FLOTACION

APUNTE DE LABORATORIO

“FLOTACION DE MINERALES SULFURADOS”

Carrera : Ingeniería En Minas Profesor : Luis Órdenes Riquelme

IQUIQUE - 2015

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Evaluación de la Dosificación del Colector SF-113 Objetivo : - El objetivo principal de este laboratorio es el de cuantificar, el efecto de la dosificación de colector en una flotación primaria, a través de la recuperación de cobre. 1. Introducción. Como ya sabemos la flotación es un proceso fisicoquímico complejo que involucra las cualidades hidrofóbicas o hidrofílicas de algunos minerales. La flotación contempla un contacto íntimo entre tres fases, de las cuales la líquida (agua) y gaseosa (aire) son casi siempre invariables mientras que la sólida (mineral), es la que varia de un caso a otro. A parte de estas componentes hay que considerar los reactivos que se agregan al proceso, sin los cuales no se lograrían ciertos cambios favorables para el desarrollo de éste, considerando que existen muy pocos minerales hidrofóbicos. Los reactivos usados en flotación son los modificadores, colectores y espumantes cada uno con funciones específicas. Una de las variables más importantes en el proceso de flotación, es la dosificación exacta de cada uno de los reactivos utilizados, la cual se obtiene de acuerdo a la concentración de éste, cantidad de mineral a tratar, etc. 2. Marco Teórico El colector dentro de la flotación de minerales, es la variable más importante a considerar puesto que sin ellos no se podría efectuar eficientemente la flotación. Lo anterior, debido a que sólo existen cuatro especies mineralógicas que presentan flotabilidad natural, tales como: grafito, talco, azufre y molibdenita. Por otra parte, hay que recordar que la flotación no se puede efectuar sin espumantes y modificadores. Siendo un elemento tan indispensable del proceso, los reactivos de flotación lo influyen además con una extraordinaria sensibilidad. No sólo influye el tipo de reactivo que se agrega, sino que también toda la combinación de reactivos (fórmula de reactivos), su cantidad relativa y absoluta, punto y método de adición y múltiples otros factores que a veces escapan a una definición precisa. Se ha comprobado que los efectos favorables o desfavorables causados por otras variables (molienda, aireación, densidad de la pulpa, etc.) nunca pueden sobrepasar en su importancia los efectos positivos o negativos de una fórmula de reactivos. No es raro, entonces, que a la investigación de los reactivos y al estudio de la fórmula más apropiada se dedique generalmente la mayor parte del esfuerzo en la solución del problema metalúrgico de un mineral. Es conveniente destacar la complejidad del problema que representa la selección de una fórmula apropiada de flotación. Como se sabe, la adsorción de reactivos se basa en un equilibrio de iones de la pulpa que determina los potenciales cinético, electroquímico y la hidratación de las partículas minerales. Este equilibrio es difícil de controlar o prever, tomando en consideración que aparte de los reactivos introducidos conscientemente en la pulpa, hay una considerable variedad de iones provenientes de las impurezas que trae el mineral mismo y de las aguas industriales. 3. Clasificación de los Colectores: Los colectores se distribuyen en dos grupos bastantes disparejos: colectores aniónicos, que representan la gran mayoría y colectores catiónicos representados por un grupo muy reducido. Esta clasificación está basada en el criterio formal de sí un colector se disocia en agua, en su parte principal, o sea, el radical con una buena parte de su grupo polar, en un catión o un anión. La mayor parte de los colectores se disocian de forma que sus radicales junto con el grupo polar constituyen un anión, dejado en la solución un catión que puede ser Sodio, Potasio, Calcio o Hidrogeno. Por otra parte existe un pequeño grupo de colectores, especialmente las aminas, que se disocian dé modo que los radicales con nitrógeno forman el catión mientras que el anión es el ion hidroxilo.

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También se podría clasificar según su grupo apolar o su grupo polar. Se ha comprobado, sin embargo, que el grupo apolar no influye en las propiedades colectoras, en cambio el grupo polar determinará si éste es capaz de incorporarse al mineral y ser un colector. 3.1 Colectores Catiónicos. Este grupo de colectores está principalmente representado por las aminas y sales cuaternarias de amonio. Una de las características de los colectores catiónicos es la presencia de nitrógeno pentavalente. Estos colectores se distinguen por su fácil adsorción y desorción dependiendo de su concentración en la pulpa, habiendo casos en que se pueden eliminar de un concentrado al lavarlo con agua fría. En general son menos selectivos que los aniónicos. Por otra parte, en algunos casos especiales sirven con mayor eficiencia que éstos. Aplicaciones típicas de ellos se encuentran en la flotación de minerales no-metálicos, tales como el cuarzo, silicatos, aluminosilicatos y varios óxidos. Se ha establecido con gran claridad la estrecha relación entre la flotabilidad de minerales con estos colectores y el pH de la pulpa. Esto se debe a reacciones secundarias que se hacen posible bajo ciertas condiciones y que a veces eliminan el colector o favorecen su actuación. Los colectores catiónicos no se ven afectados, en su función como colector a la presencia de iones determinantes de potencial y en consecuencia, se pueden usar en flotaciones con aguas sumamente duras incluso con agua de mar. Por otra parte, este tipo de colector es muy poco selectivo, los que, además, se ven afectados en su eficiencia cuando existe presencia de lamas. 3.2 Colectores no iónicos. En la flotación de minerales fuertemente hidrofóbicos, tales como carbón, grafito, azufre, molibdenita tienen importancia los colectores no iónicos, tales como el kerosén, aceite de transformadores y otros tipos de hidrocarburos saturados. Estos reactivos por si mismos son fuertemente hidrofóbicos, sin embargo, debido a la ausencia de grupos polares, estos colectores no tienen medios propios para adsorberse sobre las superficies minerales y tienen que ser agregados en combinación con otros compuestos orgánicos heteropolares para que puedan ser de utilidad. Debido a su insolubilidad en agua, estos hidrocarburos generan ciertas dificultades, causando un efecto negativo en la espuma, poniéndola más frágil e inestable. 3.3 Xantatos 3.3.1 Características Químicas Los xantatos son completamente solubles en agua y relativamente estables. Cuando son puros, su color es casi blanco y carecen de olor. El producto comercial, sin embargo, que por lo general ha estado expuesto al aire, presenta un olor característico y su color puede fluctuar entre blanquecino hasta amarillo profundo, sin variaciones en su poder colector. Los xantatos se ofrecen en forma de pellets, a fin de reducir el polvo durante su manejo y también para mejorar su estabilidad. Estos pellets han llegado a ser almacenados por periodos de hasta 5 años, en un lugar seco y fresco, sin que el material pierda sus propiedades colectoras. Sin embargo, no se recomienda almacenarlos por lapsos mayores de un año. Para ensayos de laboratorio, la solución de xantatos se prepara disolviendo uno o dos pellets en agua. La pequeña cantidad de polvo o granos finos que pueden encontrarse en un tambor de xantatos nunca debe usarse para pruebas de laboratorio, puesto que este material podría no ser representativo. 3.3.2 Estructura Química y Actividad Los xantatos son ditiocarbonatos correspondientes a la fórmula estructural: RO − C − SX En la cual R representa el radical alquílico y X un metal alcalino.

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3.3.3 Selectividad La selectividad de un colector se refiere a su habilidad para recubrir en forma preferente y, por consiguiente, flotar el mineral o minerales deseados sin flotar al mismo tiempo los indeseables. El problema de selectividad se complica por el hecho de que, además de la ganga, la mayoría de los minerales en bruto contienen varios minerales sulfurados, algunos de los cuales son valiosos y otros no. Los xantatos poseen una excelente selectividad contra ambos tipos de minerales indeseables. Puesto que no son adsorbidos en sílice y otros minerales de formación rocosa en un grado apreciable, producen concentrados de elevado grado y con un mínimo de ganga. Todavía más importante es el hecho de que la selectividad de los xantatos, puede controlarse fácilmente mediante el uso de agentes modificadores adecuados, haciendo de este modo posible la separación exitosa, de la mayoría de las combinaciones de minerales sulfurados. 3.3.4 Propiedades Espumantes Los xantatos son substancialmente no espumantes y por lo tanto pueden emplearse en cualquier cantidad necesaria, sin el peligro de producir espumación excesiva. Esto hace posible, mediante el uso de reactivos espumantes no colectores en combinación con los xantatos, lograr un control altamente flexible y separado de la acción colectora y espumante, lo cual es una gran ventaja para mantener las condiciones adecuadas de flotación durante los cambios del mineral. 3.3.5 Alimentación Los xantatos que son completamente solubles en agua, pueden alimentarse en cualquier concentración deseada. Por lo general se usan soluciones al 5 y 10%, pero pueden ser ventajosas mayores concentraciones, en aquellas plantas que utilizan grandes cantidades de colector. La disolución de xantato en forma de pellets puede lograrse en varias formas. La más sencilla de ellas, consiste en introducir el xantato en un estanque mezclador con agua y agitarlo. Un método más usual para preparar soluciones de xantato, es usar un recipiente con lámina perforada, la que se coloca cerca de la parte superior del tanque mezclador. Después de llenar el tanque con la cantidad requerida de agua, se vierte el contenido de uno o dos tambores de xantato en el recipiente y la solución se hace circular sobre los pellets de xantato, por medio de una bomba o un agitador, hasta que la disolución se complete y la solución esté perfectamente mezclada. Los tanques mezcladores, bombas, alimentadores y líneas de alimentación para xantatos, generalmente están construidos de hierro. También pueden emplearse mangueras de plástico o caucho como líneas de alimentación, pero en cambio se aconseja, no emplear el cobre o el plomo, que reaccionan con el xantato. Los tanques de almacenamiento, para las soluciones de xantato deben tener respiraderos, especialmente en el caso de instalaciones grandes. Las soluciones de xantatos, al igual que todos los demás agentes de flotación, deben agregarse a una velocidad constante. Para este fin, resultan excelentes muchos de los alimentadores mecánicos, que se venden actualmente en el comercio. El punto en que debe hacerse la adición de xantato, es otra variable que debe determinarse por medio de pruebas. La estabilidad del xantato y de la capa del colector metal-xantato, permite la adición en virtualmente cualquier etapa del proceso. En la mayoría de las plantas, el xantato se agrega directamente a la máquina de flotación o al acondicionador, pero a veces resulta ventajoso, efectuar la adición en el molino de bolas durante la molienda. Debido a su rápida e instantánea acción sobre los minerales sulfurados, no se requiere un largo periodo de acondicionamiento; sin embargo, existen otros factores que pueden hacer aconsejable, alguna forma de acondicionamiento del mineral con el xantato.

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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL    

Se debe obtener una muestra de 1000 (gramos) de mena sulfurada de cobre, la que debe ser molida con un Cp de 68 % de sólidos, en un molino completamente limpio y con la carga de bolas adecuadas. La pulpa obtenida después de la molienda debe ser vaciada a una celda de 2,5 (1) y el molino y las bolas deben ser limpiados cuidadosamente con tal de no perder muestra y poder obtener el volumen solamente requerido para la celda. (Cp flotación 32%). Con los mejores tiempos de molienda y de acondicionamiento, realizar pruebas de flotación primaria, variando la dosificación de colector SF-113 (30, 40, 50, 60, 70 y 80 g/ton). El tiempo de flotación es de 10 minutos para una agitación de celda de 900 RPM. Dosificar reactivos para flotación primaria: -

Cal : pH 10,5 Colector auxiliar A- 238 : 20 (gpt) Mezcla Espumante : 40 (gpt) (D-250/ MIBC / Aceite de pino, a una razón de 4/2/1)

PRESENTACION DEL INFORME El informe de laboratorio deberá cumplir con condiciones adecuadas de presentación y el contenido deberá reflejar con claridad el trabajo desarrollado. La estructura deberá seguir las pautas habituales de cualquier informe técnico, es decir, se presentará dividido en los siguientes puntos:        

Resumen Introducción Objetivos Trabajo Experimental Resultados Experimentales Análisis de Resultados Discusión y Conclusiones Anexos