CIP N 108833 CIP N 108833 CIP N 108833 CIP N 108833 2011 2011 2011 2011 Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 2 NDICE Caratulandice01 02 Concentracin. 1.Antecedentes de la flotacin. 1.1.Concentracin 1.2.Flotacin de Espuma. 1.3.Mecanismo de la Flotacin de Espumas. 1.4.Tipos de Flotacin. 1.5.Importancia de la Flotacin de Espumas. 1.6.Aspectos del proceso de flotacin de espumas. 1.7.Fases e interfaces en el proceso de flotacin. 1.7.1.El agua. 1.7.2.El slido. 1.7.3.El gas. 1.7.4.Caractersticas de las distintas interfaces. 1.8.La mineralizacin y su relacin con la mineralurgia. 1.9. Aplicacin de la flotacin. 04 04 05 05 06 06 07 09 09 09 10 10 10 11 Teora de Flotacin de Minerales 2.Flotacin de minerales. 2.1.Clasificacin de flotacin de minerales. 2.2.Flotacin de sulfuros. 2.2.1.Teora qumica o de la oxidacin superficial. 2.2.2.Teora de semiconductores. 2.2.3.Teora electroqumica. 2.2.4.Teora de la adsorcin fsica. 2.3.Flotacin de minerales sulfuros. 2.3.1.Oro plata. 2.3.2.Plomo cinc 2.3.3.Plomo cinc fierro. 2.3.4.Cobre plomo cinc fierro 2.3.5.Cobre 2.3.6.Cobre molibdeno. 2.3.7.Cobre nquel 2.4.Flotacin de minerales oxidados. 2.4.1.Teora de la adsorcin inica o de la formacin de hemi-micelas. 2.4.2.Teora de la solubilidad. 2.4.3.Teora ionomolecular. 2.4.4.Efecto de los hidroxi-complejos superficiales. 12 12 12 12 13 13 14 15 15 15 15 15 16 16 16 16 16 17 18 18 Termodinmica de la Flotacin 3.Principio termodinmica de la flotacin. 3.1.Fenmenos elctricos en la interfase mineral agua. 3.2.Esquema idealizado de la capa elctrica doble. 3.3.Doble capa elctrica. 3.3.1.Zona de la doble capa elctrica. 3.4.Adsorcin. 3.4.1.Clasificacin. 3.5.Iones determinantes de potencial. 3.5.1.Punto de carga cero. 3.5.2.Potencial zeta y punto isoelctrico. 3.5.3.Propiedades de la doble capa elctrica. 3.5.4.Efectos de la doble capa elctrica en el proceso de flotacin. 3.6.Termodinmica del mojamiento o de interfases. 3.6.1.Angulo de contacto y ecuacin de Young. 3.6.2.Angulo de contacto y ecuacin de Young. 3.6.3.Termodinmica de la mineralizacin de las burbujas. 3.6.4.Mecanismo de la mineralizacin de las burbujas de aire. 20 20 21 21 22 22 23 23 24 24 24 25 25 25 26 27 28 Equipos de Flotacin 4.Celda de flotacin.29 Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 3 4.1.Funcin de las celdas de flotacin. 4.2.Tipos de celdas de flotacin. 4.2.1.Celdas mecnicas. 4.2.2.Celdas neumticas. 4.2.3.Celdas de flotacin gigantes. 4.2.4.Celda columna. 4.3.Circuitos de flotacin. 4.3.1.Circuitos simples. 4.3.2.Circuitos complejos. 4.3.3.Circuitos de acuerdo a la heterogeneidad del material. 4.3.4.Caractersticas de las celdas de flotacin. 4.3.5.Ventajas tecnolgicas de las celdas de flotacin. 4.4.Balance y recuperacin en la flotacin. 4.5.Cintica de la flotacin. 4.5.1.Mtodo analgico. 4.5.2.Circuito de flotacin bach. 4.5.3.Circuito de flotacin contino. 4.6.Dimensionamiento de acondicionador y celda. 4.7.Evaluacin en el proceso de flotacin de minerales. 29 29 30 30 30 30 31 31 31 31 32 33 33 33 34 35 35 36 36 Reactivos de flotacin 5.Reactivos. 5.1.Clasificacin de los reactivos. 5.1.1.Espumantes. 5.1.2.Colectores promotores. 5.1.3.Modificadores. 5.1.4.Formula de preparacin de reactivo. Bibliografa. 42 42 42 43 43 45 47 Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 4 CONCENTRACIN DE MINERALES 1.Antecedentes de la Flotacin. Laflotacindeespumassepuededecirqueesrelativamenterecienteyportanto,considerarlocomounproceso moderno,cuyosfundamentostericosytecnolgicosfuerondesarrolladossloenelsigloXIX.Sinembargo,comotodoslos grandesdescubrimientos,esteprocesotieneantecedenteshistricosquesepuedenremontarhastavariossiglosatrs.As tenemos: a.Herodotus 500 aos A.C. relata la separacin de granos de oro de las arenas utilizando plumas de ganso engrasadas. b.En 1491, los rabes separaban la azurita con resinas fundidas que impregnaban al mineral. c.En 1731 se conoce la adhesin de un slido de aire, a partir de una pulpa. d.En 1860, Haynes descubre las diferencias en la humectabilidad de los minerales por el agua y el aceite. No se us por el gran consumo de aceite en relacin de 1:9 a 1:5 aceite/agua. e.En1885-86elamericanoEversonusaguaacidificadaparaproducirlasburbujas(cidosulfrico-carbonatode calcio). Este hecho marc el comienzo de la flotacin industrial. f.En 1901-02 Potter en Australia y Fromet en Italia utilizaron un gas como medio flotante. g.En1905-06selograunimportanteavancecuandoBallotySulmanyPicardreducenelconsumodeaceiteal introducir aire a la pulpa para producir las burbujas por agitacin. h.En1912seestableciqueelbicromatodeprimealagalena(PbS)yqueelSO2deprimealablenda2oesfalerita (ZnS). i.En 1913, Bradfor descubre que el CuSO4 activa a la esfalerita, lo que permiti la separacin selectiva del PbS y ZnS. Tambin se aplic el principio de sub-aireacin y el concepto de flotacin reversa o inversa. j.En1917sepatentelprimercolectornobasadoenaceites,-Lax-naftilamina-porColiss.TambinSheridany Griswold utilizaron el cianuro como depresor de esfalerita y pirita, del mismo modo el sulfato de zinc como depresor de la esfalerita. k.En 1924 Sulman y Edser patentaron los jabones del cido graso. l.En1925,Kellerpatentalosxantogenatosalcalinos-Xantatos-comocolectores.Tambinesteaosepropusoel usodecolectorescatinicosparalaflotacindesilicatos,siendoenelloselcatinunaaminaprimariacomogrupo activo. m.En 1926, Whitworth patent como colector al cido dithiofosfrico -Aerofloats. n.En 1952, Tveter descubre al espumante soluble en agua -Dow froth. o.En 1954, Harris y Fischback descubri al dialkil-tionocarbamato bajo como colectores. p.En 1978, R. Klimpel Introduce los modelos matemticos de la cintica de flotacin q.En 1979, Hansen y Meyer han desarrollado un colector para mejorar la recuperacin de carbn oxidado. A la fecha, los avances en flotacin, se han enmarcado en el desarrollo de nuevos reactivos cada vez ms selectivos y de usos ms especficos, de uso para un determinado mineral, proveniente de un yacimiento tambin especfico. 1.1.Concentracin. LaMineralurgiaestconstituidabsicamentededosetapasprincipalesqueson:Laliberacindelosminerales valiososdelaganga(MineralurgiaIChancadoyMolienda),ySeparacindeestosmineralesvaliososdelaganga,que comnmente se le conoce como Concentracin. La mineralurgia est relacionada principalmente con los mtodos fsicos de concentracin, los cuales pueden ser: a.Propiedades pticas (color, brillo, fluorescencia, etc.), radiactivas, etc., conocido desde muy antiguo como pallaqueo o escogido a mano. b.Diferenciasengravedadespecficadelosminerales,queseleconocenormalmentecomoconcentracin gravimtrica.Utilizaelmovimientodiferencialdelosmineralesdebidoalosefectosdemasa,porlogeneralen corrientes hidrulicas. c.Diferentes propiedades superficiales de los minerales que se le conoce como flotacin de espumas, donde la pulpa seacondicionaconvariosreactivosqumicos,quehacenalosmineralesvaliososvidosporelaire(hidrofbicoso aeroflicos) y que losminerales tengan ms avidez por el agua y rechacen al aire (aerofbicos ohidroflicos), dando Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 5 lugaraunaseparacinselectivaportransferenciadelosmineralesvaliososalasburbujasdeairequeformanla espuma flotante sobre la superficie de la pulpa, la cual se extrae como concentrado. d.Propiedades magnticas de los minerales, que se le conoce como concentracin magntica. e. Propiedades de conductividad elctrica que se define como concentracin electrosttica. 1.2.Flotacin de Espumas. Se puede definir a la flotacin de espumas como un proceso mineralgico - qumico cintico, o tambin, la flotacin de minerales en espumas es un proceso fsico-qumico, cuyo objeto es la separacin de especies minerales valiosas de las no valiosas, a travs del uso de la adhesin selectiva de burbujas de aire a las partculas minerales valiosos. En un proceso de concentracin de minerales ideal, la mena mineral se divide en un concentrado enriquecido con el componentetilovaliosoyunacolaorelaveconlosmineralesquecomponenlaganga.Porsuparte,laestabilidaddela burbuja depender del espumante agregado al proceso de flotacin. El proceso de flotacin de espumas se lleva a cabo en una mquina denominada Celda de Flotacin. Fig. N 1-1: Celda de Flotacin. 1.3.Mecanismos de la Flotacin de Espumas. Elprocesodeflotacinestbasadosobrelaspropiedadeshidroflicasehidrofbicasdelosslidosaseparar.Setrata fundamentalmente de un fenmeno de comportamiento de los slidos frente al agua, o sea, de mojabilidad de los slidos. Losmetalesnativos,sulfurosdemetalesoespeciestalescomografito,carbnbituminoso,talcoyotros,sonpoco mojables por el agua y se llaman minerales hidrofbicos naturales. Los minerales que son xidos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros son hidroflicos, o sea, mojables por el agua. Adems los minerales hidrofbicos son aeroflicos, es decir, tienen gran afinidad por las burbujas de aire, mientras que los minerales hidroflicos son aerofbicos, o sea, no se adhieren normalmente a ellas. a.MineralesHidroflicos.-Sonmojablesporelagua, constituidospor:xidos,sulfatos,silicatos, carbonatos y otros, que generalmenterepresentan la mayora de los minerales estriles o ganga. Haciendo quesemojen,permanezcanensuspensinenla pulpa para finalmente hundirse. b.MineralesHidrofbicos.-Sonaquellosquenoson mojables o son poco mojables por el agua, dentro de ellostenemos:Losmetalesnativos,sulfurosde metalesoespeciestalescomo:Grafito,carbn bituminoso,talcoyotros,haciendodequeeviteel Fig. N 1-2: Mecanismo de flotacinPROCESO MINERALURGICO QUIMICOQUIMICA DE LOS REACTIVOS PROCESO CINETICO CINETICA MICROSCOPICAMINERALES Y PROPIEDADES SUPERFICIALESFLUIDO MICROSCOPICO Y CINETICA DE TRANSFERENCIA DE PARTICULASPROCESO DE FLOTACION DE MINERALES Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 6 mojadodelaspartculasminerales,quepueden adherirse a las burbujas de aire y ascender 1.4.Tipos de Flotacin. Fig. N 1-3: Esquema del proceso de flotacin en una celda mecnica convencional. Entindaseporselectividadalafijacinpreferencialdelcolectororeactivoheteropolarenlasuperficiedeun determinado mineral valioso. 1.5.Importancia de la Flotacin de Espumas. oLa introduccin del proceso de flotacin de espumas en los albores del siglo XX revolucion la industria de los minerales que porsu versatilidadse usa yaplica paraprocesar tonelajes cadavezmsgrandesydemsbaja ley;deah que,su importancia radica en que desde su invencin est permitiendo el tratamiento de menas complejas de muy baja ley, que de otro modo se habran considerado menas no econmicas. oEn cuanto al aspecto tecnolgico-cientfico del proceso Actualmente el proceso de flotacin de espumas es utilizado para concentrarmineralessulfuroscomplejosdeCu-Mo,Cu-Pb-Zn, Pb-Zn,Pb-Zn-Fe,etc.; mineralesoxidados de Cu, Pb, Zn, Fe,W,Sn,etc.;mineralessulfurosquecontienenOro;mineralesdePlata;mineralesindustrialesnometlicos,azufre, talco, y carbn mineral. oEncuantoalaspectoeconmico,permitealEstadoobtenergrandesdivisasconlascualespuededesarrollarotros sectores de carcter social, como el sector educacin, salud, de defensa, etc., en suma, el desarrollo del Pas. oEn cuanto al aspecto social, genera puestos de trabajo a nivel profesional, tcnico y operarios, mejorando la calidad de vida y el desarrollo de los pueblos aledaos a los centros mineros. oEn cuanto a lo industrial (fabril) permite el desarrollo de todo tipo de industria desde la metal-mecnica, hasta la textil y alimentaria, empresas financieras, de seguros, de servicios, etc. oLaflotacindemineralesdifcilmenteserreemplazadaeneltiempo,debidoasurelevanciaenelprocesamientode mineralesyqueannohasidomedidaensurealmagnitud,sobretodocuandoinfluyeenormementeenlametalurgia extractiva, lo cual implica que sin la existencia de este proceso, no hubieran podido desarrollarse procesos ulteriores, tales Los tipos de flotacinpueden ser:Flotacin deespumas.Flotacin porpelculas.Flotacin poraceites.Siendo de mayoraplicacinen la actualidad, ennuestroPas, la flotacin deespumas, que a su vezpuede ser clasificada en:Flotacin directa, cuando enla espuma se tiene al mineralvalioso concentrado y en lapulpa el mineral de ganga comorelave.Flotacin reversa o inversa,cuando en las espumas secapta a la ganga y en la pulpaqueda el mineral consideradode valor como relave que esrecuperado posteriormente.Tambin puede clasificarse en:Flotacin bulk o colectiva, en lacual se obtiene en un concentradotodos los minerales valiososcontenidos en la mena y un relavecon el material sin valor o ganga.Flotacin selectiva odiferencial, la cual por la accinselectiva de los reactivos permiteobtener en un concentrado unslo mineral valioso, es decir, enmayor concentracin. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 7 como la tostacin, la conversin, la fusin y la refinacin. Hoy cada vez permite hacer unareingeniera enla flotacin de sulfuros haciendo aplicable la bio hidrometalurgia para la extraccin ms limpia de los metales. oBeneficio(adecuacin)demateriasprimas(pigmentos,caoln,arcillasparacermica);MedioAmbiente(separacin slido/lquido o lquido/lquido). Tratamiento de compuestos orgnicos (plantas de extraccin por solvente), aceites, grasas y colorantes(gatas). Tratamiento de efluentes que contienen metales pesados, aniones (CN-, CrO4 =, AsO4, SO4 =, PO4, MoO, F+), complejos y quelatos (galvanoplastia, siderrgicas, industria MoO4, minero- metalmecnica). oMetalespesados"removibles"(recuperables)porflotacin:Ag+1,Sn+2,As+3,Cr+3/Cr+6,Au+2/Au+4Be+2,Cd+2,Co+2,Ga+2, Ge+4, Hg+2, Pb+2, Mn+2, Ni+2, Cu+2, Zn+2, Sb+3, Se+2. 1.6.Aspectos del Proceso de Flotacin por Espuma. Algunos Metalurgistas han sealado en sus estudios que en el proceso de flotacin de espumas hay ms de 32 variables. Southerland y Wark las han clasificado meridianamente en tres grupos importantes de variables y son: a.Variablesquedependendelos componentes qumicos tales como: Dosificacin y potencia de los reactivos. Colectores. Espumantes. Modificadores: Activadores Depresores Modificadores de pH. (Eh) pH (Eh) de mejor selectividad. Esdecir,todoloqueconciernealcomportamientofsicoqumicoparalograrlahidrofobizacindelmineralvalioso dentro del ambiente de la celda. b.Variablesquedependendelos componentes de equipamiento: Diseo de la celda convencional. Diseo de la celda columna. Agitacin de la pulpa (RPM). Configuracin del banco de celdas. Remocin de la espuma. Esdecir,todoloqueconciernealcomportamientohidrodinmicoqueinvolucraelmovimientopartcula-burbuja-fluido dentro del ambiente de la celda de flotacin de espumas. c.Variables que dependen de los componentes de operacin: Velocidad de alimentacin (m3/h) o GPM). Tiempo de retencin Mineraloga y ley de la mena. Tamao de partculas (densidad y forma). Grado de liberacin (grado de diseminacin). Grado de oxidacin (degradacin). pH natural del mineral. Densidad de pulpa (% de slidos). Temperatura. Flujo de aire (psi, Pa). Remocin de la espuma (natural o mecnica). Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 8

Fig. N1- 4: Circuito de flotacin simple De todas las variables antesmencionadas, el proceso deflotacin depende de dosvariables o parmetrosprincipales, a saber:Tiempo de retencinnecesario necesario paraque ocurra el proceso deseparacin, con el cual sedetermina el volumen depulpa y el nmero deceldas requeridas.Agitacin y aireacinnecesarias para lascondiciones ptimas deflotacin, con las cuales sedetermina el mecanismodel tipo de flotacin (enceldas mecnicas o enceldas columna) y laenerga requerida.La flotacin est basada enel tiempo de retencin, portanto hay dos alternativas aseguir para seleccionar eltamao de celdas y lalongitud de los bancos.Estas son:Celdas pequeas ybancos grandes.Celdas grandes(gran volumen) ybancos cortos.La flotacin est basada en eltiempo de retencin, por tantohay dos alternativas a seguirpara seleccionar el tamao deceldas y la longitud de losbancos.Estas son:Reducir elcortocircuitamientode las partculasvaliosas.Buen controlmetalrgico.Recuperacin ms alta del mineral valioso.La segunda alternativa es ms aceptada paraoperaciones de alto tonelaje empleandomquinas de flotacin de gran volumen. Elequipo de flotacin moderno da la oportunidadde usar celdas ms grandes y circuitos mscortos que permite:El modelo de flujo efectivo minimiza el cortocircuitamiento de las partculas.Los analizadores en lnea mejorados mantienen unbuen control metalrgico.Los analizadores en lnea mejorados mantienen unbuen control metalrgico.Ms bajo costo total. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 9 Fig. N 1-5: Circuito de flotacin compuesta 1.7.Fases e Interfases en el Proceso de Flotacin.

Elprocesodeflotacinsedesarrollaenunmedioacuosoparalocualestudiaremoscadaestructuraysusrespectivas propiedades de cada elemento que lo conforma. FaseSlida:Estarepresentadaporlosslidosaseparar(minerales)quetienengeneralmenteunaestructuracristalina. Esta estructura es una consecuencia de la comparacin qumica de las molculas, iones y tomos componentes que son cada uno, un cuerpo completo.FaseLiquida:Eselaguadebidoasuabundanciaybajoprecio;ytambindebidoasuspropiedadesespecficas, constituye un medio ideal para dichas separaciones.La dureza del agua sea la contaminacin natural causada por sales de calcio, magnesio y sodio. Estas sales y otro tipo de contaminaciones no solo pueden cambiar la naturaleza de la flotabilidad de ciertos minerales sino tambin son casi siempre causa de un considerable consumo de reactivos de flotacin con los cules a menudo forman sales solubles. Fase Gaseosa: Es el aire que se inyecta en la pulpa neumtica o mecnicamente para poder formar las burbujas que son los centros sobre los cuales se adhieren las partculas slidas. La funcin del aire en la flotacin tiene distintos aspectos de los cuales los principales son:a. El aire influye qumicamente en el proceso de flotacinb. Es el medio de transporte de las partculas de mineral hasta la superficie de la pulpa. 1.7.1.El Agua Fig. N 1-6: Estructura del agua 1.7.2.El Solid. Loscuerposslidos tienenuna estructuracristalina, porlo menos aloqueserefierea los minerales,estaestructuraes unaconsecuenciadelacomposicinqumicadelasmolculas,ionesytomoscomponentesqueson,cadauno,uncuerpo complejo. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 10 Minerales Apolares: Son hidrofbicos (no reaccionan con los dipolos del agua). Minerales Polares: Son hidroflicos (los slidos tienen la capacidad de hidratarse). 1.7.3.El Gas. Con excepcin de ciertos casos de carcter experimental la flotacin industrial se efecta exclusivamente con aire. La funcin del aire en la flotacin tienes distintos aspectos de los cuales los principales son dos: El aire influye qumicamente en el proceso de flotacin. Es el medio de transporte de las partculas del mineral hasta la superficie de la pulpa. 1.7.4.Caractersticas de las Distintas Interfases. A) Gas-Liquido: Como se ha dicho anteriormente, en la flotacin estas interfases se produce invariablemente entre el aire y el agua. La caracterstica fundamental de la interfase gas-liquido. B)Solidlquido:Lassuperficiesopartculasslidassumergidasenelaguasonobjetodehidratacin.Comosedijo anteriormente,estadependedelcarcterdelasuperficiedelosslidos,osea,delascaractersticaselctricasque existen en las superficies despus de su creacin. C)Contactoentrelastresfases(SLV):Enlaflotacindeunapartculaslidautilizandounaburbujadeairecomo mediodetransporte,launinentreestosdoselementosseefectaatravsdelcontactotrifsico(SlidoLquido- Gas). ) 1 ( = Cos GLG Fig. N 1-7: Componente de la flotacin

1.8.La Mineralizacin y su Relacin con la Mineralurgia. EnnuestroPas,lamayoradelosyacimientosestnsituadosenlascordillerasdelosAndes(occidental,centraly oriental),loscualescontienenmineralessulfuros,sulfosalesyxidosdelosmetalesdeCu,Pb,Zn,Ag,Fe,Au(asociado), silicatos,carbonatos,feldespatos,etc.Deintercrecimientocristalinoyamarrecomplejoyfino,locualhaceunproceso mineralrgico peruano muy complejo, para lograr la separacin selectiva de cada uno de ellos como concentrados individuales. Esta complicada mineralizacin llevada a cabo en cada uno de los yacimientos peruanos desde su gnesis ha permitido un elevado desarrollo de conocimiento de la mineralurgia para poder tratar menas complejas de Cu-Pb-Zn, Pb-Zn, Cu-Mo, Pb- Zn- Arsenopiritas aurferas,piritas aurferas argentferas,etc...En consecuencia,atravs del desarrollodelcurso, se estudiarlas diferentes tecnologas desarrolladas y adaptadas en nuestro pas para el procesamiento de nuestros minerales complejos. Losyacimientos polimetlico, de la mena est constituido en los andes mayormente por lo siguiente minerales: T = 0afinidad nula

T = 180mxima afinidad Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 11 Mineral de Cobre: Tetradrica: 3Cu2S Sb2s3;Calcopirita: CuFeS2, etc. Mineral de Plata: Tetradrica Argentfera; (Freibergita): 3Cu2S Sb2S3Ag, etc. Mineral de Plomo: Galena: PbS, etc. Mineral de Zinc: Esfalerita: ZnS; Marmatita: ZnSFe, etc. Lagangaestcompuestabsicamentepor:Pirita:FeS;Rodocrosita:MnCO3;Roderita:MnSiO3;Cuarzo:SiO2, etc. Fig. N 1-8: Minerales del Ande Peruano 1.9.Aplicacin de la Flotacin. Laflotacindesdesusinicioshastanuestrosdas,enunaformaampliaseaplicaparalaseparacinyrecuperacinde sustancias orgnicas e inorgnicas. Lassustanciasinorgnicassongeneralmentelosmineralesmetlicosynometlicos,talescomolossulfuros,xidos, silicatos, carbonatos, fosfatos, etc.; metales nativos, sales, carbones, azufre, talco, etc. Lassustanciasorgnicas lascuales son tan variadas,talescomo resinasy semillas,fibras y aceites,papelesy pinturas, productos sintticos orgnicos y desechos, materias biolgicas tales como micro-organismos o bacterias, etc. Es un proceso universal que tiene mltiples facetas, aplicaciones y posibilidades. Elobjetivoprincipaldelprocesodeflotacinesaplicarloparalaseparacindemineralesmetlicosynometlicosde inters econmico y por ello en nuestro Pas constituye una tecnologa de gran aplicacin en la extraccin principalmente de los sulfuros complejos de Cu-Pb-Zn-Fe, Cu-Pb, Pb-Zn, Pb-Ag, Au, etc. MineralesChalcopiritaBornitaOroen cuarzoPlata Molibdenita PiritaEsfaleritaGalena Marmatita Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 12 TEORA DE FLOTACIN DE MINERALES. 2.Flotacin de minerales. La flotacin deminerales depende de las propiedades de losminerales que le permite adherirse a burbujas de aire y ser llevados a lasuperficiede lapulpa. Losreactivos queseadicionaa la pulpa(mineralagua)esconelpropsito decrearuna superficie hidrfoba, se denominan colectores. Para facilitar la adhesin del colector al mineral til y para impedir esta adhesin almineral novaliososeagregan otrosreactivosdenominados activadoresy depresores, estoscompuestos llevan elnombre genrico de modificadores o moduladores de la coleccin. Lateoradeflotacindebeexplicarelmecanismomedianteelcualactanloscolectoresylosmodificadores,las condicionesparaqueuncompuestoqumicoseacolectordeundeterminadomineral,ydebeestablecerlacondicinfsico-qumicas que producirn un mejor rendimiento del proceso. 2.1.Clasificacin de Flotacin de Minerales. 2.2.Flotacin de Sulfuros. Lossulfurossonfuertementehidrfobos,locualpermitequetenganunabuenaflotabilidad.Sinembargo,este comportamiento se ve afectado negativamente cuando existe una oxidacin superficial o hay presencia de lamas. Paraquelaflotacindesulfurosseaefectiva,esnecesarialapresenciadeoxgenoconcolectoressulfhdricos,yas ocurra la adsorcin de este reactivo en el mineral. Este fenmeno puede ser explicado por teoras que se describe King (1982).Se han tratado de explicar con varias hiptesis el mecanismo de la flotacin, dentro del contexto podramos exponer cuatro mecanismos que han sido aceptados para la explicacin de la interaccin mineral sulfurado/colectores: 2.2.1. Teora qumica o de la oxidacin superficial. En medio acuoso alcalino, la mayora de los minerales sulfurados sufren oxidacin superficial. Para el caso particular de la galena, existen numerosos estudios que demuestran que la superficie estara recubierta por especies oxidadas, especialmente tiosulfato bsico de plomo. La reaccin con un xantato ocurrira por mediacin de esta capa oxidada, operando un mecanismo de intercambio inico. El mecanismo propuesto puede resumirse en las siguientes reacciones: 2PbS+ O2+ H2O PbS2O3 + Pb(OH)2 PbS2O3 + ROCS2- Pb(ROCS2)2 + S2O32- Deestaformaseexplicalaformacindeunrecubrimientodecolectorformadoporxantatodeplomo,elquesera responsable de la hidrofobizacin de la partcula. Sin embargo, resultados experimentales de varios autores, han mostrado que superficies de plomo recubiertas con este compuesto conservan su hidrofobicidad.FlotacinMetalesSulfurosxidosNo metalesCarbonesCarbonatos.FeldespotosMinerales SulfurosTeora qumica o de la oxidacin superficial.Teora de los semiconductores.Teora electroqumica.Teria de la adsorcin fsica Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 13 Estemecanismodeoxidacinsuperficialespocorealistaparametalescomoplatinoyoro,yhamostradoserpoco importanteparacobreygalena,enalgunasexperienciasenquesehaadicionadoxantatoasuperficieslibresdeespecies oxidadas. 2.2.2. Teora de semiconductores. Esta teora presenta una diferencia fundamental con la anterior, puesto que, la hidrofobizacin se atribuye a la formacin de una especie oxidadad del colector, un disulfuro orgnico conocido como dixantgeno, el que se formara directamente sobre la superficie mineral. Elroldeloxgeno,queesunfuerteaceptordeelectrones,seinterpretaenelsentidoquesuadsorcintomaralos electrones libres de las capas superficiales del retculo cristalino del sulfuro semiconductor, de tal forma que de semiconductor tipo n pasara a semiconductor tipo p. Cuandolasbandasdeconduccindeunsulfuro semiconductorsonelectronesenexceso,sehablade semiconductorestipon(negativos),mientrasque,cuando lasbandasestnrepresentadasporhuecos,setienen semiconductorestipop(positivos).As,laadsorcinde especiesaninicas,comoxantato,estarafavorecidasobre una especie semiconductora tipo p. Laoxidacindexantatoadixantgenoseproducira porelpasodeunelectrnalaredcristalina,debidoala presenciadehuecos(ausenciadeelectroneslibres).El dixantgeno, por ser una molcula neutra, permanecera co-adsorbidofsicamenteenlapelculadecolector, confirindole a la superficie una fuerte hidrofobizacin. Fig. N 2-1: Diagrama de la accin de oxgeno sobre los niveles de energa del mineral sulfurado (tipo n) 2.2.3. Teora electroqumica.

Segnlaliteratura,elmecanismomscomndeinteraccinentrexantatoysulfurosesdenaturalezaelectroqumica. Iones xantatos son oxidados a dixantgeno o xantato del metal, de acuerdo con una de las siguientes reacciones:ROCS2- (ROCS2) + e- MeS + 2ROCS2- Me(ROCS2)2 + S +2e- 2MeS + 3H2O + 4ROCS2- 2Me(ROCS2)2 + S2O32- + 6H+ + 8e- Independientementedelatrayectoriadeoxidacindelxantato,esteprocesoandicoprecisaserbalanceadoporuna reaccincatdica.Unodelospapelesimportantesdeloxgenoensistemasxantato/mineralsulfuradoesentregarlareaccin catdica.ElproductorealdelareduccindeoxgenoenambienteacuosopuedeserH2Oo,OH- deacuerdoconunadelas reacciones:O2 + 4H+ + 4e-2H2O2O2 + 2H2 + 4e- 4OH-

Laprimeradeestas reaccioneses msapropiada para describir elprocesoenmediocido(bajoaccin catalticadela superficie mineral). La segunda reaccin es ms realista en medio alcalino. El mecanismo electroqumico es coherente con varias evidencias experimentales, tales como, la presencia de xantato de metalodixantgeno,laadsorcinnouniformedelcolectorenlasuperficie(debidoaladiferenciadepotencialentrevarios puntos) y la necesidad de oxgeno para la flotacin de sulfuros. Accin del oxigeno (O2)Banda de valenciaTipo -n Tipo -pBanda de conduccinaE1E2Energa 01 Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 14 Estateoraestablecequeeldesarrollodelahidrofobicidaddelaspartculassulfuradasdelmineralenlaflotacinde mineralsebasaenelprocesoandicoqueinvolucraladescomposicindelcolectoryqueescompletadoaunareaccinde celda con un proceso catdico que generalmente comprende la reduccin del oxigeno. Cuando tiene lugar una reaccin sobre un electrodo el potencial E queda determinado por la transferencia de carga entre elelectrodoylasolucin.ParaunareaccinnicaenelequilibrioelpotencialestadadoporlaecuacindeNernst.Aspor ejemplo, para una reaccin redox cualquiera, el mecanismo de transferencia de e- puede representarse a travs de la siguiente ecuacin general: EnunareaccinRedoxdelasiguienteforma:d ne Ox Re +enlaqueaplicandolaecuacindeNERST tenemos: ||

\|RedOxLnnFRT+ e = e0th th Para esta reaccin tendremos un grafico corriente-potencial tal como se da a continuacin: XOx+ mH+ne- YRed +H2O ( )( ) RedOx0.059log npH 0.059m Eh- Eh((

+ =yx Fig. N 2-2: Diagrama de corriente potencialPara un potencial dado la oxidacin ocurre a una velocidad finita y al mismo tiempo el producto oxidado se reduce aunavelocidadfinita.Deaquisededucequecuandolavelocidaddeoxidacinesigualalavelocidaddereduccin, tendremos una corriente igual a cero. 0, en este caso el potencial corresponde al potencial de equilibrio, este es el potencial que asume un electrodosumergidoenunasolucin,paratiempossuficientementeprolongadosquepermitenalcanzarlasituacinde equilibrio.ElXantatoporsupartereaccionaformandoelsiguiente:2X-+O2+2H+X2+H2OElcualtomalugarsobrela superficie del mineral va dos procesos de electrodo separados y en forma simultnea.Oxidacin andica:Reduccin catdica: 2X-X2 +e- O2 + 2H+ 2e- H2O La que en forma fsica se puede observar.En la que graficando las curvas individuales de , tenemos 2.2.4. Teora de la adsorcin fsica. Hidrlisis y formacin de acido xantico en una pulpa alcalina. Se considera finalmente que los minerales con cristales de estructura atmica favorece la adsorcin fsica y los minerales con estructura inica favorecen la fijacin por intercambio inico. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 15 En este ltimo caso el potencial de la superficie del mineral no influir la reaccin porque ella se desarrollara segn la afinidad de los iones para la formacin del nuevo compuesto. Sinembargoenelcasodeunaadsorcinfsica,potencialdelasuperficieesdegranimportanciaysermasactiva cuandoestepotencialseaigualacero.Finalmentesepuedesealarqueloscompuestosadsorbidossemuevensobrela superficie del mineral tratando de recubrirlo en forma pareja y este movimiento esta limitado solo a la superficie del mineral sin disolucin en agua y posterior re adsorcin. 2.3.Flotacin de Minerales Sulfuros. 2.3.1. Oro Plata. En la flotacin de oro y plata se realiza cuando esta asociado a minerales sulfuradosrefractarios donde se realiza un pre concentracincomopiritaauriferaenellopuedeestarconstituidaporpirita,arsenopirita,pirotitayasociados,laflotacinse realiza en pH cido y neutro. 2.3.2. Plomo-Cinc

LosprincipalesmineralessonlagalenaPbSylaesfaleritaoblendaZnS.Otrasespecies:wurtzita,marmatitayformas oxidadas.Depsitosconteniendogalenafinamentecristalizadaengeneralcontienenoroyplatadisueltos,actuandocomo ncleos de cristalizacin. Metales preciosos pueden an estar disueltos en otros sulfuros, por ejemplo a pirita, o estar presente en los contornos de los granos. Los principales minerales de ganga son pirita y pirrotita (sulfuros), dolomita y calcita (bsicos) y, cuarzo y silicatos (cidos). Las menas tratadas presentan en general una ley combinada de plomo y cinc de 3% a 20%. El procedimiento padrn es flotar secuencialmente el plomo y el cinc, a pesar de existir por lo menos un ejemplo de flotacin bulk, seguida de separacin. 2.3.3. Plomo-Cinc-Fierro Enestossistemadeemplealaflotacindiferencialsiendolossulfurosdefierrolosltimosaflotarse.Enalgunos casos son producidos concentrados separados de pirita (FeS2) y pirrotita (FeSx). 2.3.4. Cobre-Plomo-Cinc-Fierro.

Las menas complejas que contienen cobre, plomo, cinc y fierro finamente diseminados estn entre los sistemas de ms difcilbeneficiamientoporflotacin,especialmentecuandolaoxidacinsuperficialllevaaladisolucindeionescpricosque activan la esfalerita, disminuyendo la selectividad del proceso. Flotacin deSulfurosOro Oro PlataPlomoPlomo ZincPlomo Zinc FierroPlomo Cobre Zinc HierroCobreCobre MolibdenoCobre Nquel Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 16 Elesquemadeflotacinessemejantealosanteriores,exceptolaprimeraetapalacual,generalmente,involucrala produccindeunconcentradobulkdecobreyplomo,cuyaseparacinpuederealizarsedeprimiendotantounocomootro grupodesulfuros.Existeporlomenosunejemplodeproduccindeunconcentradobulkdecobreycinc,seguidode desactivacin y separacin entre el cobre y el cinc. 2.3.5. Cobre. Lossulfurosdecobresedividenentrestipos:a)sulfurospuros(calcositaycovelina);b)sulfurosdecobreyfierro (calcopiritaybornita);yc)slfuroscomplejos(enargita,estanitaytetrahedrita).Escomnlapresenciadetrazasdecobre nativo, siendo poco comn su ocurrencia en cantidades significativas. Los sulfuros de cobre asociados a pirita y pirrotita son los de ms difcil flotacin, ya que el uso excesivo de depresor para los sulfuros de fierro puede llevar a la depresin de los sulfuros de cobre. 2.3.6. Cobre-Molibdeno.

La asociacin de molibdenita, MoS2,con sulfuros de cobre, especialmente la calcopirita, es bastante comn. A pesar de quelamolibdenitaesunodelospocosmineralesquepresentahidrofobicidadnatural,lossistemasindustrialesdeflotacin puedenpresentardificultades,talescomo:liberacinengranulometramuyfina,asociacinconsulfurosdefierro(piritay pirrotita), oxidacin superficial de la molibdenita, asociacin con otros minerales da hidrofobicidad natural, por ejemplo, grafito y talco.ElesquemanormaldeflotacinconsisteenlaproduccindeunconcentradobulkdeCu-Mo,yposteriormentela separacin a travs de la depresin de los minerales de cobre. 2.3.7. Cobre-Nquel. Lapentlandita,(FeNi)9S8,elprincipalsulfurodenquel,ocurreenlanaturalezaasociadafrecuentementeacalcopiritay pirrotita. La llamada pirrotita niquelifera est constituida por diseminacin extremadamente fina (del orden de algunos micrones) depentlanditaenunamatrizdepirrotita.Eltratamientoconvencionalinvolucralaproduccindeunconcentradobulk.La separacindepentlandita/calcopiritapuedeefectuarsetantoporflotacin(depresindepentlandita)comoporva pirometalrgica. Laobtencindelconcentrado de pirrotita considerageneralmente unacombinacin de flotacin yseparacin magntica. 2.4.Flotacin de Minerales xidos. Algunas teoras han sido propuestas para explicar los mecanismos de adsorcin de colectores (catinicos y aninicos) en superficies minerales no-sulfuros (xidos, silicatos, carbonatos, fosfatos, nitratos, sulfatos, y otros).De entre estas teoras se destacan las siguientes: 2.4.1. Teora de la adsorcin inica o de la formacin de hemi-micelas. La teora de la adsorcin inica o de la formacin de hemi-micelas, debido a investigadores Gaudin y Fuerstenau admite que los colectores son adsorbidos de acuerdo con dos mecanismos principales (figura 2-3): Minerales xidadosTeora de la adsorcin inica ode la formacin de hemi-micelas.Teora de la solubilidad.Teora de la formacin decomplejos ionomoleculares. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 17 Interaccinelectrostticadelosiones colectorescon lasuperficiedelmineral,de acuerdoconlateoradeladoblecapa elctrica.Asociacin de las cadenas hidrocarburadas delosionescolectoresporfuerzas lateralesdeVanderWaals,formando hemi-micelas. Fig. N 2-3: Representacin esquemticamente de la doble capa elctrica en la presencia de un colector aninico; (a) adsorcin como iones simples en bajas concentraciones; y (b) formacin de hemi-micelas en concentraciones altas del colector. Parecen seguir este mecanismo diversos sistemas colector catinico/xidos y silicatos, tambin los colectores aninicos, especialmente aquellos de cadena ms corta (hasta 12 carbonos), pueden ser adsorbidos de acuerdo con los mecanismos de la teora de la adsorcin aninica. Ejemplotpico de unsistemaque sigueestemodelodeadsorcin fsica de especiesionizadasdelcolectorenlaregin interna de la doble capa elctrica se presenta en la figura 2-3. En ese ejemplo se muestra claramente que la flotacin de goetita (PIE = 6,7), solo es posible cuando un surfactante aninico es usado en las condiciones de pH correspondientes a potenciales zeta positivos, mientras que, en la regin de potenciales zeta negativos, solamente un surfactante catinico puede promover la flotacin de ese mineral. 2.4.2. Teora de la solubilidad Larelacin directa entre losdatosdeproducto de solubilidadyla precipitacin de lasrespectivas sales orgnicasenla interfase slido/solucin, constituye la esencia de la teora de la solubilidad. sta es una de las teoras ms antiguas formuladas para la adsorcin, principalmente de cidos grasos y sus jabones alcalinos. LateoradelasolubilidadfuesugeridaporTaggartetal.Estateoraasumequelaadsorcindecolectoresenlos minerales se debe a enlaces qumicos que siguen las leyes que gobiernan la precipitacin de sustancias de baja solubilidad. La estructuracristalina,laspropiedadeselctricasdesuperficieylosfenmenosdeadsorcinfsicasongeneralmenteno considerados por esta teora. Laquimisorcinesunmecanismofrecuenteenmuchossistemas,principalmenteconcidoscarboxlicos(decadena larga) o sus jabones alcalinos. Altas densidades de adsorcin, as como, altas recuperaciones en la flotacin de minerales, con colectoresaninicos,en rangosde pH dondeelpotencialzetaesaltamente negativo,indican adsorcin qumica del colector. Esto es especialmente vlido en el caso de los cidos grasos y de metales (constituyentes de la red cristalina), para los cuales los primeros tienen alta reactividad. En el caso de la qumisorcin, la fuerza promotora es la reactividad de la parte polar del colector en relacin alos sitios catinicos, generalmente metales alcalino-trreos y de transicin, o complejos derivados de esos metales. Normalmente, esos metales son constituyentes originales de la red cristalina de los minerales; pueden, sin embargo, haber sido adicionados como agentesactivadores. Una evaluacinmuyconveniente de la reactividaddeuncolector aninico con un metalespecficoesel producto de solubilidad de la sal correspondiente, en medio acuosa. Los valores extremadamente bajos de los productos de solubilidad de los jabones de los metales alcalino-trreos que se presentan enla literatura,muestranclaramente quetalescompuestossonmuy establesy podranperfectamenteprecipitarse enlainterfasemineral/solucin.Locualocurreenmuchoscasos,deacuerdoaloevidenciadoatravsdelaespectroscopia infrarroja. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 18 En la figura N 2-4 se muestra la flotacin de cromita en funcin del pH empleando miristato como colector. Fig.N2-4:Dependenciadelarecuperacindelagoetita(FeOOH)del potencialzeta(cargasuperficial)delainterfaseslido/lquidoylacargadel grupo polar del colector utilizado. Las curvas de potencial zeta muestran que el PZC se encuentra en pH 6,7. Las curvas de recuperacin fueron obtenidas conloscolectores:clorurodedodecilamnio(RNH3Cl),dodecilsulfatode sodio (RSO4Na), y dodecil sulfonato de sodio (RSO3Na). Fig. N 2-5: Flotacin de cromita en funcin del pH en presencia de 1x10-4 de miristato. 2.4.3. Teora Ionomolecular. Ms recientemente, Somasundaran han sealado que asociaciones moleculares diversas entre las dos especies unitarias, inymolculaneutra,seformaranensolucin,antesdelaadsorcin.Estasasociacionesseranbastantesimples,yseran abundantesendistintosrangosdepH,enconcentracionesinferioresalasrespectivasCMCs.Particularmenteactivosenlas interfase, tanto slido/lquido como lquido/aire, seran los dmeros in-molcula neutra, los llamado complejos ionomoleculares. Estudios realizados en soluciones acuosas de oleato de potasio, y tambin de cloruro de dodecil-amnio, mostraron una notable disminucindelatensinsuperficialjustamenteenlasregionesdepHdondelasconcentracionesdeesoscomplejos ionomoleculareseranmximas.Mssignificativamentean,pruebasdeflotacinreportadasporSomsundaranconvarios minerales muestran tambin mximos en los mismos rangos de pH; para el oleato, esta regin sera entre 7 y 8. En la figura N 2-4 se muestran resultados de la flotacin de hematita con oleato de potasio y la formacin del complejo in-molecula. Por otra parte, en la figura 6.5 se presenta un diagrama de distribucin de especies de oleato en funcin del pH. 2.4.4. Efecto de los hidroxi-complejos superficiales.

Los iones complejos de metales polivalentes son en general activos en relacin a la interfase slido/lquido de muchos oxi-minerales. Muy importante es elprimer hidroxi-complejo resultante de la hidrlisis del catin metlico simple; para losmetales divalentes,eseintienelaformulageneralMOH+.Siendotambinuncatin,estecomplejoesatradoporlasinterfasescon carganegativa,dondeseadsorbeespecficamente.Lagranimportanciadeestoscomplejossedebealaposibilidadde formacin de uniones de hidrgeno entre s (debido a los oxidrilos) en un proceso de polimerizacin despus de la adsorcin. Estoresultaenlaformacindeunareddesitiosreactivoscubriendolargostrechosdelainterfaseslido/lquido.Estared promueve cambios de estructura drstica en la doble capa elctrica (en relacin a su condicin original), lo que frecuentemente resulta en el establecimiento de un nuevo plano interno de Helmholtz (IHP); es exactamente all que se localizan entonces los nuevos sitios activos en relacin a los iones colectores, que por lo tanto pueden adsorberse especficamente. Este mtodo de adsorcin es bastante tpico de casos de activacin, esto es, en sistemas originalmente inactivos, y que porestemecanismosetornanreactivos.Unejemploeseldelcuarzo,queparavaloresdepHsuperioresa3solomostrara potencial zeta negativo, por lo cual, con la adicin de iones plomo, hay una reversin de carga, tornndose positivo en el rango depHde6 a 10, conunmximo enpH = 8(fig. N2-6).Esprecisamente en ese rango de pHdondelaconcentracindela especie PbOH+muestraun mximo(fig. N2-7).Por lo tanto,laflotacin de cuarzo, as activado, se tornaahoraposible con colectores aninicos, por adsorcin puramente fsica, como el dodecil sulfonato, lo cual semuestra en la fig. N 3-6. En dicha 8 10 12 14 6 4 2pH0010080604020Flotation Recovery (%)RSO4NaRSO3NaRNH3Cl1x10-4M NaCl1x10-3M NaCl1x10-2M NaCl6040200-60-40-20Zeta Potencial (mv) Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 19 figuraseobservaquelarecuperacindecuarzoconionesplomo(primerhidroxi-complejo)aumentaverticalmentecuandoel valor del pHest en torno a6,0, ydisminuyetambindrsticamente en pHsuperioresa 12.Deigualforma,enesafigurase muestran curvas de recuperacin de cuarzo con el primer hidroxi-complejo de fierro y manganeso. Fig.N2-6:Correlacindelaflotacindehematitaylaformacin del complejo in-molcula (acid-soap complex). Fig.N2-7:Diagramadedistribucindeespeciesdeoleatoen funcin del pH. Concentracin total de oleato = 3x10-5M. Fig. N 2-8: Potencial zeta de cuarzo en funcin del pH, en la presencia de 1x10-4M PbCl2 Fig. N 2-9: Diagrama de concentracin logartmica para 1x10-4M Pb+2. Datos de equilibrio. Fig.N3-8:ActivacindelcuarzoconionesmetlicosenrelacinalpHenlaflotacindecuarzocondodecil sulfato de sodio en concentracin de 1x10-4 M (la concentracin de los iones metlicos tambin es de 1x10-4 M). pH4 5 6 7 8 9 100201008060403200288025602240192016001280960640320HematiteK - Oleate 3x10-5M KNO38x10-5M Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 20 TERMODINMICA DE LA FLOTACIN 3.Principios Termodinmicos de la Flotacin. En Procesamiento de Minerales, el mtodo deconcentracin por flotacin de espumas es, indiscutiblemente, la tcnica de separacin de minerales valiosos de los no valiosos ms importante y representa una de las aplicaciones ms desafiantes de la qumica de superficies. El proceso de flotacin est controlado por la termodinmica, la cintica y la hidrodinmica del sistema. En consecuencia, incluye aspectos fundamentales, tales como: La creacin de una superficie hidrofbica en una especie mineral en particular (condicin termodinmica). Previsin de tiempo suficiente para la adhesin de la partcula hidrofbica con la burbuja de aire (condicin cintica). La estabilizacin de los agregados partcula-burbuja bajo el flujo de pulpa prevaleciente (condicin hidrodinmica). La accin conjunta de estos principios hacen a la flotacin de espumas, un proceso selectivo que se usa para llevar a cabo separaciones especficas de minerales de menas complejas tales como: Cu-Pb-Zn, Pb-Zn, Cu-Zn, menas menos complejas de Cu, Cu-Mo, Pb(Ag), Fe(Au), etc., menas de minerales xidos y los no metlicos, incluyendo al carbn fino, al azufre y talco. Paratenerunconocimientoampliamenteclaroquenosconlleveacomprender,interpretaryevaluarlosprocesos metalrgicosqueintervienenenlaconcentracindemineralesesnecesarioestudiarlasprincipalespropiedadesfsicasy qumicas de las superficies de los minerales (sulfuros, xidos, carbonatos, silicatos, sales solubles, etc.), es decir, la qumica de superficies,faseseinterfases,etc.puestoqueesnecesariotambinentenderlasrelacionesqueexistenentrelasfases masivas o condensadas slida, lquida y gaseosa y las inter fases que ocurren entre ellas. La teora de flotacin de espumas es bastante compleja y an no est estudiada en forma completa. Sin embargo, existen grandesavancesenelestudiodeesteimportanteprocesodeflotacindeminerales.Ennuestroestudio,trataremosdos aspectos que creemos son los ms importantes. Ellos son: Qumica de superficies relacionada a la inter fase mineral-agua (capa elctrica doble). Termodinmica de superficies, relacionada con el ngulo de contacto (mojabilidad de superficies minerales). 3.1.Fenmenos Elctricos en la Interfase Mineral-Agua. Cuando se pone en contacto un mineral finamente molido en un lquido polar como el agua, las regiones interfaciales de lasdosfasescambianparaajustarsealnuevoambienteyapartirdeestemomento,laspropiedadesquedeterminansu comportamiento son las propiedades superficiales determinadas por cada una de las fases presentes: slida, lquida y gaseosa y las interfases o intercaras generadas entre estas fases. Entre estas propiedades superficiales estn la carga superficial yel potencial elctrico generado en la interfase, es decir, seestableceuna doblecapa elctricaenlainterfase mineral-agua(ms claramente,mineral-pulpa)lacualbalancealacarga elctrica global en el sistema. Esta afecta al comportamiento de la superficie mineral y su interaccin con los reactivos qumicos, un factor que es crucial en procesos de separacin qumico-superficial. Fig. N 3-1: interaccin de reactivo y mineral Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 21 3.2.Esquema Idealizado de la Capa Elctrica Doble. Fila 1 y 2: iones no disturbados en el mineral. AB : representa la celda no disturbada del mineral Fila3:lapartedelaceldadedondeseextrajeronlos cationesdeplomo;unexcesodeanionesazufredauna carga negativa a la superficie. CD: representa el lmite fsico del sulfuro de Pb. Fila4:representalacapaexterior ordenada de cationesPb en el lquido. EF:representaellmitedellquidoestfuertemente enlazado a y se mueve con la partcula. Fila 5: la capa de iones difusos. Fig. N 3-2: capa elctrica. 3.3.Doble Capa Elctrica. La carga elctrica de los slidos presentes en una pulpa acuosa atrae una atmsfera de iones de carga contraria, parte de la atmsfera es difusa. Lacargadesuperficie,enconjuntoconlacapadifusa,constituyeladoblecapaelctrica.Ladoblecapaelctrica establecida en la interfase mineral-agua puede ser considerada como anloga a un condensador elctrico o impedancia, la cual puede ser investigada experimentalmente para caracterizar superficies o reacciones superficiales. Lacargasuperficialenelmineral()enunsistemamineralpuro-aguapuedeestablecersemediantevarios mecanismos. Entre ellos tenemos los siguientes: Pb+2S -2Pb +2S -2Pb +2Pb +2S -2S -2Pb +2S -2Pb +2S -2Pb +2Pb +2S -2S -2Pb +2S -2Pb +2S-2Pb +2Pb +2S -2S-2S -2S-2S-2Pb+2Pb +2Pb +2Pb +2Pb +2Pb+2A C E1 2 3 4 5B D F++++++++++ ++++++++++++---++++++-100mv0Distanciadesdelasuperficiede la partculaPotencial ZetaPotencial de superficiePotencial SternCapa difusa Capa de sternPlano de slippingPartcula con carga superficial negativa Capa elctrica doble Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 22 Polarizacin de un conductor o semiconductor por una fuente externa, por ejemplo, un electrodo cargado. Disolucin de iones a partir de y/o adsorcin de iones sobre el mineral (por ejemplo, un slido inico como el Ag2S) el cual termina en una carga neta desigual. Reordenamientodelasuperficiecristalinadelmineral parapresentarionesdediferentevalenciaala interfaseslidolquido,porejemplo,silicatos complejos. Estacargasuperficialsedebeaalgunodelos siguientes factores: Distribucin desigual de los iones constituyentes. Ionizacin de las superficies minerales. Adsorcin especfica de los iones de la solucin. Sustitucin isomorfa. Orientacin dipolar. Fig. N 3-3: (a y b). La doble capa elctrica en una superficie mineral en agua. Hayunacadadelpotencialelctricoatravsdeladoblecapa,desdesuvalorenlasuperficieopotencial superficial, o, hasta cero en el seno de la solucin o pulpa. En esta capa elctrica doble, segn la distancia, d, a la superficie mineral, est formada por: Una primera capa de potencial elctrico o, que corresponde a la propia superficie cargada. Una segunda capa de potencial elctrico , en contacto directo con la primera capa de iones especficos adsorbidos, se le denomina potencial de Stern. Una tercera capa de potencial , que corresponde al lmite entre la solucin que se adhiere a la superficie y la solucin que puede moverse con respecto a la partcula y corresponde al potencial electrocintico, , o potencial zeta. 3.3.1.Zonas de la Doble Capa Elctrica. En la doble capa elctrica se distinguen las siguientes zonas: Lacarga superficial, la capa deStern(constituida porlos ionesenlafaseacuosaprximaa la superficie) y la fase lquida. 3.4.Adsorcin. Sedenominaadsorcin alfenmenodeacumulacin demateriaenunainterfase, enmodo talque su concentracin sea mayor o menor que aquellas de las fases que forman la interfase. Cuando la concentracin es mayor en la interfase se dice que la adsorcin es positiva y es negativa en el caso contrario. El fenmeno de adsorcin se produce en las interfases. Lquido - gas. slido - gas. slido - lquido. Est descrita por la ecuacin de adsorcin deGibbs. Esta ecuacin se encuentra en diversas formas, pero la ms til para los fines de la mineralurgia es: Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 23 = =iii id SdT d1 Donde: = Energa libre interfacial o tensin superficial. = Entropa superficial. = Temperatura absoluta. = Potencial qumico de la especie i en el sistema. = Densidad de adsorcin de la especie i. O tambin en la siguiente forma: dCdRTCi. = Queindicaquesiunasustancia(ionomolcula)estpresenteenconcentracinmsaltaenlasuperficiedeun lquidoofaseslida,conrespectoasuconcentracinenlamasaosenoenesafaseparticular,sehaadsorbidosobrela superficie de la fase. Para que esto suceda, es decir, para que una sustancia sea adsorbida en una interfase, sta debe originar una reduccin en la energa superficial, esto es d/dC debe ser negativo. 3.4.1.Clasificacin. La adsorcin, en base a la naturaleza de la interaccin adsorbido/adsorbente, se clasifica en: Adsorcin fsica (fisisorcin) y Adsorcin qumica (quimisorcin). a.Adsorcin Fsica. Laadsorcinfsicaesresultantedeinteraccionesqumicassecundariasoresiduales(tipoVanderWaals), caracterizndose por un bajo calor de interaccin, ninguna o casi ninguna accin de seleccin entre el adsorbente y el adsorbido, siendo posible la formacin de multicapas. b.Adsorcin Qumica. Laadsorcinqumicasedebe a interaccionesqumicasprimarias (porejemplo,covalentes) entre el adsorbente yel adsorbido. Existe selectividad, formndose compuestos de superficie. Apenas una monocapa puede ser adsorbida. 3.5.Iones Determinantes de Potencial. Generalmente, un conjunto de iones pueden ser identificados como determinantes de potencial, los primeros responsables por la carga superficial. Estos iones se denominan iones determinantes de potencial. Existe una concentracin particular de estos iones para la cual la carga de superficie es nula. 1.Son considerados como iones determinantes de potencial, tal como el caso del AgI, donde los iones determinantes de potencial son Ag+ e I-. 2.En el caso de los minerales tipo xidos, los iones determinantes de potencial son H+ y OH-. 3.Para slidos, del tipo salt type, tales como, calcita, CaCO3, los iones determinantes de potencial son Ca2+ y CO3=, y tambinH+,OH- yHCO3-.Enelcasodeslidosinicos,talescomo,BaSO4,CaF2,AgIyAg2S,losionesdelared cristalina.4.En el caso de los minerales tipo silicatos, tales como arcillas y las micas, los cuales tienen estructuras de capas, son cargadosnegativamenteenlamayoradelascondicionesnaturales,debidoalasubstitucindeAl3+porSi4+enla slica tetradrica, o, Mg2+ por Al3+ en la capa octohedral de la red del cristal. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 24 3.5.1.Punto de Carga Cero. La actividad de los iones determinantes del potencial al que la carga de superficie es igual a cero,sellamaelpuntodecargacero(PCC) delmineral,queinfluyedirectamenteenla adsorcin de los reactivos sobre la superficie de losminerales.CuandolosionesH+yOH-son determinantesdelpotencial,elpuntodecarga cero se expresa en funcin del pH. Fig. No 3.4: Punto de carga cero (PCC). 3.5.2.Potencial Zeta y Punto Isoelctrico. Cuando las partculas de una pulpa se desplazan en relacin al fluido, surge un plano en el cual la doble capa elctrica se parte,elplanodecizallamiento.Estedesplazamientodiferencialdelaspartesdeladoblecapaelctricaoriginaunpotencial elctrico llamado potencial zeta o potencial electrocintico, el cual puede ser medido por diferentes mtodos. El punto donde el potencial zeta se anula se denomina punto isoelctrico, PIE. 3.5.3.Propiedades de la Doble Capa Elctrica. Laspropiedadesdeladoblecapaelctricadeunmineralpuedeafectarelrendimientodelprocesodeseparacinde partculas por flotacin, del siguiente modo: 1.Elsignoymagnituddelacargasuperficialcontrolala adsorcindelosreactivosdeflotacinfsicamente adsorbidos. 2.Unaaltacargasuperficialpuedeinhibirlaquimisorcin de los colectores qumicamente adsorbidos. 3.Laextensindelafloculacinydispersindelos mineralesensuspensinestcontroladaporladoble capa elctrica. 4.Laocurrenciaymagnituddelrevestimientodelama estndeterminados por la interaccindela doblecapa elctrica. 5.Lacinticadeflotacindependedeladoblecapa elctrica, de la velocidad de adelgazamiento del film de agua, el cual tambin afecta la unin partcula burbuja. XIDO PZC (pH) SiO2, slice gel 1-2 SiO2, cuarzo-alfa 2-3 SnO2, casiterita 4,5 ZrO2, zircn 4 TiO2, rutilo 5,8-6,7 Fe2O3,hematita natural 4,8-6,7 Fe2O3, hematita sinttica 8,6 FeOOH, goetita6,8 Al2O3, corindn9,1 MgO, magnesita12 Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 25 3.5.4.Efectos de la Doble Capa Elctrica en el Proceso de Flotacin. Ladoblecapaelctricapuedeafectaral proceso de flotacin de diferentes formas: 1. Elsignoylamagnituddelacargasuperficial controlalaadsorcindelosagentesde flotacin adsorbidos fsicamente. 2. Unaaltacargasuperficialpuedeinhibirla quimisorcindecolectoresqueseadsorben qumicamente. 3. Elefectodelalamas(slimecoating)es determinadoporlainteraccindeladoble capa elctrica. 4. Lafloculacin,coagulacinydispersinde suspensionesmineralesescontroladaporla doble capa elctrica. Fig. N 3-4: Modelo de Zeta Meter 3.6. Termodinmica del Mojamiento o de Interfases. La superficie de un mineral desde el punto de vista fisicoqumico se puede caracterizar como: Superficies escasamente energizadas, y Superficies altamente energizadas. Estosedebeaquelasuperficiedeuncuerpocristalinoseformaporlarupturadeloscristalesdeestecompuesto, destruyendo cierta cantidad de uniones entre los tomos que lo constituyen. Entendindose entonces que cuanto mayores sean lasfuerzasqueactanentrelostomosyionesdelcristal,tantomsenergasenecesitapararomperloymejorserla insaturacin de la superficie recin creada, por ende, tanto ms energizada. 3.6.1.Angulo de Contacto y Ecuacin de Young. ThomasYoung(1805)propusotratarelngulodecontactodeunagotadelquidocolocadasobreunasuperficieslida plana, como un equilibrio mecnico de las tensiones interfaciales slido-lquido, slido-vapor y lquido-vapor. QuerepresentalaecuacinYoung;dondeelproductoCos lvsedenominaTensindeadhesinlacualpuedeser considerada como una medida de la fuerza requerida para la hidrofobizacin del slido. Slido hidrofbico Slido hidroflico Fig. N 3-5: Angulo de adhesin Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 26 Donde: Cos lg - sl + sg = 0 En equilibrio. Cos lg = sg - sl Enconsecuencia,laEcuacindeYoungestablecelacondicintermodinmicadeequilibrioentrelastresfasese introduceelconceptohidrofobicidadqueesunodelosfactoresintervinientesimportantesenelprocesodeflotacindeun mineral. 3.6.2.Angulo de Contacto y Ecuacin de Young. El ngulo de contacto puede definirse como el ngulo formado por el plano tangente a la interfase lquido-gas y el planoformadoporelslidoenuncontactotrifsicoslido-lquido-gas,quenosdaunanocindemojabilidadeindicalos parmetros superficiales que se necesitan medir; de modo que, cuando un lquido moja completamente a un slido, el ngulo decontactoserigualaceroyunvalorde >0indicamojabilidadparcialymientrasmayorseaelngulodecontacto, menor ser la mojabilidad, en consecuencia, mayor el grado de hidrofobicidad. Sin embargo, en Cos lg = sg - sl Slo se puede medir experimentalmente la tensin superficial del lquido, mas no as sg y sl. Pero es posible hacer un anlisis cualitativo de su influencia sobre el ngulo de contacto. La ecuacin de Young tambin se puede escribir como: lg sl sgCos= Aqu podemos notar que, si: sg > sl El ngulo de contacto ser < que 90. ; sg < sl El ngulo de contacto ser > que 90. Entonces, para que exista un contacto estable debe cumplirse que: sg - sl < lg Si el lquido moja completamente al slido se tendr que: sg - sl > lg La misma ecuacin puede aplicarse para una burbuja de gas en contacto con la superficie plana de un slido dentro deunmedioacuoso;o bien,paraunagota deaceite bajo las mismascondiciones. Pero comopodemos ver,lamedicin del ngulo de contacto, es slo posible en un estado de equilibrio de fases, mientras que la flotacin es realmente un sistema en el cuallaspartculasmineralesylasburbujasdeairedentrodelapulpacontenidaenlacelda,conformanesencialmenteun sistema dinmico que no est en equilibrio. El Dr.D. Crozzier expreso que el ngulo de contacto es un indicador,mas no una medida del carcter hidroflico de una mena o ms directo, del mineral valioso. Latermodinmicaesimportanteenlosestudiosdeflotacin,porquenospermitedefinirlacondicinque proporcionarn superficies estables de comportamiento adecuado a una flotacin. Predicedesyonoocurrirelcambio,peronadanosdicedecuandoocurrir,entonces,silascondicionesdeun proceso de flotacin son dinmicas, no ser posible hacer una prediccin termodinmica de los resultados expresados en ley y recuperacin del mineral en el concentrado, bajo ciertas condiciones operativas. Alomspodramostermodinmicamentepredeciralgunosresultadosdeflotacincambiandovariablescomola Temperatura, pH, Concentracin del colector. Las modificaciones posibles y de inters son: a.Sistema slido-lquido-gas. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 27 0 Fig. N 3-6: Slido hidroflico 180 Fig. N 3-7: Slido hidrofbico b.Sistema slido-aceite-agua. 0 Fig. N 3-8:Slido hidroflico 180 Fig. N 3-9: Slido hidrofbico 3.6.3.Termodinmica de la Mineralizacin de las Burbujas. Eltrabajodeadhesinsedefinecomoeltrabajonecesario para separar 1 cm2 de interfase 1,2 en 2 superficies 1 y 2 Termodinmicamente,podemosexpresarquelasecuaciones quedescribenlavariacindeenergalibreyeltrabajode adhesin y cohesin son las siguientes: (Fig. a)G = 1 + 2 - 1-2.Por lo tanto. Wa = 1 + 2 - 1-2. Ytrabajodecohesin(WC)(mJ/m2):energanecesariapara separar2superficiesidnticasdesdeelcontactohastauna separacin infinita (Fig. b). G = 2 L Trabajo de adhesin (WA) slido-lquido (ml/m2): energa necesaria paraseparar2superficiesdiferentesdesdeelcontactohastauna separacin infinita. Esto es: WA = L + S - LS. GI = g1,2 GII = 1 + 2GI = 0 GII = 2L Fig. aFig. b Fig. N 3-10: Trabajo de adhesin Del mismo modo, consideremos una burbuja de aire aproximndose a una partcula de mineral. a) Antes del contacto b) Despus del contacto Fig. N 3-11: Energa libre en el contacto de una burbuja de aire con el mineral dentro del agua. Del mismo modo ocurre cuando una gota de agua se adhiere sobre la superficie de un mineral. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 28 a. b.Fig. N 3-12: Energa libre en el contacto de una gota de agua con el mineral. 3.6.4.Mecanismo de la Mineralizacin de las Burbujas de Aire. La adherencia de las partculas minerales a las burbujasdeaireeslabasedelprocesodeflotacinde espumas. Esta adhesin se produce mediante dos actos: Primero,laspartculasseponenencontactoconlas burbujasdeairequeyaseencuentranformadasenla pulpa, que dicho sea de paso, la funcin de esta burbuja ser: Recolectarlaspartculasdemineralenla pulpa, y Transportarleshacialasuperficie,valindose de las fuerzas de empuje (Ley de Arqumedes). Segundo,lasburbujas de aire se precipitandela pulpa sobrela superficie de las partculasdemineral,siempre ycuandohayacondicionesfavorablesparahacerlo, entreellaslasfuerzasdinmicasrelacionadasconsu tamaoylascondicioneselctricasrelacionadasporsu mojabilidad. Fig. N 3-13: Mecanismo de adhesin. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 29 EQUIPOS DE FLOTACIN 4.Celda de flotacin. La flotacin de minerales se lleva a cabo en las llamadas celdas o maquinas de flotacin, la que ha venido evolucionando en sus formas geomtricas, en sus formas de agitacin de la pulpa, as como en sus tamaos. La flotacin de minerales pueden ser analizada en trminos de: Las propiedades fsicas y qumicas del mineral, independiente al control del operador. Los efectos fsicos y qumicos del mineral, independiente al control de operador. Las caractersticas de los equipos de flotacin selectiva en trminos de ley de concentrado y recuperacin. Luego, la efectividad de las mquinas de flotacin no depende solo de la flotabilidad de los minerales, sino de la interaccin de los antes citados. 4.1.Funcin de las Celdas de Flotacin. La principal funcin es distribuir pequeas burbujas de aire a travs de la pulpa de mineral, de modo de asegurar que cada partcula entre en colisin con una burbuja. Mantener en suspensin las partculas de la pulpa que ingresa a la celda de flotacin. Formar y disear pequeas burbujas de aire por toda la celda. Promover los choques entre partculas minerales y las burbujas de aire con el fin de que el conjunto mineral burbuja formado tenga una baja densidad y puede elevarse desde la pulpa a una zona de espumas. Mantener condiciones de quietud en la columna de espumas para favorecer su estabilidad. De acuerdo a lo anterior las celdas de flotacin debern tener zonas especficas: a.Zona de Mezcla: Aquella en la cual las partculas de minerales toman contacto con las burbujas de aire. b.ZonadeSeparacin:Enlaquelasburbujasdeairesecondensanunaconotrayeliminanpartculasindeseablesque pudieran haber sido arrastradas por atropamiento u otro motivo. c.ZonadeEspumas:Enladondelasespumasmineralizadosdeberntenerestabilidadyserremovidasdelacelda conteniendo el concentrado.Zona de mezclaZona de separacinZona de espuma Fig. N 4-1: Parte del a separacin 4.2.Tipos de Celdas de Flotacin. Se clasificara a las celdas en dos tipos: Mecnicas y neumtica. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 30 4.2.1.Celdas Mecnicas. Se caractersticas por tener un agitador mecnico que mantiene la pulpa en suspensin y distribuye el aire debido de ella. El ingreso de aire para las celdas mecnicas puede realizarse por insuflacin forzada o por la accin succionadora del impulsor. La velocidad del impulsor puede ser regulada de acuerdo a la etapa de flotacin: las etapas rougher y scavenger precisarn de mayores nmeros de revoluciones por minuto que las etapas de limpieza. A este tipo de celdas tememos: Agitair, Denver, Morococha, Outokumpu, wenco, etc. Fig. N 4-2: Celda OK. 4.2.2.Celdas Neumticas. Sonmaquinasque no tieneimpulsormecnica,lapulpa es agitada porairecomprimido.Estasceldas originalmente son tanques rectangulares con tuberas de difusin de aire instalado en el fondo de la celda. La celda columna se considera tambin comoceldaneumtica;estasceldasfuncionanconsistemasdeflujosencontracorriente;setieneunflujoascendentede burbujas generales en forma continua, desde el fondo descendente de partculas slidas en la pulpa. 4.2.3. Celdas de Flotacin Gigantes. Fig. N 4-3: Celda gigantes A medida que las leyes de los minerales fueron bajando, fue necesario tratar tonelajes mayores para mantener los niveles de produccin de concentrado fino.Estanecesidaddeaumentarlacapacidaddetratamiento,estimulla fabricacindemolinosdegrantamaoy,porconsiguiente,eldiseode celdasdemayorvolumenparaevitarelusodeunacantidaddeceldas excesiva,quesetradujeraenmayormantencin,mayorcomplejidadde controlymayorrequerimientodeespacio.Normalmente,seentiendepor celda gigante aquellos equipos de flotacin con volmenes superiores a 300 pie3. Despus de los 80s entraron al mercado las celdas mayores de 1 500 3 000 pie3. 4.2.4. Celda Columna En laflotacin columnar,como enlas celdasconvencionales,las partculasdemineralhidrofbicas son adheridasalas burbujas, las cuales ascienden y son movidas como concentrado; pero a diferencia de las celdas de flotacin convencional, las celdascolumnanousansistemadeagitacinmecnicoparasuspenderlaspartculasydispersarelaire,estolashacems eficientes enrgicamente y tambin en mantenimiento mecnico. Lapulpadealimentacinentraaunacortadistanciadelapartesuperiordelacelda.Lapulpadentro,encuentrauna corriente de aire ascendente y una corriente descendente del agua de lavado. El concentrado rebosa por la parte superior de la celda, mientras que la cola es descargada por el fondo. El aire es introducido por la parte inferior de la celda columna mediante generadores. Estos generadores pueden ser hechos de varios tipos de material y diferentes diseos con el objeto de producir pequeas burbujas de aire. El agua de lavado es alimentada mediante ducha colocada en la parte superior de la celda. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 31 Fig. N 4-4: Celda Columna. 4.3.Circuitos de Flotacin. Generalmente no es posible recuperar el mineral valioso y eliminar la ganga en forma simultnea en un solo paso, por lo que se adoptan circuitos para el tratamiento de los minerales. CIRCUITO, es el termino que se emplea para expresar los caminos que siguen las corrientes de flujo principal de la pulpa quesevaempobreciendoyladelosgnerosquesevanconcentrandoconobjetodeaumentarladiferenciadevalorentre ellos. Todos los circuitos de flotacin pueden referirse a dos tipos bsicos de circuitos de flotacin. 4.3.1.Circuitos Simples. Son aquellos que en su operacin slo necesitan de la flotacin para lograr la separacin de los minerales valiosos, para lo cual se pueden establecer varias etapas de flotacin. 4.3.2.Circuitos Complejos. Sonaquelloscorrespondientesaotrasformasdeoperacinquenecesitalaflotacinyotrosprocedimientosdiferentes, tales como remolienda; deslamado, precipitacin, etc. para lograr la separacin de los compuestos valiosos de la ganga. Laseleccindeltipodecircuitodeflotacindepende,principalmente,delacaractersticadediseminacindelmineral valioso en la mena y la capacidad del conjunto a aglomerarse durante la trituracin. 4.3.3.Circuitos de acuerdo a la heterogeneidad del material. Loscircuitosdeflotacinpuedenserdeunsoloproductovaliosoodemltiplesproductosvaliosos,losdeunsolo productosonadoptadosparalasmenasmonometlicasylocircuitosmultiproductosgeneralmenteseadoptanparamenas polimetlicas. Fig. N 4-5: Circuito molienda y flotacin Variables de operacinFlujo de alimentacin Flujo de aitePorcentaje de slido Flujo de aguaNivel de espumaDosificacin de reactivos Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 32 Las etapas de flotacin que se adoptan dentro de los circuitos son: LaetapaRougheroetapadeflotacindedesbaste,enestaetapaserecuperaunaaltaproporcindelaspartculas valiosasanacostadelaselectividad.ElconcentradoRoughernoesunconcentradofinalydeberpasarporuna limpieza. Etapa de flotacin cleaner o flotacin de limpieza, que tiene la finalidad de obtener un concentrado de alta ley an a costa de una baja en la recuperacin. Las colas de la etapa rougher generalmente todava contienen una proporcin recuperable del mineral valioso, por lo que a este flujo se le somete generalmente a un agotamiento. FlotacinScavengeroflotacindeagotamiento,estaetapaeslaquerecogelaltimaparterecuperabledelmineral valioso, las colas de esta etapa son el relave final. Las colas de la etapa cleaner y el concentrado de la etapa Scavenger son bombeados a la alimentacin de la etapa rougher. Fig. N 4-6: Circuito simple y complejo 4.3.4.Caractersticas de las Celdas de Flotacin. Fig. N 4-7: Celda mecnica y columna. AIRE DE SOPLADOR MOTORDIFUSORFORROS IMPULSOR18-36 HPPARTES DE UNA CELDA CONVENCIONALELECTRICOAGUA DELAVADODISTRIBUIDORZONA DEESPUMAS CONCENTRADOINTERFASEALIMENTACIONZONA COLECTORAAIRE ESPARSORRELAVEPARTES DE UNA CELDA COLUMNA Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 33 4.3.5.Ventajas Tecnolgicas de las Celdas de Flotacin. Celda ColumnaCelda Convencional Son de gran capacidad Ocupanunreducidoespacio,aprovechaelespacio vertical. ConsigueConcentradosmslimpios,poreliminarlos insolubles con el lavado de espumas Lograincrementarlasrecuperaciones,aprovechando su mayor limpieza Su costo operativo es mnimo (consumo de aire) Son de poca capacidad Ocupanmuchoespacioyrequierendegrandes edificios Susconcentradossonmenoslimpiospornoeliminar insolubles. Su recuperacin eslimitada. Sucostooperativoesrelevante(energaelctricay forros). 4.4.Balance y Recuperacin en la Flotacin Alimento F Ley f Concentrado C Ley c. Relave R. Ley r. Fig. N 4-8: Balance circuito de flotacin Balance de MateriaDimensin de la Celda F= C+R; fF=cC+rR. ) () (r cr fF C= Donde: N nmero de celdas Q Caudal ft3/min. T Tiempo minutos V volumen de celda ft3 VhQtfN =; Nkd R+ = ) 1 ( 1 h factor de volumen 0.5 0.75 f Factor de correccin 1.5-2.7 donde 1.5 para celdas de grandes y 2 para celdas pequeas. 4.5.Cintica de la Flotacin. Se define como cintica de flotacin a la variacin de la cantidad del producto obtenido en la espuma de flotacin respecto al tiempo de flotacin. Paraunrazonableentendimientodeunproceso,lascantidadesquedebenserevaluadaspuedendividirseen3 grupos: Mtodos experimentales para determinar la velocidad del proceso. Efectos de las variables del proceso. El mecanismo o la ecuacin que denota velocidad. Existen cuatro mtodos para determinar laecuacin de cintica de flotacin:EmpricoSemi empricoAnalgicoAnaltico Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 34 Sinembargoparalaflotacindemineralesesdifcilaplicartalmetodologa.Lasbasesdelacinticadelaflotacinde minerales y los problemas y mtodos en el modelaje y simulacin de la flotacin se vienen revisando permanentemente. Los mecanismos fundamentales de la flotacin aun no han sido plenamente establecidos. Un amplio nmero de variables, tanto qumico como mecnico puede afectar la performance de las celdas o la velocidad de flotacin. Los criterios qumicos y termodinmicos son los que determinan la hidrofobicidad de la partcula requisito fundamental para una flotacin. Elprocesodeflotacindeminerales,aunquecomplejo,puedeconceptualizarseentrminosdeunconjuntodesub-procesos como: I.La entrada de la pulpaII.La adhesin de las partculas a las burbujasIII.El transporte entre la pulpa y la espumaIV.La remocin del producto de la flotacin y los relaves. Cadaunosdeestosprocesospuedeasuvezdividirseenotrosmicroprocesosyencadaunodeellosexistirefectos diversos, por otro lado se ha comprendido que la velocidad de la flotacin esta fuertemente influenciada por los sub-procesos II y III. Cuando las burbujas ascienden a travs de la pulpa se encuentra con partculas de mineral valioso o ganga. Si se tiene que las partculas de mineral valioso son hidrofbicos y se encuentran suficientemente cerca a la burbuja, ocurrir la coalescencia. Si la adhesin es fuerte, la burbuja con la partcula del mineral ascender al tope. Cuandouna burbuja semueveala interfasepulpa espuma, losresiduos quedan bajolas espumas,mientrasque lacapa liquida, separa a las dos drenando hacia abajo lentamente. Nuevas burbujas que lleguen despus empujan a las primeras hacia la zona de espuma con el fin de cargarse de mineral. Lacapaliquidaentrelasburbujasenlaespumatienedevalorestanbuenosascomoalgunagangaquepuedahabersido atrapada.Laespumaenlapartesuperiordelaceldaeslimpiadaconsucargadepartculas.Sereconocequelafase espumosajuegaunroldeinteraccinsignificanteenlaeficienciadelaflotacin,especialmenteenrelacinalgradodel producto. 4.5.1.Mtodo Analgico. Se denomina esta forma por que se basa en modelos tomados de la cintica qumica y asume que la flotacin se puede considerar similar a un proceso qumico que ocurre en un tanque agitador. La teora actual de la cintica de flotacin de minerales puede expresarse de la siguiente forma:mbnP.C K.CdtdCp= Donde: CP y Cb: Concentracin de las partculas y burbujas respectivamentet :Tiempo de flotacin K: Constante de la razn de flotacin n y m:Orden de la ecuacin Sielsuministrodeaireesconstante,cualquiertendenciadecambioenlaconcentracindelaburbujaespequea, luego Cb = Pequeo, en tal situacin la ecuacin de velocidad se convierta en: Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 35 . K.CdtdCpnP= , Sin = 1,. K.CdtdCpP= Usando las condiciones limites:No se recupera al 100% (C-C) . .C KdtdCnn=n=1 . KdtCdC =kt =CCoLn) (dtdC = C C k =t0dt) (dC0kC CCC ktC CC CLn =((

0 4.5.2.Circuito de flotacinbach. Co, t=0 Ct, t=t RecuperacinRelacionando. 00CC CR= , C C RC =0 0 dtdCdtdRC =0;) 1 () 1 (00 = =R C CR C C [ ] = R C R C kdtdRC 1 ( ) 1 (0 0 0 [ ] R R kdtdR =; dt kR RdRt R =0 0 ( )kte R R = 1kteCoCcR = = 1 1 4.5.3.Circuito de Flotacin Continuo. ALIMENTO Caudal QF Concentracin CF Co , F Cr, RRELAVE Caudal QR Concentracin CR Cc, C CONCENTRADO Caudal QC;Concentracin CC Concentracin de la pulpaKd en funcin de la recuperacin pulpa la de Masaflotacin de Velocidad= Kd cdtdc||

\|= K C - C0flotacin de Velocidad = Tiempo retenido en la celda. ( ) 1 ..C - Ck00 000RRCC C CCd=|||

\| + =; 00kCC Cd=;. 1.kdkdR+= 1 2) 1 ( ..... ) 1 ( ) 1 ( + + + + =NNR R R R R R R RBanco de Flotacin Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 36 C CCd= =0C - C0k NNR R R ) 1 ( 1 = NNkdkdR ||

\|+ = . 11 1 ( )NNkd R R . 1 1 + = = Nkd R+ = ) 1 ( 100 100 La ltima etapa del proceso de flotacin depende de la captura de las partculas de mineral hidrofbicas por burbujas en la pulpa y su transferencia a la fase de espumacin. En los iniciosde laflotacin hubo controversias enrelacinalosmecanismos de fijacin de las partculas delmineral sobre las burbujas, como se menciono anteriormente el rival de la teora de colisin era la de germinacin de las burbujas en la superficie de la superficie de las partculas de mineral. Sin embargo tomas fotogrficas a altas velocidades han demostrado que unadiscretacolisinentrelaspartculasylasburbujassonunpre-requisitoparaelenlacedelaspartculasalasburbujas exceptoensistemasquesondiseadosespecficamenteparaformarburbujasdesolucionessper-saturadas(airedisuelto para la flotacin) La velocidad de remocin de las partculas o la velocidad de flotacin desde la pulpa es consecuencia de: Colisin entre las burbujas y las partculasAdhesin de las partculas a las burbujasDesprendimientouotrosmecanismosdelaspartculasde las burbujas. Poniendo lo anterior en forma diferente se tendr: R = Pc* Pa* Pd R= Probabilidad de recuperacinPc=Probabilidad de colisinPa =Probabilidad de adhesinPd =Probabilidad de desprendimiento 4.6.Dimensionamiento de Acondicionador y Celda. Para dimensionar una celda se deben de tener los siguientes criterios: a.DeterminacindelcaudaldelapulpaQquesealimentaalbancodeceldasconsiderandorecirculacionesdeproductos intermedios. b.ClculodelvolumennetonecesariomultiplicadoQxt,dondeelvalordetserigualalvalordeltiempoderetencin determinado en pilotaje el tiempo determinado en laboratorio en pruebas batch multiplicado por un factor mayor a 1. c.Calcular el nmero de celdas por la relacin. |||

\|=h Vt QN..0 t=txf N Nmero de celdas necesarias. V0 Volumen total de una celdah Factor que segn la celda se encuentra entre 0,5 a 0,75 f factor 1,5-2,7 ; 1,5 para celda de gran rea de espumas (agitair) y 2 con reas menores. 4.7.Evaluacin en el Proceso de Flotacin de Minerales. Esunbalancemetalrgicoparasumejorentendimientoycompresindesignemostantoalospesosysusleyesdelos productos por las abreviaturas siguientes: F, f Peso seco neta y ley de cabeza respectivamente. C, cPeso seco neto y ley de concentrado respectivamente. T, tPeso seco neto y ley de relave respectivamente. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 37 Balance general. F= C+T Balance de para un elemento valioso tanto en la cabeza, concentrado y relave. Contenido metlico fino = (Peso del producto) (ley);F (f) = C(c) + T (t). a.Cabeza(F):Eselmineralprovenientedelaminaquesealimentaaunaplantadetratamiento,yesdeunaley determinada en el elemento de inters.b.Concentrado (C): Es el producto final valioso econmico obtenido del tratamiento, de ley ms alta que la cabeza en el elemento valioso. c.Relave (T): Esta constituido por el material mayormente inerte, es el mineral cabeza ya extrado en su mayor parte su contenido valioso posible y por consiguiente son desechados. En ciertos casos stos relaves pueden servir de cabeza para la obtencin de otros elementos de valor (como wolframio) para el tratamiento de recuperacin de los mismos elementos pero aplicando tecnologa ms recientes. d.Recuperacin (R): Es la razn entre la masa del material til obtenido en el concentrado y la masa del material til de la alimentacin. ( )( )100 = R xf Fc C Considerandolasanterioresseobtienelaexpresinsiguiente.( )( )100 = R xt c ft f c Tericamente la ecuacin escorrecta, pero normalmenteestomuchasveces en unaplanta de concentracinnose cumple, por diferentes factores aparecen simple una discrepancia, por tanto sta formula se convierta en la ecuacin modificada siguiente: F (f)=C(c) + T (t) + d e.RazndeConcentracin(Rc):Eslaraznentrelamasadealimentacinylamasadeconcentrado.Entrminos prcticos, se refiere a las toneladas de mineral necesarias de beneficiar para obtener una tonelada de concentrado.t ft c= =CF= R K f.Flujo by-pass y Reciclo. Flujo By-pass.Flujo de Reciclo. g.Balance de tres productos. ProductoTMPD%Pb% Zn Ag Onz/Tc CabezaFa1b1c1 Conc. PbXa2b2c2 Balance generalF= X+ Y + T Balance para el elemento 1 (Pb)a1F = a2X + a3Y + a4T Balance para el elemento 2 (Zn) b1F = b2X + b3Y + b4T F, f T, t C, c T, t F, f B, b T, t F, f Rt, rt Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 38 Conc. ZnYa3b3c3 RelaveTa4b4c4 Balance para el elemento 3 (Ag)c1F = c2X + c3Y + c4T [ ][ ] ) ( ) ( ) ( ) (( ) ( ) ( ) ( .3 4 3 4 4 2 2 4 2 4 3 41 4 1 4 3 4 3 4 3 4 1 4xc b xb c x a a xb c xc b x a axc b xb c x a a xc b xb c x a a FX = ; ( ) ( )( )3 44 2 1 4a aa a X a a FY + = 1.EJERCICIOS N 01. Apartirdeunmineraldeplomode6.5%decabeza,quesetrataaraznde300TM/D,seproduceunconcentradode plomo de 72.5% de plomo, y un relave de 0.55 de plomo. Encontrar la razn de concentracin, el tonelaje de concentrado y la recuperacin del metal analizado. Solucin: Razn de concentracin125 . 0 5 . 65 . 0 5 . 72Rc == concentrado obtenido2512300= = C Toneladas de concentrado. Recuperacin:% 9 . 92 10012x6.572.5= R = x 2.EJERCICIOS N 02. Puntos de muestreo y resultados obtenidos. Para procesar 50TNPH de alimentacin. Se muestreo del banco de 8 caldas agitair60agrupadosde4bloques.Lapulpaalimentadatiene38%deslidoysudensidaddelmineralesde2,8gr/cc. Determinar balancegeneral y porcentaje de recuperacin. Muestra 123456789 %Pb4.0062.262.8142.882.0019.691.4013.561.00 F a1 T a3 C a2 ABCD 1 3 57 9 2 468 FT C Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 39 Solucin. Balance General. ( )( )((

=r cr fF C T/h %Pb Pb(T/h) T/h %Pb Pb(T/h) T/h %Pb Pb(T/h)A 50 4.00 2.000 1.001 62.26 0.623 49.00 2.81 1.377B 49.00 2.81 1.377 0.971 42.88 0.416 48.03 2.00 0.961C 48.03 2.00 0.961 1.576 19.69 0.310 46.45 1.40 0.650D 46.45 1.40 0.650 1.479 13.56 0.201 44.97 1.00 0.4505.027 30.84 1.550ALIMENTO CONCENTRADO RELAVEBloque Qp=53.09Ft3/min. Qh V Nt. .= t=4.52min. ( )Nkd R+ = . 1 . 100 100=1.13006min./bloque BloqueN%R(Pb)Kd A11(1)31.160.40 B22(1)30.40.38 C33(1)32.300.42 D44(1)30.850.39 131.130.40 3.Ejercicios N 03. Prueba experimental para recuperar cobre. Simple TiempoCobre Cu) SimpleRel. min.%Peso %CuPesoP. Ac+Dist.%Cu 0.51.3120.000.790.799.532.52 0.51.7817.100.911.7011.072.25 210.007.702.314.0128.001.63 311.206.102.056.0624.840.96 411.703.501.237.2914.890.50 Relave64.010.500.960.9611.64Cabeza 100.002.758.258.25100 NIngreso%CuConcent.%CuRelave %Cu 13002.753.9320.00296.072.52 2296.072.525.3417.10290.732.25 3290.732.2530.007.70260.731.63 4260.731.6333.606.10227.130.96 5227.130.9635.103.50192.030.5 Acumulado Tiempo Cobre (Cu) AcumuladoMin%Peso %CuPeso Dist.Recup. 0.51.3120.000.793.789.53 13.0918.331.708.1720.60 313.0910.214.0119.2748.60 624.298.316.0629.1373.44 1035.996.757.2935.0388.33 Relave64.010.500.964.62 100.002.7520.80100.00 Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 40 Laboratorio (min.)Formula NN TiempRecup.Tiemp.Recup.CELDASCELDAS 0.59.530.759.531.58521.45131 120.601.5020.603.1733.34293 348.604.5048.609.51109.645910 673.449.0073.4419.021919.21719 1088.3315.0088.3331.73231.13831 4.Ejercicios N 04. L E Y E SCONTENIDOSDISTRIBUCION (%)ProductoTMSAg OTM% Pb% ZnAgPbZnAgPbZnRatio Cabeza368,03036,487,139,0813.423,952.624,473.340,09100,00100,00100,00Conc. Pb45,618268,2350,232,9012.236,042.291,54132,2091,1587,313,968,07 Conc. Zn66,65612,252,9845,30816,51198,783.019,636,087,5790,415,52 Relave255,7551,450,520,74371,40134,16188,262,775,115,64 5.Ejercicio N 5: Pruebas de flotacin. abc ProductoTNPD %Pb% Zn Ag Onz/Tc %Pb% Zn %Ag Cabeza1200,00 5,99,915,00 5,99,90,047 Conc. PbX 52,04,0120,00 5240,375 Conc. ZnY 2,060,010,00 2600,031 RelaveR 0,60,72,00 0,60,70,006 05101520250 5 10 15Ley % Cu Tiempo min.Cinetica de Flotacin de Cu01530456075900 2 4 6 8 10% Cu Recupercin Tiempo min.Recuperacin de Cobre vs Tiempo Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 41 6.Ejercicio N 6. Balance circuito de zinc. Universidad NacionalJos Faustino Snchez Carrin Facultad de Ingeniera Qumica,Metalurgiay Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica. Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 42 REACTIVOS DE FLOTACIN 5.Reactivos. Sonsustanciasqumicasquesirvenparalarecuperacindelossulfurosvaliosos,despreciandoodeprimiendoala ganga e insolubles. Mediante el uso de reactivos podemos seleccionar los elementos de valor en sus respectivos concentrados. Losreactivosdeflotacinjueganunpapelimportanteenesteproceso.Estosalseraadidosalsistemacumplen determinadasfuncionesquehacenposiblelaseparacindelosmineralesvaliososdelaganga.Sinembargolaaplicacin adecuadadeestosreactivosnosiempreresultaunatareafcildebidoaunaseriededificultadestcnicasquesepresentan duranteelproceso.Enflotacinelrendimientodelosreactivos,seancolectoresoespumantes,dependemuchodela composicin yconstitucinmineralgicadela menaLosreactivos utilizadospara el acondicionamientofavorable del proceso, constituyen los llamados Agentes de Flotacin. La seleccin y combinacin apropiada de los mismos para cada tipo de mineral particular, constituye precisamente el principal problema del metalurgista a cargo de la operacin. LosAlimentadoresdeReactivos:Sonreactivosque sirvenparaproporcionarexactamentelacantidadde reactivos que desea usar. Alimentador de disco y copas (Clarkson) Alimentador de reloj con vlvula selenoide. Alimentador de vlvula Fig. N 5-1: Bombas Selenoide. 5.1. Clasificacin de los Reactivos. 5.1.1.Espumantes. El propsito principal del espumante eslacreacindeuna espumacapazdemantenerlasburbujascargadas demineral hastaquepuedanserremovidasdelamaquinadeflotacin.Esteobjetivoselograimpartiendociertadurezatemporalala pelcula que cubre la burbuja. -Metil isobutil carbinol (MIBC), frother (F-70), Dowfloth (D-50), aceite de pino, el cresol o cido creslico. -Fhother 210,Flother 250, Flother 700: Excelente Propiedad selectivas cuando se usa concentracin ptima, en flotacin diferencia Ag-Pb-Zn, Cu-Pb Ag-Zn, 10 70 gr/TM, cantidad en exceso produce efectos adversos. -Espumantesmejoradas:F-210D,F-250D,F-700D, F-800D,F-900D: Altoselectividad,ausenciadeaccin colectora ysu efectividad en pequeas concentraciones para minerales sulfurosos (Ag, Pb, Zn, Cu, Au). Una vez sacada de la maquina de flotacin, la espuma debe disgregarse rpidament