Estrategia operacional para aumentar la recuperación de cobre en la flotación de minerales sulfurados con alto contenido de pirita

Abstract

En la presente tesis se analiza el impacto del contenido de pirita en la recuperación del concentrado de cobre en una planta concentradora de minerales sulfurados. A través de un análisis estadístico de la data histórica, se determinó que cuando el contenido de pirita en el alimento de flotación supera el 7.5%, la recuperación de cobre disminuye significativamente, afectando la eficiencia del proceso y la calidad del concentrado. Se diseñó y ejecutó un plan de muestreo en planta, donde se comparó la operación con siete y cinco celdas de flotación en el circuito Rougher, con el objetivo de reducir la cantidad de pirita que ingresa al circuito Cleaner. Los análisis mineralógicos realizados mediante difracción de rayos X (XRD) evidenciaron incrementos en la proporción de pirita y especies sulfuradas de cobre en los concentrados, además de identificar especies de ganga como serpentina y cuarzo en mayor proporción. Los resultados experimentales indicaron que operar con cinco celdas Rougher permitió una ligera mejora en la recuperación total de cobre, con un incremento promedio de 0.4%, y una leve reducción del contenido de hierro en el concentrado. La cinética de flotación mostró una mayor activación del hierro desde los primeros minutos, con constantes cinéticas ajustadas que permitieron modelar el comportamiento de cobre y hierro durante el proceso. Además, la modificación operativa propuesta contribuye a mejorar la eficiencia metalúrgica con incrementos modestos en la recuperación y calidad del concentrado, aportando así a la mejora continua del proceso de flotación en condiciones de minerales con alta pirita.

This thesis analyzes the impact of pyrite content on copper concentrate recovery in a sulfide mineral concentration plant. Through a statistical analysis of historical data, it was determined that when the pyrite content in the flotation feed exceeds 7.5%, copper recovery decreases significantly, affecting process efficiency and concentrate quality. A plant sampling plan was designed and implemented, comparing operations with seven and five flotation cells in the Rougher circuit, with the goal of reducing the amount of pyrite entering the Cleaner circuit. Mineralogical analyses performed using X-ray diffraction (XRD) showed increases in the proportion of pyrite and copper sulfide species in the concentrates, in addition to identifying gangue species such as serpentine and quartz in greater proportions. The experimental results indicated that operating with five Rougher cells led to a slight improvement in total copper recovery, with an average increase of 0.4%, and a slight reduction in the iron content in the concentrate. Flotation kinetics showed greater iron activation from the first few minutes, with adjusted kinetic constants that allowed modeling the behavior of copper and iron during the process. Furthermore, the proposed operational modification contributes to improved metallurgical efficiency with modest increases in concentrate recovery and quality, thus contributing to the continuous improvement of the flotation process under high-pyrite ore conditions.