La tesis denominada "Tratamiento de Remediación de Efluentes Metalúrgicos con énfasis en el abatimiento de Cobre con Dolomita", muestra el proceso de Tecnología de Limpieza como una alternativa de solución en la remediación de efluentes metalúrgicos con el empleo de la dolomita calcinada y sin calcinar, mediante Pruebas Metalúrgicas Experimentales se logro reducir las concentraciones del ión de cobre disuelto presente en los Efluentes provenientes del Proceso Metalúrgico de Flotación de la Planta Concentradora de la UNI, al cual se denominará “EFLUENTE METALÚRGICO UNI” y el Efluente Metalúrgico de la Solución de Sulfato de Cobre, que denominaremos “EFLUENTE METALÚRGICO UNMSM”, el cual fue generado a nivel Laboratorio por la Lixiviación del Mineral Tostado de Calcopirita. De este modo, la aplicación del Tratamiento de Remediación tuvo como objetivo lograr que ambos efluentes metalúrgicos tratados con dolomita presenten altos porcentajes de reducción con mínimas concentraciones de cobre, los cuales son indicadores de una mejora en el Proceso de Tratamiento de Efluentes Metalúrgicos provenientes principalmente de procesos metalúrgicos de plantas concentradoras. En la presente Tesis, se empleo el mineral de la dolomita, el cual es un mineral no metálico de carbonato doble de calcio y magnesio (CaCO3.MgCO3), que se comporta como un efectivo reactivo de remediación, debido a las propiedades fisicoquímicas siendo una de ellas la neutralización de los metales pesados donde se verifica que, es mas eficiente que, la cal para neutralizar la capacidad de generación de acidez que poseen los metales pesados. Los resultados la presente Tesis nos permite afirmar que el peso óptimo de la Dolomita Comercial de Agregados Calcáreos es de 2 g. en estado sin calcinar donde se determino que para un volumen de efluente metalúrgico de flotación de 100ml, la concentración inicial de 0,269 g/L (269 ppm) se redujo hasta el valor de 0,007 g/L (7 ppm), con un porcentaje de reducción de 97.39%., en un tiempo óptimo de 20 minutos. Cabe resaltar que la dilución S/L es de 2/100 y se aplico una velocidad de agitación de la mezcla (dolomita y efluente metalúrgico) de 700 RPM.

El presente trabajo de investigación se ha realizado en la Planta Concentradora de la Empresa Minera “Yauliyacu S.A.”, el cual tiene por objetivo la evaluación Metalúrgica de los parámetros que intervienen en el proceso de flotación de minerales en el circuito de zinc, para poder solucionar los problemas de alto contenido de Fe en el concentrado de zinc y minimizar los contenidos de zinc que se van al relave. Para tal efecto recurrimos a la ayuda de los diseños experimentales para evaluar y optimizar los parámetros que influyen en el proceso de flotación, y es una forma eficaz y apreciable de reducir los costos de investigación en la evaluación de parámetros del proceso. En esta evaluación, tomamos una primera etapa de descarte, para lo cual usamos el diseño factorial simple con puntos centrales, para evaluar los parámetros que intervienen en la flotación de zinc (CuSO4, Z-11, pH), con ello determinar el comportamiento y los efectos de los parámetros en el proceso de flotación y luego determinamos las dos variables mas significativas (CuSO4 y pH) que entrarán a la etapa de optimización. Para ello utilizamos el diseño hexagonal, muy útil para estimar modelos de segundo orden y para dos variables, con ello determinamos los valores óptimos del CuSO4, (1.184 Lb/TM) y pH (11.5) que correspondan a la cima de la superficie, es decir los valores óptimos para conseguir una mejor recuperación zinc, obteniéndose un 94% de recuperación de zinc, teóricamente y a nivel de laboratorio se obtuvo un 90.58% zinc en la etapa Rougther, y a nivel de planta concentradora se obtuvo un concentrado de mejor calidad cuyas leyes son las siguientes: %Zn: 90.64 ; %Pb: 5.01 ; %Cu: 20.20 ; %Ag: 6.97. Con este resultado podemos decir que hemos cumplido el objetivo de optimizar la dosificación de la variable significativa (CuSO4) y mejorar la recuperación de zinc, de esa manera mejorar el control de los parámetros que intervienen en el proceso de flotación de zinc.

La flotación es un proceso metalúrgico 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, donde tiene mucha importancia la máquina de flotación. Actualmente las máquinas de flotación mas usadas por su importancia tecnológica, son las celdas de flotación Denver Sub “A”, Agitair, y de Columna, equipos netamente mecánicos y/o neumáticos de altos costos de operación y mantenimiento. Se propone cambiar estas deficiencias, mediante el uso de celdas de nueva generación, en la compleja metalurgia peruana. La celda Jameson de principio sencillo, es una unidad compacta y de alta eficiencia para flotación de minerales, desarrollada por el Prof. Jameson de la Universidad de Newcastle, NSW 2308, Australia en cooperación con la campañia Mount Isa Ltd. La celda se está usando en muchas partes del mundo, reportando operaciones eficientes. El principal objetivo del estudio es reemplazar las celdas de flotación de los circuitos cleaner de zinc por una celda Jameson. Las pruebas metalúrgicas a nivel piloto se han desarrollado en la Planta Concentradora Polimetálica de Shorey de Corporación Minera Nor Perú, en los circuitos cleaner de zinc, por encargo de la Gerencia del Departamento de Metalurgia de la empresa Alta Tecnología en Investigación Minera y Metalúrgica (ATIMMSA). / Nowadays, the flotation machines more used in minerals concentration are the flotation cells Sub Denver "A", Agitair, and the Column, teams highly mechanics and/or tires of high operation costs and maintenance. The cell Jameson of simple principle, is a compact unit and high efficiency for mining flotation, developed by the Prof. Jameson from the University of Newcastle, Australia. The main objective of the study is, replace the cells flotation from the circuits cleaner of zinc for a cell Jameson. The mining tests at level pilot have been developed in the Shorey Concentration Plant from Nor Peru Mining Corporation. Technical and economic evaluation of the results. Conclusions of the study: The pilot Jameson cell have been operated efficiently, is compact equipment and easily handed. The concentrated law obtained is from 57.31% of zinc and the recovery of 89.20% superiors to the current operations of plant. Economic efficiency (EE%) is increased in 9.31%. A Jameson cell can be replaced in an efficient form, to eight cells Sub "A” from 40 cubic feet each one, in the cleaner stages of zinc from the Shorey Concentrative Plant.

La distribución de tamaño de burbujas (DTB), entre otras propiedades de dispersión de aire, es un parámetro clave en el desempeño del proceso de flotación, por lo que es esencial disponer de técnicas confiables para su estimación. La técnica actual de muestreo y análisis de imágenes para determinar la DTB consiste en muestrear burbujas desde una celda de flotación, para fotografiarlas en un visor inclinado a una frecuencia de 1 imagen/segundo. Las imágenes son procesadas mediante un software que generalmente no incluye un algoritmo de procesamiento de clusters (conglomerados de burbujas), de modo que éstos no son considerados en el cálculo de la DTB. Este trabajo presenta un estudio de las limitaciones y sesgos de la técnica de muestreo y análisis de imágenes utilizada para estimar la DTB en celdas de flotación y valida una nueva técnica, llamada modelo booleano, capaz de reducir algunos de los sesgos identificados. Las principales limitaciones de la técnica de muestreo y análisis de imágenes detectadas son: • Segregación espacial de las burbujas en el visor: la zona central de las imágenes presenta una mayor densidad de burbujas. •Sesgo por muestreo temporal: debido a la diferencia de velocidades entre burbujas de distinto tamaño, las burbujas de mayor tamaño son submuestreadas. • Sesgo por eliminación de clusters (análisis tradicional): la eliminación de los clusters genera una subestimación del tamaño de burbujas. Este efecto depende fuertemente de la densidad de burbujas en la imagen y de la DTB. El sesgo por muestreo temporal puede ser reducido si se consigue un perfil homogéneo de velocidades de burbujas. Para esto, se propone y se prueba satisfactoriamente el uso de un visor vertical donde las burbujas están confinadas a un espacio horizontal de 3.6 cm. Esta técnica requiere el uso de un método de análisis de imágenes capaz de procesar los clusters pues en este tipo de régimen su efecto es importante. Para esto se utiliza el modelo booleano, el cual es capaz de analizar las burbujas superpuestas. El método permite determinar con precisión el diámetro de Sauter, parámetro de dispersión de aire clave para determinar el área superficial disponible en la celda de flotación, esto a pesar de no cumplirse a cabalidad los supuestos sobre los que se construye.

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Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 22/4/2021. / Ingeniero Civil de Minas / En concentradoras, juega un importante rol la existencia de un sistema que permita mejorar la ley o el porcentaje de las especias valiosas. En columnas de flotación las tecnologías de agua de lavado permiten subir la ley de concentrado final para su posterior comercialización. Habitualmente dichas tecnologías consisten en un conjunto de cañerías agujereadas ubicadas en la parte superior de la columna, por las cuales circula agua, mojando la espuma en forma de ducha . El objetivo de este trabajo es analizar espumas, de dos y tres fases, desde una perspectiva estructural y dinámica que permita desarrollar un nuevo sistema de lavado para columnas de flotación de minerales. La espuma y el sistema de lavado clásico fueron estudiados utilizando una celda que representa un corte longitudinal de una celda de flotación emulando un sistema en dos dimensiones. Se observó los efectos de la concentración de espumante y la velocidad superficial de gas en la distribución de tamaño de burbuja, contenido de gas, líquido y altura de espuma. Adicionalmente se estudió el comportamiento del transporte de espuma en la celda mediante un modelo para la velocidad de las burbujas. El agua de lavado fue inyectada sobre la espuma utilizando un tubo vertical. Por separado, una nueva tecnología de lavado de espuma fue puesta a prueba en una columna de flotación piloto para compararla con el sistema clásico de lavado. Los resultados muestran que aumentar la velocidad superficial de gas implica un aumento en el tamaño de burbuja y el contenido de agua en la espuma. Aumentar la concentración de espumante disminuye el tamaño de burbuja pero la hace más estable, aumentando la altura de espuma y el contenido de agua en ella. La distribución de tamaño de las burbujas en una espuma se ajusta a una distribución log normal. El radio promedio de burbuja aumenta con el tiempo proporcionalmente según r ~ t^α, con α entre 0,52 y 0,53. Se midió la zona efectiva de lavado y corresponde a entre 9,7 y 13 veces el diámetro del jet de líquido de agua de lavado. En las pruebas a escala piloto, tras comparar el efecto del sistema de lavado clásico con el de lavado homogéneo a una misma altura sobre la superficie de espuma, lavar la espuma en la condición de presión de agua en que el lavado homogéneo genera el mayor tamaño de gota le entrega mayor movilidad a la espuma y provoca que el líquido penetre de mejor forma en ella, obteniendo mejoras en la recuperación y ley de las especies valiosas en el concentrado.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Metalurgia Extractiva / Ingeniero Civil de Minas / El procesamiento de escorias de fusión, mediante molienda y flotación, se inicia con el enfriamiento de la escoria fundida, etapa durante la cual existe sedimentación y coalescencia de gotas de especies de cobre. Como resultado del enfriamiento controlado, precipita y solidifica una fase sulfurada de mata de cobre que se retorna a la operación unitaria de conversión; igualmente se forma una escoria sólida que se envía a molienda y flotación. Es así como la velocidad de enfriamiento determina la generación de distintos productos, en términos de masa y composición. El presente trabajo tiene como objetivo investigar el efecto de la etapa de enfriamiento controlado en el consumo de energía y la recuperación de especies valiosas en el procesamiento de escorias de fusión por molienda y flotación. Para ello, se generaron diversas escorias mediante pruebas de enfriamiento controlado a escala de laboratorio, considerando una escoria industrial de fusión, tecnología Convertidor Teniente, como alimentación. El consumo energético se estudió por medio del desarrollo de tests de Bond y la recuperación de valiosos mediante pruebas de flotación, ambas a escala de laboratorio. Igualmente, se efectuaron simulaciones integradas del proceso molienda-flotación y conjunto fundición, clarificando la operación y la optimización técnica-económica del estudio. En relación al test de Bond, el work index de la escoria de fusión, sin una etapa previa de enfriamiento controlado, fue de 27.88 [kWh/t]. En cambio, las escorias obtenidas por enfriamientos controlados rápido y lento presentaron work index de 18.23 y 17.12 [kWh/t], respectivamente. Lo anterior, sumado a la recuperación másica obtenida durante el enfriamiento controlado representan un ahorro energético, con respecto a la escoria de fusión, de 44.34 [%] para el enfriamiento rápido y de 47.83 [%] para el enfriamiento lento. Respecto a los resultados de las pruebas de flotación, en el caso de la escoria de fusión, sin una etapa previa de enfriamiento controlado y un P80 de 48.4 [μm], se alcanzó una recuperación de cobre de 89.99 [%] con un contenido de cobre en el relave de 1.90 [%]. En cambio en las pruebas de flotación aplicadas a las escorias enfriadas controladamente, se generaron relaves con contenidos de cobre entre 0.59 y 0.40 [%], alcanzando recuperaciones conjuntas de cobre entre 97.23 y 98.11 [%] al considerar las etapas de enfriamiento controlado y de flotación. Finalmente, las simulaciones integradas, considerando la etapa de fusión y de procesamiento posterior de las escorias por molienda y flotación (solo flotación rougher), revelaron que la recirculación de los concentrados rougher de escorias al conjunto fundición, conlleva la necesidad de incorporar algún tipo de combustible en la etapa de fusión para asegurar el balance térmico del reactor.

Ingeniero Civil de Minas / El objetivo principal de este trabajo fue estudiar de manera experimental la coalescencia de burbujas durante su formación en un tubo capilar en presencia de sales, espumantes, mezclas de ambos y partículas sólidas, usando una técnica acústica. Para ello se monta un arreglo experimental que comprende una celda de acrílico de 5 litros equipada con un tubo capilar (con un diámetro interno de 254 micrones) conectado a un cilindro de aire comprimido. El flujo de aire inyectado a la celda a través del tubo capilar desde el cilindro, se mide y regula con un flujómetro. Las emisiones acústicas generadas durante la formación y coalescencia de burbujas son captadas con un hidrófono. La señal acústica es amplificada y grabada en un computador usando el software de audio Audacity 1.3 beta. Para cada condición (tipo de agente y concentración), se utiliza la señal acústica para determinar cuál es el máximo flujo de aire que puede ingresar al sistema sin producir coalescencia. El flujo de aire al que se inicia la coalescencia es registrado. El resultado es un gráfico de flujo de aire vs concentración en donde la curva divide la figura en una región de coalescencia y no coalescencia. La construcción de estos gráficos para cada condición probada fue parte importante de este trabajo. A partir de la técnica implementada y los resultados obtenidos se concluye que los espumantes tienen la capacidad de prevenir la coalescencia en etapas tempranas después de la formación de burbujas. Las sales, por otro lado, presentan un efecto en la prevención de la coalescencia, aunque no tan importante como en el caso de los espumantes. El comportamiento observado en las mezclas de espumantes y mezclas de espumantes y sales, sugiere que los sistemas multicomponentes tienen un efecto positivo en la prevención de la coalescencia. Los resultados obtenidos de las pruebas con partículas sólidas, sugieren que su presencia en el sistema disminuye la prevención de la coalescencia de los espumantes.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / En general, la secuencia de extracción de un yacimiento de Cu se define a partir de un modelo de bloques de ley de Cu in situ, sin embargo esto no significa que aquella secuencia se traduzca en el mejor resultado para el negocio, ya que muchas veces los materiales con mayores rendimientos en planta difieren de aquellos que poseen las mayores leyes de Cu in situ. Por lo tanto, en vez de estimar la ley de Cu in situ, es más conveniente estimar la ley de Cu de concentrado rougher resultante de los procesos desarrollados en la planta de flotación, y posteriormente realizar el secuenciamiento correspondiente. Con tal propósito, en la presente memoria se espera construir un modelo de bloques de ley de Cu de concentrado rougher a partir de ensayos de flotación a escala de laboratorio para el yacimiento de Escondida Norte, para lo que se proponen dos metodologías. La primera de ellas, aplicable sólo a variables aditivas, plantea el uso de cosimulaciones de la ley de Cu rougher (variable no aditiva) en conjunto con otras variables correlacionadas, a las que se les llama variables explicativas. Mientras que el otro procedimiento, independiente de la aditividad de la variable, consiste en modelar una función multivariable de la ley de Cu rougher a partir de las variables explicativas, con la cual se calcula un modelo de ley de Cu rougher evaluando en ella el resultado de las cosimulaciones de la primera metodología para las variables explicativas. La función multivariable se define mediante un enfoque no paramétrico llamado kernel smoothing. Mediante una validación por jack-knife llevada a cabo entre los datos estimados y los datos reales, se constata la obtención de buenos coeficientes de correlación y R^2, de 0.86 y 0.75 respectivamente. Sin embargo, el error porcentual de la media no es despreciable, ya que es cercano al 10%. A continuación, se construyen modelos de bloque a escala puntual con ambas metodologías, de tal manera que la aditividad de las variables no se vea involucrada en el proceso, estos son los modelos M1 y M2. De esta forma los resultados son favorables para el modelo M1 calculado cosimulando la ley de Cu rougher, mientras que para el modelo M2 calculado con la función de varias variables, el resultado es menos satisfactorio, pero sigue dentro de los rangos aceptables. Finalmente, se obtienen modelos a escala de bloque con las dos metodologías, estos son los modelos M3 y M4. Para la primera metodología se obtiene el modelo M3, para el que desciende la representatividad de la realidad comparada con el modelo M1, no obstante sigue siendo un modelo aceptable, obteniéndose coeficientes de correlación de 0,58 en el jack-knife realizado y una reproducción de la incertidumbre local levemente subestimada. Al contrario, para el modelo M4 la desviación de la realidad deja de ser adecuada para un modelo de bloques de este tipo, ya que presenta una sobreestimación porcentual de la media cercana al 30% y la incertidumbre local es excesivamente subestimada. Lo anterior se atribuye a la función de varias variables definida, la cual sobreestima demasiado los valores de la ley de Cu rougher, además de no representar su dispersión de manera correcta.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Metalurgia Extractiva / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / Es bien sabido que el tamaño de burbuja en flotación es una variable importante, sin embargo, no es monitoreada debido a lo complejo que es su medición. En la actualidad la técnica utilizada para determinar los diámetros de burbujas se basa en la medición a través de la captura de imágenes y posterior análisis, pudiéndose utilizar sólo con fines de diagnóstico operacional. En este trabajo se utilizan las propiedades acústicas de las burbujas para desarrollar una técnica de medición alternativa al análisis de imágenes. La técnica desarrollada consiste en la excitación de burbujas con una fuente de ultrasonido de intensidad fija y frecuencia variable. De este modo, se realiza un barrido de frecuencias con el fin de estimular todo el rango de tamaños que compone la distribución de tamaños de burbujas. Con este procedimiento se logró relacionar la intensidad de respuesta promedio de las burbujas con el diámetro de Sauter (d32) de la distribución. La relación entre intensidad y diámetro de Sauter es lineal, pero no única. Para pruebas en sistema bifásico, agua-aire, y trifásico, agua-aire-partículas, se observa que las curvas tienen igual pendiente, pero se encuentran desplazadas una respecto de la otra, esto es, presentan diferente coeficiente de posición. El coeficiente de posición también varía al cambiar la intensidad de señal aplicada, por lo tanto, el equipo debe ser calibrado contra análisis de imágenes (que es considerado como el estándar hoy en día), antes de realizar las mediciones. No obstante lo anterior, la técnica acústica de medición de tamaños de burbujas presenta ventajas respecto a la medición por análisis de imágenes: la medición se puede automatizar y el procesamiento se puede realizar en línea sin mayor dificultad. La técnica desarrollada se utilizó para estudiar el comportamiento de espumante (MIBC) y sal (NaCl) en la prevención de coalescencia de burbujas. Se estudió el parámetro CCC95 y los tamaños límites (d32 límite) generados en la celda de flotación de laboratorio. Se concluye que el tamaño mínimo depende de la velocidad de agitación mientras que el parámetro CCC95 resulta ser un resultado único para el tipo de reactivo utilizado y las condiciones probadas.