UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/18317/1/Tesis Gabriel Romero.pdf · Esta tesis se la dedico al esfuerzo y apoyo incondicional

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE TITULACIÓN

TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE

INGENIERO INDUSTRIAL

ÁREA

SISTEMAS PRODUCTIVOS

TEMA CONCENTRADO POLIMETÁLICO: MEJORAMIENTO DE CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN, EN BASE A ESTUDIOS

DE RECUPERACIÓN Y ENRIQUECIMIENTO CON METALES DE VALOR (ORO, PLATA Y COBRE)

AUTOR

ROMERO DURÁN HERNÁN GABRIEL

DIRECTOR DEL TRABAJO

ING. IND. NAVARRETE PACHECO OSWALDO

2016

GUAYAQUIL – ECUADOR

ii

DECLARACIÓN DE AUTORÍA

“La responsabilidad del contenido de este trabajo de titulación, me

corresponde exclusivamente; y el patrimonio intelectual del mismo a la

facultad de Ingeniería Industrial de la Universidad de Guayaquil.”

Romero Durán Hernán Gabriel

C.C. 070481874-9

iii

DEDICATORIA

Esta tesis se la dedico al esfuerzo y apoyo incondicional de mis padres y

mi esposa, fuerza motriz para la constante búsqueda de progreso e

enriquecimiento del conocimiento en busca de mejores puertos.

Agradezco la bendición de dios quien ha sido esa luz espiritual para

momentos de flaqueza.

iv

AGRADECIMIENTO

En este fragmento hago un justo agradecimiento a quien han sido

participes de esta travesía académica que culminare llena de

innumerables anécdotas, con una recopilación de una magnifica gama de

conocimientos impartidos por cada uno de los catedráticos de tan

respetable facultad.

De entre aquellos catedráticos hago especial reconocimiento al Ing.

Oswaldo Navarrete, quien con guía concretas coadyuvo al desarrollo de la

presente investigación.

La vida académica no sería nada sin la guía moral de mis padres, Hernán

Romero E. y Ligia Durán H., así como el calor del seno del hogar que lo

brinda mi esposa Lisbeth Vivanco C. y mi hija Analía Romero V; a ellos

hago un merecido agradecimiento.

ÍNDICE GENERAL

N° Descripción Pág.

PRÓLOGO 1

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN


1.1 Antecedentes 2

1.2 Ubicación 2

1.3 Productos 3

1.4 Recursos Productivos 4

1.5 Procesos de Producción 12

1.5.1 Diagrama de flujo-proceso para arena de molienda 12

1.5.2 Diagrama de flujo de proceso para cuarzo de mena 19

1.6 Capacidad de Producción Nominal y Real 21

1.7 Descripción del Problema 21

1.8 Causas 22

1.9 Efectos 24

1.10 Delimitación 25

1.11 Objetivos 26

1.11.1 Objetivo General 26

1.11.2 Objetivo Específico 26

1.12 Justificativos 26

1.13 Marco Teórico 27

1.13.1 Marco Ambiental 27

vi


1.13.2 Definición del proceso de flotación 37

1.14 Metodología 43

CAPÍTULO II

DIAGNÓSTICO


2.1 Registro de datos y sistematizacion del problema 46

2.1.1 Material a tratar 46

2.1.2 Mala operación 49

2.1.3 Bajo rendimiento de equipos 56

2.2 Impacto económico del problema 60

2.3 Diagnóstico 63

CAPÍTULO III

PROPUESTA Y EVALUACIÓN ECONÓMICA


3.1 Descripción de propuesta de solución 64

3.2 Costo de la propuesta de solución 69

3.3 Evaluación económica y financiera 70

3.3.1 Plan de inversión y financiamiento 70

3.3.2 Evaluación financiera 71

3.4 Programación para puesta en marcha 80

3.5 Conclusiones y recomendaciones 80

GLOSARIO DE TÉRMINOS 82

ANEXOS 83

BIBLIOGRAFÍA 88

ÍNDICE DE CUADROS


1 Causa de exceso y defecto de reactivos en el proceso 23

ÍNDICE DE GRÁFICOS


1 Relación entre el oro total y el porcentaje de oro 48

Soluble

2 Control de dosificación de reactivo AR-1242 49

3 Control de dosificación de reactivo AR-1404 50

4 Control de dosificación de reactivo ER-350 51

5 Control de dosificación de reactivo Sulfato de Zinc 52

6 Control de dosificación de reactivo Cianuro 53

7 Control de medición de densidad de pulpa en 54

acondicionador de reactivo

8 Control de medición de densidad de pulpa en 55

Molino de bolas 5FTx8FT.

9 Control de toneladas métricas de arena de 58

molienda chilena procesadas por día

10 Registro de recuperación diaria del metal de valor 59

Oro

11 Diagrama de Pareto para Causas 60

12 Ingreso diario (PA) vs. ingreso diario (PI) 62

13 Ingreso diario con sustitución de celda de flotación 74

(PS) vs. ingreso diario (PI)

ÍNDICE DE DIAGRAMAS


1 Diagrama de flujo de procesos para arenas de

molienda chilena

19

2 Diagrama de flujo de procesos para cuarzo de

Mena

20

3 Diagrama de Gantt para sustitución de celda de

flotación serrano tres

80

ÍNDICE DE IMAGEN


1 Ubicación satelital 2

2 Tolva de gruesos 4

3 Tributadora primaria 5

4 Zaranda vibratoria 5

5 Tributadora secundaria 6

6 Banda transportadora 7

7 Tolva de finos 7

8 Tolva para arenas 8

9 Molino de bolas 8

10 Hidrociclón 9

11 Calero 9

12 Acondicionador de reactivos 10

13 Celda de flotación 11

14 Celda Denver 11

15 Cochas para concentrado 12

16 Molino chileno 3 ruedas 13

17 Molienda 14

18 Bomba de pulpa 15

19 Clasificación de pulpa 15

20 Flotación Polimetálica 18

21 Difusor inclinado 40° neopreno 65

22 Dedos difusores revestidos de neopreno 65

23 Contra eje en tubo de 3 PLG y brida embra 66

24 Tubo draft con plato detalle 67

25 Caja recolectora PI 6mm 68

26 Motor 69

ÍNDICE DE TABLAS


1 Parámetros de clasificación de los concentrados

polimetálicos

3

2 Dosificación de reactivos para el proceso de

flotación

17

3 Unidades de los metales de valor 22

4 Puntos de control y parámetros a controlar en el

proceso de flotación

24

5 Resultados de muestreo de barrido para 24 mil

toneladas métricas de arena de molienda chilena

47

6 Resumen de cumplimiento de medición en los

puntos de control

56

7 Resumen de toneladas procesadas por día y

recuperación

59

8 Datos para estructura de diagrama de Pareto 60

9 Metales de valor y precio para comercialización 61

10 Costos de sustitución de celda de flotación serrano

número tres

70

11 Pruebas de recuperación de arenas de molienda

chilena

72

12 Metales de valor y precio para comercialización

con sustitución de celda de flotación serrano

73

13 Parámetros para estimación de costos 76

14 Flujo de caja 77

ÍNDICE DE ANEXOS

N° Descripción

Pág.

1 Diagrama de flujo de procesos para arenas de 84

molienda chilena

2 Diagrama de flujo de procesos para cuarzo de 85

Mena

3 Digitalización 3d de celda de flotación tipo serrano 86

4 Fotografía satelital de ubicación de la planta de beneficio 87

Pitaya

xiii

AUTOR: ROMERO DURÁN HERNÁN GABRIEL TEMA: CONCENTRADO POLIMETÁLICO: MEJORAMIENTO

DE CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN, EN BASE A ESTUDIOS DE RECUPERACIÓN Y ENRIQUECIMIENTO CON METALES DE VALOR (ORO, PLATA Y COBRE)

DIRECTOR: ING. IND. NAVARRETE PACHECO OSWALDO

RESUMEN

La presente investigación propone a la Sociedad Minera Carrión Apolo, la determinación de los factores que se encuentran afectando la recuperación de metales de valor(Oro, Plata y Cobre) así como determinar los valores de enriquecimiento de dichos metales de valor, se pretende determinar el ingreso diario por la producción de concentrado polimetálico y el volumen de material procesado para dicha obtención, considerando que es una empresa que da sus inicios en la actividad minera industrializada, apuntando al auge de la venta de concentrado polimetálico a países de oriente, especialmente la republica de china. Para el presente proyecto se han utilizado diferentes métodos de investigación de campo, así como herramientas básicas de procesamiento de minerales como base de cálculo y sustento para hacer referencia económica de impactos a la sociedad minera. Después de la implementación necesaria se espera que la recuperación de metales de valor sea del 80%, aumento de la capacidad de procesamiento de entre el 17% y 25%, enriquecimiento del concentrado polimetálico en un 28%, alcanzando un aumento en el ingreso diario del 42%.

PALABRAS CLAVES: Estudios, Recuperación, Enriquecimiento,

Mejora, Rendimiento, Capacidad,

Producción, Concentrado Polimetálico.

Romero Durán Hernán Gabriel Ing.Ind. Navarrete Pacheco Oswaldo CC. 070481874-9 Director Del Trabajo

xiv

AUTHOR: ROMERO DURÁN HERNÁN GABRIEL TOPIC: POLYMETALLIC CONCENTRATE: IMPROVING

PRODUCTION CAPACITY, BASED ON STUDIES OF RECOVERY AND ENRICHMENT WITH VALUE METALS (GOLD, SILVER AND COPPER

DIRECTOR: IND. ENG. NAVARRETE PACHECO OSWALDO

ABSTRACT

This research proposes to Sociedad Minera Carrion Apolo, the determination of the factors that are affecting the recovery of valuable metals (Gold, Silver and Copper) as well as determine the values of enrichment of such valuable metals, is to determine the daily income from the production of polymetallic concentrate and volume of material processed for such acquisition, considering it is a company started in industrialized mining, pointing to the boom in the sale of concentrate polymetallic to eastern countries, especially the republic from China, for this project we are used different methods of field research as well as basic mineral processing tools as a basis to calculate and support for economic impacts reference to the mining company. After the necessary implementation it is expected a metal recovery value of 80%, increasing processing capacity between 17% and 25%, enrichment polymetallic concentrate by 28% getting an increase in daily income 42%.

KEY WORDS: Studies, Recovery, Enrichment, Improvement,

Performance, Capacity, Production, Concentrate

Polymetallic.

Romero Durán Hernán Gabriel Ind. Eng. Navarrete Pacheco Oswaldo CC. 070481874-9 Director of Work

PRÓLOGO

La presente investigación tiene como propósito, mejorar la

obtención de concentrado polimetálico así como la capacidad de

procesamiento de arenas provenientes de proceso de gravimetría de la

Sociedad Minera Carrión Apolo en su planta de beneficio PITAYA, debido

a que en la actualidad existe un mercado que genera fuertes ingresos

como lo es la venta de concentrados polimetálicos a diferentes partes del

mundo siendo el mayor comprador la republica de china, por esta razón la

empresa debe aprovechar al máximo sus metales de valor alcanzando los

más altos porcentajes de recuperación y explotando de mejor manera sus

recursos productivos.

Esta tesis se encuentra conformada por tres capítulos, el primero

muestra la introducción donde se señala tanto, problema, causas, efectos,

justificativos, campo de acción, objetivos generales y específicos.

El segundo capítulo correspondiente al diagnóstico donde se

realiza el registro y sistematización del problema.

El capítulo tres contiene la presentación de la propuesta, anexo de

la tabulación de resultados esperados una vez puesta en marcha la

propuesta de solución, con las respectivas conclusiones y

recomendaciones.

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

1.1. Antecedentes

La sociedad Minera Carrión Apolo, se encuentra conformada por el

Sr. José Carrión y el Sr. Cosme Apolo inició sus actividades mineras con

molinos de ruedas los mismos que por el precio internacional del oro

perdieron su rentabilidad llegando al punto de ser escasa o lo que se

conoce en lenguaje coloquial como minería de sobrevivencia. Bajo esta

razón y después de una investigación entre mineras de la zona tomaron la

determinación de invertir en la construcción de una planta de beneficio

para industrializar el procesamiento del mineral; optando por el proceso

de flotación y dando origen a la Planta de Beneficio Pitaya.

1.2. Ubicación

La planta de beneficio Pitaya, se ubica en el cantón Piñas en el

sitio denominado como Puente de Buza. Sector minero tradicional de la

parte alta donde se ubican las minas que por reseña histórica han gozado

de la bondad de la naturaleza.

IMAGEN N° 1

UBICACIÓN SATELITAL

Fuente: Google Maps Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

Introducción 3

1.3. Productos

El producto que se obtiene se llama Concentrado Polimetálico, es

un elemento arenoso que en su interior lleva inmerso metales de valor

comerciales como Oro, Plata y Cobre en diferentes proporciones.

La obtención de concentrado polimetálico adquirido un gran nicho

en el mercado debido a los bajos costos de producción generando una

alta rentabilidad; considerando el alto grado de dificultad para su robo

brinda una seguridad atractiva a los empresarios.

Existen parámetros básicos de comercialización del producto los

mismos que varían y son objeto de negociación entre la empresa

productora y la empresa compradora; los mismos que se puede detallar a

continuación:

TABLA N° 1

PARÁMETROS DE CLASIFICACIÓN DE LOS CONCENTRADOS

POLIMETÁLICOS

Metal de Valor Concentrado de Oro Concentrado de Cobre

Oro 35 gr/TM 31,1 gr/TM

Plata 200 gr/TM 200 gr/TM

Cobre 12%/TM 18%/TM

Fuente: Aodatong Cia.Ltda. Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

Se denomina concentrado de oro debido a una mayor presencia de

oro, mientras que se denomina concentrado de cobre por la alta presencia

de cobre dentro del concentrado poli metálico.

Los valores detallados en la tabla anterior son los mínimos que el

concentrado polimetálico debe poseer, los mismos que son verificados

mediante análisis de laboratorio en el caso de oro y plata el ensayo se

denomina Ensayo al Fuego mientras que para el cobre se denomina

Absorción Atómica.

Introducción 4

1.4. Recursos Productivos

La Planta de Beneficio Pitaya en una nave industrial que procesa

mineral y arena de proceso gravimétrico, desecho de molinos chilenos, el

proceso de flotación comprende los siguientes equipos.

Tolva de Gruesos.- Elemento para almacenaje de material

proveniente de mena con una capacidad de 50 toneladas métricas,

construida en plancha de acero A36 de 6mm con armadura de refuerzo

en UPN de 100mm.

IMAGEN N° 2

TOLVA DE GRUESOS

Fuente: Planta de Beneficio Pitaya. Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

Trituradora de Mandíbula Primaria.- Elemento de reducción de

cuarzo con alimentación máxima de 210 mm. Y descarga máxima de 18 a

70 mm. Con capacidad de 15 toneladas por hora dotada de un motor

trifásico de 15 KW.

Su propiedad de primaria se debe a las dimensiones, 250mm por

400mm, casi cuadradas del equipo.

Introducción 5

IMAGEN N° 3

TRITURADORA PRIMARIA

Fuente: Planta de beneficio pitaya Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

Zaranda Vibratoria.- Este equipo pose una sección efectiva de 1,2

metros de anchos por 2,2 metros de largo con una malla de 3/4 de

pulgada con un motor de 10 hp.

IMAGEN N° 4

ZARANDA VIBRATORIA


Trituradora de Mandíbula Secundaria.- Equipo de reducción de

mineral de una alimentación máxima de 120 mm. Con una descarga de

18 a 48 mm. Con capacidad de 15 toneladas por hora con un motor

trifásico de 15 KW.

Introducción 6

Su propiedad de secundaria se debe a las dimensiones, 750mm

por 150mm, rectangular más larga que ancha.

IMAGEN N° 5

TRIBUTADORA SECUNDARIA

Fuente: Planta de beneficio Pitaya Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

Banda Transportadora.- Se encarga del transporte del mineral

entre equipos, existen 3 bandas transportadoras en la siguiente

disposición:

Banda Transportadora entre Trituradora Primaria y Zaranda

Vibratoria, longitud 16m.

Banda Transportadora entre Zaranda Vibratoria y Trituradora

Secundaria, longitud 13m.

Banda Transportadora entre tolvas de finos arenas y molino

de bolas, longitud 11m.

Introducción 7

IMAGEN N° 6

BANDA TRANSPORTADORA

Fueente: Planta de beneficio pitaya Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

Tolva Para Finos.- Es un utillaje de almacenamiento del material

triturado el mismo que posee una capacidad de 120 toneladas métricas, y

se encuentra construida en plancha de acero A36 de 6mm, con refuerzo

en correa UPN de 100mm.

IMAGEN N° 7

TOLVA DE FINOS


Tolva Para Arena.- Utillaje con capacidad para 20 toneladas

métricas de arena proveniente del proceso de molienda chilena, edificada

en plancha de acero A36 con refuerzos en perfil UPN de 100mm.

Introducción 8

IMAGEN N° 8

TOLVA PARA ARENAS


Molino de Bolas.- El equipo recibe su nombre debido al elemento usado

para la operación, bolas de acero, sus dimensiones son 5 pies de

diámetro y 8 pies de largo, con una capacidad estipulada por el fabricante

de 2.3 a 5.4 toneladas por hora.

IMAGEN N° 9

MOLINO DE BOLAS


Hidrociclón.- Permite la clasificación de la pulpa en dos productos;

los denominado finos que pasan al acondicionamiento con reactivos y los

gruesos que retornan al molino de bolas para ser remolidos, la dimensión

es de 6 pulgadas.

Introducción 9

IMAGEN N° 10

HIDROCICLÓN


Calero.- Utillaje que permite dosificar una lechada de cal al molino

de bolas para la regulación del ph, a finalidad de alcanzar el óptimo para

el proceso de flotación.

IMAGEN N° 11

CALERO


Acondicionador de Reactivos.- Permite adicionar los reactivos

de la operación para que sean mezclados uniformemente con la pulpa

antes de ingresar a la flotación propiamente dicha.

Introducción 10

IMAGEN N° 12

ACONDICIONADOR DE REACTIVOS


Celda de Flotación Tipo Serrano.- Equipo de forma circular cuya

función principal es generar la espuma, mediante turbulencia que se

genera entre el impulsor y los dedos del plato al inferior del tubo graff, que

posee los metales de valor, oro, plata, cobre; posee una dimensión de 6

pies de largo por 6 pies de diámetro.

Consta de un colector, caracol, donde se descargan las espumas

que pasaran al almacenaje final en las cochas para concentrado.

Posee en la parte posterior la caja para la cola con su respectiva

compuerta la misma que permite regular la concentración en las

espumas.

Introducción 11

IMAGEN N° 13

CELDA DE FLOTACIÓN


Celda de Flotación Tipo Denver.- Equipo de flotación de forma

cuadra de 90 centímetros, dispuesta en un banco de 4 cajones cumple la

misma función que la celda de flotación tipos serrano con una propiedad

de optimización, la celda Denver permite tener una mayor concentración

de los metales generando un concentrado de mejor calidad, pero en

menor volumen mientras que la celda de flotación tipos serrano permite

un mayor volumen de concentrado, pero de menor calidad.

IMAGEN N° 14

CELDA DENVER


Introducción 12

Cochas Para Concentrado.- Elemento construido en hormigón

armado dispuesto en 4 gavetas de 20 toneladas cada una que alojaran

las espumas que contienen los metales de valor, oro, plata, cobre

(concentrado polimetálico).

IMAGEN N° 15

COCHAS PARA CONCENTRADO


1.5 Procesos de Producción

En Pitaya se puede estructurar dos diagramas de flujo de proceso

debido a que la alimentación del sistema puede ser de dos tipos:

1. Diagrama de flujo de proceso para arenas de molienda chilena.

2. Diagrama de flujo de proceso para cuarzo de mena.

1.5.1. Diagrama de Flujo de Proceso Para Arenas De Molienda

Chilena

Para fácil comprensión se debe anteponer la terminología principal

dentro del proceso:

Introducción 13

Concentrado Polimetálico. - Arena de tono oscuro que posee

metales de valor como oro, plata, cobre; se obtiene de la recolección de

las espumas generadas en equipos mecánicos.

Cabeza. - Se denomina cabeza al material fresco a procesarse una

vez cumplida la fase de molienda.

Relave. - Llamada también cola, es el elemento de desecho; puede

existir cola de un equipo como de un proceso.

Las unidades en las que se miden los metales de valor, está dada

de la siguiente manera, oro y plata se expresa en gr/Tm mientras que

para el cobre se expresa en %/Tm.

Arenas de Molino Chileno. - Son las colas del proceso

gravimétrico, el mismo que consiste en la molienda en molino chileno al

cual se le agrega agua para generar una pulpa.

La pulpa corre por encima de un canal recubierto con valletas

(trapo tipo felpudo), donde queda atrapado el oro.

Molino chileno es un equipo para molienda teniendo como

elemento de reducción ruedas de acero.

IMAGEN N° 16

MOLINO CHILENO 3 RUEDAS


Introducción 14

Molienda Con Bolas de Acero.- La arena de relave de los molinos

chilenos es secada, y cargada a la tolva para arenas mediante una

retroexcavadora Jhon Deere 410J.

Con una banda transportadora se alimenta el molino de bolas de

5ft x 8ft, el mismo que posee bolas de acero de 2”, 1” y 1.5” de diámetro.

Al ingreso del molino se adiciona agua y lechada de cal,

generándose la pulpa; en la descarga en tromel se realiza a malla 18.

Además, se anexa el depresor Sulfato de Zinc, para evitar la

presencia de zinc en el concentrado polimetálico.

La pulpa es depositada en una caja metálica con capacidad para

un metro cubico.

IMAGEN N° 17

MOLIENDA


Introducción 15

Bombeo de Pulpa.- La pulpa es trasladada mediante una bomba

de solidos de 2.5” a 2”, desde la caja colectora hasta el Hidrociclón D6.

IMAGEN N° 18

BOMBA DE PULPA


Clasificación de Pulpa.- La pulpa que es enviada a gran velocidad

por la bomba de sólidos, ingresa por la parte frontal del Hidrociclón, el

mismo que posee una forma cónica generando en su interior un remolino

lo cual clasifica la pulpa haciendo que lo más fino salga por su parte

superior mientras que lo más grueso y pesado saldrá por su parte inferior,

para su posterior remolienda en el molino de bolas.

IMAGEN N° 19

CLASIFICACIÓN DE PULPA


Introducción 16

Clasificación de Pulpa.- La pulpa es depositada en un tanque

donde se adiciona los diferentes reactivos:

AR-1242.- Es un colector de gran efectividad principalmente de

selectividad para cobre y zinc. (Renasa, 2016).

AR-1404.- Colector te actúa muy bien en conjunto con el AR-1242,

posee selectividad ante el oro y cobre. (Renasa, 2016).

Xantato amílico de potasio (Z6).- Es un colector de baja

selectividad pero de fuerte acción para la flotabilidad de metales de valor.

(Renasa, 2016).

Espumante ER-350.- Generador de espuma con cierta selectividad

en plata y plomo, por lo que se lo usa en concentración polimetálica.

(Renasa, 2016).

La dosificación del reactivo está sujeta a cálculos basados en la

concentración del reactivo y la cantidad de material a procesar.

Para nuestro proceso es:

𝐷𝑜𝑠𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑇𝑀 ∗ 𝑅𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜 (

𝐺𝑟𝑇𝑀

)

% 𝐶𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛(𝑔𝑟𝑐𝑚3

) ∗ 1440𝑚𝑖𝑛

Introducción 17

TABLA N° 2

DOSIFICACIÓN DE REACTIVOS PARA EL PROCESO DE FLOTACION

REACTIVO

CONCENTRACION

DOSIFICACION

AR-1242 10% 7 cm3/min

AR-1404 5% 14 cm3/min

Z6 5% 14 cm3/min

ER-350 100% 2 cm3/min

NaCN 10% 60 cm3/min

SO4Zn 5% 80 cm3/min

Fuente: Procesamiento de Minerales. Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

Flotación Serrano 1.- Se lleva a cabo en la celda tipo serrano

número uno, la misma donde ingresa la pulpa acondicionada la espumada

de concentrado de esta celda es enviada directamente a la cocha de

concentrado, mientras que la cola avanza a la celda tipos serrano número

dos.

Flotación Serrano 2.- La cola proveniente de la celda serrano uno,

se flota de modo que la espuma de concentrado, a la cual se le agrega

cianuro al 10% a razón de 10 cm3/min, es enviada a la celda de flotación

tipo Denver, mientras que la cola pasa a la celda tipo serrano tres.

Flotación Serrano 3.-La cola proveniente de la celda serrano uno,

se flota de modo que la espuma de concentrado se combina con la

espuma de la celda tipos serrano dos y avanzan juntas a la celda de

flotación tipo Denver, mientras que la cola de la celda tipo serrano tres va

a la caja colectora de cola.

Introducción 18

Flotación Denver.- La espuma receptada de las celdas tipo

serrano dos y tres es procesada de manera que la espuma de la celda de

flotación tipo Denver se une a la espuma de la celda de tipos serrano uno,

formando el concentrado final que es almacenado en la cocha de

concentrado.

La cola de la celda de flotación tipo Denver retorna a la celda

serrano dos para ser procesada algún remanente de los metales de valor

que haya quedado.

IMAGEN N°20

FLOTACIÓN POLIMETÁLICA


Almacenaje Final de Relaves.- La cola proveniente de la celda

serrano tres es receptada en la caja colectora y bombeada al cementerio

de arenas, piscina donde almacena la arena sin valor.

Introducción 19

DIAGRAMA N° 1

DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS PARA ARENAS DE MOLIENDA CHILENA


1.5.2. Diagrama de Flujo de Procesos Para Cuarzo de Mena

Trituración Primaria.- El material proveniente de la mena, es

depositada en la tolva de gruesos, se alimenta la trituradora de

mandíbulas primaria el material se descarga a la banda transportadora.

Trituración Primaria.- El material de la trituración primaria es

descargado sobre la malla de 3/4”, la vibración y la inclinación de la

ARENA DE MOLINOS CHILENOS

MOLIENDA CON BOLAS

BOMBEO DE PULPA

CLASIFICACION DE PULPA

ACONDICIONAMIENTO CON REACTIVOS

FLOTACION SERANO 1

FLOTACION SERANO 2

FLOTACION SERANO 3

FLOTACION DENVER

ALMACENAJE DE CONCENTRADO

ALMACENAJE FINAL DE RELAVE

GRUESOS

FINOSC

ON

CE

NT

RA

DO

CONCENTRADO

CONCENTRADO

RELAVE

RELAVE

RE

LA

VE

Introducción 20

zaranda permite la clasificación de tal modo que el cuarzo de tamaño

inferior a ¾” se deposita en la tolva para finos, mientras que el material

que queda sobre la malla es depositado en la banda transportadora y

trasladado a la trituradora secundaria.

Trituración Secundaria.- Se recepta el cuarzo de zarandeo sobre

la malla para que sea reducido, hasta alcanzar al tamaño idóneo, luego es

depositado en la banda transportadora y trasladado nuevamente para ser

zarandeado.

Este tipo de circuito se denomina cerrado, este sub-proceso

asegura una granulometría óptima para la molienda.

El cuarzo de mena ingresa al proceso de flotación de igual manera

que se lleva a cabo para la arena de molienda chilena.

DIAGRAMA N° 2

DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS PARA CUARZO DE

MENA

Fuente: Planta de beneficio pitaya

Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

CUARZO DE MENA

MOLIENDA CON

BOLAS

BOMBEO DE PULPA

CLASIFICACION DE

PULPA

ACONDICIONAMIENTO

CON REACTIVOS

FLOTACION

SERANO 1

FLOTACION

SERANO 2

FLOTACION

SERANO 3

FLOTACION

DENVER

ALMACENAJE DE

CONCENTRADO

ALMACENAJE FINAL DE

RELAVE

GRUESOS

FINOS

CO

NC

EN

TRAD

O

CONCENTRADO

CONCENTRADO

RELAVE

RELAVE

REL

AVE

TRITURACION

PRIMARIA

ZARANDEO DE

MINERAL

TRITURACION

SECUNDARIA

MAYOR A

¾”

MENOR A

¾”

Introducción 21

1.6. Capacidad de Producción Real y Nominal

Capacidad Nominal de Producción (CNP), se la define como la

capacidad instalada de la nave industrial.

La capacidad de producción instalada de la Planta de Beneficio

Pitaya se encuentra establecida en la capacidad de molienda, en este

caso un molino de bolas de 6 pies de diámetro y 8 pies de largo según su

fabricante GU DUAO TRADE, empresa china, es de 2,3 a 5 toneladas

métricas por hora.

Capacidad Real de Producción (CRP), se define como la capacidad

practica de producción medida en forma experimental; la capacidad real

de producción es siempre menor que la capacidad nominal de producción.

La capacidad de producción real de la nave industrial Pitaya, ha

sido medida en la banda transportadora de alimentación del molino en

periodos de 30 minutos generando así para arenas 2.5 toneladas métricas

por hora mientras que en cuarzo 1,6 toneladas métricas por hora.

1.7. Descripción del Problema

Baja recuperación de los metales de valor dentro del proceso de

flotación en Planta De Beneficio PITAYA.

La recuperación de los metales se puede medir bajo formulación

metalúrgica, se procede a tomar muestras del proceso en tres puntos de

control (Cabeza, Relave y Concentrado); las muestras son enviadas a un

laboratorio donde se obtiene los valores de cada metal en unidades según

el cuadro siguiente:

Introducción 22

TABLA N° 3

UNIDADES DE LOS METALES DE VALOR

Metal Unidad

ORO Gr/TM

PLATA Gr/TM

COBRE %/TM


En la actualidad la recuperación de metales de valor con dificultad

alcanza el 75%, el impacto económico es considerable, esto se refleja en

relaves de alto valor.

El valor de recuperación considerado normal acorde al mineral que

se está procesando, arenas de relave en proceso gravimétrico, es de

85%.

1.8. Causas

Dentro de las causas que afecta la recuperación se encuentran:

1. Material a tratar.

2. Mala operación.

3. Ausencia de control indicado.

4. Bajo rendimiento de equipos.

Material a Tratar.- El proceso de flotación es aplicable para

materiales sulfurados, pese a existir en el mercado reactivos químicos

que permiten tratar casos específicos de materiales oxidados.

Dentro del proceso en mención se debe determinar la existencia de

oro libre mismo que no puede ser recuperado mediante la flotación.

Introducción 23

En nuestro caso particular el material, arenas residuo de proceso

gravimétrico, debido al tiempo y lo variable de la mena presenta una

oxidación propiedad que dificultad su recuperación.

El proceso gravimétrico consiste en moler el cuarzo de mena en

molino de ruedas, agregando agua dentro del molino de ruedas se

obtiene una pulpa la misma que pasa sobre canalones donde se ubica

valletas, tela que atrapa el oro libre, estas son lavadas en periodo de 4

horas en un tanque donde toda la arena que contiene oro se almacena

finalmente esta arena se trata con mercurio para formar una amalgama de

oro y mercurio el mismo que es fundido y refinado obteniendo oro en

barra. La arena que pasa a lo largo del canalón y no se queda en la

valleta es la arena residuo del proceso gravimétrico la cual se convierte

en la materia prima para el proceso de flotación.

Mala Operación.- Bajo esta causa determinamos si la dosificación

es la indicada, referente al uso de colectores, espumantes y modificador

de pH.

CUADRO N° 1

CAUSA DE EXCESO Y DEFECTO DE REACTIVOS EN EL PROCESO

DE FLOTACION

Descripción Exceso Defecto

Colector

Flota todo tipo de sulfuros, ensuciando los concentrados.

Espumas muy pobres con concentrados limpios, los metales de valor se pasan al relave.

Espumante

Gran cantidad de espumas que rebalsan los canales de recolección ensuciando los concentrados.

Columna débil de espumas, los metales de valor se pierden a los relaves.

Modificador de pH (Lechada de cal)

pH demasiado alcalino causa espumas frágiles, se eleva el consumo de colector y los metales de valor se pasan al relave.

pH demasiado acido se ensucia los concentrados y las espumas se vuelve demasiado denso, se ensucia el concentrado.

Fuente: Manual de Metalurgia Básica. Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

Introducción 24

Esta causa es vinculada al personal de operación puesto que no

miden correctamente los reactivos.

Ausencia de Control.- El control de medición se realiza en

intervalos de tiempo de 30 minutos, siendo los puntos a medir los

siguientes:

TABLA N° 4

PUNTOS DE CONTROL Y PARAMETROS A CONTROLAR EN EL

PROCESO DE FLOTACION

Punto de Control Parámetro a Controlar

Molino de Bolas 5ft x 8ft Densidad de pulpa

Dosificación de Depresor

Acondicionador de Reactivos

Dosificación de Colector

pH

Dosificación de Espumante

Densidad de Pulpa Fuente: Manual de Metalurgia Básica. Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

Actualmente no se posee control alguno.

Bajo Rendimiento de Equipos.- Esta causa está sujeta a

parámetros que se deben verificar durante la operación de los mismos:

1. Falencias en el diseño de equipos como celdas de

flotación.

2. Ausencia de una correcta carga de elementos de

molienda.

1.9. Efecto

Al poseer baja recuperación de los metales a comercializarse oro,

plata y cobre, y valores altos de relave, la afección económica en su

Introducción 25

precio causa que pase de $1 800 dólares americanos a $ 1 400 dólares

americanos por cada tonelada de concentrado polimetálico.

Actualmente se posee un bajo ingreso diario percance que puede

ser superado fácilmente.

Relave, es la arena estéril o desecho del proceso de flotación la

cual posee metales como oro, plata y cobre que ya no deberían poseer un

valor en gramos por tonelada rentable para procesarlos.

1.10. Delimitación

La presente investigación centrará el análisis en la sección de

flotación, la misma que será observada en un periodo de cuatro meses a

partir de agosto 2015 hasta noviembre del 2015. La delimitación se ha

concluido después de verificar el cumplimiento de los parámetros

adicionales que intervienen en la flotación propiamente dicha:

Granulometría

Se tomó una muestra de la pulpa a la salida del molino de bolas la

misma que fue enviada a Golden Lab., para realizar un análisis de mallas,

procedimiento mediante el cual se determina el porcentaje y tamaño de

las partículas, lo cual arrojo un 85% de partículas de tamaño cercano a 90

micrones.

Calidad del Agua

Ya que la planta de beneficio pitaya en la actualidad no recircula el

agua, el proceso de flotación trabaja con agua fresca la misma que

proviene de una vertiente natural, Rio Calera.

Introducción 26

1.11. Objetivos

1.11.1. Objetivo General

Mejorar la capacidad de producción de la planta de beneficio

pitaya, en base a estudios de recuperación y enriquecimiento con metales

de valor (Oro, Plata y Cobre).

1.11.2. Objetivos Específicos

a) Identificar las causas del bajo enriquecimiento.

b) Medir el impacto de cada una de las causas.

c) Proponer soluciones para aminorar los impactos.

1.12. Justificativos

El presente estudio se justifica en base a las siguientes razones:

Parte del campo de acción de la ingeniería industrial es su enfoque

a la mejora de los diferentes procesos industriales en los diferentes

sectores.

La empresa no cuenta con formatos para tabulación del producto

semi elaborado obtenido, así como modos de control para la materia

prima procesada; los empresarios presentan un total desconocimiento del

área a la que pertenece el nuevo módulo debido a que su fortaleza era la

minería artesanal. El sector denominado como Parte Alta de la provincia

de El Oro, debido al cambio de la mineralogía de la zona a obligado a los

mineros a buscar otros métodos de extracción de los metales preciosos

uno de ellos es “Proceso de Flotación Polimetálica”.

Por esta razón la sociedad minera Carrión Apolo, invirtió en la

edificación de una nave industrial con una capacidad instalada de

Introducción 27

100TM/Día, destinada al procesamiento de arenas de desecho del

proceso de obtención de oro libre.

Con estos antecedentes el presente proyecto busca complementar

y mejorar el proceso con la finalidad de obtener el mayor beneficio de la

materia prima.

1.13. Marco Teórico

1.13.1. Marco Ambiental

La ley de Gestión Ambiental según Registro Oficial Suplemento

418 dice:

Art. 8.- La autoridad ambiental nacional será ejercida por el

Ministerio del ramo, que actuará como instancia rectora, coordinadora y

reguladora del Sistema Nacional Descentralizado de Gestión Ambiental,

sin perjuicio de las atribuciones que dentro del ámbito de sus

competencias y conforme las leyes que las regulan, ejerzan otras

instituciones del Estado.

El Ministerio del ramo, contará con los organismos técnicos -

administrativos de apoyo, asesoría y ejecución, necesarios para la

aplicación de las políticas ambientales, dictadas por el Presidente de la

República.

Instrumento de Gestión Ambiental

La Planificación

Introducción 28

Art. 14.- Los organismos encargados de la planificación nacional y

seccional incluirán obligatoriamente en sus planes respectivos, las

normas y directrices contenidas en el Plan Ambiental Ecuatoriano (PAE).

Los planes de desarrollo, programas y proyectos incluirán en su

presupuesto los recursos necesarios para la protección y uso sustentable

del medio ambiente. El incumplimiento de esta disposición determinará la

inejecutabilidad de los mismos.

El reglamento ambiental de actividades mineras en registro oficial

suplemento 67 establece:

Art. 5.- Responsabilidad de los titulares mineros y de sus

contratistas.- Los titulares mineros serán responsables civil, penal y

administrativamente por las actividades y operaciones de sus contratistas

ante el Estado Ecuatoriano, el Ministerio del Ambiente y los ciudadanos

en general; por lo tanto será de su directa y exclusiva responsabilidad la

aplicación de todos los subsistemas de naturaleza ambiental establecidos

en la normativa vigente y en particular las medidas de prevención,

mitigación, compensación, control, rehabilitación, reparación, cierres

parciales, y, cierre y abandono de minas, sin perjuicio de la que

solidariamente tengan los contratistas.

Se establece además la responsabilidad señalada a los contratistas

o asociados del titular minero para la exploración, explotación, beneficio,

procesamiento, fundición, refinación, transporte, comercialización de

minerales, cierre y abandono de minas, así como aquellos autorizados

para instalar y operar plantas de beneficio mineral, procesamiento,

fundición o refinación.

La responsabilidad del titular minero en estos casos es solidaria.

Introducción 29

Quienes obtuvieren del Ministerio Sectorial la autorización para

aprovechar libremente los materiales de construcción tendrán las mismas

obligaciones y responsabilidades.

Si la actividad observada es ejecutada por contratistas o asociados

según se ha señalado en el artículo anterior, la responsabilidad por la

acción observada recae solidariamente en él o los titulares mineros.

Art. 12.- Componentes del estudio de impacto ambiental

minero. - Los estudios de impacto ambiental minero son herramientas de

gestión ambiental y comprenden al menos:

• Focalización de los términos de referencia;

• Descripción del proyecto y definición de las áreas de

influencia sobre la base del impacto ambiental directo de la

actividad minera principal;

• Descripción de la línea base;

• Identificación y evaluación de impactos socio-ambientales;

• Plan de manejo ambiental; y,

• Plan de monitoreo ambiental.

Los estudios de impacto ambiental de los proyectos mineros

constituyen en conjunto una unidad sistemática, en proceso de

perfeccionamiento de acuerdo a los requerimientos de las diferentes fases

de la actividad minera y a las condiciones específicas de las zonas en que

se desarrolla cada una de estas actividades.

Art. 13.- Participación social. - Adjunto al estudio de impacto

ambiental se deberá presentar el informe del proceso de participación

social realizado en los términos establecidos en la normativa pertinente.

Introducción 30

El instructivo para instalación de plantas, fundición, refinación en

registro oficial suplemento 615 determina lo siguiente:

Art. 3.- Condiciones para la autorización. - Para la obtención de

la mencionada autorización, se tomarán en consideración dos (2)

condiciones las cuales son:

• Condición técnica; y,

• Condición ambiental.

Art. 4.- Revisión y validación de las condiciones. - Las

condiciones técnicas serán revisadas y validadas por el Instituto Nacional

de Investigación Geológico, Minero, Metalúrgico, INIGEMM, mientras que

las condiciones ambientales estarán a cargo del Ministerio del Ambiente.

Art. 5.- Del contenido de las condiciones técnicas,

ambientales. - Cada una de las condiciones deben indicar las diferentes

acciones que solventen la factibilidad del proyecto propuesto:

• Fin del proyecto (u objetivo de desarrollo).

• Propósito (u objetivo inmediato).

• Resultados esperados.

• Actividades.

• Recursos/Insumos.

Condiciones Técnicas.- Las condiciones técnicas a ser

consideradas, están establecidas en los ANEXOS 1 y 2 del presente

acuerdo.

Introducción 31

Condiciones Ambientales.- Estudio de Impacto Ambiental que

deberá considerar lo señalado en la normativa ambiental aplicable,

además, en caso de existir, se deberá identificar pasivos ambientales,

dentro del área de ejecución del proyecto.

Anexo 1

Guía Técnica Para Un Estudio De Instalación Y Operación De Planta

De Beneficio

Contenido

1. Datos Generales

Nombre o razón social de la planta de beneficio.

- Ubicación política, geográfica (coordenadas UTM Psad-56) y

croquis con vías de acceso.

- Nombre o razón social del peticionario.

- Dirección, teléfono, casillero judicial.

- Domicilio societario y tributario.

- Representante legal.

- Nombre del asesor o consultor técnico, teléfono.

2. Descripcion Detallada Del Tratamiento

Categoría de la planta (Art. 45 Ley de Minería).

- Substancias minerales a procesar.

- Disposición de equipos y maquinaria (diagrama de flujo

detallado).

- Capacidad de la planta instalada y de operación por día.

- Descripción detallada y caracterización de los procesos y

operaciones:

Introducción 32

Recepción de minerales.

- Trituración.

- Molienda.

- Concentración.

- Flotación.

- Cianuración.

- Lixiviación.

- Disposición de relaves.

- Fundición.

- Refinación.

- Balance metalúrgico a tratar: Ley de cabeza, ley de

concentrado y ley de colas de todos los minerales. Tonelaje a

tratar, tonelaje(s) de concentrado(s), tonelaje de colas, tipo y

peso de producto final, recuperación.

- Relaveras: mapa topográfico de ubicación, dimensiones,

caracterización geológica -geotécnica, manejo y disposición

final de residuos sólidos y líquidos.

- Balances de agua en los procesos.

3. Salud Ocupacional Y Seguridad Minera

- Reglamento interno de salud ocupacional y seguridad minera.

- Manejo de químicos peligrosos.

- Implementos de protección personal, dotación y periodicidad de

renovación.

- Campamentos y condiciones sanitarias: Monitoreo de sonido,

polución, gases, temperatura, humedad, calidad de agua, etc.

- Señalización, letreros informativos, preventivos y de

prohibición.

- Infraestructura para el adecuado almacenamiento de reactivos

químicos, acompañar hoja de seguridad para transporte,

manipulación y manejo de reactivos químicos.

- Asistencia médica, emergente y preventiva.

Introducción 33

- Sistemas de comunicación y/o alarmas.

- Prevención de incendios y desastres, planes de contingencia.

- Capacitación y gestión de riesgos geológicos y sociales.

- Hoja registro de accidentes.

- Balance químico de los reactivos utilizados.

- Balance químico del agua (control de la calidad del agua).

4. Aspectos Socio-Económicos

Procedencia del mineral con detalle de concesión, mena, residuo,

tonelajes y valor.

- Detalle de inversiones a ejecutarse.

- Información sobre el sistema económico-social.

Personas involucradas.

- Origen o residencia.

- Nivel de participación.

- Número de puestos de trabajo para población local.

- Mano de obra calificada y no calificada.

- Generación de empleo indirecto.

5. Conclusiones Y Recomendaciones

Anexos

- Análisis de laboratorio de mena.

- Mapa topográfico con ubicación de relaveras, planta e

instalaciones complementarias.

- Diagrama de flujo de la planta de beneficio.

- Diseño de construcción de la relavera.

- Documentos que deben ser presentados en formato digital,

texto en word o PDF, tablas en formato excel o PDF y mapas

en formato CAD (DWG) o Shapefile (SHP). Sistemas de

coordenadas UTM y PSAD 56.

El proyecto para la instalación y operación de plantas de beneficio,

fundición, refinación, y construcción de relaveras, debe contener las

Introducción 34

firmas de responsabilidad del peticionario o representante legal y del

Asesor Técnico.

Anexo 2

Guía Técnica Para El Estudio De Construcción De Una Relavera De

Residuos Mineros

Contenido

1. Introducción

1.1 Antecedentes.

1.2 Ubicación del proyecto.

1.3 Información existente.

1.4 Criterio de diseño.

2. Investigación De Campo

2.1 Generalidades.

2.2 Investigación geológica - geotécnica.

2.2.1 Programas de investigación desarrollados.

2.2.2 Piezómetros y sus resultados de ensayos in-situ.

2.2.3 Resultados de ensayos de laboratorio.

2.3 Evaluación de áreas para provisión de materiales de

construcción.

2.3.1 Área de préstamo de material de baja permeabilidad # 3.

2.3.2 Área de préstamo de material coluvial # 1.

2.3.3 Área de préstamo de material coluvial # 2.

2.3.4 Área de préstamo de arena y grava # 1.






Introducción 35

Caracterización Del Sitio

2.4 Generalidades.

2.5 Geología y Geomorfología.

2.6 Sismicidad.

2.7 Geotecnia (propiedades físicas, mecánicas e

hidrogeológicas de los materiales).

2.7.1 Dique de colas.

2.7.2 Canales de derivación.

2.8 Parámetros climáticos.

2.8.1 Fuentes de información consultada y base de datos.

2.8.2 Precipitación.

2.8.3 Evaporación real y potencial.

2.8.4 Temperatura.

2.8.5 Radiación y horas de sol.

2.8.6 Viento.

2.9 Hidrología.

2.10 Hidrogeología.

2.11 Modelo conceptual de funcionamiento hidrogeológico del

área de emplazamiento de la relavera.

3. Balance De Agua Y Masa

3.1 Generalidades.

3.2 Ingresos de agua.

3.3 Pérdidas de agua.

3.4 Modelo conceptual de funcionamiento al detalle.

4. Diseño Del Dique De Colas

4.1 Diseño general del dique.

4.2 Manejo de aguas.

4.3 Análisis de filtraciones y redes de flujo.

4.4 Análisis de estabilidad geotécnica.

Introducción 36

4.5 Estimación de deformaciones bajo diferentes escenarios.

5. Construcción Del Dique

5.1 Generalidades.

5.2 Preparación del sitio.

5.3 Sistema de drenaje de la relavera.

5.4 Materiales de construcción.

5.4.1 Zona A - Núcleo de baja permeabilidad.

5.4.2 Zona B - Filtro y manto de drenaje.

5.4.3 Zona C - Relleno general.

5.4.4 Zona D - Anclaje de núcleo.

5.4.5 Geomembrana.

5.5 Instrumentación.

5.6 Estimación de costos y cantidades.

5.7 Cronograma de construcción y ejecución de las diferentes

etapas del proyecto.

5.8 Supervisión de construcción.

5.8.1 Generalidades.

5.8.2 Control y aseguramiento de la calidad de la construcción.

5.9 Documentación de la fase de construcción con indicación

de las posibles variantes del proyecto.

6. Plan De Cierre

6.1 Generalidades.

6.2 Consideraciones de diseño de la cobertura y del sistema de

cierre integral.

6.3 Sistema de control y monitoreo del funcionamiento de la

presa en post cierre.

7. Plan De Operaciones

7.1 Generalidades.

7.2 Concepto de operaciones iniciales.

7.3 Monitoreo y medidas de protección.

Introducción 37

7.3.1 Estaciones de monitoreo de calidad de agua superficial y

subterránea y de aire.

7.3.2 Caracterización fisicoquímica de las colas.

7.4 Manual de operaciones.

7.5 Plan de preparación para emergencias.

7.6 Manual de incidencias.

8. Riesgos Geológicos

8.1 Riesgos a fenómenos de remoción en masa.

8.2 Riesgos a inundaciones.

8.3 Riesgos a movimientos sísmicos.

8.4 Riesgos a fenómenos volcánicos.

1.13.2. Definición Del Proceso de Flotación

La definición tradicional de flotación dice que es una técnica de

concentración de minerales en húmedo, en la que se aprovechan las

propiedades físico-químicas superficiales de las partículas para efectuar

la selección. En otras palabras, se trata de un proceso de separación de

materias de distinto origen que se efectúa desde sus pulpas acuosas por

medio de burbujas de gas y a base de sus propiedades hidrofílicas e

hidrofóbicas.

Según la definición, la flotación contempla la presencia de tres

fases; sólida, líquida y gaseosa.

La fase sólida está representada por las materias a separar, la fase

líquida es el agua y la fase gas es el aire. Los sólidos finos y liberados y el

agua, antes de la aplicación del proceso, se preparan en forma de pulpa

Introducción 38

con porcentaje de sólidos variables, pero normalmente no superior a 40%

de sólidos. Una vez ingresada la pulpa al proceso, se inyecta el aire para

poder formar las burbujas, que son los centros sobre los cuales se

adhieren las partículas sólidas.

Para lograr una buena concentración se requiere que las especies

que constituyen la mena estén separadas o liberadas. Esto se logra en las

etapas previas de chancado y molienda.

Para la mayoría de los minerales, se logra un adecuado grado de

liberación moliendo a tamaños cercanos a los 100 micrones (0,1 mm). Al

aumentar el tamaño de la partícula, crecen las posibilidades de mala

adherencia a la burbuja; en tanto que las partículas muy finas no tienen el

suficiente impulso para producir un encuentro efectivo partícula-burbuja.

Los reactivos de flotación se dividen en: colectores, espumantes y

modificadores.

Colector: Compuesto orgánico heteropolar que se absorbe

selectivamente sobre la superficie de las partículas, haciendo que estas

se vuelvan hidrófobas (aerófilas). (Trujillo, 2003).

Sin los colectores los sulfuros no podrían pegarse a las burbujas y

éstas subirían a la superficie sin los minerales y los sulfuros valiosos se

irían a las colas. Una cantidad excesiva de colector haría que flotarán

incluso los materiales no deseados (piritas y rocas) o los sulfuros que

deberían flotar en circuitos siguientes.

Espumante: (Trujillo, 2003) Son agentes tensos activos que se

adicionan con el objeto de:

1. Estabilizar la espuma

Introducción 39

2. Disminuir la tensión superficial del agua

3. Mejorar la cinética de interacción burbuja - partícula

4. Disminuir el fenómeno de unión de dos o más burbujas

(coalescencia).

Modificadores: Estos reactivos pueden ser de tres tipos:

Modificadores de pH: El pH indica el grado de acidez o de

alcalinidad de la pulpa. El pH 7 es neutro (ni alcalino ni ácido) y

corresponde al agua pura. De 0 a 6 es ácido y de 8a 14 es alcalino.

El pH se mide con un aparato llamado potenciómetro o con un

papel tornasol. Cada sulfuro tiene su propio pH de flotación, donde puede

flotar mejor. Esta propiedad varía según el mineral y su procedencia. Los

reguladores de pH tienen la misión de dar a cada pulpa el pH más

adecuado para una flotación óptima. La cal es un reactivo apropiado para

regular el pH, pues deprime las gangas y precipita las sales disueltas en

el agua. La cal se puede alimentar a la entrada del molino de bolas. Es

importante usar dosificadores automáticos para estar seguros de la

cantidad de reactivo dosificado a las pulpas.

Activadores: Son reactivos químicos orgánicos o inorgánicos que

ayudan al colector a adsorberse en la superficie del mineral a flotar.

Sulfato de Cobre (CuSO4): El CuSO4 5 H2O, sulfato de cobre con

5 moléculas de agua, forma cristales azules brillantes asimétricos del

sistema triclínico con una densidad de 2.28 g/ml. Es un activador de la

esfalerita, también pirita, calcopirita, pirotita, arsenopirita y cuarzo.

(Company D. C., 1981)

Introducción 40

Depresores: Son reactivos químicos orgánicos o inorgánicos que

impiden la acción del colector en la superficie del mineral. (Venancio,

1999).

Cianuro de Sodio (NaCN): Son cristales en forma de pellets de

color blanquecino, se usan para el recubrimiento y depresión de minerales

sulfurados de fierro, cobre y zinc Bisulfito de Sodio (NaHSO3): Es un

depresor para sulfuros de zinc y fierro. Se usa en reemplazo del cianuro

de sodio particularmente en minerales con contenido de plata, la adición

del agente reductor sulfito de sodio o bisulfito de sodio previene la

oxidación y por consiguiente, la activación resultante de la esfalerita.

(Company A. C., 1986).

Sulfato de Zinc (ZnSO4): El ZnSO4 7 H20, son cristales incoloros;

es uno de los reactivos reguladores principales de acción depresoras,

utilizada para la flotación selectiva de minerales de cobre y plomo de la

esfalerita. (Company D. C., 1981).

Principales Variables Operacionales.- Algunas de las variables

de mayor importancia para el proceso de flotación son:

Granulometría: Adquiere gran importancia dado que la flotación

requiere que las especies minerales útiles tengan un grado de liberación

adecuado para su concentración.

Tipo de Reactivos: Los reactivos pueden clasificarse en

colectores, espumantes y modificadores. La eficiencia del proceso

dependerá de la selección de la mejor fórmula de reactivos.

Dosis de Reactivo: La cantidad de reactivos requerida en el

proceso dependerá de las pruebas metalúrgicas preliminares y del

balance económico desprendido de la evaluación de los consumos.

Introducción 41

Densidad de Pulpa: Existe un porcentaje de sólidos óptimo para el

proceso que tiene influencia en el tiempo de residencia del mineral en los

circuitos.

Aireación: La aireación permitirá aumentar o retardar la flotación

en beneficio de la recuperación o de la ley, respectivamente. El aire es

uno de los tres elementos imprescindibles en el proceso de flotación, junto

con el mineral y el agua.

Regulación del pH: La flotación es sumamente sensible al pH,

especialmente cuando se trata de flotación selectiva. Cada fórmula de

reactivos tiene un pH óptimo ambiente en el cual se obtendría el mejor

resultado operacional.

Tiempo de Residencia: El tiempo de residencia dependerá de la

cinética de flotación de los minerales de la cinética de acción de reactivos,

del volumen de las celdas, del porcentaje de sólidos de las pulpas en las

celdas y de las cargas circulantes (Trujillo, 2003).

Calidad del Agua: En las Plantas la disponibilidad de agua es un

problema. Normalmente se utiliza el agua de recirculación de esperadores

que contiene cantidades residuales de reactivos y sólidos en suspensión,

con las consecuencias respectivas derivadas por este flujo de

recirculación.

Evaluación Para El Proceso de Flotación.- Los índices de

evaluación del proceso de flotación son: recuperación metalúrgica,

recuperación en peso, razón de concentración, razón de enriquecimiento.

Recuperación metalúrgica: Es la razón entre la masa del material

útil obtenido en el concentrado y la masa de material útil de la

alimentación. (Trujillo, 2003)

Introducción 42

Recuperación en peso: Es la razón entre la masa del concentrado

y la masa de la alimentación. (Trujillo, 2003).

Razón de concentración: Es la razón entre la masa de

alimentación y la masa de concentrado. (Trujillo, 2003).

Razón de enriquecimiento: Es la razón entre la ley del

componente deseado en el concentrado y la ley del mismo componente

en la alimentación. (Trujillo, 2003).

Diagrama de Flujo de Procesos.- Los diagramas de flujo son

herramientas gráficas que permiten describir, de manera cualitativa y/o

cuantitativa, la secuencia ordenada de las etapas que conforman los

procesos y el movimiento de los distintos flujos entre ellos (Richard Y.

Chang, 1999).

Las características más importantes de un diagrama de flujo son:

• Contar con una simbología/nomenclatura clara y precisa.

• Mostrar los datos cuantitativos con claridad.

• Debe ser fácilmente interpretable por cualquier persona.

• Representar la realidad lo mejor posible.

• Ser un elemento clave para el análisis de datos y la toma

de decisiones.

Diagrama de Líneas.- Los gráficos de líneas muestran una serie

como un conjunto de puntos conectados mediante una sola línea. Los

gráficos de líneas se usan para representar grandes cantidades de datos

que tienen lugar durante un período continuado de tiempo. (Moore, 2000).

Diagrama de Causa Efecto.- El diagrama de Ishikawa, también

llamado diagrama de espina de pescado, diagrama de causa-efecto,

Introducción 43

diagrama de Grandal o diagrama causal, se trata de un diagrama que por

su estructura ha venido a llamarse también: diagrama de espina de pez.

Consiste en una representación gráfica sencilla en la que puede

verse de manera relacional una especie de espina central, que es una

línea en el plano horizontal, representando el problema a analizar, que se

escribe a su derecha. (Richard Y. Chang, 1999)

Es una de las diversas herramientas surgidas a lo largo del siglo

XX en ámbitos de la industria y posteriormente en el de los servicios, para

facilitar el análisis de problemas y sus soluciones en esferas como lo son;

calidad de los procesos, los productos y servicios.

1.14. Metodología

• Tipo de investigación

• Los tipos de investigación se pueden enumerar en tres:

• Investigación Histórica: Describe lo que era.

• Investigación Descriptiva: Describe lo que es.

• Investigación Experimental: Describe lo que será.

Para el presente trabajo se establece que el tipo de investigación

es descriptiva para lo cual Tamayo,( 2004) la define como: “La

descripción, registro, análisis e interpretación de la naturaleza

actual, y la composición o procesos de los fenómenos. El enfoque se

hace sobre las conclusiones dominantes”.

La investigación descriptiva se enfoca en hechos reales de tal

modo que persigue presentar una correcta interpretación de los

fenómenos estudiados.

Introducción 44

Población y Muestra

La población es el conjunto de mediciones que se pueden efectuar

sobre una característica común de un grupo de seres u objetos. (Moguel,

2005).

La muestra descansa en el principio de que las partes representan

al todo y por tal, refleja las características que definen la población de la

cual fue extraída. (Moguel, 2005).

Existen casos donde la población es igual a la muestra lo cual se

conoce como acceso directo a todos los individuos. Una vez establecido

el tipo de investigación, definida la población y su respectiva muestra, se

determina que el procedimiento de encuesta será de tipo técnica

mediante observación de los fenómenos.

La información se la obtendrá en tres campos:

Obtener Información Primaria

Medición.

Resultados de Laboratorio.

Datos de Fabricantes.

Dimensiones de Equipos.

Analizar Información Secundaria

Internet.

Fotos.

Aplicación de Técnicas de Ingeniería

Diagrama de Flujo de Proceso.

Introducción 45

Diagrama de líneas.

Diagrama de Pareto.

Control de Producción.

Rendimiento de equipos.

CAPITULO II

DIAGNÓSTICO

2.1 Registro de Datos y Sistematización del Problema

2.1.1 Material a Tratar

Se procede a la medición del material mediante el análisis de 21

muestras tomadas del lote de arenas del proceso de concentración

gravimétrica, relaves de molinos chilenos, el mismo que se estima en 24

mil toneladas métrica actividad que se lleva a cabo el 26 de agosto del

2015.

Se procederá medir la cantidad de metales de valor (oro, plata y

cobre) presentes en la arena con la finalidad de estimar un promedio de la

arena que se procesará a futuro.

Se envía las muestras al laboratorio para determinar la presencia

de cobre y la cantidad de oro soluble.

Para determinar el oro soluble se debe tratar la muestra con

cianuro.

Los resultados determinan lo siguiente:

Gr Au total/TM: Cantidad en gramos de oro que posee cada

tonelada de arena a procesarse.

Diagnóstico 47

Gr Ag total/TM: Cantidad en gramos de plata que posee cada

tonelada de arena a procesarse.

Gr %Cu total/TM: Porcentaje de cobre que posee cada tonelada de

arena a procesarse.

Gr Au Soluble/TM: Cantidad en gramos de oro que posee cada

tonelada de arena a procesarse que responde a un proceso de

cianuración.

TABLA N° 5

RESULTADOS DE MUESTREO DE BARRIDO PARA 24MIL

TONELADAS MÉTRICAS DE ARENA DE MOLIENDA CHILENA

Código

Gr Au Total/TM

Gr Ag Total/TM

% Cu /TM Gr Au Soluble/TM

Arena 1 3,87 28,42 0,33 0,19

Arena 2 3,25 52,00 0,66 0,20

Arena 3 2,96 37,57 0,39 0,16

Arena 4 3,64 48,73 0,54 0,18

Arena 5 3,45 50,12 0,48 0,16

Arena 6 3,98 55,12 0,61 0,19

Arena 7 3,90 54,19 0,49 0,24

Arena 8 3,70 59,43 0,52 0,18

Arena 9 3,45 54,12 0,49 0,17

Arena 10 2,93 52,62 0,52 0,15

Arena 11 1,82 58,09 0,53 0,09

Arena 12 3,55 55,57 0,77 0,23

Arena 13 4,27 45,56 0,50 0,27

Arena 14 3,75 47,14 0,45 0,17

Arena 15 3,62 52,44 0,51 0,20

Arena 16 4,14 46,76 0,51 0,19

Arena 17 3,37 38,94 0,40 0,14

Arena 18 4,42 48,98 0,54 0,24

Arena 19 4,55 48,77 0,51 0,26

Arena 20 5,29 60,15 0,57 0,32

Arena 21 5,89 52,27 0,56 0,29 Fuente: Golden Lab. Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

Diagnóstico 48

De la tabla podemos concluir que el promedio de oro soluble es de

0,2 gr Au/TM, de lo cual se puede determinar que el material es apto para

ser procesado mediante flotación polimetálica.

El oro soluble representa el 5,30 % del oro total de cabeza, anexo a

esto se evidencia que la presencia de cobre es alta.

La presencia alta de cobre ayuda a descartar el proceso de

cianuración, ya que los materiales a tratarse por cianuración deben

poseer valores de cobre inferiores al 0,2% por cada tonelada métrica.

El grafico presenta el porcentaje de oro soluble, para proceso de

cianuración, que está presente en el material a tratar.

GRÁFICO N° 1

RELACIÓN ENTRE EL ORO TOTAL Y EL PORCENTAJE DE ORO SOLUBLE


Diagnóstico 49

2.1.2 Mala Operación

Se evalúa en los puntos de control las mediciones tomadas por los

operadores. Según TABLA5.

La dosificación suministrada acorde con la capacidad de

producción por día acorde con la TABLA 2.

Gráfico de control para AR-1242

Establece como límite superior la dosificación de 7 centímetros

cúbicos por minuto de reactivo y un mínimo de 5,5 centímetros cúbicos

por minuto de reactivo, condiciones establecidas por cálculo de

producción instalada.

GRÁFICO N° 2

CONTROL DE DOSIFICACIÓN DE REACTIVO AR-1242


Diagnóstico 50

El cumplimiento registrado de la dosificación para el reactivo AR

1242 es del 87% para el periodo comprendido de Agosto a Noviembre del

2015.

Gráfico de control para AR-1404


cúbicos por minuto de reactivo y un mínimo de 12 centímetros cúbicos por

minuto de reactivo, condiciones establecidas por cálculo de producción

instalada.

GRÁFICO 3

CONTROL DE DOSIFICACION DE REACTIVO AR-1404


El cumplimiento registrado de la dosificación para el reactivo AR

1404 es del 96% para el periodo comprendido de agosto a noviembre del

2015.

Diagnóstico 51

Gráfico de control para ER-350




instalada.

GRÁFICO 4

CONTROL DE DOSIFICACIÓN DE REACTIVO ER-350


El cumplimiento registrado de la dosificación para el reactivo ER

350 es del 67% para el periodo comprendido de agosto a noviembre del

2015.

Gráfico de control para Sulfato de Zinc



Diagnóstico 52


instalada.

GRÁFICO 5

CONTROL DE DOSIFICACIÓN DE REACTIVO SULFATO DE ZINC


El cumplimiento registrado de la dosificación para el reactivo

SO4Zn, sulfato de zinc, es del 97% para el periodo comprendido de

agosto a noviembre del 2015.

Gráfico de control para Cianuro




instalada.

Diagnóstico 53

GRÁFICO 6

CONTROL DE DOSIFICACIÓN DE REACTIVO CIANURO


El cumplimiento registrado de la dosificación para el reactivo

NaCN, cianuro, es del 96% para el periodo comprendido de agosto a

noviembre del 2015.

Gráfico de control para Densidad de Pulpa en Acondicionador

Establece como límite superior 1350 gramos por cada litro de pulpa

y un mínimo de 1185 gramos por cada litro de pulpa, condiciones

establecidas por cálculo de porcentaje de sólidos.

Diagnóstico 54

GRÁFICO 7

CONTROL DE MEDICIÓN DE DENSIDAD DE PULPA EN

ACONDICIONADOR DE REACTIVOS


El cumplimiento registrado para la densidad de pulpa tomada en

acondicionador es del 93% para el periodo comprendido de agosto a

noviembre del 2015.

Gráfico de control para Densidad de Pulpa en Molino de Bolas

Establece como límite superior 1800 gramos por cada litro de pulpa

y un mínimo de 1450 gramos por cada litro de pulpa, condiciones

establecidas por cálculo de porcentaje de sólidos.

Diagnóstico 55

GRÁFICO 8

CONTROL DE MEDICION DE DENSIDAD DE PULPA EN MOLINO

DE BOLAS 5FTX8FT


El cumplimiento registrado para la densidad de pulpa tomada en

tromel, sección de descarga de molino de bolas, es del 89% para el

periodo comprendido de agosto a noviembre del 2015.

Se detalla los resultados de control obtenidos a manera de

resumen en la tabla siguiente:

Diagnóstico 56

TABLA N° 6

RESUMEN DE CUMPLIMIENTO DE MEDICIÓN EN LOS PUNTOS DE

CONTROL

DESCRIPCION CUMPLIMIENTO

DOSIFICACION AR 1242 87%

DOSIFICACION AR 1404 96%

DOSIFICACION ER 350 67%

DOSIFICACION CIANURO 96%

DOSIFICACION SULFATO DE ZINC 97%

PULPA EN ACONDICIONADOR 93%

PULPA EN MOLINO DE BOLAS 89%

Fuente: Investigación de Campo. Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

2.1.3 Bajo Rendimiento de Equipos

Para la medición en el rendimiento de equipos se considera la

capacidad instalada tanto de molienda como de flotación.

La capacidad de molienda para el material, arenas, según datos del

fabricante es de hasta 5 toneladas métricas por hora.

Mientras que el banco de tres celdas de flotación tipo serrano

permite un alcance de 4,17 toneladas métricas por hora.

Bajo los aspectos previos se determina que la potencia de

producción instalada es de 4,17 toneladas por hora.

Mediante observación directa y medición de la carga de arena,

periodos de 30 minutos, que se alimenta al molino se ha tabulado los

siguientes datos.

Diagnóstico 57

Se establece periodos de 30 minutos debido a que el proceso es

continuo durante 24 horas.

Otro de los parámetros del rendimiento del equipo es la

recuperación de los metales de valor la misma que ha sido medida de

forma porcentual con base en los resultados de laboratorio obtenidos.

Forma de Calculo Para Control de Carga Alimentada al molino.

PM: Peso material.

SB: Segmento de banda transportadora pesado 0,4 m.

LB: Longitud de banda transportadora

TC: tiempo que le toma a la banda transportadora dar una

revolución.

T/H: toneladas métricas por hora.

𝑇

𝐻=

𝑃𝑀 ∗ 𝐿𝐵

𝑆𝐵 ∗ 𝑇𝐶

Forma de Calculo Para Recuperación de metales

CC: Ley de Concentrado

C: Ley de Cola o Relave.

A: Ley de Cabeza

%R: Porcentaje de Recuperación.

%𝑅 =𝐶𝐶 ∗ 𝐴 − 𝐶

𝐴 ∗ (𝐶𝐶 − 𝐶)∗ 100

Diagnóstico 58

Gráfico Toneladas Procesadas Por Día

Refleja las toneladas de arena que han ingresado al molino de

bolas por cada día de operación.

GRÁFICO N° 9

CONTROL DE TONELADAS MÉTRICAS DE ARENA DE MOLIENDA

CHILENA PROCESADAS POR DÍA


Para la elaboración del grafico se tomaron 2320 muestras en un

periodo de 49 días, siendo así la producción promedio de 64 Toneladas

métricas por día.

Gráfico Recuperación de Oro

Refleja la recuperación del metal de valor, oro, cuando su valor es

bajo significa que se está votando valores en el relave y no es

aprovechado en el concentrado.

Diagnóstico 59

GRÁFICO N° 10

REGISTRO DE RECUPERACIÓN DIARIA DEL METAL DE VALOR

ORO


Para la elaboración del grafico se tomaron 98 muestras en un

periodo de 49 días, siendo así la recuperación promedio de 72%.

TABLA N° 7

RESUMEN DE TONELADAS PROCESADAS POR DIA Y RECUPERACION

DESCRIPCION VALOR

TONELADAS DE ARENA POR DIA 64

RECUPERACIÓN 72%


Diagnóstico 60

Una vez medidas la causa se puede establecer el siguiente Pareto:

TABLA N° 8

DATOS PARA ESTRUCTURA DE DIAGRAMA DE PARETO

CAUSA IMPACTO OCURRENCIA

Ausencia de control 115 51%

Rendimiento de Equipos 68 31%

Mala Operación 23 10%

Material a tratar 18 8% Fuente: Investigación de Campo. Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

GRÁFICO 11

DIAGRAMA DE PARETO PARA CAUSAS


La principal causa a solucionar son la ausencia de control y el

rendimiento del equipo.

2.2 Impacto Económico del Problema

Para determinar el impacto económico del rendimiento de los

equipos debemos recurrir a la valorización de la tonelada de concentrado

Diagnóstico 61

diario y la producción actual mediante el cálculo del radio de

concentración:

RC: Radio de concentración

CC: Ley de Concentrado

C: Ley de Cola o Relave.

A: Ley de Cabeza

𝑅𝐶 =(𝐶𝐶 − 𝐶)

(𝐴 − 𝐶)

El precio se fijará con la ley promedio

TABLA N° 9

METALES DE VALOR Y PRECIO PARA COMERCIALIZACIÓN

Au Ag Cu

Valor en Concentrado 36.45 gr/TM 650 gr/TM 10.35%/TM

Porcentaje de Pago 72% 60% 68%

Valor en Dólares $ 918.54 $ 175.50 $ 295.60


El valor actual de la tonelada de concentrado es de $ 1 389.64

dólares americanos.

Gráfico Producción Actual Vs. Producción Instalada

El gráfico compara usando los radios de concentración obtenidos

por día y calcula el valor económico por día que representa tanto para la

producción actual (PA), se obtiene mediante el peso del material

Diagnóstico 62

alimentado al molino de bolas, como la para la producción instalada,

valor dado por el fabricante especificado en 100 toneladas métricas por

día.

GRÁFICO 12

INGRESO DIARIO (PA) VS. INGRESO DIARIO (PI)


Del gráfico se puede concluir que el ingreso diario promedio actual

es de $ 3 766,85 dólares americanos, mientras que en base a la potencia

instalada se estima ingresos promedios por día de $ 5 798.65 dólares

americanos.

Podemos concluir que el impacto económico que sufre planta de

beneficio Pitaya es de $ 2 031,8 dólares diarios, que representa una

pérdida del 35% del ingreso total.

Diagnóstico 63

2.3 Diagnóstico

La pérdida actual que sufre la planta de beneficio Pitaya se ubica

en la sección de flotación, específicamente en la celda de flotación tipo

serrano número tres la misma que presenta los siguientes aspectos

negativos:

Espesor de piso muy delgado, 6mm.

Como consecuencia en el asiento de la celda se observa

deformación elástica del mismo, esto influye en la generación de burbuja.

Mala ubicación de bafles

Se encuentran ubicados por encima del plato difusor, generando

turbulencia impidiendo la correcta formación de burbuja.

Exceso de inclinación en Aspas de impulsor

Las aspas poseen una inclinación de 45 grados, lo que genera

calentamiento en el motor y mayor turbulencia de la pulpa.

Compuerta de descarga de cola

El tamaño de la compuerta no permite regular la salida de pulpa, lo

cual incide perdida de los metales de valor.

Los aspectos detallados previamente inciden en el bajo rendimiento

del equipo reflejado en los dos aspectos considerados para el cálculo del

impacto económico:

Baja capacidad de material procesado, 64 toneladas métricas de

arena por día.

Baja recuperación de los metales de valor (oro, plata, cobre), 72%.

Me

todolo

gía

47

CAPÍTULO III

PROPUESTA Y EVALUACIÓN ECONÓMICA

3.1 Descripción de Propuesta de Solución

Para solucionar el problema se debe remplazar la celda de

flotación tipo serrano número tres, de seis pies de diámetro por seis pies

de alto, por una de igual dimensión pero que debe cumplir todos los

aspectos técnicos para mejorar el rendimiento de la celda de flotación

serrano tales como:

Piso.- El piso de la celda de flotación tipo serrano debe de tener un

espesor de 10mm en acero A36, con refuerzo cuyo diámetro sea igual al

del plato difusor, con la finalidad de disminuir el impacto de la pulpa sobre

el asiento del equipo al ser oxigenada por el Graf tubo, además que

permitirá extender la vida útil del equipo.

Impulsor

El impulsor debe cumplir con los requerimientos mínimos de:

a) Aletas Vulcanizadas: Revestimiento de caucho que permite

una vida útil de minimo 6 meses.

b) Gradiente 40 grados: Esta angulación permite un

movimiento de la pulpa sin generar repulpeo, turbulencia que

perturbe la espuma.

c) Montaje: El impulsor debe acoplarse al árbol de transmisión

por medio de una brida con guía, para facilitar el cambio del

mismo cuando sufra deterioro.

Propuesta y Evaluación Económica 65

IMAGEN N° 21

DIFUSOR INCLINADO 40° NEOPRENO


Difusor

El plato difusor debe cumplir con aspectos como:

a) Dedos Revestidos: Los dedos del difusor deber ser revestido

con manguera negra de 2”, encamisado, para evitar el

desgaste de los mismos por la fricción con la pulpa.

b) Montaje: Los dedos deben montarse al plato con pernos de

modo individual.

c) Plato de Montaje: El plato debe ser soldado al graff tubo, y

construido en plancha de 10mm de acero A36.

IMAGEN N° 22

DEDOS DIFUSORES REVESTIDOS DE NEOPRENO



Árbol de Transmisión

El árbol de transmisión se debe construir con los parámetros

siguientes:

a) Transmisión: Polea con tres canales tipo B, de 51 centímetros

de diámetro para árbol.

b) Transmisión: Polea con tres canales tipo B, de 11 centímetros

de diámetro para motor.

c) Eje: Diámetro 2 pulgadas en acero A36, con brida de 10mm de

espesor.

d) Contra eje: Acero A36 de diámetro 2 pulgadas, con bridas en

ambos extremos, sección contra eje- eje y sección contra eje-

impulsor.

IMAGEN N° 23

CONTRA EJE EN TUBO DE 3 PLG Y BRIDA EMBRA


Con esta mejora se espera obtener 377 revoluciones por minuto lo

cual ayudara a una correcta generación de espuma disminuyendo el

repulpeo.


Graff Tubo

Tubo de acero de 13 pulgadas de diámetro con un espesor de

12mm, esta sección permite una correcta oxigenación de la pulpa

esencial en la generación de la burbuja.

IMAGEN N° 24

TUBO DRAFT CON PLATO DETALLE


Colector de Concentrado

Plancha de acero A36 de 6 mm con una inclinación de 12 grados

para facilitar el traslado autónomo del concentrado polimetálico.

Descarga de Concentrado

La descarga de concentrado se realizará por ventanillas de 20

centímetros de alto y 1 metro de sección circular, lo cual permitirá

aumentar la cantidad de concentrado descargado.

Descarga de Colas

La caja para descarga de colas debe cumplir con requerimientos

tales como:


a) Descarga de cola por tubo de acero cedula 40 de 4 pulgadas

de diámetro.

b) Sección previa a la compuerta de 11,4 centímetros de retiro,

41,5 centímetros de ancho y 45 centímetros de alto.

c) Sección después de la compuerta de 15,6 centímetros de

retiro, 41,5 centímetros de ancho y 60 centímetros de alto.

d) Compuerta de regulación de 41,2 centímetros de ancho y 60

centímetros de alto.

e) Neplo para descarga de cola de celda de flotación en tubo de

acero cedula 40 de 4 pulgadas de diámetro.

IMAGEN N° 25

CAJA RECOLECTORA PI 6 mm


Motor

El motor requerido por el equipo según el porcentaje de solidos a

tratarse debe ser de 15 HP, trifásico con 1750 RPM.


De los parámetros detallados se constituyó el siguiente plano para

la celda de flotación tipo serrano.

IMAGEN N° 26

MOTOR


3.2 Costos de la Propuesta de Solución

Los costos para la elaboración de la celda de flotación tipos

serrano de 6ftx6ft se establecen en la tabla siguiente:


TABLA N° 10

COSTOS DE SUSTITUCION DE CELDA DE FLOTACION SERRANO

NUMERO TRES


3.3 Evaluación Económica y Financiera

3.3.1 Plan de Inversión Y Financiamiento

La inversión para la sustitución de la celda de flotación es de $ 7

485 dólares americanos, los mismos que se establece la forma de pago

siguiente:

50% a firma de contrato.

50% a la entrega de equipo.

ELEMENTO AREA m2 CANT (1220X2440) PRECIO/UNIDAD PRECIO/TOTAL

PLANCHA DE 4mm A36 2,8 0,939597315 $ 95,00 $ 89,26

PLANCHA DE 6mm A36 12,74 4 $ 114,00 $ 487,37

PLANCHA DE 8mm A36 3,08 1,03 $ 172,00 $ 177,77

PLANCHA DE 12mm A36 1,94 0,65 $ 265,00 $ 172,52

$ 926,92

PERFILERIA CANTIDAD ML CANT UNIDAD PRECIO/UNIDAD PRECIO/TOTAL

UPN DE 100 11,7 2 $ 95,00 $ 185,25

UPN DE 120 4,87 1 $ 134,00 $ 108,76

ANGULO 1 1/2"X1/4" 8,84 1,473333333 $ 28,50 $ 41,99

VARILLA CUADRADA 10mm 1,8 0,3 $ 18,00 $ 5,40

TUBO DE 4 "CEDULA 80 3 0,5 $ 165,00 $ 82,50

SOLDADURA 6013-5/33 60 2 $ 125,00 $ 250,00

BARRA ROSCADA DE 1" 6 1 $ 57,00 $ 57,00

EJE DE 60mm 3 0,5 $ 165,00 $ 82,50

TUBO 12,5" 1,35 0,225 $ 445,00 $ 100,13

$ 913,53

ACCESORIOS CARACTERISTICA CANT UNIDAD PRECIO/UNIDAD PRECIO/TOTAL

MOTOR 15 HP TRIFASICO 1745 RPM 1 $ 950,00 $ 950,00

POLE MOTOR D=11cm 1 $ 150,00 $ 150,00

POLE CENTRAL D=51cm 1 $ 450,00 $ 450,00

BANDAS EN B DE 112 LB=284.5m 3 $ 25,00 $ 75,00

IMPULSOR+DEDOS NEOPRENO 1 $ 1.500,00 $ 1.500,00

BOTELLA CON BRIDAS SEGÚN PLANO 1 $ 750,00 $ 750,00

PINTURA AMARILLA ANTICORROSIBA 3 $ 20,00 $ 60,00

TORNILLERIA ACERO NORMAL 50 $ 1,00 $ 50,00

$ 3.985,00

$ 3.500,00

$ 7.485,00

LISTA DE MATERIALES

SUB TOTAL 1

SUB TOTAL 2

SUB TOTAL 3

MANO DE OBRA

INVERSION


La inversión será realizada con fondos propios de la Sociedad

Minera Carrión Apolo.

3.3.2 Evaluación Financiera

La sustitución del equipo bajo los parámetros técnicos establecidos

para la construcción del equipo coadyuvara a alcanzar los siguientes

parámetros:

Recuperación del 80% de los metales de valor.

Al mejorar el detalle de la compuerta de descarga de colas se

podrá aprovechar el máximo de los metales de valor (Oro, plata, cobre).

Existen parámetros mínimos y máximos para diferentes tipos de

materiales, en el caso de arenas su recuperación mínima es de 80% y un

máximo de 88%, razón por la cual se espera que la mejora ayude a

alcanzar por lo menos el mínimo.

Enriquecimiento del concentrado polimetálico en un 28%.

El cambio del espesor del piso de la celda de flotación, así como la

ubicación del refuerzo, permitirá una mejor generación de la burbuja,

permitiendo enriquecer el concentrado polimetálico.

Mediante pruebas realizadas en Golden Lab, se realizó flotación de

10 muestras para medir la recuperación posible de las arenas de

molienda chilena, así como su enriquecimiento.


TABLA N° 11 PRUEBAS DE RECUPERACION DE ARENAS DE MOLIENDA

CHILENA

Ítem %Cu /TM Au gr/TM Ag gr/TM Código Tipo

Material Recuperaci

ón

Prueba 1

0,42 3,25 38,43 Cabeza Arenas 80%

14,14 70,38 1020 CC Final Arenas 80%

0,03 0,69 9,02 Relave Arenas 80%

Prueba 2

0,35 2,67 36,7 Cabeza Arenas 80%

13,85 74 1068 CC Final Arenas 80%

0,02 0,6 8,12 Relave Arenas 80%

Prueba 3

0,59 3,78 52,12 Cabeza Arenas 81%

14,08 77,6 1145,1 CC Final Arenas 81%

0,03 0,73 9,93 Relave Arenas 81%

Prueba 4

0,61 3,98 55,12 Cabeza Arenas 83%

12,16 71 980,7 CC Final Arenas 83%

0,03 0,73 12,4 Relave Arenas 83%

Prueba 5

0,53 4,25 58,25 Cabeza Arenas 84%

10,92 81,4 1004 CC Final Arenas 84%

0,02 0,73 11,3 Relave Arenas 84%

Prueba 6

0,45 3,55 50,12 Cabeza Arenas 81%

11,24 75,4 972,2 CC Final Arenas 81%

0,03 0,7 11,7 Relave Arenas 81%

Prueba 7

0,5 3,65 60,15 Cabeza Arenas 81%

13,44 84,2 1221,3 CC Final Arenas 81%

0,03 0,7 18,57 Relave Arenas 81%

Prueba 8

0,53 3,75 58,7 Cabeza Arenas 85%

11,04 68,1 954,1 CC Final Arenas 85%

0,02 0,6 13,13 Relave Arenas 85%

Prueba 9

0,49 3,45 54,12 Cabeza Arenas 83%

10,68 66,3 927,2 CC Final Arenas 83%

0,03 0,6 11,1 Relave Arenas 83%

Prueba 10

0,53 3,01 55,12 Cabeza Arenas 84%

11,48 55,9 990 CC Final Arenas 84%

0,03 0,5 11,6 Relave Arenas 84%

Fuente: Golden Lab. Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel


Aumento de la capacidad de procesamiento de entre 17% al 25%.

Al operar de manera normal la celda de flotación tipo serrano

número tres, permitirá que el conjunto de las tres celdas tipo serrano del

circuito instalado procesen una mayor cantidad de arena, esto es entre 75

a 80 toneladas métricas por día, lo que significa un aumento de entre 17%

al 25% de la capacidad actual.

Al lograrse los tres puntos detallados anteriormente se logrará

aumentar el enriquecimiento del concentrado poli metálico se obtendrá un

nuevo ingreso diario; para graficar los ingresos por día se considerarán

los siguientes parámetros:

a) Usar el radio de concentración obtenido durante el periodo de

observación directa de 49 días.

b) Valores aleatorios para alimentación de entre 75 a 80

toneladas métricas de arena por día.

c) Mantener el precio internacional de los metales con los cuales

se realizó la medición.

TABLA N° 12 METALES DE VALOR Y PRECIO PARA COMERCIALIZACIÓN CON

SUSTITUCIÓN DE CELDA DE FLOTACIÓN SERRANO

Au Ag Cu

Valor en Concentrado 46,65 gr/TM 830 gr/TM 11,25%/TM

Porcentaje de Pago 72% 60% 68%

Valor en Dólares $ 1 175,58 $ 224,10 $ 321,30


El valor estimado de la tonelada de concentrado polimetálico una

vez realizada la sustitución de la celda tipo serrano número tres sería de $

1 720,98 dólares americanos.


Gráfico Producción con Sustitución de Equipo Vs. Producción

Instalada.

El gráfico compara usando los radios de concentración obtenidos

por día y calcula el valor económico por día que representaría al

sustituirse la celda de flotación tipo serrano número tres (PS), así como la

para la producción instalada (PI), valor dado por el fabricante especificado

en 100 toneladas métricas por día.

GRÁFICO N° 13

INGRESO DIARIO CON SUSTITUCION DE CELDA DE FLOTACION

(PS) VS. INGRESO DIARIO (PI)



Del gráfico se puede concluir que el ingreso diario promedio

aumentaría en un 42% esto es pasaría de $ 3 766,85 dólares americanos

a $ 5 355,77 dólares americanos.

Valor Actual Neto

El valor actual neto es la utilidad (si el resultado es positivo) o

pérdida (si el resultado es negativo) a dólares de hoy, al invertir en el

proyecto y no al interés de oportunidad, o sea cuánto vale hoy el dinero

que voy a recibir, producto de la inversión a futuro.

Tasa Interna de Retorno

Es una medida de rentabilidad que depende del monto y duración

de los flujos del proyecto.

En otras palabras, la TIR es la tasa que el proyecto le reconoce al

inversionista sobre lo que le adeuda.

Si la tasa interna de retorno, supera a la tasa de descuento

considerada, significa que el proyecto es atractivo para invertir.

Periodo de Recuperación

El periodo de recuperación, establece un tiempo, en años y

meses, en que los costos del proyecto se igualan con los beneficios

alcanzados.

Razón Beneficio Costo

Se calcula del cociente de los ingresos brutos para los costos, si

este índice es mayor a 1, se sugiere la inversión en el proyecto.


TABLA N° 13

PARAMETROS PARA ESTIMACION DE COSTOS



TABLA N° 14

FLUJO DE CAJA


Dias

12

34

56

78

910

1112

1314

15

Vent

as c

once

ntra

do2.

891,

71$

2.89

1,71

$

2.

891,

71$

2.89

1,71

$

2.

891,

71$

2.89

1,71

$

2.

891,

71$

2.89

1,71

$

2.

891,

71$

2.89

1,71

$

2.

891,

71$

2.89

1,71

$

2.

891,

71$

2.89

1,71

$

2.

891,

71$

Cost

os81

4,00

$

814,

00$

81

4,00

$

814,

00$

81

4,00

$

814,

00$

81

4,00

$

814,

00$

81

4,00

$

814,

00$

81

4,00

$

814,

00$

81

4,00

$

814,

00$

81

4,00

$

Ut. B

ruta

.2.

077,

71$

2.07

7,71

$

2.

077,

71$

2.07

7,71

$

2.

077,

71$

2.07

7,71

$

2.

077,

71$

2.07

7,71

$

2.

077,

71$

2.07

7,71

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2.

077,

71$

2.07

7,71

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2.

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71$

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$

2.

077,

71$

Maq

la,

Imp

y ot

ros

35%

1.01

2,10

$

1.

012,

10$

1.01

2,10

$

1.

012,

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1.01

2,10

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1.

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1.

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012,

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1.

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10$

1.01

2,10

$

Acum

ulad

o1.

065,

61$

2.13

1,22

$

3.

196,

83$

4.26

2,44

$

5.

328,

05$

6.39

3,66

$

7.

459,

27$

8.52

4,88

$

9.

590,

49$

10.6

56,1

0$

11

.721

,71

$

12.7

87,3

1$

13

.852

,92

$

14.9

18,5

3$

8.

499,

14$

Dias

12

34

56

78

910

1112

1314

15

Vent

as c

once

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71$

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2.

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71$

Cost

os81

4,00

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81

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4,00

$

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00$

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4,00

$

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00$

81

4,00

$

814,

00$

81

4,00

$

814,

00$

81

4,00

$

Ut. B

ruta

.2.

077,

71$

2.07

7,71

$

2.

077,

71$

2.07

7,71

$

2.

077,

71$

2.07

7,71

$

2.

077,

71$

2.07

7,71

$

2.

077,

71$

2.07

7,71

$

2.

077,

71$

2.07

7,71

$

2.

077,

71$

2.07

7,71

$

2.

077,

71$

Maq

la,

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$

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2,10

$

1.

012,

10$

1.01

2,10

$

1.

012,

10$

1.01

2,10

$

1.

012,

10$

1.01

2,10

$

1.

012,

10$

1.01

2,10

$

Acum

ulad

o1.

065,

61$

2.13

1,22

$

3.

196,

83$

4.26

2,44

$

5.

328,

05$

6.39

3,66

$

7.

459,

27$

8.52

4,88

$

9.

590,

49$

10.6

56,1

0$

11

.721

,71

$

12.7

87,3

1$

13

.852

,92

$

14.9

18,5

3$

5.

984,

14$

3ER

QUI

NCEN

A10

.869

,22

$

4TA

QUI

NCEN

A10

.229

,85

$

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QUI

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A8.

951,

12$

FLUJ

O D

E CA

JA 2

DO Q

UINC

ENA

FLUJ

O D

E CA

JA 1

ER Q

UINC

ENA


Tasa Interna de Retorno (TIR)

1 Datos Descripción

2 -$ 7.485,00 Costo Inicial Proyecto

3 $ 12.787,31 Ingresos netos de la primera quincena

4 $ 12.787,31 Ingresos netos de la segunda quincena

5 $ 10.869,22 Ingresos netos de la tercera quincena

6 $ 10.229,85 Ingresos netos de la cuarta quincena

7 $ 8.951,12 Ingresos netos de la quinta quincena

70,8% TIR, después de la primera quincena

Valor Neto Actual (VAN)

1 Datos Descripción

2 15% Tasa de descuento

3 -$ 7.485,00 Costo inicial de la inversión

4 $ 11.119,40 Rendimiento de la primera quincena

5 $ 9.669,05 Rendimiento de la segunda quincena

6 $ 7.146,69 Rendimiento de la tercera quincena

7 $ 5.848,95 Rendimiento de la cuarta quincena

8 $ 4.450,29 Rendimiento de la quinta quincena

$30.749,38

Rendimiento de las cinco quincenas descontando la

inversión


Periodo de Recuperación de la Inversión (PRI)

PRI = Inversión inicial

Rentabilidad promedio

Inversión Inicial

$ 7.485,00

Valor actual promedio $ 7.646,88

PRI= 0,98 Quincenas

El tiempo requerido para recuperar la inversión sería de 14

días.

Razón Beneficio Costo (RBC)

Este indicador, es la razón de la sumatoria del valor presente neto a la inversión inicial.

RBC = Sumat. VP Ingresos Netos

Inversión Inicial

RBC = $ 38.234,38

$ 7.485,00

RBC = 5,11

La razón de Costo Beneficio es mayor a 1, indicando que el

proyecto puede ser aceptado en términos económicos.


3.4 Programación Para Puesta en Marcha

La implementación tiene una duración de 16 días laborables.

DIAGRAMA N° 3

DIAGRAMA DE GANTT PARA SUSTITUCION DE CELDA DE

FLOTACION SERRANO TRES


3.5 Conclusiones y Recomendaciones

Conclusiones

Una vez aplicadas las diferentes técnicas de ingeniería para la

detección de problemas se ha podido establecer que la Sociedad Minera

Carrión Apolo, en su planta de beneficio PITAYA está desaprovechando

valores que se encuentran en su arena de proceso gravimétrico con un

impacto económico considerable ante lo cual se puede concluir lo

siguiente:

a) Los trabajadores poseen una falta de compromiso para la

medición seria de la dosificación de los reactivos.

b) La celda de flotación tipo serrano tres no funciona

apropiadamente.

Nombre de tarea Duración Comienzo Finlu

/05/oct/2015

ma/06/oct/2015

mi/07/oct/2015

ju/08/oct/2015

vi/09/oct/2015

sá/10/oct/2015

do/11/oct/2015

lu/12/oct/2015

ma/13/oct/2015

mi/14/oct/2015

ju/15/oct/2015

vi/16/oct/2015

sá/17/oct/2015

do/18/oct/2015

lu/19/oct/2015

ma/20/oct/2015

mi/21/oct/2015

ju/22/oct/2015

vi/23/oct/2015

sá/24/oct/2015

do/25/oct/2015

lu/26/oct/2015

Contratación de

Obra1 día lun 05/10/15 lun 05/10/15

Compra de

Materiales3 días mar 06/10/15 jue 08/10/15

Construccion de

Celda Serrano

6ftx6ft

11 días vie 09/10/15 vie 23/10/15

Montaje de Celda

Serrano 6ftx6ft1 día lun 26/10/15 lun 26/10/15


c) El valor de comercialización del concentrado polimetálico

está fuertemente ligado a la recuperación de los metales de

valor (oro, plata y cobre).

Recomendaciones

Proceder al cambio de la celda de flotación tipo serrano número

tres, con la finalidad que se pueda incrementar tanto el enriquecimiento

del concentrado polimetálico como el volumen de producción.

Fortalecer el control de la medición para la dosificación de los

reactivos que se agregan al proceso.

Realizar una investigación donde se establezca la cantidad máxima

de los metales de valor hasta donde se debe enriquecer el concentrado

polimetálico.

GLOSARIO DE TÉRMINOS

Concentrado Polimetálico: Arena de fina textura, que posee

diferentes tipos de metales y no metales, es un producto semi elaborado

que es vendido como materia prima a países de oriente.

Cabeza: Se denomina cabeza dentro del argot minero al material

que ingresa al proceso industrial indistinto de su tipo sea mineral de mena

o arena de molienda chilena.

Ley: Se llama ley a la cantidad de un metal o no metal presente

dentro de cabeza, relave y concentrado; de ahí que se denomina ley de

cabeza, ley de concentrado y ley de cola.

Proceso: Conjunto de diversas tareas organizadas, las mismas

que transforman elementos de entrada en productos elaborados o semi

elaborados.

Producción: Es la actividad económica que agrega valor por

creación y suministro de bienes y servicios, consiste en la creación de

bienes y servicios en simultaneo con un valor agregado.

Relave o Cola: Es arena considerada desecho del proceso, posee

metales y no metales que no poseen un valor significativo.

.

ANEXOS

Anexos 84

ANEXO N°1

DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS PARA ARENAS DE

MOLIENDA CHILENA

Fuente: Investigación de Campo Elaborado por: Romero Durán Hernán Gabriel

ARENA DE MOLINOS CHILENOS

MOLIENDA CON BOLAS

BOMBEO DE PULPA

CLASIFICACION DE PULPA

ACONDICIONAMIENTO CON REACTIVOS

FLOTACION SERANO 1

FLOTACION SERANO 2

FLOTACION SERANO 3

FLOTACION DENVER

ALMACENAJE DE CONCENTRADO

ALMACENAJE FINAL DE RELAVE

GRUESOS

FINOS

CO

NC

EN

TR

AD

O

CONCENTRADO

CONCENTRADO

RELAVE

RELAVE

RE

LA

VE

Anexos 85

ANEXO N° 2

DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS PARA CUARZO DE MENA


CUARZO DE MENA

MOLIENDA CON

BOLAS

BOMBEO DE PULPA

CLASIFICACION DE

PULPA

ACONDICIONAMIENTO

CON REACTIVOS

FLOTACION

SERANO 1

FLOTACION

SERANO 2

FLOTACION

SERANO 3

FLOTACION

DENVER

ALMACENAJE DE

CONCENTRADO

ALMACENAJE FINAL DE

RELAVE

GRUESOS

FINOS

CO

NC

EN

TR

AD

O

CONCENTRADO

CONCENTRADO

RELAVE

RELAVE

REL

AV

E

TRITURACION

PRIMARIA

ZARANDEO DE

MINERAL

TRITURACION

SECUNDARIA

MAYOR A

¾”

MENOR A

¾”

Anexos 86

ANEXO N° 3

DIGITALIZACION 3D DE CELDA DE FLOTACION TIPO SERRANO


Anexos 87

ANEXO N° 4

FOTOGRAFÍA SATELITAL DE UBICACIÓN DE LA PLANTA DE

BENEFICIO PITAYA

Fuente : Google Earth Elaborado por: Hernán Gabriel Romero Durán

BIBLIOGRAFÍA

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Plantas, Fundición, Refinación. Registro Oficial 615 . Quito,

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Unidos.

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Bibliografía 89

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Tamayo, M. T. (2004). El proceso de la investigación cientifica (Vol.

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