factores que afectan la flotación

Factores que afectan la Flotación

FACTORES QUE AFECTAN LA FLOTACIÓN CON ESPUMA

Aspectos generales de flotaciónUn análisis del proceso de flotación se realiza mejor si se lo hace desde unpunto de vista global y luego desde sus componentes. Un sistema ideal sería un circuitoen estado estacionario alimentado a velocidad constante con un material depropiedades constantes (iguales a las iniciales), una distribución fija de tamañosóptimos y las superficies de los minerales vendrían pretratadas para una flotación óptima.La alimentación fluiría a través de máquinas y circuitos seleccionados, diseñados parauna separación óptima, dando como resultado la producción de concentrados a unavelocidad fija, ley constante y con una recuperación determinada. La combinación óptimaestaría determinada por un criterio económico y sería variada de acuerdo a lascondiciones del mercado. Si se mantuviesen estas condiciones ideales, no seríanecesaria la mantención del circuito, excepto para compensar el desgaste y el deteriorode los mecanismos.Los sistemas reales obviamente no cumplen estas condiciones ideales,principalmente por la variación de la alimentación o las perturbaciones. Estas se originanfuera del sistema de flotación y no están bajo control directo. Sin embargo cuando seidentifican sus efectos en flotación pueden ser compensadas ajustando las variables decontrol que están disponibles en el sistema.En las últimas décadas se ha desarrollado instrumentación sofisticada paraanálisis de composición en línea, técnicas de modelación para establecer relacionesentre las

perturbaciones y las variables de control y metodologías completas para controlautomático.Un circuito de flotación se diseña de acuerdo a criterios de diseños fijos,que dan valores promedio para una información determinada. Los criterios de diseño sondeterminados de un total de pruebas de laboratorio y de planta piloto realizadas conmuestras representativas de todo el mineral a tratar. Las condiciones de flotación sedeterminarán optimizando el tratamiento de estas muestras y el diseño se hace basado enla respuesta promedio.

APUNTES DE FLOTACIÓN

4_Factores que influyen en la flotacion. DOC 03/07/2008

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GENERALIDADESLas variables que influyen en el proceso de flotación con espuma son tannumerosas y sus relaciones tan complejas, que resulta difícil predecir el comportamientode un sistema en particular. El problema debe ser estudiado desde el punto de vistatécnico y sobre todo práctico, por esto hasta hoy en día se considera que la Flotación másbien es un arte que una ciencia.Podemos agrupar los factores que afectan la flotación en:1.- Factores que corresponden a la naturaleza de la mena y2.- Factores de proceso, en las etapas de MoliendaAcondicionamiento y Flotación.

y

Clasificación

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Todos estos factores están relacionados entre sí. Las condiciones deproceso se seleccionan en base a la naturaleza de la mena.Analizaremos a continuación algunas de las variables de mayor importanciadesde el punto de vista teórico y al final del capítulo se entregará información respecto ala obtención de

datos experimentales.Variabilidad del mineralUna vez que una operación ha comenzado, resulta normalmente evidenteque la variabilidad del mineral es una característica dominante y es tan importante comolas variables de proceso al determinar la eficiencia metalúrgica.En general hay dos características amplias de esta variabilidad. En algunoscasos los promedios de mineral “as mined” (como viene de la mina) pueden llegar a sermuy cercanos al promedio “as sampled” (muestreado). En ese caso las variaciones deproducción por día o por hora, respecto al promedio son el principal problema deoperación. Sin embargo en otros casos - que desafortunadamente no son poco comunespuede existir serias discrepancias entre el mineral “as mined” respecto al promedio, nosólo en contenido sino también por la existencia de especies no testeadas que puedenacarrear problemas metalúrgicos, además de la variabilidad de contenidos. Es posible queen el circuito de flotación rara vez pueda verse “mineral promedio” o representativo(average ore) excepto lo que puede reflejarse en datos mensuales o para periodos

máslargos. La frecuencia y magnitud de las mayores perturbaciones, que son las desviacionesde los promedios usados como criterio para establecer diseño y operación de un circuitoson la clave del problema de mantener una óptima operación, ya sea por control manual oautomático.



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Factores que afectan la FlotaciónAntes de considerar las perturbaciones de flotación específicamente, es

mportante enfatizar la relación entre molienda y circuitos de flotación no sólo conrespecto a los efectos de la distribución de tamaños sino también a las variaciones dealimentación. El circuito de molienda se diseña usualmente para producir unadistribución de tamaños óptima establecida en testeo y dada como criterio de diseño.Cuando la distribución de tamaños se desvía de este óptimo, el control requiere ya seacambiar el tonelaje de alimentación al circuito o cambiar el volumen del producto, enambos casos causando cambios en los flujos de alimentación a la flotación.Si bien los cambios de moliendabilidad se deben a variaciones en laspropiedades del mineral y son perturbaciones del circuito de molienda, éstas generancambios de alimentación como perturbaciones al circuito de flotación. Por lo tanto aldiseñar un circuito de flotación debe considerarse, necesariamente, los cambios demoliendabilidad .Los circuitos de molienda se diseñan y construyen con volúmenes totales yentrada de energía fijos, de tal modo que la intensidad de molienda no es una variablecontrolable, mas bien el tiempo de retención de molienda se cambia variando lavelocidad de la alimentación. En contraste a ello, los circuitos de flotación están provistosde controles ajustables de espuma y volumen para variar los tiempos de retención y enalgunos diseños de celdas se puede variar la intensidad de la flotación ajustando lavelocidad de aireación. Las dosis de reactivos también son un medio para controlar estaintensidad de flotación.Variables principalesLos resultados de los procesos

de flotación dependen de la interacciónentre efectos múltiples que se originan, a groso modo en tres áreas:1. Propiedades del mineral.2. Pretratamiento por reducción de tamaño y modificación de la superficie.3. Características de la celda y del circuito de flotaciónUna de las mejores guías para diseñar, no sólo circuitos de flotación, sino

también el abastecimiento y preparación del mineral, es que resulta mejor prevenirperturbaciones que compensarlas después que éstas hayan ocurrido.Para una flotación óptima se requiere primero: una alimentación ypropiedades de mineral aproximadamente constantes, luego la optimización de lapreparación de la alimentación y finalmente la optimización de la celda y de los circuitos.



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Factores que afectan la FlotaciónDisponibilidad de alimentaciónPara una máxima eficiencia, la mina y el sistema de molienda deberíaentregar, idealmente, mineral a velocidad constante, hasta la capacidad máxima de laPlanta de flotación, o menos, si la situación económica así lo permite.Las detenciones o disminuciones de flujo de la planta de preparación demineral puede perjudicar la flotación a menos que haya suficiente almacenamiento demineral para permitir continuidad de la operación. El almacenamiento puede involucraracopio de producto del chancado primario inicial o final. Si disminuye el abastecimiento demineral, las plantas divididas en secciones pueden operar a un número reducido deunidades de molienda y flotación, pero si la unidad completa

de molienda se detiene,también lo hace la sección de flotación puesto que el costo de almacenamiento de pulpapara flotación es muy alto.Existe una tendencia al chancado primario en la mina con almacenamientoantes del chancado secundario. Los requerimientos de almacenamiento se puedendistribuir entre éste y el almacenamiento fino previo a la molienda. En el caso de plantasque usan molienda autógena primaria, basta con almacenar producto del chancadoprimario.Como una planta de flotación opera durante 24 horas, mientras que la minay la planta se chancado operan 1 o 2 turnos solamente, debe preverse almacenamientopara el ajuste (capacidad de acopio). Si bien ese es la mínima capacidad dealmacenamiento, lo usual es prever por lo menos el abastecimiento de un día de materialfino para alimentar a la molienda, aún cuando el rango de almacenamiento empleado confrecuencia en la práctica es grande.Almacenamiento y mezclaUn requerimiento mas difícil que el anterior es manejar las variaciones decalidad del mineral, principalmente las propiedades que afectan la molienda y la

flotabilidad; no es posible generalizar en esta área puesto que ninguna muestrarepresenta un depósito de mineral. En la siguiente tabla se muestra las características de2 minerales de Arizona, el de San Manuel una mina subterránea y la otra de Morenci unamina a tajo abiertoFecha1-14 agosto 197815-31 agosto 19781-14 septiembre 197815-30 septiembre 19781-14 octubre 197815-31 octubre 1978

Ley de cabeza% Cu0.7120.7130.7120.7020.6790.660

Alimentación seca aflotación, stph344.8345.4337.2343.8349.4345.6

Alim. a flotación+ 65 malla Tyler5.946.715.826.026.186.06

Se pueden citar otros ejemplos similares sobre esto. Las medidas paracontrarrestar esto son en 3 áreas; 2 antes de la flotación y una durante el proceso.



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Factores que afectan la FlotaciónPrimero

:

En la mina, - después de identificar los principales tipos de mineralque difieren significativamente ya sea en moliendabilidad oflotabilidad- implementando un programa de extracción que busquealcanzar una mezcla de diversos tipos y mezclándolos se tenganpropiedades más uniformes.

Segundo

:

Disponiendo de capacidad de almacenamiento antes de la flotación,para alcanzar el mismo objetivo anterior, junto con prever unaalimentación constante. El contar con control automático permitemantener las variaciones relativamente constantes.Los efectos de un mezclado inadecuado pueden ser: fluctuaciones enla distribución de tamaños de partícula lejos del óptimo, o sea unamayor producción ya sea en los extremos gruesos o finos, variablesegún la sofisticación de los sistemas de control.a) fluctuaciones en las alimentaciones a flotación, lejos del óptimo, enun grado que depende de la moliendabilidad y otras variablesb) fluctuaciones en los contenidos de los materiales flotables y noflotables.Todos estos pueden a su vez afectar las leyes y/o recuperaciones,dependiendo de la magnitud de las perturbaciones, cuan pronto éstassean detectadas y cuan pronto se pongan en práctica medidasadecuadas de control.

Mezclamiento y controlHace una o dos décadas, los controles de molienda típica contaban con:chequeo del circuito y de las densidades de los productos de molienda cada media a unahora, harneo húmedo de estos productos a cierto mallaje sensible a intervalosdeterminados, y ajuste de las velocidades de alimentación y de adición de agua según losresultados de los muestreos. Los análisis se efectuaban a intervalos de una hora, al finalde un turno, o 24 horas después. La adición de reactivos se controlaba manualmentesegún la apariencia de la espuma, las velocidades de rebalse de la espuma, “paneo” delas colas, u otros indicadores visuales establecidos por experiencia y por ensayos; siestos estaban disponibles en tiempos suficiente, lo cual era más bien raro.En contraste, hoy día es posible medir la distribución de tamaños de la

pulpa en forma continua, medir flujo másico y volumétrico continuamente en cualquiercorriente necesaria, controlar la alimentación de los molinos, las bombas de alimentacióna los ciclones y el flujo de adición de agua automáticamente.

También es posible analizar en continuo un gran número de elementos ycontrolar la adición de reactivos según los resultados y los flujos másicos.Los resultados de estos desarrollos no son eliminar la variabilidad sino:



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Factores que afectan la Flotación1. Hacer más estrecho los límites de variación para la distribución de tamaños de

alimentación y los flujos volumétricos de la misma, y disponer de información de estoscambios para usarla en el tratamiento en el circuito de flotación.2. Como mínimo, estabilizar los resultados de flotación reduciendo la varianza y comomáximo optimizar los resultados, mejorando la performance y ahorrando reactivos,dependiendo de la operación en particular.Es esencial evaluar las interrelaciones entre el mezclado en el programa deextracción, el mezclamiento y almacenamiento en pilas o containers y el potencial paracontrol automático tanto en molienda como en flotación. Estos tres pasos buscanestabilizar el circuito de flotación como un componente en la optimización. Cada unorepresenta una inversión sustancial y tiene su efectividad particular. El problema esdesarrollar suficiente información en la efectividad de cada uno y asegurarle valormonetario a la inversión, los costos de operación y los retornos. Es posible obtener, unbalance entre programas de almacenamiento y mezcla por una parte y hardware ysoftware de control por la otra. En términos cualitativos es improbable que cualquierprograma de mezclas pueda reducir las variaciones al punto que los controles seaninnecesarios, tampoco es posible que el control automático sólo pueda estabilizar losresultados de minerales no mezclados de extrema variabilidad. La combinación másefectiva de ambos desde el punto de vista de los costos, es por lo tanto lo más indicado.Un factor que complica la situación de los minerales sulfurados es laposible incompatibilidad que pueda existir entre almacenamiento del

mineral y unaperformance óptima en flotación. El aumento de tiempo de almacenamiento parapromover las mezclas puede dar tiempo a que ocurran reacciones superficiales poroxidación. Esto sugiere que se consideren los efectos de tiempo de almacenamiento enlos resultados de flotación antes de tomar decisiones en la capacidad de almacenamiento,particularmente cuando las condiciones favorecen la oxidación.Por ejemplo en el caso de las faenas de Magmont se sabe que el 10% de

la galena se puede oxidar en 24 horas, la cantidad depende de la disponibilidad deoxígeno y de la presencia de otros sulfuros. En otro caso, un mineral complejo deCu/Pb/Zn muy diseminado, el almacenamiento de mineral durante un mes para mezclarlodeterminó una pérdida de 20 - 30 % en las colas en pruebas de planta piloto; esto seeliminó cuando el mineral se procesó directamente de la mina.

Mineral y sus propiedades



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Factores que afectan la FlotaciónLas propiedades importantes del mineral que necesitan considerarse sonno sólo las que afectan la flotación, sino igualmente importante son las que afectan losresultados de molienda.

Naturaleza del MineralLa naturaleza del mineral y de sus acompañantes, es de vital importanciapara la flotación. Hay que considerar un grupo de variables dependientes de la mena,éstas son: la forma mineralógica del mineral, su asociación con otros componentes(ganga), la presencia de impurezas, su diseminación, dureza, la existencia de mineralesoxidados, el pH natural

los antecedentes geológicos del yacimiento y el método deexplotación.Cada mena es un problema único y debe estudiarse como un caso particular, sinembargo existen ciertas indicaciones generales, para seleccionar el tipo de tratamiento yreactivos a utilizar. Por ejemplo, se sabe que los sulfuros primarios y metales nativos nopresentan grandes dificultades, si se escogen las condiciones y reactivos adecuados, sinembargo los llamados sulfuros secundarios por condiciones de formación son másdifíciles de "liberar" y su comportamiento a la flotación dependerá de la respuesta de lasuperficie expuesta.Los no-sulfuros, también llamados óxidos tales como carbonato, fosfatos, silicatos,sulfatos y óxidos presentan mayores problemas. Los constituyentes de estos mineralesson más blandos, más finos, más entremezclados, más solubles y químicamente máscomplejos que los sulfuros. Las pulpas son más difíciles de manejar, contienen grancantidad de lamas, muchos iones en solución, no responden a los reactivos utilizadospara flotar sulfuros y deben seleccionarse reactivos más poderosos.Si los sulfuros están parcialmente oxidados, deben tomarse medidas

especiales (dependiendo de su grado de oxidación) tales como cambiar reactivos, sudosificación, ajustar pH, etc.

Textura del mineral



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Factores que afectan la FlotaciónLa textura del mineral denota el detallado ensamblaje de granos de mineralen la roca. Su influencia en flotación, proviene de la distribución original de minerales

flotables en el grano y de la forma de interpenetración de minerales flotables entre sí ycon la ganga. En la práctica, el rango de tamaños de partícula para flotación fija losrequerimientos de la molienda.En texturas de material grueso, respecto a los minerales flotables, lareducción de tamaños debe entregar un producto que sólo necesita pasar el límitesuperior para una flotación eficiente, esto es 48/65 # o incluso más grueso si se trata deminerales menos densos (carbón / fosfatos). Una opción, particularmente en el caso decobres porfíricos, es dejar la molienda más gruesa que el tamaño óptimo, sacrificandodeliberadamente la recuperación en los tamaños gruesos para aumentar la producciónglobal de la planta, aumentando así el flujo de salida y por tanto la producción de cobre.En el caso de texturas de mineral fino, la molienda hasta el límite superiorpara flotación, puede no ser suficiente para obtener el grado de liberación de mineralnecesario para una buena recuperación y una ley de concentrado aceptable. Un ejemplobastante común, es el de los cobres porfíricos para el cual el rango de tamaños deflotación óptimo determina el límite superior de tamaños para la flotación rougher,principalmente para producir colas descartables, mientras que una molienda de losconcentrados rougher asegura una liberación adecuada, antes de limpiar el concentrado.En texturas muy finas, como en el caso de sulfuros más complejos, puedeser necesario como un prerequisito para la flotación rougher, moliendas de hasta -200, 325 ó -400 #. En otros casos, es necesario determinar el compromiso entre ley yrecuperación. Por ejemplo en el proyecto Mc Arthur River en Australia, en la etapaexperimental no se alcanzó a lograr recuperaciones de Zinc sobre el 30 % con una leyaceptable, porque había una diseminación de sulfuros - entre sí y en la pirita - de untamaño de micrones, resultando “middlings” no separables.Por lo tanto, el factor determinante en establecer los requerimientos dereducción de tamaño es la textura del mineral, generalmente hay problemasprincipalmente si la diseminación es extremadamente fina. Si la diseminación esdemasiado fina para una liberación adecuada, por ejemplo si hay una gran proporción

deminerales de tamaños de micrones y submicrones; por flotación no se obtendríasimultaneamente una ley de concentrado y una recuperación aceptable. En algunos casoses posible obtener concentrados “bulk” de baja ley y recuperaciones aceptables quepueden tratarse por procedimientos especiales pirometalúrgicos como el proceso ImperialSmelting para sulfuros de Pb y Zn o por procedimientos hidrometalúrgicos.

Identidad de los minerales y proporciones



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Factores que afectan la FlotaciónTanto la identidad de los minerales a ser flotados como la de los mineralesa ser rechazados, determinan la selección de los reactivos de flotación. Una selecciónpreliminar de reactivos se puede efectuar a grosso modo conociendo sólo la mineralogía,pero se requieren siempre las pruebas para una evaluación detallada y la optimización.Se usa como guía, las experiencias anteriores con minerales similares, los cualesaparecen tabuladas en diversos manuales y publicaciones, ej. Catálogo Reactivos deFlotación Inspec, Manual American Cynamid, etc. Asimismo los principios químicos yfísicoquimicos son cada vez más conocidos, como también, como éstos gobiernan ladependencia entre la selección de reactivos y la composición del mineral.Aunque el contenido de material flotable debería tener alguna influencia entérminos de los resultados de la flotación, en la práctica casi no es así, pues usualmentese compensan proveyendo niveles de reactivos adecuados o más de lo adecuado y unacapacidad de celdas conveniente.Ejemplos: Mount Isa tiene cabeza de Cu de 3,5 % y recuperación de 95 a 97 %San Manuel tiene cabeza de Cu de 0,7 % y recuperación aprox 90 %Duval Sierrita tiene cabeza de Mo de 0,03% y recup. aprox 83 %Cleveland Cliffs tiene cabeza de Fe de 43 % y recup. de 75 a 80 %

Estas cifras confirman que, algunos factores interactuan con la ley demineral para determinar las recuperaciones.La ley de la alimentación es una perturbación importante en el control derequerimientos de colector. Cuando no existía monitoreo por fluorescencia de rayos Xpara tener análisis en continuo, ni la posibilidad de control automático feed - forward delflujo de reactivos, lo usual era agregar colector en exceso para mantener la respuesta de

manera segura en la región del plateau. Actualmente el disponer de instrumentaciónpermite ahorros significativos en colector y otros reactivos.En forma análoga, la variación en contenidos de minerale

que requierenactivación o depresión puede usarse para controlar la adición de reactivos. Cuando lasproporciones individuales de cada especie son menos variables, se usa el tonelaje dealimentación para el control de reactivos.

Gravedad específica de los minerales



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Factores que afectan la FlotaciónEsta propiedad del mineral tiene una gran influencia en la clasificación deminerales en el circuito de molienda, en combinación con la moliendabilidad relativa dediferentes minerales. Dos ejemplos comunes ilustran estos efectos. El cuarzo es amenudo el mineral más abundante de la ganga y el más resistente a la molienda, laclasificación a un tamaño particular para cuarzo produce un límite superior más fino paralos minerales pesados, - junto con una distribución de tamaños más finos en general puesto que los minerales más pesados son más fáciles de moler. Tal “sobremolienda”(Hematita, casiterita) puede dar como resultado una producción significativa de materialde - 10 µ, o sea lamas. Estas ya sea flotan más lentamente con la consecuente baja derecuperación o si es necesario, se pueden deslamar totalmente antes de la flotación(ejemplos minerales de hematita y estaño). Un segundo efecto de la gravedad específicadel mineral en la celda de flotación, es contribuir con tamaños de partículas para ladiferencia de suspensión relativa entre partículas pesadas y livianas y también esresponsable de la efectividad relativamente más baja de las partículas gruesas enflotación.Para una intensidad de agitación dada, las partículas de mayor masa seránefectivamente menos suspendidas; en efecto, excepto bajo las condiciones másturbulentas, cualquier estanque agitado se comporta como un clasificador con unaconcentración de partículas más pesadas y gruesas cerca del fondo del estanque. Estoresulta en una menor probabilidad de adherencia a burbujas de aire y cuando se hanjuntado hay una menor probabilidad que el agregado sobreviva el paso a la espuma. Lainfluencia de las diferencias de gravedad, es claramente evidente en el aumento deltamaño límite para flotación efectiva del mineral: los sulfuros 48/65 #, los fosfatos 28/35 #

y carbón 8/10#.Sin embargo, también debe considerarse las interacciones entre la masade la partícula, la química de superficies y la hidrodinámica de la celda. Por ejemplo, en laflotación de fosfatos o carbón grueso, el uso de fuel oil sirve para intensificar laspropiedades hidrofóbicas de las superficies minerales y también para asistir en laformación de aglomerados mineral / aceite / burbujas de aire, que son más favorablespara la cinética de flotación. Aún así, se puede requerir condiciones más intensas en lacelda por la mayor dificultad de suspensión, esto puede llevar a un arrastre mecánicomayor. Por esta razón algunas plantas de fosfatos separan la alimentación a aprox. 35 #en fracción gruesa y fracción fina, para flotar por separado en condiciones apropiadas acada una.Otro ejemplo ilustrativo, lo constituye la flotación de casiterita. Esta ha sidoposible solamente, con el desarrollo de colectores débiles tales como sulfonatos, quepueden sobrellevar los severos problemas de selectividad que se derivan de unamineralogía compleja. Como resultado de ello, la flotación de casiterita es sólo efectivaalrededor de 325 # .

Granulometría



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Factores que afectan la FlotaciónPara que un mineral pueda ser flotado, debe ser primero "liberado", esdecir, es necesario que cada partícula de mineral represente sólo una especiemineralógica. Además debe tener un tamaño apropiado, para ser transportado hacia lasuperficie por la burbuja de gas. Existe un tamaño de partícula máximo que se puedeflotar, que depende de: la naturaleza del mineral mismo, su peso específico y lascaracterísticas de la pulpa.Una información general sobre el tamaño de partícula máximo para suflotabilidad aparece en la siguiente tabla.Tamaños Máximos para FlotarMineralGalena (PbS)Pirita (FeS2)Esfalerita (ZnS)Carbón (C)

Peso Específico7,55,94,1

1,35

Tamaño Máximo para Flotar (mm)0,20,30,51,0

De aquí, podemos concluir que las partículas de carbón y esfalerita queflotan con facilidad, son de tamaño mucho mayor que las de galena o pirita.En general, se considera que el tamaño máximo conveniente para lamayoría de los minerales es de 48 mallas, o sea 0,3 mm. Partículas de mayor tamaño sonmuy pesadas o bien no están bien liberadas.Para recuperar partículas gruesas, dentro de ciertos límites; se requieremayor cantidad de espumante que la normal usada en partículas algo más finas.

Ademásno sólo nos interesa el tamaño máximo de partícula, sino también el tamaño quecorresponde al punto de liberación.Justamente, el objetivo de la molienda es separar los minerales valiosos dela ganga, a fin de obtener el mayor porcentaje libre de éste, para que puedan actuareficazmente los reactivos de flotación.Los minerales sólo deben molerse hasta un grado de liberación económico.Una molienda excesiva, causa pérdidas en la flotación y mayores gastos. Si se muele elmineral tan grueso como la flotación lo permita se consigue:

a)

Mayor recuperación al evitar formación de lamas en la pulpa.



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Factores que afectan la Flotaciónb)

Bajo costo de molienda.

c)

Reducir el área requerida para filtración y espesamiento.

d)

Menor volumen de equipo de flotación requerido.

e)

Concentrados de mejor ley.

f)

Concentrados más secos, menor volumen a transportar, economía de fletes.La naturaleza de la ganga es importante por las siguientes razones:puede contribuir a contaminar la pulpa con iones.puede poseer flotabilidad y contaminar el concentrado, bajando la selectividaddel proceso.

En general, las gangas silicatadas, principalmente cuarzo son las mássimples de manejar.La naturaleza y composición del mineral proveniente de un yacimiento,independiente del tamaño varía de un punto a otro, pudiendo llegar a ser enorme. Enestos casos, se debe tomar precauciones para variar las condiciones de trabajo en laplanta, cuando sea necesario. Incluso hay que considerar el tiempo y los eventos quetranscurren entre la extracción del mineral y su llegada a la planta de flotación.Puede que transcurra sólo unas horas, o bien meses o años. En un tiempomás largo, el mineral está expuesto a la acción de agentes naturales como aire, agua, etc.y comienza a alterarse químicamente de modo que su respuesta a la flotación serádiferente. Interesa también conocer, cual ha sido su manipulación; al pasar por chancadoy molienda el mineral puede contaminarse con aceites lubricantes que modifican laflotabilidad, debiendo en lo posible evitarse.Cada planta, debe estudiar de antemano la naturaleza de los minerales quese enviará a flotación. Se debe seleccionar muestras representativas del yacimiento dedistintas áreas y profundidades, y con éstas realizar trabajo experimental, que permitadeterminar las condiciones de operación óptimas.

El determinar el tamaño de partícula más apropiado no es fácil. Lasespecies mineralógicas presentes dentro de una mena no son de la misma dureza,entonces al reducir de tamaño, las especies más blandas se desintegran más que las



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Factores que afectan la Flotaciónduras, creando un problema de sobre molienda. En estos casos, se eligen lascondiciones de molienda basados en resultados experimentales de recuperaciones y

leyes.Las partículas muy finas flotan mal y además perjudican la flotación de partículasde tamaño adecuado.

Influencia de los finos (lamas)Al existir una gran cantidad de partículas

muy pequeñas, disminuye la probabilidadde que cada una de ellas se encuentre, choque y se adhiera a una burbuja de gas ypueda flotar.Existe además otras razones complejas, por las cuales estas partículas finas nopueden flotar.Una consecuencia del tamaño muy reducido es el enorme aumento de lasuperficie, de reactivos y un mayor consumo de ellos, también, aumenta la viscosidad dela pulpa. El material más fino es más soluble, está más expuesto a la oxidación y acontaminar la solución con ciertos iones extraños.Otra desventaja, es el recubrimiento con lamas de las partículas minerales detamaño apropiado, haciéndolas poco flotables. Estas quedan depresadas en las colas,pese a su buen tamaño y liberación. Se estima que, partículas de tamaño inferior a 5 - 10micrones no flotan.Factores de formaLos granos de mineral se pueden fracturar para producir una ampliavariedad de formas de partículas, que van entre dos extremos: forma equiaxial tipificadapor los granos cúbicos de la galena a una forma acicular (o “platy”) en la cual una o dosdimensiones son más reducidas en comparación con la otra, ej mica. La forma puedetener efectos menores en dos áreas de la flotación. Una es la sedimentación o másprecisamente los efectos conjuntos de la gravedad y de la turbulencia en equilibriosuspensión / sedimentación en la celda. En el rango Newtoniano, que se aplicará al rangomás grueso en flotación, las formas más extremas sedimentarían a un valor de 50 - 60 %de esferas de un diámetro equivalente, implicando que las desviaciones más extremas dela forma de una partícula equiaxial requiere algo menos de energía de agitación, que lasuspensión de las partículas esféricas.

El otro efecto de la forma, es en el contacto partícula - burbuja, donde elproblema es la ruptura de un delgado film de agua en estrecha aproximación de unasuperficie de partícula hidrofóbica y una burbuja. Tanto Gaudin como Wark, han sugerido



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Factores que afectan la Flotaciónque la ruptura y el contacto se facilitan como ejes o puntos agudos, en oposición a lassuperficies planas.Si bien la forma de la partícula y su gravedad específica pueden afectar laflotación, son propiedades esencialmente invariables, tomadas en cuenta originalmenteen la optimización de las condiciones de flotación, pero no son de mayor preocupación deallí en adelante.Interacciones en el Circuito de MoliendaEl circuito de molienda contribuye con tres interacciones en la flotación,siendo la última de efectos variables. Las primeras dos se originan en la producción deuna distribución de tamaño adecuado. Como ya se explicó, es imposible producir todo elproducto del circuito de molienda dentro del rango de tamaño óptimo, aún con el controlmás estrecho. Puede haber porcentajes significativos más gruesos o más finos, que lodeseado, las cantidades dependen de las características del mineral y del circuito demolienda. También debe considerarse las variaciones de densidad de la pulpa. Aunque escontrolada en cierto grado, puede haber variaciones accidentales.El tercer efecto es una alteración incontrolada de la superficie. Aún cuandoésta usualmente comienza, incluso antes de la explotación y continúa durante estaoperación, como también durante chancado y almacenamiento. El molino tiene lascondiciones ambientales más favorables para alterar la superficie de los minerales conresultados que pueden favorecer o dificultar la flotación.

Densidad de la Pulpa. (Porcentaje de sólidos)Esta propiedad es importante desde el punto de vista mecánico y químico.Por ejemplo, para dispersar mecánicamente reactivos poco solubles en agua esconveniente usar pulpas de alta densidad. Por otra parte en una pulpa más densa losreactivos de flotación están más concentrados y la intensidad de la reacción entrereactivos y minerales es más rápida.Usualmente, dentro de las densidades de pulpa más usuales 20 - 30% de sólidos,se ha observado que, el porcentaje de sólidos no influye en forma notable en lasrecuperaciones y leyes de los concentrados. La situación cambia si se tiene condicionesextremas: pulpas muy diluidas o pulpas muy densas.

Si la pulpa es muy densa, (sobre un 40% de sólidos) la velocidad de flotaciónpuede bajar considerablemente, porque la cantidad de aire inyectada a la máquina deflotación es la misma y puede ser insuficiente para tratar una carga mayor de partículas



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Factores que afectan la Flotaciónminerales. En una pulpa muy densa, aumenta la fricción entre las partículas y esprobable que por este efecto, se puedan desprender de las burbujas.Las pulpas densas son flotadas en forma apropiada por máquinas de flotación conagitación mecánica.Las pulpas de material grueso deben ser más densas que las de material fino paraevitar la tendencia natural de los gruesos a decantar.En un clasificador como el hidrociclón, al aumentar el porcentaje de sólidos elrebalse será más grueso y al disminuir los sólidos el rebalse será más fino.Las pulpas que llegan al circuito de flotación provienen de un circuito de moliendahúmedo que trabaja con un porcentaje de sólidos de 65% a 70%. La descarga del molinose diluye con agua y se envía a un hidrociclón.Este equipo clasifica las partículas de acuerdo a su tamaño, las más finas seretiran por el rebalse y son alimentadas al circuito de flotación, esta corriente tiene unaconsistencia normal de entre 25% y 35% de sólidos.El porcentaje de sólidos que se emplee en el circuito de flotación, tambiéndepende de la disponibilidad de agua. La mayoría de las minas están ubicadas endesiertos o zonas montañosas con escaso abastecimiento de agua, por lo tanto es unfactor a considerar.Con un bajo porcentaje de sólidos en el circuito de clasificación, se obtendrámaterial más fino y más liberado, y por lo tanto las recuperaciones serán más altas.Sin embargo, al disminuir el porcentaje de sólidos en un circuito, se reduce lacapacidad de producción y disminuye el tonelaje tratado.La decisión dependerá de una adecuada evaluación económica, en que se debeconsiderar entre otros: la capacidad de molienda y flotación de la planta y la recuperaciónque se desee obtener.En una máquina de flotación la densidad de la pulpa varía en zonas, siendo másdensa en la parte superior donde se recolecta el concentrado y más diluida en las colas.La densidad de la pulpa varía también en los bancos que componen un circuito deflotación.

En un circuito primario, se flota a menudo un 5% a 10% del contenido total de lamena, pero en los circuitos de limpieza o retratamiento se flota comúnmente entre un 50 y80% de los sólidos, de manera que en las últimas celdas de flotación hay que agregar



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Factores que afectan la Flotacióngrandes cantidades de agua para mantener el nivel de la pulpa y de la espuma paraseguir flotando.Esta dilución tan extrema, lleva también a una gran dilución de los reactivos, queya no actúan con su fuerza normal. Por esta razón, es necesario a veces intercalaroperaciones de espesaje de pulpas diluidas, para volver a las condiciones normales deconcentración de sólidos y reactivos.Densidad de la Pulpa: InteraccionesLa densidad de la pulpa se controla siempre como una variable en elcircuito de molienda / clasificación, pero no usualmente en el circuito de flotación. En otraspalabras, la densidad de la alimentación a flotación es la requerida para una óptimaclasificación en hidrociclones.El efecto de las variaciones en la densidad de la pulpa se ilustra en la tabla(4). Para una alimentación artificial de minerales puros mezclados, se muestra claramenteel aumento de recuperación y la baja de la ley con el aumento de la concentración de los sólidos. En la práctica, se requieren densidades de pulpa más altas con molienda másgruesas y minerales de mayor gravedad específica para facilitar la suspensión departículas. Las pulpas diluidas son más efectivas en la limpieza, porque el efecto deelutriación por aireación en partículas no flotables, se reduce más que la velocidad deflotación del material flotable.Tabla 4. Efecto del porcentaje de sólidos en flotaciónSólidos, %4637.5211511.58Concentrado, % Pb435762646875Colas, % Pb0.120.140.140.270.450.56

Alimentación: mezcla artificial de granito y “graben” (mineral proveniente de la cortezaterrestre)El efecto de cambiar la densidad de la pulpa en los tiempos de retención con un volumen fijo de celdas de flotación y velocidad másica de flotación fija-, se muestraen el ejemplo siguiente para un mineral de gravedad específica de 2,8% sólidosVol. relativoTpo. relativo

102990.36

151930.56

201390.77

251071.00

30861.25

35711.51

40591.81

La gravedad específica del mineral tiene un efecto menor. Por ejemplo, eltiempo de retención, aumenta de 1.81 a 1.84, para 40 % de sólidos y un sólido degravedad específica 3.5 . En el rango de 25 - 30 % sólidos un 1 % de cambio en el sólidocausa un cambio en tiempo del 5 %. Si bien esto puede no ser significativo, desde el



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Factores que afectan la Flotaciónpunto de vista de la recuperación, con los factores de seguridad usuales para calcular

elvolumen de las celdas puede ser importante con tonelajes sobrecargados y con sistemasde control cercanos a la inclinación de la curva colector v/s recuperación. Si se trabaja enel extremo superior de las densidades de pulpa, hay una reducción sustancial en elvolumen de las celdas. Los requerimientos se reducen en 1/3 cuando se va desde 25 a 35% de sólidos, suponiendo la posibilidad que los resultados de flotación puedan serigualados.

Efecto del Tamaño de PartículaLos efectos del tamaño de partícula en flotación dependen de: lasinteracciones entre textura del mineral, las características del sistema de molienda y lascaracterísticas de las celdas de flotación. Cuando la textura es más bien gruesa, laeficiencia de la celda de flotación en suspender las partículas gruesas determina el límitesuperior tolerable y por lo tanto los requerimientos de molienda. En tal caso, el circuitode molienda necesita solamente producir una alimentación con cantidades mínimas detamaño superior de material flotable. Con texturas más finas, que requieren tamañosmás finos para su liberación, la liberación dicta los requerimientos de molienda, laflotación en este caso no impone restricciones, a menos que se produzcan proporcionessignificativas de tamaños - 10 µ. En general, la máxima efectividad en flotación está entreel rango 100 y 10 µ , el límite superior estará dado por la densidad del mineral. En elrango óptimo el tamaño de partícula deja de ser la velocidad limitante en flotación y lahidrodinámica de la celda y su construcción son la limitante, particularmente la

velocidadde aireación y las limitaciones de rebalse de la espuma.

Tamaños Gruesos. Sobre y bajo el rango óptimo, las limitaciones por tamaño departícula son importantes. La siguiente figura muestra los resultados del rougher scavenger de Boungainville.



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En el caso de la próxima figura, se muestran distintos sistemas mineral reactivos de la flotación de casiterita en Renison. Este caso muestra una dependenciamás crítica de la recuperación con el tamaño, con recuperaciones en planta quecomienzan a caer alrededor de 15 µm y se aproximan a cero a 50 µm.



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Factores que afectan la FlotaciónAl aumentar los niveles de colector se puede aumentar la recuperación en el rangocrítico superior. Pero la dependencia ley - recuperación no puede ignorarse en la mayoríade los sistemas, cuando para aumentar la recuperación de la fracción gruesa se aumentaaire, se aumenta niveles de colector más tiempo y/o se usa aceite, el resultado es unamenor ley. Cada fracción de tamaño tiene su propia relación ley - recuperación, donde lasfracciones gruesas muestran la mayor sensibilidad a aumentos en intensidades deflotación. Lo dicho anteriormente, se puede visualizar en la figura siguiente:

Fracción Fina. Las dificultades de flotar partículas gruesas se entienden fácilmente entérminos de su mayor sensibilidad a la turbulencia de la celda y los límites para la

flotaciónde una partícula - burbuja, por los límites superiores de tamaño de la burbuja, pero laslimitaciones para la recuperación de partículas finas son menos visibles. Las figuras quese presentan a continuación muestran la declinación en velocidades y recuperación, laprimera para cuarzo, bajo 40 µ bajo condiciones de laboratorio cuidadosamentecontroladas, la última para esfalerita bajo condiciones prácticas. Una de las razones paraesta declinación bajo 10 a 20 µ es la reducción de peso de la partícula, con ladisminución de tamaño ocupando una determinada área de burbuja, suponiendo unespesor de una capa de partículas. Algunos autores explican el comportamiento de laspartículas finas en términos de su menor velocidad de colisión con las burbujas y el bajomomentum, sin embargo esto no ha sido probado experimentalmente.



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Interferencias de LamasExisten varias interferencias provocadas por partículas finas no flotables, entreellas: (1) adsorción preferencial de reactivos de flotación (2) recubrimiento de las burbujasde aire, previniendo su adhesión con partículas flotables. Aún cuando en la práctica esimposible identificar el mecanismo de interferencia de las lamas, hay dos solucionesfísicas para este problema.Deslamado por clasificación; es el caso de minerales de hematita, casiterita y fosfatos.Esto supone perder material valioso en la fracción fina, pero es el precio para recuperarla fracción gruesa valiosa. Dependiendo del

tamaño de malla de la clasificación, el equipopuede ir desde clasificadores mecánicos y mallas para la fracción gruesa hasta grandeshidrociclones para las fracciones finas. Además del deslamado, con o sin floculaciónselectiva, se han propuesto los siguientes métodos para manejar el problema de los finos:



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Factores que afectan la Flotación1. Uso de ácidos grasos / fuel oil en emulsiones, bajo condiciones de alta energía aporcentaje de sólidos altos. Las cantidades de aceite van desde 1 - 100 kg/ton. Aúncuando no se conoce el mecanismo, es probable que el número de gotas de aceitepresente, sea algunos ordenes de magnitud mayor que el de las burbujas de aire. Estopodría resultar en una cinética de colección más favorable y la aglomeración de losfinos, los que flotarían más rápido como aglomerados comparados con los finosoriginales.2. Ultraflotación o “carrier flotation”, ej se agrega calcita relativamente gruesa a pulpas dearcilla que contienen anatasa como impurezas, se acondiciona a gran energía con talloil / fuel oil. La flotación remueve la calcita junto con la anatasa que se adhiere a lacalcita probablemente como una capa de lamas.3. Tratar separadamente los finos; ésto evita el flotar los gruesos con dosis inadecuadade reactivos, en presencia de los finos.4. Generación de tamaños de burbujas más finas para corregir la cinética más lenta delos finos, usando electrólisis o flotación con vacío. Una desventaja de las burbujasfinas es su ascensión más lenta con

mayor arrastre de agua y más finos no flotablespor elutriación de la espuma.Reactivos

Cada mineral es único, por lo tanto los requerimientos de reactivos debendeterminarse cuidadosamente mediante trabajo experimental.En base a lo que se conoce sobre los reactivos en líneas generales, se puedenseleccionar algunos para pruebas preliminares. Una vez elegido el o los reactivos debeelegirse el orden de adición, los puntos donde se administrarán y las dosis. Es esencialalimentar los reactivos en forma regular suave y uniforme a la pulpa.Los espumantes se agregan siempre dentro de lo posible, al final. Si éstos seadicionan antes, el mineral tiende a flotar en forma prematura en la etapa deacondicionamiento e impide una buena distribución del colector y otros reactivos.El tiempo de acondicionamiento de reactivos y flotación se analiza en la secciónsiguiente.La adición de reactivos en etapas, a menudo da recuperaciones más altas que sitodos los reactivos se agregaran en un mismo punto. En general el 75% del materialvalioso es rápidamente flotable si el tamaño es el apropiado. Del resto, probablemente un15% sea muy grande para flotar, puede que tenga mucha ganga y requiera más tiempode acondicionamiento. El otro 10% quizás sea muy fino o de muy baja ley para que valgala pena flotarlo. Esta, es en todo caso una decisión económica.Cuando sea posible se prefiere trabajar en circuito alcalino o neutro. Los circuitosácidos usualmente requieren equipos especiales que resistan la corrosión.En ciertas flotaciones, la separación sólo es posible dentro de límites muy

estrechos de pH, en esos casos es vital un control estricto de pH. Normalmente esto se



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Factores que afectan la Flotaciónlogra colocando en el circuito un medidor de pH conectado a un sistema de control queregula la alimentación de reactivos.La cal que es el regulador de pH más usado, se puede agregar seca a correastransportadoras y también como una pulpa al clasificador.La mayoría de los colectores son líquidos. Si son solubles en agua se preparansoluciones normalmente del 10%, si son insolubles en agua se preparan emulsiones o seadicionan sin diluir.Los reactivos líquidos usualmente se agregan en alimentadores de tazas (ClarksonBucket Feeders), o bien si son cantidades pequeñas como es el caso de los espumantesque se alimentan con bombas peristálticas.

Los reactivos sólidos se alimentan con alimentadores vibratorios o con discosrotatorios.Muchas plantas han incorporado analizadores en línea para analizar lacomposición residual de colector en las colas de flotación. Esto les permite ahorrar dineroen reactivos, ya que esta información se envía a un sistema de control que regula suadición. Es importantísimo mantener el flujo de alimentación constante ya que otrasvariables como la adición de reactivos está basada en un flujo determinado.TiempoEn el proceso de flotación podemos distinguir las siguientes etapas:1.2.3.

Adsorción de reactivos sobre las superficies minerales.Encuentro de las partículas con las burbujas de aire.Transporte de partículas

hasta la superficie de la celda de flotación.

Cada etapa requiere de un tiempo diferente. El tiempo de adsorción de reactivosdepende de varios factores como: su composición, solubilidad, concentración ytemperatura.Si son poco solubles y/o reaccionan lentamente se agregan a los circuitos demolienda y clasificación, con lo cual se gana tiempo. La ventaja de agregar reactivos almolino es que el colector está presente justo en el momento que se crea una nuevasuperficie, antes de que pueda sufrir oxidación.La desventaja de esto, es que es más difícil controlar exactamente la adición dereactivos ya que la alimentación al molino sufre pequeñas fluctuaciones. Usualmente setiene una carga circulante y esta puede ser “sobre-condicionada”.Si se desea controlar mejor el tiempo de acondicionamiento, se prefiere incorporarestanques especiales de acondicionamiento.



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Factores que afectan la FlotaciónSi los reactivos se adsorben rápidamente y reaccionan en forma casi instantánease agregan al circuito de flotación.Si la pulpa está bien agitada y bien aireada y las partículas recubiertas concolector deberían pegarse a las burbujas casi instantáneamente siempre y cuando sutamaño de liberación sea el adecuado. Podemos decir que primero flotan:-

las partículas más hidrofóbicaslas partículas más liberadaslas partículas de tamaño apropiadoel material lamoso flota varias veces más lento que el material granular.

La flotación se puede efectuar hasta el punto en que el

concentrado de la últimacelda sea de ley más alta que la de cabeza. Si se requiere una ley de concentrado másalta, se termina antes la flotación.El tiempo de flotación depende también de la naturaleza del mineral y el tipo deseparación y tamaño de la alimentación. Los más rápidos en flotar son los metalesnativos, luego los sulfuros y más lentamente los óxidos.El tiempo de flotación varía usualmente entre 5 y 30 minutos, por ejemplo para unmineral sulfurado de cobre, el tiempo de flotación primaria y de repaso puede fluctuar de3,5 a 10 minutos; para otros minerales de 10 a 20 minutos, etc.El tiempo de acondicionamiento es muy variable, desde unos pocos minutos hastahoras.El tiempo de flotación, también depende del tipo de máquina que se utilice. Lasmáquinas subaireadas son más rápidas que las neumáticas. Dentro de las subaireadasson más rápidas las que tienen una mejor distribución de aire.Tiempo en Flotación de LimpiezaPuede ser, mayor o menor que el tiempo de flotación primaria, dependiendo de laseparación que deba realizarse. Cuando se trata sólo de separar ganga de unconcentrado o producto intermedio de un mineral sulfurado, el tiempo de limpieza esmenor que el de flotación primaria. Sin embargo, si se trata de una flotación selectiva deun mineral complejo en que se desea depresar un mineral los tiempos necesarios sonbastante más amplios. Ej. : Flotación selectiva de molibdenita desde concentrados decobre-molibdeno.



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Temperatura de la PulpaLa temperatura tiene efecto sobre la velocidad con que reaccionan los reactivos, con unatemperatura alta, la flotación es más rápida y el concentrado es más limpio.Un aumento de la temperatura favorece la dispersión en la pulpa de los reactivosaceitosos y disminuye la viscosidad - de la pulpa.También, facilita ciertas reacciones de descomposición, la disolución de los

sólidos, la formación de gases y estorba las reacciones que ocasionan la precipitación delos sólidos.El consumo de espumante suele variar con la temperatura, siendo ligeramentemás alto en pulpas frías.La flotación suele efectuarse a la temperatura normal de la pulpa, quefrecuentemente oscila entre 12 a 20º C. En algunos casos especiales se calientan laspulpas, por ejemplo cuando se desea retirar revestimiento de colectores sobre elconcentrado de cobre en separaciones diferenciales de molibdeno y cobre.En la mayoría de los casos no resulta económico calentar la pulpa, se puedeobtener mejores beneficios variando otras condiciones del proceso.Alteración de la Propiedades de la SuperficieOtra perturbación en flotación, incontrolable es la alteración de lacomposición de la superficie mineral causando consecuencias desfavorables oimpredecibles en flotación. Aún cuando los cambios en la mineralogía primaria puedenhaber ocurrido en tiempos geológicos, estos normalmente ya se han tomado en cuenta enel muestreo y en los programas de pruebas metalúrgicas. Algunos efectos importantespueden producirse en el desarrollo de la mina pero en su mayor parte las alteraciones

preocupantes tienen lugar con el mineral fracturado a medida que se mueve desde lamina y pasa a almacenamiento y reducción de tamaño. Los sitios más importantes sonlos circuitos de molienda y clasificación, ambos porque las mayores proporciones denuevas superficies se producen allí y porque las condiciones de agitación sonconducentes a rápidas interacciones superficie - solución.Los principales reactantes son oxígeno atmosférico y algunos solutos en elagua en contacto con el mineral. Ya sean estos aguas subterráneas o agua de proceso,puede contener una amplia variedad y rango de concentraciones de solutos inorgánicos yalgunas veces materias orgánicas. Además de los reactantes químicos potenciales, otrosfactores importantes son el tiempo que transcurre entre el paso de mineral desdealmacenamiento y reducción de tamaño, las superficies específicas y permeabilidad de laroca, el contenido de humedad y la temperatura. Los intervalos de tiempos típicos son lossiguientes:



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Factores que afectan la FlotaciónLocalizaciónMina a tajo abierto

Mina subterráneaChancado y clasificaciónMolienda y clasificación

Tiempohasta 1 semana1 - 2 turnos1 - 7 días0.1 - 1 hora

La humedad es de vital importancia en mineral “seco” y variará con la humedad,temperatura, lluvia.Oxidación de los SulfurosLas principales variables que afectan la oxidación de los sulfuros son: laidentidad del mineral, la concentración de oxígeno en el agua o en el aire, pH, lapresencia de otro oxidantes como iones Fe+3 o Cu+2, la copresencia de otros sulfuros encontacto directo con el mineral bajo consideración, la tendencia a formar películas deproductos de reacción que impidan que avance la oxidación ej. Fe2O3, So, y compuestosde metales base tales como hidroxisulfatos o carbonatos; y la temperatura.Los efectos de la oxidación de los sulfuros dependen de su extensión, laque a su vez depende de la intensidad de las combinaciones de las variables anteriores yprincipalmente de la disponibilidad continua de oxidante, temperatura y del contactoíntimo con otros sulfuros, particularmente pirita. En el peor de los casos, una cantidadsignificativa del contenido metálico se oxida a no-sulfuros, que no son recuperables conlos reactivos usados para flotación de sulfuros. Por ejemplo, los minerales de calcocitapueden contener de 0.1 a 0.2 % de Cu soluble en ácido, el cual se pierde a menos quese trate separadamente. Los sulfuros finamente diseminados, particularmente lascombinaciones de galena-pirita si se exponen en forma excesiva a aire / agua después deextraídas, pueden oxidarse extensivamente antes de proceso a compuestos tales comoPbSO4, PbO, ninguno de los cuales es flotable con los niveles de reactivos usuales paragalena. El lapso de tiempo de almacenamiento es el factor importante en este caso.Una oxidación más suave, incluso no detectable por los métodos analíticosusuales, puede tener efectos significativos en flotación: por ejemplo la identificación decompuestos que flotan lento o rápido dentro de un rango de tamaños, puede deberse a diferencias en oxidación superficial, aún cuando puede haber otros factores comodiferencias de forma (ver estudios cinéticos).Otros efectos de la oxidación de la superficie del mineral únicamente sonmenos evidente. Estudios recientes confirman la antigua teoría que algunos sulfuros quea niveles muy bajos de oxidación son flotables naturalmente sin colectores, la oxidación

más allá de este punto, destruye la flotabilidad. La oxidación de aquí en adelante (tarnish)aumenta los requerimientos de colector y hace más lenta la flotación. Con películasgruesas de productos de oxidación, puede ser necesaria la sulfidización o si esta no esexitosa, el mineral será no flotable.



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Factores que afectan la FlotaciónEn algunas plantas se practica el procesamiento por separado cuando laspérdidas por flotación son muy altas. El óxido puede lixiviarse con H2SO4 seguido deprecipitación con Fe, como cemento de cobre, o con H2S para formar CuS, seguido deflotación del precipitado (LPF).Alteración de los No-sulfurosLa oxidación de los no-sulfuros, puede ocurrir en menor extensión después de laextracción y puede causar cambios en la superficie del mineral que afectan la flotación.Las aguas de minas son los principales agentes en tales alteraciones (weathering), estaspueden contener CO3=, SiO3= y a menudo SO4=, donde hay contacto con sulfuros ogypsum. Los cationes más usuales son Na+, K+, Ca+2, Mg+2 y en aguas más ácidas seencuentra Al+3, Fe+3 y Fe+2, es menos común hallar otros iones

de metales pesados. Estosiones se derivan principalmente de minerales silicatados, particularmente rocas másbásicas. Mientras que el cuarzo y las arcillas son las más estables, las arcillas puedenexperimentar intercambio catiónico liberando Na+ o H+.Como en el caso de los sulfuros, los efectos de “envejecimiento”(weathering) que ocurren durante o después de la extracción pueden estar limitados aalteraciones en la química de superficies. Ejemplos de este primer tipo se encuentran enlos minerales de espomudemo (litio). El espomudeno envejecido que se encuentra cercade la superficie de sus depósitos, flota menos efectivamente que el mineral inalterado, sele puede restituir una flotabilidad aceptable con un fuerte scrubbing y deslamado, el queaparentemente remueve recubrimientos de la alteración derivados de espomudenos yfeldespatos.Algunas arenas alteradas con capas limoníticas visibles a menudorequieren limpieza por abrasión para remover las películas, después se flotan los óxidosde Fe liberados para producir una arena de calidad aceptable.

Otro efecto de la alteración de los no - sulfuros que puede comenzar en laextracción y puede continuar en el proceso es el efecto en la superficie del mineral de losaniones o cationes presentes en el agua de mina o en el agua usada en el proceso. Unefecto práctico de ello es la aplicación deliberada del ión Ca++ para activar cuarzo, seguidade la flotación con un colector aniónico como el ácido oleico, el tema ha sido estudiado enel beneficio de minerales de hierro. El cuarzo también puede oxidarse accidentalmente

antes o durante el proceso, no sólo con Ca+2, sino con Mg+2, Fe+3, Al+3 u otros cationes demetales pesados, bajo condiciones de pH apropiadas. La activación de silicatos y otrosóxidos puede ocurrir también por el mismo mecanismo.En el caso de minerales de estaño, las dificultades para alcanzar buenaselectividad han sido atribuidas a “activación inestable” de un número de compuestospresentes en el mineral por los cationes anteriormente mencionados u otros liberados porel mineral que entorpecen la respuesta natural de los minerales. Los remedios utilizadosson el uso de aniones como SiF6= o F- para acomplejar los iones que interfieren y uncontrol más estricto de pH.Un efecto más complejo comprende la copresencia de cationes pesadoscomo Ca++, Mg++, Fe+3, Al+3 y el ión silicato, tales combinaciones se conocen como



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Factores que afectan la Flotacióndepresantes selectivos cuando se agregan deliberadamente en proporciones controladasa un pH determinado en la etapa de preparación de la flotación. Con la combinación deiones presentes con aguas de minas u otras fuentes de abastecimiento de agua enconcentraciones variables, la depresión selectiva o no selectiva de minerales valiosos oganga puede ocurrir impredeciblemente.Agua de ProcesoEl agua es un factor de vital importancia en el proceso de flotación. Su consumoes enorme, varía usualmente entre 2 a 3 toneladas de agua por tonelada de mineral. Porejemplo si la densidad de la pulpa es de un 33% de sólidos (en peso)

entonces tenemosuna razón de agua a sólidos de 2 a 1.

El agua debiera emplearse tan pura como fuese posible, pero su gran consumohace imposible un tratamiento de purificación previo, por el alto costo que representaría.En la práctica, se trata de evitar las contaminaciones y purificar el pequeño volumen deaguas servidas que se emplee.Las plantas de flotación, hacen uso del agua disponible que puede provenir defuentes naturales superficiales (ríos, arroyos, lagos, nieve) o subterráneas y aguasservidas.Además si el agua es escasa, lo usual es ejecutar operaciones de espesamientopara recobrar el agua de los desechos o colas.Las aguas naturales, usualmente están contaminadas con sales tales comosulfatos, carbonatos o fosfatos de potasio, calcio, magnesio y otros o bien pueden llevarcloruros o bicarbonatos.Las aguas subterráneas provenientes de la mina además de las sales indicadasanteriormente a menudo llevan en disolución “metales pesados” como el cobre, zinc, fierroy otros.Afortunadamente el problema de los ionessatisfactoriamente si el circuito de flotación es alcalino.

metálicos

se

soluciona

La mayoría de los metales en este circuito forma hidróxidos insolubles,eliminándose así la contaminación. Esto se cumple sólo en la mayoría de los casos.Como se ha explicado anteriormente, los cationes y los aniones pueden tenerefectos específicos sobre la flotabilidad de los minerales y sobre los reactivos de flotación.Estos iones, pueden activar o depresar ciertos minerales, o bien formar compuestosinsolubles con los colectores, por esto la

conveniencia de emplearla pura.Lacomposición del agua que recibe una planta de flotación no es constante y sucomposición puede variar entre los meses de invierno y verano o entre estaciones secas ylluviosas.Durante estaciones lluviosas es posible que el agua disponible esté más libre decontaminación.



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Factores que afectan la FlotaciónCuando el agua contiene niveles altos de calcio y magnesio (aguas duras) estas síse debieran purificar, en caso contrario se corre el riesgo de que se formen sales y sedepositen en cañerías, instrumentos de medición, filtros, etc.En plantas de flotación ubicadas en zonas áridas al lado del mar como el Norte deChile, se usa agua de mar para flotar minerales de cobre, con resultados de recuperaciónaparentemente satisfactorios. En este caso, debe tenerse mucho cuidado en la selecciónde los reactivos colectores y espumantes más apropiados. Otro problema que se enfrentaen estos casos, es la gran corrosión de los equipos. Generalmente, éstos deben serrevestidos con goma o bien con aceros inoxidables.Cuando se usa mezclas de agua fresca y agua de reciclo se debe tener cuidadode determinar periódicamente su composición. En el caso del agua de reciclo, ésta llevaresiduos de reactivos no consumidos en la flotación.Por ejemplo, si hay un bajo consumo de espumante, este puede concentrarse enel agua de reciclo y podría producirse problemas en la espuma.Convendrá en este caso disminuir la adición de espumante para resolver elproblema. Por el contrario si una fuerte lluvia diluye el agua del tranque de relaves tambiénpuede haber un efecto negativo, si se ha tomado en consideración el retorno de agentesde flotación.Además de las contaminaciones inorgánicas las aguas naturales pueden tenercontaminaciones orgánicas que provienen de la tierra o de la descomposición de materiasorgánicas; esto es común en climas tropicales. Esta contaminación es peligrosa, cuandose trata de materia muy fina que se adhiere con facilidad a la superficie de los minerales ylas “pasivan” es decir, le impiden responder a la flotación.Otra fuente de contaminación, son los aceites que provienen del uso de lubricanteso de otras fuentes, que pueden ejercer o no un poder colector sobre los minerales, el usode estas aguas por lo general debe evitarse.Uno de los factores que determina la ubicación de una planta industrial, es ladisponibilidad de agua. Este factor, debe ser considerado en las investigaciones queanteceden a su instalación.Puede darse el caso que el proceso propuesto en el laboratorio resulte un fracasoen la planta ya que las experiencias de laboratorio se emplea agua en procesodiscontinuo y es difícil predecir el comportamiento en una planta industrial que opera unproceso continuo.

También, se debe considerar el afluente acuoso que sale de la planta. Lasdisposiciones legales dictadas contra la contaminación de corrientes de aguas obligan enmuchos casos a purificarla antes de verterla en corrientes limpias.Efectos misceláneos de las fuentes de abastecimiento de agua



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Factores que afectan la FlotaciónLas sales de metales pesados pueden encontrarse en sulfuros oxidados,siendo las más preocupante la de Fe y Cu. El Cu puede activar la pirita y la esfalerita yaún cuando puede precipitarse con cal, es aún efectivo como activador de pHs tan altoscomo 10 - 11. Las sales de Fe pueden ser depresoras de los sulfuros. El calcio, esimportante en la flotación de no - sulfuros, tendiendo no sólo a activar el cuarzo y lossilicatos para flotación aniónica, sino también a depresar cuarzo en flotación catiónica. Unestrecho control de la dureza del agua se requiere para la floculación selectiva y flotaciónde cuarzo en minerales de Fe.Las sales de Na+ y K+ generalmente no son perjudiciales. La flotación esposible en salmueras saturadas y se puede usar agua de mar (en flotación de fosfatos)cuando no hay otras fuentes disponibles.El agua recuperada de las colas se usa y su uso aumenta cada vez máscon los controles ambientales. Una ventaja es el ahorro en reactivos, particularmenteespumantes. Una desventaja, por ejemplo, en circuitos con cal de minerales sulfurados esla aproximación a la saturación con sales como bicarbonatos o sulfatos con laconsiguiente depositación en celdas de flotación, canaletas, etc. aumentando losrequerimientos de mantención.Otra preocupación es la presencia de ácidos orgánicos en el agua, comolignitas o taninos, que en general pueden actuar como depresores. Estos se derivan de ladescomposición de vegetales y tienden a aumentar en épocas cálidas, pero puedenremoverse con tratamientos con cal - soda y filtración en arena.



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factores que afectan la flotación

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