FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS “AÑO DEL BUEN SERVICIO AL CIUDADANO”
INTEGRANTES: GARCIA ARROYO ANDERSON LIÑAN BLAS MARIA ELENA ROJAS BLAS BLAS ROYCER
DOCENTE: JOHN BEJARANO GUEVARA
CURSO: CONCENTRACION CONCENTRA CION DE MINERALES
CARRERA: ING. MINAS CICLO: VIII TEMA: REACTIVOS DE FLOTACIÒN GRUPO: N° 7 TRUJILLO- PERÚ 2017
Reactivos de flotación
PRESENTACIÓN Nosotros como estudiantes de ingeniería de minas del VIII de la universidad católica de Trujillo daremos a conocer El presente trabajo de Parámetros y variables de la flotación Para el desarrollo de este trabajo ha sido fundamental el uso de la técnica del análisis de documentos (libros, revistas, Internet, etc.), se ha tenido en cuenta las acciones realizadas, pues el problema que se aborda es muy alarmante. En la cual nuestro proceso de avance fue grupal.
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Reactivos de flotación
PRESENTACIÓN ....................................................................................................................... 1 INTRODUCCIÒN ........................................................................................................................ 4 1.
REACTIVOS DE FLOTACION ........................................................................................ 5
2.
COLECTORES ................................................................................................................... 5
3.
2.1.
COLECTORES ANIÓNICOS ................................................................................... 8
2.2.
COLECTORES CATIÓNICOS ................................................................................. 8
ESPUMANTES: .................................................................................................................. 8 3.1.
4.
5.
ESPUMANTES AEROFROTH: ............................................................................... 9
3.1.1.
ESPUMANTE AEROFROTH 65 .................................................................... 10
3.1.2.
ESPUMANTE AEROFROTH 70 .................................................................... 10
3.1.3.
ESPUMANTE AEROFROTH 71 .................................................................... 10
3.1.4.
ESPUMANTE AEROFROTH 73 .................................................................... 10
3.1.5.
ESPUMANTE AEROFROTH 77 .................................................................... 11
3.1.6.
ESPUMANTE AEROFROTH 73 .................................................................... 11
3.1.7.
ESPUMANTE AEROFROTH 77 .................................................................... 11
3.2.
ACIDO CRESILICO: ................................................................................................ 11
3.3.
ACEITE DE PINO: ................................................................................................... 13
3.4.
METIL ISOBUTIL CARBINOL (MIBC): ................................................................ 14
3.5.
Espumantes Dowfroth: ......................................................................................... 14
PUNTO DE ADICIÓN DE REACTIVOS ....................................................................... 15 4.1.
DEPRESOR Y COLECTOR ROUGHER SCAVENGER RELAVE .................. 15
4.2.
DEPRESOR RECLEANER CONCENTRADO .................................................... 16
4.3.
TANQUE DE PREPARACIÓN TANQUE DE ALMACENAMIENTO ............... 16
IMPACTO AMBIENTAL .................................................................................................. 17
6. LINKOGRAFÌA
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………………………………………………………………………………………………………………………
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Reactivos de flotación
ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1:Adhesion del colector a la superficie del mineral. ...................................................... .................. 5 Figura 2:reactivos de flotación utilizados en el laboratorio ........... .............................................................. 6 Figura 3:zona de trabajo de colectores. ....................................................................................................... 7 Figura 4: clasificación de colectores ................................................................................................... .......... 7 Figura 5: Agente espumante…………………………………………………….…………………………………………………………….. 9 Figura 6: Cresoles isómeros…………………………………………………………………………………………………………………. ..11 Figura 7: Cresoles…………………………………………………………………………………………………………………………..…….. 12 Figura 8: Aceite de Pino……………………………………………………………………………………………………..…………………. 13 Figura 9: Terpineol ………………………………………………………………………………………………………………………….……. 13 Figura 10: MIBC ……………………………………………………………………………………………………………………………..……. 14 Figura 11: Propiedades de espumantes Dowfroth…………………………………………..…………………………………… 15 Figura 12: Flow sheet de Depresor y colector Rougher ……………………………………………………..…………………. 15 Figura 13: Depresor concentrado…………………………………………………………………………………..……………………. 16 Figura 14: Tanque de preparación………………………………………………………………………………..……………………. 16
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Reactivos de flotación
INTRODUCCIÒN El proceso de flotación constituye uno de los principales métodos de concentración de minerales actualmente en uso. Se basa en la diferencia de propiedades físico-químicas en la superficie de las especies mineralógicas, las cuales deben unirse a una fase gaseosa, en forma de burbujas. El fenómeno de flotación ocurre cuando este agregado partícula-burbuja es lo suficientemente estable como para ascender a la superficie y salir como concentrado. Pocas especies minerales tienen flotabilidad natural, es decir, son capaces de formar una unión estable burbuja-partícula por sí solos. Esto dificulta el proceso de flotación y hace necesario invertir las propiedades superficiales de las partículas minerales. Para ello deben mutar su condición hidrófila a propiedades hidrófobas mediante el uso de un reactivo colector. Además, es preciso que los minerales posean el tamaño de partícula adecuado para asegurar una buena liberación de las especies minerales. El proceso de flotación es reiterado en varios ciclos, de manera que en cada uno de ellos se vaya produciendo un producto cada vez más concentrado. Adicionalmente, se puede realizar un segundo proceso de flotación, con el fin de recuperar el concentrado de otro mineral de interés o limpiarlo de alguna impureza. El procedimiento es igual que el anterior, pero utilizando reactivos y acondicionadores de pH distintos, lo que permite obtener concentrados de dos metales de interés económico. La primera flotación se denomina colectiva, donde el concentrado contiene dos o más componentes, y la segunda corresponde a una flotación selectiva, donde se efectúa una separación de compuestos complejos en productos que contengan no más de una especie individual. Un ejemplo de esto es la flotación de cobre y molibdeno. La flotación de minerales es un proceso complejo desde la perspectiva del control de su operación. Existen numerosas variables que pueden ser manipuladas dentro de ciertos rangos y así modificar los resultados. Entre las variables de operación se encuentran las dosis de reactivos de flotación, el f lujo de aire, la velocidad de agitación, el porcentaje de sólidos de alimentación, el pH y el potencial de la pulpa.
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1. REACTIVOS DE FLOTACION Los reactivos de flotación corresponden a sustancias orgánicas que promueven, intensifican y modifican las condiciones óptimas del mecanismo físico-químico del proceso. Pueden clasificarse en: colectores, espumantes y agentes modificadores.
2. COLECTORES Son sustancias orgánicas que se adsorben en la superficie del mineral, confiriéndole características de repelencia al agua (hidrofobicidad). La parte polar del ión colector se adsorbe en la superficie del mineral. Por otra lado, la parte apolar del mismo, constituida por una cadena de hidrocarburos, queda orientada hacia la fase acuosa, dando el carácter hidrófobo al mineral.
Figura 1:Adhesion del colector a la superficie del mineral.
El largo de la cadena de hidrocarburos está asociado a la mayor o menor repelencia al agua. La parte que se adhiere al mineral dará la fuerza y selectividad. Lo anterior explica la diferencia de comportamiento de los diferentes colectores. Por lo tanto, la colección estará íntimamente condicionada por la naturaleza de la superficie del mineral y de la estructura química del colector. La unión química entre el colector y el mineral deberá ser más fuerte que la que pueda existir entre el mineral y el agua. Los niveles de molienda o de liberación de partículas nunca serán perfectos.
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Figura 2:reactivos de flotación utilizados en el laboratorio
para suplir las posibles contaminaciones de las superficies mineralógicas que impiden una adecuada unión, de ahí la necesidad de buscar el colector más eficiente. El ángulo de contacto, no es una característica inherente del mineral, sino del grupo apolar (cadena hidrocarburos) del agente colector, por lo tanto; Mientras mas larga sea la cadena de hidrocarburos mayor será el ángulo de contacto y, por lo tanto, mayor será la hidrofobicidad adquirida por el mineral. Se ha comprobado que las cadenas de tipo “iso” (iso-propil, iso-butil) forman ángulos de contacto mayores que las cadenas de tipo normal. Las partículas de mineral convertidas en hidrófobas por la acción del colector se adhieren a las burbujas de aire que van ascendiendo por las pulpas. Por lo t anto, la recuperación de mineral aumentará en la medida que aumente el ángulo de contacto. Por lo general, solo se requiere una capa monomolecular de colector en la superficie del mineral. Incluso bastará con tener zonas de adsorción locales en la superficie para que la partícula se adhiera a la burbuja de aire y pueda ser flotada. Lo anterior se puede explicar por la rugosidad, forma irregular y la variedad mineralógica de la superficie mineral. Se puede distinguir dos tipos de colectores, dependiendo de la carga de este: catiónicos y aniónicos. El tipo de colector a utilizar en flotación depende del pH de trabajo en los equipos y, por lo tanto, del potencial zeta.
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Figura 3:zona de trabajo de colectores.
En este caso, si se opera a pH alcalino el colector a utilizar será catiónico; en cambio, al trabajar a pH ácido el colector deberá ser aniónico.
Figura 4: clasificación de colectores
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2.1.
COLECTORES ANIÓNICOS
Se caracterizan porque su parte polar posee una carga negativa la cual se adsorbe a una superficie con carga positiva. Entre los colectores más conocidos se encuentran los Xantatos.
2.2.
COLECTORES CATIÓNICOS
Se caracterizan porque su parte polar posee una carga positiva la cual se adsorbe a una superficie con carga negativa. Entre los colectores más conocidos se tiene a las aminas y sales cuaternarias de amonio. Las aminas son derivados del amonio, cuyos hidrógenos están reemplazados por radicales.
Estos colectores son menos selectivos que los aniónicos y rara vez quedan adsorbidos de manera absolutamente específica a un mineral determinado. Por ello, es necesario potenciar su selectividad mediante reactivos reguladores (activadores, depresantes), variando el pH o dosificando correctamente. Otras aminas especiales, por ejemplo, éter-aminas, se recomiendan especialmente para la flotación inversa de fierro, en la que el cuarzo se separa de los minerales de fierro por flotación y el hierro es deprimido con almidón.
Los colectores catiónicos más usados en la industria son las aminas. En solución, estos reactivos se disocian de modo que sus radicales con nitrógeno forman el catión, mientras el anión es un hidroxilo. Los colectores aniónicos se disocian de modo que sus radicales junto con el grupo polar constituyen un anión, dejando en solución un catión. Estos se dividen en oxidrilos, tales como carboxilos (ácidos grasos), sulfatos y sulfonatos, y en sulfhídricos, como xantatos, tiofosfatos y tiocarbamatos.
3. ESPUMANTES: Los espumantes son líquidos orgánicos poco solubles en agua, y tienenpor función asegurar la separación de las partículas hidrófobas he hidrófilas, Las burbujas creadas, generalmente por inyección de aire u otro gas o por agitación, tienen una duración muy corta (la duración dela vida de las burbujas en el agua limpia es del orden de una centésima de segundo), y tendencia a unirse entre sí, por lo que, para asegurar la estabilidad de la espuma y evitar con que las partículas captadascaigan nuevamente en la pulpa, perdién dose la recuperación, seintroducen unos compuestos espumantes, entre los cu ales los másutilizados son el aceite de pino y el cresol (ácido cresílico ), alcoholes
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Un buen espumante debe tener la propiedad de trasladarse fácilmente a la interface líquido – gas. Los espumantes más ampliamente usados son compuestos heteropolares y surfactantes que contiene una parte polar, solubilizarte y ávida de agua, otra parte no polar o ávida de aire. Los compuestos surfactantes de este tipo tienden a ser absorbidos en la interface liquido – gas en concentraciones muchos mayores que las que existen en la masa total del líquido. En una interface gas – liquido, los espumantes se orientan con el grupo polar hacia el agua y el grupo no polar hacia el aire. Los espumantes utilizados son compuestos orgánicos heteropolares que contienen grupos funcionales alcohol (OH), carboxilo (CO-OH), amidas (CONH2), etc.
Agente espumante
Agente espumante en la interfaz aire/agua, la molécula espumante se orientará así misma con la cadena de hidrocarburo en el lado aire de la interfaz y el OH- el grupo hidroxilo en el lado agua.
Figura 5: Agente espumante
3.1.
ESPUMANTES AEROFROTH:
Los espumantes aerofroth son alcoholes alifáticos de cadena larga y de origen natural, con excepción del espumante aerofroth 65 que es unproducto sintetico soluble en agua y es de tip o poli glicol. Los espumantes aerofroth se usan en la flotación de los minerales sulfurosos no metálicos, cuando se desea obtener una espuma selectiva y de textura fina.
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Producen una espuma más o menos frágil que reduce el arrastre mecánico de partículas minerales indeseables en la espuma y por esta razón se prefiere el aceite de pino y el ácido cresilico. En el caso de menas lamosas es conveniente obtener el tipo de espuma producido por los espumantes aerofroth. La gama de espumantes aerofroth son: aerofroth 65, 70, 71, 73 y 77todos son líquidos claros que con excepción del aerofroth 65, tienen una viscosidad menor que el agua.
3.1.1. ESPUMANTE AEROFROTH 65 Este reactivo es un producto sintético y no es un alcohol que es un espumante soluble en agua que se utiliza en la flotación tantode minerales metálicos como no metálicos. El espumanteaerofroth 65 tiene la ventaja de ser soluble en agua en todas las proporciones. Una serie de espumantes sintéticos es Dowfroths producidas por laDow Chemical. Estos son quimicamente esteres metílicos delpropilen glic ol solubles en agua, de formula generalCH3(OC3H6).OH. El más conocido entre ellos es el Dowfroths Nº250; también hay compuestos con otros números tales como el Nº200 y el Nº 400. El número de un Dowfroth indica el peso mediomolecular de la mezcla, pues estos productos sintéticos sonmezcla de cadenas de distinto largo. La propiedad más importante de l os Dowfroths es que no tienen propiedades colectoras y que, por consiguiente, las funciones colectora y espumante se pueden controlar en forma precisa.
3.1.2. ESPUMANTE AEROFROTH 70 Este espumante es de tipo alcohol con 6 carbonos en cadenas laterales. Se usa como espumante en la flotación de minerales t anto metálicos como no metálicos, produce una espuma selectiva y menos persistente que el aceite de pino o el ácido cresilico.
3.1.3. ESPUMANTE AEROFROTH 71 El espumante aerofroth 71 es un alcohol de cadena larga y consiste de una mezcla de alcoholes con 6 a 9 carbonos. Es utilizado en la flotación de minerales metálicos sobre todo cuando se desea tener una espuma más selectiva que la que produce el espumante aerofroth 70. Puede ser usada en combinación con otros espumantes alcoholicos, y con el aceite de pino con el cuales miscible en todas proporciones.
3.1.4. ESPUMANTE AEROFROTH 73 Este espumante es muy usado particularmente para la f lotación de minerales tales como talco, grafito, azufre, molibdenita y carbón, también en menas de óxidos de cobre. Al igual que los demás espumantes alcohólicos producen una espuma más frágil y menos persistentes que el aceite de pino o el ácido cresilico. Puede ser usado solo o combinación con otros espumantes.
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3.1.5. ESPUMANTE AEROFROTH 77 Este espumante está compuesto de alcoholes de cadena larga y recta. Es usada en la flotación de minerales tanto metálicos como no metálicos. Produce una espuma más activa y persistente que el espumante aerofroth 70. Puede ser usada en combinación con otros espumantes alcoholicos, y con el aceite de pino con el cuales miscible en todas proporciones.
3.1.6. ESPUMANTE AEROFROTH 73 Este espumante es muy usado particularmente para la f lotación de minerales tales como talco, grafito, azufre, molibdenita y carbón, también en menas de óxidos de cobre. Al igual que los demás espumantes alcohólicos producen una espuma más frágil y menos persistentes que el aceite de pino o el ácido cresilico. Puede ser usado solo o combinación con otros espumantes.
3.1.7. ESPUMANTE AEROFROTH 77 Este espumante está compuesto de alcoholes de cadena larga y recta. Es usada en la flotación de minerales tanto metálicos como no metálicos. Produce una espuma más activa y persistente que el espumante aerofroth 70.
3.2.
ACIDO CRESILICO:
Es un espumante energético y producen espumas no selectivas, se usa en flotación de menas de plomo y cobre. tiene algunas propiedades colectoras. El ácido cresilico se obtiene por la destilación destructiva de los residuos que quedan después de la destilación del petróleo o a partir del alquitrán de carbón. El ácido cresilico consiste principalmente en una mezcla de cresoles isómeros que son:
Figura 6: Cresoles isómeros
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Aparte de los cresoles indicados, el ácido cresilico contiene por lo menos unas 2 docenas de distintos compuestos químicos de los cuales los más importantes son: xilenoles, timoles, distintos fenoles, naftoles, tiocrisoles, tiofenoles, difenilos, etc. De ello podemos decir que el “ácido cresilico” es meramente el nombre comercial de una mezcla compleja que es producto de una destilación Las características del ácido cresilico para la flotación varían según el producto, pero en general contemplan un peso específico entre 1.01 y 1.04; humedad no mayor de 1%; aceites neutro hidrocarburos no más de 2 a 3%; ácidos de alquitrán, o sea, ingredientes activos entre 96 y 97%. Estos ingredientes tienen que estar en cierta proporción dentro de rangos de destilación que son:
Hasta 190 ºC no más de 2%.
Hasta 215 ºC no menos de 40% y no más de 80%.
Hasta 235 ºC no menos de 95%
Un buen ácido cresilico debe tener escasas contaminaciones tales como agua y aceites neutros y por otra parte debe ser lo más rico posible en ingredientes activos. El ácido cresilico es utilizado en la flotación de menas de plomo, cobre y potasa. Su poder espumante varia y esta generalmente en relación con su temperatura de destilación.
Figura 7: Cresoles
El destilado a menor temperatura produce una espuma más liviana y menos persistente que el destilado a temperaturas mayores. El ácido cresilico es un espumante enérgico que a diferencia de los espumantes alcoholicos, tiene algunas propiedades colectoras y, por lo tanto, tiende a ser no selectivo. Se usa donde se requiere una espuma persistente y donde la selectiva no es problema.
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3.3.
ACEITE DE PINO:
se continúa usando en algunas plantas concentradoras como espumante en la flotación de sulfuros, tiene algunas propiedades colectoras, especialmente con minerales tan fáciles de flotar como el talco, azufre grafito, molibdenita y carbón. El aceite de pino es el producto de la destilación del pino seco sobre una temperatura de170 ºC. Las fracciones entre 170 ºC y 220º contienen un 78% del aceite total. La solubilidad de estos productos es muy baja, unos 2.5 gr/Lt y disminuye fuertemente la tensión superficial de agua.
Figura 8: Aceite de Pino
El aceite de pino es de ligeramente de carácter alcalino y por esta razón se usa con preferencia en los circuitos alcalinos. Es de color amarillo variable, contiene un alto porcentaje de terpinoles de formula global C10H17 OH, pero de distintas estructuras que son:
Figura 9: Terpineol
El aceite de pino es utilizado como espumante en la flotación de sulfuros. Como el ácido cresilico, tiene algunas propiedades colectoras, especialmente con minerales tan fáciles de flotar como el talco, azufre, grafito, molibdenita y carbón. La espuma producida por el aceite de pino es generalmente más tenaz y persistente que la producida por el ácido cresilico y su mayor característica indeseable es la tendencia a flotar ganga. Los principales compuestos
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surfactantes del aceite de aromáticos como el terpinol.
3.4.
pino
son
alcoholes
complejos
hidro-
METIL ISOBUTIL CARBINOL (MIBC):
Es usado ampliamente como espumante en la flotación de minerales sulfurados de cobre y en la flotación de oro y plata. Se utiliza también una mezcla con otros espumantes cuando se requiere de una espumacion más resistente.
Figura 10: MIBC
El MIBC permite un excelente control del proceso de Flotación porque no Tiene características colectoras. La práctica usual recomienda una dosificación entre 30 y 70 g/ton de mineral alimentado al circuito.
3.5.
Espumantes Dowfroth:
Son fabricado por dow chemical co, estos espumantes son químicamente esteres metílicos de poplipropilenglicol, son líquidos de baja viscosidad completamente solubles al agua y puede representarse por la siguiente formula
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Figura 11: Propiedades de espumantes Dowfroth
4. PUNTO DE ADICIÓN DE REACTIVOS Los reactivos de flotación para ser adicionados a la pulpa que contiene el o Depresor colector espumante Colector espumante los minerales valiosos a separar deben necesariamente un orden y es:
4.1.
DEPRESOR Y COLECTOR ROUGHER SCAVENGER RELAVE
Los modificadores de pH o de Acondionador Cleaner superficie según convenga. Los colectores que por su acción se los denomina primarios o principales y secundarios. Los espumantes.
Figura 12: Flow sheet de Depresor y colector Rougher
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4.2.
DEPRESOR RECLEANER CONCENTRADO
Los lugares de adición generalmente se determinan experimentalmente en el Laboratorio Metalúrgico en función de las características mineralógicas de la mena y la característica de si es o no soluble en agua el reactivo, es decir, en función del tiempo que necesita para adsorberse en el mineral valioso.
Figura 13: Depresor concentrado
4.3.
TANQUE DE PREPARACIÓN TANQUE DE ALMACENAMIENTO
Generalmente la adición de los modificadores y colectores empieza en la molienda.
Figura 14: Tanque de preparación
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5. IMPACTO AMBIENTAL
La flotación, no se caracteriza por ser un contaminante, pero si contaminan sus gangas y desechos del proceso.
Los desechos obtenidos del proceso corresponden a sólidos (colas) y líquidos (agua con agentes colectores).
Los desechos eliminados sin ningún tratamiento químico de flotación, pueden contaminar fuentes de agua como ríos, esteros y el océano.
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6. LINKOGRAFÌA http://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/630/1/guerrero_gn.pdf https://es.slideshare.net/blasarauco/unidad-ii-culminado http://repositorio.uchile.cl/tesis/uchile/2009/mendez_e/sources/mendez_ e.pdf http://www.monografias.com/trabajos103/reativos-flotacion/reativosflotacion.shtml https://sites.google.com/site/mineriaservicio/practica-deflotacion/reactivos-de-flotacin
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