informe 4 tortolas 7

Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en Minas Geología Económica y Geología de Minas Laboratorio de Microscopía

Experiencia N°4

Aplicaciones de Procesamiento Muestra Tortolas 23146 C. Rouchen

Profesor: Fernando Henríquez Ayudante: Felipe Bustos Alumnos:

Aldo Marino Manuel Medina

Fecha de Entrega: 27/06/14

2

Introducción

Una de las técnicas utilizadas en minería para el reconocimiento de minerales, es la

denominada microscopía óptica. La cual consiste en hacer pasar la luz visible de una

fuente (difractada, reflejada o refractada en el objeto de estudio) a través de lentes ópticos

simple o múltiples, para lograr una vista ampliada de la muestra.

Los equipos utilizados en esta técnica son los microscopios, los cuales se diferencian de

los utilizados en otras áreas, como la biología, en que estos contienen un analizador y un

polarizador. Los cuales son filtros que solo dejan cruzar luz polarizada. Además poseen

un disco giratorio, el cual permite rotar la muestra de forma centrada.

Uno de los tipos de muestra que son analizadas, son las denominadas briquetas. Las

cuales consisten en polvo mezclado con plástico, proveniente de productos mineros, ya

sea de chancado, molienda, concentrado o relave.

Es así como este informe muestra el estudio realizado a una briqueta, mediante el uso de

un microscopio polarizado de luz reflejada. Determinando el tipo de minerales de mena y

ganga presentes, junto a sus texturas, para finalmente concluir el tipo de proceso minero

del cual proviene dicha muestra, siendo entonces, estas relaciones de mineral, un punto

clave para todos los procesos que se llevan a cabo en minería, sobre todo en aquellos

que involucran la concentración de minerales de mena.

El presente estudio se llevó a cabo en las dependencias del laboratorio de Microscopia,

perteneciente al departamento de Ingeniería en Minas, de la Universidad de Santiago de

Chile.

3

Mineralogía

Especies minerales en la muestra y su abundancia relativa

Luego de un exhaustivo barrido y estudio de características visibles a lo largo de la

muestra, se identificaron los siguientes minerales:

Especie Mineral Abundancia Relativa (%)

Calcopirita 15 Calcosina 4 Covelina 1 Ganga 30 Plástico 50 Total 100

Tabla 1: Abundancia de minerales en muestra Tortolas 23146

Imagen 1: Minerales en muestra Tortolas 23146

Ganga

Cpy+Cs

Cpy

Cpy+Cv

Cv

Cs

Plástico

4

Tipos de Grano

Al realizar el análisis granulométrico de la muestra Tortolas 23146, fue posible distinguir

los cuatro tipos de grano existentes, los que son grano mixto, entrelazado, liberado, y

grano de ganga. El estudio se realizará para cada tipo de grano y sus respectivas

clasificaciones, para finalmente concluir a partir de los tipos de grano presentes en la

globalidad de la muestra:

Granos Mixtos: Son aquellos granos que se encuentran unidos a un grano de

mineral de ganga.

Tipo Grano Mixto Cantidad

Cpy 436 Cs 122 Cv 3

Cpy+Cs 79 Cpy+Cv 1

Total 641 Tabla 2: Granos mixtos en muestra Tortolas 23146

Granos Entrelazados: Son aquellos granos de mineral de mena que se

encuentran unidos a otros de diferente especie.

Tipo Grano Entrelazado Cantidad

Cpy+Cs 3 Cpy+Cv 0

Total 3 Tabla 3: Granos entrelazados en muestra Tortolas 23146

Granos Liberados: Son aquellos granos de mineral de mena que se encuentran

libres o que no están unidos a otros minerales de mena.

Tipo Grano Liberado Cantidad

Cpy 41 Cs 9 Cv 2

Total 52 Tabla 4: Granos liberados en muestra Tortolas 23146

Granos Ganga: Son aquellos granos minerales compuestos únicamente por

minerales de ganga, que no entregan beneficio presente.

Tipo Grano Ganga Cantidad

Pirita (Mineral Metálico) 82 Calcita (Mineral No Metálico) 215

Total 297 Tabla 5: Granos de ganga en muestra Tortolas 23146

5

Finalmente, en la globalidad de la muestra los porcentajes son:

Histograma 1: Porcentaje tipos de grano en muestra Tortolas 23146

De Histograma 1, es posible visualizar que la mayor cantidad de granos presentes en la muestra

Tortolas 23146 corresponde a granos mixtos (granos que contienen mineral de mena con

presencia de ganga) seguido por granos de ganga. Respecto a esto, se puede decir que el proceso

de flotación tendrá problemas al momento de que los colectores y espumantes intenten atrapar

los granos que contienen mineral de interés, pues la presencia de ganga en estos impide que estos

se adhieran al grano. Esto es para aquellos granos mixtos que contienen un alto porcentaje de

área de superficie de este correspondiente a ganga. Para obtener mejores resultados es necesario

procesos de molienda que sean eficientes y logren la obtención de mayor cantidad de granos

liberados.

0

10

20

30

40

50

60

70

Granos Mixtos GranosEntrelazados

Granos Liberados Granos de Ganga

Po

rce

nta

je

Tipo de Grano

% Tipos de Grano

Tipo de Grano Cantidad % Muestra

Granos Mixtos 641 64,6 Granos Entrelazados 3 0,3

Granos Liberados 52 5,2 Granos de Ganga 297 29,9

Total 993 100

Tabla 6: Tipos de granos totales y porcentaje de estos en muestra Tortolas 23146

6

Relaciones Texturales

El estudio textural se dividió a lo largo de la muestra en 9 zonas representativas, para las

cuales, de forma separada, se observaron y analizaron dichas texturas y sus relaciones

de tamaño. La selección de zonas se realizó del siguiente modo:

Imagen 2: Distribución de zonas a lo largo de la muestra Tortolas 23146

Zona 1

Imagen 3: Zona 1 de observación

7

Para la zona N°1, la siguiente tabla resume los tamaños de grano observados en

minerales de mena:

Mineral Mínimo Moda Máximo

Calcopirita 0,1 retículo 0,1 retículo 1 retículo Calcosina 0,1 retículo 0,1 retículo 0,5 retículo Covelina 0,1 retículo 0,1 retículo 0,4 retículo

Tabla 7: Tamaños de grano de mineral de mena zona 1

Al realizar el estudio de texturas de procesamiento encontradas en la muestra, se

detallaran las cantidades encontradas en la primera zona de observación a través de la

siguiente tabla:

Tipo de Textura Abundancia texturas zona 1

1a 3

1b 28

2a 2

2b 3

3a 24

Total 60 Tabla 8: Tipo de textura y abundancia en zona 1

De esta forma, finalmente, se adjunta el histograma que refleja la distribución asignada a

cada textura presente:

Histograma 2: Abundancia texturas zona 1

1a 1b 2a 2b 3a

0

10

20

30

Tipo de Textura

Can

tid

ad d

e G

ran

os

Abundancia texturas zona 1

8

Zona 2



minerales de mena:


Calcopirita 0,1 retículo 0,1 retículo 2 retículos Calcosina 0,1 retículo 0,1 retículo 1 retículo



detallaran las cantidades encontradas en la segunda zona de observación a través de la

siguiente tabla:


1a 4

1b 36

1c 3

1d 1

2a 3

3a 15


9




Zona 3



minerales de mena:


Calcopirita 0,1 retículo 0,1 retículo 1 retículo Calcosina 0,1 retículo 0,1 retículo 0,5 retículos


0

10

20

30

40

1a 1b 1c 1d 2a 3a

Can

tid

ad d

e g

ran

os

Tipo de textura


10


detallaran las cantidades encontradas en la tercera zona de observación a través de la

siguiente tabla:


1b 15

1c 8

1d 4

2a 3

3a 20

3b 1





0

5

10

15

20

1b 1c 1d 2a 3a 3b

Can

tid

ad d

e g

ran

os

Tipo de textura


11

Zona 4



minerales de mena:


Calcopirita 0,1 retículo 0,1 retículo 2 retículos Calcosina 0,1 retículo 0,1 retículo 0,5 retículos



detallaran las cantidades encontradas en la cuarta zona de observación a través de la

siguiente tabla:


1b 36

1c 2

1d 17

3a 14


12




Zona 5


0

10

20

30

40

1b 1c 1d 3a

Can

tid

ad d

e g

ran

os

Tipo de textura


13


minerales de mena:


Calcopirita 0,1 retículo 0,1 retículo 2 retículos Calcosina 0,1 retículo 0,1 retículo 0,5 retículos



detallaran las cantidades encontradas en la quinta zona de observación a través de la

siguiente tabla:


1b 36

1c 25

1d 14

2a 1

3a 19





0

10

20

30

40

1b 1c 1d 2a 3a

Can

tid

ad d

e g

ran

os

Tipo de textura


14

Zona 6



minerales de mena:


Calcopirita 0,1 retículo 0,1 retículo 1 retículo Calcosina 0,1 retículo 0,1 retículo 0,2 retículos



detallaran las cantidades encontradas en la sexta zona de observación a través de la

siguiente tabla:


1b 26

1c 23

3a 16


15




Zona 7


0

10

20

30

1b 1c 3a

CA

nti

dad

de

gra

no

s

Tipo de textura


16


minerales de mena:


Calcopirita 0,1 retículo 0,1 retículo 1 retículo Calcosina 0,1 retículo 0,1 retículo 1 retículo



detallaran las cantidades encontradas en la séptima zona de observación a través de la

siguiente tabla:


1b 54

1c 9

1d 28

3a 30

3b 2





0

10

20

30

40

50

60

1b 1c 1d 3a 3b

CA

nti

dad

de

gra

no

s

Tipo de textura


17

Zona 8



minerales de mena:


Calcopirita 0,1 retículo 0,1 retículo 1,5 retículos Calcosina 0,1 retículo 0,1 retículo 0,5 retículos



detallaran las cantidades encontradas en la octava zona de observación a través de la

siguiente tabla:


1b 36

1c 12

1d 8

3a 9


18




Zona 9


0

10

20

30

40

1b 1c 1d 3a

Can

tid

ad d

e g

ran

os

Tipo de textura


19


minerales de mena:


Calcopirita 0,1 retículo 0,1 retículo 1,5 retículos Calcosina 0,1 retículo 0,1 retículo 0,5 retículos



detallaran las cantidades encontradas en la novena zona de observación a través de la

siguiente tabla:


1b 32

1c 9

1d 12




0

10

20

30

40

1b 1c 1d

Can

tid

ad d

e g

ran

os

Tipo de textura



20

Resumen relaciones Texturales

Una vez analizadas las nueve zonas elegidas, la cantidad de texturas presentes se

resumen a continuación a través de la siguiente tabla:

Tipo de Textura Abundancia texturas total

1a 7

1b 299

1c 91

1d 84

2a 9

2b 3

3a 147

3b 3

Total 643 Tabla 25: Tipo de textura y abundancia total muestra Tortolas 23146


cada textura presente en la muestra Tortolas 23146:

Histograma 11: Abundancia texturas total muestra Tortolas 23146

Se observa una alta presencia de textura 1b (cerca de un 50%) y 3a (cerca de un 25%), lo que

reitera la alta presencia de ganga unida a los minerales de mena en la muestra. Esta situación es

un reflejo de la poca eficiencia de los procesos de conminución, lo que aumentará los costos y

tiempos de producción, dificultando la flotación, puesto que al ser el mineral de ganga pirita y

calcita, las cuales flotan en dicho proceso, harán necesaria la incorporación de reactivos que

0

50

100

150

200

250

300

1a 1b 1c 1d 2a 2b 3a 3b

Can

tid

ad d

e g

ran

os

Tipo de texturas

Abundancia texturas total

21

permitan separarlas del mineral y provocar su descenso hacia la base de las piscinas de flotación,

dejando en la superficie el mineral de mena libre de un alto porcentaje de mineral de ganga,

obteniendo así, finalmente, un concentrado de mayor valor y pureza.

Determinación de Tamaños

Un punto clave en el estudio de la muestra lo conforma la distribución de tamaños a lo

largo de ella, un resumen de ellos se adjunta en la siguiente tabla:


Calcopirita 0,1 retículo 0,1 retículo 2 retículos Calcosina 0,1 retículo 0,1 retículo 1 retículo Covelina 0,1 retículo 0,1 retículo 0,4 retículo

Tabla 26: Tamaño de grano de mineral de mena muestra Tortolas 23146

Además, se agregará el estudio de tamaños para ganga, puesto que será fundamental al

momento de conocer el tipo de proceso desde el cual proviene la muestra Tortolas 23146,

esta se adjunta a continuación:

Mineral de Ganga Mínimo Moda Máximo

Pirita 0,1 retículo 0,1 retículo 4 retículos Calcita 0,1 retículo 0,1 retículo 2 retículos

Tabla 27: Tamaño de grano de ganga muestra Tortolas 23146

Desde una perspectiva grafica, se observa lo siguiente:

Histograma 12: Tamaño Mínimo y Máximo muestra Tortolas 23146

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

Calcopirita Calcosina Covelina Ganga de Pirita Ganga deCalcita

N°

Re

ticu

los

Minerales

Tamaño Mínimo y Máximo de Minerales

22

Tanto en las tablas de distribución de tamaños, como en la grafico se observa que la

muestra es poco homogénea, ya que se tienen grandes diferencias de tamaños entre las

especies minerales presentes, y además para una misma especie mineral se observan

diferencias de casi cuatro retículos entre los granos.

La poca homogeneidad que presenta la muestra se debe a que sufrió procesos de

chancado y molienda poco exitosos, lo que es perjudicial para los procesos posteriores,

ya que aumentará los costos dificultando la separación de componentes.

Grado de Liberación

A continuación se realizará el cálculo del grado de liberación para la muestra, que refleja

la relación porcentual del numero de granos totales y el de granos liberados. Para la

selección de granos liberados y no liberados solo se considerarán los granos compuestos

por mineral de mena, siendo en este caso proveniente de una faena en donde el mineral

de interés es el cobre, extraído desde los minerales de Calcopirita, Calcosina y Covelina.

La fórmula que permite calcular el grado de liberación es la siguiente:

En donde, basándonos en la información entregada en la Tabla 6:

Granos liberados 52 Granos

Granos Totales Granos liberados + Granos Entrelazados + Granos Mixtos 52

+ 3 + 641 696 Granos

Por lo que, el grado de liberación será:

23

Histograma 13: Granos liberados v/s Granos no liberados

Estos valores son una expresión cuantitativa de la magnitud en que la molienda es capaz

de obtener partículas minerales libres, y es un parámetro decisivo, ya que a través de el

es posible hacer notar el grado de eficiencia de los procesos de conminución en una

faena minera, siendo en el caso del presente estudio una liberación muy baja, es decir el

mineral está muy unido a la ganga, por lo que el proceso de molienda no fue satisfactorio,

y se deberán emplear bastantes recursos para separar dicha ganga en proceso

posteriores, a modo de no disminuir la ley de Cobre presente y su calidad.

0

200

400

600

800

granos liberados granos no liberados

Can

tid

ad

Tipo de grano

Granos liberados v/s Granos no liberados

24

Estudio de Mena

Para comenzar el estudio es necesario calcular las leyes de mineral presentes en la

muestra, las cuales se detallan a continuación:

Tabla 28: Composición química muestra Tortolas 23146

Tabla 29: Leyes minerales muestra Tortolas 23146

A partir de lo indicado, y a causa de los minerales de mena presentes, se caracteriza la

muestra Tortolas 23146 como una mena de cobre, con una ley de 9,0%. Cabe destacar

que la muestra no presenta minerales castigo del Cobre.

Por lo mismo el mineral de interés a explotar es el mineral de Cobre, el cual se encuentra

en un 20% de la muestra, siendo dicho valor aportado en un 15% por la Calcopirita, un

4% por la Calcosina, y un 1% por la Covelina. El siguiente esquema resume la

información entregada:

15% Calcopirita en muestra

4% Calcosina

en muestra

1% Covelina en

muestra

20% mineral de

Cu en muestra

Mineral Composición %Muestra %Fe %S %Cu

Calcopirita

CuFeS2

15

30,5

35,0

34,5

Calcosina

Cu2S

4

-

20,2

79,8

Covelina

CuS

1

-

33,5

66,5

Ley de Cobre 0,15*34,5% + 0,01*66,5% + 0,04*79,8% = 9,0% Cu

Ley de Azufre 0,15*35,0% + 0,04*20,2% + 0,01*33,5%=6,4% S

Ley de Hierro 0,15*30,5%= 4,58% Fe

25

Fábrica

Al analizar el origen de la muestra Tortolas 21346, y en base a supuestos, es posible decir

que la muestra proviene de un yacimiento primario de origen hidrotermal, de profundidad

media, ya que posee en gran medida cobre y hierro asociados a azufre, lo que es

característico de yacimientos mesotermales. Además todo el proceso de mineralización

se asocia a procesos ígneos subsuperficiales, con roca de caja de alta carbonatación. El

poseer mineral de ganga correspondiente a calcita es por lo tanto un factor clave para

corroborar la identificación del origen de la muestra.

Lo más probable es que la muestra provenga de la mina los Bronces (Rajo abierto de

Cobre y Molibdeno), más específicamente de su planta de flotación Las Tortolas, ubicada

en Colina. Dicho yacimiento es un pórfido cuprífero que fue resultado de un proceso de

concentración metálica llevado a cabo principalmente por fluidos hidrotermales durante

las fases finales de la evolución magmática.

Clasificación

Una vez realizado el análisis de la muestra Tortolas 23146, se determina que esta

corresponde a mineral de alimentación de cabeza, pues hay alta presencia de ganga,

tanto pirita como calcita, y altas cantidades de pátina en la muestra, en especial en granos

de calcopirita, junto a elevadas cantidades de calcopirita oxidada unida a calcosina.

Además no hay un comportamiento homogéneo respecto a los tamaños de granos, ya

que fue posible visualizar diferencias de granos hasta los 4 retículos (el caso de la pirita),

es decir, granos muy grandes acompañados de granos muy pequeños. Junto a ello, se

encontró un grado de liberación obtenido total de la muestra de 7,90%, lo que indica que

dicha muestra fue producto de una molienda poco satisfactoria, en la cual no se liberó la

mayor parte de los minerales de interés (Cpy, Cs y Cv).

Es importante agregar que la muestra corresponde a mineral de cabeza que irá a etapa

rougher de flotación, ya que en la etapa de flotación primaria (etapa rougher) la flotación

se realiza con una granulometría de mena en la cual no es necesaria la liberación de la

partícula. Sin embargo, en la etapa de limpieza, donde es necesaria la selectividad de las

partículas útiles, es fundamental realizar una remolienda del concentrado de la etapa

rougher para la liberación de las especies útiles de la mena.

26

Procesamiento

Respecto a las texturas visualizadas en los granos de la muestra, se puede concluir que

en el proceso de flotación, posterior a la molienda, tendrá dificultades al no encontrarse

una cantidad aceptable de granos liberados, pues la mayoría se encuentra combinados

con ganga (granos mixtos). También se cuenta con presencia de pirita, mineral que

dificulta el proceso, pues los sulfuros de cobre asociados a pirita y pirrotita son los de más

difícil flotación, ya que el uso excesivo de depresor para los sulfuros de fierro pueden

llevar a la depresión de los sulfuros de cobre. Además la presencia de Calcopirita oxidada

dificulta la flotación, ya que a pesar de que la Calcopirita flota de forma natural, al

presentarse oxidada modifica el pH de la pulpa (debido a los óxidos sobre el mineral), lo

que disminuye la recuperación del proceso. Esto último se puede evitar eliminando la

oxidación previamente a través de sulfuro de sodio.

Cabe destacar que a pesar de todo, la baja dureza de la ganga (Calcita) favorece la

reducción de tamaños en los procesos de chancado y molienda, lo que disminuye los

costos y mejora la granulometría, que es clave para una flotación con altos niveles de

recuperación.

Imagen 12: Calcopirita Oxidada unida a Calcosina

27

Conclusiones y Recomendaciones

Luego de realizar un barrido completo a la muestra, y realizar el estudio de sus

características, todo esto a través del microscopio, se logró confirmar la presencia de

minerales de Calcopirita, Calcosina y Covelina, junto a dos tipos de Ganga distribuidos

entre las especies minerales, los que son calcita y pirita. A partir de ello existen altas

probabilidades de que esta muestra provenga de un yacimiento primario de origen

Hidrotermal, puesto que posee en gran medida cobre y hierro asociados a azufre, lo que

es característico de yacimientos mesotermales. Además, todo el proceso de

mineralización se asocia a procesos ígneos subsuperficiales, con roca de caja de alta

carbonatación. Así, lo más probable es que la muestra provenga de la mina los Bronces,

más específicamente de su planta de flotación Las Tortolas, ubicada en Colina.

Al presentar alta presencia de textura 1b y 3a principalmente, junto a un 64,6% de granos

mixtos y un 30% de granos de ganga, se concluye una gran cantidad de las gangas

presentes a los largo de toda la muestra de forma libre y unida a los minerales de mena,

lo que es un claro reflejo de la poca eficiencia de los proceso de conminución, tanto

chancado como molienda, lo que desencadenará en un aumento de costos y tiempos de

producción, dificultando la flotación, puesto que los minerales de ganga presentes, que

flotan de manera natural, se deberán separar del mineral de mena a través de la

incorporación de reactivos a las piscinas de flotación que provocarán su descenso. Se

debe tener presente además que los depresores para la pirita pueden llevar a la

depresión de los sulfuros de cobre, y que la presencia de calcopirita oxidada dificultará la

flotación producto que provocará la modificación del pH de la pulpa (usar previamente

sulfuro de sodio para evitar este último inconveniente, que a pesar de requerir mayores

recursos, a la larga mejorará la calidad del producto, aumentando el beneficio presente).

Al observar una liberación de los minerales de mena con respecto a la ganga de un 7,9%,

siendo este bajo porcentaje reflejo de la poca cantidad de granos liberados en la muestra,

es posible concluir nuevamente que la molienda no fue capaz de obtener gran cantidad de

partículas minerales libres, producto de deficientes procesos de conminución, que

desencadenarán a la larga en altas inversiones para separar la ganga en los procesos

posteriores antes descritos.

Es por esto que se recomienda desde un comienzo, para obtener mejores resultados,

trabajar en mejorar la eficiencia de la molienda, y así obtener mayor cantidad de granos

liberados, y mantener la alta ley de Cobre presente, de un 9%, y su calidad.

Finalmente, a partir de lo descrito, es posible concluir que la muestra Tortolas 23146

corresponde a mineral de alimentación de cabeza, debido a la alta presencia de ganga,

tanto pirita como calcita, y a las altas cantidades de pátina en la muestra, en especial en

granos de calcopirita, junto a elevadas cantidades de calcopirita oxidada unida a calcosina

(Imagen N°12). Además al no poseer la muestra un comportamiento homogéneo respecto

a los tamaños de granos, junto al ya mencionado grado de liberación total de la muestra

28

de 7,90%, indica que dicha muestra fue producto de una molienda poco satisfactoria, en

la cual no se liberó la mayor parte de los minerales de interés (Cpy, Cs y Cv).

Es importante agregar que la muestra corresponde a mineral de cabeza que irá a etapa

rougher de flotación, ya que en la etapa de flotación primaria (etapa rougher) la flotación

se realiza con una granulometría de mena en la cual no es necesaria la liberación de la

partícula. Sin embargo, en la etapa de limpieza, donde es necesaria la selectividad de las

partículas útiles, es fundamental realizar una remolienda del concentrado de la etapa

rougher para la liberación de las especies útiles de la mena.

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