Propuesta beneficio roca fosfórica 100312

1

PROPUESTA PARA EL DISEÑO Y MONTAJE DE UNA PLANTA DE BENEFICIO DE ROCA
FOSFÓRICA EN EL DEPARTAMENTO DE BOYACÁ – COLOMBIA

Ingeniero en Metalurgia MARCO ANTONIO MONROY
Ingeniero en Metalurgia HERNÁN NEIRA MORA

Tunja, Diciembre 2012

CMI – PERIÓDICO EL DIARIO. CENTRO NORTE L -146.
TELEFAX: (8) 7449452. TUNJA – BOYACÁ – COLOMBIA. www.congresomineroindustrial.com
congresomineroindustrial@gmail.com Celular 310 20 89 94 9

2

INTRODUCCIÓN
______________________________________________________________________

Los fosfatos representan uno de los reglones de mayor dinamismo en al ámbito mundial,
son especialmente importantes los extraídos de la península de Kara en la Unión Soviética
y los de la península de la Florida en los Estados Unidos; a escala regional se destacan los
de Perú y Venezuela.
Debido a la explotación intensiva realizada en estos yacimientos, los fosfatos de alto
tenor, mayor de 40 % en estos momentos son muy escasos, por lo cual desde tiempo atrás
se han empleado diversos tratamientos para realizar una concentración efectiva. Dichos
tratamientos son de concentración entre los que se encuentran: el lavado simple, la
aglomeración, la flotación, etc.
En Colombia, dichos procesos de concentración si bien es cierto se conocen desde hace
tiempo, no se emplean industrialmente, por lo que el estado de nuestra industria de
minerales y especialmente de la de fosfatos es francamente incipiente y atrasada respecto
al concierto mundial y aún latinoamericano. Es pues por lo anterior que nos conformamos
con seguir siendo suministradores de materias primas sin llegar a obtener algún valor
agregado a nuestros recursos.
Emprender un trabajo de orden investigativo y luego poder llevarlo a la práctica involucra
muchos ámbitos entre los que se pueden definir los del orden gubernamental junto con la
empresa privada, institutos de desarrollo tecnológico, etc.; sin embargo es muy difícil
lograr esta coherencia en nuestro país, y menos aún en nuestro Departamento.
Creemos que llevando a cabo este proyecto, además del desarrollo profesional nuestro,
contribuiremos en alguna medida al desarrollo regional y nacional, fomentando el espíritu
por la investigación sobre estos temas; generando empleo, mano de obra calificada y
fuente de ingresos.


3

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

El departamento de Boyacá, es una región con grandes recursos naturales, los cuales en su
gran mayoría permanecen inexplotados, o aún mejor no se conoce su valor industrial,
entre estos podemos citar: las arcillas, carbones, hierro, cobre, manganeso, diatomitas,
roca fosfórica, caolines, arenas (sílice), zinc, plomo, puzolanas, yeso entre otros.
Como se mencionó anteriormente se tienen recursos naturales; pero esto por sí solo no
garantiza que Boyacá sea un departamento rico; al contrario es uno de los más pobres de
Colombia.
Las reservas de roca fosfórica en el departamento de Boyacá, según estudio de la
Secretaría de Minas y Energía de Boyacá, están en el orden de 84.2 millones de toneladas.
Se encuentran reservas en los municipios de Pesca, Iza, Firavitoba, Sogamoso, Cuitiva,
Pisba, Soatá, Oicatá, Tunja, Samacá, Ventaquemada, Turmequé, Tota, Nuevo Colón,
Soracá, Boyacá, Ramiriquí, etc. Según los consultores ZELLARS – WILLIAMS – ING, las
reservas posibles en el sinclinal de Tunja, están en el orden de 39 millones de toneladas,
con un tenor de P2O5 del 18 al 27 %.
Siendo Boyacá exportador de materias primas que generan un relativo rendimiento
económico, es factible que al impulsar el desarrollo de estudios técnicos y económicos
que redunden en un mejor aprovechamiento de la roca fosfórica, para así generar un valor
agregado al material.


4

JUSTIFICACIÓN

JUSTIFICACIÓN TÉCNICA.
La práctica de beneficio de roca fosfórica, ha venido siendo empleada desde hace cerca de
55 años, con excelentes resultados en el trabajo de menas pobres asociadas
especialmente con cuarzo, caliza, arcillas y otras.
Los trabajos realizados con éxito en otros yacimientos, permiten realizar una
concentración adecuada y técnicamente factible en el departamento de Boyacá.
El grado de concentración que partiría de un 15 a 20 % de P2O5, bien podría llegar al 60 %
con el diseño y montaje de la plante de beneficio de roca fosfórica, con máquinas,
reactivos y un tratamiento adecuado.

JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA.
Como materia prima, una tonelada de roca fosfórica cruda puede valer en boca de mina
cerca de $ 100.000,oo; en costos de transporte a Bogotá se le incrementaría $ 50.000,oo,
es decir la tonelada al final costaría $ 150.000,oo, con una concentración entre 15 a 20 %
de P2O5, es decir , un kilogramo de P2O5 valdría cerca de $ 150,oo como costo inicial.
La tonelada de concentrado valdría: de tres toneladas de roca saldría una concentrada, $
300.000 costo materia prima, costo transporte a Bogotá $ 50.000, llevando cerca de 600
Kg de P2O5, es decir, al 60 %, entonces el costo por kilogramo sería $ 350,oo. Como se
puede deducir el costo de transporte por kilogramo disminuiría entre el 20 al 30 %.

JUSTIFICACIÓN SOCIAL.
La construcción de una planta de estas características daría una nueva visión social y
cultural al departamento de Boyacá y específicamente a la región en donde esta se
construya. Se generarían muchos empleos tanto en forma directa como indirecta, se
realizaría un mejor aprovechamiento de los recursos, incrementando un valor agregado,
disminuyendo el impacto ambiental por una explotación dirigida técnicamente.

OBJETIVOS


5

OBJETIVOS GENERAL
Diseñar, montar y optimizar una planta para beneficio de la roca fosfórica presente en el
departamento de Boyacá.

OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Realizar un estudio geológico que permita cuantificar acertadamente las reservas
de roca fosfórica presentes en el departamento de Boyacá.
 Realizar estudios de flotabilidad de minerales, para realizar un beneficio óptimo del
yacimiento.
 Diseñar Planta de Beneficio para Roca Fosfórica, empleando como método la
flotación de minerales.
 Realizar el montaje, puesta en marcha y optimización de dicha planta.

METODOLOGÍA

El diseño, montaje y optimización de la planta para beneficio de la roca fosfórica presente
en el departamento de Boyacá, se llevará a cabo por medio de cuatro fases de
investigación, descritas a continuación:

Fase 1. Estudio Geológico. En esta parte del proyecto se realizará el análisis de la
extensión, tenor, y cantidad de mineral que existe en el yacimiento, para determinar el
tiempo o vida útil de la explotación, así como conocer algunas características
mineralógicas del material.
Desde aquí se puede proceder a determinar la forma más eficaz de beneficio y los
volúmenes diarios de explotación.
Fase 2. Estudio de Flotabilidad. Con el estudio de Flotabilidad, se determinará bajo qué
parámetros se realizará el beneficio vía flotación de minerales (granulometría, pH,
reactivos, diseños de flujos, etc.); así mismo se verificará la eficiencia del proceso y sus
posibles fallas.
Fase 3. Diseño y Montaje de la Planta de Beneficio. Con los estudios realizados y los
resultados obtenidos en las pruebas de flotación, se procede a calcular la planta de
beneficio, teniendo en cuenta las cantidades de explotación diaria y la vida útil del
yacimiento.
La planta se calculará para un tonelaje que pueda cubrir el trabajo minero, tanto de
desarrollo como de explotación. Una vez hechos los cálculos de planta, se procederá al


6

montaje de planta teniendo en cuenta que es necesario conseguir insumos y materiales
que no se fabrican en el país.
Fase 4. Puesta en marcha y optimización de la planta de beneficio. En esta fase, luego
del montaje, se procede al arranque de la planta, pero inevitablemente sucederán
problemas de diversos tipos, los cuales hay que ajustar y solucionar, este periodo se
conoce como optimización y estandarización.

RECURSOS
 Humanos. Los recursos humanos que se emplearán en las primeras fases del
proyecto, serán personas ampliamente capacitadas y con gran experiencia en estas
labores.
En las últimas fases del proyecto, el personal será debidamente entrenado y capacitado
para que preste un buen servicio.
 Económicos. Los recursos económicos del proyecto serán conseguidos de
inversionistas, estos pueden provenir de préstamos de entidades nacionales e
internacionales, recursos propios, empresas de economía mixta, ONGs, etc.
 Físicos. Se requiere de un laboratorio para realizar ensayos, área física de la
planta, infraestructura básica, suficiente agua, energía eléctrica, entre otros.

MARCO TEÓRICO

La flotación es un proceso metalúrgico, el cual se realiza en unos reactores llamados
celdas, teniendo en cuenta el diseño: entre ellas se tiene las de tipo Denver, Fagergeen,
etc. En estos reactores se introduce la pasta de roca fosfórica previamente acondicionada
con químicos especiales llamados promotores, acondicionadores y espumantes. Una vez
allí la máquina se encarga de separar los géneros o componentes.

El material debe entrar a las celdas estando triturado y molido, mezclado con agua para
formar una pasta.

En las plantas de beneficio que existen en la actualidad, la eficiencia de los procesos llega
a ser de cerca del 70% de recuperación. Los procesos a nivel de laboratorio distan de los
procesos industriales propiamente, debido al volumen de mineral a trabajar, pero la
recuperación en planta industrial no debe ser inferior al 50 %, por lo cual la rentabilidad
de la inversión estaría asegurada.

7

Diagrama de flujo explicativo

El esquema de trabajo básico es: entra el mineral grueso a la trituradora primaria, allí se
hace una primera trituración, luego se le agrega agua para formar una pasta, la cual es
llevada a un molino, de este sale para las celdas de flotación en un primer proceso
conocido como Rouger; la siguiente etapa de flotación es el Cleaner, saliendo ya
concentrado y colas que son desechadas.

En cuanto a lo que tiene que ver con la puesta en marcha de una planta de trabajo semi-
industrial se podría decir que: el paso de pruebas de laboratorio a planta requiere una
evaluación técnico económica pormenorizada, es necesario realizar un estudio
subsiguiente de optimización del proceso, para de este modo elevar el grado de
recuperación y por ende la eficiencia de la planta.

Para una planta pequeña, es decir de unas 50 toneladas / día, se debe contar con un área
de 500 m² con el fin de instalar el equipamiento; el cual consta en términos generales de:
Trituradora Primaria, Trituradora Secundaria, Criba, Molinos de Bolas, Clasificador (de
espiral o hidrociclón), Remoledor (en caso de ser necesario), Celdas de Flotación, Secador
de cualquier tipo, Tolvas, además de Sistemas de Transporte de Minerales (bandas
transportadoras, elevadores de cangilones u otro medio).
Además de todo lo anterior se requiere de un suministro adecuado de reactivos
(acondicionadores, promotores, espumantes, floculantes, así como reactivos de análisis
de laboratorio), elementos de laboratorio como pipetas, buretas, balanzas, etc.

COSTOS

8

Para realizar un ejercicio sencillo, para una planta pequeña de cerca de 50 ton/día de
concentrado, se requeriría una inversión aproximada de 600 millones de pesos, en todos
los elementos de planta, sin tener en cuenta los reactivos y la material de laboratorio.

Un estudio de flotación, para un material determinado, con su correspondiente
optimización valdría aproximadamente 25 millones de pesos incluidos los análisis
químicos correspondientes. Este estudio se realizaría en seis meses y las posibilidades de
éxito son aproximadamente del 95 %.

Los costos del montaje de dicha planta estarían alrededor de 40 millones de pesos y se
realizaría en tres meses aproximadamente, dependiendo de la disposición de materiales,
personal, etc.

La Planta de Flotación para las mismas 50 ton/día, valdría alrededor de 60 millones de
pesos, fabricada bajo especificaciones técnicas, usando normas internacionales, esto sin
incluir el estudio de flotación, porque como se ha mencionado anteriormente varía según
el mineral a tratar, el sitio en el cual se va a instalar la planta, el agua que se va a utilizar,
los reactivos e insumos a usar en el proceso y el tipo de celda elegida. Los costos de
equipamiento, responden a cotizaciones nacionales e internacionales, siendo elegida la
que garantice mayor vida útil, menor costo y disponibilidad de piezas de recambio.

TIEMPO
Para el diseño y montaje de una planta de beneficio de roca fosfórica en el Departamento
de Boyacá – Colombia, se estima un tiempo aproximado de seis meses.

BENEFICIO

Llevando a cabo este proyecto, contribuiremos al desarrollo regional y nacional con el
aprovechamiento de la roca fosfórica: culturalmente se contribuye a fomentar el
espíritu por la investigación sobre estos temas: se generarán beneficios sociales como
calificación de mano de obra, fuente de ingresos y empleo.

CMI - MAM-HNM.


9

IV CONGRESO INTERNACIONAL COLOMBIANO DE PROYECTOS MINEROS E
INDUSTRIALES…
2, 3, 4 agosto 2012
TUNJA – BOYACÁ – COLOMBIA.
www.congresomineroindustrial.com


Propuesta beneficio roca fosfórica 100312

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (18)

Ähnlich wie Propuesta beneficio roca fosfórica 100312

Ähnlich wie Propuesta beneficio roca fosfórica 100312 (20)

Mehr von congresominero

Mehr von congresominero (14)

Propuesta beneficio roca fosfórica 100312