Flotacion de Minerales de Cobre

INTRODUCCIÓN La flotación es una operación unitaria que se emplea para al separación de partículas sólidas o líquidas de una fase líquida . La separación se consigue introduciendo finas gotas de gas, normalmente aire, en la fase líquida. Las burbujas se adhieren a las partículas, y la fuerza ascensional que experimenta el conjunto de partícula-burbuja de aire hace que suban hasta la superficie del líquido.(etcalf, !""#$ %e trata de un proceso de separación de materias de distinto origen que se efect&a desde sus pulpas acuosas por medio de burbujas de gas y a base de sus propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas. 'sí, la flotación es una tcnica de concentración que apro)echa la diferencia entre las propiedades superficiales o interfaciales del mineral &til y la ganga. *ste se basa en la adhesión de algunos sólidos a burbujas de aire, las cuales transportan los sólidos a la superficie de la celda de flotación, donde ser+n recolectados y recuperados como concentrado.

La flotación es un proceso de clarificación cla rificación primaria particularmente efecti)o para tratar aguas con baja turbiedad, altamente coloreadas y con gran contenido de algas. onsiste en la separación de las partículas naturales presentes en el agua cruda, coaguladas o floculadas, mediante el uso de sales de aluminio o de hierro y de polímeros. La flotación contempla la presencia de tres fases sólida, líquida y gaseosa, donde la fase sólida est+ representada por las materias a separar, la fase líquida est+ representada por el agua y la fase gas est+ representada por el aire. na )ez ingresada la pulpa al proceso, se inyecta el aire para poder formar las burbujas, que son los centros sobre los cuales se )an a adherir las partículas sólidas. /ara lograr una buena concentración se requiere que las especies que constituyen la mena estn separadas o liberadas. *sto se logra en las etapas pre)ias de chancado y molienda. 'l aumentar el tama0o de la partícula, crecen las posibil idades de mala adherencia a la burbuja1 en tanto que las partículas muy finas no tienen el suficiente impulso para poder producir un encuentro efecti)o partícula burbuja. *l proceso de flotación esta basado sobre las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas de los sólidos a separar, por lo que es necesario incrementar la propiedad hidrófoba en las partículas minerales de una pulpa para así poder facilitar la flotabilidad. *sto se efect&a con lo s reacti)os llamados colectores, que son generalmente compuestos org+nicos de car+cter heteropolar, es decir, una parte de la molcula es un compuesto e)identemente apolar (hidrocarburo$ y la otra parte es un grupo polar con las propiedades iónicas, lo que significa que tiene una carga elctrica definida.

Características de la Flotación 2 todo fisicoquímico para separar partículas sólidas entre si. 2 3undamento dispersar burbujas de aire en la suspensión de partículas. Las particulas hidrofobicas se pegan a las burbujas formando una espuma. 2 La espuma son eliminadas por barrido superficial. La condición de separación es el diferente grado de hidrofobicidad entre las partículas particulas solidas solidas.

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ASPECTOS TECNOLÓGICOS DE LA FLOTACIÓN: CELDA POR DISPERSIÓN DE AIRE *l tipo de celda m+s cl+sico es aquel que comprende un recipiente de tipo cilíndrico, a menudo con deflectores en las paredes. 'l centro se ubica un sistema de agitación por turbina que produce un mo)imiento centrífugo de la dispersión sólido-líquido y por lo tanto una baja presión en la )ecindad del eje. n tubo concntrico o cualquier otro dispositi)o permite que el aire este aspirado cerca del centro del recipiente. *l aire aspirado pasa pa sa a la zona turbulenta y forma burbujas. ' menudo el agitador posee un sistema de rotor-estator que funciona a la )ez por impacto y por cizallamiento para di)idir el aire.

APLICACIONES DE LA FLOTACIÓN FLOTACIÓN

*n la flotación inter)iene la diferencia entre la masa )olumtrica de los sólidos o flóculos y la del líquido en que se encuentran en suspensión. %in embargo, contrariamente a lo que ocurre en la decantación, este proceso de separación sólido4líquido &nicamente se aplica a partículas que tienen una masa )olumtrica real (flotación natural$ o aparente (flotación pro)ocada$ inferior a la del liquido que la contiene. *n la flotación pro)ocada, se apro)echa la capacidad que tienen ciertas partículas sólidas o líquidas para unirse a burbujas de gas (generalmente, aire$ y formar conjuntos





*s utilizado para •

*liminación de grasas.

•

*liminación de sólidos suspendidos.

•

'gua conteniendo particulas hidrofobicas hidrofobicas (grasa$ e hidrofilicas

•

'guas residuales, aguas con fangos fangos biológicos, 'guas 'guas de la)ado de minerales

•

'guas de la)ado de fabricación de pasta de papel, etc.

•

'5'% 6789'% :*89:; ' '6*79' '6*79' *< %%/*<%9=< %%/*<%9=<

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Sin areado de !loc"lante: *l líquido entra directamente por la zona de separación (pasaje lento$ o quietamente donde se encuentran los p aquetes de placas separadoras, y se produce el proceso de separación de sedimentable y flotantes

>.

Con in#ección de !loc"lante: !loc"lante: *l líquido ingresa al +rea de inyección mezclado, constituido por una serpentina donde se incorpora en ruta los productos químicos. *n dicha serpentina comienza a formarse el 3loc que luego se aglomera en la zona de mezcla lenta y forman 3locs m+s grandes que entran en la zona de separación (pasaje lento o aquietamiento$. *n dicha zona se encuentran los paquetes de placas inclinadas, donde el líquido adquiere flujo laminar y posibilita así la sedimentación de sólidos pesados y la flotación en contracorriente de los li)ianos.





Los reacti)os de flotación se di)iden e n colectores, espumantes y modificadores.

•

Colector *s un reacti)o químico org+nico del tipo surfactante, que tiene la propiedad de adsorberse selecti)amente en la superficie de un mineral y lo transforma en hidrofóbico.

•

Es%"&ante *s un reacti)o químico org+nico del tipo surfactante, que se adiciona a la pulpa con el objeti)o de estabilizar la espuma, en la cual se encuentra el mineral de inters.

•

'odi!icadores *stos reacti)os pueden ser de tres tipos modificadores de p?, acti)adores y depresores. 'odi!icadores 'odi!ica dores de %( @cidos y bases (*j. ?l,
Acti)adores %on reacti)os químicos org+nicos o inorg+nicos que ayudan al colector a adsorberse en la superficie del mineral a flotar. De%resores %on reacti)os químicos org+nicos o inorg+nicos que impiden la acción del colector en la superficie del mineral.

E$ALUACIÓN E$ALUACIÓN DEL PROCESO DE FLOTACIÓN Los índices de e)aluación del proceso de flotación son recuperación metal&rgica, recuperación en peso, razón de concentración, razón de enriquecimiento.

•

Rec"%eración &etal*rica *s la razón entre la masa del material &til obtenido en el concentrado y la masa de material &til de la alimentación.





*s la razón entre la masa del concentrado y la masa de la alimentación.

•

Ra+ón de concentración *s la razón entre la masa de alimentación y la masa de concentrado.

•

Ra+ón de enri,"eci&iento *s la razón entre la ley del componente deseado en el concentrado y la ley del mismo componente en la alimentación

TIPOS DE FLOTACIÓN FLOTACIÓN

•

3': (3lotador por aire disuelto$.

•

3lotación por aireación.

•

3lotación por )acío.

FLOTACIÓN POR AIRE DISUELTO DIS UELTO %e produce la fijación artificial de burbujas de aire s obre las partículas sólidas, esto les confiere una )elocidad de ascensión al conjunto partícula p artícula - gas formado muy r+pida. La flotación ser+ de al menos # )eces m+s r+pida que una decantación con)encional. *l sistema adem+s permite que se formen aglomerados de partículas-gas que como racimos forman conjuntos que duplican la )elocidad ascensional inicial. *l resultado es una r+pida eliminación de la carga de sólidos. Las principales aplicaciones son !. 'guas residuales urbanas. >. 'guas residuales industriales (papeleras, petroquímica, química, l+ctea, mataderos, alimenticia, textil, metal&rgica$. A. /otabilización de aguas. B. 3lujos de proceso.C





!. >. A.

9nye 9nyecc cció ión n de de air aire e en en el el líq líqui uido do some someti tido do a pre presi sión ón y pos poste teri rior or libe libera raci ción ón de la pres presió ión n a que que est+ sometido el líquido (3lotación por ai re disuelto$. 'ireación a pre presión atmosfri rica(3lot lotació ación n por aireaci ación$. %atu %atura raci ción ón con con air aire e a la pres presió ión n atm atmos osf fri rica ca,, seg segui uido do de la apli aplica caci ción ón del del )ac )ació ió al liqu liquid ido o (flotación al )acío$. *n el tratamiento de aguas residuales la flotación se utiliza, para la eliminación e liminación de la materia suspendida y para al concentración de los fangos biológicos. La principal )entaja del proceso de flotación frente al de sedimentación consiste eb que permite eliminar mejor y en menos tiempo las la s partículas peque0as o ligeras cuya disposición en lenta.

An-lisis Los factores que hay que tener en cuenta ene l proyecto de equipos por flotación, incluyen la concentración de sólidos, la cantidad de aire que se )a a utili zar, la )elocidad ascensional de las partículas y la carga de sólidos. Los )alores típicos de la relación aireD sólidos para los aspesadores de fangos de las plantas de tratamiento de guas residuales )arían entre E,EE# y E,EEFE La superficie necesaria del espesador se determina considerando la )elocidad ascensional de los







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67'6'9*<6; 67'6'9*<6; :* '5'% 7*%9:'L*% :;99L9'79'%

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La flotación es un proceso fisicoquímico que consta de tres fases sólido-líquido-gaseoso que tiene por objeti)o la separación de especies minerales mediante la adhesión selecti)a de





Las partículas minerales hidrofóbicas tienen la capacidad de adherirse a la burbuja, en tanto que las hidrofílicas, como la ganga, no se adhieren. La superficie hidrofóbica presenta afinidad por la fase gaseosa y repele la fase líquida, mientras que la superficie hidrofílica tiene afinidad por la fase líquida.

Usos industriales Heditar I

3lotación industrial de minerales sulfurados de cobre.

La flotación es un proceso muy utilizado en la recuperación de los minerales sulfurados de cobre debido a la hidrofobicidad natural que tienen. 6ambin 6ambin se usa para la limpieza de aguas usadas con contenidos de grasas o aceites para su reutilización. *xisten equipos que re alizan este proceso como las celdas de flotación y las columnas de flotación1 estas <imas han ido reemplazando a las celdas por sus menores costos operacionales.

inerales de obre-Jinc Normalmente calcopirita, esfalerita y sulfuros de hierro están presentes en este tipo de minerales. Los minerales ganga son típicamente varios silicatos, carbonatos y a menudo talco, este último presenta retos para el proceso de otación. El mtodo para la separación y recuperación por otación es bastante parecido al proceso de separación del sulfuro de !lomo"#inc $!b"#n%. La esfalerita es presionada con la adición de sulfato de &inc al molino con sulfuro de sodio como una opción para me'orar la depresión de la pirita. El cobre ota en la primera etapa de otación diferencial con cal a un p( de )*")). +olectores de antato, ditiofosfato y tiocarbamato son usados como se e-plica mucho más e-tensamente en la sección de otación del cobre.





inerales de obre Los principales minerales de sulfuro de cobre son calcopirita $+u5e6%, calcocita $+u6%, covelita $+u%, bornita $+u75e0%, tetraedrita $$+u,5e%)6b0)8% y enargita $+u89s0%. La fuente principal de cobre es la de depósitos de mineral pór4do en la 3ue uno o una combinación de los minerales antes mencionados se produce. 1n mineral de sulfuro cobre típico contiene varios niveles de tipos de sulfuro de hierro 3ue generalmente incluyen pirita $5e6% y pirrotita $5e)"-%. 9 menudo están presentes oro y plata 3ue o bien pueden asociarse con los sulfuros o estar libres. Las partículas ganga pueden estar formadas por una gama de minerales de silicato desde cuar&o hasta talco y arcillas. :ambin pueden estar presentes carbonatos de mineral ganga. +uando son liberados, los minerales de sulfuro de cobre típicos son relativamente fáciles de otar. +uando no e-isten problemas metalúrgicos importantes, la producción de un grado su4cientemente alto de concentrado de cobre es generalmente el ob'etivo. 9 menudo el problema primario de control del grado está relacionado con minerales de sulfuro de hierro ya 3ue estos tambin otan con el cobre, diluyendo el grado de concentrado de cobre. Esto se relaciona; )% los niveles de mineral de sulfuro son normalmente mucho más altos 3ue los de concentrado de cobre, 6% los colectores de otación de sulfuro pueden tambin otar bien los sulfuros de hierro, 8% la liberación puede ser un problema





controlables. @ncluso cuando el p( neutral es usado en el desbaste, las etapas de otación más limpias generalmente se llevan a cabo a un p( más alto para asegurar la depresión del sulfuro de hierro. +uando el oro está presente y con un valor signi4cativo, desafortunadamente la cal puede tambin reducir las recuperaciones de oro principalmente si esta libre o asociada con minerales de sulfuro de hierro. El cianuro puede tambin ser un efectivo depresor de sulfuro de hierro, en donde es permitido su uso , pero el cianuro puede solubili&ar los iones metálicos los cuales pueden activar un amplio rango de minerales de sulfuro, 3ue pueden impactar negativamente la selectividad de la otación. En algunos casos, se pueden utili&ar la ceni&a de sosa o la sosa caústica para controlar la selectividad de la otación. /tra opción 3ue ha sido de bene4cio es utili&ar pulpa de pre"aeración la cual puede provocar o-idación en las super4cies del sulfuro mineral más reactivas hacindolas menos otablesA desde luego, la efectividad de esta tcnica depende de las características de la minerali&ación y del circuito. Beactivos estándar de colectores de otación de sulfuro de cobre son colectores de clase tiol con base de sulfuro 3ue pueden agruparse en las principales familias de -antato, ditiofosfato, tionocarbamato y tiocarbamato. /tras 3uímicas tambin son efectivas y llenan clases separadas pero con una característica general común, estas casi siempre tienen átomos de sulfuro de doble adherencia en su estructura a travs de la cual la adherencia 3uímica a la super4cie del mineral de cobre se lleva a cabo. La selección de un reactivo colector de otación e4ca& depende de los minerales de sulfuro presentes, sus asociaciones en el mineral y las características de circuito. =ebido a 3ue un mineral típicamente tiene más de un tipo de mineral de sulfuro de cobre, a menudo la combinación de los colectores de otación se utili&a para ma-imi&ar el desempeCo metalúrgico. Estos se agregan en forma separada o como se está haciendo más comúnmente, se suministra como productos me&clados para optimi&ar la otación. Los espumantes son una consideración importante en el 'uego de reactivos de otación. Las 3uímicas de los espumantes son de rangos amplios y generalmente incluyen alcoholes de diferentes estructuras y pesos moleculares, aldehídos2esteres y glicoles y con estos utili&ados solos o como me&cla. Estos modi4can la tensión de la super4cie de la burbu'a lo cual afecta la formación del tamaCo de la burbu'a, la hidrodinámica de la super4cie de la burbu'a y la capacidad de llevar el mineral sobre la super4cie de la clula toda lo cual impacta la otación y optimi&ación del sulfuro de cobre. 9 menudo la combinación de colector"espumante se debe considerar y evaluar para optimi&ar el rendimiento del circuito de otación. >inerales o-idados $

Flotacion de Minerales de Cobre

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