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    Universidad Nacional Jos Faustino Snchez Carrin

    Facultad de Ingeniera Qumica, Metalurgia y Ambiental E.A.P. Ingeniera Metalrgica.

    Ing. Joaqun Jos Abarca Rodrguez Flotacin de Minerales 2011 2

    NDICE

    Caratulandice

    0102

    Concentracin.1. Antecedentes de la flotacin.

    1.1. Concentracin1.2. 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

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    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 cinc2.3.3. Plomo cinc fierro.2.3.4. Cobre plomo cinc fierro2.3.5. Cobre2.3.6. 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.

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    Termodinmica de la Flotacin3. 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.

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    Equipos de Flotacin4. Celda de flotacin. 29

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    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.

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    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.

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    CONCENTRACIN DE MINERALES1. Antecedentes de la Flotacin.

    La flotacin de espumas se puede decir que es relativamente reciente y por tanto, considerarlo como un procesomoderno, cuyos fundamentos tericos y tecnolgicos fueron desarrollados slo en el siglo XIX. Sin embargo, como todos los

    grandes descubrimientos, este proceso tiene antecedentes histricos que se pueden remontar hasta varios siglos atrs. Astenemos:

    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. En 1885-86 el americano Everson us agua acidificada para producir las burbujas (cido sulfrico- carbonato de

    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. En 1905-06 se logra un importante avance cuando Ballot y Sulman y Picard reducen el consumo de aceite al

    introducir aire a la pulpa para producir las burbujas por agitacin.h. En 1912 se estableci que el bicromato deprime a la galena (PbS) y que el SO 2 deprime a la blenda 2 o esfalerita

    (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. En 1917 se patent el primer colector no basado en aceites, - La x-naftilamina- por Coliss. Tambin Sheridan y

    Griswold utilizaron el cianuro como depresor de esfalerita y pirita, del mismo modo el sulfato de zinc como depresor dela esfalerita.

    k. En 1924 Sulman y Edser patentaron los jabones del cido graso.l. En 1925, Keller patent a los xantogenatos alcalinos - Xantatos- como colectores. Tambin este ao se propuso el

    uso de colectores catinicos para la flotacin de silicatos, siendo en ellos el catin una amina primaria como grupoactivo.

    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 flotacinq. 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 deusos ms especficos, de uso para un determinado mineral, proveniente de un yacimiento tambin especfico.

    1.1. Concentracin.

    La Mineralurgia est constituida bsicamente de dos etapas principales que son: La liberacin de los mineralesvaliosos de la ganga (Mineralurgia I Chancado y Molienda), y Separacin de estos minerales valiosos de la ganga, 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. Diferencias en gravedad especfica de los minerales, que se le conoce normalmente como concentracin

    gravimtrica. Utiliza el movimiento diferencial de los minerales debido a los efectos de masa, por lo general encorrientes hidrulicas.

    c. Diferentes propiedades superficiales de los minerales que se le conoce como flotacin de espumas, donde la pulpase acondiciona con varios reactivos qumicos, que hacen a los minerales valiosos vidos por el aire (hidrofbicos oaeroflicos) y que los minerales tengan ms avidez por el agua y rechacen al aire (aerofbicos o hidroflicos), dando

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    lugar a una separacin selectiva por transferencia de los minerales valiosos a las burbujas de aire que forman laespuma 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 flotacinde minerales en espumas es un proceso fsico-qumico, cuyo objeto es la separacin de especies minerales valiosas de lasno 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 elcomponente til o valioso y una cola o relave con los minerales que componen la ganga. Por su parte, la estabilidad de laburbuja depender del espumante agregado al proceso de flotacin. El proceso de f lotacin de espumas se lleva a cabo en unamquina denominada Celda de Flotacin.

    Fig. N 1-1: Celda de Flotacin.

    1.3. Mecanismos de la Flotacin de Espumas.

    El proceso de flotacin est basado sobre las propiedades hidroflicas e hidrofbicas de los slidos a separar. Se tratafundamentalmente de un fenmeno d