. Configuración del Circuito Debido a la naturaleza diversa de los concentrados encontrados se requiere de flexibilidad en el diseño, sin perder de vista los principios básicos de simplicidad y minimización. Un molino de bolas convencional y tanques convencionales de cianuración son empleados, resultando en un alto grado de confianza en la disolución. Siendo aplicado solamente al concentrado, la escala de estos componentes es mucho más pequeña de la que fuese necesaria para tratar la totalidad del mineral. Existe la posibilidad de reducir aun mas el tiempo de residencia y el volumen de los reactores mejorando de la cinética de reacción mediante el uso de LeachAid®, el mismo oxidante/accelerante usando en el Reactor Acacia, el cual es un producto bien establecido y ampliamente aceptado.

del contenido de oro a un tenor de cabeza de 2g/t, y a un tamaño de trituración de 6mm. Prácticamente en todos los metales habrá una liberación tensional del oro libre durante la trituracion. La pregunta es si la cantidad de oro libre justifica la adición de un circuito gravimétrico. Como veremos en los cálculos de inversión de capital y gastos de operatividad, el argumento se vuelve positivo incluso para cantidades muy modestas de ORG, y urgentemente necesario para cantidades grandes. Debemos recordar además que los picos en ley están normalmente asociados a picos en oro libre, y estos pueden prolongar desproporcionadamente la duración de la lixiviación. La figura 14 muestra el diagrama de flujo estándar de lixiviación en pilas. En el caso del proyecto Eureka, la recuperación en estas condiciones fue del 66% en 90 días.

CN

Leach Pad

%

Days

66

90

Figura 15. Lixiviación en Pilas – Método Estándar

Figura 14. Diagrama de Flujo – Procesamiento eXtremo

Gravimetria Y Lixiviacion En Pilas A pesar del bajo tenor de los proyectos de lixiviación en pilas, la cantidad de oro liberado en tamaños relativamente gruesos, puede ser en algunos casos muy significativa. Por ejemplo, en el proyecto aurífero Mina Eureka de Delta Gold, se encontro que se liberaba hasta un 23%

La mayoría de diagramas de lixiviación en pilas incluyen un paso de triturado y tamizado, y lo único que se requiere en la etapa de trituración es el tamizado de finos generados naturalmente, por lo general este tamizado se realiza a 2mm. Mientras el sobre-tamaño es llevado a las pilas, los finos son alimentados al concentrador Knelson. Las colas o relaves del Concentrador Knelson pueden ser bombeadas a la pila, uniéndose a los sobre-tamaños para lixiviación, o pueden ser lixiviados en un circuito separado de CIP. Si se escoge esta última ruta, no solo se extrae el oro libre sino los finos de la pila, mejorando así considerablemente la eficiencia de la precolación. En algunos casos la aglomeración de finos se puede prevenir adoptando la ruta de gravimetría - CIL. El concentrado resultante del Knelson es alimentado a un Reactor Acacia para recobrar el


oro contenido, generalmente con un rendimiento del 99%.

CN

mineral en cada tamaño, para determinar la línea base que ha de contrastarse con el beneficio de la gravimetría.

CONCLUSIÓN

Leach Pad

EUREKA MINE PILOTING results

CN

%

Days

48.3

75

2.1

2

26.2

1

76.6 Actual

(72.2)

Figura 16. Diagrama de Flujo (Gravimetría + Lixiviación en Pilas)

¿Cuál es el costo de la etapa de gravimetría? A manera de ejemplo general, si consideramos una operación de 250tph con una producción de finos del 20% a 2mm, la sección de gravimetría vería 50tph, para lo cual bastaría con un solo concentrador Knelson XD40. El costo de inversión del módulo gravimétrico, i ncluyendo preparación al tamizado, concentrador, b ombas, reactor ACACIA de 1000 y recuperación electrolítica, sería de aproximadamente US $ 1’000.000 (un millón). El costo de operaciones y propiedad (con amortizaciones durante 5 años) sería del orden de US 18 centavos por tonelada ROM, dependiendo de los costos de energía de la región en particular. Esto equivale aproximadamente a 0.013 gr. de oro por tonelada, que en una alimentación de 2g/t representa un 0.7%. En el caso del proyecto Eureka, el beneficio proyectado de recuperación gravimétrica fue del 6%, ó 0.12g/tAu. Cada proyecto debe evaluarse con base en sus propios gastos y resultados proyectados; pero con umbrales de aceptabilidad tan modestos, muy pocos proyectos no calificarían. Pruebas y evaluaciones metalúrgicas En primera instancia, una simple prueba ORG indicará la presencia de oro libre, y en caso positivo, se debe hacer una investigación más profunda, que incluiría un proceso de trituracion a varios tamaños, cada uno seguido por evaluación del peso específico del producto y la respuesta de los remanentes a la lixiviación. Además, se realiza una lixiviación de todo el

El futuro de la concentración gravimétrica esta en capitalizar sobre el potencial que ya existe. Este articulo espera haber transmitido la importancia de racionalizar los costos de capital y operativos ligados a la recuperación gravimétrica de oro. Para ello han sido presentadas herramientas disponibles para la cuantificación y caracterización del oro recuperable por gravimetría así como los modelos matemáticos desarrollados para predecir el impacto económico de la instalación de un circuito gravimétrico dentro de un circuito de molienda.

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Beneficio Economico de La Concentracion Gravimetrica-Tecsup

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