El reporte de los efectos de los métodos de molienda y el medio de molienda sobre la actuación de los sulfuros minerales se ha mostrado que el ambiente químico de la pulpa, la composición mineral, las propiedades y el tipo de medio de molienda, el método de reducción de tamaño de partícula, las etapas de pre-acondicionamiento antes de la flotación y las interacciones de los reactivos durante la molienda (y el acondicionamiento) pueden influenciar las subsecuentes etapas de flotación. Estos factores son revisados y discutidos en relación con la flotación de sulfuros minerales de cobre. Las interacciones galvánicas entre minerales sulfurados y el medio de molienda de hierro incrementa los niveles de hierro, bajan la concentración de niveles de oxígeno disuelto en la solución resultando en la formación de hidróxidos de hierro. Estos cambios pueden ser perjudiciales para la flotación de cobre. Ha sido demostrado que la bola de aleación de alto cromo tiene efectos beneficiosos en la actuación de la flotación de algunos sistemas limitando la formación de hidróxidos en la pulpa. Así como, la interacción interacción galvánica galvánica entre los sulfuros minerales puede ocurrir, dependiendo de la mineralogía de los minerales ellos pueden influenciar la eficiencia de separación en flotación. Mientras la adición de reactivos, como colectores, cal o cianuro, durante la molienda puede alterar la química de la pulpa, hay poca evidencia clara en la literatura que en su adición durante la molienda ha tenido alguna influencia fuerte en la subsecuente flotabilidad de las partículas de minerales sulfuros. Se ha observado mejoras en la recuperación por flotación siguiendo una completa molienda autógena en comparación con un molido convencional usando rodillos y bolas del mismo tamaño. Introducción
La molienda en húmedo en un molino de bolas seguido por una flotación es la practica general para el benéfico de minerales de cobre, en donde los principales minerales con valor comercial son: calcopirita (CuFeS 2), bornita(Cu 5FeS4), covelita (CuS) y calcocita (Cu 2S). La respuesta de flotación de minerales puede ser
influenciada por condiciones de molienda, incluyendo los minerales con el medio de molienda, la generación o presencia de especies oxihidroxidos en la pulpa, la atmosfera gaseosa usada en la molienda, los efectos de algunos reactivos añadidos, y el tipo de método empleado. Las interacciones complejas que ocurren entre los sulfuros minerales y el tipo de medio de molienda son poco comprendidas. En general estas interacciones ocurren en la fase acuosa por disolución y Redisposición de sus iones o sus productos de hidrolisis, interacción electroquímica (acoplamiento galvánico) y reacciones superficiales in situ como la oxidación. El tema específico del acoplamiento galvánico o la interacción entre minerales y medio de molienda ha tenido mucha atención en años recientes. Después de numerosos estudios en el efecto de la interacción galvánica durante la molienda, se ha documentado una pequeña evidencia de los efectos del ambiente de molienda en las etapas siguientes de flotación, particularmente para operación de plantas. Muchos laboratorios han hecho trabajos sobre minerales aislados (puros), en soluciones, celdas de flotación de baja densidad de pulpa a pequeña escala, o en molinos de laboratorio por lote usando condiciones y medios poco prácticos en concentradoras de sulfuros modernas. Estas limitaciones fueron vistas por Graham and Heathcote (1982) quien redujo la eficiencia de su celda de flotación de
laboratorio y añadió hierro metálico para bajas concentraciones de oxígeno disuelto en la pulpa para simular mejor las condiciones de planta. Evaluar los cambios a escala de la planta sería demasiado costoso, debido a que tienen que ser pruebas prolongadas para asegurar que los efectos de cualquier cambio en el circuito se vean claramente; el desarrollo de Magotteaux (Greet et al., 2004) ha tenido mejor simulación de laboratorio y condiciones de planta permitiendo
que el pH y el potencial de la pulpa sea controlado durante la molienda y acondicionamiento de post-molienda (Pietrobon et al., 2004) . Los factores clave como las interacciones medio de molienda-mineral, métodos de medio de molienda, tipo de molienda, propiedades minerales (cobre) potencial redox y efecto de los hidróxidos, la influencia del ambiente gaseoso es discutida en
influenciada por condiciones de molienda, incluyendo los minerales con el medio de molienda, la generación o presencia de especies oxihidroxidos en la pulpa, la atmosfera gaseosa usada en la molienda, los efectos de algunos reactivos añadidos, y el tipo de método empleado. Las interacciones complejas que ocurren entre los sulfuros minerales y el tipo de medio de molienda son poco comprendidas. En general estas interacciones ocurren en la fase acuosa por disolución y Redisposición de sus iones o sus productos de hidrolisis, interacción electroquímica (acoplamiento galvánico) y reacciones superficiales in situ como la oxidación. El tema específico del acoplamiento galvánico o la interacción entre minerales y medio de molienda ha tenido mucha atención en años recientes. Después de numerosos estudios en el efecto de la interacción galvánica durante la molienda, se ha documentado una pequeña evidencia de los efectos del ambiente de molienda en las etapas siguientes de flotación, particularmente para operación de plantas. Muchos laboratorios han hecho trabajos sobre minerales aislados (puros), en soluciones, celdas de flotación de baja densidad de pulpa a pequeña escala, o en molinos de laboratorio por lote usando condiciones y medios poco prácticos en concentradoras de sulfuros modernas. Estas limitaciones fueron vistas por Graham and Heathcote (1982) quien redujo la eficiencia de su celda de flotación de
laboratorio y añadió hierro metálico para bajas concentraciones de oxígeno disuelto en la pulpa para simular mejor las condiciones de planta. Evaluar los cambios a escala de la planta sería demasiado costoso, debido a que tienen que ser pruebas prolongadas para asegurar que los efectos de cualquier cambio en el circuito se vean claramente; el desarrollo de Magotteaux (Greet et al., 2004) ha tenido mejor simulación de laboratorio y condiciones de planta permitiendo
que el pH y el potencial de la pulpa sea controlado durante la molienda y acondicionamiento de post-molienda (Pietrobon et al., 2004) . Los factores clave como las interacciones medio de molienda-mineral, métodos de medio de molienda, tipo de molienda, propiedades minerales (cobre) potencial redox y efecto de los hidróxidos, la influencia del ambiente gaseoso es discutida en
detalle en este review. Cabe señalar que hay muchos solapamientos entre algunos de estos factores con respecto a sus efectos sobre la flotación. Interacción química del medio de molienda y los minerales sulfuros
Los minerales sulfuros son más nobles electroquímicamente que los medios de molienda de acero (bolas y rodillos) y consecuentemente desarrollan altos potenciales de reposo bajo algunas condiciones (Rao et al., 1976; Yelloji Rao and Natarajan, 1989a). Durante el intimo contacto entre el medio de molienda y minerales sulfuros, las interacciones galvánicas se producen comúnmente, el medio de molienda de acero (hierro forjado), siendo más activo (menos noble) que los minerales sulfuros, actúa como ánodo y se somete a una oxidación,
mientras que los sulfuros actúan como cátodos siendo sitios para la reducción. El resultado neto de tales interacciones puede ser no solo un incremento en un desgaste corrosivo del medio de molienda, pero también un cambio en las propiedades superficiales y la química de la pulpa de los minerales, que en turno afectan las etapas subsecuentes de la flotación. El potencial de la pulpa normalmente es afectado y el control practico de las condiciones redox en la suspensión de la flotación se hace cada vez más difícil, dependiendo en parte de las interacciones galvánicas. Aunque el potencial de la pulpa durante la molienda puede ser importante tanto en el acondicionamiento antes de la flotación, como en la determinación de la eficiencia de la flotación ya que controla la oxidación de los minerales sulfurosos y por lo tanto la liberación potencial de las especies activadoras (Grano and Huang, 2006) , otro efecto importante de la interacción entre sulfuros y medio de hierro de molienda es que la cantidad de oxígeno disuelto en el medio es reducida. Los efectos de la interacción entre los medios de molienda y los minerales sulfuros se resumen a continuación, tomando referencia especial en la flotación de sulfuros de cobre.
2.1 Efecto del potencial de la pulpa
Cuando hierro metálico presente en el medio de molienda de acero es oxidado en la reacción anódica mostrada, ecuación 1 y 2, puede ocurrir: Fe0+ 2OH-- = Fe(OH)2+2e
−
Fe(OH)2 +OH-- = Fe(OH) 3 +e-
(1) (
2)
La oxidación de hierro puede ser fuertemente favorecida, en la mayoría de condiciones, la reducción del contenido de oxigeno de la pulpa da como resultado la reducción catódica mostrada en la siguiente ecuación:
(3)
Las mediciones de un potencial de un electrodo indicador como el de platino en combinación con un electrodo adecuado no polarizable exhiben un potencial mixto (Rand and Woods, 1984) entre el desarrollo de un potencial mixto por un proceso
anódico Ec.1 y el desarrollo de una reacción catódica Ec3. El potencial exacto refleja la tasa relativa (densidad de corriente de intercambio) para cada celda de reacción. La medición del potencial de la pulpa, referenciado al electrodo estándar de hidrogeno (SHE), depende de este potencial mixto, y el potencial resultado de otra reacción redox como de añadir colectores. En la mayoría de los sulfuros, las reacciones electroquímicas descritas anteriormente dan lugar a la eliminación del oxígeno disuelto del sistema, cambiando el potencial mixto hacia un valor más negativo reductor o catódico y disminuyendo el potencial de la pulpa. Puesto que la mayoría de la molienda de sulfuros se realiza en molinos de hierro, se observaron reducciones fuertes de los potenciales da la pulpa de la molienda,
siempre que estas mediciones se hayan realizado en plantas funcionales (Woodcock and Jones, 1970a, b; Graham and Heathcote, 1982; Grano et al., 1994).
En un molino cerrado, la oxidación del medio por reacción con el oxigenó hasta que el oxígeno disponible es consumido. El pH de la pulpa puede también ser reducido simultáneamente reducido, presumiblemente por el consumo de iones hidróxido para formar precipitados con iones férricos y ferrosos. Esto se discute en otra sección.
En un molino de sistema abierto, el consumo de oxigeno continua durante la molienda. Los estudios de laboratorio realizados con mineral es sulfuros (Fernandez et al., 1991) han confirmado que una molienda prolongada con medio de hierro
aumenta (mejora) las condiciones reductoras y, por tanto, cuanto más larga sea la molienda, menor será el potencial de la pulpa. La influencia reductora en la pulpa de flotación causada por dicha interacción ha sido reportada en muchos estudios (Forssberg et al., 1993; Leppinen et al., 1998; Martin et al., 1991; Yuan et al., 1996a, b). una preocupación con la reducción del potencial de la pulpa es que
podría caer a niveles por debajo de aquel para el que los colectores de tipo tiol, tales como xantatos, pueden adsorberse en la superficie del mineral y su flotación pueda ser inhibida. Rao et al. (1976) sugirió que el alcance de la caída del potencial de la pulpa causado por la molienda de hierro era mayor cuanto mayor es la superficie del hierro, y cuando el pH de la pulpa de molienda pasa de valores neutros a valores alcalinos.
El primer efecto parece lógico, pero las razones de esta última sugerencia no son claras. El grado en que la reducción de la pulpa se va dando durante la molienda con medios de hierro está relacionado naturalmente con el tipo de medio utilizado. Leppinen et al. (1998) encontró que, dependiendo del mineral, la diferencia de
potencial (después de la molienda) para minerales complejos de sulfuros entre la molienda en hierro y acero inoxidable fue de aproximadamente 100-250 mV, mientras Kelebek et al. (1995) ha reportado diferencias de 500 a 600 mV para
minerales sulfuros cobre-níquel ricos en pirrotita en la etapa inicial de molienda.
Leppinen et al. (1998) también noto que una etapa larga de aireación después de la molienda y antes de la flotación debería reducir esta diferencia de potencial de 20 a 30 mV . Los efectos de los diferentes tipos de medio en la flota ción
de cobre son discutidos en detalle más tarde. La presencia de oxigenó acelera la oxidación del hierro ya que sirve como reactivo esencial para la reacción catódica (Ec. (3)) esto es, la disolución de hierro a partir de los medios molienda toma lugar en menor medida en ausencia de oxígeno. Esto fue confirmado (para calcopirita) por Yelloji Rao and Natarajan (1988a) en una flotación de un solo mineral. Ellos también encontraron que hubo una relación directa entre la cantidad de hierro disuelto y la flotabilidad en calcopirita, con un incremento en la disolución de hierro resultando en una flotación pobre. Los análisis de superficie confirmaron la presencia de especies oxihidroxidos de hierro en la superficie de la calcopirita y concluyeron que la adsorción de estas especies fue la responsable de la flotabilidad pobre de la calcopirita. Las posibilidades de las especies de hierro derivadas de la calcopirita no fueron consideradas y no se
reportaron datos de recuperación de tamaño. El aire es el gas más común usado en la flotación por lo que los minerales en la pulpa son normalmente sometidos a una aireación desinhibida la mayoría de las plantas operan en potenciales de aire que esta usualmente en un rango de +100 a +300 mV en SHE. Para operar a un potencial menos positivo (o negativo) se requiere la adición de agentes reductores, que también pueden ser costosos y pueden llevar a consumir más reactivos que sonla consumidos por el oxígeno en la flotación. Un ejemplo es la aplicación de NaSH (sulfhidrato de sodio) en un circuito de flotación selectiva de cobre-molibdeno donde la eficacia y el consumo de reactivos pueden mejorarse utilizando nitrógeno como gas en la flotación (Poorkani and Banisi, 2005).
La flotabilidad de sulfuros de cobre como calcopirita es sabido que depende fuertemente del potencial de la pulpa. Desde que el potencial de la pulpa es reducido durante la molienda en un ambiente de hierro, se debe aumentar hasta conseguir un potencial adecuado para que se dé la flotación de los minerales de cobre. En la
práctica, esto es usualmente logrado automáticamente en las primeras etapas de flotación o en una etapa de aireación (pre-acondicionamiento) (Graham and, Heathcote, 1982). Los hidrociclones, que a menudo están entre su lugar entre
operaciones de molienda y flotación, pueden también funcionar como aireadores y en muchos casos, dependiendo en la reactividad electroquímica del mineral, puede no ser requerida de una pre-aireación, a modo de ejemplo Heyes and Trahar (1977) encontró que la superficie de la calcopirita se torna hidrofílica en un ambiente reductor, y mostraron que ( en un mineral puro y una mezcla mineral en una prueba de flotación) la atmosfera reductora causada por el medio de molienda en un molino de hierro fue suficiente para suprimir la flotabilidad de la calcopirita. Es importante destacar que demostraron la capacidad
de reestablecer la flotabilidad
aumentando el potencial, ya sea por aireación o adición de oxidantes . Esta
restauración, aunque, no fue completa para los tamaños de fracción más grandes.
Los efectos del potencial de la pulpa en flotación de sulfuros minerales son también relacionados con el tipo de colector (xantato, tionacarbamato, ditiofosfato, etc.) Dependiendo del mecanismo por el cual el colector se adsorbe sobre la superficie mineral, así como si es por medio electroquímico o electroquímico-químico, el alcance del potencial de la pulpa variara su flotabilidad. En términos de la teoría electroquímica de flotación (Fuerstenau et al., 2007) la flotación de sulfuros con colectores de tipo tiol, resultado de una reacción anódica (oxidación) entre el mineral y el colector, que es la formación de dixantogeno (X 2) o metal xantato (MX2), con un rebalance de cargas mediante la reducción catódica del oxígeno disuelto, ecuaciones de la 4 a la 6.
El potencial de la pulpa controlara el alcance de estas reacciones, y también influenciara la eficiencia de la flotación. Estas reacciones también modificaran el potencial de la pulpa, pero de una manera limitada.
Efecto de las interacciones galvánicas entre sulfuros minerales.
Los efectos de las interacciones galvánicas entre minerales sulfuros y medios de molienda necesitan ser considerados en conjunto con las interacciones galvánicas que ocurren entre minerales sulfuros. Esto ha sido discutido por Rao and Finch (1988), Cheng and Iwasaki (1992), Cheng et al. (1993, 1999 ), and Li and Iwasaki (1992). Los hallazgos encontrados fueron similares a un fundamento anterior . La
interacción o acoplamiento galvánico puede ocurrir cuando dos sulfuros minerales son puestos en contacto. Cada sulfuro metálico (MS) , tiene una diferente reactividad electroquímica indicada por el potencial de reposo, que puede ser representado por el siguiente equilibrio Redox:
E= Potencial de reposo E0=Potencial estándar de hidrogeno R=Constante universal de los gases (8.31 K -1 mol -1) T= Temperatura absoluta (Kelvin). F= Constante de Faraday (9.65 x 10 4 C mol -1) = Reactividad química de las especies
a
Los potenciales de reposo que son generalmente medidos por la especie superficial del electrodo y una especie activa en solución juegan un importante papel en la reacción electroquímica de la pulpa que ocurre durante la molienda .
La actividad electroquímica determina que mineral o material actuara como cátodo o como ánodo en la interacción galvánica entre los minerales y el medio de molienda .
Entre los cuatro sulfuros minerales más comunes, la pirita tiene el potencial de reposo más alto seguido de la calcopirita y la galena (Fuerstenau et al., 2007). El acero forjado (o hierro) tiene un potencial de reposo mucho más bajo que los minerales sulfuros comunes. Desde un punto de vista termodinámico, cuanto mayor sea el potencial de reposo del mineral, menos activo electroquímicamente será, o más noble. Cuando un sulfuro con alto potencial de reposo es puesto en contacto con uno que tiene el potencial bajo, el primero actuara como cátodo, aceptando electrones del segundo, dando lugar a una corriente galvánica, como en cualquier sistema redox, habrá una tendencia a que el potencial se equilibre a un valor común . El mineral menos activo electroquímicamente o más noble puede que tarde más en reaccionar con el xantato (Woods, 1976) y reducir su flotabilidad. Los hidróxidos pueden formarse en la superficie del formador ya que los electrones en la corriente galvánica interactúan con el oxígeno disuelto. El segundo mineral
(potencial de reposo más bajo) en el acoplamiento galvánico se volverá más activo electroquímicamente, que puede promover la interacción con el xantato o promover la formación de azufre elemental y ambos poder incrementas la hidrofobicidad del segundo mineral. La interacción galvánica es más fuerte en presencia de oxígeno disuelto, porque el oxígeno disuelto actúa como un aceptor de electrones para formar iones hidroxilo. Mientras que esta interacción es empobrecida por la presencia de nitrógeno, probablemente porque el nitrógeno desplaza al oxígeno y elimina la formación de iones hidroxilo que compiten por sitios de adsorción con el colector. Lo que se ve con la pirita que tiene un alto potencial de reposo y puede acelerar o mejorar la oxidación de otros metales menos nobles presentes, disminuyendo la selectividad. En una planta en práctica la interferencia galvánica descrita anteriormente puede ser beneficiosa y conducir a una depresión de la pirita por la disminución del potencial de la pulpa, a menudo se observa que la pirita comienza a flotar después
de la eliminación del segundo sulfuro o acoplamiento, es decir, después de que la pareja galvánica se rompe. Se ha especulado que, si un aditivo al sistema de flotación podría mantener la interferencia galvánica, entonces la pirita puede permanecer deprimida. Esto todavía no se ha demostrado a escala de planta. En otros estudios de laboratorio, Yelloji Rao and Natarajan (1989b,1990) confirmaron que la interacción galvánica entre un mineral noble como la calcopirita y un mineral activo como la esfalerita afecta la flotabilidad del mineral más noble significativamente mientras que el efecto en el mineral activo es mínimo. Ellos sugirieron que se debía principalmente al deslustre y a la pasivación de la superficie del mineral más noble . La flotabilidad fue fuertemente influenciada por
la duración de contacto, así como por la presencia de oxígeno. Forssberg and Subrahmanyam (1993) han observado la importancia de la
superficie relativa catódica y anódica en las interacciones que podrían ocurrir entre minerales sulfuros y los medios. Este parámetro será más fuertemente influenciado por el tipo de método de molienda. Sugieren una pequeña área superficial anódica en contacto con una gran área catódica que puede conducir a una oxidación anódica aumentada del mineral menos noble que a su vez puede afectar su flotabilidad. Parece claro que cuando más de un mineral sulfuro está presente en un sistema de flotación diferencial, las interacciones galvánicas entre los diferentes minerales y el medio de molienda puede jugar un rol importante en la eficiencia de separación en la etapa subsecuente de flotación. Aunque, esto es una pequeña referencia en la literatura para los efectos galvánicos relacionados con compositos (partículas compuestas). Estas partículas son generadas en los molinos primarios y tienen que ser tratadas por una remolienda, para el efecto de la liberación.
Efecto del oxígeno disuelto
Un efecto mayor de la interacción entre sulfuros y medio de molienda de acero es que la cantidad de oxígeno disuelto presente en la pulpa es reducida. Aunque es notado que una reducción en el nivel de oxigeno también puede ocurrir por otros
medios y pueden ser fuertemente influenciados por el tipo de mineral. Martin et al. (1991) consideraron la importancia del contenido de oxígeno disuelto durante la
molienda y como se vio afectada por la interaccione entre minerales sulfuros y el medio de molienda. La reacción de los colectores añadidos a la pulpa también puede consumir oxigeno como es discutido por Fuerstenau et al. (2007) La corrosión del medio de molienda de acero (hierro) como fue descrito en pequeñas secciones, consume oxígeno disuelto y cuando el suministro de oxigeno es limitado hay una competencia entre el hierro desgastado y los minerales. Esto generalmente significa que la flotación de sulfuros puede verse afectada adversamente cuando los niveles de oxigeno son disminuidos como un resultado
de la etapa siguiente de flotación, especialmente en las primeras etapas, como la primera etapa de chancado. En otros estudios de laboratorio, Kelebek and Huls (1991) encontraron que la cantidad de hierro en la superficie de minerales sulfuros
siguiendo la molienda en un ambiente de hierro y el grado de oxidación (vía aeración entre la molienda y la flotación), fueron factores determinantes de la velocidad en la cinética de flotación de calcopirita sin colectores. Berglund y Forssberg (1987 ) encontraron que, en estudios de laboratorio sobre un complejo mineral de cobre sulfurado, se obtuvieron mayores niveles de oxígeno en la pulpa molida después de la molienda en un ambiente no ferroso (porcelana) comparado con la molienda en hierro. En una etapa de flotación una mejor respuesta del grado de recuperación de cobre fue obtenida utilizando una molienda no ferrosa. Después de una molienda en hierro, aireando la pulpa antes de la flotación da un mejor resultado que no aireándola.
Ha sido notado anteriormente que el potencial de la pulpa durante la molienda es reducido en un ambiente de hierro y de ser ajustado a un potencial que sea significativo para lograr una flotación efectiva. Similarmente, la concentración de oxígeno disuelto es significativamente reducida por la molienda en un ambiente de hierro. Se cree también que debe elevarse los niveles para permit ir la flotación. Esto es generalmente logrado de manera natural en las primeras celdas de un banco de flotación, pero en algunos casos se utiliza una etapa de aireación separada entre la molienda y la flotación. (Graham and Heathcote, 1982). El contenido de oxígeno disuelto después de la molienda es raramente medido en las concentradoras industriales. La concentración de oxígeno disuelto depende del contenido de sulfuros en la pulpa, la reactividad de los sulfuros presentes, el método de molienda y el medio usado, y otros parámetros físicos incluyendo la densidad de la pulpa, pH, temperatura, y altitud (altura sobre el nivel del mar) con la influencia de todos estos factores es difícil llevar un control práctico del oxígeno disuelto. Efecto de las especies oxihidroxidos
El hierro está casi presente en toda la alimentación de la flotación de sulfuros y puede provenir de los minerales contenidos en hierro, del material de molienda y de las interacciones galvánicas que se producen durante la molienda, descrita anteriormente. En las regiones de pH alcalino en la pulpa, el hierro proveniente de la molienda puede disolverse durante la molienda como iones ferrosos (ecuación 1) y una oxidación subsecuente a la forma férrica (ecuación 2). En última instancia puede precipitar en los sitios de minerales sulfuros catódicos como especies oxi-hidróxidos como Fe(OH) 2 y Fe(OH) 3. Estos hidróxidos de hierro pueden cubrir completamente o parcialmente la superficie del mineral, reduciendo la interacción del colector/mineral, y por lo tanto la flotabilidad (Smart, 1991). Peng et al. (2003) uso bolas magotteuax mill en la molienda, la suspensión fue
bombeada a una celda de monitoreo, donde se ajustó el pH y se purgo la suspensión con diferentes gases para cambiar las condiciones de oxidación en el molino.
Usando un mineral de calcopirita y pirita, encontraron que la flotación de calcopirita y la separación calcopirita-pirita es fuertemente dependiente del tipo y la cantidad de las especies de oxidación producidas en la superficie mineral bajo diferentes condiciones de molienda. La flotación de partículas de calcopirita fue deprimida por las especies oxidadas de hierro provenientes del medio de molienda. La recuperación más alta de la flotación de calcopirita cuando se usaron bolas con 30% de cromo. Aunque se purgo la suspensión con diversos gases, solo tuvo un pequeño efecto sobre la recuperación. Ha habido un debate sobre si los hidróxidos formados recubren ciertas zonas minerales más selectivamente que otras. Grano et al. (1990) encontraron que el
efecto de la molienda de un mineral de cobre en un molino de cerámica (com parado con un molino de hierro forjado) era aumentar las recuperaciones de hierro más que para la calcopirita. Se sugirió que la adsorción preferencial de hidróxidos férricos originados del medio de molienda sobre los minerales que contienen hierro como la pirita que, por la calcopirita, es decir, las especies de hidróxido de hierro del medio de molienda exhiben una afinidad hacia la pirita y pirrotita. Esto es consistente con la depresión selectiva de pirita por hidróxidos de hierro. Yelloji Rao and Natarajan (1990) sugirieron que cuando más de un sulfuro está en contacto con el
revestimiento eficaz de las especies de hierro será distribuido entre los minerales presentes en la combinación. Se especulo que la distribución es preferencial, dependiendo de la actividad electroquímica relativa de los minerales, siendo la distribución de hierro la más favorecida sobre los minerales, la distribución de hierro siendo más favorecida sobre los minerales más nobles en relación con los minerales más activos. Confirmaron esto con eso espectroscopia de fotoelectrones por rayos X. en trabajos posteriores Forssberg and Subrahmanyam (1993) sugieren que los metales precipitados recubren las superficies minerales indiscriminadamente. Claramente la pregunta de la distribución o comportamiento aún no está completamente resuelta.
Parece razonable sugerir que, si los hidróxidos de hierro hidrofílicos formados en la superficie de sulfuros de cobre son deteriorados en la flotación, la eliminación de estas especies puede mejorar la flotación. Usando XPS Li and Iwasaki (1992) ellos identificaron Fe(OH) 3 como una especie superficial en la calcopirita siguiendo una molienda húmeda en un molino de hierro. Especularon que sería perjudicial para su posterior a la flotación, pero también notaron que siguiendo una agitación entre la molienda y la flotación estas especies no pudieron ser detectadas y que la flotabilidad de la calcopirita se mejoró como resultado. Sugieren que una dispersión de la especie porosa en la superficie del mineral con agitación pudo haber ocurrido. El tema del acondicionamiento de alta intensidad (HIC) para mejorar la flotación de sulfuros es un tema en sí mismo y más allá del alcance de esta revisión. Sin embargo, puede ser meritorio mirar más de cerca la influencia de HIC en la flotación de partículas de sulfuro de cobre influenciadas por los efectos de los hidróxidos de hierro. Senior and Trahar (1991a, b) ha reportado que los hidróxidos pueden ser
dispersados de la superficie mineral a pH altamente alcalino donde ambos, el mineral y los hidróxidos precipitados se cargan negativamente. Tratamientos químicos han sido exitosamente usados para modificar el recubrimiento de los hidróxidos de hierro en la superficie de sulfuros de níquel mejorando la flotabilidad de partículas finas de pentlandita (Senior and Ahveninen, 2001) estas técnicas no han sido probadas en sistemas de sulfuros de cobre, pero debería ser investigado. Se ha notado que otros iónicos disueltos como Cu 2+, Pb2+, y Zn2+ pueden formas complejos hidróxidos metálicos durante y después de la molienda que puede disminuir la flotabilidad de sulfuros y la adsorción del colector en la interfase. La precipitación de sales inorgánicas de la solución también puede significar que la calidad del agua de la planta es un problema en algunas operaciones.
Efecto en las características de la espuma Van Deventer et al. (1991, 1993) llevo a cabo un ensayo de flotación por lote en un
mineral complejo de sulfuros, utilizando un molino de cerámica que funcionaba bajo atmosferas de oxígeno y nitrógeno donde se añadió diferentes niveles de hierro metálico al molino. Se encontró que la mejor recuperación y grado de cobre se obtuvo después de la trituración en un molino saturado de oxígeno en presencia de hierro metálico. Mientras que la adición de hierro metálico disminuyó el nivel de oxígeno disuelto, más importante se formó una espuma estable y bien drenada con grandes burbujas. En contraste, en ausencia del hierro metálico, la espuma era plana y quebradiza con pequeñas burbujas, y las burbujas colapsaron casi tan pronto como se formaron. El espumador utilizado fue el trietoxibutano (TEB). Concluyeron que, en presencia de hierro metálico, la interacción galvánica con el medio de molienda de hierro redujo los potenciales de reposo de minerales presentes, inhibiendo la formación de dixantógeno en las superficies minerales. Esto a su vez redujo la flotabilidad de todos los minerales, especialmente los minerales de ganga que contienen hierro. La mala flotación resulta en la ausencia de hierro se explicó por la flotabilidad mejorada de minerales de ganga que contienen hierro, que rompió las películas y suprimió la estabilidad de la espuma debido a la sobrecarga de burbujas. No se presentaron datos de recuperación por tamaño. El efecto del ambiente de molienda sobre la estabilidad de la espuma es importante en la medida en que parece posible que las interacciones galvánicas que se producen durante la trituración pueden conducir a una mayor flotabilidad mineral, pero esto no necesariamente se traduce en una recuperación mejorada en la flotación si da como resultado una desestabilización de la espuma. La flotación de un mineral específico depende no sólo de la interacción galvánica con ese mineral sino también del efecto de las interacciones galvánicas con los minerales asociados y su efecto sobre la estabilidad de la espuma.
Efectos físicos del tipo de medio
A partir de los estudios de laboratorio, se cree que el desgaste detritus de los circuitos de trituración tiene una importancia en el potencial de la pulpa y en el rendimiento de la flotación posterior en el tratamiento de los minerales de sulfuro de cobre. Los investigadores en estudios de laboratorio han utilizado bolas o varillas hechas de acero forjado, cerámica, acero inoxidable o vidrio para cambiar o controlar el potencial de la pulpa durante la molienda, para reducir o eliminar los efectos de las interacciones galvánicas y la contaminación con hierro o ambos (Wang y Xie, 1990 ). Sin embargo, en la práctica de la planta, la elección de los
medios de molienda a menudo está influenciada por la economía de su uso en un circuito particular en un mineral particular, con respecto al desgaste abrasivo y corrosivo, con poca consideración del rendimiento de flotación. Fuentes y naturaleza del desgaste detritus
Los detritus de desgaste de los componentes de la planta pueden entrar a la alimentación de flotación de muchas fuentes. Estas incluyen las siguientes formas:
Desechos generales de desgaste minero (por ejemplo, taladros, palas y cargadores);
Trituradoras (placas de desgaste de mandíbulas, camisas y revestimientos de trituradoras de cono);
Revestimientos SAG, de barras y de molino de bolas;
Varillas y bolas;
impulsores y cuerpos de la bomba (especialmente bombas de alimentación para ciclones);
Ciclones (revestimientos, buscadores de vórtices y espigones);
Tubería en el circuito de molienda;
Los productos reciclados (por ejemplo, concentrados limpiadores) que contienen restos de desgaste flotante de impulsores de flotación, envolventes y bombas
Aunque la mayoría de los detritus de desgaste se originan en medios y revestimientos, todas estas fuentes constituyen restos de desgaste de diferentes composiciones y cantidades. La mayoría de los materiales utilizados son aceros y hierros fundidos, pero los revestimientos de caucho se usan comúnmente en molinos de bolas, ciclones y muchas celdas de flotación.
Influencia de la composición del medio
Las composiciones de los diversos aceros y hierros fundidos se enumeran en Taggart (1945) y Weiss (1985) y no se discuten en detalle aquí. Sin embargo, es
importante darse cuenta de que las propiedades de los aceros se rigen por su contenido de carbono, su contenido de elementos en aleación y su tratamiento térmico. Meulendyke y Purdue (1989) han presentado datos de un programa de prueba para determinar el grado de desgaste de las bolas de trituración en diferentes entornos de molienda. El acero forjado (<0,1% C) consiste en ferrita (una solución diluida de carbono en hierro) y es demasiado blanda para ser un medio de molienda útil. Pueden ser útiles aceros de media aleación (3-4% Ni o Cr) de aleación media de carbono (0,4% de C) en la formulación fundida o forjada y normalizada. Estos contienen ferrita y cementita (carburo de hierro, Fe 3C). No se han realizado estudios sobre el efecto de la cementita sobre los potenciales de la pulpa. Los aceros de manganeso, alto cromo y alto carbono (0,9% C) se utilizan en trituradoras y revestimientos de molino. Ellos contienen austenita o martensita que trabaja endurece fácilmente para dar un material resistente a la abrasión. Del mismo modo, ningún trabajo ha estudiado los efectos de la martensita o austenita sobre el potencial de la pulpa. Hierro fundido (> 3,5% C) y Ni-duro (3% Ni, 3% C) contienen poco ferrita, pero cantidades sustanciales de cementita y algo de grafito. El tratamiento térmico es
muy importante en el sentido de que las bolas fundidas en chorro (fundidas en moldes metálicos) son más duras y más frágiles que las bolas de arena. Esto es importante ya que la fragilidad puede conducir a la fractura cuando las bolas se desgastan hasta un tamaño crítico. Los desechos de desgaste de todas estas aleaciones son diferentes y requieren un estudio separado. Tenga en cuenta que las bolas chill-cast son probablemente los medios de molienda más baratos en términos de precio inicial. En Taggart (1945) y Weiss (1985) se enumeran las tasas de desgaste típicas de
todos estos materiales cuando se usan para moler diferentes minerales. Sin embargo, se piensa que estos datos son consumo total y por lo tanto incluyen las porciones de rechazo (virutas de bola o escamas rechazadas de trommels de descarga de molino de bolas, varillas rotas, remanentes de revestimiento de trituradora) y las cantidades reales que entran en la alimentación de flotación de plantas. Los revestimientos de goma también producen desechos de desgaste que pueden afectar el potencial de pulpa y la flotación de sulfuros de cobre por la acción reductora de los componentes de caucho presentes y algunos de los rellenos o agentes de curado utilizados (tales como compuestos de mercapto-ben zotiazol) que se parecen a colectores de flotación. Los medios de acero inoxidable son caros y blandos y su uso se restringe generalmente a estudios de laboratorio. A menudo se evitan los medios que contienen níquel para minimizar el contenido de níquel de los concentrados de cobre y así minimizar los problemas de eliminación del níquel en el electro-refinado del cobre. Los potenciales más positivos vistos en las moliendas de laboratorio de acero inoxidable son muy probablemente sólo replicados en los circuitos de molienda industriales modernos cuando se usan bolas de alto cromo o bolas forjadas junto con revestimientos de caucho. Por lo general, los medios cerámicos y de vidrio se limitan a utilizar en ensayos a escala de banco cuando se requiere o se desea una exclusión de hierro.
Hallazgos relevantes de laboratorio Ahn y Gebhardt (1991) encontraron que la recuperación de la calcopirita en
flotación fue más alta en los potenciales más positivos después de la molienda con bolas de acero de alto contenido de carbono a pH 11,5. Cuando se utilizó una atmósfera de nitrógeno en la trituración, el potencial de pulpa después de la trituración fue menor, al igual que la recuperación de calcopirita. Cuando se sustituyeron las bolas de acero inoxidable por las bolas de acero de alto contenido en carbono, se mejoró la flotabilidad de la calcopirita independientemente de si el molino se purgó con aire o nitrógeno. Esto se atribuyó al hecho de que el acero inoxidable era más fácilmente pasivado que el acero de alto contenido de carbono. Por lo tanto, las interacciones galvánicas entre el acero inoxidable y la calcopirita serían menos severas que las de la calcopirita con acero de alto contenido de carbono. La molienda en acero inoxidable dio como resultado condiciones menos reductoras, ya que los potenciales eran aproximadamente 100 mV más altos después de triturar con acero inoxidable tanto en los molinos purgados con aire como purgados con nitrógeno Adam et al. (1984) también han observado diferentes respuestas de flotación
cuando los sulfuros están acoplados galvánicamente con diferentes grados de medios. Examinaron la flotabilidad de la pirrotita después de la interacción con acero inoxidable, austenítico y aceros inoxidables martensíticos, y encontraron que la molienda en acero afectó negativamente a la flotación de pirrotita, pero lo más importante, cuanto más activo es el acero mayor es la disminución en la flotabilidad. Los estudios de espectroscopia de electrones Auger (AES) y XPS indicaron que el acoplamiento galvánico entre la pirrotita y los metales activos dio lugar a la formación de hidróxido u óxido y especies de sulfato de hierro sobre las superficies de la pirrotita. En este caso la fuente del hierro en estas especies puede haber sido la propia pirrotita, así como el hierro desgastado de los medios de molienda.
Es posible que los efectos de los medios de molienda en los sistemas de flotación puedan ser exagerados en los estudios realizados a escala de laboratorio. Khan y Kelebek (2001) informaron que la molienda fina de cuarzo a 97% menos 45 μm
introdujo aproximadamente 3 kg / t de hierro del molino de molienda y los medios de comunicación en la pulpa. Un nivel tan alto de hierro electroquímicamente activo en la suspensión dio como resultado unas condiciones altamente reductoras de aproximadamente - 350 mV (SCE), que corresponden a aproximadamente 0,1 ppm de oxígeno en la pulpa. Los bajos niveles de oxígeno podrían invertirse a más de 7,5 ppm en una etapa de aireación con la adición de una cantidad suficiente de cromato de sodio como inhibidor de la corrosión. Es probable que tales efectos por medio de molienda sean mucho menores en la práctica de flotación de sulfuros de cobre pórfido debido a los tiempos de contacto relativamente cortos entre el mineral y los medios de molienda y los tamaños de molienda más gruesos.
Una comparación de los resultados para la flotación de un mineral de cobre (4% de bornita) molido en molinos revestidos de caucho y no revestidos con barras de acero inoxidable y acero al carbono y bolas indicó que la mejor recuperación de cobre se logró cuando el molino de caucho y acero inoxidable Medios de comunicación. Estas condiciones favorecían la oxidación del colector de xantato al dixantógeno y los minerales de cobre para formar una capa de sulfuro metálico deficiente en metal en sus superficies que ayudaba a la adsorción del colector (Gonçalves et al., 2003).
En un estudio reciente (Greet et al., 2008a) con un mineral de sulfuro de níquel, se utilizó un laboratorio Magotteaux Mill® y un sistema de monitoreo de reactivos UV CSIRO en línea en pruebas de molienda con diferentes tipos de medios y adiciones de xantato al molino. Los niveles totales de xantato en la pulpa de molienda se analizaron in situ en función del tiempo de molienda. Los resultados mostraron una rápida adsorción del colector con el nivel de xantato en la pulpa molida disminuyendo a medida que avanzaba la molienda. En general, cuanto más cromo en los medios, más rápida y extensa era la adsorción de xantato. Con una dosis
inicial de 100 g / t, el 60% del xantato añadido se adsorbió después de 20 min de molienda con medios de acero forjados mientras que el 95% se adsorbió con un medio de cromo alto (30% de hierro blanco de Cr). La captación de colectores más rápida y más extensa se atribuyó a los mayores potenciales de pulpa proporcionados durante la trituración con los medios de cromo alto. Los valores de potencial de pulpa de descarga del molino fueron - 106 y + 245 mV SHE, respectivamente. Esto es consistente con el entendimiento de que los minerales de sulfuro presentan un potencial de umbral límite inferior para un colector dado, por debajo del cual no se producirá la adsorción del colector y por encima de la cual se producirá rápidamente. El potencial de pentlandita, el principal sulfuro de níquel presente en el sistema es de aproximadamente + 200 mV SHE (Senior et al., 1994). No se proporcionaron datos por parte de Greet et al. (2008a) para cualquier prueba posterior de flotación. No es irrazonable esperar que se produzcan tendencias similares con la molienda de los minerales de sulfuro de cobre, pero los efectos sobre la flotación no son claros. Ha sido afirmado por Martin et al. (1991) de que las interacciones galvánicas entre los minerales sulfurosos y los medios de acero forjado son más fuertes en varios órdenes de magnitud que las entre los minerales de sulfuro y los medios de acero inoxidable. Huang y Grano (2008) mostraron que los medios de cromo 15, 21 y 31% son menos activos electroquímicamente que el acero forjado y su uso dio como resultado una mejor flotabilidad de bornita como resultado de una menor oxidación de los medios de molienda y consecuentemente una menor pr oducción de especies de
hierro
oxidado.
También
los
medios
de
rectificado
menos
activos
electroquímicamente (mayor contenido de cromo) fueron beneficiosos para la flotación de partículas finas de bornita (- 10 μm). Greet (2009) obtuvo un aumento marcado de las tasas de flotación de cobre, níquel y PGM + Au a partir de UG2 mineral utilizando 12-30% de medios de molienda de cromo en un Magotteaux Mill ®.
Control de la corrosión
El desgaste del material puede ocurrir por abrasión y corrosión. La importancia económica relativa del desgaste corrosivo en la molienda en húmedo no se ha cuantificado y está fuera del alcance de esta revisión. Sin embargo, vale la pena señalar que se ha especulado (Bond, 1964) que más de la mitad del desgaste del medio resulta de la corrosión o disolución de las superficies metálicas nacientes activas que se exponen continuamente en molienda en húmedo. Evidentemente, el control de la corrosión es un método potencial para reducir el desgaste al pasar a la molienda en seco (véase más adelante). Hoey et al. (1975, 1977) demostró el papel desempeñado por el desgaste corrosivo en el fresado con bolas húmedas mediante el uso de inhibidores de corrosión. Se informó de una reducción en el desgaste de la bola de acero de hasta un 49% en la molienda de minerales de sulfuro de níquel y cobre en molinos de laboratorio. Los inhibidores efectivos del óxido utilizados fueron nitrito de sodio, cromato de sodio y metasilicato de sodio . Se observó una concentración crítica del inhibidor (típicamente 0,5%), por debajo de la cual se redujo la efectividad y por encima de la cual se produjo relativamente poco cambio. Para algunos reactivos se observó también un pH crítico. Resultados similares fueron obtenidos por Forssberg y Subrahmanyam (1993) en estudios de laboratorio utilizando un mineral Pb / Zn. Para que tales reactivos sean adecuados para el uso de plantas, no sólo el coste del reactivo debe estar cubierto por el ahorro en el consumo de medios, sino que también debe tenerse en cuenta cualquier efecto, adverso o no, de tales reactivos en la flotación descendente
Flotación de detritos de desgaste
Rara vez se considera la flotación de detritos de desgaste, ya sea inadvertida o deliberadamente, en el tratamiento de minerales de cobre. Sin embargo, esto puede ser un factor importante cuando se usan bolas de rectificado que contienen níquel porque el níquel contenido puede contaminar el concentrado de cobre final dando
lugar a mayores problemas en el electro refinamiento en las etapas finales de la producción de cobre puro.
Woodcock (datos no publicados) estudió algunos aspectos de este problema
utilizando bolas de Ni-dura y guijarros de cerámica para comparación durante la molienda, y los procedimientos típicos de flotación de laboratorio con cargas de mineral de 500 g. Se encontró que la cantidad de Ni-duro erosionada de las bolas era comparable con la obtenida en los minerales similares a los utilizados en los ensayos. También se encontró que la cantidad de información de Ni-duro en un concentrado de cobre más rugoso, basado en ensayos de níquel, era aproximadamente el 5% de la abrasión. El aumento del contenido de níquel del concentrado osciló entre aproximadamente 13 ppm y 33 ppm, dependiendo de la cantidad de concentrado producido. Es decir, los minerales de bajo grado mostr aron los aumentos más grandes porque se produjo menos concentrado.
El efecto del pH era incierto, pero más Ni-duro parecía flotar en una solución ligeramente ácida, pero no había mucha diferencia entre la ceniza de sosa y los circuitos de cal. Los colectores tales como xantato de etilo, xantato de butilo secundario o Aerofloat 208 parecían flotar aproximadamente la misma cantidad de Ni-duro. Hubo alguna evidencia de que el Reactivo 404 flotaba más Ni-duro que los otros colectores.
Métodos para eliminar el desgaste detritus
Si se demuestra que los detritus de desgaste son perjudiciales para la flotación de sulfuros de cobre en una planta de funcionamiento particular, entonces se podría considerar cambiar el medio de molturación o eliminar los detritus de la alimentación de flotación. Cambiar los medios de comunicación a algo menos perjudicial podría ser un enfoque rentable, siempre que exista un material disponible.
Puede ser posible eliminar los detritus, al menos parcialmente, por separación por gravedad, separación magnética, o ambas cosas. Todos los medios ferrosos tienen una alta densidad (aproximadamente 11 g / cm3), que es útil para la concentración por gravedad, pero las partículas de detritus de desgaste son de tamaño desconocido y pueden consistir en aleaciones magnéticas o no magnéticas. Sin embargo, es bien sabido que en plantas de gravedad de oro, en las que se recupera oro nativo relativamente grueso, se informa de una cantidad sustancial de detritus de desgaste en el concentrado de oro. Esto debe eliminarse durante el procesamiento y esto se hace a menudo mediante una combinación de separación magnética y separación. De forma similar, se sabe que muchos detritus de desgaste son suficientemente magnéticos para ser fácilmente recuperados por separación magnética húmeda . De hecho, esto fue practicado por Mount Morgan Ltd, Queensland, en un tiempo (personal de., Monte Morgan Limited, 1965). Los metales recuperados se añadieron a la sección de flotación del lodo donde precipitaron el cobre disuelto y el precipitado se recuperó durante la flotación subsiguiente de la calcopirita. Efecto de los reactivos añadidos
Aunque existe una extensa bibliografía sobre los efectos de los reactivos añadidos durante la flotación sobre la flotación de sulfuros de cobre, hay poca evidencia documentada de los efectos sobre la posterior flotación de los reactivos de flotación añadidos durante la molienda. Greet et al. (2008a) controlaron los niveles de xantato en la pulpa durante la molienda, pero no se obtuvieron datos de flotación para el sistema. Típicamente, los reactivos añadidos a molinos de molienda en concentradores de sulfuro de cobre son colectores, cal, cianuro ya veces sulfuro de sodio. Colector
La mayoría de las operaciones de flotación comercial utilizan al menos un colector para recuperar adecuadamente minerales valiosos. En muchos concentradores de sulfuro, el colector, o más habitualmente, alguna porción de la adición total del
colector se añade directamente al molino. Esta es una estrategia particularmente útil cuando se utilizan colectores aceitosos, ya que requieren agitación o mezcla más intensa para dispersarse adecuadamente en la pulpa. La adición del colector en el punto donde se producen superficies minerales recién rotas, y antes de que se oxiden, también se cree que es beneficioso. Yelloji Rao y Natarajan (1988b) encontraron que los efectos deletéreos de la interacción galvánica entre los medios y el sulfuro tienden a desaparecer con el aumento de la adición del colector (isopropil xantato de sodio). La adición de colectores al molino minimiza o elimina a menudo los efectos de la interacción galvánica. Se especuló que la transferencia de electrones durante el acoplamiento galvánico es impedida por agentes tensioacti vos tales como colectores de tiol. Sin embargo, aunque la adición de colector puede cambiar la química de la pulpa, no hay evidencia de tallada en la literatura para demostrar que la adición del colector durante la trituración mejora significativamente la posterior flotación de sulfuros de cobre.
Como se ha indicado anteriormente, aunque es una práctica común agregar parte o la totalidad del colector al molino, esto no significa necesariamente que el colector se adsorbe fácilmente sobre las superficies minerales de sulfuro (cobre) a medida que se exponen durante la molienda. Como se ha demostrado por Greet et al. (2008a), para un mineral de níquel en pruebas de laboratorio, y por Greet et al. (2008b), para un mineral de plomo en ensayos de plantas a gran escala, la adsorción de colectores (xantato) durante la molienda fue más rápida y más extensa cuando se usó un medio de cromo alto en comparación con medios de acero forjados. En ensayos de laboratorio utilizando mineral de níquel, se
observaron mayores potenciales de pulpa cuando se usaron medios de cromo alto en comparación con medios de acero forjados, lo que se propuso como la razón para la mejor adsorción de colectores cuando se utilizaron medios de cromo alto. En el ensayo de la planta, se observó una mejora de la metalurgia de la flotación de plomo con los medios de cromo alto con respecto a los medios de acero forjados.
Todavía no se ha determinado si tendrían o no tendencias similares con un mineral de cobre.
Cal
La cal (como CaO o Ca (OH) 2) se añade a muchas plantas de flotación de sulfuro de cobre, en parte como modificador del pH para deprimir los sulfuros de hierro, y en parte para mejorar, en general, la flotabilidad de minerales de sulfuro de cobre.
Kalapudas et al. (2000) y Leppinen et al. (1998 ) realizaron estudios de molienda
y flotación de plantas de laboratorio y piloto sobre un mineral de cobre pórfido. Ellos encontraron que el efecto reductor del hierro, causado por la molienda en un ambiente de acero dulce , podría eliminarse en gran medida añadiendo cal al molino. Confirmaron que los sulfuros de cobre presentes (calcicita y calcopirita)
flotaban más fuertemente después de la molienda no ferrosa o autógena, pero también confirmó que la adición de cal a la molienda podría compensar las diferencias entre los métodos de molienda, obteniendo en la mayoría de los casos resultados similares de flotación Desde los dos ambientes de molienda diferentes. Ellos encontraron que las concentraciones de oxígeno disuelto eran mucho más bajas con la molienda de acero suave que con la molienda autógena, pero los niveles eran los mismos cuando se añadía la cal. Atribuyeron los efectos de la cal a su papel en la eliminación de iones de hierro disuelto en la suspensión de tierra por la precipitación de especies de hidróxido de hierro favorecidas a los niveles de pH alcalinos generados por la adición de cal. Sin embargo, los efectos deletéreos sobre la flotación causados por la precipitación de hidróxidos de hierro se ignoraron en gran medida. Esto parecería indicar que los efectos del hidróxido no eran importantes en la flotación para el mineral ensayado. La cantidad de cal añadida a la molienda no fue, por desgracia, citada y no se presentaron dato tamaño por tamaño.
Grano (2010) mostró que, con la adición de cal a un molino de laboratorio para
obtener valores de pH superiores a diez, la recuperación de pirita disminuyó notablemente mientras que la recuperación de calcopirita y su tasa de flotación aumentaron. En la práctica, estos resultados indican que la adición de cal en la trituración para pasivar u oxidar la pirita permitiría que el colector añadido después de la molienda fuera dirigido hacia la calcopirita y no a la pirita, lo que daría como resultado un mejor rendimiento de la flotación.
Sulfuro de sodio
El sulfuro de sodio (como Na2S o NaHS) es un modificador que se utiliza a veces en circuitos de cobre, pero rara vez se añade durante la molienda. En trabajos de laboratorio recientes sobre un mineral de cobre y oro de North Parkes, Freeman et al. (2000) encontraron que la cinética de flotación de cobre era mejor después de la molienda en un entorno de acero inoxidable en comparación con un ambiente de acero forjado, aunque una etapa de aireación antes de la flotación podría mejorar esta última. Además, encontraron que la adición de NaHS al molino de acero forjado condujo a una mayor estabilidad de la espuma y, por lo tanto, a una cinética de flotación de cobre mejorada. Los datos de recuperación de tamaño presentados son desiguales, pero muestran que la recuperación combinada del cobre más rugoso aumenta generalmente con niveles crecientes de NaHS (hasta 100 g / t) para tamaños de partícula entre 10 μm y 100 μm, aunque los grados
de concentrado de cobre disminuyen significativamente. Los resultados de menos 10 μm indican recuperaciones de cobre equivalentes o más pobres con adiciones
crecientes de NaHS y grados mucho más pobres. Aunque no se indica por los autores, esto parecería significar que mientras que el NaHS ha mejorado la flotabilidad de todos los m inerales por encima de 10 μm, dando lugar a una selectividad pobre, no ha mejorado la flotación de sulfuros de cobre finos. Tiene, más bien, aumentado el arrastre de la ganga debido al aumento de la estabilidad de la espuma.
Orwe et al. (1998) investigaron el uso de NaHS en la flotación de dos minerales Ok
Tedi. En este caso se añadió NaHS después de triturar (antes de la flotación). Se obtuvo una recuperación mejorada de partículas finas de cobre (- 10 μm) para ambos tipos de mineral. La principal influencia del NaHS en el mineral de calciocitedigenito-bornita más oxidado fue la re-sulfuración de las superficies oxidadas. Sin embargo, también se obtuvo una flotación de cobre mejorada con mineral de monzodiorita, en el que el mineral de cobre era predominantemente calcopirita, un mineral no fácilmente oxidado. En ambos casos la mejora fue más evidente para los tamaños finos. Se especuló que las partículas finas pueden haber sido más oxidadas que las partículas gruesas en los minerales y por lo tanto la mayor mejora en la flotabilidad del cobre fue para las fracciones de tamaño de menos 10 \ mu m. Desafortunadamente, no se consideraron los efectos de NaHS en la formación de espuma y, por lo tanto, en el arrastre. Es de notar que en el trabajo de Orwe et al. (1998) se hace referencia a otro trabajo inédito de los mismos autores de recuperaciones de cobre mejoradas de un mineral de monzodiorita no especificado mediante adiciones de NaHS al molino de molienda de laboratorio (en lugar de después de moler). También debe observarse que la oxidación de minerales como la calcociita y la digenita puede ocurrir no sólo durante la molienda, sino también en la rectificación y la flotación. Cianuro
El cianuro es un reactivo comúnmente añadido en los circuitos de flotación de sulfuro de cobre para ayudar a deprimir la flotación de pirita. A menudo toda o una porción de la adición de cianuro se hace al molino antes de la flotación. Su presenci a también puede afectar la flotación de minerales de cobre. Grano et al. (1994) encontró en estudios de plantas y de laboratorio en Mount Isa que la flotación de chalcopirita fue retardada por la adición de cianuro en exceso al circuito de molienda. Los datos obtenidos de los estudios de plantas en los que se comparó un circuito de molienda convencional (trituradora / fresadora de dos etapas) y un circuito moderno (molienda totalmente autógena / molienda de bolas de una etapa)
demostraron que la aparición de la depresión de la calcopirita se produjo con adiciones de cianuro más bajas La línea autógena. Los mecanismos propuestos por los autores para la depresión del cianuro de la calcopirita y para las diferencias observadas entre los resultados de los dos circuitos de fresado diferentes no se discuten aquí. Sin embargo, de importancia aquí son los datos tamaño por tamaño presentados para el estudio que muestran que, tanto para los circuitos convencionales como autógenos la recuperación de calcopirita a partir de las fracciones finas de tamaño (- 10 μm) permanece inalterada cuando las adicione s de cianuro de sodio de arriba A 80 g / t al circuito de molido
Extractos de madera
En muchas minas de cobre subterráneas, fragmentos de madera, derivados de la madera de la mina, pueden estar presentes en la alimentación del molino. Durante el molido y la flotación, los niveles de pH alcalinos pueden extraer compuestos orgánicos tales como taninos y carbohidratos de la madera. El alto contenido orgánico resultante de la pulpa puede ser perjudicial para la flotación de minerales de cobre, dependiendo de las condiciones de flotación utilizadas y del tipo de madera presente.
Selby y Woodcock (1977) informaron los resultados de un estudio de flotación de minerales de calcopirita de tres minas de cobre australianas, donde se evaluaron los efectos sobre la flotación de la adición de varias maderas australianas. Encontraron que la adición de hasta 2 kg / t de madera tenía un ligero efecto depresor sobre la flotación de chalcopirita a pH 7, pero tenía un efecto marcado por encima de pH 9. La adición de madera también tuvo algunos efectos adversos sobre la formación de espuma. Concluyeron que las partículas orgánicas extraídas se adsorben sobre partículas de mineral, compiten con el colector para superficies minerales de sulfuro y se adsorben sobre superficies de ganga, impartiendo así un carácter hidrófobo a dichas partículas bajo ciertas condiciones. Los efectos
deletéreos de la madera añadida sólo se superaron parcialmente añadiendo más colector.
Efecto de la atmósfera gaseosa durante la molienda
Ha habido cierto interés en los efectos sobre la flotación de la molienda en una atmósfera de nitrógeno. Esto se ha debido principalmente a la molienda del laboratorio ya los trabajos de flotación en los que se ha utilizado un gas inerte (como el nitrógeno) para excluir el oxígeno del medio de molienda. Los beneficios de esto son principalmente que las reacciones de corrosión asociadas con los medios de acero se reducen y la formación de hidróxidos de hierro deletéreos se disminuye. Por otra parte, la necesidad de oxıgeno e n la adsorción de colectores de xantato
sobre las superficies minerales de sulfuro está ahora bastante bien establecida. Además, hay que recordar que durante la molturación en cualquier ambiente gaseoso, la abrasión, en oposición a la corrosión, genera partículas finas de residuos de acero (Iwasaki, 1988) que, además de eliminar el oxígeno disuelto, pueden unirse también a las superficies sulfurosas. Inhibiendo la flotación.
Ahn y Gebhardt (1991) encontraron que la recuperación de la calcopirita en la flotación se incrementó a medida que el pH de la solución de molienda se incrementó (hasta pH 11) cuando la molienda se llevó a cabo bajo nitrógeno utilizando un medio de acero de alto contenido de carbono. Esto se atribuyó a la reducción de las interacciones galvánicas causadas por la pasivación del acero de alto carbono a alto pH. La recuperación de la calcopirita no fue afectada por el pH de la solución de molienda cuando la molienda se realizó bajo aire. No se presentaron datos de recuperación de tamaño. Yuan et al. (1996a) encontraron que para la flotación de chalcopirita después de la molienda de acero suave, la cantidad de oxígeno en la etapa de flotación (y precondicionamiento) fue más importante que cualquier aireación durante la molienda. Después de la trituración de acero inoxidable, se encontró que la
influencia del tipo de gas de preacondicionamiento y flotación en la flotación de cobre era insignificante (Yuan et al., 1996b). También se observó que la molienda de acero suave barnizada con aire no dio ninguna ventaja en la selectividad de calcopirita-pirita comparada con la molienda ordinaria de acero suave. Atribuyeron este resultado a las altas densidades y viscosidades de la pulpa ya la baja acción de mezcla en los molinos con respecto a las células de flotación que reivindicaron que dieron lugar a bajas tasas de disolución y difusión de gas en las pulpas molidas. El concepto de modificar el ambiente gaseoso en los molinos mediante la introducción de gases externos como el nitrógeno o el oxígeno parece estar restringido en gran medida a los estudios a escala de laboratorio. Esto es más probable debido a las dificultades en la fabricación de tales sistemas prácticos a escala completa. Sin embargo, Simmons et al. (1999), superando los retos técnicos y de ingeniería de la mina Lone Tree en Nevada, aplicaron su tecnología N2TEC en la que el molido y la flotación y otras operaciones unitarias se llevaron a cabo bajo nitrógeno. Informaron que el tratamiento de un mineral refractario muy refractario de sulfuro aurífero se potenció mediante este procedimiento.
Efecto del método de molienda
Hay una variedad de tipos de molinos y circuitos de fresado actualmente en uso en concentradores de cobre. Se considera ahora la influencia de los principales métodos de molienda con respecto a la flotación de sulfuros de cobre.
Molienda autógena
La molienda autógena se ha vuelto popular en los últimos años para procesar minerales de sulfuro, incluyendo los de cobre. Las ventajas reivindicadas de la molienda autógena incluyen menores costos de capital, menores costos de operación, cargas circulantes reducidas y mejoras en la metalurgia como resultado de una mejor liberación o la producción de una distribución de tamaño del producto más deseable para la flotación. Thornton (1973) informó que en estudios de planta
piloto con un mineral de cobre-plomo-zinc, la flotabilidad del cobre se mejoró al pasar de la molienda de acero suave a la trituración totalmente autógena. Su investigación indicó que la aireación de pulpas después de la molienda en un molino de acero suave seguido de flotación dio cerca de los mismos resultados metalúrgicos como molienda en un molino de cerámica seguido de flotación. Sugirió simplemente sobre esta base que el hierro desgastado de la acería reduce los niveles de oxígeno a valores que no son óptimos para la flotación posterior.
Bruce (1976) encontró que, en estudios de planta piloto con un mineral de Cu-Zn, la molienda autógena produjo mejores recuperaciones de cobre (y zinc) en comparación con la molienda en un ambiente de acero suave, aunque los grados de cobre y zinc eran ligeramente más bajos.
Fahlstrom (1974) y Fahlstrom et al. (1975) informó sobre un estudio de planta en la fábrica de cobre Aitik de Boliden en Suecia. Los resultados mostraron que una mejora del 2% en la recuperación de áspero de cobre era posible si se utilizaba rectificado totalmente autógeno en lugar de trituración de acero. El tamaño por tamaño de los datos reportados muestran una distribución de tamaño de alimentación de flotación más fina resultante de la molienda autógena (partículas menos gruesas y más partículas intermedias) y además, el aumento en la recuperación de cobre es consistente para partículas gruesas e interme dias pero no evidente para partículas menores de 15 μm de tamaño.
Se ha especulado que los beneficios metalúrgicos de la molienda autógena resultan de las diferentes características de rotura obtenidas en la molienda autógena, en particular, la rotura intergranular que puede producirse. Parece justo decir que, en la molienda autógena, la liberación y la distribución del tamaño del producto dependen de las propiedades mineralógicas; Una roca con granos estables y límites de grano débiles puede obtener una distribución de tamaño más pronunciada y una
mejor liberación en un molino autógeno que en un molino de bolas. También se ha sugerido que la trituración autógena promueve una trituración más selectiva a lo largo de los límites de los granos, debido al menor impacto de la caída de guijarros.
Iwasaki et al. (1983) realizaron ensayos piloto de plantas utilizando un mineral sulfuro de cobre-níquel (que contiene principalmente calcopirita y cubanita como minerales de sulfuro de cobre), comparando los efectos de la molienda autógena y convencional en la posterior flotación de cobre y níquel. Encontraron que las recuperaciones de cobre eran más altas (por un pocos por ciento) después de la molienda autógena para el mismo tamaño de la alimentación de la flotación de la rutina. Más importante aún, el examen mineralógico del concentrado de flotación y las muestras de colas mostraron poca diferencia entre los productos molturados y molidos convencionalmente. Concluyeron que la interacción electroquímica entre los medios de molienda y los minerales de sulfuro (en molienda convencional) tuvo un mayor efecto sobre el comportamiento de flotación de sulfuro que las características de rotura de las muestras de mineral en los dos tipos de molino. No se incluyeron datos de recuperación de tamaño.
Petruk y Hughson (1977) usaron técnicas de análisis de imágenes para ver los productos de molino de laboratorio y ensayos de plantas piloto con un mineral de Zn-Pb-Cu de Lake Mines Ltd., Canadá. También compararon la molienda autógena y convencional utilizando alimentos de flotación de la misma finura y encontraron recuperaciones de calcopirita mejoradas después de la molienda autógena. Afirmaron que el aumento de la recuperación de la calcopirita se debió en parte a una mejor liberación causada por la molienda selectiva de minerales blandos expuestos de los duros por los medios de molturación de baja densidad de forma irregular (guijarros y fragmentos). Nuevamente no se consideraron efectos de tamaño de partícula.
La influencia de la molienda convencional y autógena sobre la flot ación de minerales de sulfuro también ha sido investigada por Forssberg et al. (1988) utilizando muestras de sulfuro de cobre de ensayos discontinuos, plantas piloto y operaciones comerciales. Utilizaron métodos analíticos para determinar el grado de liberación, para describir cuantitativamente la forma de las partículas y para caracterizar la suavidad de las superficies de las partículas. Se encontró que la molienda autógena produjo mejores grados y recuperaciones más altas y produjo partículas más redondeadas y más suaves, pero el vínculo entre estos dos hallazgos no estaba claramente establecido. El impacto en el ángulo de contacto a medida que la superficie de la partícula se hace más rugosa necesita ser comprendido más completamente. Forssberg y Hongxin (1985) utilizaron un análisis automático de la imagen para comparar la molienda del molino primario y del molino de bolas con la molienda completamente autógena. Nuevamente encontraron que la molienda autógena proporcionó una mejor liberación (a intervalos de tamaño de alimentación de flotación) y creó partículas más lisas.
En otros estudios de plantas piloto que comparan la molienda autógena con la molienda convencional, Forssberg et al. (1993) encontraron que la molienda autógena produjo mayores recuperaciones de cobre, pero esto se logró a expensas del grado de cobre. Los datos de calibrado y liberación mostraron una mejor liberación de minerales en tamaños gruesos después de la molienda autógena y una mejor liberación en tamaños más finos después de la molienda convencional. Las gráficas de tamaño-recuperación presentadas muestran que las recuperaciones de cobre para las fracciones de menos 10 μm de tamaño son aproximadamente 8%
más altas después de la molienda autógena.
Un estudio fue realizado por Griffin et al. (1993) comparando el rendimiento de un circuito de molienda convencional (fresado de varillas seguido de fresado de bolas)
y FAG (molienda completamente autógena) seguido de fresado de bolas, utilizando mediciones de liberación antes y después del cambio de trituración y molienda de bolas a molienda autógena Y molienda de bolas en Mount Isa. Cuando se tuvo en cuenta los efectos de las variaciones en el grado de cobre en la recuperación, se demostró que aunque se obtuvieron mayores recuperaciones de cobre con el circuito de molino de bolas FAG más debido principalmente al tamaño de molienda más fino (P80 de 100 μm en comparación con 125 μm) . El modelado tamaño por
tamaño de los datos mostró que la recuperación total con el circuito de molino de bolas FAG más habría sido de hecho inferior al esperado del tren de laminación convencional más el circuito de molino de bolas si el tamaño de molienda fuera el mismo. Los datos de liberación sugirieron que el circuito de molino de bolas FAG más resultó en un aumento en la proporción de cobre en la fracción más liberada. Sin embargo, de la calcopirita que ocurre en todas las partículas bloqueadas, una proporción aumentada estaba en la fracción menos liberada. En este estudio también se observó que el potencial de pulpa de la alimentación de flotación después de la molienda autógena era aproximadamente 150-220 mV mayor que el obtenido después de la molienda convencional. Esto demostró ser más favorable para la cinética de flotación rápida de chalcopirita, particularmente en las primeras etapas de flotación. A medida que la flotación progresaba, el aire introducido elevaba el potencial de la pulpa al valor en el cual el coeficiente de tasa de flotación de chalcopiarita estaba completamente desarrollado. Es de destacar la observación de que el potencial de pulpa de la descarga del molino autógeno estaba ya en este potencial.
Grano et al. (1994) también realizaron trabajos de ensayos metalúrgicos en Mount Isa y obtuvieron datos de estudios de plantas donde se comparó un circuito de molienda convencional (trituradora / fresadora de dos etapas) y un circuito moderno (trituración totalmente autógena / un molino de bolas de una etapa). Se demostró que la calcopirita producida en el entorno de molienda no reductora y de bajo hierro del molino autógeno, exhibía propiedades de flotación mejoradas y había un 30%
menos de especies de oxihidróxido de hierro presentes en comparación con la molienda convencional. Las curvas tamaño-recuperación presentadas muestran diferencias tanto en el comportamiento de flotación de pirita como de chalcopirita en ambos sistemas de molienda, con mayores recuperaciones de calcopirita para las fracciones de tamaño menores de 10 μm tras la molienda autógena.
En un estudio de planta piloto utilizando mineral de cobre de Mount Lyell (Clarke et al., 2002), en el que se comparó FAG en una sola etapa con molienda convencional, se encontró que las recuperaciones de cobre eran inferiores a FAG en 1-3%. Los análisis mostraron que la molienda autógena produjo más compuestos de calcopirita / pirita y que la recuperación de estos compuestos fue menor que con el molido con bolas. En fracciones de tamaño por de bajo de 53 μm, donde la calcopirita
está bien liberada, la recuperación del cobre fue menos afectada por el método de molienda. El fresado de bolas, después de la molienda FAG, parecía compensar completamente los efectos de la molienda autógena. Los datos presentados para las fracciones más finas (- 12 μm) son difíciles de interpretar. La molienda autógena en escala piloto produ jo más material de menos 12 μm que el fresado con bola a escala de planta, aunque la cantidad de cobre en las fracciones finas respectivas fue similar. La recuperación de cobre de las fracciones finas fue 10% más alta para el molido de bolas de planta que para la molienda autógena piloto. La comparación (piloto autógeno versus planta de molienda de bolas) no es ideal y los autores no ofrecen ninguna explicación válida de la diferencia. La diferencia significativa entre el laboratorio, la planta piloto y los datos a gran escala sigue sin explicarse.
Molienda semi-autógena
La evidencia presentada anteriormente confirma que los medios de molienda afectan la respuesta de flotación de minerales de sulfuro de cobre, en parte, a través de la interacción electroquímica. Como se ha indicado anteriormente, la molturación en molinos completamente autógenos podría concebiblemente ser utilizada para
eludir los problemas asociados con la interacción de medios de molturación y minerales de sulfuro, dado que el mineral particular responde favorablemente a la molienda autógena. Desafortunadamente, muy pocos minerales trituran con alta eficiencia energética en molinos completamente autógenos y por lo tanto los molinos semi-autógenos, donde la eficiencia energética es maximizada por la adición de una carga de acero, son más comúnmente usados. A pesar de ello, gran parte de la investigación que se ha publicado en la bibliografía se centra en estudios de molienda (y flotación) completamente autógenos o convencionales y se encuentran estudios piloto o de escala completa con fresado semi-autógeno.
Los datos de las plantas de la mina de cobre de Majdanpek en Yugoslavia (Grujić
et al., 1983) indicaron que la metalurgia del cobre mejorada (mayor recuperación del cobre) era posible con el uso de la molienda semi-autógena (en comparación con el molino de bolas convencional) Un grado mejorado de liberación provocado por la fractura preferencial del mineral de cobre a lo largo de los límites del grano. No se presentaron datos tamaño por tamaño.
Remolienda
En muchos concentradores de flotación de sulfuros, los concentrados más rugosos, los concentrados más rugosos y los otros productos se vuelven a moler y se vuelven a flotar para obtener grados de concentrado final aceptables. En los últimos años, se han utilizado molinos de torre (o Vertimills) y otros molinos con agitación para esta aplicación, particularmente cuando se requieren productos de relleno muy finos. Estos molinos se pueden cargar con bolas finas de acero, o guijarros, u otros medios no basados en acero. Cuando se utilizan medios no basados en acero o acero con propiedades modificadas (por ejemplo, niveles elevados de cromo), se ha sugerido (Johnson, 2002) que se pueden lograr mejoras en los resultados metalúrgicos así como un consumo reducido de medios. El primero se refiere no sólo a un sistema de flotación "más limpio" (por ejemplo niveles de hidróxido de
hierro más bajos), sino también a consumos de reactivos reducidos y cinéticas de flotación mejoradas.
Davey (2004) ha informado sobre la mejora de las respuestas de recuperación de grado para los sistemas de sulfuro de cobre cuando se utiliza un detritor de medios agitados Metso (SMD) en plantas de flotación de sulfuro de cobre. En una operación, los grados de concentrado de cobre aumentaron en un 1-2% (de 27,5% Cu a 29,8% Cu) y las recuperaciones de cobre en aproximadamente 1% (de 91,7% a 93,2%). Sin embargo, no se presentaron datos para corroborar o de otro modo el tamaño o el tamaño de las partículas cuya flotabilidad se mejoró como resultado del uso del detritor.
Se ha sugerido que la recuperación de finos liberados (hasta 10 μm) está más
afectada que las partículas más gruesas por la presencia de hidróxidos de hierro en la pulpa debido a la mayor área superficial de los finos que resulta en una mayor adsorción de los hidróxidos de hierro en la superficie Inhibiendo la adsorción del colector ( Johnson, 2006). Peng y Grano (2010) informaron que las partículas de menos 10 μm eran más fáciles de oxidar que las partículas m ás gruesas - 53 + 10 μm, resultando en una mayor concentración de especies de oxidación metálica en
sus superficies. Grano (2009) ha demostrado que el uso de un molino agitado con medios de molturación completamente electroquímicamente inertes (medios cerámicos de gran diámetro) puede aumentar significativamente la recuperación de un mineral de calcopirita evitando la formación de hidróxidos de hierro. En la práctica, se ha reivindicado que la trituración con medios cerámicos inertes incluye una mayor recuperación de minerales valiosos y finos, una selectividad mejorada entre minerales de sulfuro y ganga y un menor consumo de colectores (Pease et al., 2006)
Molienda en seco
En el procesamiento de minerales de sulfuro, el molido en húmedo es generalmente preferido a la molienda en seco debido a las siguientes razones:
Requisitos de procesamiento aguas abajo (mojado);
Mayor eficiencia energética asociada con la molienda en húmedo;
El requisito general para una alimentación con bajo contenido de humedad (nominalmente menos del 2% de humedad) para la molienda en seco es difícil de producir;
La tendencia de los sulfuros finos a oxidarse en el aire;
El hecho de que la molienda en seco a menudo produce aglomerados fuertes y acumulaciones de incrustaciones (dependien do de la finura de la molienda) que son difíciles de dispersar posteriormente;
Las propiedades superficiales de los minerales en seco son diferentes a las de los mismos minerales mojados.
Sin embargo, hay evidencia en la literatura que algunos de estos impedimentos pueden ser superados y que una ventaja metalúrgica en flotación puede lograrse después de la molienda en seco. A continuación, se detallan algunos de los estudios más relevantes a este respecto.
Hoberg et al. (1985) realizaron ensayos comparativos de molienda y flotación de minerales sulfurosos individuales y minerales de sulfuro utilizando un molino de rodillos seco de barrido de aire de laboratorio. Afirmaron que este tipo de molino produjo ahorros de energía del 20 al 30% en comparación con los molinos de molienda en húmedo, que los costos de capital de un circuito de molienda que incorpora este tipo de molino eran de hecho comparables a los de un circuito convencional de molienda por bolas húmedas, Que tienen que ver con el mantenimiento de una alimentación de baja humedad podría en la mayoría de los casos ser acomodados si el calor residual de bajo costo estaba disponible para propósitos de secado preliminar. Más importante aún, sus resultados metalúrgicos mostraron que en algunos casos, se obtuvieron mayores recuperaciones y grados
de sulfuro de cobre por flotación después de la molienda en seco con respecto a la flotación después de la molienda en húmedo. En particular, observaron que la flotación sin colectores (sólo espuma) de algunos sulfuros se mejoró después de la molienda en seco. Lo atribuyeron a los efectos de la adsorción de oxígeno durante la molienda en seco, donde la adsorción retardó el mojado de las superficies minerales, especialmente para los minerales que eran naturalmente hidrófobos. Ellos sugirieron que el oxígeno era inicialmente quimisorbido en forma iónica, ya medida que la adsorción avanzaba, la forma del enlace de oxígeno se volvió más covalente en la naturaleza y al mismo tiempo los sulfuros se redujeron a azufre elemental, haciendo la superficie mineral más hidrófoba por naturaleza. Se necesitaban tiempos de acondicionamiento más largos antes de la flotación, presumiblemente para ayudar a la dispersión de aglomerados. Los autores afirmaron que el método de molienda en seco empleado es particularmente adecuado para materiales de grano fino, pero había pocos datos reales presentados para apoyar esta afirmación. Lepetic (1974) realizó algunos estudios piloto y de laboratorio sobre los efectos de la molienda autógena seca utilizando un mineral de calcopirita de los Andes peruanos. Usando la flotación sin colector después de la molienda autógena seca, informó calcopyrite calidades aumentadas y recuperaciones relativas a la molienda húmeda. Cuando se añadió el colector, se perdió la selectividad porque los otros sulfuros presentes (pirita y pirrotita) mostraron entonces una fuerte flotabilidad.
Un trabajo de laboratorio más reciente realizado por Feng y Aldrich (2000) utilizando un sulfuro complejo del Merensky Reef en Sudáfrica puso de relieve la influencia de los efectos topográficos causados por la molienda en seco. SEM (microscopía electrónica de barrido) y AFM (microscopía de fuerza atómica) revelaron que las muestras de tierra seca tenían superficies de partículas relativamente rugosas con una alta concentración de defectos microestructurales, mientras que las muestras húmedas de tierra tenían superficies más lisas y limpias. En consecuencia, las superficies de partículas activadas de las partículas de tierra secas exhibieron
cinética de adsorción más rápida con un colector SiBX. Los efectos en la flotación fueron la cinética de flotación más rápida pero la metalurgia más pobre, es decir, los grados más bajos y las recuperaciones. Esto se explicó por la premisa de que algunas partículas de ganga muy finas también se adsorben sobre las superficies activadas dando como resultado una menor selectividad de la flotación. En contraste, las superficies mojadas de partículas en tierra eran más limpias y esto daba como resultado una selectividad mejorada. La proposición de que las partículas finas de ganga también habían sido activadas por molienda en seco y flotaban genuinamente no fue considerada por los autores. Ellos analizaron si una combinación de fresado tanto en húmedo como en seco podría ser usada para mejorar tanto la cinética de flotación como la metalurgia. Se encontró que, usando un acondicionamiento (húmedo) de alta intensidad (HIC) después de la molienda en seco, se obtuvo una selectividad mejorada porque los campos de alta fuerza de cizallamiento generados por acondicionamiento de alta intensidad eliminaron los finos no adsorbidos selectivamente de las superficies de partícula activada.
Otros trabajadores (Martin et al., 1991) también han encontrado que la molienda en seco conduce a la adsorción de oxígeno y mejora la flotación de sulfuros sin colectores, incluido el cobre, pero dado que hay poco uso práctico a gran escala de la flotación de sulfuro de cobre sin colectores , La importancia de este aspecto de la molienda en seco es probablemente relativamente insignificante.
También debe observarse que en CSIRO Minerals (KR Weller, comunicación personal, 1999) se ha observado el uso de rollos de molturación (seco) de alta presión (HPGR) como alternativa al molido en bolas húmedo convencional (con el mismo tamaño de alimentación de flotación) Para producir una selectividad mejorada de la calcopirita sobre la pirita en flotación subsiguiente. No está claro si la metalurgia del cobre mejorada se debe a efectos morfológicos / texturales o efectos potenciales de la pulpa. Los efectos del tamaño de las partículas tampoco han sido establecidos.
Una cuestión secundaria con la molienda en seco se refiere al desgaste de los medios. Se ha estimado que las velocidades de desgaste de los medios en la molienda en húmedo son varias veces mayores que en la molienda en seco (Bond, 1964) y este efecto se potencia cuando la pulpa de molienda es ácida, especialmente por debajo de 5,5
Resumen
Esta revisión de los efectos de la molienda y el medio de molienda (generalmente basado en hierro) sobre el rendimiento de flotación de minerales de sulfuro de cobre ha identificado y discutido los factores clave importantes en la flotación de minerales de sulfuro de cobre.
La mayoría de las evaluaciones de los efectos de la molienda en la flotación se han hecho a escala de laboratorio donde las condiciones de operación están estrechamente controladas. Si bien a menudo hay un debate sobre si los resultados a escala de laboratorio se aplican a escala de la planta, las cuestiones clave para evaluar los medios de comunicación de manera significativa a escala de la planta se relacionan con el alto costo de los ensayos y la necesidad de periodos de prueba prolongados para asegurar una carga completa del nuevo Medios de comunicación y se obtiene información estadísticamente confiable.
Las interacciones galvánicas entre los minerales de sulfuro y los medios de acero pueden afectar al potencial de la pulpa, al nivel de oxígeno disuelto oa la extensión de la formación de hidróxido de hierro, lo que a menudo es perjudicial para la flotación de cobre. El uso de bolas de aleación de cromo más inertes puede limitar la formación de hidróxidos en la pulpa con las mejoras resultantes en el rendimiento de flotación. Se necesitan más investigaciones para comprender mejor los factores
