1. FLOTACIÓN DE MINERALES PLOMO-ZINC La flotación de minerales plomo-zinc es uno de los tipos de separación que se ha venido practicando en la industria minera por un largo tiempo. En esencia lo que se busca es flotar inicialmente los minerales sulfurados de plomo, tal como la galena (PbS); y posteriormente flotar el sulfuro de zinc (esfalerita). Los minerales de plomo y zinc generalmente se presentan juntos en depósitos de valor económico, independientemente uno del otro, están frecuentemente asociados con minerales de cobre y en muchos casos se encuentra a los tres juntos acompañados de una cantidad variable de pirita (FeS2). Notables excepciones son los cuerpos minerales de plomo en el sur-este de Missouri (USA) donde el plomo está asociado con muy poca cantidad de zinc, en New Jersey donde la esfalerita se presenta sola.
La galena y la esfalerita son los sulfuros más comunes, pero también se presentan en cantidades significativas en la cerusita (PbCO3), anglesita (PbSO4) y smithsonita (ZnCO3). En algunos depósitos están asociados a metales tales como la plata, cadmio, oro y bismuto, y tanto los minerales de zinc como los de plomo y los de plomo-zinc son las más grandes fuentes, en muchos casos, para la obtención de plata y el cadmio, por lo que el concentrado de plomo se beneficia de manera económica por el valor agregado que ofrece la presencia de la plata. Minerales de esta clase los tenemos en la mina San Vicente, Yauricocha, y en varias minas de Puno. Particularmente, cuando hay plata el oro se encuentra en estado nativo y forma inclusiones en la galena y la pirita. Una etapa muy importante, antes de efectuar la separación selectiva plomo-zinc, es determinar el tamaño óptimo de molienda primaria, y los reactivos químicos necesarios para efectuar la separación. La molienda es la operación de reducción de tamaño de un mineral realizada posteriormente a la trituración; puede ser de tipo primario o secundario según el tamaño requerido del producto. Aunque la molienda del mineral no forma parte de la flotación, tiene una importante influencia sobre el proceso. Para lograr resultados óptimos en la flotación, en la etapa de molienda los minerales valiosos deben ser liberados completamente de la roca desechable (ganga) y ser separados unos de otros. Sin embargo en la práctica a menudo esto no es económicamente factible y aun cuando se logra una separación completa pueden presentarse otros factores negativos para el proceso, por ejemplo los molinos de bolas o barras generalmente usados para la molienda pueden formar considerables lamas de ganga que complicarán las subsiguientes etapas de flotación. Muchos procesos se han desarrollado para la separación de la galena de la esfalerita por medio de dos etapas de flotación selectiva, el más ampliamente usado consiste en deprimir la esfalerita con cianuro de sodio (NaCN) y/o sulfato zinc (ZnSO4), permitiendo a la galena que permanezca
sin ser flotada en la primera etapa. Además, la función primaria del cianuro, que es deprimir a los sulfuros de zinc, también tiene acción similar sobre las piritas que pudieran estar presentes. La presencia de los sulfuros de hierro hace que la pulpa se acidifique con la producción de sulfatos e hidróxidos de hierro, plomo y zinc que afectan a la superficie de los minerales de plomo y zinc. La galena tiende a ser deprimida por una pátina (capa fina) de óxidos en la superficie y la esfalerita a ser activada por los iones plomo. Las sales disueltas, como las del sulfato ferroso, hacen excesivo el consumo de xantato y cianuro. La cal y la soda cáustica (hidróxido de sodio NaOH) son usadas para regular el pH para que las sales disueltas sean precipitadas. Otros depresores son K2Cr2O sobre la galena y pirita. SO2, Meta-bisulfito de sodio, sulfito de sodio, y el pirosulfito de sodio. La acción de los depresores se ve favorecida a un pH óptimo, por lo cual debe seleccionarse el apropiado regular de pH, los cuales son por lo general la cal, y el carbonato de sodio. Se requiere de un programa de pruebas para evaluar cuales reactivos son necesarios, y en qué cantidades deben usarse. La cal es usada por su bajo costo pero un exceso en el circuito de plomo puede deprimir la galena. El carbonato sódico anhidro es, por consiguiente, el preferido en cuanto sea posible en el circuito de plomo; ya que la cal es un efectivo depresor de la pirita (usada donde hay grandes concentraciones de pirita), en cuyo caso será necesario un colector más poderoso para flotar la galena. Después de la flotación de la galena, las colas son tratadas con sulfato de cobre, el cual reactiva las superficies de los minerales de zinc permitiéndoles flotar. La cal es usada en la flotación de zinc para deprimir la pirita ya que éste no tiene efecto depresivo sobre los minerales de zinc activadas y se usa un alto pH en el circuito de zinc. La mina Bou Beker en Morocco trata de una mena de alta ley de plomo-zinc (mayor pureza), en sus análisis se reparte 3.5% de plomo y 25% de zinc, con contenidos mayores de pirita en una piedra caliza dolomítica. Este tipo de material también se presenta en San Vicente de Morococha. Los concentrados rougher de plomo son limpiados triplemente para producir un producto sobre el 70% de plomo, debido a la ley de zinc en la alimentación que algunas veces está sobre el 30% de zinc, los concentrados rougher de zinc son limpiados solamente una vez, Estas máquinas reciben la pulpa de cabeza procedente de los acondicionadores o de los molinos. Aquí flota la mayor parte de los sulfuros valiosos. Pero en estas celdas sólo obtendremos concentrados y relaves “provisionales”. Una flotación scavenger, a partir de los relaves de la limpieza del zinc produce un concentrado secundario que es limpiado 2 veces para obtener un concentrado de 60% de zinc. La etapa scavenger o de barrido tiene como objetivo aumentar la recuperación de las especies útiles desde las colas de la etapa rougher. Producen colas finales del proceso y un concentrado de baja ley que puede juntarse a la alimentación del proceso de flotación.
La flotación bulk busca obtener en un concentrado todos los minerales valiosos contenidos en la mena (en un solo producto llamado Concentrado Bulk) y un relave con el material con valor o ganga. La flotación bulk de minerales de plomo y zinc seguida de su separación tienen buenas ventajas económicas tal como la remoción de grandes cantidades de ganga en una sola etapa. El proceso de flotación selectiva a partir de un concentrado bulk difiere poco del principio de flotación selectiva directa a estos minerales. Aunque, en la mayoría de casos, la esfalerita en el concentrado bulk está cubierta con una capa de colector, que dificulta o imposibilita su depresión, esta puede requerir cantidades extremadamente grandes de reactivos depresores. Esto es especialmente en el caso del sulfato de cobre que es usado para activar la esfalerita, el cianuro reaccionará con los iones cobre residuales en solución. La práctica normal de flotación de esfalerita es elevar el pH de flotación a 10-12 para mejorar el rechazo de minerales de sulfuro de hierro hacia los residuos de flotación de esfalerita. La flotación bulk se lleva a cabo en Zinkgruvan, la mina más grande de zinc en Suiza. La molienda es autógena y los iones plomo liberados en este proceso activan la esfalerita haciendo inncesario el uso del sulfato de cobre. La planta de flotación consta de una etapa de flotación bulk y otra de flotación de plomo, cada circuito tiene a su vez sus etapas rougher, scavenger y cleaner. La galena y la esfalerita son flotadas con 0.15 kg/ton de xantano etílico de potasio. El concentrado, después de 5 etapas de limpieza, es acondicionado con 0.5 kg/ton de sulfato de zinc para deprimir la esfalerita y proceder a flotar la galena con xantano de potasio. La molienda autógena puede definirse en forma general, como un método de reducción de tamaño en el cual los medios moledores están formados principalmente por trozos de la mena que se procesa. Si los pedazos de roca utilizados como medio moledor son trozos redondeados que han sido seleccionados de una etapa de molienda previa, entonces se habla de molienda por guijarros (o pebbles). En algunos casos, se agregan bolas de acero para mejorar la acción de la carga, con lo cual la molienda deja de ser autógena pura (FAG) y pasa a convertirse en molienda semiautógena (SAG)
