Reprocesamiento de residuos de plomo y zinc para la recuperación de plomo y zinc

Mina de plomo y zinc A. Bawdwin, Myanmar

La mina de plomo y zinc de Bawdwin está situada en el estado de Shan, al norte de Myanmar, y es la mayor mina de plomo y zinc del país, con una larga trayectoria productiva. Desde finales del siglo XIX hasta principios del siglo XX, su planta de tratamiento de minerales sulfurosos solo recuperaba concentrado de plomo rico en plata, mientras que los residuos de flotación se vertían directamente en las laderas y barrancos cercanos. Se estima que, tras muchos años de acumulación, se han acumulado aproximadamente 2 millones de toneladas de residuos antiguos. En 2007, se encargó al Instituto de Investigación Metalúrgica de Kunming que llevara a cabo una investigación sobre el proceso de enriquecimiento de estos residuos antiguos y se le encomendó el diseño, la puesta en marcha in situ y el rendimiento (cumplimiento de las normas) de la nueva planta de procesamiento. El Instituto de Investigación Metalúrgica de Kunming completó los ensayos de laboratorio en 2007, determinando un flujo de proceso y unas condiciones adecuadas para su implementación en Myanmar. El diseño de la planta se completó en el primer semestre de 2008, y a finales de 2009 se construyó una nueva planta de procesamiento de 500 t/d, con un excelente rendimiento de enriquecimiento.

Los resultados del análisis químico multielemento de la muestra de residuos se recogen en la tabla 4-44, y los resultados del análisis de fases del plomo y el zinc en la muestra se recogen en la tabla 4-45.

Tabla 4-44: Resultados del análisis multielemento de los residuos mineros (%)

Tabla 4-4 Resultados del análisis de fases del plomo y el zinc en los residuos mineros (%)

Debido al almacenamiento prolongado en las cimas de las colinas, los residuos mineros han sufrido procesos de meteorización y oxidación, especialmente en lo que respecta al plomo, que presenta una tasa de oxidación muy elevada. Por lo tanto, se adoptó un proceso de flotación para recuperar el plomo y el zinc de los residuos. Teniendo en cuenta las condiciones reales de construcción en el norte de Myanmar, se decidió recuperar únicamente los minerales de plomo y zinc entremezclados en forma de concentrado a granel de plomo y zinc para su venta directa, mientras que el resto de los minerales de zinc se recuperarían como concentrado de zinc de calidad. Así pues, los principales productos tras el reprocesamiento son el concentrado a granel de plomo y zinc, el concentrado de sulfuro de zinc y el concentrado de óxido de plomo.

Tras una exhaustiva investigación experimental, se optó finalmente por el proceso de flotación preferencial que se muestra en la figura 4-29. En este proceso, el grado de finura de molienda es de 95% con un tamaño inferior a 0,074 mm. Se utiliza silicato de sodio como dispersante, xantato de etilo y dietilditiocarbamato (SN-9#) como colectores, y aceite de pino como espumante. Se llevan a cabo una etapa de desbaste, dos etapas de limpieza y una etapa de purga para obtener el concentrado a granel de plomo y zinc. A continuación, los residuos de la etapa de depuración se tratan con sulfato de cobre como activador, xantato de butilo como colector y aceite de pino como espumante, utilizando una etapa de desbaste, una etapa de limpieza y una etapa de depuración para obtener el concentrado de sulfuro de zinc. Por último, los residuos de la etapa de separación selectiva de esta fase se tratan con sulfuro de sodio como depresor, xantato de butilo como colector y aceite de pino como espumante, utilizando una etapa de extracción primaria, dos etapas de limpieza y dos etapas de separación selectiva para obtener concentrado de óxido de plomo y residuos finales.

En la tabla 4-46 se muestran los índices de producción medios obtenidos durante la puesta en marcha de la planta de reprocesamiento de residuos mineros. En la actualidad, la planta funciona correctamente, aprovechando al máximo este antiguo recurso de residuos mineros.

Figura 4-29: Flujo del proceso de recuperación de plomo y zinc a partir de residuos mineros

Tabla 4-46: Depuración de los indicadores de producción (en %)

Mina de plomo y zinc de B. Chaihe

La mina de plomo y zinc de Chaihe ha acumulado varios millones de toneladas de residuos de tailings. La operación trata primero los residuos mediante separación por gravedad utilizando rampas en espiral; a continuación, somete el concentrado pesado a flotación, produciendo concentrados de zinc, plomo y azufre que cumplen los requisitos, al tiempo que se recupera de forma integral la plata. Partiendo de una capacidad anual de tratamiento de residuos de 850 000 toneladas, con 150 000 toneladas de concentrado por gravedad que se envían a flotación, la recuperación total anual incluye: 1.890 toneladas de concentrado de plomo a 46% Pb, 10.542 toneladas de concentrado de azufre a 35% S, 5 840 toneladas de concentrado de sulfuro de zinc con un contenido de 45% de Zn, y 18 991 toneladas de concentrado de óxido de zinc con un contenido de 35% de Zn. El concentrado de plomo contiene 3 212 kg de plata.

C. Una mina de plomo y zinc en la provincia de Gansu

Una mina de plomo y zinc de la provincia de Gansu vierte 2.000 t/d de residuos con una finura de 60% que pasan por un tamiz de -0,074 mm y una concentración de sólidos de 25%. Los residuos contienen entre 0,2% y 0,3% de Pb, entre 1,1% y 2% de Zn, y entre 3% y 5% de S. Los minerales de plomo son principalmente cerusita y galena; mientras que los minerales de zinc incluyen la smithsonita y la esfalerita. La planta de reprocesamiento de residuos utilizaba originalmente un proceso de flotación preferencial a granel para recuperar plomo, zinc y azufre, con máquinas de flotación por chorro de alta eficiencia como equipo de flotación. Tras su puesta en marcha, produjo un concentrado de zinc de baja ley con una ley de 31,5% de Zn y una recuperación del 46%, pero la ley del concentrado de azufre era de solo 25,22% de S, para el que no existía mercado local, y no se obtuvo ningún producto de plomo. Solo se recuperaron minerales sulfurados, no óxidos. Los grados de liberación fueron: plomo 61,11%, zinc 25,5% y azufre 88,8%. La liberación insuficiente, unida a la ausencia de una etapa de molienda en el proceso, dio lugar a una baja eficiencia de separación. Para abordar estos problemas, se modificó el proceso basándose en los esquemas de proceso recomendados y los índices de las pruebas. El proceso modificado emplea un circuito combinado de gravedad (canal en espiral) + flotación (máquina de flotación por chorro de alta eficiencia) para la separación preliminar a granel de Pb-Zn-S (Figura 4-30). El concentrado a granel entra en un molino de bolas en circuito cerrado con un hidrociclón. El rebosado del ciclón (90% con partículas de -0,074 mm) se deslimado en un tanque de deslimado, y el flujo inferior (sólidos 25%) se somete a una etapa de flotación de limpieza a granel. Los residuos de la etapa de limpieza se devuelven a la etapa de desbaste a granel. El circuito de flotación de separación consta de: flotación de plomo (una etapa de desbaste, dos de limpieza y una de purga) y flotación de zinc a partir de los residuos de plomo (una etapa de desbaste, una de limpieza y una de purga), con los residuos finales convirtiéndose en concentrado de azufre. Todos los equipos de flotación son máquinas de flotación por chorro de alta eficiencia. El esquema de reactivos utiliza el método “sulfuro de sodio-xantato” para la flotación de plomo y zinc. Tras una puesta en marcha de corta duración tras la modificación, se obtuvo un concentrado de plomo con 40% de Pb y una recuperación del 43%, un concentrado de zinc con 45% de Zn y una recuperación del 62,5%, y un concentrado de azufre con 35,3% de S y una recuperación de 60%. Todos cumplían los requisitos locales de calidad comercial. Se obtuvieron buenos beneficios técnicos y económicos, lo que aportó experiencia para la aprovechamiento integral de dichos residuos.

Mina de plomo y zinc de D. Fankou

Los residuos de la mina de plomo y zinc de Fankou están compuestos principalmente por ganga (cuarzo, minerales carbonatados, sericita, etc.), seguidos de azufre y hierro. El azufre y el hierro se encuentran predominantemente en forma de pirita, que representa aproximadamente el 20% en masa del total de los residuos. Zeng Maohua et al., basándose en las características de los residuos de Fankou, adoptaron un proceso de cribado a 0,074 mm y separación por gravedad en una mesa vibratoria. De este modo, se descartaron el 40% de los minerales de ganga, lo que redujo los costes posteriores de molienda y flotación, al tiempo que se enriquecieron elementos valiosos como el azufre, el plomo, el zinc, la plata, el galio y el germanio. Al controlar la dosificación y el tiempo de adición del sulfuro de sodio, se mejoraron las condiciones de flotación para el concentrado de azufre, lo que dio lugar a un nuevo proceso para la recuperación de concentrado de azufre a partir de residuos de plomo-zinc. Los resultados de los ensayos a escala de laboratorio mostraron que, tras el cribado fino, la separación por gravedad y la flotación, los residuos produjeron un concentrado de azufre con un contenido de 35,7% de S y una recuperación total del 63,5%.

Figura 4-30: Flujo del proceso de enriquecimiento de residuos mineros