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    2.1- CLASIFICACIN

    De modo amplio los colectores pueden ser definidos como sustancias qumicasorgnicas en los cuales la estructura molecular esta dividida en un grupo polar y no polarla porcin no polar de la molcula colectora es un radical hidrocarburo el cual noreacciona con el agua y por eso repele al agua. En contraste a la parte no polar de lamolcula por la parte polar reacciona con el agua. Un ejemplo tpico es la estructuramolecular del oleato de sodio ig. !."

    #a estructura y composicin del colector determina su actividad en relacin a los dipolosdel agua. En el proceso de absorcin del colector sobre la superficie mineral de grupo nopolar del colector esta orientada hacia la fase acuosa y las partes polares hacia lasuperficie del mineral. $on esta orientacin la superficie del mineral esta dada a repelarel agua %hidrofbica&.

    'umicos como los lquidos hidrocarbonatos apolares %sin una estructura heteropolar& yque no se disocian en agua son tambin usadas como colectores debido a que elpropsito de los colectores es dar a los minerales repelencia al agua estos reactivos sonusualmente clasificados de acuerdo a su capacidad de disociarse en iones en soluciones

    acuosas y recordando cual tipo de iones %iones o cationes& da el efecto de repelencia alagua cuando el colector se disocian en catin o anin el que causa directamente laaccin de repelencia al agua es llamada in repelente activo y el otro in no activo norepelente la estructura del in repelente siempre incluye radical hidrocarburo la presenciadel cual asegura que el mineral repela al agua estos radicales no e(isten en estado librey no estn unidos ellos mismos a la superficie del mineral. )or eso el radical repelenteincluye otro grupo de tomos unidos al radial carbono* la cual forma una cone(in entreel radical y la superficie mineral este grupo colector es llamado grupo +solidoflico,.

    El efecto repelente al agua del colector esta directamente relacionado al largo yestructura del radical hidrocarburo* considerando que el efecto del grupo solidoflico

    depende-

    %a& De la naturalea de la reaccin con la superficie del mineral.%b& #a fuera del colector adjunto.%c& #a selectividad.

    /odos los cuales depende de la estructura y composicin y del grupo solidoflico. Deacuerdo a su propiedades de disociacin inica.

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    Molcula

    Grupo no polar Grupo polarAnin Catin

    Grupo Hidrofbico Grupo GrupoSolidoflico HidroflicoRadical Hidrocarbono

    Figure 2.1 Etructura !olecular de "leato de odio.

    El mineral y el grupo solidoflico* los autores 0lemboc1i y )la1sin %!& tienen clasificadolos colectores en la siguiente dos grupos-

    ".2 $ompuestos ioniantes* los cuales disocian iones en el agua.

    !.2 $olectores no ioniantes los cuales son compuestos no polares principalmente nocompuestos hidrocarburos insolubles en agua. 3e cree que estos colectores danrepelencia al agua y el mineral por cubrir su superficie en una capa delgada.

    El mayor grupo de colectores son ioniantes y estn divididas en los siguientes dosgrupos-

    ".2$olector aninicos* cuando el anin da al mineral repelencia al agua.

    !.2 $olector catinicos* cuando el catin da a la superficie del mineral repelencia alagua.

    #os colectores aninicos son el grupo mas ampliamente usados en flotacin estoscolectores estn subdivididos basados en la estructura del grupo solidoflico encolectores o(idrilos* cuando el grupo solidoflico esta basado en iones orgnicos y sulfo2cidos y colectores sulfidrilos* cuando el grupo solidoflico contiene sulfuros bivalentes.

    #as ultima versiones de colectores aninicos son sulfuros orgnicos* 42324* contienenun tomo de sulfuro activo pero sin ning5n donador de electrones %6& desde este puntode vista estos colectores estn entre los grupos o(idrilicos y sulfidrilicos* lo que no es

    com5n sobre los grupos de colectores es que el sulfuro en la posicin 42324 puedencompartir sus solitario por par de electrones para garantiar la formacin con metalessobre la superficie de minerales sulfuradas. )orque el sulfuro es 5nico tomo donador deelectrones la eficiencia de estos colectores esta estrictamente relacionada a la qumicade la pulpa.

    #os grupos que no estn cubiertas en esta clasificacin son compuestos anfoteritos ycolectores quelatos.

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    2.2COLECTORES OXIDRILICOS

    #os colectores o(idrilicos son un e(tenso grupo de colectores aninicos aun solo unnumer limitado de estos reactivos han encontrado aplicacin en la practica industria.

    Figura 2.2 Clasificacin d c!lc"!rs d fl!"acin

    Esto debido a que carecen de investigacin aplicada en los a7os recientes un grannumero de compuestos han sido desarrollados alguno de los cuales son colectores muyimportantes para la flotacin de tantalita* minerales de niobio y titanio y pertenecen a ungrupo de sulfatos grasos de ter alcohlico y varios esteres de cido fosforito.

    #a mayora de la investigacin bsica conducida sobre colectores o(idrilicos fueconsagrado a los oleatos de sodio y cido oleicos %82""& y en menor gradosulfosuccionamato %"!."6& los colectores cidos oleicos por eso son los masampliamente usados en la practica industrial* no por que son las mas efectivas que otroscolectores* pero por que ellas son las mas publicitados por los investigaciones bsicas.$omo comparacin a los colectores sulfhdricos* los colectores o(idrihilico son conocidocomo los colectores menos selectivos y su perfomance esta relacionada-

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    %a& 9todo de preparacin de pulpa.

    %b& /ipo de modificador es usado para el valor de ): de flotacin.

    4ecientes estudios %"8*";& muestran que previendo la correcta qumica de la pulpa* loscolectores o(idrilicos pueden ser tan selectivos como los colectores sulfidrilicos.

    3obre la base de la composicin y orientacin del grupo solidoflico* los colectoreso(idrilicos pueden ser divididos en < grupos. #a tabla !." muestra el resumen de varioscolectores.

    #os colectores o(idrilicos son principalmente usados para la flotacin de mineraleso(idados %silicatos& materiales carbonados* o(idados y minerales que contienen el gruposulfa.

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    Dependiendo de la fabricacin del mtodo de destilacin ah esta otros resinas acidaspresentes en aceites pesados diferentes del cido abietico o en el numero o lugar dedobles en laces o la estructura o el lado de la cadena.

    #a tabla !.6 muestra los tipos de cido resinosos presentes en los aceites pesados.

    Ta#la 2.2

    Etructura ( propiedade de alguno 'cido grao

    )cido grao For!ula General*eo

    MolecularSolubilidad de diociacinMolecular +!ol,- 2/ 0C

    Caprico CH%+CH2C""H 198.25 3.0 B104

    Laurico CH%+CH21/C""H 200.32 1.2 B105

    Miristico CH%+CH212C""H 228.38 1.0 B106

    Palmitico CH%+CH213C""H 256.43 6.0 B107

    Estearico CH%+CH214C""H 284.48 3.0 B107

    Elaidico CH%+CH2$ CHCH+CH2$C""H 283.33Oleico CH%+CH2$CH CH+CH2$C""H 282.47

    Lioleico CH%+CH23CHCHCH2CHCH+CH2$C""H 280.45Co!u"ado

    #oleico CH%CH2CHCHCH2CHCHCH2CHCH+CH2$C""H 278.44Trans$oleico CH1$CH5CH5+CH2$5C""H 282.47

    Estudios realiados en diferentes minerales por ejemplo polmero* fosfatos y silicatos de

    florida usando aceites pesados con diferentes contenidos de cido resinoso %"C&mostraron que la presencia de cido resinoso en el aceite alto determina el poder delcolector tanto como la estructura de la espuma y la selectividad. tro rasgo importantede los aceites pesados con alto aceite resinoso es que la sequedad y selectividad de laespuma puede ser controlado premeclando aceite alto con hidrocarburos no polares uo(idado la mecla la cual no es el caso en otros cido oleicos o aceites pesados de bajacantidad de resina.

    #os cidos grasos y aceites pesados son ampliamente usados para la flotacin defosfato* minerales de litio* silicatos y tierras raras %p.e. bastrasita* monosita& donde la

    separacin gravimtrica no es posible por el peque7o tama7o. Estos colectores trabajanbien en minerales con composicin de gansa simple y libres de arcillas y lama.

    El desempe7o en flotacin de ganga en cidos grasos y aceites pesados es tambindependiente de la materia de las cuales son fabricadas. )or ejemplo* cidos grasosderivados de aceites vegetales son mejores colectores de los derivados de grasasminerales la proporcin de cido oleico y linoleicos en aceites pesados juega un rolimportante en la flotacin. Un colector basado sarcosina desarrollado por ?1o2obel%3uecia& pertenece al grupo carbo(lico pero no se parece a las propiedades de otrocido graso o aceite pesados. El radical hidrofbico esta derivado de otro grasa deanimal o vegetal y se transforma usando componentes basados en sarcosina en agua*

    estos reactivos se disocian en iones cuando los iones hidrocarburos llegan a haceraniones

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    R%COO&>&2O$$R%COO$>&6O

    #a constante de disociacin esta en el orden de 104%105. 3e encuentra por cientos delcompuesto en disociado a un ): apro(imado de

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    sodio son generalmente usados como reactivos de flotacin. #a ultima modificacin delmismo grupo de colectores es un sulfato alcano con la siguiente formula

    Este colector es obtenido por la sulfo2o(idacin de n2parafinas con cadenas largas de "82"F carbonos. El resultante sultanato alcano secundario tiene el grupo (O3no en la

    posicin fina pero distribuida estadsticamente sobre el largo de la cadena. En algunos

    casos los al1ilsulfonatos son producidas de compuestos cromticos y tienen la formula-

    $uando el grupo sulfa esta distribuido sobre la molcula cromtica. Derivados de cido

    sulfhdrico G al1ilsulfonatos son producidas por sulfonacin de otras cadenas cotos dehidrocarburos o hidrocarburos cromticos y cido sulf5rico o por cido sulf5ricoanhidrlico. #os al1ilsulfatos son dados por la siguiente reaccin-

    Usando cido sulf5rico anhidro y sulfa hidrocarburo* un cuesto es producido acorde a lasiguiente reaccin-

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    #os alcoholes con un e(ceso de cidos sulf5rico reaccionan para al1ilsulfatos-

    R%O&>&2(O4 RO(O3& >&2O

    #os al1ilsulfatos son satisfactorios es flotacin de baritina '*a(O4) y otros minerales

    conteniendo aufre inclusive celestita '(r(O4) 1imita '+Cl,M"(O4,3&2O) gypsum 'Ca(O4,2&2O)y la anhidrita 'Ca(O4). )orque los al1illsulfatos pueden actuar como emulsificadores*

    ellos son usados como una mecla con cidos grasos para mejorar el poder colector yen algunos casos reducir el espumante. 9uchas peque7as investigaciones han sidorealiados de estos colectores en la practica industrial es limitada.

    2.2.& Sulf!na"!s

    Estos colectores tiene en similar grupo solidoflico que los al1ill sulfatos e(cepto que elradical carburo esta directamente conectado al aufre en ve del puente de o(igeno.

    En la practica* los sulfonatos son producido tratando fracciones de petrleo con cidosulf5rico y removiendo el lodo cido producido durante la reaccin seguido de lae(traccin y purificacin del sulfonato. #a purificacin consiste en reaccionar saleinorgnicas. #as fracciones de petrleo como sea* no son los 5nicos materiales crudos*

    alcoholes insaturados* cidos grasos insaturados y sus esteres son usados comomateria prima. #os productos obtenidos son conocidos como sulfonatos. )ara el punto de

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    ing5n de los hidro(amatos con cadena larga de R - C12 son estables durantealmacenamiento prolongado.

    !.2 El desempe7o de los hidro(amatos es directamente proporcional al largo de lacadena del carbn. El reducido desempe7o en flotacin fue notado en cadena de carbnms grande que la C9. Una mecla de hidro(amatos con cadena larga de carbn entre C7y C9 fueron las ms e(itosas.

    6.2 4ecientes estudios en flotacin de malaquita usando el hidro(amato ruso I9;@ y elhidro(amato :ochst dimetil %!8& mostraron que el desempe7o de ambos colectores fue

    sensible al contenido de lamas en la pulpa.* y en general los hidro(amatos son usadospara flotar minerales o(idados %pirocloro* casiterita* limonita& o(ido de tierras raras yminerales o(idados de cobre.

    2.2.* Sulf!cianur!s + Sulf!sucina"!s

    #os sulfosucianatos son derivados de cidos carbo(ilatos y succnicos y estnusualmente en la forma de sales de sodio. #os succinatos mas usados en la flotacin sontetra2sodio2 2%".! dicarbo(ietl& G2octodecil Gsulfosuccinato.?rbiter y :in %"!&patentaron primero estos colectores en "

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    Este grupo de colectores comprende un gran numero de productos* que consistenesencialmente de una mecla de cido fosfrico mono o diester. Ellos difieren en elradical hidrofbico no polar que puede ser alifitico o cromtico .El grupo no polar delradical hidrocarburo esta unido al grupo polar por un puente de o(igeno .tro grupo deestos reactivos son medio esteres. #os cuales fueron originalmente desarrollados por9echanobre M!CN y usados para flotacin de apatita .3on recordados como colectoresfuertes y pueden ser usados en medios alcalinos %flotacin de apatita y schelita& .Unsimilar grupo de colectores llamados +fosfato, fue tambin desarrollado por 9echanobrey consista de !;A de fosforo pentavalente y F;A de cido naftenico .#a reaccinresultante produce un polvo con una gravedad especifica de @.< gOcm6.Este producto essoluble en alcohol pero no en agua .Este reactivo fue utiliado para la flotacin deircn *casiterita y piroclasa a valores de ): de 82"@.;.

    2.2., Acid! f!sf"ic!.

    Este colector fue desarrollado recientemente y fue usado primordialmente como colector

    especfico para casiterita de minerales con composicin de ganga compleja. Unaestructura tpica de acido de fosforo estireno es-

    3obre la base en el cido fosfatico* ?lbright y Lilson haban desarrollado un rango decolectores principalmente para la flotacin de minerales o(idados %o sea la casiterita*ilmenita y piroclasa&.9uy poco se conoce acerca de la accion de estos colectores. #os estudios limitados

    !8*!; conducidos con casiterita y minerales de rutilo mostraron que una cierta cantidadde esos colectores producen espuma voluminosa pero fue muy selectivo. #a tabla !.8muestra una lista de acidos de fosforo usados en la industria minera %?lbright y Lilson&.

    2.2. Es"rs d acid! f!sfric!

    #as formulas generales para los esteres de acido fosfrico se dan a continuacin-

    Este grupo de colectores comprende un gran n5mero de productos* el cul consisteesencialmente de una mecla de mono y diesteres de cido fosfrico. Difieren en suradical no polar hidrfobo que puede ser ya sea aliphatic o aromtico. El grupo no polardel radical de hidrocarburo est pegado al grupo polar por un puente de o(geno. trogrupo de esos reactivos son semi steres* los cuales fueron originalmente desarrolladospor 9echanobre !C y usados para la flotacin de apatita. 3on considerados comocolectores fuertes y pueden ser usados ya sea en medio alcalino %flotacin de apatita y

    scheelite& o en un medio cido para la flotacin de minerales de titanio %ilmenite* rutilo yperovs1ita&. Un grupo similar de colectores llamado + fosfticos, fue tambin

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    desarrollaron por 9echanobre y consta de !; A de cido pentavalente de fsforo y de F;A de acido nafthenico. El producto resultante de reaccin es un polvo con una densidadespecfica de @.< g cm6.Este producto es soluble en alcohol pero no en agua. Este reactivo sirvi para la flotacinde ircn* casiterita y piroclasa en valores de p: de 8G"@.;

    2.2./ COLECTORES S0LFIDRILO

    #os colectores sulfidrilos son llamados tiolicoles. Estos compuestos contienen el grupoG3: en combinacin con un radical orgnico .3i el sulfidrilo es conectado al tomo decarbn que es parte de la cadena hidrocarburo* al tiol es llamado un mercaptano. $omosea el grupo sulfidrico puede estar conectado la cadena de hidrocarburo por un tomode carbn que no es parte de la cadena hidrocarburo por un tomo de carbn que no esparte de la cadena hidrocarburos se le llama conectora de carbonesta unido a la cadenade hidrocarburo por o(igeno o aufre se obtiene cido tiocarbnico. 3i la cone(in eshecha entre el tomo de carbn y la cadena por un tomo de nitrgeno* el compuestollamado cido /iocarbnico %un nitrgeno& o thioureas %dos nitrgenos&

    3i el tomo clave es el fosforo en ve del carbn* el tiol es llamado cido tiofosfnico* elnombre tiol es adoptado de la preparacin del ndice del cuarto decimal de los qumicosabstractos.

    #a relacin tiol se demuestra en la tabla !.; el nuevo grupo de colectores son sulfurosorgnicos M!FN

    rca"an!s

    3on los colectores ms simples del grupo tiol y derivados de los alcoholes 4: en elcual el o(igeno es reemplaado por aufre por dos 43: .Ella puede ser hecho porsulfidiacin de alcoholes pero usualmente son usados otros mtodos .El nombre

    9E4$?)/?3 viene de su capacidad para formar compuestos de mercurio insolublesen agua una de las caractersticas en la cuales los 9E4$?)/?3 es que su cadenacorta tiene u olor ftido. 9E4$?)/?3 que son hechos de hidrocarburos de parafina*son ligeramente solubles en agua .una de las propiedades ms importantes de los9E4$?)/?3 es que toman compuestos metlicos en sales con el agua .3onfcilmente o(idados por disulfuro de acuerdo a la reaccin-

    !43:4334>!:>!E

    #os disulfuro en los 9E4$?)/?3 ona aceites decolorados amarillos plido con olorfuerte. Disulfuros son insolubles en agua a menos que tengan un grupo soluble en aguaen su molcula.

    ?unque la qumica de los 9E4$?)/?3 ha sido estudiado a profundidad por 0oli1ovM!HN y otros* su importancia como colector de flotacin no ha sido reconocido .?lgunos delos 9E4$?)/?3 son utiliados como colectores de flotacin de molibdeno* sulfurosde oro y energa% rfom * )hilips )etrleo &

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    CL(#/#CC#O PO MO #OL COLECOE(

    OM*E /OML MOO#O ##O ##O

    #OC*O#L#CO %C%O& %C%(& %C$$$(&

    O O (

    #OC*#CO %O%C%O& %O%C%(& %O%C%(& %(%C$$(&

    O O ( (

    %%C%(& %%C%(&

    1 O 1 (

    OE &2%C O &2%C (

    &2 &2

    cido os:rico &O%P O 1O%P (

    &O O& 2O (&

    Mercapto$; (

    C

    Or"aico s. 1%(%2

    2.2.3 Dri4ad!s d a5ufr + ni"rgn! dl cid! car#nic!

    #os derivados de aufre y nitrgeno de cido carbnico son los colectores masestudiados y representativos clases de colectores en flotacin de minerales sulfuros

    Ta#la 2.,6 $lases de sulfuro2nitrogeno de acuerdo a la distribucion de enlaces

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    Grupo 7itribucin de enlace e8e!plo

    For!ula del 'to!o

    1 Cuatro elaces de o C $$O&

    o de itr:"eo O

    3 os de o

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    #os derivados de cadena hidrocarburos son obtenidos reemplaando uno o mas tomosde hidrogeno por un grupo al1il.

    Xantatos y cidos xnticos

    #os B?/?/3 son los mas importante colectores para la flotacin de sulfuros tanto

    como para los (idos %p.e o(ido de cobre plomo inc& Peise fue el primero en utiliarlo enflotacin en "

    #a solucin de la descomposicin de los (antatos crece con la reduccin de p: .#adisociacin de los (antatos en un cido medio tambin depende del largo del radicalcarbn* donde los (antatos con cadenas largas se disocian lentamente a comparacinde (antatos con cadenas cortas de radical hidrocarburo.

    En medio alcalinos (antatos son relativamente estables como indica la figura !.F ensoluciones altamente alcalinas los (antatos se disocian para formar diferentes

    compuestos de acuerdo a las siguientes reacciones( O+

    %O%C%(+ A +O& C ( AO&

    (+

    ( (+

    %O%C%(+ A +(& C (+ AO&

    (+

    (

    %O%C%(+ A 5+(& 2+2( A +2CO3A O& A 2&2O

    El cido (ntico tambin se refiere como el cido ditiocarbnico de esta cido lacompleta esterificacin resulta de la ruptura del enlace 3: donde el Ester neutral etil2etil2(antato-

    $!:;$2%3&3$!:;

    El dietil (antato tiene un olor etero remaneciente al perro y puede ser destilado sindescomposicin baja presin #os al1il esteres de cido (ntico no siempre duplican lamisma cadena hidrocarburo en ambos lados del tomo de carbono y hace posible quelos tomos que tienen doble enlace en el carbn central pueden ser el o(igeno %dondeun ester& de cido sym2diticarbnico .)or eso tres ismeros son posibles para cadacomposicin

    OC(1 1OC( 1OC(

    ( ( O

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    *L 2.7

    $ambios en la concentracin del (antato de etilo como una funcin de tiempo y p: F

    COCEC#O #EMPO '&)

    P& ##C#L 3 10 14 25

    8 0.0104 0.0097 0.0098 0.0097 $$

    9 0.0107 0.0105 0.0103 0.0099 0.0100

    10 0.0109 0.0104 0.0107 0.01107 0.0097

    11 0.0105 0.0112 0.0114 0.0111 0.0109

    Estos ismeros bajo condiciones satisfactorias* cambian de una forma a otra la relacinpreparacin y composicin de to carbonatos y tiourea esta relacionados al cido (nticoo estos cidos .estas son importantes colectores para flotacin mientras la utiliacin deesteres naturales no han sido establecidas .uevas colectores desarrollados por $J/E$estn basados en tiomina y tiourea. #a neutraliacin del disulfuro de carbono el cualpuede ser referido como carbohidrico de cido ditiocarbnico puede ser acoplado M!

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    &2AC(2AaO&&C%(A&2O

    (

    Desde que el sodio o potasio puede ser recuperado con amonio es posible tambinproducir una sal de amonio o cido ditiocarbnico

    &C%(&4

    (

    )orque los cidos ditiocarbnicos ternarios y tiourestanos* tanto como los cidos(nticos pueden ser formados uniendo cido ditiocarbnico con alcoholes y aminasdonde el agua %y sulfuro de hidrogeno& es eliminado es posible que bajo condicionessatisfactorias la reaccin puede ir en direccin inversa cuando agua esta presente

    formiatos xantgenos

    #os formiatos (antgenos fueron desarrollados a comienos de los a7os "

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    Desciende por 0. Duden1oM6!N.la materia prima para sintetiar estas reactivos fue elcido al1il tritio carbnico que reacciona con al1il haluros para formar cidos esto2al1iltritiocarbnico

    9abla 2.

    costates isicas de dialBuildi

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    #a sntesis de DI?#QI#DIB?/0E?/3 fue lograda por un numero diferente demtodos de pendiendo del pas donde esta reactivos eran producidos .3in embargo losprincipios son similares y los dos mtodos bsicos se describan aqu .El primer mtodoes una reaccin de doble fue* primera reaccin el al1il (antato con al1il nalivo para formarun estar de cido al1il (ntico como en la siguiente reaccin-

    ( (

    %O%C AC&3'?atilde) %O%C A+'?atilde)

    (+ (%C&3

    En la segunda fase el estar de la primera reaccin es tratada con una amina primaria ymetilmercaptano* el cual es removido

    Este es el mtodo por :?44I3 M66N

    El segundo mtodo incluye una reaccin directa de un (antato con una al1ilamina enpresencia de un cataliador %p.e sales de nquel o paladio&.en este proceso elmetilmercaptano no es removido. #a reaccin qumica es como sigue-

    ( (

    $O$C$(+ A&2$ $O$C$&$1A +(&

    a;la 2 muestra las caracter@sticas @sicas de los dieretes tioocar;oatosI

    1 SNTESIS PE(O EBULLICIN (P.GRAVEDAD

    C2&5 C2&3 # 35 56$57 1.0339

    $C4&9 $C4&9 # 10 90$95 0.9579

    C2&5 $C4&9 ## 39 87 1.0054

    $C4&9 C2&5 ## 31 101 0.9916

    #(O$C8&7C2&5 # 42 97 0.9958

    #(O$C8&7C&3 # 35 90$91 1.0290

    $C4&9 C&3 ## 66 104 1.0013

    Estos reactivos son lquidos insolubles decolorados a un calor marrn oscuro pueden serdispersados por sulfonatos de petrolero formando un liquido lechoso blanco .han sidoampliamente usados en flotacin de sulfuros a saber de cobre .tienen buen podercolector de cobre activado.

    En gran magnitud* el desempe7o de estos colectores depende de la fuera del reactivolas dial1il tionocarbonato contiene mercaptano u otras impureas la produccin

    voluminosamente espuma y no son selectivos.

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    COLECTORES

    Otros colectores basadas en derivados de nitrgenos y cido carbnico

    9uchas de las colectores de este grupo fueron usados en flotacin de sulfuros peromuchos han desapareciendo del mercado.

    Tiocarbanilidas7 tiofenoles* dbilmente sube en agua en solucin* tentometria* tpica de

    tiocorbarnilida

    & &

    C6&5$$ C6&5$$

    C $$$(& C $$$(

    C6&5% C6&5% $$&

    Este primer (antgeno tiene caractersticas acidas . el hidrogeno puede reaccionar concationes de superficie mineral y por eso puede actuar como colector . la segunda forma

    %II& no tiene propiedades colectoras la tiocarbanilida es muy efectiva y selectiva colectorde galena

    ifeniltiocarbonicida 8C,(*-N(-N(92-C:S. Este colector tambin aparece en dosformas en la forma activa el hidrogeno esta conectado al aufre .puede ser aninico ocationes )uede ser usado para la flotacin de minerales de nquel y cobalto despus detratar la pulpa con sulfato de cobre

    !erca"toben#otia#oles

    $alentando una mecla de anilina desulfuro de carbono de aufre elemental enproporciones motores iguales de acuerdo a la siguiente formula en una autoclave seobtiene esto colectores-

    &2

    AC(2A( A&2(

    ($C$(&

    El mercaptobenotiaol es amarillenta slido de cristales insoluble en agua erafcilmente soluble alcalinas .$omo reactivos * este colector fue el primero usado par laflotacin de carbonatos de plomo y despus para la flotacin de minerales de cobreo(idados .El mercaptobenotiaol ha sido usado en la industria qumica mucho antes defuera usad o como colector

    Nuevos colectores basados en a#ufre y nitrogeno derivados de cidos carbnicos

    uevos desarrollos en colectores sulf5ricos han sido descritos por ?0/I3 M6N en quevarias patentes se refieren a los nuevos colectores de $J/E$ y DL $:E9I$?# detiocarbomatos modificados ditioforfinas* sulfuros* tritiocarbonatos y tiourea modificada.

    tiocarbamatos modificadas

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    El isopropil y n2etil tionocarbonato puede ser modificado sustituyendo un grupo alco(ycarbonil en el n donante como la siguiente estructura

    Esta modificacin da un donante activo adicional de o(igeno en la forma de $K unido algrupo alco(y .#os grupos funcionales de este no estn restringidos tionocarbonatos.Ellos son grupos mucho mas complejos con diferente s propiedades M2$2%K&23:2

    $%K3&2N la densidad de electrones aumentada de la porcin $K en la cual la densidades Kdividida permitiendo la participacin del o(igeno en cadena con la superficiemineral .El proceso par producir tionocarbonatos modificados es por JU JL?0M68N.#as reacciones son las siguientes-

    a(C A C&2-C&$C&2CL C&2-C&$C&2$C(AaCL

    C&2-C&%C&2%C( AO& C&2-C&$C&2%&%C%O$$

    (

    Estas reacciones son 5nicas desde que son conducidas en medio acuosos y all hay

    productos no sulfurados.

    El al1il tionocarbonato %$E$ 3"@@ 3E4IE3& es producto por al siguiente reaccin-

    ( &

    %O%C%$$LLL

    2.2.1; Di"if!sfa"!s

    #os DI/I3?/3 son colectores relativamente nuevos por flotacin sulfuros ladiferencia entre ditiofosfatos y ditiofosfonatos es que los grupos hidrocarburos estnentrelaados directamente al tomo en el caso de los ditiofosfonatos como se muestra-

    ( (

    %O$$$P%(%Me %P%($$Me

    1%O 1

    7;9;"F"SFA9" 7;9;"F"SF;

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    COLECTORES

    tras modificaciones del grupo fosfanato bsicas se muestran e las siguientesestructuras-

    ( (

    O%P%O%a %P%O%a

    O

    $ambios en el tomo donante alteran las propiedades colectoras porque cambian el

    tomo donante de 3 y M6;N.

    2.2.11 Tri"i!car#!na"!s + )rca"!#n5!"ia5!ls sus"i"uid!s

    #os tritiocarbonatos tienen una estructura que contiene tres tomos de aufre como se

    muestra-

    #os tres tomos de aufre pueden enlaarse a la superficie mineral M6CN

    ):I##I)3 )E/4#EU9 $9)?J fue el mayor productor de esta clase de colectores.

    El monoalquil tritio carbonato %4 H@@ serie& es usado como colector en flotacin

    de minerales de cobre y cobre2plomo.

    Estos colectores son preparados por las reacciones de mercaptanos con disulfuro de

    carbono en medio acuoso. #as reacciones qumicas son-

    43: > $3!4 G 3 GC

    SII G 3 G a > :!

    #a siguiente reaccin con alquil haluro da tritio carbonato disustituido-

    4 G 3 GC

    SII G 3 G a > 4"$l 4 G 3 G

    C

    SII G 3 G 4">a$l

    #os otros nuevos colectores mencionados en la literatura patente son

    mercaptobenotiales sustituidos %9R/s& descritos en la seccin !.6

    $olectores de sulfuro organico

    #os sulfuros orgnicos son colectores desarrollados por DL $:E9I$?# M6FN. Estos

    colectores estn basados en una reaccin abierta de !2etil o(aolina con un mercaptona.

    #as siguientes estructuras se reparten en la literatura.

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    COLECTORES

    #os nuevos colectores son mucho ms dbiles que otros ditiocarbonatos o ditiofosfatos.

    Esto fue reportado* sin embargo* son ms selectivos que otros colectores

    convencionales.

    2.& DITIOFOSFATOS

    #os cidos alquil y aril ditiofosfatos y sus sales alcalinas son ampliamente usados como

    colectores de sulfuros conocidos como ?E4#?/3. #a formula general de los

    DI/I3?/3 es-

    SMe

    SP

    RO

    RO

    Donde 4 es un radical hidrocarburo aromtico o aliftico y 9e G :ID40E o un metal

    alcalino.

    En general compuestos usados como reactivos de flotacin representan un peque7o

    n5mero de compuestos orgnicos de fsforo conocidos. )ueden ser clasificados en dos

    grandes grupos- %a& en los cuales el tomo de fsforo esta directamente conectado a una

    cadena hidrocarburo y %b& en los que la cone(in es a travs de otro tomo %p.e.

    o(igeno&. #os alquil y aril ditiofosfatos pertenecen a la segunda clase* paralelo a ello el

    alquil cido sulf5rico y el cido (ntico pero difieren a los cidos grasos o los aminos en

    la referente a la cone(in de hidrocarburo por el tomo clave.

    #os cidos dialquil ditiofosforico se producen de la reaccin de penta sulfuro fosforoso

    %)!3;& con alcohol en medio inerte. #a reaccin incluye dialquil sulfuro* trialquil

    ditiofosfatos y aufre. #os cidos son inestables y son convertidos en sales de metal

    alcalino para usarlos como colectores.

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    #os cidos diaril ditiofosforico difieren de los ditiofosfatos en que son cidos estables y

    solubles en agua. Estn basados en benceno o cresol parcialmente reaccionado con

    penta sulfuro de fsforo.

    En agua* los ditiofosfatos se disocian de acuerdo a la siguiente formula.

    %4&!SH

    SP > 8:! !4: > !:!3 > :6)8

    3in embargo* sobre el proceso* es un dbil medio cido* es lento. )ueden reaccionar con

    cido sulf5rico como la reaccin que se muestra.

    !%4&!SH

    SP > :!38%4&!)3!)%4&!> :! > :!36

    #a descomposicin de diaril ditiofosfatos se incrementa con la temperatura* y a C@S$ es

    relativamente rpida. 4eaccionan con otros compuestos de manera similar al cido

    (ntico M6HN como se muestra en las siguientes reacciones.

    !%4&!S

    P 2 3: > T!%4&!) G 3 G 3 2S

    P K %4&!> :T

    $on cidos cloroacticos* forman esteres.

    !%4&!S

    P 2 3: > $l$ G $!:;%4&! 2S

    P 2 3 $$!;> a$l

    $on cloroamina* producen una estructura similar a tionocarbonatos.

    %4&!S

    P 2 3: > $i:!%4&!2S

    P 2 3 2 :!> :$l

    #os ditiofosfatos pueden reaccionar con a$ o a!3 de acuerdo a las siguientesreacciones-

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    COLECTORES

    #os cidos ditiofosforicos reaccionan con iones de metales pesados y pueden formar

    precipitados insolubles hidrofbicos.

    $omo los (antatos* los ditiofosfatos son usados e(clusivamente como colectores en

    flotacin de sulfuros como un colector secundario con (antato o solo.

    2.&.1 Rac"i4!s

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    R

    N

    C

    S

    SK

    R

    N

    SK

    R1

    H

    COLECTORES

    colectores de tipo quelante que han sido desarrollados para uso comercial incluyen

    cidos arsnico* todos los cuales fueron usados para flotar no sulfuros. #os compuestos

    mercapto han sido ampliamente estudiados por R4I0 et al. M86N.

    )ara los compuestos mercapto* los siguientes reactivos fueron evaluados como

    colectores de flotacin-

    a& 9R/ con la estructura como se muestra.

    Este colector fue usado para flotacin de minerales de plomo.

    b& amino tiofenol con alquil y alco(y hidrocarburo de formula

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    R

    N

    C

    O

    SK

    COLECTORES

    Este colector fue usado para flotar minerales de plomo y inc

    c& mercaptobeno(aole %9R& con formula estructural.

    Este colector tiene una mecla de estructura aromtica2aliftica y contiene un grupo

    funcional* el cual forma quelatos con cobre.

    2.' COLECTORES CATIONICOS

    3on compuestos orgnicos que tienen carga positiva en un entorno acuoso. El elemento

    com5n compartido por los colectores catinicos es un grupo nitrgeno con electrones

    desapareados* con una estructura que se muestra abajo-

    #a cone(in covalente del nitrgeno es usualmente un tomo de hidrogeno y un grupo

    hidrocarburo. Un cambio en el n5mero de radicales hidrocarburos conectados alnitrgeno determinan las caractersticas de flotacin de las aminas en general.

    Dependiendo del n5mero de radicales hidrocarburo unidas al enlace de nitrgeno* en las

    aminas pueden ser divididos en primarios %I&* secundarios %II& y terciarios %III&.

    %"&H

    RNH %!&

    R

    RNN %6&

    R

    RNR

    N

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    COLECTORES

    El cuarto hidrogeno puede ser reemplaado por un grupo hidrocarburo* donde el

    compuesto usa base de amino cuaternario con la siguiente estructura.

    A Es un anin* usualmente cloruro o sulfato. #as aminas aril son clasificadas en tres

    grupos de acuerdo al mtodo por el cual fueron obtenidos y el largo del radical

    hidrocarburo %tabla. !."!&.

    tra clasificacin de aminas alquil aminas* aril aminas alquil2oril aminas de acuerdo a si

    el tomo de nitrgeno esta unido al tomo de carbono de una cadena o a un tomo de

    carbn de una cadena cclica o ambos. #a tabla !."6 muestra las estructuras de las

    aminas primarias* secundarias y terciarias.

    2.'.1 A)inas grasas

    #as aminas grasas son aminas alifticas normales cuyo alquil contiene H2!! tomos decarbono. 3on producidos a partir de grasas naturales. 3in embargo* todas los alquil

    aminas de alto peso molecular no son aminas grasas.

    Ejemplos tpicos son los alquil sales de amonio cuaternario de cadena larga* las cuales

    usualmente pertenecen a la familia de las aminas grasas aunque no e(isten como

    aminas libres. $omo los cidos grasos. #as aminas tambin tienen una cadena de

    carbono sin derivaciones. #as aminas grasas pueden variar en las siguientes tres formas.

    #argo de la cadena de hidrocarburo.

    0rado de saturacin del grupo alquil.

    umero de grupos alquil unidos al amino2nitrgeno* p.e. si fuera amina primaria*

    secundaria u terciarias.

    Estas caractersticas fueron discutidas previamente.

    #as aminas grasas derivan de cidos grasos por conversin de los cidos a nitratos

    seguidos por hidrogenacin cataltica de los nitritos a aminas de acuerdo a las siguientes

    reacciones.

    N

    R3R1

    R2

    R4

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    #as reacciones %"&2%6& son radicaliados simultneamente en una operacin continua el

    jabn amonio de la reaccin %6& es de nuevo hidratado a amida. )ues eso* el producto

    final de esta reaccin es nitrilo. #os nitrilos son luego hidrogenados a aminas %8& en una

    operacin separada.

    #a reaccin %8& muestra la produccin de aminas primarias. #a hidrogenacin de nitrilo a

    amina primaria puede ser realiada a temperaturas debajo de !;@S$ y bajo condiciones

    alcalinas M88N. #as aminas grasas secundarias se obtienen por hidrogenacin de nitrilos aaltas temperaturas M8;N. Rajo estas condiciones* las aminas primarias agregadas a las

    aminas formadas como intermedio en el paso de la hidrogenacin de nitrilos producen

    aminas secundarias como muestran las siguientes reacciones.

    $uando la reaccin se realia a !@@2!;@ S$ y el amonio formado es continuamente entre

    removido por el convertidor* alto rendimiento de amina secundaria se obtiene. #as alquil

    aminas terciarias de cadena larga son preparadas por la reaccin de aminas secundarias

    con el correspondiente "2cloro alcano G la reaccin es como sigue.

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    Un grupo importante de aminas derivadas de aminas terciarias* son sales de amonio

    cuaternarias* y son producidas por la adicin de alquil haluros o sulfatos a las aminas

    terciarias se le conoce como la siguiente reaccin.

    Estos colectores son selectivos en flotacin de algunos silicatos.

    2.'.2 E"r a)inas$uando un alcohol reacciona y se reduce* se forma una amina* la cual contiene un

    tomo de o(igeno en la cadena que esta separada del nitrgeno para tres carbonos. #a

    presencia del tomo de o(igeno %u otro enlace& da un carcter hidroflico al otro lado de

    la cadena hidrofbica. )orqu en este tipo de configuracin* las ter aminas son mas

    saludables en agua que las aminas grasas pero tienen un reducido poder colector.

    $ontactando de nuevo al ter amina con acrilonitrilo podra resultar ter diaminas. Estos

    productos son usualmente lquidos.

    2.'.& C!ndnsad!

    El condensado de amina es la reaccin producto de la poliamina con cido orgnico.

    #as poliaminas generalmente tienen compuestos de cadena corta con tres o ms

    nitrgenos en la cadena. El cido orgnico es usualmente cido oleico alto.

    #os condensados varan en el n5mero de nitrgenos presentes y en el largo total de la

    cadena dependiendo de las materias primas y sus proporciones moleculares relativas.

    #os condensados son slidos o pastas a temperatura ambiente. #os condensados son

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    menos importantes como colectores de flotacin como son los ter aminas o aminas

    grasas.

    2.2.' Ac"i4idad d a)inas d surfici ca"i!nica

    Desde la perspectiva de flotacin* es muy importante comprender la actividad de las

    aminas de superficie catinica. El anfitrin del agente de superficie activa que consiste

    de radicales hidrocarburos y un grupo hidrofobito en la misma molcula pueden ser

    clasificadas en los siguientes cuatro grupos-

    %&- 'gentes de anion activo&- El grupo hidroflico es electronegativo* y el grupo

    hidrocarburo es parte de un componente negativo cuando el compuesto se ionia. )or

    ejemplo lauril sulfato de sodio* un agente de anionico activo-

    %$:62$:!2 $:!2 $:!2 $:!2 $:!2 $:!2 $:!2 $:!2 $:!2 $:!2 $:!2236&

    (&- 'nionico&-El grupo hidroflico es electrovalente y el grupo hidrocarburo es parte de

    un componente negativo cuando el compuesto ionia. )or ejemplo* lauril sulfato de

    sodio-

    a>M$"!:!;36N2

    )&- $ationico&-El grupo hidroflico es electronegativo* pero el grupo hidrocarburo es

    parte del componente positivo cuando el compuesto ionia. )or ejemplo* acetato de la

    urilamina-

    M$"!:!;:6N> M$:6$N2

    *&- No ionico&-El grupo hidrofilito es un grupo funcional covalente que disuelve sin

    ioniacion. )or ejemplo* monolaurato de gliceril-

    $"!:!;$$:!$::$:!:

    +&- 'nfotero&-El grupo hidroflico es electronegativo pero el grupo hidrocarburo adquiere

    carga positiva en solucin con p: cido y carga negativa en p: alcalino. #a molcula es

    neutral en su punto isoelctrico.

    3e deber notar que la sal de amina de superficie activa es catinica solo cuando el

    grupo al1il graso largo esta unido al amino nitrgeno que forma un ion positivo. Un

    com5n agente emulsificador trietanol aminoaleante M$"F:66$N2

    M:%$:!$:!:&6N2

    Esaninico porque el radical hidrocarburo de cadena larga es parte de un ion negativo.

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    #as aminas son qumicos importantes en la industria mineral. #as tres aplicaciones ms

    importantes de las aminas en la industria mineral son-

    a& $olectores de flotacin sobre una franja de p: de ".;2"".

    b& ?gente emulsificante para cidos grasos para mejorar el desempe7o en flotacin.c& 9aterial crudo para la preparacin de algunos colectores aninicos.

    d& Depresores.

    2.'.* C!lc"!rs Anf"r!s

    #os compuestos anfteros son agentes de superficie activa con la formula general-

    4"B"4!B!

    DDE-

    4"- Es la longitud* H2"H tomos de carbono

    B"- es ms catinico en el grupo funcional

    4!- es ms alquil* aril o hidrocarburo cclico

    B!- es ms aninico en el grupo funcional

    #os tipos comunes de colectores de este grupo son aminocidos de cadena larga con la

    formula-

    Ejemplos tpicos de colectores de flotacin anfteros se muestran en la siguiente tabla

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    2.* REACTI=OS NO IONI>ANTES

    #os reactivos no ioniantes o no polares pueden ser definidos como sustancias qumicas

    que no se disocian para formar iones o son insolubles en agua. 3on lquidos

    hidrocarburos obtenidos del aceite crudo %destilacin* fraccionamiento* etc.& o del carbn.

    #os reactivos de este grupo no tienen una composicin definida porque son obtenidos de

    aceites crudos o carbn de diferentes caractersticas. Estos reactivos no interact5an con

    los dipolos del agua o la superficie mineral. ote que las molculas de los hidrocarburos

    no polares tienen enlace covalente. )orque los reactivos no polares no tienen grupo

    solidoflico* ellos no forman capas de absorcin en la superficie mineral. 3e cree que su

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    absorcin con la superficie mineral es por adhesin. Ellos de buena gana adsorben

    minerales de naturalea hidrofobica como el grafito* aufre elemental y algunos

    depsitos de molibdenita.

    ?parte del uso para la flotacin de minerales naturalmente hidrofbicos* los reactivos nopolares tienen aplicacin como modificadores de espuma durante la flotacin con amina

    y cidos grasos. Ellos son 5tiles en la modificacin de cidos grasos %8C& para mejorar la

    selectividad del colector.

    #os mas ampliamente usados reactivos no polares son 1erosene* aceite transformado y

    aceites de hidrocarburos sintticos. El desempe7o de los reactivos no polares es

    significantemente mejor cuando se emulsificantes de usarlos. :a sido reportado que el

    sistema (antato2aceite combustible %8"& mejora la recuperacin de galena y tambin

    resulta en una reduccin en el consumo de (antato.

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    ?I?LIO@RAFIA

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