Universidad Arturo Prat Facultad de Ingeniería y Arquitectura Iquique - Chile
EFECTO DEL AGUA DE MAR EN LA FLOTACIÓN F LOTACIÓN DE COBRE Y ORO EN PRESENCIA DE BENTONITA Cadena Valor Proceso y Minas Sulfurada
Carrera: Ingeniería Civil Metalúrgica. Profesor: Christian Hernández Osorio. Integrante: Ronny Lara Chía.
ABSTRACTO En este estudio se investigó la flotación de una mena de d e cobre y oro con agua de grifo g rifo y agua de mar en presencia de 10% de bentonita. Se encontró que la bentonita tenía un efecto perjudicial sobre el cobre y el oro en flotación con agua de grifo, pero este efecto perjudicial se mitigó en agua de mar. Mediciones de Reología, pruebas de sedimentación y análisis CryoSEM se llevaron a cabo para entender el mecanismo de apuntalamiento. Parece que la alta viscosidad producida por la bentonita, debido a su capacidad de hinchamiento y estructuras de red reticuladas hidrodinámicamente, afectan negativamente en la flotación de cobre y oro en agua de grifo. Es interesante como el agua de mar reduce la capacidad de hinchamiento de la bentonita y modifica los modos de asociación de las plaquetas de bentonita en la pulpa de flotación, lo que resulta en la ruptura de los enlaces entre las estructuras con poros relativamente grandes, lo que contribuyó a la mejora en la flotación de cobre y oro.
ABSTRACT In this study, the flotation of a copper – gold ore in the presence of 10% bentonite in tap water and sea water was investigated. It was found that bentonite had a deleterious effect on copper and gold flotation in tap water, but this deleterious effect was mitigated in sea water. Rheology measurements, settling tests and Cryo-SEM analyses were conducted to understand the underpinning mechanism. It appears that the high viscosity produced by bentonite due to its swelling capacity and cross-linked network structures negatively affected flotation hydrodynamics and therefore copper and gold flotation in tap water. It is interesting that sea water reduced the swelling capacity of bentonite and modified the association modes of bentonite platelets in flotation pulp, resulting in the breakup of links between the structures with relatively large pores, which contributed to the improvement of copper and gold flotation.
INTRODUCCIÓN Los minerales de arcilla se asocian con un número de minerales y pueden presentar una variedad de problemas en la flotación de minerales tales como revestimiento de limo, alto arrastre de ganga y pulpas de alta viscosidad resultante en la recuperación bajo flotación de minerales y/o de bajo grado de concentración. Debido a los cargos anisotrópicos en los bordes y caras de los minerales de arcilla, los revestimientos de limo de arcilla se pueden producir en minerales cargados positiva y negativamente, deprimiendo la flotación de minerales (Peng y Zhao, 2011). En la flotación, minerales de arcilla también pueden ser flotados a través de un alto arrastre mecánico como resultado de sus tamaños coloidales, reduciendo significativamente el grado de concentración (Wang et al., 2013). También debido a sus cargas anisotrópicas en los bordes y caras, minerales de arcilla pueden formar una amplia gama de diferentes estructuras de agregado al aumentar la viscosidad de la pulpa de flotación. Zhang y Peng (2015) encontraron que la flotación de cobre y oro estaba bien correlacionada con viscosidad de la pasta en presencia de caolinita y bentonita. La caolinita aumento la viscosidad de la pasta ligeramente y tenía un efecto menor sobre la recuperación de cobre y oro en la flotación, mientras que la bentonita incrementó la viscosidad de la pasta disminuyendo significativamente la recuperación de cobre y oro. Por otro lado, con el agotamiento de agua dulce, el agua con una alta concentración de electrólitos inorgánicos en la industria de procesamiento de minerales se ha incrementado. Un número de plantas de flotación en Australia, Canadá, Chile e Indonesia son operados con agua de mar (Philippe et al., 2011). Está documentado que el agua salada tiene un efecto negativo o positivo en la flotación de minerales. La mejora de la flotación en presencia de electrólitos, como se observa en la flotación de carbón, se puede explicar por la compresión de la doble capa eléctrica del electrólito, lo que reduce la repulsión eléctrica entre los minerales y las burbujas valiosas (Kurniawan et al., 2011). Otro factor en la mejora de la flotación de minerales en agua salina es la formación de burbujas estables más pequeñas debido a la influencia de los electrolitos en la tensión superficial y solubilidad del gas (Pugh et al., 1997). Ambos factores son favorables para el proceso de unión de partículas de burbujas. También se documenta que un aumento de la fuerza iónica puede causar un efecto negativo en la flotación de minerales mediante la mejora de frothability y por lo tanto el
aumento de la recuperación de los minerales de la ganga. (Wang et al, 2013.; Manono et al, 2012.; Manono et al., 2013). En la ciencia de la arcilla, que establece que la asociación de partículas entre las plaquetas de arcilla determina el comportamiento reológico de suspensiones concentradas de arcilla. Debido a su estructura y propiedades de carga anisotrópicas, las plaquetas de arcilla pueden formar tres diferentes modos de asociación, borde a cara (E-F), de borde a borde (E-E) y de cara a cara (F-F) (Van Olphen, 1977). Los contactos E-F y E-E llevan a una voluminosa estructura tridimensional “casa de naipes”, acompañado por el aumento de la viscosidad. El
contacto F-F se refiere a la formación de agregados de plaquetas de arcilla en paralelo y conduce a copos más gruesos y más grandes. Se disminuye la viscosidad de suspensiones mediante la reducción del número de unidades disponibles para construir estructuras de gel y superficie disponible para las interacciones de partículas (Luckham y Rossi, 1999). Mientras tanto, las soluciones de electrolitos en diferentes fuerzas iónicas pueden modificar las estructuras de agregado de arcilla y, en consecuencia, la Reología de la lechada. Stawinski et al. (1990) investigaron la microestructura de la bentonita a diferentes concentraciones de sodio a través de la formación de imágenes SEM y se encontró que una pequeña adición de sales (10 mmol/lt) a una suspensión de bentonita condujo a la formación de agregados de tipo borde a borde, mientras que la mayor concentración de sales de adición (100 mmol/lt) dio lugar a la formación de agregados, de tipo cara a cara compacta. Heller y Keren (2001) estudiaron la Reología de suspensiones de bentonita con el mismo intervalo de concentración de NaCl (0-100 mmol/lt) y los resultados indicaron que la asociación de arcilla era el principal mecanismo que afectó a la viscosidad de la suspensión. Palomino y Santamarina (2005) también sugieren que las asociaciones de partículas minerales de arcilla eran una función de la concentración del electrólito, como resultado del equilibrio entre el van der Waals y la repulsión electrostática. En el trabajo anterior, hemos encontrado que las interacciones de partículas de mineral de arcilla en agua dulce modifican la Reología de la pasta, viéndose afectada en consecuencia la flotación de cobre y oro (Zhang y Peng, 2015). La presencia de diferentes iones en el agua de mar puede complicar aún más las interacciones minerales de arcilla de partículas en el sistema de flotación y, por tanto, este aspecto no ha sido estudiado, pero es importante, ya que una serie de minerales arcillosos están flotando en agua de mar.
En este estudio, la bentonita fue escogida como representante de minerales de arcilla que presentan estructuras con propiedades de hinchamiento. Montmorillonita, el principal componente de bentonita, es un mineral de arcilla en capas que pertenece al grupo de la esmectita. Las hojas delgadas de montmorillonita se mantienen juntas por los cationes de capa intermedia de puente (típicamente Na ) (Luckham y Rossi, 1999). Suspensiones de ⁺
bentonita muestran una tensión significativa de rendimiento incluso a una concentración baja debido a la alta hinchazón y la floculación de las plaquetas de arcilla fina producidas de una estructura similar a un gel viscoso (Goh et al., 2011). En este estudio, se estudió el efecto de la calidad del agua (agua de grifo frente a agua de mar) en la modificación de la asociación de partículas de bentonita y posterior flotación de cobre y oro.
EXPERIMENTAL Materiales y Reactivos Un mineral de Cobre-Oro con un bajo contenido en arcilla se trituro a un tamaño de -2,36 mm antes de la molienda y flotación. Las composiciones minerales de este mineral analizado por cuantitativa de difracción de rayos X (XRD) se muestran en la Tabla 1. Los principales minerales de ganga son cuarzo, albita, moscovita con clorito menor y caolinita. Las composiciones elementales de la mena se muestran en la Tabla 2 indicando 0,70% de Cu, 0,47 gr/ton de Au, 2,87% de Fe, 0,33% de Zn y 0,86% de lixiviación S. El diagnostico muestra que alrededor del 80% de Cu está asociado con minerales de cobre primarios y el resto está asociado con minerales de cobre secundario y óxidos. El mineral se conoce como “mineral limpio” en este estudio. La bentonita se adquirió de Grupo Sibelco, Australia.
Análisis XRD cuantitativo indica que la muestra de bentonita 63 wt% Montmorillonita, 25 wt% Albita y 12 wt% de Cuarzo. Tabla 1.- Composiciones minerales de la muestra de mineral limpio analizado por XRD (wt%). Cuarzo 27
Albita 46
caolinita 5
moscovita 11
clorito 6
calcopirita 1
Pirita 2
carbonatos 2
Tabla 2.- Elementos clave de la muestra de mineral limpio. Cobre (%) 0.70
Gold (g / t) 0.47
Hierro (%) 2.87
Zinc (%) 0.33
Azufre (%) 0.86
La distribución de tamaño de partícula de la muestra de bentonita se midió mediante un difractor láser Malvern Mastersize (Malvern Instrument Ltd., UK). El procedimiento detallado se describe en otra parte (Zhang y Peng, 2015). La distribución de tamaño de partícula de descarga del molino del mineral limpio se midió usando mallas húmedo/seco de 425 micras a 38 micras. Las distribuciones de tamaño de la muestra de mineral de arcilla y mineral limpio de tierra se muestran en la Fig1. La muestra de bentonita es muy fina con partículas de 70% más pequeño que 10 µm, mientras que el P80 de la mena limpia de suelo es 212 µm.
Fig1.- Distribuciones de tamaño de la muestra de bentonita y mineral limpio de suelo.
Isopropil Xantato de Sodio (SipX) y Cytec Aero 3894A (un Tionocarbamato) se utilizaron en este estudio como colectores. Huntsman polyfroth W22 fue utilizado como espumante. Agua del grifo y de mar artificial se utilizaron en el estudio en paralelo. El agua de mar utilizada en este estudio fue la misma que se utilizó en la planta de flotación del patrocinador. Su composición se muestra en la Tabla 3. El agua de mar se preparó disolviendo 35 gr de Sal API acuario comprado a Edad de acuarios, Australia en agua desionizada para compensar un 1 Lt. Tabla 3.- Composiciones químicas de agua de mar utilizadas en este estudio (mol/Lt). Na + 0.60609
K+ 0.00024
mg 2+ 0.00002
Ca 2+ 0,00019
Cl 0.60714
SO 4 20,00023
Trituración y Flotación 1 Kg de muestra de mineral limpio triturada se molió en un molino de barras de acero inoxidable de laboratorio con varillas de acero inoxidable a 50% de sólidos para obtener 80% de partículas que pasan a 212 µm con la adición de 8 gr/Ton de Cytec 3894A. A continuación, el vertido de la planta se transfiera a una celda de 3,0 Lt. Con el fin de estudiar el efecto de bentonita en la flotación de cobre y oro en aguas diferentes, se preparó una serie de mezclas artificiales de la mena limpia y bentonita. Para cada prueba, una cantidad calculada de suspensión de mineral limpio (0 a 10% del sólido total en peso) en cada caso fue sacado de la celda de flotación y se sustituye por la misma cantidad de una
suspensión de bentonita bien mezclada de manera que la concentración de bentonita en la mezcla era 10%, mientras que la densidad de sólidos para todas las pruebas se mantuvo constante. Después, la suspensión mixta se acondicionó con colector SipX (6 gr/ton) y espumante (15 gr/ton) antes de la flotación. Durante la flotación, se recogieron cuatro concentrados después de tiempos acumulativos de 1, 3, 7 y 17 min. Después del segundo concentrado se añadieron SipX (4 gr/ton) y espumante (15 gr/ton) de nuevo a la pulpa. La flotación se hizo funcionar a un caudal de aire de 8,0 Lt/min. La velocidad del impulsor se mantuvo constante a 800 rpm. Lime se utilizó para controlar el pH 9,5 al final de la molienda y durante la flotación. Medición de la Reología Mediciones de Reología se llevaron a cabo con un reómetro Ares (TA Instrument Ltd., US), que emplea un programa de cálculo de modo que se calculan directamente los parámetros de medición, tales como tensión de cizallamiento, la viscosidad, y par motor. Se utilizo una geometría Couette con un cilindro interior estacionario y un cilindro exterior giratorio. Todas las mediciones de Reología se analizaron a temperatura ambiente alrededor de 22 °C. El reómetro se hizo funcionar en un modo de tensión controlada, donde la velocidad de cizallamiento se fijó y se midió el par requerido. Cada medición requiere una muestra de 15 ml que fue transferido por una jeringa de 20 ml de la celda de flotación antes de que se llevara a cabo la prueba de flotación. Reogramas se generaron en el intervalo de velocidad de cizallamiento de entre 4 y 300 s‾¹ para 100 s para obtener curvas completas.
Ensayos de Sedimentación Pruebas de sedimentación se llevaron a cabo con suspensiones de bentonita en 3% en peso utilizando tanto agua del grifo y de mar en la línea con la flotación. Pruebas de sedimentación pueden proporcionar información indirecta sobre la propiedad de hinchamiento de suspensiones de bentonita. En este estudio, la suspensión se transfiere a un cilindro graduado de 500 ml después de ajustar su pH a 9,5. A continuación, el cilindró se tapó y se invirtió 4 veces para garantizar que la suspensión se mezcló bien. Pruebas de sedimentación a largo plazo se llevaron a cabo y se registró la posición de la interfase sólido-líquido.
Cryo-SEM La técnica Cryo-SEM se utiliza ampliamente en muchas aplicaciones para evitar cambios en la estructura inducidas por secado al vació o la liofilización ya que el agua se vitrifica sin cristalización como el hielo (Battersby et al., 1994). Dos tubos de Cobre largos con diámetro exterior de 4 mm y diámetro interior de 3 mm se unen entre si mediante pegamento para mantener las muestras líquidas. Las muestras fueron hilo en el tubo de cobre usando una pipeta de calibre ancho. El tubo de cobre con el interior de la muestra se selló con cera dental, se coloca en un recipiente y se sumergió en nitrógeno líquido. Cada muestra se conservó en nitrógeno líquido hasta que fue transferido a la cámara de preparación de la muestra de la emisión de campo microscópico electrónico de barrido pistola PHILIPS XL30 (FESEM) equipado con Oxford Cryo-transferencia y la etapa de la fractura. Después, el tubo superior de los tubos de pegamento articulado fue derribado por un cuchillo de metal en la etapa de fractura para exponer una superficie de la muestra fresca dentro del tubo. La temperatura de la muestra se elevó a 175 K para sublimar el agua vitrificada, a razón de 6 nm/s para 2 min estimando 720 nm de agua vitrificada sublimada. La muestra fue eventualmente recubierta por plasma de platino durante 3 min para formar un recubrimiento grueso de platino de 3 nm para evitar la carga durante el proceso de formación de imágenes. El FESEM se hizo funcionar a 10 Kv de tensión.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Rendimiento de la Flotación Fig2 y 3 muestran los resultados de mineral limpio de cobre y oro, con y sin la adición de 10% de bentonita en agua de grifo y agua de mar, respectivamente. En comparación con la flotación de la línea de base en ausencia de bentonita, la adición de 10% de bentonita disminuyo las recuperaciones de cobre y oro de 83,1% y 77,7% a 74% y 72%, respectivamente, en agua de grifo después de la finalización de 17 min de flotación (Fig2). La depresión de cobre y oro en la flotación a causa de la bentonita se debe al aumento de la viscosidad de la pulpa de flotación, que se ha informado en el estudio anterior (Zhang y Peng, 2015). Otros estudios también han indicado que existe una fuerte relación entre el rendimiento de la flotación y las propiedades reológicas de la pulpa. Bakker et al. (2009) y Shabalala et al. (2011) encontraron que los cambios en la Reología de suspensiones de minerales influenciados en la hidrodinámica dentro de las celdas de flotación y por lo tanto de flotación sub-procesos que incluyen dispersión de gas y la unión de partículas de burbujas, así como la movilidad de las partículas y burbujas mineralizadas en la fase de pulpa.
Fig2.- Grado de cobre y oro en función de la recuperación de cobre y oro en la flotación de mineral limpio con (puntos rellenos) y sin (puntos huecos) adición del 10% de bentonita.
Mientras que en el agua de grifo la presencia de bentonita era perjudicial para el cobre y el oro, el agua de mar reduce el efecto negativo de la bentonita en el cobre y el oro. Como se muestra en la Fig3, las recuperaciones de cobre y oro aumentaron de 74% y 72% cuando la
mezcla de mineral de bentonita se hizo flotar en agua del grifo a 81% y 75% cuando la misma mezcla se hizo flotar en agua de mar, respectivamente. Mientras que en la investigación anterior de la flotación deprimido por la bentonita en agua del grifo se atribuyó al aumento de la viscosidad de la pulpa de flotación, la mejora en el rendimiento de la flotación de cobre y oro en presencia de bentonita en agua de mar puede resultar del comportamiento reológico alterado de bentonita en agua de mar, que se estudió en la siguiente sección.
Fig3.- Grado de cobre y oro en función de la recuperación de cobre y oro en la flotación de mineral limpio con (puntos rellenos) y sin (puntos huecos) adición del 10% de bentonita.
Efecto del agua de mar sobre la Reología de pasta Para entender la razón de la mejora en rendimiento de la flotación de cobre y oro en presencia de bentonita en agua de mar, se llevaron a cabo mediciones de Reología de la pulpa y pruebas de sedimentación de bentonita. Fig4 muestra los reogramas de lodos de mineral limpio en la ausencia y presencia de bentonita en agua de grifo y de mar. Como puede verse, la suspensión de mineral limpio en agua de grifo y de mar sin la adición de cualquier bentonita visualiza un fluido newtoniano con el esfuerzo de cizallamiento frente a la curva velocidad de cizallamiento es lineal y pasa por el origen. La adición de 10% de bentonita, sin embargo, provocó la suspensión de mineral limpio a comportarse como un fluido no newtoniano con limite elástico. La presencia de tensión de fluencia indica que estructuras complejas se forman en las suspensiones y el valor de rendimiento indica la estabilidad de la estructura de la red en contra de fuerzas de cizallamiento. Mientras que no hubo una diferencia obvia entra
las viscosidades de las suspensiones de mineral limpio en agua de grifo y mar, la viscosidad de suspensiones de mineral limpio en la presencia de bentonita se redujo significativamente en agua de mar a través de todas las velocidades de cizallamiento medidos. Por ejemplo, a una velocidad de cizallamiento sobre 1,33 veces menor que en agua del grifo, lo que indica que la estructura de suspensión de bentonita formado en agua de mar era menos resistente al esfuerzo cortante de aquel en agua del grifo. Además, el valor límite de fluencia inferior de la suspensión mineral de bentonita limpia en agua de mar indica que la estructura formada en agua de mar era menos estable que en agua del grifo. Como se demostró en nuestro estudio anterior (Zhang y Peng, 2015), el cobre y el oro deprimido en presencia de bentonita en agua dulce fue causado por el aumento en la viscosidad de la pulpa de flotación. Por la misma razón, la mejora de rendimiento de la flotación en agua de mar podría atribuirse a la disminución de la viscosidad de la pasta.
Fig4.- Reogramas de lodos de mineral limpio en la ausencia y presencia de bentonita en agua de mar (puntos rellenos) y agua de mar (puntos huecos).
Fig5 muestra las suspensiones instantáneas de sedimentos de bentonita en agua de grifo y agua de mar después de 20 min de sedimentación. Como el componente principal de la bentonita, capas de montmorillonita se llevan a cabo tan sueltas que el agua puede penetrar entre plaquetas de arcilla resultantes en intercristalina y la hinchazón osmótica (MüllerVONMOOS y Løken, 1989). Como resultado de la alta capacidad de hinchamiento, la distancia entre capas de bentonita puede aumentar a 3-4 nm, acompañada de un aumento de
viscosidad (Luckham y Rossi, 1999). La bentonita totalmente hinchada puede tomar hasta 10 veces su peso y aumentar su volumen en 20 veces (Norrish, 1954). Como se muestra en la Fig5, en agua del grifo después de 20 min de sedimentación, la suspensión se mantuvo al estado de gelificación sin ninguna interfaz sólido-líquido obvio. La ausencia de esta interfaz y el volumen del gel de alta indican que una estructura de red estable se formó en la suspensión. Por otro lado, se sabe que las soluciones de sal tienen la capacidad de reducir la capacidad de hinchamiento de la bentonita. En particular, se espera que la hinchazón osmótica que resulta de la diferencia en la concentración de iones cerca de las superficies de arcilla y en el agua de los poros a ser reducida en agua de mar. Como se indica por la sedimentación rápida de suspensión de bentonita en agua de mar en la Fig5, la capacidad de hinchamiento rápido y bajo volumen de sedimento en el agua de mar también sugieren que las estructuras complejas de suspensión de bentonita podrían ser interrumpidas.
Fig5.- Snapshot de sedimentos de suspensiones de bentonita en agua del grifo (izquierda) y agua de mar (derecha) después de 20 min.
Asociación de las plaquetas de bentonita en agua del grifo y de mar Además de la hinchazón, otro posible factor que contribuye a la alteración de la Reología de pulpa por agua de mar es a través de la agregación de las partículas de bentonita y la posterior formación de estructuras de red. Para controlar la asociación de las plaquetas de bentonita en agua de grifo y de mar bajo el contexto de flotación, estudio Cryo-SEM en la pulpa de flotación se llevó a cabo. Las imágenes Cryo-SEM de la pulpa de flotación del mineral limpio en presencia de 10% de bentonita bajo diferentes resoluciones en agua de grifo y agua de mar se muestran en la Fig6. Como puede verse, en la misma resolución, mientras que las estructuras de red reticuladas de bentonita que se forman en agua de grifo, los enlaces entre las estructuras en la dirección horizontal se rompieron en agua de mar con las redes relativamente sueltas. Esto confirma los resultados obtenidos a partir de ensayos de sedimentación que muestran sedimentación rápida de suspensión de bentonita en agua de mar debido a la ruptura de las estructuras de red. También es consistente con las mediciones de Reología con estructuras de redes formadas por minerales de arcilla que es menos estable bajo la condición de alto cizallamiento en agua de mar.
Fig6.- Imágenes Cryo-SEM de la pulpa de flotación del mineral limpio en presencia de 10% de bentonita bajo diferentes resoluciones (parte superior 4000 ×, parte inferior 8000 ×) en agua de grifo (A y C) y agua de mar (B y D).
En el agua de mar, las plaquetas de bentonita en la pulpa de flotación estaban presentes en largas E-E cuerdas conectadas y F-F contactos con capas muy finas y los agregados, mientras que los contactos E-F eran muy pocos. En contraste, las plaquetas de bentonita en agua del grifo se asociaron en los modos de E-E, F-F y E-F, con compactos más densos y agregados como se muestra en la Fig6. Mientras que en el agua del grifo los vínculos E-E y E-F fueron los responsables de la formación de estructuras relativamente sueltas en agua de mar era debido a la escasez de E-F vínculos, que resultó de la transición de E-F asociados en F-F asociación. En presencia de iones y en un medio alcalino (pH=9,5 en este estudio actual), tanto las caras basales y los bordes rotos de partículas de bentonita están cargados negativamente y pueden agregarse en tres modos diferentes: borde (-) / borde (-), borde (-) / cara (-) y cara (-) / cara (-) (Lagaly, 1989). El aumento de la fuerza iónica produce atractivo potencial entre los bordes (-) y los bordes (-) o bordes (-) y las caras (-). A mayor fuerza iónica, el potencial entre las caras también se convierte en atractivo. Las partículas entonces
cara agregado a cara de manera que una estructura ligada a través de los resultados del sistema. Este punto de vista es apoyado por el estudio de Tombácz y Szekeres (2004) quien sugirió que, debido a un aumento de la fuerzo iónica, la superposición de la doble capa eléctrica dominante comprimido en las superficies basales de bentonita probablemente condujo a los agregados F-F orientadas. El agua de mar utilizada en este estudio tenía una salinidad de aproximadamente 3,5% (fuerza iónica = 0,6076). Stawinski et al. (1990) observaron que mientras que E-F agregación de partículas de bentonita fue dominante en agua destilada, una alta concentración de electrólitos (por encima de 0,1 M para Na ) condujo ⁺
a la formación de agregados compactos F-F, de acuerdo con este estudio. Una transición de borde (-) / cara (-) para la asociación cara (-) / cara (-) también se discutió por Lagaly y Ziesmer (2003) que señala se determinó por la asociación borde (-) / cara (-) por el ángulo entra las dos partículas de arcilla y el espesor de las partículas. El potencial de esta asociación era aparentemente muy pequeño para las partículas de bentonita en agua de mar como las capas eran muy finas (Fig6). Como se mencionó anteriormente, F-F agregados tienen una estructura más densa con una viscosidad relativamente baja. Por lo tanto, se puede concluir que, además de reducción de la capacidad de hinchamiento, la disminución de la viscosidad de la pulpa de flotación en agua de mar también se relacionó con la asociación partícula de arcilla y posterior interrupción de los enlaces entre las estructuras de red. El tamaño de poro de la red de bentonita en agua de grifo se estimó en ~5 micras de CryoSEM micrografía (Fig6 A y C). Similar a las redes fibrosas, se espera que los tamaños reales de los poros a través de la cama de la red de bentonita para ser incluso más pequeño, ya que la macro-red es típicamente en forma de capas de muchas redes pequeñas (Switzer et al., 2004). Tamaño de la burbuja típica en flotación es de 1-2 mm y esto es mas grande que el tamaño de poro de red. Por tanto, es poco probable que las burbujas penetren fácilmente a través de la red o agregados, que también puede aplicarse de una forma de espuma normal, que se observó durante las pruebas de flotación de mineral en presencia de 10% de bentonita en agua de grifo. Por otra parte, las redes de bentonita en agua de mar eran más grandes (Fig6 B y D), lo cual es beneficioso para el movimiento de burbujas y agregados burbujas de partículas, mejorando el rendimiento en la flotación de cobre y oro.
CONCLUSIONES El actual estudio encontró que el agua de mar mitiga los efectos nocivos de la bentonita en la flotación del cobre y oro, observando en agua del grifo una reducción simultánea de la viscosidad de la pasta. Mientras que las estructuras de red reticuladas formadas por las plaquetas de bentonita fueron capturadas en agua dulce, el agua de mar reduce la capacidad de hinchamiento de la bentonita y también modifica los modos de asociación de las plaquetas de bentonita en la pasta, en particular, desde el borde (-) / cara (-) hasta la cara (-) / cara (-), resultando en la ruptura de los enlaces entre las estructuras con tamaños relativamente grandes de los poros. La disminución de la viscosidad de la pasta junto con los tamaños de poros agrandados en su vez mejorado de burbujas y partículas con rendimiento de flotación mejorada.
Presentación Flotación Industrial Introducción En este estudio se investigó el efecto del agua de mar y de grifo en concentrado de cobre y oro con 10% de bentonita, ya que, con el agotamiento de agua dulce, el uso de agua de mar que posee una alta concentración en electrolitos inorgánicos se ha visto incrementado. La bentonita es un tipo de arcilla de la montmorillonita y puede presentar una variedad de problemas en la flotación tales como arrastre de ganga, aumentar la viscosidad de las pulpas y generar un revestimiento de limo. Desarrollo Experimental La mena de cobre se trituró a un tamaño inferior a 2,36 mm antes de la molienda y flotación. La mena presentaba cuarzo, albita, caolinita, moscovita, clorito, calcopirita, pirita y carbonatos, presentando un 0,7% en Cu y 0,47 gr/ton de Au. La bentonita utilizada presentó 63% de monmorillonita, 25% de albita y 12% de cuarzo. La muestra de mena utilizada en la flotación presento un P80 de 212 µm, mientras que la muestra de bentonita presento un tamaño de 10 µm. Se utilizaron como colectores Xantato de Sodio y Cytec Aero 3894A. De espumante se utilizó el espumante Hunstman Polyfroth W22. Se adicionó 1 Kg de mineral con 8 gr/ton de Cytec Aero 3894A, para luego ser vertido en una celda de 3 lt. Antes de la flotación se adicionó 6 gr/ton de Xantato junto a 15 gr/ton de espumante. Se recogieron concentrados en tiempos de 1, 3, 7 y 17 min. Luego del segundo concentrado se añadieron 4 gr/ton de Xantato y 15 gr/ton de espumante. Se utilizó un caudal de aire de 8 lt/min, con una velocidad de 800 rpm a un pH de 9,5. Se realizaron en paralelo pruebas de sedimentación a muestras de mineral con contenido de bentonita.
Resultados En esta figura se puede apreciar las recuperaciones de Cu y Au utilizando agua de grifo con y sin presencia del 10% de bentonita. Se puede apreciar que la recuperación de cobre y oro disminuyo de 83,1% y 77,7% a 74% y 72% al agregar la bentonita, esto se debe al aumento de la viscosidad de la pulpa de flotación que genera el agua de grifo sobre la bentonita. Este efecto se vio mitigado al momento de utilizar agua de mar, permitiendo un aumento en las recuperaciones de cobre y oro de 74% y 72% a 81% y 75%. Esto se debió a que la bentonita en agua de mar reduce el esfuerzo de cizallamiento traduciéndose en una disminución de la viscosidad, en simples palabras, la sustancia generada al usar agua de mar es menos estable que la generada al utilizar agua industrial. En esta imagen se puede apreciar una vista en microscopio de lo que sería una pulpa con y sin el 10% de bentonita. Se puede ver que la pulpa con presencia de bentonita presente capas verticales mientras que la pulpa con presencia nula de bentonita presente capas que van en todas direcciones, esto indica que el orden estructural aleatorio de las capas genera una viscosidad más alta que se traduce en una sustancia más estable, mientras que, por otro lado, el agua de mar reduce la capacidad de hinchamiento de la bentonita y permite una menor viscosidad la cual favorece a la flotación. Conclusión A través del estudio se encontró que el agua de mar mitiga los efectos nocivos de la bentonita en la flotación de cobre y oro. El agua de mar reduce la capacidad de hinchamiento de la bentonita, mientras que al agua de grifo la aumenta.
