ELEMENTOS DE BENEFICIO DE MINERALES.
CAPITULO 1 PREPA PREPARACION DE MENAS Y SU SU OBJETO Los metales y minerales comerciales comerciales están sólo muy raras veces en el estado natural natural en las formas y grados de pureza ue su uso práctico e!ige" e!ige" pues" casi casi sin e!cepción" e!cepción" forman mezclas f#sicas f#sicas o u#micas" o am$as a la vez" con otras sustancias sin valor% Por ende" &ay ue separarlos de estas sustancias sin valor" por m'todos f#sicos si es posi$le y" si no" recurriendo a procesos u#micos% Una roca ue encierra una cantidad de mineral suficiente para (ustificar su e!plotación comerciales se llama mena. )l mena. )l grupo total de los tratamientos a ue se someten las menas para separar y desec&ar sus fracciones sin valor se llama preparación preparación o tratamiento tratamiento de minerale. *alvo raras e!cepciones" la mayor parte de las menas apenas difiere de cualuier otra roca" r oca" y sólo difieren de estas en ue su contenido de mineral +til" ue le da valor" (ustifica su tratamiento% *e &a uerido demostrar ue las menas son &ec&as o destruidas elevando o $a(ando los precios de los metales y minerales% As#" As#" rocas con cantidades muy $a(as de metal o mineral son converti$les en menas e!plota$les, pero" si se $a(an $a(an poco a poco o rápido" los precios precios y los costos de la e!plotación" e!plotación" vuelven a ser ser material de e!plotación antieconómica% antieconómica% La sucesión de las operaciones principales en la e!plotación de un yacimiento de menas metálicas es la siguiente- e!tracción, preparación" generalmente generalmente en alg+n sitio cerca de la mina" y purificación u#mica o cualuier tipo de acondicionamiento f#sico del residuo para &acerlo comercial% )n el caso de las menas metálicas" esta tercera etapa suele implicar una fusión ue" a veces" va seguida de un afino posterior $asado en la solución y precipitación del producto o$tenido% Para materiales no metálicos" la +ltima etapa puede consistir en una simple clasificación por tama.os" precedido o no por un desmenuzamiento desmenuzamiento previo" o incluir una purificación f#sica y u#mica u#mica más o menos menos intensa% La importancia económica de las operaciones de preparación se entiende $ien al analizar la importancia relativa de los costos de producción y $eneficios o$tenidos con una mena metálica sometida o no a este proceso% )/)0PLOConsid'rese una mena de plomo simple formada de galena finamente diseminada en una ganga de piedra caliza% )l contenido de plomo es del 2% La recuperación del plomo metálico metálico e!ige una fusión previa" cuyo costo es directamente proporcional proporcional al tonela(e fundido y a la cantidad y tipos de fundentes necesarios% *i se prescinde de la preparación &ay ue tratar con fundentes casi 345 6ilogramos de piedra caliza por tonelada de mena" y con una preparación previa la cantidad ue se va a fundir es reduci$le a 5 ó 6ilogramos de mena% )n la operación de preparación se pierden casi 7 6ilogramos de plomo por tonelada de mena% )n cualuiera de los dos casos" un 82 de plomo de la carga de alimentación del &orno se pierde en la fusión% La ta$la 1 da un cuadro muy e!acto de los costos e ingresos ue lleva consigo la operación" tanto si va precedida por una preparación previa" como si se prescinde de esta% TA9LA TA9LA 1% :U;
tonelada Transporte de la mina al &orno" 155 toneladas" a 8 usd>tonelada :usión" 155 toneladas a ? usd>tonelada
755%55 usd 855%55 usd ?55%55 usd
1155 usd
In"reo 155 toneladas de mena contienen 15555 l$ de plomo" de los ue se recuperarán @55 B@2 en el &orno% Por lo ue" el pago se &ará so$re la $ase del @2
LO* CO0PU)*TO* DUI0ICO* O=EA;ICO* ); LA :LOTACIF;% :órmulas estructurales y su significado% Terminolog#a% Terminolog#a% Gidrocar$uros% La sustitución y sus efectos% Clases u#micas de los agentes de flotación más corrientes%
:LOTACIO; I- *)L)CCIF; I . I . Colección. )tapas en una separación por flotación% Los elementos del procedimiento% :inalidades y funciones de los colectores% Colectores aniónicos" catiónicos y neutros% *elección de un colector% :LOTACIO; :LOTACIO; II- *)L)CCIF; *)L)CCIF; II- Acti#ación II- Acti#ación $ depreión. depreión. 0ecanismo de la activación% =ecu$rimiento de finos% 0'todos de depresión% Agentes Agentes de depresión y su acción% :LOTACIO; III- A
%OS COMPUESTOS COMPUESTOS &UIMICOS OR!ANICOS OR!ANICOS EN %A '%OTA '%OTACION CION Los productos u#micos orgánicos en la flotación normalmente están presentes en la flotación en tan $a(as cantidades ue sólo son identifica$les por los efectos ue e(ercen so$re la conducta de las superficies" no
o$stante" su presencia en las cantidades y calidades adecuadas es un factor totalmente indispensa$le de esta operación% Por ello" el conocimiento de las funciones y del modo en ue las realizan es $ásico para el control adecuado de la flotación% Los compuestos orgánicos en la flotación se usan con dos fines- comunicar a determinadas especies minerales de una pulpa propiedades ue les permitan ad&erirse a $ur$u(as de gas y dotar a la pel#cula de espuma de esta$ilidad% )l primero de estos fines se logra normalmente por una reacción iónica cuyo carácter es totalmente independiente de la naturaleza orgánica o inorgánica del reactivo% )s decir" ue se rige por las reglas de las reacciones u#micas iónicas de la u#mica general" anal#tica y f#sicou#mica% La esta$ilización de la espuma es un fenómeno de tensión superficial ue no implica ninguna reacción u#mica% Pero estas dos funciones del proceso de flotación están muy influidas por la naturaleza u#mica de los reactivos" la ue" a su vez" la determina la clase y disposición de los átomos de 'stos% Los compuestos u#micos orgánicos mayoritariamente son com$inaciones del car$ono con uno o más átomos de &idrógeno" o!#geno" nitrógeno y azufre% La t'cnica de flotación sólo está interesada en muy pocos de estos compuestos- principalmente algunos ácidos" $ases nitrogenadas" compuestos o!&idrilo B OG" y fundamentalmente compuestos formados sólo por car$ono e &idrógeno B&idrocar$uros% Teóricamente" los &idrocar$uros son derivados del miem$ro más simple de este grupo- el metano" CG 4% Los ácidos orgánicos y sus sales se usan en la flotación para lograr una ad&erencia selectiva de determinadas especies minerales a las $ur$u(as% )ste fenómeno se llama colección" y los reactivos ue lo determinan se llaman colectore. )l primer colector ue se usó fue el ácido ol'ico" C 13G14O7" industrialmente o$tenido de la descomposición de las grasas animales con vapor% )ste compuesto es un derivado del @octadeceno por o!idación selectiva controlada de un car$ono terminal en el ue se produce el grupoJCJOJG
(
ue se ioniza en el agua por la rotura del enlace O K G% )l grupo K COOG se llama "r)po car*o+ilo, y los compuestos ue lo contienen se llaman -cido car*o+lico. *i = representa un radical &idrocar$onado cualuiera" el prototipo de un ácido de esta clase se representa por =COOG% *i = es el radical de un &idrocar$uro alifático" el ácido es un -cido "rao" saturado o no saturado" seg+n sea el carácter del &idrocar$uro% Los ácidos grasos saturados y los no saturados forman series &omólogas% )n la serie saturada está el -cido ac/tico0 G GJ CJCJOJG M G O y algunos de los ácidos superiores de 'sta se usan en la flotación industrial o en investigaciones so$re el fenómeno de la flotación% )n la ta$la 1 se relacionan los principales" su solu$ilidad en agua y su estado a temperatura y presión normales%
TAB LA
Atomo de car*ono
Nom*re UI&PA
1
ACIDOS GRASOS NORMALES
Nom*re com1n
Sol)*ilidad en a")a 2p.p.m.34
Etado T.P.N.
1 7 15 17 14 1? 1 13 13
0etanóico )tanóico Geptanóico
:órmico Ac'tico Oenántico Caprico Láurico 0ir#stico Palm#tico 0argárico )steárico Ol'ico
infinito infinito 7%415 lig% sol% i% i% i% i i% i%
li% l#% l#% l#% sól% sól% sól% sól% sól% sól% sól%
Nestos son los #ndices de solu$ilidad de ta$las u#mica% Las solu$ilidades de todos au'llos compuestos clasificados con i se comprue$an por su conducta en la flotación%BH'ase cap% 14%
)l efecto ue el cam$io de los grupos terminales de los &idrocar$uros por el K COOG e(erce so$re las propiedades f#sicas" es o$vio al comparar las solu$ilidades en agua y el estado f#sico de los compuestos respectivos% Todos los &idrocar$uros son insolu$les en agua, los ácidos de peso molecular más $a(o son infinitamente solu$les" y los de peso molecular más alto poseen la solu$ilidad suficiente para reaccionar con concentraciones $a(as de las $ases adecuadas% )!cepto el octadecano" todos los &idrocar$uros superiores al etano son l#uidos" pero los ácidos respectivos tienen puntos de fusión más altos% Los &idrocar$uros son no polares y prácticamente inertes si están en suspensiones acuosas, los ácidos son muy polares y en soluciones acuosas reaccionan fácil con las $ases orgánicas e inorgánicas% La reacción entre un ácido graso y una $ase inorgánica da una sal y agua análogamente a como ocurre al reaccionar una $ase y un ácido inorgánico% Por lo tantoCl K G Q OG K ;a
;Cl Q G7O
=COO K G Q OG K ;a =COO;a Q G7O La sal formada cuando el ácido graso es de la mitad inferior de la Ta$la 1 se llama 5a*ón. Los (a$ones alcalinos son relativamente solu$les en agua" pero los alcalinot'rreos y de metales pesados son relativamente insolu$les% * M )l radical -cido ditiocar*ónico, O K C K * K G " ue se forma alrededor del car$ono terminal de una parafina" convierte al &idrocar$uro en un -cido +-ntico, =OC**G% Las sales de los ácidos xánticos, en las !e R "!ede se# desde !n $#!"o etilo %asta el %exilo, son los colecto#es &ás !s!ales "a#a los s!l'!#os de los &etales "esados.
)l radical de -cido ditio6o6órico divalente
R SS P S R
* " ue forma el ácido B=O 7P**G" con los residuos de *G
&idro!ilo" constituye la $ase para la manufactura de los colectores Aero6loat, ue son los competidores más fuertes de los !antatos% Los radicales &idrocar$onados más comunes son el cres#lico" et#lico" prop#lico y $ut#lico%
Otros grupos ácidos ue" con la cantidad necesaria de &idrocar$uro tienen propiedades colectoras de los metales pesados son los de tio)rea J; RR CJ*JG S J ; G ditiocar*amato, ;J CJ * J G, y mercaptano, J * J G% M G *
Las amina se forman si uno de los átomos de &idrógeno de un &idrocar$uro se sustituye por un "r)po amino" G S J ; R G
Los compuestos &idro!#licos son importantes en la flotación ya ue suministran los principales agentes espumantes% Los principales son los alco&oles alifáticos" en el intervalo de C a C14" los alco&oles &idroaromáticos " como el terpinol G G7 G CJC GJCJG SS R GJC C CJOJG R S CJC G GJCJG G7 G7 G ue se &allan en el aceite de pino destilado" y los creoleCG8 CG8 CG8 C C C S RR S RR S RR GJC C J OG GJC CJG GJC CJG M M M GJC CJG GJC C J OG GJC CJG R SS R SS R SS C C C G G OG orto9Cresol meta9Cresol para9 Cresol ue normalmente ocurren como mezcla en una de las fracciones más ligeras o$tenidas en la destilación del aluitrán de car$ón%
'%OTACION I0 SE%ECCI:N I. ; CO%ECCI:N La flotación es un proceso ue tiene por o$(eto preparar para la separación por gravedad una mezcla de minerales finamente dividida% )sto ocurre provocando la ad&esión selectiva de $ur$u(as de gas a una especie mineral dada cuando la mezcla está sumergida en agua% La zona de separación real Baunue no siempre aparente" es auella en la ue se verifica esta ad&erencia% La fuerza de separación fundamental se origina en las diferencias de energ#as interfaciales fluidosólido" ue en general" pero erróneamente" se llama tensión superficial% Las fuerzas ue intervienen luego para efectuar los desplazamientos visi$les" y relativamente grandes de las part#culas ue llevan a la separación fina son las fuerzas de la gravedad y la resistencia del fluido" ue act+an en sentidos opuestos y ue" en varios casos" se complementan por fuerzas mecánicas cuya dirección es casi &orizontal%
La flotación es una aplicación t'cnica de un descu$rimiento posterior a ella- ue en un sistema de distintos componentes las $ur$u(as de aire dentro del agua se ad&ieren sólo a los minerales &idrocar$onados artificiales% )l invento de la flotación estri$a en poder producir superficies de tipo &idrocar$onado en los minerales no &idrocar$onados% Teóricamente" no &ay l#mite al n+mero de distintas clases de minerales separa$les por flotación de la pulpa ue los contiene% La flotación de los sulfuros de plomo" zinc y &ierro de un est'ril no metálico residual es muy com+n% *i e!iste en una mezcla de este tipo" el sulfuro de co$re tam$i'n es separa$le% Luego de separar los sulfuros de plomo" zinc y &ierro" la fluorita es separa$le con efectividad de la s#lice% Un e(emplo" ue puede servir de $ase para un análisis funcional del m'todo lo ofrece la separación de dos minerales" como la galena de una ganga silicosa% Los pasos en ue se divide una operación de este tipo son- 1 0olienda en agua &asta un tama.o de 43 ó ? mallas" o a+n más peue.a si fuera necesaria para li$erar, mediante la adición de ca#(onato s)dico al molino" el pG puede a(ustarse a 3@% 7 A(ustar la densidad de la pulpa a unas 8 ó 4 partes por una de mena" en peso% 8 A.adir 5 gramos de !antato et#lico de potasio y apro!imadamente B es usual e!presar las cantidades de reactivo a.adido en gramos por tonelada de mena, esta práctica no aporta información si se trata de reactivos solu$les en agua" cuyo efecto suele ser proporcional a su concentración en la solución, empero" suele ser +til al regular los alimentadores de reactivo con respecto a los de mena K lo ue es importante operativamente, no o$stante" &ay ue pensar en las cantidades de colector usadas en función de su concentración en el agua de la pulpa, $ásicamente en moles por litro, pero desde el punto de vista de la$oratorio" en miligramos por litro apro!imadamente la misma cantidad de cresol por tonelada de mena% 4 Agitar la mezcla y al mismo tiempo" a.adir aire de tal modo ue la pulpa uede totalmente impregnada de $ur$u(as% B;ótese ue los pasos 4 y están interrelacionados de un modo ue luego se analizará con detalle" y ue otros gases pueden sustituir al aire% ?
*e cuenta con muc&as formas de aparatos" y de un cierto n+mero de reactivos euivalentes entre s#% Pero el orden general de las operaciones es siempre igual% )l análisis más somero de esta operación evidencia ue la parte fundamental del m'todo es la ad&erencia selectiva de las $ur$u(as a las part#culas de galena%
=eactivos
II =ecu$rimiento selectivo
III Introducción de gas A9'
B9C
HI )spumación
IH Ad&erencia de $ur$u(a B9C B9C A9'
A9'
0áuina
H *eparación por flotación e inmersión
:IE% 141 )lementos del proceso de flotación% Proceso neumáticoB9C - I" II" III" IH" H" HI Proceso de agitación mecánica BA: - I" II" III" IH" H" HI% :lotación en mesas- I" II" III" IH" H%
Los reactivos son la causa de las tres etapas en las ue terminan las flec&as en el esuema y la máuina de flotación las de los otros tres% Las letras entre las l#neas ue unen las distintas fase de la operación" ue indican el orden de los pasos" ue difieren seg+n los distintos m'todos% )n la flotación" una parte indefinida del proceso preselectivo se llama acondicionamiento, el recu$rimiento selectivo colección, la introducción de gas aereación, y la ad&erencia de $ur$u(as" la espumación" y la separación del flotado y del sumergido ep)mación. )l orden en ue se estudian se $asa principalmente en la secuencia de fenómenos esenciales- recu$rimiento selectivo" ad&erencia de $ur$u(as y separación del flotado y del &undido" seguidos por un cap#tulo general en el ue se estudia la incidencia de las t'cnicas comunes de operación de estos fenómenos esenciales% La e!perimentación evidenció ue los +nicos minerales ue flotan son los &idrocar$uros sólidos% Las $ur$u(as de aire B más $ien" una mezcla usual de aire" gases" vapores de agua y un poco de vapor del agente espumante ue forman la $ur$u(a, aunue se registren grandes variaciones en las proporciones respectivas de estos ingredientes de la $ur$u(a" la conducta de 'sta apenas sufre alg+n cam$io se ad&ieren a las superficies limpias de estos minerales sumergidos en agua pura% *i las $ur$u(as se ad&ieren a otros minerales dentro del agua" es un indicio de la contaminación orgánica de las superficies de las part#culas% La causa pro$a$le de un recu$rimiento de este tipo se investiga más fácil en el caso del azufre% *i se pone en contacto una gota de aceite &idrocar$onado neutro con la superficie pulida de azufre" se e!tiende so$re la superficie" desplazando el agua &asta ue alcanza un ángulo de contacto de euili$rio de unos 18V Bv'ase fig%7% *i a una $ur$u(a cautiva de aire se la aprieta contra la masa de
Agua Aceite
< 18
Azufre :IE% 7% Angulo de contacto del aceite y del azufre en agua%
aceite visi$le" tanto este como la $ur$u(a se deforman" pero no se ad&ieren, pero si dic&a $ur$u(a se aplica en la parte e!terior de la periferia del aceite visi$le" se ad&iere% *i se aplica aina distancia aprecia$le del aceite" la $ur$u(a no se ad&iere% *i la part#cula aceitada se saca del agua y el aceite visi$le se arrastra por la fuerza de la corriente de agua de un grifo" por e(emplo" y" a continuación" se la de(a secar" ueda una marca en el sitio en ue estuvo la gota visi$le" marca ue está rodeada por una zona de colores de interferencia" de configuración irregular en el lado &acia el ue se arrastró pero formando un anillo estrec&o en los demás% *e concluye ue la masa de aceite disolvió el azufre con el ue estuvo en contacto" ue la masa principal de aceite esta$a rodeada por una zona de la superficie del sólido recu$ierta por una pel#cula fina de aceite y ue una $ur$u(a de aire se ad&iere a una superficie sólida recu$ierta de una capa delgada de aceite pero ue en cam$io" cuando el recu$rimiento es grueso" o sea" el aceite l#uido%
Tam$i'n es conclui$le ue las zonas de interferencia visi$les esta$an rodeadas por otras de un recu$rimiento tan fino ue resultan invisi$les" ya ue el anillo visi$le era más estrec&o ue el diámetro de las $ur$u(as ue esta$lec#an contacto% Al parecer" el mecanismo del recu$rimiento se $asa en las diferencias de atracción intermolecular% )l azufre no es solu$le en agua% La agitación prolongada del azufre pulverizado con agua aireada eleva la concentración de &idrogeniones en esta" pero la contri$ución del azufre al fenómeno es el ion sulfato Baunue tam$i'n" uizás" sulfo!iones inferiores" lo ue indica ue la o!idación es el preludio necesario de la solución% )mpero" el azufre se disuelve directamente en los &idrocar$uros y en proporciones considera$les a altas temperaturas% *i la misci$ilidad sin cam$io u#mico se interpreta como un indicio de una atracción más fuerte entre las mol'culas del solvente y del soluto" ue la e!iste entre las formadas independientemente Blo ue es una &ipótesis razona$le para un fenómeno &asta &oy poco conocido" como las mol'culas de aceite se desprenden y se separan de la masa de este" desplazándose a lo largo de la superficie del azufre de$a(o del agua" resulta ue las fuerzas de atracción ue e!isten entre las mol'culas de aceite y de azufre serán mayores ue las ue e!isten entre las de azufre y las de agua% Los aceites &idrocar$onados tam$i'n de(an se.al y recu$ren a los car$ones $ituminosos muy volátiles, o sea" auellos de una relación C>G relativamente $a(a% )n la antracita" el aceite no llega a gra$ar la superficie" pero la manc&a circular ue de(a el ue entró en contacto con auella es $ien visi$le por los colores de interferencia" una vez ue el aceite se arrastró% )n el grafito sólo ueda un vestigio muy tenue en la zona en ue reposo la gota de aceite una vez ue esta se arrastró por el lavado" y aunue los colores de interferencia son dudosos" la se.al ue de(a la gota dice ue algo ueda en la superficie" y ue este algo sólo puede ser aceite% Por ende" y a+n sin posi$ilidad de confirmación" es suponi$le ue se está en presencia de un mecanismo análogo al esta$lecido para otros minerales estudiados%
Un colector es una sustancia orgánica ue forma una superficie de tipo &idrocar$onada so$re una part#cula mineral contenida en una pulpa acuosa% )l recu$rimiento selectivo del colector consiste en la formación de una superficie de este tipo sólo en determinadas especies de una mezcla de minerales% Los colectores son de los dos tipos principales siguientes- &idrocar$uros l#uidos y compuestos solu$les en agua formados por un radical &idrocar$onado unido a un grupo u#micamente activo% Los minerales ue en el agua pueden recu$rirse con aceites &idrocar$onados puros son los minerales &idrocar$onados" como los car$ones" el azufre" el grafito y un corto grupo de sulfuros" de los ue el más conocido es la moli$denita% La mayor#a de los minerales" no se llegan a recu$rir por los aceites &idrocar$onados neutros dentro del agua% *i una gota de aceite se aprieta so$re su superficie se deforma de modo análogo a cómo lo &ace una pelota $landa de cauc&o cuando se oprime contra una superficie r#gida% Cuando la presión cesa y la gota es peue.a B 1 mm de diámetro" por e(emplo esta recupera sus forma prácticamente esf'rica, si el aceite es de peso espec#fico inferior al del agua" la gota se desprende y flota" y si es más pesado" rodará por la superficie si esta tiene la inclinación necesaria% )l colector ue normalmente se emplea para los otros minerales es un compuesto ioniza$le en el ue un radical &idrocar$onado forma parte de uno de los iones% )l !antato de etilo" al ue se mencionará luego" al descri$ir las operaciones de flotación" es un colector de este tipo% La comprensión del modo de operación del colector es esencial para el control de las operaciones de flotación% Un factor para lograr esta es el cote(o de pesos de las sustancias ue se usan muc&o en el estudio de las reacciones u#micas% Un e(emplo es la flotación de una tonelada de mena silicosa de plomo en una pulpa de 752 de sólidos usando 5 g de cresol y de !antato et#lico por tonelada de mena% )l #ndice de recuperación es del @2 y la ley del concentrado de ?52 de plomo% ;i el agua en el concentrado" ni la ue está en el est'ril" revelan más ue vestigios de ion !antato" pero" por otro lado" las leyes de am$as para el ion potásico son id'nticas% )l agua del concentrado contiene una mayor proporción de cresol ue la del est'ril% )l ion !antato ue aparece en los productos se o$tiene a partir de los sólidos procediendo a la e!tracción con alco&ol caliente" seguida de la evaporación y análisis del precipitado% )l análisis total de este precipitado evidencia la presencia de un mol de plomo por 7 de ion !antato% La cantidad de ion !antato en cada producto es sensi$lemente proporcional a la de galena ue contiene% La cantidad ue corresponde a los sulfo!iones en agua" iones ue se distri$uyen entre el concentrado y el est'ril en proporción a las cantidades de agua ue corresponde a cada uno de ellos y ue asciende a casi a 5% moles por ml de )tW recuperado% Partiendo de la $ase de ue las $ur$u(as
de aire ue se &allan en el agua se ad&ieren a las superficies &idrocar$onadas y a ningunas otras" al analizar el $alance de pesos" ueda por decidir entre el cresol y el !antato como agente de recu$rimiento% )l ue los g'neros ue se separaron el ion !antato es proporcional a la galena" pero el cresol no lo es" parece indicar ue el primero es el agente de recu$rimiento% )llo se confirma repitiendo la flotación" pero prescindiendo del !antato" con lo ue sigue ocurriendo la espumación" pero no se registra ninguna concentración efectiva, a+n ninguna en a$soluto si la carga está formada estrictamente por las sustancias indicadas" e!cepto el !antato% *i el !antato está presente" la ausencia de cresol en la alimentación se traduce en la falta de espumación" por lo ue este fenómeno se atri$uye al cresol% )n cap#tulo posterior se analiza el significado de la distri$ución de este reactivo en los productos% Las proporcionalidades constantes de los iones de potasio y de sulfato ue están en los productos" tanto con respecto al agua como entre s#" la magnitud de esta +ltima relación B7X Q- 4*nOm7 y el modo en ue se recupera el ion !antato coincide con la ecuación7X)tW Q P$*nOm
P$B)tW7 Q X 7*nOm.
Los &ec&os ue la confirman son los siguientes- la galena li!iviada con agua produce los iones P$7Q y *nOm=,si la li!iviación se efect+a con una solución de etil !antato potásico" tal solución carece de plomo" pero contiene un poco de ion !antato" todo el ion potásico inicial y sulfoiones en euili$rio esencialmente esteuiom'trico con la disminución del ion !antato y en cantidad ue e!cede muc&o de la o$tenida con la li!iviación con agua% Por ende" &asta a&ora todo parece indicar ue el ion !antato de la solución se intercam$ia con el sulfoion en la superficie de galena" y ue en la superficie está como el compuesto etil !antato de plomo% A esta &ipótesis se le &acen las siguientes o$(eciones- ue la galena es sulfuro de plomo y ue se omite el ion sulfuro, ue el sulfato de plomo es relativamente solu$le, ue la li!iviación con agua de la galena reci'n molida dista muc&o de estar saturada con sulfato y por +ltimo" ue el etil !antato de plomo no es un &idrocar$uro%
=especto al ión sulfuro" aparte de ue nunca se &a &allado nunca en los productos de la li!iviación de la galena con agua y !antato" tampoco ocurre la flotación si la superficie de auella es sulfuro de plomo% O sea" la o!idación del ión sulfuro de la galena es un prerreuisito necesario para el recu$rimiento con colector y para la flotación% )mp#ricamente se confirma ue el ion sulfuro en una solución desplaza los sulfoiones de la superficie de galena molida ue" luego y mientras el ion sulfuro est' presente en la solución" el ion !antato no se adsor$e y la flotación no ocurrirá" pero si el ion sulfuro se separa por soplado con aire" ocurre un recu$rimiento de !antato% )l ion sulfuro desplaza al de !antato de las superficies de galena" con lo ue 'sta" ue antes era suscepti$le de flotar" ya no lo es% *i se eliminan los sulfoiones de la galena en una atmósfera de nitrógeno" el !antato ya no lo recoge% Todo esto concuerda con el &ec&o de ue el producto de solu$ilidad de la galena es 15 13" por lo ue la ausencia de ion sulfuro está más de acuerdo con la ecuación ue en desacuerdo% La retención del sulfato de plomo Bfenómeno t#pico de los sulfo!iones en las superficies de galena ue están en agua no saturada con la sal" se esta$lece de acuerdo con los e!perimentos rese.ados% )l primer intento por esta$lecer un enunciado causal" o sea" de ue el sulfato de plomo en una superficie de sulfuro de plomo es menos solu$le ue en una superficie de sulfato de plomo" apenas es un modo nuevo de enunciar esto" pero se confirma por analog#a% As#" se tiene ue la galena se recu$rió con colector a partir de una solución saturada de etil !antato de plomo" de una semisaturada y de otra de etil!antato de plomo ue contiene !15 4 mg>litro% Los
átomos de trazador evidenciaron ue el recu$rimiento era el resultado del transporte del ion !antato y no del de plomo, es decir" ue el mecanismo era igual ue si se usa el etil !antato potásico% Para ue estos &ec&os concuerden con el principio del producto de solu$ilidad" &ay ue partir del supuesto de ue el producto de solu$ilidad de una capa fina de una sal depositada so$re el sustrato de otra sal menos solu$le es menor al ue e!&i$e cuando auella está presente en grandes cantidades" o ue la concentración del ion aportado por el mineral en una precipitación de este tipo de$e tomarse como su concentración superficial , o sea" como la potencia 7>8 de la concentración en la masa del mineral sólido% Considerando la concentración menor citada antes B!154 mg>litro y &aciendo el producto de solu$ilidad del etil !antato de plomo igual a !15 1? " la concentración del ion plomo necesaria es de 7?%1 moles >litro% La concentración del ion plomo en la galena sólida es de 81%3 moles>litro" lo ue euivale a una concentración superficial del ion plomo de 15 moles>litro% Inversamente" si esta concentración superficial del ión plomo en la galena sólida se usa con la concentración m#nima del !antato dada antes" se o$tiene un producto de solu$ilidad del orden de 4%@!15 1? " ue concuerda con el valor indicado dentro del margen de error e!perimental com+n en estas determinaciones% Un indicio causal puede &allarse en el concepto de ue el grado en ue un medio diel'ctrico disuelve y disocia un compuesto iónico depende de la fuerza de los enlaces interiónicos del compuesto y de la constante diel'ctrica del medio" y ue tal grado disminuye al aumentar tal fuerza de enlace y al disminuir la constante diel'ctrica% Por ende" para un disolvente dado" las solu$ilidades iónicas relativas de dos sales son inversamente proporcionales a las fuerzas de sus enlaces interiónicos% Por ende" la $a(a solu$ilidad del sulfuro de plomo con respecto a los compuestos sulfo!#dicos de plomo o al etil !antato de plomo" evidencia ue los iones de plomo están unidos a los de sufuro más fuerte ue lo ue están a los sulfo!iones o a los de etil !antato% La monocapa interior de cualuiera de estaas dos sales más solu$les contiene iones de plomo ligados en parte a los de sulfuro% Para disolver" &ay ue li$erar el ion plomo y al anión de recu$rimiento% )mpero" esto implica romper los enlaces de los iones sulfuro y plomo" y como estos son más fuertes ue los otros" la cantidad de la monocapa ue se disuelve es menor% La repuesta a la o$(eción de ue el etil !antato de plomo no es un &idrocar$uro es ue es muy o$vio ue el recu$rimiento es una monocapa orientada con el e!tremo activo C** &acia el sólido% )sto es de esperar" desde el enfoue de las consideraciones el'ctricas" ya ue es el azufre de un solo enlace el ue act+a como centro de retención para el electrón so$rante ue ueda con el anión al disolverse la sal de !antato% )ste arreglo se deduce tam$i'n de otras o$servaciones independientes- el ángulo de contacto con el etil !antato en el caso de una gran variedad de minerales de sulfuro es siempre de ?5Y7 ó 8V , o sea" ue es independiente del otro ion ue forma parte del compuesto de recu$rimiento, los ángulos de contacto con varios &omólogos alifáticos del !antato en el mismo mineral aumentan al &acerlo la longitud de las cadenas &idrocar$onadas- por e(emplo" desde 4V con el metilo a 3V con el &e!ilo, por +ltimo" mientras ue la difeniltiourea da un ángulo de contacto con la galena" la sustitución del grupo &idro!ilo muy &idrófilo en la posición para" para formar la p di&idro!idifeniltiourea" da un ángulo de contacto cero" aunue la galena e!trae el anión de la solución &asta casi igual grado ue en el caso de la difeniltiourea% )l euili$rio esteuim'trico 0A Q B=WQ 0BW= Q A en el ue 0A es el compuesto ue se forma en la superficie del mineral elegido en la pulpa antes de recu$rirse con colector" y B=W Q es el ion colector formado por el ión &idrocar$onado = y un grupo activo W" se comprue$a emp#ricamente para el ion oleato con los minerales calcita y apatita% )nsayes cualitativos de a$stracción compro$aron el intercam$io iónico en los casos del co$re y de $lenda recu$ierta de co$re con etil !antato" de la galena con tiocresol y ditiofosfato diet#lico y de pirita y calcocita con el ditiofosfato% Con la $lenda" la calcita o el cuarzo no ocurre ninguna a$stracción de ion !antato" pero" siempre ue el tratamiento con el ión produc#a un contacto efectivo de la $ur$u(a con el mineral" ocurr#a la a$stracción del ion colector%
;o se &a indicado ning+n $alance esteuiom'trico para la reacción de recu$rimiento 0A Q B=WQ B=WA Q 0Q en la ue B=W Q es un catión portador de &idrocar$uro% )mpero" el intercam$io catiónico para la sc&eelita con el clor&idrato de lurilamina" y la a$stracción del ión de laurilamina con cuarzo y del trimetil amonio cet#lico por el vidrio" se compro$aron cualitativamente% Por estos datos parecer#a (ustifica$le concluir ue el mecanismo de colección con colectores iónicos solu$les comprende una reacción metat'tica en las superficies de determinadas especies minerales de una mena" en la ue intervienen el intercam$io del ión portador del &idrocar$uro del colector por otro de carga correspondiente procedente de la superficie del mineral% )l resultado será la precipitación en la superficie de una monocapa cuya parte inferior consta de uno de los iones de la part#cula mineral ad&erido a&# por la unión interiónica de la red estructural del mineral" mientras ue la e!terior es el ión portador del &idrocar$uro procedente del colector" orientado de tal modo ue su radical &idrocar$onado se dirige &acia el agua% )n contraposición el aminoión del ue ya se &a$ló" la mol'cula de amina tipifica un colector no iónico solu$le" ue se distingue de los colectores iónicos correspondientes en las siguientes caracter#sticas conocidas- provoca un ángulo de contacto mayor ue el aminoión B3@5V frente a ?5YV con laurilamina, produce este ángulo en soluciones en las ue las concentraciones del aminoión es inferior a auella ue producir#a un ángulo medi$le en soluciones de clor&idrato de la misma amina" y al producir tal ángulo no desplaza el ión metálico a la solución% La correlación positiva o$servada entre los metales ue las aminas recu$ren con colector y auellos otros ue forman comple(os de amonio en agua BCu" Pt" Ag" Zn" ;i" :e 7Q" Cd y *n dan una pista respecto al mecanismo de recu$rimiento, por el contrario los metales ue no forman estos comple(os no se recu$ren con colector B0g" Al" P$% *o$re esta $ase se supone ue el mecanismo de recu$rimiento implica la formación de un comple(o por la mol'cula de amina y el ión metálico% *e cree incluso ue los comple(os contienen dos mol'culas de amina% )sta &ipótesis se $asa en ue el ángulo de contacto es igual para los distintos metales, ue el n+mero de coordinación para la plata es de dos" lo ue fi(a un l#mite superior al n+mero de mol'culas de amina ue puede llevar" y ue para el cuarzo" donde todo parece indicar ue un ión de laurilamina se com$ina con otro ue contiene silicio BG*iO8" el ángulo ue se o$tiene para una concentración de amina correspondiente a la usada en los metales es del orden de los ?5V% )s pro$a$le ue la formación del comple(o am#nico represente de &ec&o una sustitución parcial del agua de &idratación procedente de los iones metálicos" aunue esto no es seguro% Los aceites neutros suelen usarse a menudo con los colectores solu$les" en especial en el caso de los minerales de dif#cil flotación% *u efecto es el de elevar su recuperación" generalmente a costa de un cierto descenso de la ley de concentrado% )sto se de$e a la o$servación de ue los aceites de este tipo se e!tienden fácilmente so$re part#culas recu$iertas con colectores solu$les cuando la capa de colector es o demasiado ligera o demasiado densa Bmulticapa para lograr un $uen contacto con las $ur$u(as de aire" mientras ue luego de esta e!tensión del ángulo de contacto es el ángulo elevado caracter#stico de una superficie recu$ierta de aceite% Duizás sea el mismo mecanismo de recu$rimiento con aceite de los minerales &idrocar$onados el ue interviene en esta e!tensión del aceite, o sea" misci$ilidad mutua del aceite y la superficie sólida" ue" en este caso" es de carácter &idrocar$onado" por la reacción con colector solu$le% )sto no implica ue el compuesto de la reacción del colector se disuelva y sea arrastrado de la superficie del mineral por el aceite" sino" más $ien" ue entre 'ste y la superficie ocurran fuerzas intensas de solución intermolecular" y ue" al constituir la parte más móvil del sistema" es el aceite el ue se desplaza% La flotación de los minerales solu$les en agua Bprincipalmente silvita y &alita se efect+a en salmueras saturadas con respecto a los minerales de la alimentación% )sencialmente un sistema de este tipo no difiere de
la pulpa de flotación ordinaria" en la ue prevalece una saturación análoga% ;o o$stante " laas solu$ilidades de los reactivos de flotación" y en especial de los productos de reacción de estos crea los iones minerales" pueden ser By generalmente lo son muy distintos en el caso de la salmuera ue las registradas por iguales sustancias u otras afines en el agua de la pulpa mineral% Por tanto" se tiene ue considerar un sistema totalmente nuevo de valores de solu$ilidad relativa y de reacciones de recu$rimiento pro$a$les% A+n no se &a progresado en este aspecto% )spec#ficamente" la &alita se flota con los ácidos car$o!#licos Bgrasos o naft'nicos pero casi es seguro ue la selectividad con respecto a la silvita se de$e a una preactivación con el ión plomo a.adido o con los iones de calcita naturalmente presentes% La silvita se flota con aminas" separándolas de la &alita y a.adiendo coloides orgánicos como depresores de 'sta% )l poru' el ion plomo o de calcio" ue con casi total certeza de$e activarla por reacción con el ión cloruro" escoge para fi(arse al cloruro de &alita en vez del de silvita" a+n no se sa$e" como tampoco se sa$e poru' el aminoión esco(a el cloruro de la superficie de silvita en vea del ue está en la &alita% Duizás la respuesta radiue en la diferencia de tama.os de los átomos de potasio y de sodio y las diferencias consiguientes en lo ue respecta a la posi$ilidad de empauetados esta$les de iones de intercam$io en las dos superficies de cloruro% La estructura cristalina de las dos sales es igual Bc+$ica de caras centradas" pero las relaciones de los radios son respectivamente de 5%7 y de 5%8 para las sales de sodio y de potasio% )sta es una diferencia proporcionalmente mayor ue la ue &ay entre los cloruros y fluoruros de cualesuiera de los metales alcalinos" entre los ue" claro está" se registran diferencias nota$les de actividad u#mica cuando están en sus estados no disociados% Aunue" en el estado actual de conocimiento de los sistemas de flotación de &aluros" todo esto es mera especulación% )l grado de recu$rimiento de las superficies minerales por los colectores no se conoce con e!actitud% *i se logra un contacto eficaz con las $ur$u(as" los cálculos ponen en grado de recu$rimiento entre el 8 y poco más de 1552% )l cálculo directo suele implicar otros correlacionados so$re el área de la superficie de las part#culas y la cantidad de ion de recu$rimiento a$stra#do% Pero si se &a usado un área superficial lo suficientemente grande para o$tener diferencias sensi$les en las concentraciones del ión de recu$rimiento en las soluciones originales y en las li!iviadas" &ay grandes dudas en la e!actitud de la medición de la superficie" pero en los casos en los ue se usan superficies geom'tricamente regulares y los cálculos del área superficial aparente son muy acepta$les" la e!tensión del área es $astante peue.a para proveer diferencias de concentración fidedignas en las soluciones originales y en las empo$recidas de colector% Los m'todos indirectos se $asan en la concomitancia entre ángulos de contacto" concentraciones de soluciones de recu$rimiento" tiempos transcurridos y tiempo de ind)cción Bcontacto de $ur$u(as% )n la figura 4 se ve la A c general de las correlaciones emp#ricas% Las porciones punteadas de todas las curvas corresponden naturaleza n o Angulo má!imo
g u l o
n t a c t d o e
Tiempo de inducción de un minuto
Tiempo de tres minutos transcurridos en solución% concentración del colector Angulo má!imo Tiempo de inducción de un minuto% Concentración $a(a constante del colector% !
A c n o g n u t l a o c t d o e
a
!
A c n o g n u t l a o c t d o e
$ Tiempo transcurrido
Angulo má!imo
!
Tiempo constante transcurrido, concentración $a(a constante de colector
c Tiempo de inducción
:IE% 4% Correlaciones de ángulo de contacto%
a zonas en las ue no se &a podido medir ángulos esta$les% )sta condición impera &asta ángulos de 8 a 45V % Por ende" las curvas ue pasan a trav's de estas porciones se trazan apro!imadamente para a(ustar entre la primera posición de ad&erencia aprecia$le y la primera posición de ángulo relativamente seguro% La ca#da ue ocurre en el e!tremo de la curva de e!plica de distintos modos" seg+n el colector usado% )n el caso de los !antatos se atri$uye a la formación de un comple(o solu$le análogo a los ue se forman cuando los cianuros de zinc o de co$re se disuelven en un e!ceso de cianuro alcalino% )n el caso de los (a$ones" se atri$uye a la formación de una segunda capa adsor$ida por fuerzas de van der [aals y orientado con los e!tremos activos &acia fuera% )n este caso" al llevar la part#cula al agua limpia se logra restaurar el ángulo completo% La diferencia en las pendientes de las ramas ascendentes de las curvas * y c y las magnitudes de + evidencian ue al determinar el ángulo de contacto el tiempo de inducción e(erce un efecto mayor ue el tiempo transcurrido% )l significado de esto se discute luego% Eeneralmente" las curvas evidencian ue la concentración del colector y los tiempos de inducción y transcurrido son factores independientes en la determinación de los ángulos de contacto% *e cree como punto de partida para interpretar las curvas ue el ángulo de contacto cero corresponde a un recu$rimiento nulo" y ue el ángulo má!imo para un colector dado corresponde a un recu$rimiento total% La duda acerca de estos supuestos es ue la rama ascendente de la curva a se desplaza &acia la izuierda al aumentar el tiempo de inducción" lo ue contradice a los supuestos% Luego se demostrará ue &ay razones para creer ue la presencia de una $ur$u(a ue está en contacto con una superficie parcialmente cu$ierta eleva la velocidad de recu$rimiento de$a(o de la $ur$u(a% La elección de colectores implica la aplicación práctica de la teor#a en una zona de caminos intercruzados la$er#nticos en la ue puede indicar la dirección" pero sin ue sea lo $astante sensi$le para se.alar el me(or camino% La posi$ilidad de predecir el colector adecuado dado para un mineral determinado mezclando soluciones acuosas de tal colector y del ión mineral de signo opuesto parece ser una deducción lógica de la teor#a% ;o o$stante" se desconocen las concentraciones y tiempos ue llevan estas prue$as% La formación de un precipitado visi$le puede ser tan lenta ue puede a+n omitirse cuando los colectores eficaces ue se usan en las concentraciones empleadas normalmente se mezclan con concentraciones esteuiom'tricas del ión de la superficie del mineral% )sto tiende a confirmar la &ipótesis so$re una concentración e!cepcionalmente alta del ión del sólido en la reacción de recu$rimiento% A veces no se o$tiene un precipitado para concentraciones razona$les de los dos iones- por e(emplo" con ión de zinc y etil !antato" a pesar de ue la $lenda flota con mayor o menor facilidad con este +ltimo en muc&as pulpas minerales% )sto se de$e a ue en las pulpas minerales el ión superficial de la $lenda no es el zinc" sino otra impureza metálica presente en el mineral o adsor$ido" por metátesis" desde la solución de la pulpa% Lo más ue se puede decir del ensayo de precipitación es ue los resultados positivos son fidedignos" pero ue los negativos no son concluyentes% )l ensayo del ángulo de contacto es más sensi$le" pero la muestra de prue$a de$e tomarse de la mena ue se investiga para tener en cuenta las impurezas" mientras ue la solución de ensaye de$e ser la producida en la li!iviación de la pulpa de la mena molida" de preferencia preparada en condiciones ue simulen las de una
operación de flotación regular% ;o o$stante" las $ur$u(as recu$iertas con pel#culas de aceite o de agentes espumantes solu$les muy adsor$entes" entran en contacto con las part#culas de un leve recu$rimiento de colector muc&o más rápido de lo ue puede &acerlo una $ur$u(a de aire limpia% Por ende" la flotación es o$teni$le a menudo en la marc&a normal" aunue los ensayos de ángulo de contacto sean negativos" mientras ue el caso inverso apenas se da% )mpero" este ensayo de$e incluir siempre una consideración total de los antecedentes de la preselección" de la espumación" de la máuina y del tiempo% Las especificaciones para un colector perfecto de$er#an incluir una elevada selectividad del mineral, un efecto intenso, $uena esta$ilidad u#mica" tanto en el almacenamiento como en la pulpa" en un intervalo amplio de pG a am$os lados del punto neutro, fácil solu$ilidad en agua, carencia a$soluta de efecto espumante y suministro a$undante a $a(os precios% La electi#idad del mineral nunca es alta para minerales dados" aunue los colectores con grupos activos JC** y \P** separan netamente los sulfuros de los silicatos y otros minerales comunes de las rocas% Las aminas aromáticas" como" por e(emplo" la alta naftilamina" esta$lecen una marcada diferencia entre los sulfuros de co$re y las gangas silicosas% Los colectores \P** Baeoro6loat3 son muy usuales" pues se cree ue colectan los sulfuros de &ierro con menor intensidad ue los de plomo o co$re" aunue esto no es concluyente% )n soluciones ácidas" las aminas alifáticas primarias y los &aluros de tetramonio son muy espec#ficos para los silicatos" y algunos minerales no metálicos del tipo salino con respecto a los sulfuros y ó!idos de los metales pesados% Los menos selectivos son los ácidos grasos y res#nicos y sus sales alcalinas" porue forman recu$rimientos colectores Ba menudo (a$ones insolu$les en agua con los metales del grupo I9 y II, con el aluminio y" uizás" algunas de las tierras raras del grupo III, con el titanio" esta.o" circonio y plomo del grupo IH, con el manganeso y" uizás" con todos los elementos del grupo HIIIA% )n lo ue respecta a los minerales y a los colectores" por clases suelen usarse los colectores sulf&#dricos" para los sulfuros y sus derivados o!idados% Los ácidos car$o!#licos Blos grasos comprendidos entre el C 17 y C1" los res#nicos" C75" y los naft'nicos del mismo n+mero apro!imadamente de átomos de car$ono ue los grasos son los principales colectores de los minerales no metálicos" aunue a veces se sustituyen por los sulfonatos y sulfatos alco&ólicos" generalmente usando un &idrocar$uro neutro como agente reforzador% Para el cuarzo y algunos de los minerales de silicatos se usan aminas en solución ácida% )l poder colector implica" a la vez" una alta eficacia a concentraciones $a(as y un fuerte poder de ad&erencia a las $ur$u(as% Las dos propiedades no son claramente separa$les" si se considera ue la ad&erencia a las $ur$u(as crece normalmente con el contenido de car$ono y" especialmente" con la longitud de las cadenas alifáticas" y ue estos factores son tam$i'n determinantes de las concentraciones efectivas% Por otro lado es de esperar ue la naturaleza del grupo activo sea tam$i'n un determinante de las concentraciones efectivas" como se demuestra por la capacidad generalmente inferior del Aeero6loat de etilo comparada con la del etil !antato% La mayor fuerza de los diditiocar$amatos respecto a los !antatos es atri$ui$le al grupo activo o a la mayor cantidad de átomos de car$ono% La eta*ilidad >)mica es importante desde el punto de vista comercial% )l uso de reactivos ue son inesta$les durante el almacenamiento e!ige ue estos se aduieran en pocas cantidades a intervalos cortos de tiempo% La inesta$ilidad de las pulpas euivale a un consumo mayor y e!ige adiciones sucesivas B adición por etapa3 en el curso de la operación% )sto resulta en una vigilancia mayor de la operación% Por lo general" la inesta$ilidad u#mica crece con los contenidos de azufre y de nitrógeno" ya ue estos elementos están presentes en sus estados de menor valencia y" por ende" están muy e!puestos a la o!idación% La ol)*ilidad 6-cil en agua agiliza la operación y" por ende" e!ige menor mano de o$ra" además de un menor consumo%
La carencia de efecto espumante es importante por la correspondencia de la velocidad de flotación con el efecto de colección y con el de espumación% Por tanto" si un reactivo tiene am$as propiedades" ninguno de estos efectos puede regularse con independencia del otro% La cantidad de colector necesaria depende" ante todo" del tipo de mineral ue se desea flotar" de la naturaleza u#mica y del estado f#sico de la ganga y de la naturaleza u#mica de la solución de pulpa% Los minerales sulfurados suelen flotarse casi siempre con reactivosJC** y \P** en cantidades ue oscilan entre 7 y g por tonelada de sólido% *i se necesitara una cantidad mayor a esto implica ue la solución de pulpa no se está acondicionando adecuadamente" ue está ocurriendo una flotación muy rápida" ue el sulfuro está demasiado o!idado y ue el reactivo se &a diluido con material inerte% )n la flotación no metálica con ácidos car$o!#licos" sulfónicos o aluilsulf+ricos el intervalo de consumo normal oscila entre 75 y 185 g por tonelada" con una cantidad de aceite neutro algo mayor o menor% ;o o$stante" si el mineral ue se flotará tiene una proporción grande de lamas" o si se precisa un pG $a(o para lograr una $uena selección" el consumo de colector puede su$ir &asta 7%74% 6g>tonelada% )n estas condiciones suele ser económicamente renta$le deslamar% )n cuanto a las aminas" se sa$e aun sin plena certeza" ue el consumo tiende a ser elevado Bmás de 55 g por tonelada y es desea$le recurrir a la adición por etapas% CAPITULO 1 '%OTACION II0 SE%ECCI:N II ; ACTI?ACION Y DEPRESION Por regla general" una alimentación a flotaciones una mezcla de muc&os minerales divisi$les" al menos en parte" en grupos ue están u#micamente relacionados" pero ue son casi totalmente independientes entre s# t'cnica y comercialmente, por e(emplo" sulfuros de co$re y &ierro, sulfuros de plomo" zinc y &ierro, cloruros de sodio y potasio, magnesita y serpentina, cuarzo y feldespato% Las consideraciones económicas e!igen su separación" pero las relaciones u#micas tienden a ue los miem$ros de un grupo se comporten análogamente en los procesos u#micos y fisicou#micos" como los de recu$rimiento con colector% La solución del pro$lema ue au# ocurre tiene dos facetas $ien definidas- evitar ue una de las dos especies relacionadas responda a la acción de un colector" ue normalmente suele e(ercer su acción so$re am$as Bdepreión" y provocar la suscepti$ilidad de una especie en un medio en el ue generalmente no responder#a a la acción del colector Bacti#ación% )l m'todo a seguir &a de ser una consecuencia lógica del mecanismo general del recu$rimiento con colectores% Como esto implica la reacción de un ión de la superficie del mineral" la activación estri$a en cam$iar un ión superficial" ue es inactivo respecto al colector" por otro de tipo activo Bre6or@amiento, inversamente" la depresión e!ige la desactivación selectiva de una de las superficies% )l caso más com+n de activación controlada lo representa la adición de sulfato de co$re a pulpas de $lenda" para ue 'sta responda a los colectores de !antato o tiofosfato% *o$re la $ase de la &ipótesis de modificación de la superficie del mineral e!puesta en el párrafo anterior" esto llevar#a consigo la precipitación del ión co$re en la superficie de $lenda% Al agitar una solución de sulfato de co$re con $lenda pulverizada" disminuye la concentración del ión co$re en la solución% Comparando los filtrados o$tenidos de li!iviaciones paralelas de $lenda molida en agua y en solución de sulfato de co$re" se ve ue en esta +ltima la concentración del ión zinc es más alta% )llo indica un intercam$io iónico% )l ión ue euili$ra al zinc en la mezcla li!iviada con solución es el de sulfato% )mpero" aunue la solu$ilidad del sulfato c+prico B145 g>l a 5VC es sólo del orden de 1> de la del sulfato de zinc" viene a ser mil veces mayor ue la concentración en la solución li!iviada y" por ende" in&i$e la precipitación del sulfato de co$re% *i la solución de co$re se concentra y el tiempo de tratamiento se prolonga" el color superficial de una $lenda pura se oscurece marcadamente de$ido a la li!iviación" y el revestimiento superficial o$tenido se identifica como sulfato c+prico% )sto muestra ue el co$re a$stra#do
desplaza al zinc ligado al azufre de la $lenda% Lo ue concuerda con los productos de solu$ilidad relativa BZn*" 1548, Cu*" 1544% La $lenda recu$ierta con una capa espesa de novelita y la tratada en una solución de co$re ue contiene un miligramo de Cu 7Q por litro" dan los mismos ángulos de contacto con soluciones de etil!antato" y los dos primeros suministran iones c+prico y de sulfato en li!iviaciones acuosas%
calcita% A partir de esta $ase" es asumi$le ue el recu$rimiento por minerales de silicato implicar#a la presencia de una unión de silicato de plomo" y" en efecto" esta &ipótesis se confirma ya ue el ácido sulf+rico" ue descompone los silicatos metálicos e in&i$e la ionización del ácido sil#cico" es un $uen eliminador de recu$rimientos% *un atri$uyó el recu$rimiento a atracciones el'ctricas entre part#culas de potenciales zeta diferentes" y 9an6off descu$rió ue &ay una correlación entre el recu$rimiento y la floculación% Duizás estos sean dos aspectos de un fenómeno com+n% Am$os investigadores compro$aron la formación de un recu$rimiento en casos en los ue al parecer no es aplica$le la &ipótesis de cementación de
para ellos como especies puras en soluciones relativamente sencillas y controladas% Por ende" los minerales metal#feros de una mena sulfurosa de$en considerarse Ben ausencia de un tratamiento de control adecuado como tendentes a presentar superficies análogas de compuestos sulfo!idados de auel ión metálico presente ue forma el sulfuro menos solu$le en las condiciones ue prevalezcan%
ciertos metales como sulfuros" mientras el co$re se mantiene en solución" y se $asa en ue la constante de inesta$ilidad del comple(o es inferior al producto de solu$ilidad del sulfato de co$re B15 44% )sto se confirma por el &ec&o de ue si una solución de etil !antato de potasio" sulfato de co$re y cianuro de sodio contiene más de una parte de Cu 7Q por tres de C;" permite lograr el ángulo normal de contacto de la $lenda de ?5V" mientras ue si la cantidad molar de C; ue se a.ade es más de tres veces mayor ue la de Cu 7Q" la $lenda no se activa% *i está presente el ión plata forma un comple(o por análogo proceso% )stos son los activadores naturales comunes% Aunue raras veces &ay como activador natural" el ión mercurio" forma tam$i'n un comple(o muy esta$lecen el cianuro" pero no frente al ión sulfuro" " por la solu$ilidad e!tremadamente $a(a del sulfuro de mercurio% )l ión plomo no forma un comple(o cianurado" pero el zinc s# lo forma y es lo suficientemente esta$le para ser parcialmente eficaz y evitar la precipitación de sulfuro" pero muc&o menos esta$le ue el compuesto de co$re% Por ende" no desempe.a ning+n papel en la in&i$ición de la activación de co$re% La acción del ión car$onato con el plomo es un simple efecto de acción de masas en el ue la concentración de ión plomo se reduce tanto por el gran e!ceso de ión car$onato necesario para satisfacer el producto de solu$ilidad del car$onato de plomo B15 14 como por ser el residuo insuficiente para superar el producto de solu$ilidad del sulfuro de plomo en las superficies de la $lenda% La eliminación de lo rec)*rimiento de acti#ador es" en cierto modo" parecida a la in&i$ición de la activación% Por tanto" considerando ue el comple(o de cianuro de plomo es esta$le frente al ión sulfuro" el revestimiento de co$re formado so$re la $lenda antes de ue se adicione cianuro de$er#a disolverse By" en efecto" lo &ace como ión comple(o al a.adir el cianuro% )l control de la alteración de la )per6icie como m'todo de controlar la flota$ilidad es un medio o$vio de valerse del &ec&o de ue" e!cepto el peue.o grupo de minerales suscepti$les de reci$ir un recu$rimiento colector de aceites &idrocar$onados" la reacción u#mica entre un ión de la superficie mineral y el colector es una parte necesaria de la operación de recu$rimiento% La depresión es facti$le evitando ue se altere una superficie de naturaleza cerrada" ocluyendo una superficie ue es naturalmente activa frente a los colectores o por una alteración e!cesiva% )l m'todo com+n de alterar una superficie sulfurada es la o!idación" ue" normalmente" ocurre espontáneamente en el curso de la molienda por efecto del o!#geno disuelto en el agua de la pulpa% Plante y *ut&erland &an revisado la $i$liograf#a contradictoria so$re los productos de o!idación y &an aportado" a su vez" algunas contri$uciones% )studiando las mezclas de minerales relativamente puros en agua al ca$o de dos d#as de su preparación y cuyo nivel de o!#geno procura$an mantener elevado mediante el $ar$oteo de CO 7 gas a trav's de la suspensión" compro$aron la presencia de *O 47 en mezclas de agua pura BpG ? o$tenidas a partir de galena" pirita" calcopirita y $lenda y la de sulfo!iones inferiores +nicamente en las o$tenidas con el mineral citado al +ltimo% litro% La cantidad de los productos de o!idación disueltos no varia$a en función del tama.o de part#cula" pero s# aumenta$a con el tiempo" como tam$i'n lo &ac#a la relación de los sulfo!iones inferiores con respecto a los de sulfato% Por lo anterior" Plante y *ut&erland consideran ue el factor determinante de la velocidad es la difusión del o!#geno &acia la superficie de las part#culas% La adición a una pulpa de sulfuro reci'n molida de los aniones producidos en sus o!idaciones e(erc#a muy poco o ning+n efecto so$re la flotación con !antato" aunue las superficies o!idadas en s# sufr#an ciertos efectos" como lo
demuestra el &ec&o de ue disminuyese su sensi$ilidad con respecto al cianuro y al &idro!ilo% Una parte de esta sensi$ilidad se restauró sulfurando de nuevo con reo!idación su$siguiente% )n el caso de las menas más comunes" la o!idación necesaria para alterar las superficies de sulfuro de modo satisfactorio ocurre en la molienda" y no se necesita recurrir a ning+n procedimiento especial para controlar la o!idación% )n el caso de las menas sulfuradas masivas Bo sea" de auellas ue sólo contienen una peue.a fracción de minerales no sulfurados y ue constan predominantemente de sulfuros de &ierro el agua del circuito de molienda tiene muy poco o!#geno y la o!idación del &ierro y del co$re está afectada por la copresencia de estos metales" como uizás es tam$i'n el caso de la o!idación del co$re en presencia del zinc% )l &ierro metálico procedente del molino es tam$i'n un importante factor del sistema y tiende a precipitar co$re metálico ue" en condiciones adecuadas" pero desconocidas" de la pulpa se deposita so$re la galena% )n la actualidad este sistema es un enigma" pero se &an desarrollado m'todos industriales para controlar la o!idación por defecto y por e!ceso% )stos m'todos var#an seg+n los minerales a flotar o deprimir% La superficie fresca de la galena nunca se o!ida lo $astante en el molino para dar lugar a la depresión" y si está o!idada por defecto" al salir del molino se o!ida lo suficiente con el agua limpia del clasificador y el aire introducido al pasar de 'ste a la celda de flotación para flotar fácil y rápidamente% )n general" la galena ue llega al molino muy o!idada de$e activarse% ;ormalmente" la flotación de la $lenda no está afectada por condiciones de redo!" ya ue la flotación sigue inmediatamente a la formación de la superficie de sulfuro de co$re" en general en condiciones de a$undante aportación de o!#geno% Duizás los sulfuros de co$re nunca se o!idan en e!ceso en una pulpa de flotación" pero en el caso de menas masivas ue contienen muc&a pirrotita y marcasita puede ue a$andonen el circuito de molienda en un estado de o!idación por defecto% La activación ue suele usarse es el soplado con aire en depósitos profundos en los ue tal aire se mete en la parte inferior" donde la presión e!istente de las $ur$u(as ue penetran eleva la velocidad de disolución del o!#geno" y la circulación dentro del depósito donde tiende a registrarse la precipitación del gas so$re las superficies de las part#culas Bcap#tulo 1?% Los sulfuros nunca se deprimen intencionalmente por la o!idación por e!ceso o por defecto% Los sulfuros de &ierro difieren muc&o en lo ue respecta a su resistencia a la o!idación% La pirita cristalina limpia es dif#cil de o!idar" pero la pirrotita se o!ida fácil y la marcasita posee caracter#sticas intermedias" aunue" uizás" por la influencia de impurezas" algunas variedades se o!idan muy rápido% Como las superficies muy o!idadas flotan dif#cilmente" se efect+a una separación preferente entre la pirita y la pirrotita" deprimiendo esta +ltima por el soplado con aire descrito en el párrafo anterior% *i se desea flotar la pirrotita con la pirita &ay ue mantener condiciones reductoras en el triturador% Por ende" de$e evitarse la so$reo!idación y la flotación ir precedida de un $reve per#odo de aereación intensa% Un e5emplo de la ocl)ión de )per6icie naturalmente activas con los colectores" se tiene en el uso del ión &idro!ilo para deprimir la pirita en las flotaciones de co$re y de la $lenda activada con co$re con colectores de sulf&idrato% Los ensayos de flotación de pirita con concentraciones fi(as de estos colectores y diversos pG dan las curvas de forma general de U invertida del tipo de la figura 1" en las ue el má!imo está por de$a(o de pG = e c u p e r a c i ó n 2
C o n c c o e l n d e t e c a t c o i r ó n
pG
:IE% 18%1 )fecto del pG en la flotación de la pirita%
pG
:IE% 18%7 Curva cr#tica del pG
y cuya anc&ura es tanto mayor cuanto más intenso es el colector y más la cantidad a.adida% Un ensayo de ángulo de contacto con distintos minerales por un m'todo ideado por [ar6 y Co! produce la forma general de la figura 7" en la ue ella registra la evolución desde la ad&erencia de $ur$u(as" a la izuierda" &asta la imposi$ilidad de ad&erencia" a la derec&a% La forma de la curva es igual para todos los minerales sulfurados comunes" y está desplazada &acia el $orde de la izuierda en el caso de la pirrotita y &acia el de la diestra en el de minerales de co$re y de $lenda activada por este metal% Para un mineral dado" se &allará &acia la izuierda si se trata con colectores d'$iles" y se irá desplazando poco a poco &acia la diestra conforme aumente la cadena &idrocar$onada para un determinado tipo de ión activo o la actividad de los iones en la flotación del mineral con la misma cadena &idrocar$onada% La forma de la curva de la figura 7 sugiere la e!istencia de una relación inversa entre alguna funciones de las dos coordenadas% 9ars6y demostró ue para el etil!antato y la galena" la curva se a(usta a la ecuación
^)tW_^GQ_ ,
de la ue se deduce" considerando ue ^G Q_^OG_ 1514 en soluciones acuosas" y ue la forma de la curva es igual para todos los colectores de este tipo" la relación general^ión colector _ colector ^OG_" la ue es una l#nea recta% litro" y la concentración de ión f'rrico^:e8Q_ 158?>^OG_8 158?>^15_8 1571 moles>litro %W15 1 mg>litro Asumiendo ue la solu$ilidad del etil!antato f'rrico es tan $a(a como la del etil!antato de plomo B P* 158?, 8%? mg>litro" lo ue no está a+n confirmado" su producto de solu$ilidad ser#a de W15 71% Para lograr la precipitación del !antato f'rrico a un pG de @" la concentración de etil!antato potásico tendr#a ue ser del orden de 75 g>litro% 0uy de$a(o de esta concentración el etil!antato de plomo se disuelve en la solución de !antato alcalino" uizás formando un ión comple(o de !antato de plomo% *uponiendo una conducta análoga del !antato f'rrico" el remedio se autoanular#a% 0yers demostró ue si con el flotado $ien escurrido de calcopirita y medios con sulfuros de &ierro" ue registró un recu$rimiento del colector de @5 g de etil!antato por tonelada" se forma una pulpa de pG 11" apro!imadamente la mitad del ión !antato original puede flotarse preferentemente% )s deduci$le ue el &idro!ilión desplaza al ión !antato del recu$rimiento del !antato f'rrico para formar &idró!ido f'rrico" pero los recu$rimientos de !antato de co$re ueda$an inaltera$les" por la alta solu$ilidad del &idró!ido de co$re%
)l &idró!ido f'rrico tiende muc&o a formar soles coloidales al precipitar" soles cuyas micelas se asume ue forman cadenas de comple(os tipo [erner" en las ue las mol'culas de agua y los &idro!iliones están coordinados y con los ue se asocia un ión ácido BCl " *O47" etc%% Por ello" es posi$le ue se forme un recu$rimiento de estas micelas so$re part#culas de sulfuro de &ierro para dar una superficie de gran afinidad por el agua% )l pG cr#tico para la galena con 7 mg>litro de etil!antato de potasio en la prue$a de ángulo de contacto es de 15%4% Por arri$a de este valor se disuelve etil!antato de plomo cristalizado% )n la solución se comprue$a el ion !antato con el de co$re Bprecipitado amarillo de !antato cuproso y el ión de plomo con el de sulfuro% Como el plomo es uno de los metales ue forma &idró!idos anfóteros" se asume ue la ecuación de la solución es la siguienteNLos valores de pG cr#ticos o$tenidos en las condiciones artificialmente simplificadas de las prue$as de ángulo de contacto" no pueden &acerse e!clusivos con un m#nimo de garant#a a las condiciones comple(as ue prevalecen en las operaciones de flotación reales" como se verá a medida ue estas condiciones se desarrollen en las páginas su$siguientes%
P$B)tW7 Q ?OG
^P$BOG?_7 Q 7)tW"
pues la constante de inesta$ilidad del comple(o de &idró!ido de plomo es menor ue el producto de solu$ilidad del etil!antato de plomo% )l cian)ro es un depresor muy eficaz de los sulfuros de &ierro para los colectores de sulf&idrato" pero no se usa industrialmente para estos fines" e!cepto en los casos en los ue la separación &a de &acerse a un pG menor a 1515%% Usando oleato como colector es impro$a$le ue el cianuro e(erza ning+n efecto práctico como no sea el de actuar como medio poco eficaz para producir un grado dado de alcalinidad% Las prue$as o$tenidas parecen indicar una reacción cianuro&ierro" ue ocurre en ausencia de colector" ue cam$ia de tal modo y en tal grado la interfase normal part#cula de sulfuroagua ue dic&o cam$io perdura al trasladarla a la solución de cianuro al agua" y es eficaz con un colector de sulf&idrato Bcomo el etil!antato en concentraciones normales" pero ue" en cam$io" no e(erce efecto en presencia de oleato de sodio% La prue$a de esto es ue la pirita acondicionada durante cinco minutos en una solución de 1?5 mg>litro de cianuro de potasio" y ue" enseguida" se retira de dic&a solución y se lava con agua corriente" da un ángulo de contacto cero con el !antato y de 3@5V con el oleato cuando se pro$ó en soluciones ue" respectivamente" conten#an 7 mg>litro y 85 mg>litro% La naturaleza y>o el grado de la reacción var#an seg+n el colector% As#" con 155 mg>litro de cianuro de potasio y proporciones de !antato y oleato iguales a las anteriores en ángulo de contacto era de cero en am$os casos" pero si las part#culas se lavan y prue$an en agua clara" la procedente de la solución de !antato no se ad&er#a a una $ur$u(a" pero la procedente de la solución de oleato esta$leció un contacto firme con un ángulo de @5V% )l efecto de la solución de cianuro con oleato se de$e" en gran parte" pero uizás no por completo" al &idro!ilión formado en la &idrólisis de la sal de cianuro% Por tanto" a un pG de 15%4" el ángulo de la pirita con el oleato es de cero" ya sea ue se produzca por 155 mg>litro de XC; o por ;aOG% )mpero" si se usa$an con el oleato 755 mg de XC; por litro y G 7*O4 para a$atir el pG a 3%" el ángulo de contacto era de 5V" y al mismo pG" y sin cianuro" tal ángulo era de @V% Una serie de prue$as con !antato ue guarda cierto paralelismo con la anterior mostró ue el ángulo era cero con 155 mg>litro y 7 mg>litro de X)tW" si el pG de la solución se lleva a 3%4 con G7*O4 , un ángulo tam$i'n de cero si la part#cula se prue$a en agua BpG ?%" luego de lavada, otro ángulo de cero si se a.ad#a al agua la cantidad suficiente de X)tW para llevar la concentración &asta 7 mg>litro, pero de ?5V si la part#cula se retiró de la solución" ue se volvió a pulir y se regresó a tal solución de !antato% )n este caso se ve ue el efecto del cianuro no se de$e al &idro!ilión" ya ue el pG esta$a siempre por a$a(o del valor cr#tico de 15% para la pirita en soluciones de etil!antato% Tam$i'n se ve ue el efecto se refle(a$a en un cam$io en la superficie de la part#cula" y esta$a lo $astante enraizado para resistir la disminución de la concentración del ión cianuro en el agua &asta casi cero y durante un intervalo m#nimo de a 15 minutos%
)s un &ec&o en la u#mica de los cianuros ue el ión cianuro reacciona con el ferroso en solución acuosa para formar el ión ferrocianuro comple(o ^:eBC; ?_4% )n el caso del ión f'rrico la reacción es la siguiente:e8Q Q 8XC; Q 8G 7O
8GC; Bg Q :eBOG8Bs Q 8X Q%
)sta es esta$le frente al #on sulfuro y a los ácidos fuertes% )l ión ferricianuro sólo se forma en solución acuosa por o!idación del ión ferrocianuro% )l ión f'rrico actuará como o!idante% *i dic&o ión f'rrico se a.ade a una solución de ión de ferrocianuro" se forma un precipitado coloidal azul ue" uizás" sea predominantemente una mezcla de :e```X^:e``BC;?_" :e``X^BC;?_" :e8```^:e``BC; ?_8 y :e8``^:e```BC;?_8 y ue es un sol si las concentraciones de los reactivos son $a(as y un gel a altas concentraciones% )l coloide es insolu$le en ácido fuerte" pero forma una solución incolora con álcali fuerte" de la ue se precipita al acidificarse% Aplicando estos &ec&os a un sistema de un sulfuro de &ierro en solución de cianuro" y usando los resultados de Plante y *ut&erland so$re la o!idación" se deduce ue el ión de ferrocianuro de$e formarse con el ión ferroso ue está presente en la superficie del mineral% )l ión de ferrocianuro a.adido como ferrocianuro alcalino es un depresor de la pirita frente al etil!antato%tam$i'n de$e &a$er ión f'rrico" ya ue si no" la superficie no se recu$rir#a con !antato% Por lo tanto" se plantean tres alternativas1% )l ión f'rrico se reduce por el ión ferrocianuro" con lo ue la superficie se priva de puntos de fi(ación para los iones de !antato% 7% )l ión f'rrico reacciona con el ión ferrocianuro y se com$ina con 'ste para formar un recu$rimiento superficial de un coloide &idrófilo" de solu$ilidad menor al !antato f'rrico% 8% Ocurre una com$inación de 1 y 7% La &ipótesis de una simple eliminación es inoperante" el perdurar el efecto de depresión del cianuro en una part#cula cuando se lava y se lleva a una solución de !antato sin cianuro% La simple separación del &ierro de la superficie como ión de ferrocianuro solu$le de(ar#a en auella sulfo!iliones euili$rados por iones alcalinos o piritas sin o!idar% )n cualuiera de estos casos la superficie sufrir#a una o!idación ulterior en la solución de !antato y" por ende" ser#a suscepti$le de recu$rirse con !antato% La &ipótesis 7 concuerda con todos los &ec&os citados" pero la prue$a e!ige una demostración de ue el ión !antato no se retira de la solución por la pirita en presencia de cianuro o ferrocianuro en tal solución" y>o ue el ión !antato no precipitará al !antato f'rrico del sol suspendido ni se descompondrá por 'ste% Duizás tam$i'n de$er#a evidenciarse ue los oleatos ferroso y f'rrico son menos solu$les ue el coloide &idrófilo% ;o &ay datos de la solu$ilidad del coloide en las prue$as de ángulo de contacto en soluciones alcalinas de concentraciones de OG relativamente $a(as, pero" si se forma en una superficie de pirita en solución de cianuro" es" sin duda" más solu$le ue uno cualuiera o los dos oleatos de &ierro" ya ue en estas condiciones la pirita se recu$re con una capa de oleato% Además" uizás uno o am$os oleatos de &ierro sean menos solu$les ue el &idró!ido f'rrico" ue compite con 'stos para depositarse en la superficie de pirita en las condiciones ue prevalecen en la solución a un pG de 15%4% )sto parece indicar ue el producto de solu$ilidad del coloide B o" por lo menos" de una parte de este tiene un valor 15 8? ^producto de solu$ilidad de :eBOG 8_ y b 151? ó 151" lo ue" uizás" corresponde al orden del producto de solu$ilidad del etil!antato f'rrico% La tercera &ipótesis tiene a su favor ue" si la 7 es válida" la 1 es uizás verdadera" en el grado en ue" para formar el coloide" &ay ue contar con algo de ión f'rrico%
*i un mineral sulfurado dado ue está en una solución de un colector sulf&#drico de tipo y concentración dados" se prue$a para determinar la ad&erencia de $ur$u(as al variar la concentración de cianuro alcalino y pG" se o$tienen contornos cr#ticos para cada com$inación de mineral" colector y concentración de colector% )stos tienen la forma de * deformada de la figura 8%
;inguna ad&esion de $ur$u(as
Ad&esion de $ur$u(as
pG
:IE% 1%8 Curva cr#tica de la concentración de
cianuro%
del ion cianuro es constante a lo largo de este contorno cr#tico% O sea" el contorno para una com$inación dada de mineralcolector es una representación apro!imada de la relación $ ^C; _B a 7^OG _ B1 a^OG _ en la ue a es la constante de ionización del ácido cian&#drico" 7 la constante de ionización del agua" ^C;_ )na concentración crtica del ion cian)ro para una com$inación dada de mineral" colector y concentración de 'ste" e $ la concentración molar de la sal de cianuro necesaria para efectuar la depresión%
Au# tam$i'n" como ocurr#a con el &idro!ilión" la posición de la curva para un mineral dado se desplaza &acia la diestra al aumentar el poder del colector y la concentración de 'ste% Para un pG dado las ordenadas relativas de las curvas de dos minerales determinan sus suscepti$ilidades relativas con respecto al cianuro en la condicione del ensayo del ángulo de contacto% La ecuación 1 tiene claras aplicaciones económicas para el usuario del ion cianuro" por la diferencia de precio entre 'ste y el ion &idro!ilo% La solución de la ecuación para determinar la concentración del C; disponi$le a partir de una cantidad fi(a de ;aC; a.adida con varios pG entre y 17" evidencia ue la concentración de C; aumenta" al &acerlo el pG de a 3" unas 5 veces más ue la cantidad de ;aOG reuerido para la elevación" 84 veces más para elevar el pG de 3 a @" ? veces más para pasarlo de @ a 15" 5%7 veces para saltar de 15 a 11 y 5%557 veces para &acerlo de 11 a 17% Como es la concentración de C; la ue determina su disponi$ilidad para la función de flotación ue se le pide" es o$vio ue &asta un pG de 15 la concentración reuerida es o$teni$le de modo muc&o más $arato por una com$inación de cianuro e &idró!ido sódicos ue recurriendo e!clusivamente a la sal de cianuro" y a+n de modo muc&o más $arato en com$inación con cal% Por el contrario" intentar el aumento de la concentración de cianuro por la elevación del pG de 11 a 17 ser#a claramente antieconómico% Para el rango de pG de 15 a 11" la determinación del costo e!ige una mayor precisión de los cálculos%
)l ion )l6)ro es muy eficaz para cerrar las superficies de los sulfuros de metales pesados a todos los colectores aniónicos comunes" pero por ser no selectivo" no suele usarse industrialmente como depresor% )l ion )l6ito se usa limitadamente en vez del de cianuro para efectuar la depresión de la $lenda y de la pirita% Como el ion forma comple(os con los metales del primero y del segundo su$grupo de la ta$la periódica BCu" Ag" Au" Zn" Cd" Gg se sugiere ue en la depresión de la $lenda act+a como lo &ace el ion cianuro% Levine concluyó ue en la depresión de la pirita la superficie mineral se cierra con un recu$rimiento de sulfito f'rrico en el rango de pG entre ?%4 y 3%7" y por un sulfito f'rrico $ásico con valores superiores de tal pG% )ste investigador descu$rió ue" dentro de sus respectivos rangos de pG indicados" estos iones impiden la ad&erencia a la pirita con etil !antato y destruyen tal ad&erencia en una superficie de pirita inicialmente recu$ierta de !antato% La detr)cción de lo rec)*rimiento de colector e+itente para deprimir uno o más minerales de flotado se practica por varios m'todos en muc&as distintas separaciones% Los flotados de sulfuros de co$re de moli$denita o$tenidos con colectores de sulf&idrato se calientan a 155V C" ya sea por un tratamiento prolongado de la pulpa del concentrado con vapor so$recalentado" o calentado con gases residuales calientes% )llo permite destruir el recu$rimiento de colector de sulf&idrato al descomponer el ion colector" de$ido a lo ue la moli$denita es flota$les selectivamente usando aceite &idrocar$onado como +nico colector% La $lenda o la calcopirita son deprimi$les a partir de sus flotados con galena por el ion cianuro" ue destruye el recu$rimiento de !antato de co$re de las superficies de esfalerita al formar un comple(o con el ion co$re% Por lo general" las
concentraciones del ion cianuro de$en ser mayores ue en la depresión original de la $lenda" y el pro$lema principal consiste en esta$lecer un pG ue forme una solución de compromiso entre el consumo económico de la sal de cianuro y el pG cr#tico para la galena% La galena es deprimi$le a partir de los mismos flotados usando dicromato alcalino" ue forma un recu$rimiento de dicromato de plomo so$re la galena" y a la vez destruye" por o!idación" y al menos en parte" los recu$rimientos de colector de sulf&idrato% )l tiempo de pretratamiento necesario para deprimir eficazmente la galena var#a muc&o para las distintas menas" y puede llegar a ser del orden de varias &oras% )l *lo>)eo mec-nico de )per6icie ue impide el acceso de las $ur$u(as ocurre cuando las part#culas multimoleculares de sólido se a$sor$en en una pel#cula densa ue evita el recu$rimiento del colector en su superficie% )ste fenómeno ocurre de modo natural en el caso de varias menas Bv'ase =ecu$rimiento con lamas% )n el caso de otras" igual fenómeno se produce artificialmente recurriendo al uso de coloides orgánicos, uizás sea parte del mecanismo de la depresión con iones de cianuro y de &idro!ilo% Gasta a&ora no se &a esta$lecido el modo seg+n el cual los coloides orgánicos se ad&ieren a las superficies sólidas" aunue uizás difiere para los distintos coloides y superficies% Los coloides del tipo de la cola son aminoácidos, o sea" compuestos de fórmula generalG =
G
G
C
;
C
O
G
O en los ue la l#nea de puntos indica La capacidad para reaccionar" ya sea como el ion de tetramonio de un &aluro de amonio cuaternarioG
G Q%
; = o como el grupo car$o!ilo de un ácido graso= o como am$os a la vez%
C
Cl
G O
%%Q
G
O
*i la reacción es simple Bo sea" si se registra sólo en un e!tremo el mineral con el ue reaccionó el compuesto contará con un recu$rimiento ionizado y" por ende" muy &idrófilo% Por otro lado" si la reacción es do$le" el efecto puede ser la unión de dos especies minerales" con el resultado de ue las part#culas más gruesas de una de ellas se recu$re con lamas de la otra% )sto podr#a ser la e!plicación de la gran intensificación del recu$rimiento de lamas ue se nota a menudo si se a.ade cola a una pulpa% Otros coloides del tipo general de las colas son la gelatina" la al$+mina" la sangre seca y la case#na%
)l almidón tiene la fórmula general BC ?G15On" en la ue n puede ser del orden de 5 a 155"555% la &idrólisis o el calentamiento divide estas mol'culas en unidades más c&icas llamadas de!trinas% Los almidones procedentes de distintas plantas tienen diversas propiedades" y las de!trinas ue de ellos se derivan difieren entre s# seg+n el almidón de ue proceda y el m'todo de degradación usado en su o$tención% Los almidones y las de!trinas solu$les usados como depresores forman soles coloidales en suspensiones diluidas, o sea" part#culas cargadas% *u ad&esión a las part#culas minerales es uizás un fenómeno electrostático ue no es del carácter implicado en una reacción iónica e!presa% )l ácido tánico Btanino y el e!tracto de ue$rac&o constan de mol'culas comple(as grandes de ácidos poli&idro!icar$o!#licos" cuya configuración es análoga a un &az de ar$ustos muy ramificados en los ue el tallo y las ramas son representa$les por cadenas &idrocar$onadas y el fruto por grupos car$o!#licos e &idro!#licos% Los pesos moleculares de estos &aces son lo $astante grandes para evitar su solución% )stos compuestos reaccionan con algunos iones metálicos Bespecialmente con &ierro para formar compuestos insolu$les y &umecta$les" como las tintas% Las principales aplicaciones de los coloides orgánicos son en la depresión del grafito y de las lamas micaceas o talcosas en la flotación de sulfuros y" en menor grado" en la depresión de lamas en la flotación" con (a$ones" de los minerales no metálicos% )l almidón se recomienda como depresor espec#fico de la moli$denita% )l e!ceso de estos compuestos deprime casi a todos los sólidos% )n todos los casos de depresión de part#culas ue normalmente flotan en el seno de la pulpa" la acción ue ocurre reside uizás en el $loueo mecánico de las superficies recu$iertas de colector ue impide el acceso a ellas de las $ur$u(as% La prod)cción de )na )per6icie 8idró6ila es otro modo de descri$ir la acción de los coloides orgánicos% )ste &ec&o concuerda tam$i'n con el e!perimento citado en el cap#tulo 14 en el ue la galena se recu$rió con de&idro!idifeniltiourea" pero este tipo de depresión no se usa industrialmente% La depreión de lo minerale de "an"a es" en efecto" otro modo de escri$ir la cláusula general con la ue concluye el primer párrafo en el ue se estudia el tema de la depresión% )n la flotación de las menas no metálicas se demuestra ue varias depresiones de ganga implican iguales tipos de mecanismos ue se usan para deprimir los sulfuros en la flotación de 'stos" a sa$er- in&i$ición de la activación y control de a$ertura de la superficie% )mpero" por lo general" en el caso de $astos ue tienen gangas no metálicas" en los ue la depresión de la ganga va (unto a un aumento o disminución acusada de su dispersión" este mecanismo apenas se &a investigado" y los resultados o$tenidos son muy escasos% ;o o$stante" en todos los casos investigados se o$serva ue la dispersión alta va (unto a un movimiento $roniano de las part#culas dispersas By de las del mismo material ue son demasiado gruesas para uedar en suspensión" y ue este movimiento se correlaciona con las condiciones de la pulpa ue tender#an a producir una capa superficial ionizada relativamente insolu$le en la superficie de las part#culas dispersas% As#" aunue la galena no se dispersa en el agua" si lo &ace al a.adir a 'sta iones de silicato o de car$onato% Los compuestos sulfo!idados de plomo son muy solu$les para conservar los ancla(es necesarios, el silicato y el car$onato de plomo son muc&o menos solu$les a+n en ausencia de sus iones respectivos en las soluciones" y con un e!ceso de estos iones las solu$ilidades de los recu$rimientos superficiales respectivos son re$a(a$les &asta el grado ue se desee% )mpero" se o$serva un cierto grado de solu$ilidad" no sólo por la dispersión y el movimiento $roniano" sino tam$i'n porue la superficie es recu$ri$le con etil!antato% Al ocurrir esto" el movimiento $roniano y la dispersión cesan e inicia la floculación% La oclusión de la superficie suprime la carga de 'sta ue &a$#a evitado o resistido al contacto entre part#culas% *in esta resistencia tal contacto provoca una ad&esión mediante fuerzas a+n no defini$les% )l sulfuro de zinc act+a de modo análogo con el ion arseniato" y en este caso se compro$ó la presencia de 'ste en la superficie% )n este caso se compro$ó tam$i'n ue la separación del ion por electrólisis o disolución origina la floculación%
Claro está ue una superficie ionizada es muy &idrófila y" por ende" nada suscepti$le a la ad&erencia de $ur$u(a Bv'ase cap#tulo 1?% )l movimiento $roniano de las part#culas no suspendidas más peue.as antes citadas apoya el supuesto de ue su superficie es del mismo carácter ue la de las ue están en suspensión" y esto lleva al supuesto adicional de ue las superficies de todas las part#culas del mismo mineral en la pulpa son de igual superficie &umecta$le% La acción depresora y dispersante del ion silicato so$re el cuarzo y los silicatos minerales se de$e a la supresión en el grado suficiente de la solu$ilidad de los compuestos de silicato en las superficies minerales para provocar la dispersión y evitar as#" el aprisionamiento mecánico de flóculos en la espuma% Duizás" tam$i'n sirve para cerrar la superficie &asta el grado necesario para evitar una activación fácil% )l &idro!ilión en concentraciones $a(as tam$i'n es un dispersante del cuarzo y de los silicatos minerales" aunue el mecanismo de este fenómeno a+n no es claro% )l ion car$onato suministrado por el car$onato de sodio" dispersa la calcita" algunos silicatos y ciertas lamas de ó!idos de &ierro% La depresión de la calcita ocurre" uizás" seg+n un mecanismo análogo al ue regula la acción del ion silicato con los silicatos% )s de suponer ue el &idro!ilión o$tenido en la &idrólisis del car$onato de sodio sea eficaz en el caso de los silicatos% Aunue no es seguro" las lamas de ó!ido de &ierro al ser mezclas tan comple(as" se supone ue su mecanismo incluye la formación de &idró!ido f'rrico%
GQ Q G*iO8%
La solu$ilidad del ácido sil#cico es lo $astante $a(a para ue sólo se disuelva una m#nima cantidad" por lo ue el cuarzo retiene un recu$rimiento del ácido ionizado" en el ue uno de los iones está anclado y el otro forma una do$le capa en el agua adyacente% )l efecto del ácido en una capa de este tipo ser#a el de disminuir la ionización al elevar la concentración del &idrogenión% Por ende" se evita la activación por los iones de calcio o de &ierro" cualesuiera de los cuales originar#an la flotación con ácido ol'ico% Por otro lado" con los minerales de silicato el primer efecto del ácido fuerte es de e!traer las $ases por li!iviación y de(ar un recu$rimiento de ácido sil#cico, enseguida la adición de más ácido producir#a la oclusión de la superficie" como ocurre con el cuarzo% Con las ganga de calcita" siderita o rodocrosita" el efecto pro$a$le de las pulpas muy ácidas era el de evitar la formación de los oleatos metálicos" ya ue 'stos se descomponen fácil por soluciones concentradas de los ácidos fuertes precipitándose el ácido ol'ico% *i la conce8ntración de &idrogenión se $a(a$a al formarse ácido car$ónico y luego CO 7 y G7O" se forma$a oleato metálico" con lo ue cesa$a la depresión% La +nica correlación del uso de ácido para deprimir a las lamas arcillosas en la flotación de sulfuros conocida es ue variaas menas Bno todas" con las ue el ácido demostró su eficacia" los sulfuros esta$an revestidos de
una capa de lamas en ausencia de ácido y la recuperación era $a(a" pero con ácido me(ora$a la recuperación y las part#culas ue flota$an ten#an una capa de lamas muy inferior%
