La Geometalurgia es una disciplina combinada de ciencias de la tierra y de los materiales, que estudia la relación y variabilidad de las características físicas y químicas de los depósitos minerales y su respuesta a procesos metalúrgicos específicos.
Permite la definición óptima del diseño de flowsheet, para la duración de la mina, basándose en características geológicas, geoquímicas, mineralógicas, texturales y metalúrgicas de los yacimientos minerales.
En un programa geo metalúrgico el objetivo principal es generar datos, información y conocimiento en el área desde la geología a los procesos de concentración para respaldar criterios de diseño utilizados.
Lo primero es caracterizar el recurso minero, desde el punto de vista de la geología, mineralogía, química, fisica y metalúrgica. Para lo cual existen diferentes tipos de ensayos a determinar y que están a cargo del Laboratorio Metalúrgico.
Geología. Mineralogia Química
-Litologica – Minerales utiles – Leyes de elementos económocos
-Alteración – Asociaciones – Leyes de impurezas
-Textura – Grado de Liberación – Leyes de elementos insoluble y solubles
– Arcillas
– Tipo de ganga
Fisica. Metalúrgica
-Geomecanica – Recuperación metalúrgica
-Chancabilidad – Consumo de reactivos
-Dureza – Caracteristicas del concentrado y relave
-Abrasión
Mineralogía de alta definición
• Análisis QEMSCAN™
• Difracción de Rayos X
• Análisis de Imágenes
• Microscopía Electrónica de Barrido
• Análisis de Microsonda Electrónica
• Petrografía y caracterización de Mena (briquetas y secciones delgadas)
• Fotografía
Determinación de Ensayos Metalúrgicos.
Ensayos de Dureza.
Bond Impacto baja energía
Bond abrasión
Bond bola (BWi)
Test JK Drop Weight y SMC
Test SPI (SAG Power Index)
Ensayos de flotación.
Cinética rougher Cu-Mo,
Cinética de molienda y remolienda
Test de ciclo abierto, definición circuito de Limpieza
Test de ciclo cerrado
Ensayos de Sedimentación
Ensayos Metalúrgicos
El Test de Impacto de Baja Energía es desarrollado de acuerdo a los estándares. Requiere de 20 colpas de mineral con granulometría -3” +2”. El resultado, Indice de Trabajo de Chancado (CWi), es ampliamente usado para calcular los requerimientos de energía para dimensionar chancadores y/o determinar los ajustes de dimensión de lado abierto (OSS) y lado cerrado (CSS)
El Test de moliendabilidad Bond bola (BWi) es desarrollado de acuerdo a los estándares de Bond. Requiere de 10 kg de mineral con granulometría 100%-6# Tyler. El resultado, Work Index Bond bola (BWi), es ampliamente usado para diseñar molinos de bolas y medir la variabilidad del yacimiento a la dureza en el rango de tamaño 3.35 mm (6#Tyler) a 150 micrones (100# Tyler).
El Test de Abrasión de Bond mide el índice de abrasión (Ai), el cual puede ser usado para estimar el consumo de acero de los medios de molienda, revestimientos, chancadores y molinos. El test se realiza usando 1.6 Kg de material con granulometría -3/4” +1/2”, el que se prepara desde 3 kg de material con granulometría -2” +1”
El Test JK Drop Weight tiene por objetivo determinar la función apariencia en un rango de tamaño definido bajo condiciones de fractura al impacto, el cual es reducido a dos parámetros: A y b. Como parte del proceso, se caracteriza la muestra a la fractura por abrasión. La función apariencia puede ser usada en el modelamiento con el software JKSimMet y simulación/predicción de cómo el mineral se fractura según los modelos de molienda AG/SAG y chancado. El test requiere 75 kg de mineral, el cual es preparado generando 30-90 partículas en 5 fracciones, entre ½” a 2½”.
El Test SMC (SAG Mill Comminution) se emplea para confirmar la respuesta de fractura de un mineral o para evaluar la variabilidad de éste.
El test se realiza utilizando una fracción de tamaño (22.4×19 mm) o cuartos de sondaje diamantina (provenientes del corte de ½ testigo o testigo completo), partícula que se impacta con cinco niveles de energía (3.5, 2.5, 1.0, 0.5 y 0.25 kWh/ton). Se determina además el peso específico. Como el test se ejecuta en sólo una fracción de tamaño no es apto para desarrollar parámetros para simulación.
Los requerimientos de muestra para realizar el test son de 5 kg de mineral (partículas de 22.4×16 mm) ó 2 a 3 m de sondaje completo HQ (63.8 mm), dependiendo de la gravedad específica, peso aprox. de 20 kg de sondaje.
El índice SPI (SAG Power Index) es determinado por procedimiento y equipamiento estándar. Con este índice se define el tiempo necesario para reducir una muestra de mineral con una granulometría inicial caracterizada por un tamaño k80 de 12,5 mm, hasta una granulometría final con un tamaño k80 de 1.7 mm. La prueba es realizada en un molino de laboratorio de 12 “de diámetro por 4” de largo, cuya carga consiste en bolas de acero de 1”.
Los tiempos de molienda más extendidos indican mayor resistencia a la molienda y por lo tanto un mineral más duro. El índice SPI puede utilizarse para determinar consumos de energía por unidad de masa (kWh/ton) y es usado, en conjunto con el software CEET, tanto para realizar diseños de planta como pronósticos de producción.
Definición programa exploratorio de Flotación Rougher
Definición de variables para establecer las condiciones experimentales que generen la mejor respuesta metalúrgica de la etapa rougher de flotación.
Inicialmente se confecciona una curva de cinética de molienda, para definir los tiempos de molienda necesarios para lograr las granulometrías requeridas de alimentación. Generada esta información se inicia el programa exploratorio de flotación rougher en cual las variables a considerar pueden ser: grados de molienda, fórmula de reactivos, dosis de reactivos, pH, concentración de sólidos. El efecto de cada variable se estudia en tres niveles con lo cual se conforma un set de entre 12 a 15 pruebas que pueden efectuarse a tiempo fijo o con cinética. Requerimiento de muestra: 30 kg 100%-10# Tyler.
Definición circuito de Limpieza
Configuración del circuito de limpieza para llegar a concentrados de leyes comerciales. Con este programa de pruebas se puede definir el número de etapas de limpieza y la etapa scavenger.
Inicialmente se comienza confeccionando una curva de cinética de remolienda para definir el tiempo de remolienda en función del grado de remolienda requerido. Posteriormente se estudia el efecto de variables como: grado de remolienda, pH y dosis de colector, si se requiere, para la etapa de primera limpieza y scavenger. Estas pruebas se hacen con cinética para definir los tiempos de flotación de cada etapa. En seguida se agregan etapas de limpieza al programa experimental, hasta lograr obtener un concentrado de ley comercial.
Requerimiento de muestra:30 Kg 100% -10# Tyler
Definición test ciclo cerrado
Medir el efecto de la recirculación de productos del circuito de limpieza en la recuperación y leyes del concentrado final, lo cual permite la caracterización química y mineralógica completa de estos productos.
Con los test de ciclos cerrados se simulan pruebas continuas con pruebas bath, para ello se repite el circuito abierto por seis ciclos recirculando los productos del ciclo anterior al ciclo en ensayo, lográndose una cierta convergencia en los tres últimos ciclos.
Requerimiento de muestra: 30 kg 100%-10# Tyler.
Luis Parada Araya
Ingeniero Civil Metalúrgico, Director de IMET Chile
Septiembre 2021
