Soluciones de flotación optimizadas para el futuro AkzoNobel Surface Chemistry: productos químicos para la industria minera
Su socio para un futuro sostenible Al desarrollar reactivos de flotación de gran eficacia o suministrar agentes de flotación estándar no sólo intentamos perfeccionar las propiedades de flotación en sí mismas, sino también reducir las repercusiones sobre el medio ambiente. Éste es un factor cada vez más importante a la hora de elegir un agente de flotación. En virtud de nuestro compromiso con los programas “Responsible Care” y “Product Stewardship” y con el reglamento “REACH”, estamos convencidos de que suministrar el producto químico adecuado va mucho más allá de la mera venta de productos. Por lo tanto, desde hace varios años nuestro servicio técnico incluye una amplia cobertura analítica del entorno inmediato que rodea las instalaciones de nuestros clientes a fin de contribuir a salvaguardar la base de nuestro futuro común: el planeta Tierra.
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Por el interés común
Una amplia gama de aplicaciones
¿Cómo se logra una flotación eficaz? Es necesario aplicar el proceso de tal forma que se pueda obtener el máximo beneficio de la composición mineral única del yacimiento. Estamos a la vanguardia en el ámbito de la química de superficie coloidal avanzada, de la que depende una flotación eficaz. Esto se debe a más de 40 años de investigación y desarrollo en materia de química molecular, superficial y de intercambio de información con el sector. Nuestro punto fuerte: soluciones optimizadas El punto fuerte de nuestros productos químicos y nuestros conocimientos de procesos radica en el hecho de que per sonalizamos las soluciones para que se adapten a las parti cularidades de cada mineral. Como los minerales no siempre tienen la misma composición, debemos alterar el proceso y adaptarlo a cada caso individual. Estos productos no figuran en un catálogo, deben confeccionarse a medida en estrecha colaboración con el cliente. a medida en estrecha colaboración con el cliente. Hay otros minerales que, hoy por hoy, no se beneficiarían de un agente de flotación hecho a medida. En este caso, lo mejor es buscar un agente de flotación estándar que presente las mejo res características de rendimiento para el mineral en cuestión.
Para una flotación eficaz se requiere una interacción óptima entre todos los componentes del proceso de flotación. Los colectores suelen desempeñar la función principal en este proceso.
Colectores estándar o confeccionados a medida: abordamos cada encargo de forma individualizada y actuamos más bien como socios de nuestros clientes, que como proveedores tradicionales.
Por lo tanto, los colectores deben cumplir requisitos de rendimiento muy elevados. Lo ideal es que los colectores: • sean lo suficientemente resistentes como para favorecer la recuperación, pero lo bastante flexibles como para favorecer la selectividad;
Por un futuro sostenible No sólo nos centramos en proporcionar reactivos de flotación de alta eficacia, para nosotros es igualmente importante garan tizar un futuro sostenible. Queremos y podemos ayudarle con información sobre el comportamiento y el impacto de nuestra química de colectores sobre su entorno. Para ello, realizamos un exhaustivo análisis de riesgos. También podemos prestarle ayuda en relación con otros asuntos reglamentarios. Contamos con el respaldo de un equipo de toxicólogos experimentados, un departamento analítico de primera clase y por último, pero no por ello menos importante, con la experiencia de nuestro propio personal.
• puedan proporcionar un alto índice de flotación y una espumación óptima; • no sean sensibles a las variaciones en la composición del mineral y en la calidad del agua; • estén diseñados para cumplir los requisitos medioambientales; • se puedan expedir, almacenar y manipular fácilmente; • tengan un precio asequible.
Podemos ayudarle a mejorar la relación de enriquecimiento si trabaja con alguno de los minerales siguientes: Apatito/fosfato Calcita
Mineral de hierro Potasa
Bario Magnesita Desfosforación Dolomita
Monacita Cianita Pirocloro Scheelita
Feldespato Fluorita Grafito Cuarzo
Sílice Wollastonita Óxidos de cinc
Nuestros colectores de flotación se comercializan bajo los siguientes nombres comerciales:
Armeen® Armoflote® Atrac® Berol® Ethomeen® Lilaflot®
Mineral
Tipo de mineral
Tarea
Apatito/fosfato
Fosfato carbonatítico
Selectividad entre el apatito y la calcita/dolomita
Apatito/fosfato
Minerales complejos Selectividad entre el apatito y los silicatos y minerales de hierro de grano fino
Calcita
Carbonato cálcico
Eliminación de silicatos
Calcita
Carbonato cálcico
Eliminación de grafito
Hematita/magnetita
Hierro
Eliminación de fósforo
Hematita/magnetita
Hierro
Eliminación de silicatos
Silvita
Potasa
Flotación directa de silvita
Carnalita
Potasa
Eliminación de halita
Arcilla
Potasa
Eliminación de arcilla de la silvita
Cuarzo/feldespato
Silicato
Selectividad entre el cuarzo y el feldespato en sistemas fluorhídricos y no fluorhídricos
Wollastonita
Minerales complejos Selectividad entre la wollastonita y la calcita
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Flotación del mineral de hierro
Flotación del fosfato/apatito
El principal objetivo en relación con la flotación de minerales de hierro es mejorar la calidad. Para ello hay que eliminar los minerales de silicato o los minerales que contengan fósforo.
Para el procesamiento de los minerales de fosfato suele utilizarse una tecnología sencilla y de eficacia probada, en particular, para los minerales que sólo contienen fosfatos y silicatos. En el caso de los minerales más complejos, si hay presencia de minerales de carbonato, la situación es diferente.
Llevamos más de 25 años desarrollando sistemas de flotación para minerales de hierro de tipo hematita y magnetita, y actual mente somos la empresa líder en este ámbito. Durante las últimas décadas ha aumentado el uso de la flotación de sílice. Esta tendencia se mantendrá, ya que deben extraerse minerales cada vez más complejos, y el sector del acero demanda concentrados de mineral de hierro de mayor calidad y con menos impurezas. Los sistemas de flotación para eliminar la sílice de los minerales de magnetita se deben diseñar de forma distinta en comparación con los sistemas para el tratamiento del mineral de hematita por diversos motivos pero, en toda flotación de magnetita, el colector debe tener la capacidad de provocar la flotación de granos mixtos de magnetita/sílice. En la flotación de hematita, lo más habitual es provocar la flotación de cuarzo totalmente liberado de la hematita.
Caso práctico Recibimos el encargo de mejorar la calidad del concen trado de mineral de hierro con respecto al fósforo. El con centrado estaba previsto para la producción de pellets. Debían cumplirse las siguientes condiciones: la tempera tura de la pasta descendía a 4 °C durante el invierno, y no era admisible ninguna influencia negativa de los produc tos químicos de flotación sobre el proceso de pelletizado. Solución Un proyecto de desarrollo de reactivos a largo plazo nos condujo a un proceso de flotación que consistía en u tilizar 70 g/tonelada de un colector que provocaba la flotación de los minerales que contenían fósforo. De este modo fue posible eliminar por flotación entre un 90 y un 95% del contenido en fósforo (con una pérdida de hierro del 2% aprox.).
Nuestros colectores se utilizan para producir concentrados de alta calidad para la elaboración de pellets de mineral de hierro. También se pueden utilizar para la producción de superconcen trados para aplicaciones metalúrgicas avanzadas.
Para estos tipos de mineral hasta ahora ha resultado difícil pro ducir concentrados de fosfato de alta calidad. Esto se debe, entre otros motivos, a que los colectores tradi cionales con ácidos grasos no sólo provocan la flotación del apatito, sino también la flotación de los demás minerales de calcio: la calcita y la dolomita. Nosotros hemos iniciado toda una revolución en este ámbito y somos la única empresa que puede ofrecer colectores que sólo provocan la flotación del apatito sin necesidad de inhibidores. Esta tecnología se utiliza a escala internacional en el sector de los fosfatos con unos resultados que demuestran unos índices de concentración de hasta el 39% de P2O5 y menos del 1% de MgO. Esta tecnología (colector y proceso) ofrece los mejores resultados si se adapta de forma individualizada a cada caso.
En AkzoNobel estamos orgullosos de haber podido ayudar al sector del acero a hacer un uso más eficaz de los recursos de nuestro planeta.
Nuestros productos Atrac se utilizan para la flotación del fosfato empleado como fertilizante a fin de contribuir a aumentar el rendimiento de los cultivos de agricultores de todo el mundo.
Para la flotación del mineral de hierro:
Para la flotación del fosfato/apatito:
Atrac Lilaflot®
Atrac® Berol®
®
Caso práctico Una empresa que utilizaba ácidos grasos para la flotación del apatito se puso en contacto con nosotros. Como los ácidos grasos no son muy selectivos en las fracciones más finas, era necesario deslamar el material a 100 micrones antes de la flotación. La pérdida de fosfato a consecuencia de este proceso era considerable. El objetivo fijado para el proyecto de desarrollo del colector consistía en mejorar la productividad (recuperación) y el índice de concentración. Solución En primer lugar, intentamos realizar la flotación de todo el material (sin deslamar). Esta estrategia dio resultado en el laboratorio y a pequeña escala (en ensayos piloto), pero fracasó a gran escala debido a la falta de capacidad de filtrado. Por lo tanto, rediseñamos el proceso con un deslamado a 44 micrones antes de la flotación. A pesar de las pérdidas de P2O5 durante el proceso de deslamado a 44 micrones, pudimos elevar un 82% la recuperación global de P205, lo que desembocó en un aumento de la capacidad de más del 10%.
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Flotación de la calcita
Flotación de la potasa
Nuestros colectores personalizados eliminan los silicatos y el grafito de la calcita para me jorar las condiciones de brillo y abrasividad.
La potasa es la mayor fuente de potasio en los fertilizantes. La flotación es uno de los principales métodos para optimizar la p otasa.
Los depósitos naturales de calcita contienen varios tipos de si licatos y grafito. Para aplicaciones similares al relleno del papel, la calcita debe tener un nivel bajo de silicatos abrasivos y un alto brillo. Por lo tanto, unas cantidades muy bajas de grafito son perjudiciales para el brillo. Hoy por hoy somos el principal pro veedor del mundo de colectores de flotación para la limpieza de la calcita. En el laboratorio podemos afinar nuestros productos para que se ajusten a los requisitos particulares de su mineral.
Caso práctico Un buen ejemplo que ilustra el modo en el que colabo ramos con nuestros clientes es el desarrollo conjunto de una solución con una empresa que se dedica a la flotación de los silicatos y del grafito del carbonato de calcio. Esta empresa deseaba sustituir los dos sistemas de colectores que tenía por uno solo con doble funcionalidad.
Somos el primer proveedor de colectores para el sector de la potasa. Para la flotación directa de la potasa podemos propor cionar amina estándar producida a partir de distintos tipos de ácidos grasos o formulaciones especiales. También podemos ofrecer colectores para la flotación inversa de la sal de la potasa.
Solución Se formó un equipo integrado por miembros de los de partamentos de desarrollo de ambas empresas. Gracias a nuestros esfuerzos conjuntos, surgió un nuevo producto confeccionado a medida que cumplía los requisitos de selectividad y eficacia. Como resultado, el tiempo invertido en el proceso de desarrollo fue mucho más corto debido a esta fructífera colaboración.
Solución Nuestro grupo de I+D desarrolló diversos colectores con feccionados a medida que mejoraron el rendimiento y eli minaron este cuello de botella en la producción. Caso practico 2 En este caso, el desafío que nos planteó nuestro cliente consistía en mejorar la flotación de la silvita reduciendo el contenido en lama y, al mismo tiempo, aumentar la recuperación global. Solución A través de un proyecto de desarrollo de reactivos a largo plazo obtuvimos un nuevo colector de lama que reducía con eficacia el contenido en lama de la silvinita con una mejor recuperación. Además, aumentó el índice de flota ción, con lo que se incrementó el rendimiento.
La próxima vez que escriba una carta o lea un libro recuerde que el brillo del papel se obtiene utilizando nuestros colectores de sílice. Los colectores sirven para eliminar los minerales oscuros y los minerales abrasivos, como el cuarzo y otros silicatos.
La potasa recuperada con nuestros productos es un ingrediente fundamental para cultivar tomates jugosos madurados al sol.
Para la flotación de la calcita:
Para la flotación de la potasa:
Lilaflot Armoflote® Armeen® Ethomeen®
Armoflote® Armeen® Ethomeen®
®
Caso practico 1 Unos clientes que estaban teniendo serios problemas con la arcilla durante la flotación principal nos pidieron ayuda.
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Mejora del proceso con métodos estadísticos
Operaciones internacionales de química de superficies
Los aspectos prácticos y teóricos del proceso de desarrollo están estrechamente relacionados. El uso del diseño experimental (DOE) y del análisis multivariado y megavariado de datos (MVDA) ha contribuido a optimizar el diseño de los parámetros de los colectores y los procesos. A continuación se incluyen dos ejemplos de flotación inversa de la sílice de la magnetita. Las respuestas medidas son el grado de sílice y la recuperación de hierro en el concentrado de magnetita. Ejemplo 1: el efecto de combinar dos colectores de sílice Los diagramas de contorno son ilustrativos a la hora de evaluar los resultados de los experimentos diseñados. A continuación puede observarse el efecto conseguido al combinar dos colec tores de sílice para la flotación inversa de la sílice de la magnetita: influencia de la dosificación (g/tonelada) y composición de los colectores. Es obvio que en este caso existe una relación óptima con un 30–40% aprox. del comp. n.º 1 en el comp. n.º 2.
Ejemplo 2: la influencia de los factores de flotación mecánicos Se han estudiado la velocidad del rotor (velocidad) y el flujo de aire (aire) con dos colectores distintos (reactivo A y reactivo B). En el diagrama de coeficientes se ilustra la influencia de los factores comprobados. El grado de sílice se ve afectado sobre todo por la velocidad del rotor: cuanto mayor es la velocidad, mayor es el grado de sílice en el concentrado. Las dosis de los colectores están ajustadas para producir el mismo grado de sílice, por lo tanto, no cabe esperar que los coeficientes de los reactivos influyan en modo alguno sobre el grado de sílice. El flujo de aire (durante el intervalo de prueba) tiene un ligero efecto negativo sobre el grado de sílice, es decir, un mayor flujo de aire reduce el contenido en sílice.
Si se investigan varios factores y el modelo es multidimensional, el DOE y el MVDA son herramientas idóneas para comprender y optimizar el sistema.
La recuperación de hierro se ve afectada negativamente tanto por la velocidad del rotor como por el flujo de aire. Los colectores tienen efectos contrarios: el reactivo A ofrece una mayor recu peración de hierro, y el reactivo B una menor recuperación.
Grado de SiO2 en el concentrado de hierro en %
Coeficiente del grado de SiO2 en % 2,0
Dosis del colector en g/tonelada 120
1,5
3
1,0 110 0,5 0
3,5
100
-1,0
Velocidad
Aire
Reactivo A Reactivo B Aire* Aire
4
90
4,5
Coeficiente de recuperación de hierro en % 5
80
5,5 6 6,5 7 7,5 8
70
60 0
10
20
30
40
50
60
70
4,0 2,0 0 -2,0
80 90 100 -4,0
Colector: comp. n.º 1 mezclado con comp. n.º 2 en %
Velocidad
Aire
Reactivo A Reactivo B Aire* Aire
Un socio que responde La unidad de negocio Surface Chemistry de AkzoNobel opera en 50 países y da empleo a más de 1.500 personas. Con sede en Chicago (Illinois, Estados Unidos), somos uno de los principales proveedores de agentes tensioactivos y aditivos biopolímeros y sintéticos. Combinando nuestra experiencia con los productos químicos, nuestra tecnología de procesos y nuestros conocimientos sobre aplicaciones resolvemos los problemas de multitud de fabricantes y formuladores. Abastecemos a una amplia gama de sectores, entre ellos, el agrícola, el del asfalto, el de la limpieza, el textil, el minero, el del cuidado personal y el del petróleo. Este mapa ofrece una vista general de nuestros principales emplazamientos. Fábricas Chattanooga, Estados Unidos Houston, Estados Unidos Fort Worth, Estados Unidos Itupeva, Brasil Mons, Bélgica Morris, Estados Unidos Saskatoon, Canadá Salisbury, Estados Unidos Singapur Stenungsund, Suecia Stockvik, Suecia Yokkaichi, Japón Osaka, Japón Shanghai/Zhangjiagang, China
Centros de I+D Bridgewater, Estados Unidos Croton River, Estados Unidos Chattanooga, Estados Unidos Houston, Estados Unidos Fort Worth, Estados Unidos Ciudad de México, México Deventer, Países Bajos Itupeva, Brasil Mumbai, La India Singapur Osaka, Japón Shanghai, China Sempach, Suiza Stenungsund, Suecia
Sedes Chicago, Estados Unidos Bridgewater, Estados Unidos Stenungsund, Suecia Sempach, Suiza Shanghai, China Singapur
Europa/Oriente Próximo/África
América
Asia/Pacífico
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www.akzonobel.com/sc Somos la principal empresa de pinturas y revestimientos del mundo y un importante fabricante de productos químicos específicos. Suministramos ingredientes de calidad a numerosos ramos a escala internacional para la fabricación de productos cotidianos esenciales. Pensamos en el futuro, pero actuamos en el presente. Nos apasiona desarrollar respuestas sostenibles para nuestros clientes. Con sede en Amsterdam, Países Bajos, tenemos 60.000 empleados repartidos por más de 80 países; todos comprometidos con la excelencia y con dar las respuestas del mañana hoy. A nuestro leal saber y entender, la información incluida en este documento es veraz y exacta, pero no ofrecemos ninguna garantía a menos que se indique explícitamente. Como las condiciones de uso escapan a nuestro control, no asumimos ninguna responsabili dad (violación de patentes incluida) en la que se incurra en relación con el uso de estas sugerencias y estos datos de productos. © 2008 AkzoNobel NV. Reservados todos los derechos. “Tomorrow’s Answers Today” (las respuestas del mañana, hoy) es una marca comercial de AkzoNobel NV.
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