Recuperación de azufre a partir de residuos de cobre

A. Mina de cobre de Wushan

La mina de cobre de Wushan es un yacimiento de tipo pirita con alto contenido en azufre, con un contenido medio de azufre en el mineral en bruto superior a 25%. La planta de concentración procesa el mineral que pasa de la zona de enriquecimiento secundario a la zona primaria. Los minerales de cobre presentes en el mineral en bruto son principalmente sulfuros de cobre secundarios, como la digenita y la calcocita (aproximadamente entre el 55% y el 60%). Estos minerales de cobre secundarios son propensos a la trituración excesiva y a la oxidación, lo que produce iones de cobre que activan intensamente la pirita. Aunque se lleva a cabo un lavado, la tasa de eliminación de los iones de cobre suele ser solo de alrededor del 50%; el resto entra en el circuito de molienda junto con el mineral lavado y la pulpa, lo que provoca dificultades significativas en la separación de cobre y azufre y afecta directamente al rendimiento del beneficio. En el diseño y la producción originales, se adoptó un proceso de depresión del azufre y flotación del cobre. Para inhibir la pirita activada por los iones de cobre y garantizar la ley del concentrado de cobre flotado preferentemente, se añaden 15 kg/t de cal durante la molienda, lo que eleva el pH de la flotación preliminar del cobre a 12. Bajo la acción de un álcali fuerte y un alto contenido de calcio, la pirita se ve fuertemente inhibida (los minerales de cobre con escasa flotabilidad también se ven afectados en mayor o menor medida). Además, la baja eficiencia de aireación y agitación de la máquina de flotación de tipo A dificulta la recuperación de las partículas más gruesas, que se pierden en los residuos. Como resultado, los índices de separación de cobre y azufre no son elevados, y los residuos de flotación siguen conteniendo entre 22% y 26% de azufre.

Teniendo en cuenta las condiciones del emplazamiento, y tras realizar ensayos a escala de laboratorio, seleccionar los equipos, llevar a cabo pruebas industriales y aplicar las prácticas de producción, se adoptó un proceso de separación por gravedad para recuperar la pirita de los residuos de flotación. El flujo de producción es el siguiente: la pulpa se extrae de la última celda de flotación del circuito de flotación de azufre, se separan las astillas de madera y la pulpa se bombea mediante una bomba Warman n.º 3 a un distribuidor fijo de pulpa, que a su vez la distribuye uniformemente a través de un distribuidor rotativo a 20 concentradores en espiral. Los residuos de gravedad fluyen por gravedad hacia el sistema de muestreo y transporte de residuos; el concentrado de azufre se bombea mediante una bomba revestida de caucho n.º 2 al sistema de muestreo y deshidratación del concentrado de azufre de la línea de producción principal; los productos intermedios se devuelven a la bomba Warman n.º 3. El sistema de recuperación de azufre por gravedad entró oficialmente en funcionamiento en junio de 1989, recuperando entre 16 000 y 17 000 toneladas de concentrado de azufre al año a partir de los residuos de azufre de flotación, lo que aumentó la recuperación total de azufre entre 6,23 y 12,24 puntos porcentuales.

B. Una mina de cobre en Qinghai

Una mina de cobre situada en el condado de Maqên, en la Prefectura Autónoma Tibetana de Golog, provincia de Qinghai, es un yacimiento de sulfuros complejos polimetálicos descubierto a mediados y finales de la década de 1960. Contiene diversos elementos valiosos, como cobre, cobalto, zinc, hierro, azufre, oro y plata. El yacimiento es de gran envergadura y está clasificado como un cuerpo mineralizado de gran tamaño. El diseño original de la mina solo contemplaba la recuperación de minerales de cobre, por lo que los residuos aún contienen muchos elementos valiosos. Un estudio de mineralogía de proceso de los residuos reveló altos contenidos de azufre y hierro que pueden recuperarse de forma integral. El análisis químico multielemental y el análisis de la composición mineral de la muestra de residuos se muestran en las tablas 4-39 y 4-40.

Con el fin de aprovechar al máximo los recursos y reducir el vertido de residuos, se llevaron a cabo ensayos de flotación directa sobre los residuos, tanto en condiciones ligeramente ácidas como ligeramente alcalinas. Tras un análisis exhaustivo, se adoptó un proceso de flotación ligeramente alcalino en la producción para recuperar los minerales de azufre y hierro de los residuos. El diagrama de flujo del proceso se muestra en la figura 4-25.

Tabla 4-39: Resultados del análisis químico multielemental de los residuos mineros (fracción másica / %)

Tabla 4-40: Composición mineral y contenido relativo (%)

Figura 4-25: Esquema del proceso de recuperación de azufre y hierro a partir de residuos mineros

Figura 4-25: Diagrama de flujo del proceso de flotación alcalina débil

La experiencia en la producción demuestra que el uso de la flotación alcalina para recuperar minerales de azufre y hierro de los residuos de cobre de esta mina es totalmente viable, y se ha obtenido un concentrado de azufre y hierro de alta calidad. Los índices de producción se recogen en la tabla 4-41.

Tabla 4-41: Indicadores medios de la producción mediante flotación débilmente alcalina (en porcentaje)