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4. CIRCUITOS DE FLOTACIN.

Dr.m.Sc. Ing. Julio Tremolada

4.1. IntroduccinLos circuitos de flotacin constan de varias etapas, en general, en la flotacin de minerales de cobre se utilizan las etapas rougher, cleaner, cleaner-scavenger y recleaner. Sin embargo, en la flotacin de otros minerales podran encontrarse etapas rougher, scavenger, cleaner y recleaner. La etapa primaria de flotacin (etapa rougher) se alimenta con el rebalse de los hidrociclones de un circuito cerrado molienda/clasificacin. Por

otra parte, es comn que el concentrado de la etapa rougher se someta auna remolienda antes de ingresar a la etapa cleaner.

En relacin a las celdas de flotacin utilizadas en los circuitos, las celdas mecnicas son utilizadas en las etapas rougher, scavenger y cleanerscavenger, mientras que, columnas de flotacin se aplican a las etapas cleaner y recleaner. Sin embargo, existen algunas concentradoras que usan celdas mecnicas en la etapa cleaner y celdas columnares en la etapa recleaner. En la actualidad, la tendencia es aumentar el tamao de los equipos hacia celdas mecnicas de volumen superior a los 4000 ,

originada por la disminucin de los costos de operacin (energa,mantencin, etc.) de estas celdas de gran volumen.

4.2. Etapas de flotacinLa flotacin de minerales se realiza en etapas (tambin llamados circuitos), cuyos objetivos involucran una alta recuperacin de las especies tiles con la mayor selectividad posible. Para cumplir con estos objetivos los circuitos estar divididos en etapas destinadas a que se consigan esos propsitos, y en estas etapas las celdas de flotacin estn ordenadas en bancos de celdas y en columnas de flotacin. As, en las plantas concentradoras existe el banco de celdas rougher, las celdas columnares de la etapa cleaner, el banco de celdas

cleaner-scavenger, etc. La etapa rougher es la etapa primaria, en ella se logranaltas recuperaciones y se elimina gran parte de la ganga.

. Debido a que esta etapa se opera con la mayor granulometra posible, el concentrado rougher est constituido por materiales medios o middlings, por lo cual las leyes de este concentrado son de bajas y requieren una etapa de limpieza que selective el concentrado. Al circuito rougher llega la alimentacin del proceso de flotacin, y en algunas oportunidades, concentrados de la etapa scavenger o colas de la etapa cleaner. Las colas de la etapa rougher pueden ser colas finales del proceso, o bien, almentacin a un circuito scavenger.

La etapa scavenger o de barrido tiene como objetivo aumentar la

recuperacin de las especies tiles desde las colas de la etapa rougher.Producen colas finales del proceso y un concentrado de baja ley que puede juntarse a la alimentacin del proceso de flotacin, o a una etapa de remolienda y su posterior tratamiento. Los circuitos cleaner o de limpieza, junto a los circuitos recleaner, tienen como objetivo aumentar la ley de los concentrados rougher, a fn de alcanzar un producto que cumpla con las exigencias del mercado, o bien, de la etapa del proceso

siguiente a que ser sometido el concentrado. Dado que la etapa cleaneres selectiva, normalmente el concentrado rougher es sometido a una etapa de remolienda previa, para alcanzar la mayor liberacin posible de las especies tiles. antes de alimentarse al circuito cleaner

En las plantas concentradoras de cobre se utilizan circuitos cleanerscavenger, los cuales se alimentan con las colas de la etapa cleaner. En general, el concentrado de la etapa cleaner- scavenger se junta a los concentrados rougher y alimentan la etapa cleaner. Las colas de los circuitos cleaner-scavenger, dependiendo de la ley que posea se juntan a las colas finales.

Diferentes tipos de circuitos de flotacin son presentados en las figuras7.1, mientras que, en las figuras 7.2 y 7.3 se presenta el circuito de flotacin de Compaa Minera Candelaria y el diagrama de flujo del proceso de Minera Los Pelambres.

4.3. Celdas de flotacin4.3.1. Celdas mecnicas

La celda mecnica est constituida por un depsito en forma de paraleleppedo o forma cbica, de distintas capacidades, con un mecanismo rotor-estator para la dispersin del slido y el aire. Las celdas se juntan en serie y forman un banco de flotacin agrupndose de diferentes formas. Por ejemplo, un banco de 12 celdas mecnicas podra tener las siguientes configuraciones, de acuerdo a como se agrupen las celdas : 3-3-3-3; 2-2-2-3-3, etc. En la figura 7.4 se muestra una celda de flotacin Wemco.

En las celdas de flotacin, se pueden distinguir tres zonas tpicas (figura 7.5) : Una zona de alta turbulencia, a nivel del mecanismo de agitacin. Una zona intermedia. Una zona superior.

En la zona de alta turbulencia o zona de agitacin se producen los choques para la adhesin partcula burbuja. En esta zona deben existir las condiciones contacto. La zona intermedia se caracteriza por ser una zona de relativa calma, lo hidrodinmicas y fisicoqumicas que favorezcan este

que favorece la migracin de las burbujas hacia la parte superior de lacelda.

La zona superior corresponde a la fase espuma, esta formada por burbujas separadas por finos canales de pulpa. La pulpa descarga por rebalse natural, o con la ayuda de paletas mecnicas. Cuando la turbulencia en la interfase pulpa/espuma es alta, se produce una contaminacin debido al arrastre significativo de pulpa hacia la espuma.

En su desplazamiento vertical, la burbuja va siendo menos estable,adelgazando sus paredes, con lo que se crea un flujo de agua que retorna a la pulpa y arrastra consigo parte de las partculas que se encuentran en los canales no adheridas a las burbujas. Esta accin limpiadora depende de la altura de la zona de espuma y de sus propiedades.

En general, la espuma de flotacin debe ser lo suficientemente estable como para retener la masa de mineral, y lo suficientemente frgil como para romperse al caer a la canaleta de concentrados, y no producir transtornos

en su transporte. Estos mecanismos sugieren las siguientes variables quecontrolan la espuma : Tipo y dosificacin del espumante. Flujo o densidad de flujo de aire. Altura de rebose o altura de espuma. Altura de remocin de la espuma.

Figura 7.1. Diferentes circuitos de flotacin.

Figura 7.2. Circuito de flotacin de Compaa Minera Candelaria

Figura 7.3. Diagrama de flujo del proceso de Minera Los Pelambres.

Figura 7.4. Celda de flotacin Wemco.

Figura 7.5. Zonas tpicas de una celda de flotacin

Las funciones ms importantes de las celdas de flotacin son : Mantener todas las partculas, an las ms gruesas o las ms densas, en suspensin dentro de la pulpa. Para conseguir lo anterior, la pulpa debe ser mezclada o sometida a circulacin dentro de la celda a altas velocidades, de modo de superar las velocidades de sedimentacin de las partculas ms

gruesas. La aireacin, que involucra la diseminacin de finas burbujas de aire dentro de toda la celda. Promover la colisin entre las partculas de mineral y las burbujas de aire, con la finalidad de permitir la adhesin selectiva y el transporte de las partculas de mineral deseado en la columna de espuma. Mantener la pulpa en condiciones de quietud, inmediatamente debajo de la

columna de espuma. Las celdas se disean de modo de prevenir laturbulencia en las cercanas de la espuma, puesto que produce una prdida de estabilidad de la espuma y baja la recuperacin.

Proveer un eficiente transporte de la pulpa alimentada a la celda y de la salida del concentrado y del relave desde el circuito. Proveer un mecanismo de control de : la profundidad de la pulpa y la profundidad de la columna de la espuma; la aireacin de la celda e

idealmente del grado de agitacin de la pulpa.

En relacin al tamao de las celdas mecnicas de flotacin, stas han ido aumentando notoriamente en su tamao a lo largo de los aos. Actualmente, las celdas ms grandes en operacin tienen un tamao de

5000 pies3

4.3.2. Columnas de flotacinEn aos recientes un considerable aumento en el uso y aplicacin de las

columnas de flotacin en la recuperacin y concentracin de minerales,acelerado en el inters en mtodos alternativos ms econmicos y eficaces, ha sido la razn del creciente nmero de unidades en operacin, no slo en Chile, sino en el mundo entero. La columna de flotacin (figura 7.6) se ha constituido en uno de los desarrollos ms destacados de los ltimos tiempos en el campo de la concentracin de minerales. Las celdas columnares resultan especialmente

atractivas en circuitos de limpieza, ya que es posible efectuar en una solaetapa, varias de estas etapas que anteriormente se realizaban en celdas mecnicas convencionales. Esto hace posible el uso de circuitos ms simples y fciles de controlar (figuras 7.7 y 7.8).

En

las

columnas

de

flotacin

la

alimentacin

es

inyectada

a

aproximadamente 2/3 de altura de la columna, el concentrado sale por la parte superior de la celda, mientras que, la cola o relave se recoge por la parte inferior de la columna Bsicamente, la columna de flotacin consiste de dos zonas : a) la zona de coleccin tambin conocida como zona de recuperacin), y la zona de

limpieza sobre la interfase (tambin conocida como zona de espuma). En lazona de coleccin, las partculas de la suspensin de alimentacin son conectadas en contracorriente con las burbujas producidas por un distribuidor de burbujas que se encuentra en el fondo de la columna. Las partculas hidrofbicas colisionan con las burbujas, se unen a ellas y son transportadas a la zona de limpieza. Las partculas hidroflicas y menos hidrofbicas son removidas por el fondo de la

Figura 7.6. La columna de flotacin.

Figura 7.7. Circuito de flotacin sin columna de flotacin.

Figura 7.8. Circuito de flotacin con columna de