RECUPERACIÓN DE COLUMBITA EN LA MINA DE PITINGA MINERACAO TABOCA SA Jorge Luis Diaz Panuera Ian Gordon Hall Dun

INTRODUCCIÓN 

Proceso productivo: chancado, molienda, clasificación, pre concentración gravimétrica, flotación de estaño y separación electrostática magnética.



La recuperación de columbita después de la flotación de estaño, se realizaba por separación magnética y electrostática magnética, logrando una recuperación de 11 %.



Planteamiento de proceso por flotación, pruebas de laboratorio.



Implementación de planta piloto de flotación de columbita de 5 tph; a partir del relave de la flotación de estaño, la recuperación incrementa a 63 %.

ANTECEDENTES 

Los depósitos de minerales aluviales fueron descubiertos en 1979.



Pitinga, inició sus operaciones en junio de 1982.



El depósito Madeira fue descubierto en 1983.



La mina de Pitinga es un depósito de 164 Mt de mineral diseminado con una ley de 0.17 % Sn y 0.22 % (NbTa)2O5.



Niobio y tantalio son explotados como sub-productos.



Fluorita, itrio y REE, zircón, uranio, torio y litio son potenciales subproductos.



La recuperación de estaño es mediante procesos de gravimetría y flotación.

UBICACIÓN DE MINA PITINGA

USOS DEL NIOBIO Acero Inoxidable Para aumentar la resistencia a la corrosión y la alta temperatura

Construcción Naval Uso de aceros HSLA para construir barcos más ligeros, (menor consumo de combustible)

Alta Resistencia Placas de alta resistencia para componentes en maquinaria pesada

7%

4%

7%

Construción 17%

44%

Petróleo & Gas Tuberías para transporte de petróleo y gas a grandes distancias OCTG para extracción de petróleo y gas Esfuerzo adicional requerido para soportar altas presiones, para evitar posibles fracturas

21%

Estructuras ligeras, tales como el viaducto de Millau en Francia, requiere niveles adicionales de fuerza y resistencia a la corrosión para garantizar la estabilidad mecánica, esto es proporcionado por el FeNb Alta resistencia para barras que requieren alto rendimiento de resistencia y soldabilidad

Automotriz Se han desarrollado diferentes tipos de acero HSLA1 Laminado en caliente, se utiliza en estructuras de camiones, ruedas y en algunos componentes estructurales Laminado en frío, se utiliza en la producción de vehículos ligeros

USOS DEL TANTALIO

Herramientas de corte Herramientas de corte de carburo cementado, utilizado principalmente en aplicaciones de corte de metal, contiene de 2 á 4 % TaC Tantalio metálico Utilizado como refractario y en ambientes corrosivos, principalmente en la industria química

Químicos Productos químicos de tantalio como tatalato de litio y pentóxido de tántalo, se utilizan en una variedad de aplicaciones. Ej.: celdas solares y lentes ópticos 5%

5%

10%

Condensadores Electrónicos 15% 45%

Capa de protección en semiconductores Realizado por miniaturización, el tantalo es utilizado cada vez más en aplicaciones tales como almacenamiento magnético, medios de comunicación, impresoras a inyección de tinta, circuitos lógicos, pantallas planas y memorias flash

20%

Condensadores de tantalio se utilizan en aplicaciones electrónicas de alta performance, debido a su eficiencia y tiempo de respuesta, fiabilidad en teléfonos móviles y computadores portátiles, actualmente abarca el 10 % del mercado total de condensadores

Turbinas Como elemento de aleación (5.8 %) en super aleaciones de niquel, utilizado principalmente en álabes de turbinas de avión y en turbinas de generación de anergía, permite trabajar a altas temperaturas y es extremadamente inerte

DIAGRAMA DE PROCESO - MINERACAO TABOCA

RESUMEN DE OPERACIONES 

Planta de pre concentración: chancado, molienda, clasificación y concentración gravimétrica. UBM: flotación de estaño y niobio.



Capacidad de tratamiento: 747 tph @ 0.20 % Sn y 0.22 % (NbTa)2O5.



Pre concentrado: 43.8 tph @ 2.60 % Sn y 2.34 % (NbTa)2O5.



Concentrado de estaño: 1.82 tph @ 49.31 % Sn.



Concentrado de niobio: 0.87 tph @ 36 % (NbTa)2O5.

PLANTA DE RECUPERACIÓN DE COLUMBITA - SEM 

El relave de flotación de estaño alimenta a un WHIMS como primera etapa de concentración de columbita, el producto magnético tiene 5.5 % (NbTa)2O5, la recuperación en ésta etapa es 42 % NbTa.



La fracción magnética se alimenta a la planta de separación electrostática magnética (SEM), cuya capacidad es de 6 tph, el concentrado producido tiene 28 % (NbTa)2O5, la recuperación en ésta etapa es 26 % NbTa.



Las fracciones no magnéticas y no conductoras se almacenan para posteriores re-tratamientos.

PRUEBAS DE FLOTACIÓN DE COLUMBITA 

Relave de flotación de estaño: 2.19 % Nb2O5; 0.23 % Ta2O5; 49 % SiO2; 14 % ZrO2; 9.9 % Fe2O3; 0.32 % Sn.



La superficie de las partículas están cubiertas con cantidades significativas de lamas rojas (40 % SiO2 y 18 % Fe2O3) las cuales deben ser removidas para lograr una flotación selectiva de columbita.



El grado de molienda determinado fue 95 % -# 100.



Otras variables evaluadas: • Tipo de colector. • Tipo de depresores/dispersantes. • Combinación de depresores de zircón. • Tiempo de atrición.

PRUEBAS DE FLOTACIÓN DE COLUMBITA Prueba

7

8

9

10

Molienda min % -# 100 30

30

20

20

Consumo Reactivo, gr/t Atrición/Deslame Flotación

95.95

NaOH = 3000 AQ-9 = 800

95.95

NaOH = 3000 AQ-9 = 800

90

NaOH = 3000 AQ-9 = 800

90

NaOH = 3000 AQ-9 = 800

H2SiF6 = 1300 Mix-2 = 2100 PL-703 = 300 H2SiF6 = 1300 Mix-2 = 2100 BQ4A = 300 H2SiF6 = 1300 Mix-2 = 2100 QS4 = 300 H2SiF6 = 1300 Mix-2 = 2100 RS-702 = 300

PRUEBAS DE FLOTACIÓN DE COLUMBITA Prueba

Molienda min % -# 100

Consumo Reactivo, gr/t Atrición/Deslame Flotación NaOH = 3000 AQ-9 = 800

16

30

95.95

NaOH = 2000 H2SO4 = 800 17

30

95.95

AQ-9 = 700

NaOH = 2000 H2SO4 = 800 18

30

95.95

AQ-9 = 700

NaOH = 3000 AQ-9 = 700 19

30

95.95

H2SiF6 = 1300 Mix-2 = 2100 AQ-9 = 150 ASI-80 = 30 MR-202 = 350 H2SiF6 = 1300 Mix-2 = 2100 AQ-9 = 100 ASI-80 = 30 MR-202 = 300 H2SiF6 = 1300 Mix-2 = 2100 AQ-9 = 200 ASI-80 = 30 RS-702 = 300 H2SiF6 = 1300 Mix-2 = 2100 AQ-9 = 200 ASI-80 = 30 RS-702 = 350

PRUEBAS DE FLOTACIÓN DE COLUMBITA Prueba

35

36

37

38

Molienda min % -# 100

30

30

30

30

Consumo Reactivo, gr/t Atrición/Deslame Flotación

95.95

NaOH = 2800 AQ-4 = 600

95.95

NaOH = 2800 AQ-4 = 600

95.95

NaOH = 2800 AQ-4 = 600

95.95

NaOH = 2800 AQ-4 = 600

H2SiF6 = 2000 Mix-2 = 2100 AQ-4 = 150 PL-99 = 350 H2SiF6 = 2000 Mix-2 = 2300 AQ-11 = 400 PL-99 = 390 H2SiF6 = 2000 Mix-2 = 2300 AQ-4 = 350 PL-703 = 220 H2SiF6 = 2000 Mix-2 = 2300 AQ-11 = 500 PL-100 = 390

PRUEBAS DE FLOTACION DE COLUMBITA

Prueba

39

40

Productos

%P

NbTa Conc Clean NbTa Comb Tail Magneticos Lamas Cab. Calc. NbTa Conc Clean NbTa Comb Tail Magneticos Lamas Cab. Calc.

3.50 88.84 3.48 4.18 100.00 3.86 88.48 3.48 4.18 100.00

% Nb2O5 50.01 0.31 2.30 2.37 2.20 50.16 0.28 2.30 2.37 2.36

Leyes % Ta2O5 % SiO2 5.09 0.07 0.25 0.29 0.26 5.01 0.06 0.25 0.29 0.27

4.89 52.02 13.00 44.00 48.68 5.44 53.67 13.00 44.00 49.99

% Fe 2O3 4.06 7.73 44.40 13.30 9.11 4.05 7.85 44.40 13.30 9.20

Distribución % Nb2O5 % Ta2O5 79.39 12.49 3.63 4.49 100.00 81.94 10.48 3.39 4.19 100.00

68.21 23.81 3.33 4.64 100.00 72.35 19.86 3.25 4.54 100.00

DEFINICIÓN DEL PROCESO Relave Flotación Sn

Acondicionamiento

Rougher

Scavenger

Molienda AQ-11 NaOH AQ-11

Acondicionamiento

Atrición Limpieza 1

Lamas

Deslame

NaOH AQ-11

Limpieza 2

Limpieza 3

Atrición Limpieza 4

Deslame Limpieza 5

CONCENTRADO

Relave

RESULTADOS DE PLANTA PILOTO

COMISIONAMIENTO PLANTA PILOTO 140.0 128.0 120.0

97.7

100.0

79.6

80.0

Ton Conc Teor % (NbTa)2O5

62.1

% Recuperação

60.0 48.96 43.8 40.0

34.48 31.00

29.47 21.70

24.16

21.04

25.42

22.88

22.15

Outubro

Novembro

20.0

0.0 Agosto

Setembro

Dezembro

RESULTADOS DE PLANTA PILOTO RECUPERACIÓN DE COLUMBITA 80.0

% Recuperación

70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0

10.0 0.0 0

10

20

30

Meses

40

RESULTADOS DE PLANTA PILOTO

PRODUCCIÓN DE COLUMBITA Planta Piloto

SEM + MISTOS

700 600

Toneladas

500 400 300 200 100

0 0

5

10

15

20

25

Meses

30

35

40

45

COMPARACIÓN DE RESULTADOS



La producción de columbita en la planta SEM (2012) fue 1,507 t de concentrado con una ley de 27.1 % (NbTa)2O5, con una recuperación de 25.2 % NbTa.



La producción de columbita en la planta de flotación (2013) fue 2,164 t de concentrado con una ley de 29.4 % (NbTa)2O5, con una recuperación de 54.7 % NbTa.



La producción de columbita en la planta de flotación (2014) fue 4,188 t de concentrado con una ley de 39 % (NbTa)2O5, con una recuperación de 63 % NbTa.

CONCLUCIONES 

Las pruebas de flotación en laboratorio y la implementación de la planta piloto nos han permitido definir el proceso para recuperar el niobio y tantalio en la mina de Pitinga.



La recuperación global de columbita se ha incrementado.



En la flotación de columbita se ha definido la importancia de realizar la atrición y deslame, incluso en la etapas intermedias del circuito de limpieza.



Desde la instalación del circuito de flotación de columbita, la producción de concentrado de columbita ha incrementado de 126 ton/mes en el 2012 hasta 574 ton/mes en julio del 2015. Este incremento de producción nos ha permitido parar las operaciones de la planta de separación electrostática magnética.

GRACIAS.