Modelamiento geometalúrgico del consumo de medios de molienda basado en técnicas de caracterización avanzada

Abstract

Uno de los principales problemas operacionales en el procesamiento de minerales es el alto consumo de insumos, pudiendo llegar a representar entre el 30 y el 50% del OPEX de una operación minera. Los principales insumos dentro del proceso de molienda húmeda son el agua, la energía eléctrica y el acero, utilizado en medios de molienda y en revestimiento de los molinos. Al respecto, los medios de molienda podrían llegar a reflejar entre el 40 y 45% de los costos de la operación y en el contexto minero nacional, han sido declarados como un insumo crítico para la minería del futuro, debido a que la oferta no podría satisfacer la demanda proyectada al año 2025. El objetivo principal del presente estudio es obtener un modelo geometalúrgico predictivo del consumo de medios de molienda, basado en el pH de molienda, el tiempo de conminución, la abundancia másica porcentual de minerales sulfurados y la dureza del mineral expresada en términos del Bond Work index. La presente investigación se enmarca en el proyecto Innova Corfo CSIRO CHILE 10CEII 9007 , desarrollado por CSIRO Chile Research Foundation y el Advanced Mining Technology Center (AMTC) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. Para cumplir con los objetivos se utilizaron tres muestras minerales distintas, las cuales se caracterizan en forma elemental y mineralógica (cualitativa y cuantitativamente) mediante caracterización hiperespectral, difracción de rayos X y fluorescencia de rayos X portátil. El consumo de acero es medido a partir de pruebas de cinética de molienda realizadas en un molino a escala de laboratorio. Para el modelamiento matemático se considera la aplicación de regresiones multilineales y un proceso de validación estadística (R2, criterios de información, entre otros) y experimental. A partir de los resultados, se encuentra una fuerte correlación entre la presencia de minerales sulfurados y el consumo de acero, ya que un aumento de estas especies no sólo incrementa el poder corrosivo de la pulpa, sino que también potencia los efectos del mecanismo físico de desgaste, como respuesta a un efecto sinérgico entre los mecanismos. Al respecto, también se pudo determinar que la dureza es el principal factor en el consumo físico de acero y que ella tiene directa correlación con la presencia de minerales duros (tectosilicatos) y con el tamaño y la disposición de los granos. El modelo final obtenido alcanzó un R2 de 0.93 y en promedio, un error absoluto medio de 13.5% y fue validado en forma experimental, en donde el mayor error obtenido fue menor a 5%. Para futuras investigaciones se recomienda encontrar factores de escalamiento del modelo para su aplicación industrial y se sugiere evaluar el vínculo que tiene el consumo de acero, expresado por el modelo geometalúrgico, con el proceso de flotación y sus propiedades (oxígeno disuelto y potencial químico de pulpa), para así poder predecir en forma indirecta el comportamiento de una pulpa de características definidas.