2.2 FLOTACION 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 gotas de gas, gas, norma normalme lment nte e aire, aire, en la fase fase líquid líquida. a. Las Las burbu burbujas jas se adhie adhieren ren a las partículas, y la fuerza ascensional que experimenta el conjunto de partícula-burbuja de aire hace que suban hasta la superficie del líquido. La flotación es un proceso de clarificación primaria particularmente efectivo 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. !rtega "#$%$&
2.2.1 IMPORTA IMPOR TANCIA NCIA DE LA L A FLOTACION La flotación consiste una de las operaciones operaciones unitarias m's utilizadas por el ser humano a lo largo de la historia moderna, moderna, hay evidencia evidencia de que se usaba la flotación como como m(todo de enriq enriquec uecimi imient ento o de los los minera minerales les de carbo carbonat nato o de cobre cobre desd desde e el siglo siglo )*. )*. +in embargo, su generalización generalización y su aplicación a diferentes procesos es mucho m's reciente y corresponde a la evolución ndustrial de la segunda mitad del siglo )), cuando la demanda de materias primas metalrgicas obligó a la gente a utilizar minerales de bajo tenor y a enriquecerlos antes de procesarlos. / finales del siglo pasado se podían separar ciertos minerales de otros0 galena "1b+&, sfalerita "2n+& y pirita "3e+& mediante ajustes de p4 / principios del siglo )) se empezó a a5adir aire o !6 y a recolectar recolectar una espuma inestable llamada llamada 7froth7 en ingl(s. 8l proceso se desarrolló en los primeros a5os del siglo )) incorpora incorporando ndo todas todas las caracter característi ísticas cas actuales actuales00 agitació agitación n de la dispersió dispersión n sólidosólidolíqu líquid ido o con con arra arrast stre re de aire aire y muy muy poco poco acei aceite te como como agen agente te hidr hidrof ofob oban ante te99 muy muy r'pidamente la gente se dió cuenta que podía mejorar la separación tanto en cantidad como en selectividad al usar fenoles, alcoholes, grasas o sustancias complejas como aceite de pino o resinas. :urante de la primera guerra mundial el proceso de flotación fu( usado en /ustralia y en 8;/ para extraer sulfuros de enormes cantidades de residuos de separación de sulfuro por sedimentación selectiva. /l mismo tiempo se descubrió que se podían flotar sulfuros de cobre de bajo tenor y minerales de tipo óxido. 8n los a5os 6< se patentó el uso de los xantatos y algunos a5os m's tarde se generalizó el uso de otros surfactantes0 sulfonatos de petróleo petróleo,, sales sales de aminas aminas y otros otros catióni catiónicos cos susceptible susceptibles s de hidrofo hidrofobar bar una gran varied variedad ad de superf superfici icies es median mediante te algn algn tipo tipo de adsor adsorció ción. n. 4oy en día día se proce procesa sa anualmente del orden de 6.<<< millones de toneladas de minerales molidos por este proceso.
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2.2.2 TIPOS DE EQUIPO DE FLOTACION
CELDA POR DISPERSIÓN DE AIRE 8l 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 movimiento centrífugo de la dispersión sólido-líquido y por lo tanto una baja presión en la vecindad del eje. ;n tubo conc(ntrico o cualquier otro dispositivo permite que el aire este aspirado cerca del centro del recipiente. 8l aire aspirado pasa a la zona turbulenta y forma burbujas. / menudo el agitador posee un sistema de rotor-estator que funciona a la vez por impacto y por cizallamiento para dividir el aire.
3igura #. elda de flotación turbulenta.
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CELDA DE POCA AGITACIÓN
8n los casos en que se debe flotar partículas poco densas, aglomerados coloidalesfr'giles o semejantes, como en los procesos de floco-flotación, las celdas deben dise5arsepara promover un contacto suave con burbujas muy peque5as. Las celdas poseen una forma alargada semejante a los sedimentadores o a los
deshidratadores, en los cuales la velocidad lineal es muy baja. erca de la entrada, o por lo menos en esta zona, se producen las burbujas de aire.8l proceso m's cl'sico es el llamado de aire disuelto. onsiste en saturar una corriente de agua "reciclo& con aire bajo presión y hacerlo pasar por un proceso de expansión atrav(s de una boquilla o una v'lvula de aguja. /sí se producen burbujas muy finas del orden de ><-#<< ?m que dan al líquido un aspecto lechoso, estas burbujas suben lentamente. 8xisten varios aparatos y procesos de dilución y expansión. 8ste m(todo es el m's empleado en las plantas de clarificación de aguas. 8n ciertos procesos de concentración de residuos se requieren burbujas an m'speque5as en el rango #<->< ?m9 para generar tales burbujas es necesario usar t(cnicas deformación electrolíticas de burbujas de 46 y !6. +e usan electrodos resistentes en platino o titanio.
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2.2.3 FUNDAMENTOS DE LA FLOTACION La flotación se define como un proceso físico-químico de tensión superficial que separa los minerales sulfurados del metal de otros minerales y especies que componen la mayor parte de la roca original. :urante este proceso, el mineral molido se adhiere superficialmente a burbujas de aire previamente insufladas, lo que determina la separación del mineral de inter(s. La adhesión del mineral a estas burbujas de aire depender' de las propiedades hidrofílicas "afinidad con el agua& y aerofílicas "afinidad con el aire& de cada especie mineral que se requiera separar de las que carecen de valor comercial y que se denominan gangas. 8n la etapa previa "molienda&, se obtiene la roca finamente dividida y se le incorporan los reactivos para la flotación. 8l propósito es darle el tiempo necesario de residencia a cada uno de los reactivos para conseguir una pulpa homog(nea antes de ser utilizada en la flotación. on la pulpa "o producto de la molienda& se alimentan las celdas de flotación. /l ingresar la pulpa, se hace burbujear aire desde el interior y se agita con un aspa rotatoria para mantenerla en constante movimiento, lo que facilita y mejora el contacto de las partículas de mineral dispersas en la pulpa con los reactivos, el agua y el aire, haciendo que este proceso se lleve a cabo en forma eficiente.
3ig. # .- 8squema de celda de flotación
1ocas partículas de especies minerales tienen flotabilidad natural. 8s decir, no forman una unión estable burbuja-partícula. 8sto dificulta el proceso de flotación y hace necesario invertir las propiedades superficiales de las partículas minerales. 1ara ello deben mutar su condición hidrofílica a propiedades hidrofóbicas mediante el uso de un reactivo colector. /dem's, es necesario que posean el tama5o adecuado para asegurar una buena liberación de las especies minerales.
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2.2.4 CRITERIOS DE DISEO Y SELECCIÓN DE EQUIPOS DE FLOTACION 1ara realizar la selección de los equipos a utilizar, es necesario especificar las etapas de flotación a las que ser' sometido el mineral. uando ya se ha establecido las etapas de flotación y su disposición dentro del circuito, el siguiente paso es seleccionar las m'quinas de flotación adecuadas para posteriormente dimensionarlas, es decir, especificar sus características t(cnicas, principalmente de tama5o y potencia. 1ara poder seleccionar una m'quina de flotación se debe considerar los siguientes aspectos b'sicos0 • • • • •
8l rendimiento metalrgico de las celdas. 8l consumo de energía. 3acilidad de su mantenimiento. equerimiento de equipo auxiliar "soplador, bombas, etc&. osto de capital.
/sí mismo, como guía general se debe tener en cuenta dos aspectos0 •
•
:eber' preferirse celdas mec'nicas si las partículas a flotar son gruesas yBo pesadas La geometría de la celda deber' ser adecuada para la operación.
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REFERENCIAS !rtega, =anuel . "#$%$-6<, +DE %A-C-G. esnic@, obert H 4alliday, :avid "6<GF. =etcalf , 1aul /. "#$$>&. Física para la ciencia y la tecnología (2 volúmenes) .
Darcelona0 8d. evert(. +DE %A-6$#-AF%6-F.
