DIAGRAMAS DE FLUJO DE FLOTACION

Los diagramas de flujo están identificados por un separador o por una unión:

Las separaciones en el procesamiento de minerales nunca son perfectas, una parte del

producto valioso va al relave, estéril o ganga y una parte del la ganga va con el producto

valioso. La recuperación mide la eficacia con la que el separador ha extraído los valores

contenidos en el flujo de alimentación:

R(% )=Valor metálico en el flujo del productovalo r metálico en el flujo de alimentación

x 100

La ley o grado es una medida de la calidad de cualquier flujo de mineral o pulpa.no

L(% )=Peso del componente valiosoPeso del componente valioso y ganga

x 100

La ley se expresa en % para valores metálicos en minerales; el oro y plata se expresa en

onzas por tonelada corta y cuando están en forma metálica la pureza de los metales

preciosos se expresa en partes por mil (ppm).

PROPIEDADES DE LOS MINERALES

Propiedades del Mineral Equipo de Detección

I.- Óptica

1. Reflectancia Foto multiplicador

2. Fotométrica Foto multiplicador

3. Transparencia Foto multiplicador

4. Fluorescencia (Natural e Inducido) Foto multiplicador

5. Infrarroja Analizador Infrarrojo

II- Rayos X

Fluorescencia (visible) Foto multiplicador

Fluorescencia (rayos x) Contador de centelleo

III- Conductividad

Bajo voltaje Resistencia

Alto voltaje Inducción eléctrica

IV- Magnetismo Detección del tipo de corriente parásita.

V- Radiactividad

Natural Contador de centelleo

Inducida y analizador de altura de pulsación

1

SELECCIÓN Y ESCOGIDO MANUAL

El escogido manual de un mineral como método de concentración se practica desde las

primeras operaciones de minería, la separación se hacia a mano después de la inspección

visual y de la apreciación del valor de cada partícula. El escogido a mano en el Perú

específicamente en el sector minero se le conoce como Pallaqueo.

El sistema sensorial humano es muy complejo pero eficiente; una persona puede apreciar

simultáneamente: Color, lustre, forma y textura, y otros factores adquiridos a través de la

experiencia para distinguir entre los valores metálicos y el material estéril, por el

contrario, los detectores mecánicos, aprecian una sola propiedad.

Aplicaciones

Las máquinas selectoras más usadas se clasifican en ópticas y fotométricas, las de rayos x,

conductividad y las magnéticas, han encontrado aplicación limitada.

Las concentradoras fotométricas se están empleando para separar magnesita de

serpentina y talco, se aplica en separación de cuarzo blanco del mineral de cuarcita de

diversos colores.

La schelita se detecta por su fluorescencia a la luz ultravioleta

El asbesto se separa usando radiación infrarroja.

La selección radiométrica es útil para preconcentrar minerales de uranio

la conductividad para minerales de hierro y cobre nativo.

Separación del Mineral Valioso de su Ganga

Para ser separable debe satisfacer los requerimientos de "liberación" tamaño y

detectabilidad, la separación debe aplicarse tan pronto como se haya logrado suficiente

liberación, mientras más grande sea el tamaño de las partículas que se puede separar

mayor será el aprovechamiento de la selección.

Concentración Gravimétrica

Es el método de separación de granos minerales de diferentes gravedades específicas en

razón de sus diferencias de respuesta al movimiento cuando actúan sobre ellos la

gravedad y/o alguna o más fuerzas. La otra fuerza utilizada es la resistencia a la

penetración hacia abajo presentada por un medio que tiene propiedades fluidas que

puede ser un gas, mayormente el aire o el agua u otro líquido homogéneo o una mezcla

mecánica de un fluido y un sólido pulverizado en suspensión. es necesario realizar el

control por tamaños para que los movimientos de las partículas de diferentes gravedades

específicas sean efectivamente diferenciables.

2

Minerales que son Susceptibles al Tratamiento por Gravimetría(GE gravedad especifica)

los minerales valiosos y la ganga difieren apreciablemente en sus GE., ejemplo: Cuarzo o

cualquier otra roca matriz de GE. 2.6 a 3.0 y un mineral sulfuroso de GE. 4.0 a 7.5

Criterio de Concentración: es la gravedad específica de los minerales, la gravedad

específica y la viscosidad del medio separador y el medio mecánico disponible a utilizarse.,

los dos primeros criterios pueden combinarse en la relación:

C .C .=( SH−R )(S L−R )

Donde, R es la GE. del medio y SH y SL son las gravedades específicas de los minerales

más pesados y más ligeros respectivamente, C.C. es el criterio de concentración de

Taggart, cuando el criterio de concentración es negativo o positivo en una cifra mayor a

2.5 la separación es fácil a todo tamaño, en materiales más finos la separación a 1.75 es

fácil, debajo de malla 65 ó 100; a 1.5 la separación se hace dificultosa y el tamaño

máximo de separación esta alrededor de malla 10, a un valor de 1.25 la separación es

aún posible en tamaños grandes por ejemplo gravas, debajo del valor de 1.25 la

separación gravimétrica sin modificación de peso no son posibles.

Métodos de Concentración: Basado en el tipo del medio utilizado para la separación, se

resume así: 1.Lechos: Tenemos al jig, mesa gravimétrica, cuna, fajas. canaletas o sluices

2. Lodos: conos o hidrociclones,

3. Líquidos.- Sink an float en soluciones y líquidos pesados

El agua se utiliza como fluido casi en todos los procesos anteriores, el gas como el aire

también pueden remplazar al agua en donde es escasa en el jig y mesa.

Mesa Gravimétrica: Es un medio mecánico sencillo para separar dos o más materiales

con distinto peso específico, formado por una mesa o plataforma de madera con

recubrimiento de jebe, sobre la cual va fijada una serie de listones o estrías de madera, el

diseño de la plataforma y la disposición de las estrías puede ser variado y en algunos casos

como de la mesa de fangos Hoffman, va sin estrías. En un extremo de la plataforma se

encuentra el vibrador o cabezal que imparte un movimiento recíproco a la mesa en el

plano horizontal, la excéntrica que produce este movimiento esta diseñada de modo que

obliga al material depositado sobre la plataforma a efectuar un avance progresivo, el

mismo movimiento imparte una acción sedimentadora que estratifica el material tratado

de acuerdo a su peso. Mesa para minerales de granulometría gruesa, esta diseñada para

tratar productos gruesos desde aproximadamente 3 mm hasta malla 200.

Mesa para minerales de granulometría fina: Trata minerales menores a 200 m.

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Operación de la Mesa de Sacudidas: La mesa vibratoria cuya superficie rectangular

inclinada, según una diagonal en la que en el vértice más alto se introduce el mineral con

25% de sólidos, con un movimiento de vaivén de 200 a 300 sacudidas por minuto. el

mineral avanza hacia el vértice opuesto en diagonal al de alimentación, siendo retardado

este movimiento por la presencia en la superficie de las mesas de unos listones,

perpendicularmente a estos listones se hace llegar una corriente de agua a la mesa

mediante un depósito adecuado .Las partículas pesadas tienen tendencia a quedarse

retenidas por los listones y avanzan utilizándolos como guías, en el sentido del

movimiento de vaivén. Las partículas ligeras, ayudadas por la corriente lateral de agua,

saltan los listones, así se consiguen dos direcciones claras de movimiento con las que se

pueden tener dos productos; un concentrado en densos o pesados y otro concentrado en

ligeros, es posible obtener también una corriente de mixtos que en la mayoría de los

casos se recirculará a la alimentación. Además del agua incorporada en la pulpa, sobre la

mesa circula agua limpia para el lavado general del concentrado. Una alimentación

gruesa requiere una carrera larga y velocidad más lenta y una alimentación fina necesita

una carrera corta y mayor velocidad, Existe mesas de plataforma simple, dúplex, triple,

y la mesa wifley número 13 para trabajos en laboratorio.

Espiral Humphrey : Es un canal con una sección transversal de media caña, que forma en

el espacio un tobogán en el espiral por el que se hace descender la suspensión acuosa

del mineral (20-40% de sólidos) que se desea concentrar; el canal tiene cinco vueltas

para minerales metálicos y tres cuando se usa como limpiadores. En teoría el espiral

Humphrey se considera que conforme avanza cada partícula está sujeta a la fuerza

centrifuga tangencial al canal y directamente proporcional al cuadrado de la velocidad

del flujo e inversamente proporcional al radio al cual esta localizada la partícula de

acuerdo a: C = Fuerza centrifuga, M = Masa, V = Velocidad periférica cm/seg. r = radio,

cm. g = gravedad. 981 cm. /seg2

los diversos flujos y fuerzas se combinan, para así clasificar y concentrar las partículas

suspendidas en la corriente descendente, las partículas pesadas se acumulan en el sector

de menor diámetro del canal formando una banda de mineral pesado que será el

concentrado a ser recibido en orificios apropiados, mientras las partículas mas livianas

van hacia el lado opuesto, viajando rápidamente con el agua. En los diferentes

sumideros se obtiene: de los primeros un concentrado en densos, de los intermedios,

unos mixtos que en general suele recircularse y al final, uno estéril o ganga.

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C=MV2

gr

Aplicaciones a minerales valiosos y su ganga que tenga una diferencia de densidad de 1 a

2 gr./cm3 y esta diferencia tiene que ser mayor para productos más densos.

Introducción al Balance Metalúrgico:

Contenido metálico: el producto del peso de la muestra por su ley: (CM = P x L)

Ley promedio: la suma de los contenidos metálicos entre la suma de los pesos

(L= contenido/peso)

Distribución. Es la relación en % de cada contenido

(D=100x(ContenidoMetalico/∑contenido metálicos)

MuestraPeso

Ton. %

Ley %

Pb

Cont. Metálico

Pb(4.3x

32.94/100)

Distribución %

Pb

(1.42/9.16)x100

A

B

C

D

32.94

52.74

52.74

13.50

21.7

34.7

34.7

8.90

4.30

5.70

7.20

6.90

1.42

3.01

3.80

0.93

15.50%

32.80%

41.40%

10.30%

151.92 100 % 6.03 9.16 100 %

ley promedio de (9.16/151.92 x 100) = 6.03 % de Pb.

Una planta concentradora produce 120 TPD de concentrado con una ley de 62% de

plomo, el relave tiene una ley de 2% de Pb y pesa 880 TPD, calcular la recuperación y el

radio de concentración:Balance Metalúrgico

ProductoPeso

TMS %

Ley %

Pb

C.M.

Pb

Distribución %

Pb

Conc. Pb.

Rel. Gral

120

880

12.0%

88.0%

62.0

2.0

74.40

17.60

80.87%

19.13%

Cab. Calc. 1000 100.0% 9.2 92.00 100.0%

Contenido metálico = 120 x 62/100 = 74.4 Ton Pb Fino

Distribucion = (74.40/92)x100 = 80.87%

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Radio de concentración = (1000/120)= 8.33

Significa que se requieren 8.33 toneladas de mineral crudo para obtener una tonelada

de concentrado.

ley promedio de (92/1000)x100= 9.2% de Pb.

CONCENTRACION EN JIG Se denomina jig a las máquinas concentradoras que efectúan la

separación de granos pesados de los livianos, basados en la capacidad de penetración de

las partículas a través de un material de cama que esta sobre un tamiz, usando como

fluido agua, también se usa aire en las Cribas neumáticas cuando se desea obtener un

producto seco o cuando el material se deteriora en contacto con el agua, la separación

que así se consigue es menos eficaz, debido a la baja densidad del fluido utilizado.Las

cribas hidráulicas son las máquinas de concentración más antiguas, luego aparecieron las

mesas y posteriormente la flotación.Los jigs han sido desplazados por otras máquinas en

el tratamiento de ciertos minerales, pero para el intervalo de granulometría de 1.7 mm. a

10 mm. no existe otra igual.

El jig se usa principalmente para la concentración de oro, sulfuros y óxidos pesados, ejemplo: galena tungsteno, en canteras para lavar agregados, lavado de carbón, con concentración de estaño.

Tipos de Jiga) Jig de tamiz fijo: Es cuando el cajón y el tamiz es fijo y el agua movible, es decir las

corrientes intermitentes del agua circulan a través de un tamiz fijo y el movimiento de agua es producido por varios mecanismos o dispositivos, según estos se subdividen en:

Cribas de émbolo, cribas de paletas, cribas de diafragma, cribas pulsantes, cribas de pulsación neumática

b) Jig de tamiz móvil: Cuando el tamiz es movible y el agua fija, en estas cribas el tamiz se desplaza para provocar la acción de batido, esto se consigue por inmersión brusca de la caja con su tamiz en un depósito con agua, además del movimiento hacia arriba y abajo, al tamiz se le da un movimiento de atrás hacia delante y con mayor aceleración en el movimiento de regreso, de modo que obliga al lecho y carga a moverse hacia delante.

El tamaño del jig generalmente se expresa por sus dos dimensiones, ancho y largo de cada compartimiento, es decir tamaño = Ancho x largoClasificación del JigJig simple: un solo compartimiento. Jig duplex: dos compartimientos.Tamaño de Partículas de AlimentaciónPartículas sub. Intersticiales Partículas de tamaño menor que los intersticios de un lecho y pasan fácilmente a través de dichos conductos.

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Partículas súper-intersticiales: partículas más grandes que los intersticios, luego son demasiado grandes para penetrar por dichos canales salvo que desplacen a algunas partículas que conforman la cama.Partículas intersticiales: Cuanto tienen un tamaño casi igual al de los espacios intersticiales, luego penetran con rozamiento y dificultad cada vez que el lecho se compacta .Pero no desplazará a las demás partículas de la cama.

VARIABLES IMPORTANTES DEL JIGAlimentación de carga : pueden seguir los siguientes pasos:1. Eliminación de finos, generalmente se hace por tamizado.2. Clasificación por tamaños o volúmenes para realizar separaciones más eficientes.3. Separación por sustancias según sus diferentes velocidades de caída en un líquido.Material de cama o lecho: Es la mezcla de sólidos y líquidos en el cajón del Jig, Lecho compacto: Cuando los granos de la cama se aprietan debido a una succión producida por el agua. Lecho expandido o dilatado.- Cuando los granos de la cama sufren una expansión debido a una impulsión producida por el agua.Espesor de la cama: Se considera muy aceptables como espesor de cama a las alturas de ½’’ a ¾’’ o de 1.5’’ a 3’’; para alimentaciones gruesas una altura de cama 7 veces el diámetro de la partícula más grande, y es mejor si se consideran 12 veces , para alimentaciones finas por ejemplo, para tamaños de 2 mm. la mínima profundidad de cama es aproximadamente 20 veces el diámetro del grano.Peso específico El peso específico del material de cama debe ser de peso intermedio entre el material estéril y los valores metálicos a obtener.Dureza:Los granos que forman el material de cama son generalmente duros para así dar más permanencia al lecho, porque si los granos de la cama son desmenuzables pierden eficacia cuando se desgastan, de allí que siempre se usan perdigones de hierro.Diámetro:El diámetro de granos componentes del lecho son siempre mayores que la luz del tamiz usado, que deben ser 1 mm mayor, otros el doble de dicha luz siendo la más aceptada. Normalmente se usan perdigones ¼’’ a 3/8’’ para alimentaciones gruesas, y de 1/8’’ a 3/16’’ para alimentaciones finas. Cuando se usa de cama el mismo concentrado, es conveniente tamizar por dos cedazos de aberturas adecuadas para así eliminar el muy fino y muy grueso,.Forma: La forma adecuada del material de cama debe ser esférica.Superficie: lomás liso posible para permitir el deslizamiento rápido de otras partículas.Alimentación de agua: Se refiere al agua que va a producir la impulsación y succión en un JIG, La alimentación de agua debe hacerse siempre en el compartimiento del émbolo y por debajo de éste para contrarrestar la excesiva succión o aspiración que es siempre nociva, por que si esta aspiración es intensa, aprieta y apelmaza la masa de mineral y otras partículas más rápidas que las partículas ligeras, lo que no sucede con la impulsión que es la que Levanta el material de cama la que se entreabre como válvulas en forma de canales por donde descienden las partículas del mineral pesado o concentrado.Velocidad y golpe: Tratamos estas dos variables juntas, por estar en estrecha relación entre sí y son inversamente proporcionales.

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1. Velocidad: llamada también frecuencia, se refiere al número de impulsaciones por unidad de tiempo, es decir es la velocidad del golpe y se expresa en s.p.m. (strokes por minuto) o revoluciones por minuto.

2. Golpe: llamado también recorrido, se refiere a la amplitud de la impulsación o longitud de la carrera, es decir la longitud de golpe.

Clase de cama : Cama artificial: material diferente al mineral procesado.Cama natural: formada por partículas grandes y pesadas del mismo mineral tratado.

CUIDADOS A TENER CON EL MATERIAL DE CAMALimpieza del material de cama: Durante la operación del tamiz los granos de cama tienden a contaminarse con ganga o concentrado. Lo que bajara el rendimiento del lecho, por eso es necesario hacer una limpieza lavando y tamizando el material de cama.Remoción de la sobre-cama: Generalmente después de varias horas de operación se acumulan sobre la cama partículas gruesas y pesadas, las que pueden ser concentrado o relave, esto influye enormemente en la operación de un JIG por eso el espesor de cama es necesario regularlo periódicamente o en forma continua.Tamiz: Los tamices del Jig pueden ser de rejilla, chapa perforada o tela metálica ; las que actúan como soportes del material de cama y carga alimentada, y pueden estar en posición horizontal o algo inclinada de 1’’ a 2’’ hacia la descarga.APLICACIONES INDUSTRIALES : El Jig tiene su mejor aplicación en recuperación de oro de minerales filonianos y de tipo aluvial, en el primer caso en plantas de concentración metalúrgica donde el oro esta grueso, la ubicación del jig en el circuito es en la descarga del molino para evitar que las partículas de oro grueso y en forma de pepitas se pierda en el relave, en el caso del oro aluvial, el oro grueso es también recuperado en jig, por ejemplo en plantas de dragado existen varios de estos equipos en paralelo por donde se hace pasar la pulpa para captar el oro de granulometría relativamente gruesamayor a100u

CONCENTRACIÓN POR MEDIOS DENSOS La concentración de minerales por Medios Densos ó Sink and Float (Hundir y Flotar) ó Heavy Media (Líquidos de medio denso) es una operación que consiste en la separación de partículas minerales de diferentes gravedades específicas por medio de líquidos o suspensiones de sólidos cuyos pesos específicos son intermedios entre los productos que se desea separar es decir entre la parte valiosa y su ganga. La separación Sink and Float es puramente gravimétrica y se basa en el principio de Arquímedes, de acuerdo a este físico un cuerpo colocado en un líquido flota o se hunde según que su peso específico sea menor o mayor que la densidad de dicho líquidoPrincipios Aplicados a Medios Densos: Una vez que las partículas se han separado en función de sus densidades, las que se hunden están sujetos a ciertas fuerzas que se oponen a su asentamiento y que toma el nombre “Resistencia al movimiento de partículas en un fluido”, esta resistencia está expresado en tres ecuaciones formulados por Stokes, Newton y Oseen, según sea el tamaño de las partículas.La ley de Stokes es válido para las partículas pequeñas: 0.01 a 0.2 mm de diámetro, de igual forma la ley de Newton es apropiado para partículas de 2 mm hasta 50 mm. Mientras que la ley de Oseen es aplicable a partículas entre 0.2 mm a 2 mm.

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Desde que la concentración por sink and float se efectúa generalmente con partículas de malla 10 a 2 pulgadas, es obvio que esté comprendido dentro de la ley de Newton.La ley de Newton se expresa en la siguiente ecuación:R = 1 Q D’ r2 v2

2 Donde: R: Es la resistencia al movimiento de una esfera en fluido.Q: Coeficiente de resistencia. D’: Densidad del fluido. r: Radio de la esfera. V: Velocidad de la esfera.

De donde: vm=√ 3

8(D−D ' )D

rgQ ; D = densidad de la esfera

La fórmula de Newton es aceptada con cierta reserva, entre las causas que hacen difícil su aplicación en la práctica se encuentra los siguientes aspectos:Los experimentos de Newton fueron llevados a cabo con partículas esféricas, caso que no se da en concentración de minerales.El valor de Q (coeficiente de resistencia) varía bruscamente de 0.4 a 0.15 cuando se usan velocidades ligeramente superiores a la usada en la práctica.Otras condiciones encontradas en la industria minera son completamente distintas a las utilizadas por Newton en la determinación de la ecuación.

Características del Medio: Los líquidos o soluciones orgánicas así como las suspensiones que se emplean como medios, deben reunir ciertas características, estas dependerán principalmente del tipo de mineral a tratar. Las principales características del medio son:La densidad debe ser intermedia entre las densidades de los minerales a separar.La fricción interna del medio debe de ser mínimo para permitir una rápida velocidad de asentamiento de las partículas que se hunden.El medio no debe de reaccionar químicamente con ninguno de los minerales presentes en la mena a tratar.En el caso de líquidos, no producir vapores tóxicos y en el caso de suspensiones, debe ser resistente a la oxidación, abrasión y corrosión.El medio debe ser fácilmente recuperable, y con el mínimo de pérdidas.Tipo de Medios- Líquidos orgánicos de alta densidad.- Líquidos inorgánicos y- Suspensiones de sólidos.A. Líquidos Orgánicos de Alta Densidad(lo liquidos organicos)

Reactivo Fórmula Química DensidadTricloruro de etano C2H3Cl3 1.462Tetracloruro de Carbono CCl4 1.595Penta cloruro de etano C2HCl5 1.678Tetra bromuro de etano C2H2Br4 2.964Bromoformo CHBr3 2.890Diyoduro de metano CH2I2 3.330

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Entre las desventajas principales que limitan el uso liuidos.organicos tenemos: Altos costos, producción de emanaciones tóxicas y pérdidas considera debido a su fuerte adherencia a los minerales.

B.- Líquidos Inorgánicos: Son poco usados, entre los reactivos principales se tiene el cloruro de calcio y zinc.

C.- Suspensiones Acuosas de Sólidos :Llamados también seudo líquidos, pueden obtenerse agitando sólidos finalmente molidos en el agua, esta clase de suspensiones son las que se utilizan con más frecuencia en la industria, su costo es menor que el de los líquidos y además son fáciles de recuperar.Principales Suspensiones SólidasArcillas : Su densidad entre 2.30 a 2.70, se pueden hacer pulpas hasta de 1.80densidad, se usan para separar minerales q tienen 1.5 o menos de densidad, ejemp: carbón.Cuarzo: Cuyo peso específico es de 3.0 reúne muy buenas condiciones para ser usado como medio clasificador, la densidad máxima de una pulpa es de 1.70, se le utiliza para flotar pizarras de la roca, que lo acompaña.Magnetita: peso específico es 5.0. La densidad máxima de pulpa bien fluida no pasa de 2.60, su aplicación está en especies de minerales livianas de densidades menores a 2.5 de sus gangas, tendrán aplicación, por ejemplo la crisocola 2.0, crisolita 2.20, yeso 2.30, grafito 2.23, debido a sus propiedades magnéticas tiende a formar grumos en la pulpa, por esta razón la magnetita se usa poco en Sink and Float.Galena: densidad de 7.5, y con ella se puede obtener suspensiones hasta de 3.4, su fragilidad y facilidad a la abrasión con producción de lamas y su inmediata oxidación hace de este medio muchas veces difícil de recuperar sea por mesa o por flotación.Ferro Silicio Es un producto atomizado de una aleación de fierro y silicio en diferentes proporciones, es altamente resistente a la oxidación, corrosión y abrasión, dotada de propiedades magnéticas, que hacen fácil su recuperación por medios electromagnéticos, su densidad y dureza varían de acuerdo al porcentaje de fierro y silicio. El producto más usado está compuesto de 85% de fe y 15% de silicio, tiene una densidad de 6,8 y con este se puede alcanzar suspensiones hasta de 3.5 de densidad.Plomo AtomizadoTiene una densidad de 11.5 y con él se pueden obtener suspensiones hasta de 5.2, es blando se oxida fácilmente, forma grumos, cuando se asienta y seca endurece como cemento, esto se debe posiblemente a la formación de carbonatos y sulfatos de plomo.Objetivos: Producción de un PRE-concentrado que se enriquecerá posteriormente por otros métodos de concentración. Obtener en una sola operación un concentrado final y un relave. Producción de un concentrado final y un relave para posterior tratamiento.Aplicaciones: El proceso tiene un amplio campo de acción como método de pre-concentración con eliminación inmediata y a menor costo de la ganga. En general el método se puede aplicar a cualquier mina en la que el mineral que se quiera separar tenga una diferencia de densidad con respecto a la ganga, esta diferencia puede ser menor que la requerida para separación por otros métodos: Mesa, jig ó espiral.

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Son susceptibles de ser tratados por este proceso: Minerales que se encuentran sin liberación después de una Molienda gruesa. Minerales cuyas partes ricas se liberan de la ganga con una molienda Mayor a malla 48.Ventajas del Uso del Sink and Float : Buenas separaciones entre densidades de 1.25 a 3.40, y rangos de peso específico pequeño con respecto a procesos gravimétricos La planta de puede empezar y parar sin mayores pérdidas de minerales o disminución de la eficiencia metalúrgica. Los líquidos de concentración por sink and float tienen una gran capacidad y ocupan relativamente pequeños espacios. El método puede tratar indistintamente minerales metálicos y no metálicos. La densidad del medio se puede cambiar en cualquier momento, cuando las exigencias del mineral que se trata así lo requiera.Los medios usados en las operaciones son relativamente de bajo costo y las pérdidas durante la operación son mínimas: 0.2 a 1.0 libra por tonelada del mineral tratado. Bajo costo de operación, y mantenimiento.CONCENTRACIÓN MAGNÉTICA: se ha usado desde hace más de 250 años y se usa ampliamente en la actualidad en minerales ferrosos y no ferrosos.La susceptibilidad magnética es la propiedad de un material frente a un campo magnético; de acuerdo a esta propiedad los materiales pueden dividirse en dos grupos: Paramagnéticos son atraídos por un campo magnético: hematita, ilmenita y pirrotita, Diamagnéticos, son repelidos por un campo magnético: cuarzo y feldespato.Los materiales vigorosamente paramagnéticos están ubicados en una categoría llamada ferromagnética; ejemplo fierro y magnetita.PRINCIPIOS DE CONCENTRACIÓN MAGNÉTICALa separación magnética es una separación física de partículas en las que intervienen:

a) Fuerzas magnéticasb) Fuerzas gravitacionales, centrífugas, fricción y de inercia.c) Fuerzas de atracción ó repulsión.

Las fuerzas magnéticas determinan el rendimiento de las máquinas separadoras y dependen de la naturaleza de la alimentación como del tipo de equipo.La alimentación abarca granulometría, susceptibilidad magnética y otras propiedades físicas y químicas que puedan afectar a las diversas fuerzas que intervienen.FUERZAS EN COMPETENCIA : Las fuerzas presentes que compiten con las fuerzas magnéticas y actúan sobre las partículas son: Gravedad, arrastre hidrodinámico, fricción e inercia; si la concentración se lleva en un tambor rotativo la fuerza centrífuga también interviene. La gravedad y arrastrenhidrodinámico son las fuerzas más importantes.EQUIPOS Y APLICACIONES : El equipo de separación magnética se divide en dos categorías:Separadores magnéticos de bajas intensidades usadas para minerales ferromagnéticos y paramagnéticas de alta susceptibilidad magnética y Separadores de alta intensidad magnética usados para minerales paramagnéticos de más baja susceptibilidad magnética, ambas separaciones se pueden llevar a cabo en seco o en húmedo. El campo de separación magnética se divide también en sectores, de acuerdo a la capacidad de generar flujos magnéticos en rangos determinados en función de las diferentes susceptibilidades magnéticas de los minerales. Los separadores magnéticos se pueden clasificar en tres grupos:

a) Separación Magnética de Baja Intensidad

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Campo magnético generado en el rango de 0 – 2,500 gauss1. Proceso Seco: Imanes Suspendidos

Poleas magnéticasTambores magnéticos

2. Proceso Húmedo: Tambores magnéticos en diversos tanques.b) Separación Magnética de Media y Alta Intensidad.

Campo magnético generado en el rango: 2,500 – 17,500 gauss1. Proceso Seco: Separadores de rodillos inducidos.

Separadores de fajas cruzadas2. Proceso Húmedo: Separadores de alta intensidad de carrusel.

c) Separación Magnética de Alto Gradiente Campo magnético generado en el rango de 17,500 – 21,000 Gauss.

SEPARADORES MAGNÉTICOS

TIPO DE EQUIPO DESCRIPCIÓN APLICACIONES Depuración de Gruesos y Pedacería de Fierro

Imanes Suspendidos Electroimán fijo sobre faja transportadora ó polea.

Protección de Trituradora Separación de Fierro y Arenas de Fundición.

Polea Magnética Imán fijado dentro de la polea elevada de una faja transportadora.

Igual que imanes suspendidos.

Húmedos de Baja IntensidadDe Flujo y Rotación de igual Dirección

La pulpa pasa por el canal en la misma dirección que la rotación del tambor.

Obtener concentrado de magnetita de alta Ley a partir de minerales gruesos.

De Rotación Inversa La pulpa pasa por el canal en dirección contraria a la de rotación del tambor.

Cuando varía la ley de alimentación y donde no se requiere alta ley.

A Contracorriente La pulpa se introduce en el punto medio de la sección magnética, características iguales a los dos anteriores

Separación fina, buena recuperación y concentrados limpios.

Secos de Baja IntensidadTambor de Alta Velocidad Tiene alta velocidad con

gran número de imanes permanentes.

Concentración de magnetita cuando no se dispone de agua.

Húmedos de Alta IntensidadTipo Carrusel El carrusel gira a través de

un campo magnético de alta intensidad que induce

Minerales Paramagnéticos: Hematita y Cromita; Pirita de Carbón.

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un campo magnético de alto gradiente.

Secos de Alta IntensidadDe Rodillo Inducido Tiene una serie de rodillos

giratorios laminados formados por discos alternados magnéticos y no magnéticos.

Concentrar materiales paramagnéticos secos: arena de playa, limpieza de sílice.

Tipo LaboratorioTubo Davis Trabaja en húmedo pero

puede trabajar en seco.El material altamente magnético (magnetita).

Isodinámico de Frantz Materiales Paramagnéticos Minerales de Magnetismo débil.

FLOTACIÓN: DEFINICION, DESCRIPCION E HISTÓRIALa flotación es un proceso de separación de materias de distinto origen que se efectúa desde sus pulpas acuosas por medio de burbujas de gas en base a sus propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas. Es un proceso aplicable a los minerales metálicos, no metálicos, sulfuros, silicatos, carbonatos, fosfatos, metales nativos, carbones.Estas separaciones pueden adoptar diversas formas: Flotación colectiva: Se produce la separación en dos grupos, de los cuales el concentrado, contiene por lo menos dos o más componentes y Flotación selectiva: se realiza la separación en diferentes concentrados, uno por cada valor metálico. Flotación bulk(ganga mas q valor metalico) ; Flotación cleaner.(limpiesa valor metalico mayor q la ganga)Fases del proceso de flotación: tres fases: sólida: Mineral, líquida: Agua y gaseosa: Aire, que se inyecta a la pulpa, neumática o mecánicamente, para poder formar las burbujas, sobre los cuales se adhieren las partículas sólidas.Los metales nativos, sulfuros o especies tales como grafito, carbón, talco y otras son poco mojables por el agua y se llaman minerales hidrofóbicoslos minerales que son óxidos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros q representan la mayoría de los minerales estériles son hidrofílico, mojables por el agua. los minerales hidrofóbicos son aerofílicos, es decir, tienen afinidad por las burbujas de aire, los minerales hidrofílicos son aerofóbicos, o sea, no se adhieren a las burbujas. Los minerales hidrofílicos e hidrofóbicos de una pulpa acuosa, se pueden separar entre sí, después de ser finamente molidos y acondicionados con reactivos que hacen mas pronunciadas las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas; Las partículas hidrofóbicas sevan a pegar a las burbujas de aire y pasan a la espuma, mientras que las partículas hidrofílicas se van a mojar y caen al fondo de la celda.Descripción del Proceso : El mineral proveniente de la mina, entra en una planta de chancado en seco en dos o tres etapas hasta obtener trozos de más o menos 10 mm molienda, donde en dos circuitos húmedos de molienda fina el mineral se reduce de tamaño hasta 50-100 micrones, dependiendo de su diseminación, el mineral tiene que molerse hasta el punto en que queda “liberado”, o sea, en que cada partícula individual representa una sola especie mineralógica. El mineral preparado de este modo se acondiciona con distintos reactivos: (modificadores preparar superficie para al adsorcion), colectores(aumentan las propiedades hidrofobicas), espumantes.(espuma

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pareja y estable)Las pulpas acondicionadas con los reactivos se introducen en las celdas de flotación, donde el producto noble, se separa en el concentrado y la parte estéril se descarga como relave. Posteriormente, los productos de concentración pasan por las etapas de espesamiento, filtración y si es necesario, secado, los relaves se llevan a un depósito donde se desaguan generalmente por decantación.Cuando el mineral consta de varios elementos metálicos útiles, como es el caso de menas complejas de cobre, fierro y molibdeno o de plomo, zinc y cobre, entonces la separación de minerales es algo más complicada, primero durante la flotación inicial, se puede optar por una flotación colectiva o selectiva. Esto significa, que se pueden flotar todas las especies útiles en conjunto (flotación colectiva) para separarlas de la ganga y después entre sí, o se puede flotar un componente tras otro en forma selectiva, a este último método se le llama también flotación diferencial.

BREVE HISTORIA DE LA FLOTACIÓN

la flotación es de origen relativamente reciente, es un proceso moderno, cuyos fundamentos teóricos y tecnológicos fueron desarrollados en el siglo XX. Sin embargo este proceso tiene historia que se puede remontar hasta varios siglos atrás.En este sentido, el padre de la historia Herodoto (484 - 425 A.C.) en una de sus obras informa que hace más de 2,500 años atrás usaban plumas grasosas de ganso para hacerlas pasar a través de arenas auríferas y en una corriente de agua recuperar las partículas de oro adheridas a la grasa de las plumas.

Flotación Durante el Siglo XIX

Proceso “Bulk-Oil” : William Haynes, en 1,860, describía un proceso por el cual los minerales triturados y mezclados con una cantidad de aceite de 10% a 20% en peso y enseguida agitados con agua, los sulfuros se asocian en una masa con el aceite y se apartan de la ganga mojada y del agua. fue industrializado por Elmore quien lo patentó con el título de “proceso con uso de aceite en masa” (bulk-oil process) en Estados Unidos en 1,901. El proceso consistía obtener una pulpa con consistencia de 10% a 15% de sólidos. Esta se pasaba por un mezclador horizontal en el cual se agregaba aceite en una proporción de aproximadamente 1 tonelada por 1 tonelada de mineral seco, el mineral acondicionado se descargaba en una celda con fondo inclinado de modo que la parte aglomerada, junto con el aceite, formaban una película de más o menos 10 a 15 mm, en la celda, la pulpa se agitaba lentamente para que no se desintegre la capa de aceite, el nivel de la pulpa se mantenía de modo que el aceite y un poco de agua podían rebalsar. El concentrado que contenía aceite y sulfuros se recuperaba, el aceite se filtraba y regeneraba por centrifugación y lavado, perdiéndose unos 5 a 10 kilogramos por tonelada de mineral tratado. Para mejorar la eficiencia del proceso, deslamaba los minerales y aparte del aceite, agregaba un poco de ácidos grasos y ácido sulfúrico.

los hermanos Bessel quienes en 1877 patentaron un proceso para el beneficio de grafito, hervían el mineral con agua y aceite, durante el calentamiento, se desprendía aire y las

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partículas de grafito, cubiertas con aceite, se pegaban a las burbujas siendo así flotadas, de este modo, por primera vez se usó la flotación con ayuda de burbujas de gas.

Proceso de Flotación por Película: En paralelo con el proceso bulk-oil se estaba también desarrollando otro proceso de flotación que se basaba en el mismo principio de no mojabilidad, se trataba del proceso de flotación por película o “skin-flotation process” . Consistía en la separación de minerales por medio de agua, aprovechando las propiedades hidrofóbicas de los sulfuros. En 1885 H. Bradford, y posteriormente en 1891 A.W. Nobelius patentaron en Estados Unidos, un proceso por el cual los minerales secos y finamente molidos al introducirse en un recipiente de agua, se separan entre sí, porque los sulfuros, debido a sus propiedades hidrofóbicas, forman una película fina que flota, mientras que los minerales de la ganga caen al fondo.

Desarrollo de la Flotación a Principios del Siglo XX El verdadero desarrollo del proceso de flotación, cuya aplicación tecnológica comprende la importancia de las burbujas de aire para el transporte de las partículas hidrofóbicas, empieza en 1886 con los trabajos de los hermanos Bessel, sin embargo, debido a la poca difusión y conocimiento de estos trabajos, no tuvieron aplicación.E. Elmore, el mismo que industrializó el proceso bulk-oil, descubrió el proceso de flotación en vacío, se basa en la generación de burbujas de aire por medio de vacío. Fue patentado en Gran Bretaña en 1904, pronto se aplicó industrialmente: Los minerales, que contenían sulfuros, se molían finamente con agua hasta un tamaño de 20 mallas y se decantaban en un espesador hasta obtener 50% de sólidos. La pulpa densa y deslamada se introducía en un mezclador, se acondicionaba con 0.5% de aceite, las partículas se acondicionaban nuevamente hasta 15%-20% de sólidos y se alimentaba a una cámara comunicada con el sistema de vacío, debido a éste, el aire disuelto en el agua se desprendía, las burbujas de aire se cargaban con las partículas hidrofóbicas cubiertas de aceite, subían a la superficie y rebalsaba, las partículas de ganga quedaban inactivas y caían al fondo. Casi simultáneamente, con el proceso en vacío, aparecieron otros que también estaban basados en la flotación por medio de burbujas de aire. Entre ellos los más importantes fueron el otro proceso de Elmore basado en la posibilidad de generación de gas por medio de a electrólisis en 1904 y los procesos patentados por Delprat en 1903 y Potter en 1904 tuvieron importantes aplicaciones industriales y en realidad fueron las primeras operaciones comerciales que usaron la flotación por espuma para la recuperación de sulfuros.

Primera Flotación por Espuma El proceso de Delprat - Potter consistía en que el mineral crudo, bien molido, se introducía en un mezclador en el cual se acondicionaba con cal o dolomita, durante esta operación también se agregaba una pequeña cantidad de aceite, por medio de dos tubos se introducía ácido sulfúrico de concentración: 1% hasta 10%. Al reaccionar el ácido con los carbonatos, se producía gasificación y agitación de la pulpa, separándose las partículas de sulfuros por medio de burbujas en forma de un concentrado de espuma y los relaves se descargaban por el fondo, la reacción también generaba calor y aumento de temperatura, favoreciendo el proceso.

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El método fue aplicado con gran éxito en Broken Hill, Australia, donde se beneficiaron los relaves de la concentración gravimétrica, que contenían 17% de Zn y 3% Pb, se flotaban obteniendo un concentrado de 49% de Zn y 6% de Pb, recuperando desde 80% hasta 90% del zinc en una operación de más o menos 350 toneladas por día.El uso industrial de la flotación en gran escala puso en evidencia el gran adelanto que representaba este proceso en comparación con los procesos convencionales de concentración, particularmente los gravitacionales, en primer lugar, permitía el beneficio de minerales de baja ley, lo que no se podía lograr con el método anterior, en segundo lugar, se podía recuperar con gran eficiencia los valores metálicos que se encontraban en las lamas ó finos, finalmente las recuperaciones y calidad de los productos obtenidos por flotación superaban las obtenidas por otros métodos.

Avances Introducidos por Mineral Separation : Un considerable cambio en la flotación espumosa y un mejoramiento general del proceso se producen en 1905, con Sulman, Picard y Ballot todos Ingenieros de la firma británica Mineral Separation, quienes con la eficiente ayuda del Ingeniero Mecánico Howard Higgins introducen un nuevo método para producir espuma, aplicando la agitación para succionar y dispersar el aire y empleando una pequeña cantidad de aceite inferior al 1% para espumación y colección. La compañía Mineral Separation fue creada en 1901 por John Ballot en base a las patentes adquiridas a Froment y Cattermole quienes afirmaban la posibilidad de utilizar en flotación cantidades de aceite muy inferiores a las que se usaban en aquellas épocas, Sulman, Picard y Higgins quienes crearon la máquina de flotación con agitación mecánica. En resumen, la disminución drástica de aceite y la introducción de la agitación mecánica, fue la base de la flotación espumosa moderna. La máquina de flotación por agitación de Mineral Separation tuvo gran éxito en la metalurgia extractiva de aquella época, en primer lugar se probó con muy buenos resultados en Broken Hill, Australia, en 1905, donde se trataron más de 1.000.000 de toneladas de relaves gravimétricos, en segundo lugar, encontró aplicaciones en otras minas de zinc y otros metales en Australia, Estados Unidos y otros países. La primera instalación que utilizó la flotación como método de concentración enEE.UU. fue establecida por la Cía. Basin Reduction en Montana, en 1911, Desarrollo de Nuevos Reactivos y Máquinas : La posición exclusiva de Mineral Separation en el campo del beneficio de minerales por flotación, debido a la posesión de las patentes creó en la primera década del siglo anterior dos movimientos opuestos que en resumen, fomentaron el desarrollo y la profundización del proceso, en primer lugar, las compañías por los derechos de uso de patente, trataron de deshacerse de los mismos e iniciaron intensas búsquedas de modificaciones y cambios del proceso; por otra parte la Mineral Separation, ya rica y próspera por su posición única, trató de mantenerla a través de una investigación intensa. Así, debido a la primera causa, fueron creados nuevos tipos de máquinas de flotación, tales como las Callow, Forrester y debido a la segunda se llegó a una aún más drástica reducción del consumo de reactivos y a una fabricación de reactivos solubles en agua. La celda Callow fue patentada en 1914, remplazaba la agitación mecánica por una columna de burbujas inyectadas neumáticamente a través de una tela que cubría el fondo de la celda, la máquina era en forma de un cajón de más o menos 50 cm. de profundidad, 100 cm. de ancho y de 2 a 20 metros de largo, a cierta

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distancia del fondo, la celda estaba cubierta por una tela porosa, de manera que se podía introducir aire a presión, el aire penetraba a través de la tela constituyendo una columna de burbujas mineralizadas que se juntaban en la superficie formando una espuma que rebalsaba, los relaves se eliminaban por la parte inferior. Las ventajas de esta máquina estaba en su bajo costo de construcción y en la ausencia de partes mecánicas de agitación, su desventaja estaba en la obstrucción de los poros de las telas, debido a la formación de carbonato de calcio por reacción en la pulpa del CO2 del aire con la cal. En las máquinas Forrester se elimina la tela y se inyecta aire bajo una cierta presión por una cañería de 1 a 3 cm. de diámetro, se produce así una columna de aire, con lo cual éste se dispersa e impregna con las partículas minerales.

Reactivos Sintéticos: En la época inicial del desarrollo de la flotación, los reactivos que se usaban para la espumación y colección eran productos naturales, principalmente aceites que provenían de la destilación del petróleo o aceites de pino, eucaliptos, aparte de ser productos naturales, estos aceites no eran solubles en agua, lo que causaba dificultades en la formación de una espuma estable y aumentaba su consumo. En el periodo comprendido entre 1909 y 1925 se produjo un cambio paulatino que reemplazó casi en forma completa los antiguos reactivos y redujo las cantidades necesarias para efectuar una flotación satisfactoria desde unos kilos a decenas de gramos. Tal vez el primer paso en este sentido fue dado por la misma Mineral Separation que en 1909 patentó a nombre de Greenway, Sulman e Higgins el uso de aldehídos, quetonas y ésteres como espumantes sintéticos en la flotación de minerales sulfurosos. Posteriormente, Perkins y Sayre patentaron en 1921 colectores sintéticos que contienen compuestos orgánicos con nitrógeno trivalente y azufre bivalente. En 1925 Keller patentó los xantatos (Patente U.S. N° 1554:216) y en 1926 Whitworth patentó los ditiofosfatos (aerofloats) que compiten con los xantatos en flotación de sulfuros.En paralelo con estos descubrimientos se desarrolló el estudio de los reactivos para la flotación de óxidos metálicos y minerales no metálicos. En 1924 Sulman y Edser patentaron el uso de jabones en la flotación de minerales oxidados, en 1935 se introdujeron los colectores catiónicos, para la flotación de minerales no metálicos.Para el desarrollo tecnológico de la flotación fue también de gran importancia el descubrimiento de los reactivos específicos para la depresión y activación de ciertos minerales, entre los descubrimientos más importantes de esta clase se pueden considerar los indicados en la patente australiana de Bradford que señala al sulfato de cobre como poderoso activador de la esfalerita, la patente norteamericana de Sheridan y Grisword que señala a los cianuros como eficientes depresores de la pirita y de la esfalerita y la patente australiana de Lowry y Greenway que señala al bicromato como depresor de la galena. En 1929 Gaudin demostró la influencia del pH sobre la flotabilidad de los minerales en distintas condiciones y de este modo introdujo el control de este importantísimo factor en la tecnología de la flotación.Flotación a Fines del Siglo XX e Inicios del Siglo XXI: Durante los últimos años se han tratado de explicar los fenómenos de flotación con bastante aproximación basándose en físico-química de superficie, termodinámica y cinética del proceso, el método básico de

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flotación por espuma no ha sufrido mayores cambios; se están investigando nuevos reactivos químicos, prevaleciendo fundamentalmente los reactivos sintéticos usados desde principios de la flotación, lo que si esta llamando fuertemente la atención es el tipo de celdas; actualmente se puede apreciar muy claramente tres tipos de celdas y un cuarto tipo en etapa de investigación:1.-Celdas convencionales, ejemplo: Denver sub A2._Celdas de gran volumen que van desde 1000 a 7000 pies 3.-Celdas columna 4.-Celda de ContactoEntre las celdas de gran volumen podemos mencionar: Agitair, Booth, Denver D-R, Maxwell, Nagahm, Outokumpu, Sala, Wemco, Davcra, Flotaire, Cominco, Aker, BCS, Wedag, Jameson.Celda columna, actualmente muchas compañías mineras peruanas tienen instaladas celda columna: Souther Perú Cooper Corporation en Toquepala, Milpo, San Ignacio de Morococha.Importancia de la Flotación : La importancia es que sin ella no se habría podido llegar al presente nivel de producción y satisfacer la demanda y necesidades de nuestra civilización, La flotación ha permitido beneficiar minerales que anteriormente se consideraban desechos y bajar la ley mínima de los minerales a tratar, de este modo las reservas disponibles ha aumentado enormemente. En segundo lugar, la flotación ha permitido la recuperación de metales y minerales que anteriormente no se podían recuperar o por falta de método o por baja ley. Finalmente, la flotación no solamente ha abierto nuevas posibilidades, sino que también ha mejorado los resultados tecnológicos, hoy la gran difusión de la flotación se debe que es un método único, también en muy eficiente, en otras palabras, la flotación no solo permite la recuperación de metales de minerales de más baja ley, granulometría más desfavorable y combinaciones de minerales más complicadas, sino que también permite hacerlo de la mejor forma. Las recuperaciones por flotación casi invariablemente son más altas las leyes de los productos nobles son superiores, los relaves son de menor ley y los costos de operación y producción son más bajos.FISICO-QUIMICA DE SUPERFICIES E INTERFASES:, es necesario estudiar las propiedades químicas y físicas de sus superficies y entender las relaciones que existen entre las fases: sólida, líquida y gaseosa, así como las interfases que ocurren entre éstas. En un sistema acuoso, los átomos de la superficie deben estar en equilibrio con los iones de la solución y como estos iones pueden ser controlados, es posible controlar la naturaleza química de la superficie del mineral. Termodinámica de las Interfases: En esta sección se consideran dos aspectos: la termodinámica de la adsorción sobre las superficies minerales en las interfases aire-agua, y la termodinámica que controla la adherencia de las partículas de mineral a las burbujas de aire. Toda Interfase es el lugar de una fuerza de tensión que actúa en el plano de la interfase, a tal fuerza de tensión se le conoce como tensión superficial y se considera igual a la energía libre de superficie. En la mayoría de los líquidos en contacto con un gas, la tensión superficial disminuye linealmente con la temperatura. Interfase Aire-Agua.: La adsorción en la interfase aire-agua es de interés particular en el proceso de flotación, los espumantes, muchos son alcoholes, son agentes de acción superficial que se utilizan para controlar la espuma, la adición de un alcohol reduce la

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tensión superficial. La tensión superficial de la solución se reduce desde la del agua (0.073 N/m) a un valor cercano a la del alcohol, a pesar que el alcohol es sólo una fracción pequeña de la solución, la superficie de la solución alcohol - agua, debe ser mayormente alcohol. En flotación se emplean colectores, los cuales son compuestos orgánicos heteropolares que se requieren para adsorber tanto en la interfase mineral-agua como en la interfase aire-agua, su función consiste en adherir en forma selectiva las partículas de minerales a las burbujas de aire. Los colectores difieren de los espumantes en que son electrólitos, por lo que se debe considerar la adsorción de las especies iónicas en la interfase aire-agua. Un electrolito débil, tal como la sal de un ácido graso, la adsorción del ácido se debe tener en cuenta, lo que significa que el pH de una solución tiene un efecto sobre la tensión superficial.La doble capa eléctricaLa adsorción que tiene lugar en la superficie de una partícula mineral es regulada por la naturaleza eléctrica de esa superficie. En la Figura 2, se ve que si una especie iónica es adsorbida en una interfase, entonces deben adsorberse contraiones por la electro neutralidad, también representa una superficie mineral y la doble capa eléctrica se le conoce como el modelo de Stern de la doble capa eléctrica.Los iones que son quimiadsorbidos en la superficie mineral establecen la carga de superficie y se les llama iones determinantes del potencial y pueden ser iones de los que está compuesto el mineral, iones de hidrógeno o hidroxilo, iones colectores que forman sales insolubles con los iones de la superficie mineral, o iones que forman iones complejos con los iones de la superficie mineral. La densidad de adsorción de los iones determinantes del potencial de la superficie mineral determina la carga de superficie de un mineral. La actividad de los iones determinantes del potencial al que la carga de superficie es igual a cero se llama punto de carga cero (PCC) del mineral. Cuando los iones H+ y OH- son determinantes del potencial, el PCC se expresa en función del pH. Fenómenos ElectrocinéticosEl potencial eléctrico en este plano de esfuerzo cortante se conoce como el potencial zeta, z. El potencial zeta se puede medir. la magnitud del potencial zeta es siempre menor que la del potencial de la superficie ph. Es de gran valor para el ingeniero metalurgista, el conocimiento de la forma en que varía el potencial zeta de un mineral al cambiar las condiciones de la solución. Suponiendo que el plano de esfuerzo cortante y el plano de Stern coinciden, una medida del potencial zeta puede aportar una comprensión de los fenómenos de adsorción que ocurren. también el punto al que el potencial zeta se vuelve cero tiene un significado especial, se le conoce como el punto isoeléctrico (PIE), En muchos casos el PCC y el PIE coinciden, Debe notarse que el valor del PCC o PIE para un mineral en es afectado por la presencia de trazas de elementos en la estructura del mineral, como un ejemplo, los valores del PIE para el cuarzo se reportan desde un pH de 2 hasta un pH de 3.7

Mineral PCC o PIEBaritaCalcitaCasiteritaCalcopirita

3,4 (pBa 3.9 - 7.0)8.24.52.0 - 3.0

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CromitaCorindónFluoritaGalenaGoetitaHemalitaCaolinitaMagnetitaMolibdenitaPiritaPirrotinaCuarzoRutiloSchelitaEsfaleritaCircón

5.6 - 7.29.0 -9.46.2 (pCa 2.6 - 7.7)2.4 - 3.06.7 - 6.84.8 - 6.73.46.51.0 - 3.06.2 - 6.93.02.0 - 3.75.8 - 6.710.2(pCa 4.0 - 4.8)3.0 - 7.54.0 - 5.8

Interfase mineral-agua: En el procesamiento de minerales, por flotación, separación gravimétrica, clasificación, cribado, filtración y molienda, es importante la interfase mineral-agua, La adsorción de iones procedentes de la solución en esta interfase depende de la composición química: Quimiadsorción y la estructura de la superficie mineral, así como de la doble capa eléctrica. En un sistema heterogéneo se logra el equilibrio cuando el potencial químico de todas las especies es igual en todas las fases.

Contacto de tres fases: La interfase aire-mineral o aire-agua, se debe establecer para una partícula que se va ha recolectar en los procesos de flotación, Para que ocurra la flotación debe crearse una interfase mineral-aire con la destrucción simultánea de las interfases agua-aire y mineral-agua de igual área. Δγ=γma - (γwa+γmw) (6 ) A se le cita a veces como el trabajo de adhesión entre el aire y la superficie mineral (burbuja y partícula) o como la tenacidad de adhesión, también se le ha llamado coeficiente de dispersión. Para que sea posible la flotación, es decir, para que se cree una interfase mineral-aire, debe ser negativo el cambio de energía libre dado por la ecuación 6. Cuando se combina la ecuación 6, con la ecuación de Young se obtiene la siguiente expresión para el cambio de energía libre:Δγ=γwa(cos θc - 1 ) (7 )Esta ecuación se ha usado con frecuencia para analizar el proceso de flotación: Mientras más negativo sea el valor de , mayor es la probabilidad de adhesión entre la partícula y burbuja, y por tanto de flotación, tal tratamiento termodinámico, describe sólo el cambio general de energía libre y no toma en cuenta las etapas intermedias que ocurren en la adhesión de partícula-burbuja. En consecuencia, el ángulo de contacto es afectado por el movimiento de las partículas y de las burbujas, por lo tanto la aplicación de la ecuación 7 es limitada.

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Influencia de los reactivos.

En estado natural, el agua y la mayoría de los minerales son hidrofílicos, mediante la adición de los colectores de flotación, disminuye el valor de (ma - mw) y por tanto se incrementa el ángulo de contacto (ecuación 4). De Bruyn y asociados, combinaron la ecuación de Gibbs con la ecuación de Young para demostrar que:Γma>Γmw (8 )Donde ma es la densidad de adsorción del colector en la interfase mineral-aire y mw es la densidad de adsorción del colector en la interfase mineral-agua. Significa que la capa de espumante que lleva encima una burbuja de aire penetra en la capa del colector que está sobre el mineral para formar una capa surfactiva mixta en la interfase mineral-aire.

Contacto entre burbuja-partícula En la adhesión de una partícula a una burbuja se puede considerar tres etapas:1. El acercamiento de la burbuja y la partícula2. Adelgazamiento de la película de agua entre la burbuja y la partícula hasta que ocurre

la ruptura.3. Establecimiento del contacto en equilibrio.La primera etapa la rige la hidrodinámica del proceso, la tercera la define el ángulo de contacto, la segunda etapa, es la más importante y se examina a continuación:Cuando la separación entre burbuja-partícula es mayor de alrededor de 1000 nm dominan las fuerzas hidrodinámicas, si esta distancia de separación es menor, las fuerzas moleculares, se han reconocido tres tipos de fuerza molecular:a Las fuerzas de atracción de Vander Waals.b Las fuerzas eléctricas que se originan de la interacción de las dobles capas que hay en el agua y en torno de las partículas.C La hidratación de cualquier grupo hidrofílico, sobre las superficies de partículas.

Cinética y adhesión entre partícula y burbujaEl acercamiento de una partícula a una burbuja y la unión subsiguiente, han sido examinados por muchos investigadores, tanto experimental como teóricamente. La rapidez de flotación se considera igual al producto de tres factores.1. La rapidez de colisión entre partículas y burbujas.2. La probabilidad de adhesión.3. La probabilidad de que la partícula adherida no se desprenda posteriormente a causa

de la turbulencia.

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