concentración gravimétrica
TRANSCRIPT
Knelson Concentrators, a corporate partnership dba Knelson
1978 25th 2003
Anniversary
Concentración Gravimétrica
Fundamentos y Avances
Universidad Nacional de Colombia
CIMEX
Claudia López
Knelson Gravity Solutions - Canadá
Recuperación gravimétrica
es un proceso, no un
equipo o un parámetro
operacional
Objetivos
• Ilustrar los beneficios económicos de la concentración gravimetrica
• Entender el comportamiento del oro en circuitos de molienda y
circuitos gravimetricos
• Introducir el factor ORG para la caracterización de oro recuperable
por metodos gravimetricos
• Introducir el uso del factor ORG en la evaluación de circuitos
gravimetricos
• Introducción a la concentración centrifuga
– Tecnologia de concentración continua
– Tecnologia de concentración semi-continua
• Introducir la tecnologia de tratamiento de concentrados
gravimetricos
• Discutir el incentivo economico de la recuperación de oro por
metodos gravimetricos
Como Se Comporta El Oro?
• Reducción de tamano: 6 – 20 veces mas lenta que la
ganga
• Altamente maleable
• D50 del oro tres veces menor que el D50 de la ganga
• Los ciclones son eficientes concentradores de ORG
• El oro permanece por largo tiempo en el circuito
• Se han reportado:
– Cargas circulantes de hasta 6700%
– Ley en el U/F del ciclon es hasta 24 veces la ley de
cabeza
• Si ley del U/F del ciclon > 4 * ley de cabeza: explorar
recuperación gravimetrica
Evolución de las Partículas de Oro
• Granos recién liberados
• Grano es aplanando
• Forma irregular
• Bordes “dentados”
• Microgranos se desprenden
• Reciclaje por plegamiento
Circuitos de Flotación
• Incremento en el pago del oro:
– Oro en concentrados de flotación se paga 95-97%, en
concentrado gravimétrico se paga 99.9%
– No diferencias con el comprador de concentrados
– Pago rápido, días vs. meses
• Incremento en la recuperación total:
– 1-6%
• Reducción de oro en las cargas circulantes o atrapado en
el circuito
• Facilita la contabilidad metalurgica
• Incremento en la seguridad
Circuitos de Cianuración CIP/CIL
•Incremento en la recuperación total
•Reducción de costos
•Reducción del consumo de cianuro
•Pago más rápido (mejor flujo de caja)
•Mas bajo costo de capital
•Reducción del oro en las cargas circulantes o atrapado en
el circuito
•Facilita la contabilidad metalúrgica
•Incremento en la seguridad
Medición de los Beneficios
Datos Recientes - AMIRA P420B
• Planta de Lixiviación en Australia
• Circuito gravimétrico fuera de linea por 48 horas
• Caracterización de la alimentación a cianuración
– Con el circuito gravimétrico operando:
• Menos ORG en el COF
• ORG más fino en el COF
• Lixiviación más rápida
• Recuperación más alta
Time
(hr) Gravity On Gravity Off
0 0 0
2 24.12 21.24
4 50.21 31.26
7 64.44 42.74
24 83.91 67.57
48 87.45 84.76
Leach Recovery (%)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50
Time (hr)
Leach
Reco
very
of
CO
F (
%)
Gravity On
Gravity Off
Merril Crowe
• Reducción de pérdidas en solución
– Si las pérdidas en solución son de 1%, reduciendo el tenor de alimentación a lixiviación en por ejemplo 30%, las pérdidas en solución se reduce en la misma proporción.
• Incremento en recuperación total
– Información limitada en circuitos de lixiviación de plata
– Especies argentiferas son de lixiviación lenta. Al recuperarse las especies de lixiviación lenta en una masa pequeña, es posible aplicar un mayor esfuerzo en la lixiviación del concentrado gravimétrico y reducir la cantidad de especies de lixiviación lenta en el circuito de lixiviación.
• Reducción en el consumo de cianuro
• Menos etapas de DCC
– Tenores de alimentación a lixiviación mas bajos pueden reducir el incentivo económico de adicionar cuarta o quinta etapa
• Menor cantidad de “picos” en la ley de alimentación al circuito de cianuración
– Bajos tenores de alimentación a lixiviación facilitan la operación de la planta
Como Caracterizar El Mineral Y
Determinar Su Potential Para
Recuperación Gravimetrica?
Tipos de Pruebas Gravimétricas
2. Prueba Lakefield
• Una pasada al tamaño de molienda de planta
– Knelson MD-3 o Falcon SB-40
– Cons en Mozley
– Colas de la mesa Mozley se adicional a las colas de gravimétria
• Diseñada para preparar alimentación para pruebas de lixiviación o flotación
• NO es escalable para recuperación gravimétrica pero da indicaciones del potencial gravimétrico
3. Prueba con Muestras Pequeñas
• Una pasada a tamaño de molienda de planta
– Muestra pequeña, tipicamente un par de Kilogramos
• Diseñado como prueba para estimar el potencial de la concentración continua
• No es escalable pero da indicación del potencial gravimétrico
• Resultados deben ser tomados con precaución
1. El Verdadero ORG
• Secuencia molienda
/gravimétria
– Tipicamente 3 etapas
– Curva de liberación
– ORG total
– Distribución granulométrica
del ORG
• Diseñado para caracterizar
el mineral
• Es totalmente escalable
usando modelos
matemáticos
Prueba ORG Knelson
Diagrama de Flujo
Feed
Sample20# Crush Lab KC Test KC Conc. Screen
KC Tails
Grind Lab KC Test KC Conc. Screen
KC Tails
Grind Lab KC Test KC Conc. Screen
KC Tails
Justificación del Circuito Gravimetrico
Determinación del factor ORG
Respuestas Tipicas
0
20
40
60
80
100
0 200 400 600 800 1000
Tamano de Particula, micrones
Fa
cto
r O
RG
, %
Datos Típicos – Prueba ORG
G rin d S iz e Assay D is t'n
(m ic ro n s ) P ro d u ct (g ) (% ) Au (g /t) (% )
P 80 = 337 S tage 1 – C onc. 79 .6 0 .39 110 46 .6
S am p led Ta ils 299 .1 1 .48 0 .39 0 .6
P 80 = 219 S tage 2 – C onc. 82 .6 0 .41 36 .3 15 .9
S am p led Ta ils 262 .4 1 .3 0 .43 0 .6
P 80 = 74 S tage 3 – C onc. 72 .4 0 .36 30 .2 11 .6
F ina l Ta ils 19464 .5 96 .07 0 .24 24 .6
To ta ls (Head ) 20261 100 0 .93 100
K ne lson C onc. 234 .6 1 .16 59 .5 74 .2
M ass
y = -0.0002x2 - 0.019x + 76.714
R2 = 1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 50 100 150 200 250 300 350 400
P80 (microns)
Re
co
ve
ry (
%)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
10 100 1000
Particle Size (microns)
Cu
mu
lati
ve
Re
co
ve
ry (
%)
Stage 1
Stage 2
Stage 3
Significa esto que se recuperará
74.2% del oro si instalamos un
circuito gravimétrico?
• No, este es el valor teorico máximo de recuperación
• Para predecir recuperación a escala industrial, es
necesario usar modelamiento matemático
Cyclone Feed Pump
Ball Mill
Cyclone Overflow
to leach or float.
Screens
Concentrate
Shaking
Table
Gravity Conc. for
Dore Prod’n
Donde se instala el circuito
gravimétrico?
• En Circuitos de Molienda:
•Más común
•Bajoflujo del ciclón
•Alimentacion del ciclón
•Descarga del molino
• En Circuitos de Flotación:
•CC de remolienda
•Limpieza de concentrados
(flash flotation, con. Final)
• Relaves
•Relaves Cleaner-Scavenger
•Relaves finales
Opciones
K
K
1
K
K
2
3
4
Molino
250%
100%
350%
100%
Knelson Concentrators, a corporate partnership dba Knelson
1978 25th 2003
Anniversary
Predicción de la Recuperación
Gravimétrica
Modelamiento Matemático
Factores que afectan la recuperación gravimétrica:
• Caracteristicas del mineral
• Factores que afectan recuperación primaria:
– Equipo seleccionado (concentrador centrifugo, espiral, etc.)
– Esfuerzo gravimétrico
– Flujo a ser tratado
– Optimización del equipo de acuerdo a la aplicación: • Caudal de fluidización
• Fuerza G aplicada
– Disponibilidad del equipo
– Clasificación (Zarandas / Cribas)
– Eficiencia de los ciclones
– Pérdidas en la molienda
• Factores que afectan la recuperación secundaria:
– Facilidad para limpiar el concentrado
– Pericia del operador de la mesa
– Complejidad del circuito del cuarto del oro
– Cianuración Intensiva vs. Mesa Vibratoria
• El SISTEMA debe examinar cada uno de estos factores, pues todos influyen en el resultado final
Modelamiento Matematico
• Dr. Laplante desarrollo un modelo matemático para predecir la recuperación de un concentrador Knelson en un circuito de molienda
• Knelson usa una versión simplificada llamada KC ModPro desarrollada internamente
• Este modelo nos permite predecir el funcionamiento del circuito a escala industrial basados en la información de la prueba ORG
• Despues de la puesta en marcha del circuito, el modelo es muy util como herramienta de diagnostico para optimizar circuitos y resolver problemas
Datos de Entrada
• Tonelaje de alimentación
• Ley de cabeza
• Valores ORG
• Carga circulante
• Porción tratada en el
circuito gravimétrico
– Para diferentes
tamanos de
concentradores
• Recuperación unitaria de
ORG
• Factor de supervivencia
en el molino
• Factor de supervivencia
en el ciclón
Cyclone O/F
Cyclone U/F Rate t/h
Rate t/h Total Grade g/t Au
Total Grade g/t Au GRG Grade g/t Au
GRG Grade g/t Au
Primary Gravity Device:
KC High Stage Rec. Overall Recovery
GRG Rec. %
Gold Rec. %
Mill Feed
Rate t/h
Grade g/t Au
GRG Grade g/t Au
>600 100.00
50
####
####
150
to Cyc. U/F
Size Dist'n
<20 93.61
25-38 99.69
20-25 98.13
53-75 100.00
38-53 99.97
106-150 100.00
75-106 100.00
100.00
212-300 100.00
150-212 100.00
20-25
<20
Total
6.00
6.00
7.50
6.50
4.50
7.50
68.0
75-106
53-75
38-53
25-38
150-212
106-150
6.50
4.50
>600
425-600
300-425
212-300
7.00
1.50
4.50
6.00
17.1
Size Dist'n
of Feed
11.6
0.00
0.00
GRG Dist'n
GRG Dist'n
17.1
0.33
50
425-600 100.00
300-425
Mill
Graivty
+ Table / Acacia
or
Other
0
10
20
30
40
50
60
70
80
10 100 1000
GRG Particle Size (um)
GR
G D
ist.
(%
)
GRG Distribution
of the Feed
0
20
40
60
80
100
10 100 1000Particle Size (um)
Cy
clo
ne
Pa
rt'n
to
U/F
(%
)
GRG
Typical Ore
0
20
40
60
80
100
120
10 100 1000
Particle Size (um)
Reco
very
(%
)
Recovery of GRG from
each size class
Que le pasa al ORG en el circuito?
• Es molido en no-ORG
• Sale del circuito una vez
es molido lo
suficientemente fino, o
sale en el corto circuito
del ciclon
• Es recuperado por el
circuito gravimétrico (si
hay uno instalado)
• El modelo simplemente
hace un balance de
poblacion para cada set
de condiciones
predeterminadas
Cyclone O/F
Cyclone U/F Rate t/h
Rate t/h Total Grade g/t Au
Total Grade g/t Au GRG Grade g/t Au
GRG Grade g/t Au
Primary Gravity Device:
KC High Stage Rec. Overall Recovery
GRG Rec. %
Gold Rec. %
Mill Feed
Rate t/h
Grade g/t Au
GRG Grade g/t Au
>600 100.00
50
####
####
150
to Cyc. U/F
Size Dist'n
<20 93.61
25-38 99.69
20-25 98.13
53-75 100.00
38-53 99.97
106-150 100.00
75-106 100.00
100.00
212-300 100.00
150-212 100.00
20-25
<20
Total
6.00
6.00
7.50
6.50
4.50
7.50
68.0
75-106
53-75
38-53
25-38
150-212
106-150
6.50
4.50
>600
425-600
300-425
212-300
7.00
1.50
4.50
6.00
17.1
Size Dist'n
of Feed
11.6
0.00
0.00
GRG Dist'n
GRG Dist'n
17.1
0.33
50
425-600 100.00
300-425
Mill
Graivty
+ Table / Acacia
or
Other
0
10
20
30
40
50
60
70
80
10 100 1000
GRG Particle Size (um)
GR
G D
ist.
(%
)
GRG Distribution
of the Feed
0
20
40
60
80
100
10 100 1000Particle Size (um)
Cy
clo
ne
Pa
rt'n
to
U/F
(%
)
GRG
Typical Ore
0
20
40
60
80
100
120
10 100 1000
Particle Size (um)
Reco
very
(%
)
Recovery of GRG from
each size class
Estrategia Operativa
• Alimentación a planta:
900 tph
• ORG: 55%
• CC: 250%
• Que tamaño de
máquinas usar?
• Donde instalarlas?
• Como limpiar el
concetrado?
-
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
55.0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
C irculating Load T re ate d (% )
Gra
vit
y R
ec
ov
ery
(%
)
Knelson and Acac ia
Knelson and Table
XD-30
XD-48 XD-70
De donde salen los datos usados en el modelo?
• Datos publicados (principalmente por A. Laplante)
• Projecto AMIRA P420B (Knelson es uno de los
patrocinadores)
• Base de datos interna
• Datos inferidos
• Datos tambien puede ser obtenidos de cada circuito
una vez este en operación.
Que puede ser modelado?
• Concentradores centrifugos
• Celdas de Flotacion Flash
• Contact cells
• Jigs
• Sistemas de limpieza de concentrados
– Mesas
– Sistemas de Cianuración Intensiva (Reactor Acacia)
• Funcionamiento de los ciclones
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Anniversary
Cianuracion Intensiva
El Reactor Acacia
Reactor Acacia
Cianuracion Intensiva
• Que es?
Un reactor de lecho fluidizado
• Para que existe?
Para tratar concentrados gravitacionales de alta ley y reemplaza las mesas vibratorias en la funcion de limpieza de concentrados
• Reactivos tipicos:
– Cianuro: 1-2%
– LeachAid: 0.2 – 0.5 kg/kg Au
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Time (hours)
Re
co
ve
ry (
%)
Commissioning Results
Test work
Reactor Acacia (Cont.)
• Incremento de recuperación gravimetrica
• Incremento en recuperación total
• Facilita balance metalurgico
• Reduccion de riesgos ocupacionales
• Reducción de personal en cuartos de oro
• Resultados consistentes
• Recuperación promedio del Reactor Acacia > 98%
• Reducción en el invetario de oro en CIP de 35%
• Reducción del 18% en la ley de alimentación a CIP
• Reducción de la ley en las colas sólidas de 21%
• Reducción del 50% en las colas de solucion
• Reducción de 15% en el consumo de cianuro
• Todo esto contra un 18% de incremento en la alimentación a planta y un
incremento de 2% en la ley de cabeza
Ejemplo: AngloGold Union Reefs
Como trabaja el Reactor Acacia?
Feed
from KC’s
Reaction
Vessel
Reaction
Vessel
Discharge
Pump
Reagents
Leach
Solution
Tank
Electrowinnin
g
Cell Solution
Tank
Electrowinnin
g Cell
Water
Solution
Heater
Reactor Acacia CS2000
Numero de
Reactores Acacia
instalados en el
mundo: 66
Funcionamiento Durante Arranque y
Puesta en Marcha
• Porgera JV – La instalacion del Reactor Acacia produjo un incremento del 1% en la recuperacion total de planta
Day 1 2 3 4
Total Gold in Solution 26.6 31.9 19.8 15.8 kg Au
Average Solids Residue grade 36.5 39.713 55.5 15 g/t
Mass of Concentrate 2.42 2.82 2.18 2.42 t
Total Gold in Residue 0.088 0.112 0.121 0.036 kg Au
Backcalculated head grade 11052 11347 9147 6561 g/t
Final Leach Recovery 99.7% 99.7% 99.4% 99.8%
Knelson Concentrators, a corporate partnership dba Knelson
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Anniversary
Concentrador Continuo
CVD
Concentrador Knelson Semi Continuo
(Batch)
• Disenado para
recuperar oro y MGP
• Recupera los valiosos
en masas muy
pequeñas
• Opera en ciclos
temporizados
• Descarga concentrados
automaticamente
Tecnología Continua
(CVD)
• Mineral valioso presente
en %
• Remoción de
concentrado en forma
continua
• Control de la masa y la
ley del concentrado
Rango General de Aplicaciones
Concentrador
Semi-continuo
(Batch)
Oro,Plata
Y MGP
(ORG)
Concentrador
Continuo
(CVD)
Oro y MGP asociados con
sulfuros
Minerales Metalicos
Minerales Industriales
>0.0% <50% 0.1 %
Rendimiento (masa de concentrado, %)
Zona de
Transicion
El Objetivo
Clase Gravedad Cianuracion Flotacion
1
2
?
3
?
4
?
5
? ?
6
? ?
Ejemplos de Aplicaciones:
1. Pre-concentración de sulfuros de
lixiviación lenta
– Algunos minerales parcialmente
refractatios
– Con frecuencia los sulfuros de
lixiviación lenta son recuperables
via gravimetria
– Pre-concentración para
tratamientos posteriores mas
intensivos
• Remolienda
• Lixiviación intensiva
– Normalmente requiere de
pruebas piloto para conseguir
resultados escalables.
2. Recuperación de particulas
mixtas gruesas de flotación
– Perdidas en las particulas
gruesas y los ultrafinos
(lamas)
– Es posible recuperar mixtos
gruesos en el circuito
cleaner usando el CVD
Pre-concentración De Sulfuros De Lixiviación Lenta
• Mina en Africa Occidental
– 90% del Au en 20% de masa
– Y esto de que sirve?
Recovery vs Mass Pull - Test 2 Series
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Mass Pull (%)
Re
co
ve
ry (
%)
Gold
Sulphur11/90/19
11/90/17
11/90/15
11/90/7
11/90/9
11/90/11
11/90/21
11/90/13
Ex batch data
El Beneficio – Mina B, Africa
• Recuperación de planta cianurando todo el mineral
via CIL era 78.8%.
• La recuperación del KC-CVD fue de 85% en 15%
de masa, seguido por remolienda y lixiviación
intensiva con una recuperación del 86%, resultando
en 73% de recuperación del oro total alimentado.
• Recuperación adicional de CIL de 10.5% (70% del
15% restante) esta disponible en las colas del CVD
• Recuperación total via CVD y tratamiento separado
de los productos es 83.6% , lo que corresponde a
un incremento del 5%
Recuperacion a partir de colas de flotacion
• La flotación tiene una
respuesta pobre en gruesos y
lamas
• La mayoria de los circuitos de
flotación tinen un flujo lo
suficientemente pequeno que
puede ser procesado (eg
relave cleaner-scav)
• El CVD opera como un
separador por densidad y
tamano
• El concentrado se envia para
remolinda/re-flotación para
mejorar la recuperación total
de la planta
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0.5 2.5 4.5 6.5 8.5
Mass Yield %
Au R
ecove
ry %
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Au U
pgra
de
Rat
io
Au Recovery % Au Upgrade Ratio
Planta 100% Gravimétrica
Caso de Estudio
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Anniversary
El Futuro de la
Concentración
Gravimétrica
KNELSON GRAVITY SOLUTIONS
Cual es el futuro de la concentración
gravimétrica?
• Recuperación primaria de minerales
• Mejoramiento en la eficiencia de procesos
existentes
• Pre-Concentración
Areas de Máximo Impacto
• Operaciones a gran escala
• Procesamiento de minerales de baja ley
• Retratamiento de relaves a gran escala
• Tratamiento de cargas circulantes en circuitos de
flotación
Plantas Totalmente Gravimétricas
KCGM – 1500 tph!
Mejoramiento de Procesos
Existentes
• Aplicación de principios de concentración
diferentes
• Recuperación de particulas semi liberads
• Cargas circulantes
• Recuperación de valores a partir de relaves
Más bajos costos, recuperaciones más altas, menos reactivos
Flotación Convencional
Gravimétria en las Colas Cleaner
(Middlings)
Circuito Gravimétrico Equivalente
Feed
Rougher -
Scavenger CVD
Cleaner CVD
FinalTails
Final
Concentrate
* NO REAGENTS
* LOW POWER
* RES TIME - SECONDS
* SMALL FOOTPRINT
* IMMEDIATELY VARIABLE
Rougher Concentrate
Lixiviación en Pilas
• Alto inventario de valores
• Largo tiempo de residencia
Heap Leach Clasico
CN
66 90
% Days
Leach Pad
Gravimetria + Heap Leach + CIL
Gravimetria + Heap Leach + Pipe Reactor
CN
CN
Leach Pad
50
26
75
% Days
1
Pre-Concentracion
• Recuperacion de valores a una masa pequena:
• Mejoramiento en la economia del proceso
• Permite el tratamiento intensivo de los concentrados
• Eliminacion de contaminantes problematicos (pre robbers)
Knelson CVD
Pre-concentracion de Mineral de Oro
Case 2: High grade polymetallic ore
• Au 6.13 g/t
• Cu 1.37%
• Pb 1.23%
• Zn 1.95%
• Ag 64.16g/t
Knelson CVD6 recovery sequence
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00
Reco
very
(%
)
Mass Pull (%)
CVD6 Recovery Sequence
Zn
Cu
Pb
QEMSCAN particle map @ -500 mic
Intensive Cyanidation –
“Extreme Processing”
• Low capital
• Low opex
Tailings Scavenging
Knelson XD70 Tailings Module
Resumen
• Gravimetria puede:
• Simplificar procesos
• Reducir costos de capital y costos de operacion
• Acortar el tiempo de puesta en marcha de un proyeacto
• Hacer que depositos de baja ley economicamente rentables
• Incrementar eficiencia global
El futuro de la gravimetria esta en capitalizar en explorar y explotar a
cabalidad las posibilidades
ya existentes!
Gracias!
Recuperación gravimétrica
es un proceso, no un
equipo o un parámetro
operacional