El proceso LPF es usado para el tratamiento de minerales cupríferos en los cuales en parte o todo el cobre ocurre en forma oxidada y presenta un problema para la recuperación. La sulfidización de minerales oxidados de cobre usando sulfuro sódico o sulfhidrato sódico es algunas veces efectivo para entregar los minerales flotables, pero generalmente las técnicas de sulfidización producen recuperaciones bajas. Muchos minerales cupríferos oxidados no reaccionan a la sulfidización y otra manera debe ser usada.
Diagrama de Flujo LPF
El diagrama de flujo fue diseñado para tratar con un mineral parcialmente oxidado en el cual los minerales oxidados de cobre son predominantemente crisocola y malaquita con el mineral de cobre como sulfuro siendo primordialmente calcopirita. La ganga es silícea y no hay carbonatos que consumen ácido de manera excesiva. Aproximadamente 40% del cobre total ocurre en forma de poco sulfuro.
Las pruebas metalúrgicas efectuadas en el mineral demostraron que la sulfidización fue ineficaz para recobrar una parte significativa del cobre oxidado. Sin embargo, el proceso de lixiviación, precipitación y flotación (LPF) fue económicamente factible. Básicamente, el proceso LPF consiste en disolver los minerales oxidados de cobre con ácido sulfúrico y precipitar el cobre como una esponja metálica que responde a la flotación. La ventaja de este proceso es esa todas las fases de tratamiento son realizadas en la pulpa de mineral que elimina la necesidad de separar la solución de la lixiviación de los sólidos tal como ocurre en la lixiviación convencional en tanque. Otra ventaja: El cobre sulfurado puede ser recuperado en el mismo proceso de flotación, así evitando un circuito separado de sulfuro.
CIRCUITO DE CHANCADO Y MOLIENDA
El diagrama de flujo muestra un circuito de chancado y también se ha incluido un molino de la barra en el circuito de molienda. Este acomodamiento es a menudo preferible que un circuito de tres etapas ya que hay costos inferiores y se puede manejar minerales mojados, pegajosos. La descarga del molino de barras, la cuál es esencialmente menos de 10 mallas, va a un clasificador para el material listo para el proceso. Las arenas del clasificador están molidas en un molino de bolas que opera en circuito cerrado con el mismo clasificador.
CIRCUITO DE LIXIVIACION
El rebose del clasificador (– 65 mallas) aproximadamente a 25 sólidos del % fluye hacia el circuito de lixiviación en tanques a prueba de ácido, y están equipados con agitadores forrados caucho. El ácido sulfúrico es añadido al primer agitador en cantidades lo suficiente como para producir un pH de aproximadamente 1.5 – 2.0. No más adiciones de ácido son requeridas en los agitadores. El pH de la pulpa como se descarga del tercer agitador es 2.5 – 3.0. El tiempo de contacto para la disolución es aproximadamente 45 minutos.
Los agitadores producen un flujo axial de la pulpa y es ideal para aplicaciones ácidas lixiviación. El caballo de fuerza y los costos de mantenimiento son mínimos.
PRECIPITACION DE COBRE
La precipitación de cobre soluble de la pulpa de lixiviación se realiza usando hierro metálico como agente de precipitación. Este paso puede ser realizado usando latas ralladas en un tambor de precipitación giratorio a través del cual la pulpa fluye o por medio de hierro esponja (– 35 mallas) que se contactó con la pulpa en los precipitadores.
La precipitación del cobre es completada en 10-15 minutos. La reacción de óxido-reducción entre sulfato de cobre y hierro metálico aumenta el pH de la pulpa hasta cerca de 3.5-4.0. El cobre es precipitado como una esponja de cobre muy fina. Un exceso del hierro reducido es usado. Este hierro excedente ingresa al circuito de flotación y es separado por separación magnética del relave final y puede ser reusado.
FLOTACION DEL CEMENTO DE COBRE
El cobre precipitado y los minerales insolubles de sulfuro de cobre son recobrados de la pulpa usando flotación. La pulpa está condicionada con Minerec A como colector y el aceite del pino como un espumante antes de la flotación. El relave del primer banco de celdas de flotación está condicionado con cantidades adicionales de los reactivos y más cobre se recuperó por una etapa de flotación de agotamiento. Celdas de flotación mecánicas son utilizadas para las dos etapas de flotación. El acondicionamiento es un paso muy esencial para lograr máxima recuperación de cobre. Los Acondicionadores con recirculación positiva de pulpa son ideales para este trabajo.
El pH del alimento a flotación es muy crítico para tener una espuma óptima y una buena recuperación de cobre. Un pH demasiado alto ni muy bajo es adecuado. Un pH de 4.0 (más o menos 0.5) representa el pH más efectivo para la flotación en la mayoría de los casos.
El concentrado primario y el de agotamiento se combinan y son limpiados dos veces en una máquina de flotación mecánica para producir un concentrado de cobre. El relave del circuito de limpieza es recirculado al primer agitador de precipitación.
ESPESAMIENTO Y FILTRACION
El concentrado final (el cobre esponja y el sulfuro de cobre) de cobre es espesado y filtrado. El concentrado (humedad de 10 %) es entonces enviado a una fundición de cobre.
PRODUCCION DE HIERRO ESPONJA
La calidad de hierro reducido utilizó en el proceso LPF es importante desde que guarda relación con el consumo de precipitación y la eficiencia del proceso. Normalmente uno 40% a 60 % de contenido de hierro es aceptable con el grado superior siendo preferido. El hierro reducido se produce tostando pirita y reduciendo la calcina de óxido de hierro en las temperaturas en exceso sobre 1500 ° F. con carbón. El producto resultante se muele a – 35 mallas para ser usado en el circuito de precipitación. El gas de dióxido de azufre de la tostación de la pirita es convertido a ácido sulfúrico para su uso en la lixiviación.
EQUIPO A PRUEBA DE ACIDO
Todo equipo en contacto con las pulpas ácidas en el proceso LPF debe ser resistente al ambiente acido. Los materiales a considerar son acero inoxidable, jebe, madera, y plásticos. Otras derivaciones del proceso LPF pueden requerir de un requerimiento en particular.
Resumen del Proceso LPF
Descripción del mineral
Mineral de cobre parcialmente oxidado conteniendo crisocola y malaquita como los minerales oxidados, más la presencia de chalcopirita y ganga silicosa.
Contenido del mineral
Cobre……………………………………………………..1.64%
Cobre no sulfuro……………………………………….0.70%
Cobre sulfuro………………………………………………..0.94%
Proceso
Lixiviación – Precipitación – Flotación (LPF)
Concentrado y Recuperación
- Peso del concentrado, 3.86%
- Ley del concentrado, 38.8% Cu
- Recuperación de cobre, 91.3%
Consumo de Reactivos
- Ácido sulfúrico, 12 kg/t de mineral
- Hierro esponja, 18 kg/t
- Minerec A, 0.09 kg/t
- Aceite de Pino, 0.05 kg/t
En otras variaciones de este esquema el ácido sulfúrico es bombeado sobre la pila de mineral in situ. La solución preñada resultante es despojada de su cobre, reconstituida y recirculada.
El uso de ácido sulfúrico en el proceso L.P.F. tiene el efecto de limpiar a medias superficies de sulfuro oxidadas durante el tratamiento con ácido sulfúrico, después de lo cual la flotación con xanthate puede ser mejorado.
En una antigua operación de Arizona, el proceso consideraba lixiviar y también una etapa de electrólisis. Con empobrecimiento de la mina en profundidad conjuntamente con un incremento en la proporción de sulfuros de cobre, el proceso con sulfato férrico quedo descartado. En lugar de eso, la lixiviación se realizaba directamente con ácido por cuatro días para tratar el cobre oxidado, dejando sulfuros limpios para ser recobrado por la flotación. Ray (Kennecott) ha desarrollado un proceso LPF para recuperar cobre oxidado. Los valores incluyen a chrysocolla, cuprita, malaquita, tenorita, y cobre nativo. El carbonato, el silicato, y el sulfato son los objetos principales de ataque. El cobre ingresa al proceso de lixiviación. El residuo es remolido y flotado para recuperar los sulfuros de cobre, y luego se flota la pirita. Esta pirita es calcinada, produciendo a SO2, lo cual después de la reacción para H2SO4 sirve para lixiviar. La ceniza se reduce con carbón para producir hierro finamente dividido. Este hierro es circulado a través de la planta de precipitación y no está entonces removido por el flote como una espuma de hierro de cobre, cualquier hierro que no ha reaccionado es separado por medios magnéticos.
LPF como un método de tratar minerales cupríferos mixtos de sulfuros y óxidos fue desarrollados a partir de pruebas efectuadas en Arizona en 1929. Los óxidos incluyen óxidos de cobre, carbonatos y silicatos. En el proceso al que se dio los últimos toques los sulfuros fueron primeros flotados y los relaves, en cuál la crisocola fue el índice de cobre dominante, fueron espesados y lixiviados con ácido sulfúrico en agitadores con sistema air-lift. El cobre fue entonces precipitado sobre latas estañadas y ralladas agitadas en tambores de madera, y luego flotado. En Hayden fue encontrado que debería haber un exceso de menos 35 mallas en polvo de hierro en la etapa secundaria (el ácido) de flotación. Cualquier hierro sin consumir se removía por separación magnética aplicado para los relaves. En Rosita, Nicaragua, minerales altamente refractarios se trataron por LPF. El cobre es precipitado en virutas de hierro, clasificado en malla 6 y luego se flotaba con Minerec A y Aerofloat 25. Tres tipos de precipitados deben ser tenidos en cuenta – un cemento de cobre fácilmente flotable, un cemento duro granular, y partículas de hierro enchapadas con cobre con bajo grado pero el concentrado se podía comercializar.