Magíster en Ciencias, Mención Geología / Geóloga / En el presente estudio se evalúa el uso de modelos hidrogeoquímicos cuantitativos a efecto de determinar los impactos de distintas unidades mineralógicas sobre las condiciones fisicoquímicas de la pulpa en el procesamiento mineral. Se realizan 2 modelos de disolución mineral, el primero en un sistema en el cual los minerales reaccionan con el medio, sin importar la cantidad de iones presentes. En el segundo modelo, las reacciones agua-roca están limitadas o aceleradas por los iones presentes. Se distingue que en el primer modelo, los sulfuros juegan un rol importante sobre las condiciones fisicoquímicas del medio; sin embargo, en el segundo, el rol más importante lo juegan los silicatos, al estar acelerada su disolución con la presencia del ión OH-. Con el primer modelo se reproduce la tendencia, pero no los valores del Eh en la Andesita y su pH, y falla en la tendencia de Eh de los pórfidos. Con el segundo modelo, no se obtienen buenos resultados, puesto que ni la tendencia del Eh ni el pH son reproducidos. Se detecta entonces, que en la realidad de un sistema complejo como el estudiado se tiene un efecto de todos los minerales presentes, por sobre todo de los sulfuros. A partir de mineralogía y condiciones operacionales modeladas, las reacciones que podrían controlar las condiciones fisicoquímicas de la pulpa serían la oxidación del hierro, cobre, azufre y oxígeno; la hidrólisis y formación de hidróxidos de aluminio, calcio, hierro, magnesio; y la formación de precipitado sulfurado y silicatado. Finalmente, se requiere continuar hacia mayor experimentación de tal manera de calcular las constantes de reacción en condiciones adecuadas e incorporar otras variables al modelo como tamaño de partícula variable, tiempo de molienda, incorporación de hierro desde medios de molienda, etc. De esta manera se puede avanzar hacia la predicción de las condiciones fisicoquímicas del procesamiento.

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Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Metalurgia Extractiva / Ingeniero Civil de Minas / La investigación realizada tiene por objeto entender y relacionar los parámetros de la distribución de tamaño de burbujas con la recuperación primaria de cobre. Específicamente, busca estudiar experimentalmente la influencia de la distribución de tamaño de burbujas en los rangos granulométricos con menor recuperación de la flotación primaria, el mineral ultra fino y el grueso. El estudio se realiza en una celda de flotación de laboratorio con agitación mecánica y utilizando un mineral de cobre de la División Andina de Codelco Chile. La determinación del tamaño de burbujas se realiza por medio de muestreo de burbujas, las que pasan por una cámara de visualización que permite filmarlas para un posterior procesamiento con un programa de análisis de imágenes. Las variables operacionales involucradas son la velocidad de agitación, el flujo de aire y la distribución granulométrica del mineral. La influencia de la distribución de tamaño de burbujas en la recuperación del mineral es equivalente para las partículas finas y gruesas. Para ambos tamaños de partícula resultó beneficiosa la generación de distribuciones de tamaño de burbujas más finas, aumentando en 3 y 10 puntos la recuperación, para las partículas finas y gruesas, respectivamente. El análisis de los resultados experimentales se desarrolla en dos líneas distintas. Por un lado se define un parámetro que involucra información referente a la distribución de tamaños de mineral y burbuja que responde a la fenomenología del proceso, pronosticando cambios para la recuperación con cierta precisión (coeficiente de correlación de 0,8) para las recuperaciones del tamaño grueso (+100#) y fino (-400#) solamente. Para las recuperaciones global y del tamaño medio (-100#, +400#) no se obtiene buenas correlaciones. En la segunda línea de análisis, se genera una estructura de modelo de recuperación, para cada tamaño de partícula, que mezcla la información de la distribución de tamaño de mineral (Pea), variables operacionales como la agitación (Ns), y aquella relacionada a la distribución de tamaño de burbujas como es el índice referente a la superficie total de las burbujas, con un coeficiente de correlación promedio de 0,92 y errores del orden de 2 - 4 puntos porcentuales de recuperación. Dentro de las aplicaciones de esta investigación, se destaca la posibilidad de un tratamiento diferenciado de gruesos y finos, con condiciones específicas para cada fracción, que posibilite maximizar la recuperación global.

Estudio que surge por interés de desarrollar un procedimiento metalúrgico que pueda servir para recuperar oro en minerales sulfurados con alto contenido de arsenopirita aplicando una tecnología medioambientalmente amigable. La muestra representativa del mineral sulfurado con alto contenido de arsénico, para el presente estudio de investigación, proviene de la provincia de Paucartambo del departamento de Pasco con una cabeza ensayada de 2,95 gr Au/TC y 7,69 % de arsénico. La caracterización de la muestra se realiza en el microscopio óptico polarizado en la UNMSM, los resultados de esta caracterización indican la presencia de las siguientes especies mineralógicas como: calcopirita, esfalerita, arsenopirita, pirita, goethita y gangas. Con el concentrado de la prueba más representativa de flotación obtenida, se realizan pruebas metalúrgicas de lixiviación alcalina con NaOH y Na2S, la prueba más representativa resulta una recuperación de arsénico de 13,74 %, para un tiempo de 12 horas de agitación. En vista de la alta cantidad de arsénico aun presente en la muestra del concentrado, se realizan pruebas metalúrgicas de biolixiviación bacteriana, para la oxidación del arsénico, obteniéndose una recuperación de arsénico de 92.86% para un tiempo de 20 días de biolixiviación. Disuelto la mayor cantidad de arsénico del concentrado con la biolixiviación, se realizan pruebas metalúrgicas de cianuración, alcanzándose una recuperación de 94,5 % de oro, para un tiempo de cianuración de 48 horas, con consumo de cianuro de sodio de 2,6 kg/TM y 9,3 kg/TM de cal. La recuperación total de oro en los procesos de flotación y cianuración fue de 92,28%. / Tesis

Magíster en Ciencias, Mención Geología. Geólogo / El grado de liberación de los sulfuros de mena de Cu es uno de las principales incógnitas del procesamiento mineral. Como la flotación está fuertemente influida por la superficie libre de los minerales económicamente importantes, poder cuantificarlo sería de gran utilidad para optimizar los circuitos de molienda, y estimar la recuperación del mineral. La herramienta de uso común para cuantificar la liberación es QemSCAN, pero su costo elevado, junto a la no-aditividad del parámetro de liberación, no permiten la creación de un modelo confiable. Esta tesis se enfoca en determinar los parámetros mineralógicos y texturales, y los parámetros de ensayos geometalúrgicos de dureza (SPI, BWI) más influyentes en determinar el grado de liberación de los minerales sulfurados de Cu. Las relaciones encontradas pueden servir de mejorar la precisión de un modelo de liberación, sin incrementar sustancialmente el costo. Se disponen de 120 ensayos QemSCAN de Escondida y Escondida Norte, datos de ensayos SAG Power Index (SPI) y Bond Work Index (BWI) y 20 cortes transparentes y pulidos de Escondida Norte. Se muestra que la liberación >90% en las zonas de sulfuros secundarios, Cc+Py es menor que la liberación >90% de las zonas de sulfuros primarios y mezclados. Esto es concordante con las relaciones directas entre liberación y tipo de sulfuro, asociación con Pirita, asociaciones con minerales de forma lateral y asociaciones complejas. Al mismo tiempo, se detecta que la diseminación y la oclusión en otros minerales, no es un problema mayor de liberación. Se evidencia además la relación negativa entre liberación y mayor contenido de Arcillas, y una relación positiva con el mayor contenido de Qz+Feldespatos. Se identifica que un mayor tamaño de grano de los sulfuros de Cu también contribuye a una mejor liberación. Se muestra que los ensayos SPI y BWI tienen poca influencia en el grado de liberación, y se infiere que esto se debe a su metodología. Los cortes transparentes/pulidos de Escondida Norte permitieron observar las asociaciones mineralógicas presentes y sus relaciones texturales. Se observó que el tamaño grano del sulfuro y los bordes de asociación simples y rectos pueden contribuir a la fácil liberación. Esto se ve principalmente en sulfuros primarios y en vetillas.

El uso de los reactivos orgánicos naturales como colectores y/o depresores en la flotación de minerales se han reportado en los últimos años como reemplazo de un colector o depresor usado habitualmente en la flotación mineral, pero no se han usado estos reactivos en una misma flotación ni mucho menos para minerales peruanos. En el presente trabajo se propone la flotación de minerales sulfurados de cobre de tres minas ubicadas en el Perú, con reactivos orgánicos naturales (almidón, ácidos húmicos y quebracho) como colectores y depresores, además del peróxido de hidrógeno y un líquido iónico considerados como reactivos verdes. Los resultados muestran que los reactivos orgánicos naturales son muy eficientes como colectores y depresores de cobre y hierro respectivamente, resaltando los ácidos húmicos y fúlvicos como colectores respecto al almidón y el líquido iónico. El peróxido de hidrógeno actúa como depresor de pirita respecto al quebracho y almidón. La microflotación verde con el sistema ácidos húmicos y fúlvicos – peróxido de hidrógeno es la más eficiente, su principal ventaja es el alto % recuperación de cobre y la efectiva depresión del hierro como pirita. Además, el uso de estos reactivos tiene un menor impacto ambiental al ser los ácidos húmicos y fúlvicos residuos orgánicos que son descartados de diferentes industrias. Las interacciones existentes entre el mineral y los posibles reactivos de flotación se caracterizan mediante FT - IR y SEM - EDS. En comparación con la flotación convencional y tradicional, este nuevo método no solo evidencia un alto porcentaje de recuperación de cobre y un mínimo % de recuperación de hierro, sino también se clasifica como flotación verde de acuerdo a la Estrella Verde. / Tesis

Busca aplicar el proceso de segregación para recuperar metales preciosos (Ag y Au) de los relaves de flotación que corresponden a los relaves de flotación de la planta concentradora de la mina Sayapullo, provincia de Cajabamba, departamento de Cajamarca, Perú. En el relave, los elementos Au y Ag se encuentran asociados a los minerales del grupo tetraedrita, pirita y ganga (sílice), presentadose estos dos últimos en alto porcentaje. La tecnología del proceso de segregación comprende cuatro etapas fundamentales: el mezclado, consistente en la homogenización de los reactivos con el minera, el peletizado, para formar pellets de aproximadamente 1.0 cm. de diámetro, la segregación propiamente dicha y la recuperación de Ag y Au por flotación. Se realizaron 30 pruebas experimentales utilizando la misma granulometría del mineral; mezclándose con coke y sal de malla -20 +48. Se calentaron temperaturas comprendidas entre 650º C y 470º C, variando el tiempo desde 25 a 75 min. Las pruebas se llevaron a cabo en tres reactores de acero inoxidable obteniéndose recuperaciones de oro en un 73.8% y plata 64.0%. Se determinó los factores óptimos de segregación para el relave estudiado: temperatura 710º C, tiempo 45 min., R (coke/sal) 1.3, y sal 1.0% en peso del mineral. El relave estudiado por tener alto contenido de pirita y de sílice flota conjuntamente con los elementos valiosos dando concentrados de plata y oro con leyes bajas. Para mejorar la recuperación se recomienda tostar el relave y agregar al mineral óxido de cobre cuando el porcentaje de Cu es menor que 0.12%. El estudio realizado demuestra que es factible la aplicación del proceso de segregación a relaves de flotación, por lo que se recomienda continuar con el estudio extendiéndose a otros relaves y minerales de baja ley contenidos de oro y plata, a fin de estudiar con mayor detalle los parámetros y mecanismos de reacción y poder aplicar a nivel industrial para beneficio de minerales, debido a que el Perú es un país eminentemente minero. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Realiza el cálculo de un sistema de mitigación para evitar la flotabilidad de la tubería de acero al carbono en la instalación de redes de gas natural, en un terreno que presenta alto nivel freático. Se desarrolla en el contexto de la masificación de redes de acero para el trasporte de gas natural para el uso industrial en la región de Lima. El nivel freático se encuentra a una profundidad relativamente pequeña en relación al nivel del piso terminado, esto se da porque el suelo se encuentra cercano al mar, ríos, lagunas o cerca de suelos donde la tierra se encuentre expuesto al agua permanentemente. El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado. Al realizar los cálculos se determina que la fuerza de empuje es mayor al peso de la tubería de acero al carbono. En consecuencia, existe flotabilidad de la tubería, bajo estas condiciones se propone realizar un sistema de mitigación para evitar la flotabilidad de la tubería. El sistema consiste la instalación de lastres de concreto, que serán ubicados sobre la tubería a lo largo de la red instalada. Estos lastres de concreto sirven como contrapeso para evitar la flotación de la tuberia. Dentro de la monografía se considera el cálculo de la tubería de acero a utilizar (diámetro y espesor), pues solo se cuenta con el dato del consumo o caudal solicitado por el cliente. Calculado el diámetro y espesor, se puede seleccionar la tubería en el catálogo del fabricante. También se considera el suministro e instalación de revestimiento de tuberías, ya que es conveniente mencionarla en vista que es importante la protección de la tubería ante la corrosión, por contacto con el agua, adicional se menciona la selección de la protección catódica, que consiste en la instalación de un electrodo de sacrificio para evitar la corrosión de la tubería. / Trabajo de suficiencia profesional

La industria extractiva de minerales, en el Perú, es un actor muy importante de desarrollo económico y tecnológico. Destacando el cobre como principal mineral. Es importante, como país minero, desarrollar investigaciones y tecnologías que ayuden a mejorar el proceso de extracción y concentración de minerales. En la industria minera actual, donde se ha conseguido un gran avance en la automatización, aún existen grandes retos y oportunidades de mejorar los procesos en búsqueda de una mejor eficiencia. Una de las etapas más importantes y críticas es la concentración de minerales mediante el uso de celdas de flotación. El control efectivo de este proceso permite obtener niveles adecuados e importantes de grado y recuperación en el concentrado de mineral. En el caso de las celdas de flotación tipo columna, el comportamiento es multivariable y muy dinámico por ser dependiente de los cambios de las características del mineral que se procesa y de las perturbaciones de la planta. Es ampliamente conocido que el control predictivo basado en modelos constituye una poderosa herramienta de control de plantas multivariable que presentan un comportamiento dinámico complejo como en el caso de la celda de flotación tipo columna. Es por esto, que el objetivo en la tesis es diseñar un controlador predictivo generalizado (GPC) multivariable para el control efectivo de una celda de flotación tipo columna utilizada en el proceso de recuperación de cobre. El modelo matemático obtenido tiene un grado de aceptación FIT superior a 80%. Se realizaron evaluaciones comparativas del sistema de control de la celda de flotación tipo columna, con los controladores GPC multivariable y PI diseñados considerando diferentes escenarios de operación e índices de desempeño. Se determinó que, el mejor desempeño del sistema de control se obtiene cuando se aplica el controlador GPC multivariable diseñado. / Tesis

La muestra representativa del relave refractario utilizada proviene de la ciudad de Calpa, distrito de Atico, provincia de Caraveli del departamento de Arequipa, con una ley ensayada de 5.67 g/TM de oro. La caracterización de la muestra se realizó en el microscopio óptico polarizado, en la Escuela Profesional de Ingeniería Geológica de la UNMSM, los resultados de esta caracterización indicaron la presencia de las siguientes especies mineralógicas: covelita, pirolusita, psilomelano, esfalerita, ilmenita, pirita, hematita, goethita y gangas. En base a los resultados de la caracterización se realizaron pruebas metalúrgicas de flotación a una granulometría de 65.20% -200 malla con reactivos MIBC y Z11, obteniéndose una calidad del concentrado de 19.72 g/TM, con una recuperación de 78.20 % y 4.48 como radio de concentración de oro. Y plata obteniéndose una calidad de concentrado de 24.12 gr/TM; con una recuperación de 81.67%. Con el concentrado de la mejor prueba de flotación, se realizaron pruebas metalúrgicas de biolixiviacion, degradando 75.20% de fierro en solución para un tiempo de 15 días con un cultivo de cepas bacterianas 9K. El concentrado biolixiviado de la mejor prueba de flotación se remolió hasta una granulometría de 83.29% -200 malla para realizar pruebas metalúrgicas de cianuración en botella a diferentes tiempos, la prueba más representativa es a 36 hrs. de cianuración, recuperando 95.38% de oro y 97.56% de plata, con 4.15 Kg/TM de cianuro de sodio y 10.20 Kg/TM de Cal. El proceso metalúrgico adecuado de acuerdo a los resultados de la investigación, para la recuperación de oro en relaves refractarios en la ciudad de Calpa, fue una flotación a agotamiento del relave, seguido de la biolixiviacion del concentrado para liberar oro con cepas bacterianas 9k, y finalmente recuperar oro mediante el proceso de cianuración. / Tesis