COMPUESTOS ORGANICOS EN LA FLOTACIÓN DE MINERALES

REACTIVOS DE FLOTACION

Generalmente a selección y combinación apropiada de los reactivos de flotación para cada tipo de mena particular, constituye precisamente el principal problema del metalurgista para la optimización de los resultados metalúrgicos. Por lo tanto, los reactivos deben ser evaluados constantemente.

CLASIFICACIÓN DE LOS REACTIVOS DE FLOTACIÓN

Los agentes de flotación se clasifican en colectores, espumantes y modificadores.

a) El colector: Es el reactivo fundamental del proceso de flotación, puesto que produce la película hidrofóbica sobre la partícula mineral.

b) El espumante: Tiene como propósito la creación de una espuma capaz de mantener las burbujas cargadas de mineral hasta su extracción de la máquina de flotación.

c) Los modificadores: Prepara las condiciones de funcionamiento de los colectores, son los siguientes:

Reguladores de pH: cal, carbonato de sodio, ácido sulfúrico (Además es un fuerte promotor de las piritas; sulfuros y óxidos), etc.

Depresores: Impiden que floten algunos sulfuros u otros minerales según el caso. Ejemplo: El NaCN deprime al ZnS y pirita; el K2Cr2O7 deprime al PbS; el ZnSO4 deprime al ZnS.

Activadores: Hacen flotar a los minerales que fueron deprimidos en otros circuitos. Ejemplo: Para flotar ZnS que ha sido deprimido con ZnSO4 en el circuito de Pb, es necesario usar una solución al 15% de CuSO4 para activar al ZnS.

Dispersantes: Estos reactivos hacen que las partículas finas (ganga) son más fácilmente mojables por el agua y se disminuyen así las posibilidades de que floten. Ejemplo: Na2CO3, pero deprime al Au, sulfuros metálicos, excepto al ZnS

Aglomerante o floculador o Coagulante: Realizan una operación inversa a los reactivos llamados dispersantes, es decir que las partículas finas de la molienda no se mojan, es decir flotan. Ejemplo: Reactivos SUPERFLOC 16, 20, 84 Y 120.

COLECTORES

1. GENERALIDADES.

Se entiende por colectores, a los compuestos químicos cuyo anión o catión tiene una estructura antipá-tica, es decir integrada por una parte polar y otra apolar.

El colector constituye, por lo tanto, en el factor principal del circuito de flotación. De allí que es necesario la combinación más apropiada del colector y modificado-res para obtener los mejores resultados metalúrgicos.

2. CLASIFICACIÓN DE LOS COLECTORES 2.1. COLECTORES IÓNICOS O POLARES. 2.1.1. COLECTORES ANIONICOS:

COLECTORES ANIÓNICOS SULFHIDRÍLICOS

COLECTORES ANIÓNICOS OXIDRÍLICOS

Estan representados por los ácidos grasos, que pueden tener uno o más enlaces dobles en su parte apolar o sus mezclas técnicas y un átomo de hidrógeno como mínimo en su grupo polar.

Son aplicables a los minerales no sulfurosos.

R - COOH OTROS COLECTORES ANIONICOS

ÁCIDOS FOSFÓNICOS: Llamados por la HOECHST Flotinor P (P-184 y el P-195). También son conocidos como promotores de la SERIE 800: 801; 825 y 899.

ALCANSULFONATO SÓDICO: Llamados por la HOECHST Flotinor AT, en su cadena contiene de 14 a 17 átomos de carbono.• CH3-(CH2) 6-CH2-CH2-CH-CH2-CH2-CH2-CH3• I• SO3Na• 5 sulfonato sódico de tetradecilo

ALQUILSULFATOS SÓDICOS: Llamado por la HOECHST como Flotinor S; cuyas cadenas alquilo contienen de 16 a 18 átomos de carbono.

THIOALCOHOLES O MERCAPTANOS Son aplicables en la flotación de los sulfuros de cobre y zinc y son también buenos colectores para los minerales oxidados. Sin embargo, su uso es muy li-mitado debido a su olor sumamente desagradable.

2.1.2. COLECTORES CATIONICOS Los más comunes es del grupo amina, donde los átomos de hidrógeno son reemplazados por radicales heterocíclicos.Son reactivos orgánicos, cuyo catión es de carga positiva que reacciona con la superficie de los minerales. Son principalmente usados para la flotación de silicatos y ciertos óxidos metálicos

La AMERICAN CYANAMID COMPANY, ha desarrollado colectores catiónicos muy puros, con el nombre de AEROMINE 3035 y 3037.

2.1.3. COLECTORES NO IÓNICOS O NO POLARES. Son colectores que no se disocia en iones, además estos reactivos son hidrocarburos que no tienen grupo o grupos polares, sirve para flotar minerales fuertemente hidrofóbicas, por ejemplo podemos flotar carbón, grafito, azufre y molibdenita. Como colectores no polares tenemos al aceite de transformador, kerosene, etc.

XANTATOS O XANTOGENATOS

1. GENERALIDADES Los xantatos es el principal grupo de colectores sulfidrílicos, pudiéndose utilizar de manera universal en la flotación de todos los minerales sulfurosos e incluso, de mi-nerales no férricos no sulfurosos (Cu, Pb, Sb), que pueden convertirse superficialmente en sulfuros mediante agentes sulfurantes tales como Na2S o NaHS, también son buenos promotores de menas oxidadas de Pb y Cu. Para la elección definitiva del xantato más idóneo para un mineral determinado, debe recurrirse a ensayos en el

laboratorio. En forma general se preparan 10 a 20% o 20 a 70 gr/TM de mineral a tratarse.

2. VENTAJAS DE LOS XANTATOS – Tienen gran difusión, debido a su bajo costo. – Tienen fuertes propiedades colectoras y buena selectividad. – Se puede flotar en medio ácido con los dixantogenatos, éstos tienen buenas propiedades colectoras para metales nativos y cementados (cemento de cobre).– En la flotación del cobre con xantogenatos se puede añadir un aceite lubricante, cuya adición da un incremento en la velocidad de flotación de grandes partículas y mejora la separación del cobre en los tamaños más grandes; aún mejor en la flotación de los minerales de plomo.

3. DISOCIACIÓN DE LOS XANTOGENATOS

DISOCIACION Y PARTES DE LOS XANTATOS

ADSORCION DE UN COLECTOR EN LA SUPERFICIE DE UN MINERAL

4. FUNCION DE LOS XANTATOS

– Es proporcionar a las superficies de los minerales el carácter hidrofóbico, es decir producir una película repelente al agua (los minerales no se mojan). – Facilitar la adherencia a las burbujas de aire

5. EFECTOS DE LOS XANTATOS. – Cuando se agregan un exceso de estos reactivos (colectores), flotan todo tipo de sulfuros, no hay selección, es decir ensucian los concentrados. También flotan pirita e insolubles. – Cuando se agregan en pequeñas cantidades de xantato, tampoco hay selección, los sulfuros valiosos pasan al relave.

6. SOLUBILIDAD. La solubilidad es función del largo del radical hidrocarburo y del metal incluido en la composición molecular. a) Los xantogenatos de metales alcalinos (Na y K) son altamente solubles en agua, alcohol y ligeramente solubles en éter. b) Los xantatos de metales pesados son prácticamente insolubles en agua y ligeramente solubles en alcohol y éter. c) Los xantogenatos más eficientes como colectores incluyen en su grupo no polar radical hidrocarburo ramificado de cadena corta. Por lo tanto, todo colector muy eficiente debe ser totalmente soluble en agua, por consiguiente, la selección de partículas minerales deseables es más óptima. Ejemplo: Z-11 o A-343.

7. TOXICIDAD DE LOS XANTATOS.Los xantatos son tóxicos.- Evitar el contacto del producto con la piel y ropa, evitar inhalación de los vapores, mantener buena ventilación. Se recomienda el empleo de anteojos y guantes en su manejo. En caso de derrame en la piel se recomienda un lavado prolongado con jabón neutro. En caso de salpicaduras a los ojos, se recomienda un lavado con abundante agua y obtener atención médica inmediata.La concentración límite admitida de xantatos en las aguas residuales es de 0.01 mg/lt.

8. MANTENIMIENTO DE LOS XANTATOS Estos reactivos para que no pierda el carácter selectivo deben mantenerse del modo siguiente: – Deben mantener en recipientes herméticamente cerrados y en ambiente fresco, se conservarán durante mucho tiempo, no observándose prácticamente perdidas de eficacia en el período de un año. – No se deben mantener en recipientes abiertos expuestos a la acción del calor y de la humedad.– Deben almacenarse en un lugar fresco y seco, preferentemente aislado del calor y de la luz solar.– Es conveniente preparar las soluciones cada día para la misma jornada de trabajo.

9. SINTESIS DE LOS XANTATOS Inicialmente se hace reaccionar un alcohol con hidróxido de sodio o potasio, en seguida se agrega sulfuro de carbono y utilizando como catalizador éter etílico. Aplicar la estequiometria respectivamente.

10. NOMBRES COMERCIALES DE LOS XANTATOS

11. REACCIONES QUÍMICAS DE LOS XANTATOS. 11.1. REACCIÓN DE OXIDACIÓN.- Resulta la formación de dixantogenatos, siendo los

reactivos oxidantes: K2Cr2O7, HNO3, KMnO4, etc. que se encuentran en el almacén de reactivos. Tomar las precauciones necesarias para su buen estado de conservación.

Dixantogenato de etilo Los dixantogenatos, es un buen colector por si mismo, debido a su baja solubilidad en agua resulta poco satisfactorio. Son utilizados como colectores para me-tales nativos y cementados

11.2. REACCIÓN CON YODO.- Los xantogenatos alcalinos reaccionan con el yodo, de esta combinación se forman los dixantogenatos, siendo prácticamente una reacción de oxidación.

11.3. REACCIÓN DE HIDROLISIS.- La descomposición de los xan-tatos tiene lugar con particular facilidad en presencia de la humedad y el calor, rompiendo a los xantogenatos en sus componentes de obtención. Para evitar esta hidrólisis deben mantenerse secos y en lugares fríos, sin permitir el acceso de la hume-dad normalmente presente en el aire

DITHIOFOSFATOS O AEROFLOATHS

1. GENERALIDADES Estos compuestos orgánicos, son productos de las reacciones orgánicas entre el pentasulfuro de fósforo y los fenoles, alcoholes, thioalcoholes, mercaptanos, aminas, ácido cresílico y cresol; son extremadamente numerosos.

Todos los tipos de Aerofloaths o llamados también HOSTAFLOAT (nombre en laRepública Federal de Alemania) son sales sódicas de ácidos dithiofosfóricosalifáticos que difieren entre sí por la longitud de los radicales alquilo.

2. DISOCIACIÓN DE AEROFLOATHS DISOCIACION DEL DI-ISOPROPIL DITHIFOSFATO SODICO

3. TIPOS DE AEROFLOATHS 3.1. PROMOTOR AEROFLOATH LÍQUIDOS.

Se produce por la reacción entre el cresol o el ácido cresílico, el pentasulfuro de fósforo y un álcali. Los aerofloaths números 15, 25, 31 y 33 son co-lectores líquidos y debido a la presencia del ácido cre-sílico libre en su composición, también tienen propiedades espumantes.

Las propiedades espumantes decrecen en intensidad en el siguiente orden: AEROFLOATH 15, 25, 31 y 33. El AEROFLOATH 242 tiene propiedades espumantes muy débiles. Los promotores AEROFLOATH 135 y 194 no tienen propiedades espumantes. Estos promotores, debido a su solubilidad parcial en el agua, se obtienen mejores resultados añadiéndolos a un acondicionador o al molino de bolas. Estos colectores se utili-zan en la flotación de menas sulfurosos de Pb y Zn y también para menas de Cu, en reemplazo del xantogenato.

El AEROFLOATH 242; es un promotor soluble en agua, selectivo, rápido y activo, y no es necesario acondicionar en la pulpa; es usado especialmente en la flotación de sulfuros de Pb, Cu y en algunos casos Sulfuro de Zn. Se recomienda preparar soluciones al 10%.

3.2. PROMOTOR AEROFLOAT SÓLIDO Resultan de la reacción de los alcoholes alifáticos con pentasulfuro de fósforo y un álcali. El más conocido de estos colectores es el dietildithiofosfato de sodio, muy soluble en agua; son colectores puros, no tienen propiedades espumantes y por esto son apreciados. Se emplean extensivamente en la flotación de menas de Cu-Pb-Zn

La gama de promotores AEROFLOATH

incluye al promotor AEROFLOATH 208,

211, 238, 243 y 249.

Los promotores AEROFLOATH de este grupo son similares en apariencia, pero difieren en su composición química.Los Promotores AEROFLOATH secos pueden

usarse conmenor alcalinidad que los xantatos para obtener resultados óptimos, especialmente en presencia de sulfuros de hierro y desulfuros de cobalto y níquel.

En resumen los dithiofosfatos y aún en mayor grado que losxantogenatos, se adhieren por si mismos muy fuertemente a la superficie de los minerales. Son utilizados ampliamente en la flotación de menas sulfurosas y menas de metales preciosos.