Celdas de Flotacion A

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INDICE:

Resumen 3

Introducción 4

Flotación 5

Tipos de flotación 6

Flotación por espumas 8

Reactivos usados en la flotacion 9

Circuitos de flotacion 10

Celdas de flotacion 12

Eficiencia de una celda de flotacion 13

Columnas de flotacion 14

Variables de una columna de flotacion 15

Ventajas y desventajas 16

Conclusiones 17

Bibliografía 18

RESUMEN

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La flotación de los minerales, en la actualidad, constituye el principal proceso de concentración de los minerales en la que se busca enriquecer las especies mineralógicas útiles de una mena mediante la eliminación de las especies o materiales sin valor.

El proceso de flotación se inicia al cargar la pulpa, a la cual se agregan previamente varios reactivos químicos, en recipientes especiales denominados “celdas de flotación”, donde se agita la mezcla.

Estos procesos se efectúan en circuitos de flotación que son celdas que están instaladas en series formando bancos, Los circuitos de flotación constan de etapas; rougher, scavenger, cleaner, recleaner.

Los equipos que realizan este proceso son las celdas de flotación y las columnas de flotación, estas últimas han ido reemplazando a las celdas por sus menores costos operacionales.

La flotación en columna es hoy uno de los procesos con mayor grado de desarrollo en el tratamiento de minerales. La introducción de columnas en los diagramas de tratamiento en reemplazo de las celdas convencionales, principalmente celdas “cleaner”, ha sido gradual, pero continua y creciente. Las mayores ventajas son la economía de capital y costos operacionales, así como también él mejor performance metalúrgico. Las columnas, de un modo general, aumentan la flotación de las fracciones finas y ultrafinas y permiten eliminar, el arrastre hidráulico de las partículas de ganga por el eficiente drenaje realizado con la adición de agua de lavado dentro de la zona de espuma.

A pesar de todos los avances alcanzados, la columna de flotación presenta limitaciones tales como la baja eficiencia metalúrgica en el procesamiento de partículas gruesas o con alta gravedad específica.

INTRODUCCION

La flotación es hoy el método mas importante de concentración mecánica, ha permitido la explotación de yacimientos complejos y de bajo contenido, los cuales habrían sido dejados como marginales sin la ayuda de la flotación.

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En su forma más simple, es un proceso de gravedad modificado en el que el mineral metálico finamente triturado se mezcla con un líquido. El metal o compuesto metálico suele flotar, mientras que la ganga se va al fondo. En algunos casos ocurre lo contrario. En la mayoría de los procesos de flotación modernos se emplean aceites u otros agentes tensos activos para ayudar a flotar el metal o la ganga. Esto permite que flote en agua sustancias de cierto peso.

El proceso de flotación ha permitido explotar muchos depósitos minerales de baja concentración, e incluso residuos de plantas de procesado que utilizan técnicas menos eficientes. En algunos casos, la llamada flotación permite concentrar mediante un único proceso diversos compuestos metálicos a partir de un mineral complejo.

El proceso de flotación se lleva a cabo en celdas de poseen mecanismos de agitación y dispositivos de inclusión de aire a la pulpa o al líquido de separación.

La agitación favorece la separación y suspensión de las partículas, mientras que la inclusión de aire promueve la formación de burbujas.

La modificación selectiva de las partículas a separar se obtiene mediante la adición de colectores, depresores y activadores.

La estabilidad de las burbujas de aire, necesarias para evitar que estas se destruyan antes de llegar a la superficie del medio de separación, se logra mediante la adición de espumantes.

Los equipos que realizan este proceso son las celdas de flotación y las columnas de flotación, estas últimas han ido reemplazando a las celdas por sus menores costos operacionales.

FLOTACION

La flotación es un proceso fisicoquímico de tres fases (sólido-líquido-gaseoso) que tiene por objetivo la separación de especies minerales mediante la adhesión selectiva de partículas minerales a burbujas de aire. El proceso de flotación se basa en las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas de los minerales. Se trata fundamentalmente de un fenómeno de comportamiento de solido frente al agua.

Los principios básicos en que se fundamenta el proceso de la flotación son los siguientes:

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La hidrofobicidad del mineral que permite la adherencia de las partículas sólidas a las burbujas de aire.

La formación de una espuma estable sobre la superficie del agua que permite mantener las partículas sobre la superficie.

Para establecer estos principios se requiere la adición de reactivos químicos al sistema. Estos reactivos de flotación son los colectores, depresores, activadores y modificadores, cuyas acciones principales es inducir e inhibir hidrofobicidad de las partículas y darle estabilidad a la espuma formada.

Las partículas minerales hidrofóbicas tienen la capacidad de adherirse a la burbuja, en tanto que las hidrofílicas, como la ganga, no se adhieren. La superficie hidrofóbica presenta afinidad por la fase gaseosa y repele la fase líquida, mientras que la superficie hidrofílica tiene afinidad por la fase líquida.

TIPOS DE FLOTACION

FLOTACIÓN NO SELECTIVA DE ACEITE

Esta técnica desarrollada en 1860, consistía en mezclar la mena molida con aceite y posteriormente con agua, de tal manera que las partículas del mineral sulfuroso, por sus propiedades superficiales hidrófobas, quedaban retenidas en la fase aceitosa y aquellas partículas que se mojaban en el agua se quedaban en la fase acuosa, de modo que al final del proceso,

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flotaba una capa de aceite sobre la pulpa, la cual contenía las partículas de mineral sulfuroso que eran separados por decantación y se separaba del aceite por filtración.

FLOTACIÓN DE PELÍCULA

En esta técnica, el mineral finamente molido era esparcido cuidadosamente sobre la superficie libre del agua, de modo que las partículas de sulfuro, que se caracterizan por tener propiedades hidrófobas, sobrenadaban en la superficie del agua, formando una delgada película que era removida por medio de algún mecanismo; en cambio la ganga se mojaba y sedimentaba en el fondo del recipiente de agua. Las dos técnicas anotadas anteriormente no tuvieron éxito en su aplicación en la industria por lo que en la actualidad ya no se las usa.

FLOTACIÓN DE ESPUMA

Con la flotación de espuma la separación se la realiza gracias a la adhesión selectiva de partículas hidrófobas a pequeñas burbujas de gas que son inyectadas al interior de la pulpa. El conjunto partícula-burbuja asciende a la superficie formando una espuma mineralizada, la cual es removida por medio de paletas giratorias o simplemente por rebalse. Las propiedades superficiales de las partículas y las características del medio pueden ser reguladas con ayuda de reactivos.

Siendo de mayor aplicación en la actualidad, en nuestro país, la flotación de espumas, que asu ves puede ser clasificada en:

Flotación directa Flotación colectiva o Bulk Flotación reversa o inversa Flotación selectiva

Flotación directa

Cuando en la espuma se tiene al mineral valioso concentrado y en la pulpa el mineral de ganga como relave.

Flotación reversa o inversa

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Cuando en las espumas se capta a la ganga y en la pulpa queda el mineral considerado de valor como relave que es recuperado posteriormente.

Flotación colectiva o Bulk

En la cual se obtiene en un concentrado todos los minerales valiosos contenidos en la mena y un relave con el material sin valor o ganga.

Flotación selectiva

Como su nombre indica la flotación es selectiva, se flota un solo mineral a la vez en cada etapa es decir en mayor proporción.

El tamaño máximo de partícula a flotar depende de la naturaleza de la partícula y su peso especifico. De modo que en la practica el tamaño limite superior de las partículas para el caso de sulfuros esta entre 0.15 – 0.25 mm, para carbón entre 1 – 2 mm y para el azufre nativo entre 0.5 – 1 mm

FLOTACION DE ESPUMA

Este tipo de flotación es el que ha sobrevivido y es la técnica que mas se emplea en la concentración de minerales.

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La flotación espumante es un proceso de concentración físico-químico para minerales de tamaño fino que ha sido ampliamente estudiado en el área minero-metalúrgica y se encuentra totalmente incorporado en la mayoría de los procesos extractivos.

REACTIVOS USADOS EN LA FLOTACION DE ESPUMAS

COLECTOR

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Compuesto orgánico que se adsorbe selectivamente sobre la superficie de las partículas haciendo que estas se vuelvan hidrófobas. Ej. Xantato etílico de potasio.

ACTIVADOR

Compuesto inorgánico que modifica selectivamente la superficie de las partículas para permitir que el colector se absorba sobre estas. Ej. Sulfato de cobre, que se utiliza en la activación de algunos sulfuros, como la antimonita.

DEPRESOR

Compuesto inorgánico que modifica la superficie de las partículas volviéndolas hidrófilas o impide la adsorción del colector. Ej. Sulfato de zinc, usado en la depresión de esfalerita.

ESPUMANTE

Es un reactivo químico orgánico que se adiciona a la pulpa modificando la tensión superficial del agua produciendo una espuma estable, en la cual se encuentra el mineral de interés. Ej. Aceite de pino.

REGULADOR DE PH

El pH indica el grado de acidez o de alcalinidad de la pulpa.

El pH se mide con un aparato llamado potenciómetro.

Los reguladores de pH tienen la misión de dar a cada pulpa el pH adecuado para una flotación optima.

Ej. La cal es un reactivo apropiado para regula el pH, pues deprime las gangas y precipita las sales disueltas en el agua.

CIRCUITOS DE FLOTACION

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Los circuitos de flotación son procesos continuos. Las celdas están instaladas en series formando bancos.

Los circuitos de flotación constan de varias etapas, en general, en la flotación de minerales se utilizan las etapas rougher, scavenger, cleaner, recleaner.

CELDAS ROUGHER

Celdas debastadoras. Aquí se obtiene el concentrado primario. Es el conjunto de celdas cuyas espumas se colectan juntamente con las de la celda donde se alimenta la pulpa al circuito. Es la celda que recibe la carga de pulpa del acondicionador o directamente del clasificador.

CELDAS SCAVENGER

Celdas Recuperadoras. Son las celdas donde se realiza la recuperación de las especies valiosas que no han podido ser recuperadas en las celdas Rougher

CELDAS CLEANER

Celdas de limpieza. Son las celdas donde se hace limpieza del concentrado primario o el producto de la flotación Rougher.

CELDAS RECLEANER

Celdas de relimpieza. Son aquellas donde se efectúa la limpieza de las espumas provenientes de las celdas cleaner.

MECANISMO DE FLOTACION

La pulpa ingresa a la primera celda del banco y entrega parte de su mineral valioso enforma de espuma; el overflow de esta celda pasa a la segunda celda, de donde es sacada más espuma

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mineralizada, y así sucesivamente hasta la última celda del banco. La altura de la columna de espuma es determinada por el ajuste de la altura de la salida de la cola; La diferencia de altura entre ésta y el labio del overflow de la celda determina la altura de la espuma. La alimentación ingresa a la primera celda del banco y la columna de espuma en las primeras celdas se mantiene alta, ya que hay abundante cantidad de partículas hidrofobias de mineral que lo sustentan. El nivel de la pulpa sube de celda a celda, ya que la pulpa se hace más pobre en minerales flotables, por aumento progresivo, en la celda de colas. Las últimas celdas de un banco contienen espumas con bajos contenidos de mineral, conformados por partículas hidrofóbicas débiles. Estas son denominadas celdas scavenger, usualmente conformados por partículas mixtas, las cuales son recirculadas. Las celdas scavenger, tienen poco mineral para sustentar espuma alta, tienen su vertedero de colas crecido de tal manera que la pulpa sobrepasa siempre el labio de la celda. De esta manera se recupera el material flotante y se logra la máxima recuperación de las celdas. Debe evitarse las cargas circulantes excesivas, por más que la alimentación se diluya, y el tiempo de flotación se reduzca. Un sistema preferido, es diluir el concentrado de las primeras celdas de un banco, conocido como flotación rougher, y reflotarlos en celdas de limpieza (cleaners), donde los vertederos se los mantiene bajos para mantener una espuma alta y producir un concentrado de alta ley. Las colas de las celdas de limpieza, normalmente contienen partículas de mineral aerófílas que son generalmente recirculadas a las celdas rougher, y posteriormente a las scavenger. Este tipo de circuitos, también son muy prácticos para minerales que necesitan una máxima cantidad de aireación al final del banco para obtener una recuperación rentable, se emplea con frecuencia cuando la ganga tiene tendencia a flotar y es difícil de separar del mineral.

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Son equipos de procesamiento de minerales que tienen la misión de separar en forma eficiente desde una cabeza pulpa previamente acondicionada, un concentrado y un producto de relave; poniendo en contacto íntimo el mineral, el aire, el agua y los reactivos.

FUNCIONES DE UNA CELDA DE FLOTACION

Mantener todas las partículas en suspensión dentro de las pulpas en forma efectiva, con el fin de prevenir la sedimentación de éstas.

Producir una buena aireación, que permita la diseminación de burbujas de aire a través de la celda.

Proveer un eficiente transporte de la pulpa alimentada a la celda, del concentrado y del relave.

Proveer un mecanismo de control de la altura de la pulpa y de la espuma, la aireación de la pulpa y del grado de agitación.

CARACTERISTICAS DE UNA CELDA DE FLOTACION

Facilidad para la alimentación de la pulpa en formas continúa.

Mantener la pulpa en estado de suspensión.

No debe ocurrir la sedimentación de las partículas.

Separación adecuada del concentrado y del relave.

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EFICIENCIA DE UNA CELDA DE FLOTACION

La eficiencia de una celda de flotación se determina por los siguientes aspectos

Tonelaje que se puede tratar por unidad de volumen.

Calidad de los productos obtenidos y recuperaciones.

Consumo de energía eléctrica, reactivos, espumantes y otros reactivos, con el fin de obtener los resultados óptimos.

Gastos de operación y mantención por tonelada de mineral tratado.

COLUMNAS DE FLOTACION

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La tecnología de flotación columnar ha logrado una amplia aceptación en la industria de procesamiento de minerales por las ventajas que ofrece sobre los equipos de flotación convencional en las etapas de cleaner y recleaner.

La flotación en columna es particularmente atractiva para aplicaciones que implican múltiples etapas de limpieza en celdas convencionales y para minerales complejos que presentan problemas de selectividad, elevando sustancialmente el grado del concentrado (2-4%) y de mayor recuperación (2-3 %), con una sola etapa de limpieza.

VARIABLES OCUPACIONES DE UNA COLUMNA DE FLOTACION

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VARIABLES CONTROLADAS

Grado, recuperación.

VARIABLES MANINUPALADAS

Flujo de alimentación, adición de reactivos.

VARIABLES MEDIDAS

Nivel de la pulpa, flujo de agua de lavado.

VARIABLES DE DISTURBIO

PH, densidad de la pulpa, mineralogía.

VENTAJAS DE LAS COLUMNAS DE FLOTACION

Mejores leyes.

Espacio

Consumo de energía

Mantenimiento

Menor costo de operación.

Menor costo de capital.

Control superior.

DESVENTAJAS DE LAS COLUMNAS DE FLOTACION

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Flexibilidad

Repercusiones en operación

Control

Experiencia

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CONCLUSIONES

La flotación es un proceso físico – químico de separación de minerales compuestos finamente molidos, basados en las propiedades superficiales de los minerales.

La flotación en columna es particularmente atractiva para aplicaciones que implican múltiples etapas de limpieza en celdas convencionales.

Productos obtenidos en la flotación en columnas son de mejor calidad que en celdas de flotación convencionales; leyes más elevadas de la especie útil para recuperaciones similares.

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RECOMENDACIONES

Tener siempre en cuenta la correcta manipulación de los equipos a utilizar, si se tiene alguna duda preguntar al profesor responsable antes de realizar alguna operación.

Revisar que el equipo a manipularse se encuentre en buen estado y funcionamiento.

Tomar en cuenta el tiempo que toma el reactivo en solubilizarse al momento de ser mezclado con el agua u otro reactivo.

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BIBLIOGRAFIA

http://tecnura.udistrital.edu.co/downloads/revista_17/imagenes1.pdf

http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/publicaciones/geologia/v06_n11/avances_flota.htm

https://procesosbio.wikispaces.com/FLOTACION

http://www.geocities.ws/ivanmet1/prepa.html

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