Flotacion de Minerales

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    01-Oct-2015
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FLOTACION DE MINERALES

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  • 1- ASPECTOS GENERALES DEL PROCESO

    2 - VARIABLES DEL PROCESO

    3 - CIRCUITOS DE FLOTACION

    4 - CELDAS DE FLOTACION

    5 - REACTIVOS DE FLOTACION

    6 - ESPESAMIENTO

    7 FILTRACION

    8 - BALANCES Y CALCULOS METALURGICOS

  • La explotacin econmica de minerales, requiere de procesos de beneficio que separen las especies tiles de aquellas que no tienen valor econmico.

    Las tcnicas de separacin se basan en un conjunto de propiedades individuales de los minerales, tales como gravedad especfica, susceptibilidad magntica y otras propiedades.

    La flotacin es una tcnica que aprovecha la diferencia entre las propiedades superficiales o interfaciales del mineral y la ganga.

    Se basa en la naturaleza hidrofbica de la superficie de las partculas.

    La tcnica para lograr una separacin efectiva, se basa en la adhesin de algunos slidos a las burbujas de aire generadas en la pulpa por algn medio externo, en la celda de flotacin.

    Las burbujas de aire transportan los slidos a la superficie, donde son recolectados y recuperados como concentrado.

    La fraccin que no se adhiere a las burbujas permanece en la pulpa y constituye las colas o relaves.

  • Para lograr una buena concentracin se requiere, que las especies que constituyen la mena estn separadas o liberadas.

    La separacin de las especies de la mena se logra en las etapas previas de chancado y molienda.

    La flotacin es el proceso ms eficaz, ms usado y ms complejo de todos los mtodos de concentracin de minerales.

    El mtodo es muy verstil y permite concentrar minerales de alta y baja ley.

    Es de uso general en la concentracin de minerales metlicos como: cobre, plomo, cinc, nquel, molibdeno, plata, manganeso, cromo, cobalto, etc.

    Tambin es usado en la concentracin de minerales no metlicos como el carbn.

  • La separacin se efecta en un medio que consta de tres fases:

    Fase lquida Agua, que constituye el medio ideal para separacin.

    Fase gaseosa - Aire se inyecta a la pulpa o aspira mecnicamente.

    Fase slida- Representada por las especies de valor y la ganga.

    La flotacin se basa en las propiedades hidrofbicas e hidroflicas delos minerales a separar, es decir su comportamiento a la mojabilidadpor el agua.

    Minerales Hidrofbicos Son poco mojables por el agua.Metales nativos, sulfuros de los metales, grafito, carbn o talco.

    Minerales Hidroflicos Son mojables por el agua.Oxidos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros minerales de la ganga.

    Los minerales hidrofbicos son aeroflicos. Afinidad por las burbujasde aire.

    Los minerales hidroflicos son aerofbicos. Rechazan las burbujasde aire.

  • Los pasos usuales de la flotacin con espuma son los siguientes:

    Se realiza molienda hmeda hasta tamao de partcula apropiados. El mineral se muele por lo menos 48 mallas.

    La pulpa se diluye con agua hasta una consistencia entre 25% y 40% slidos.

    Se agrega un reactivo "colector que hace al mineral valioso repelente al agua y otros reactivos que puedan ayudar a conseguir dicho efecto.

    Se agrega un reactivo espumante para establecer una espuma estable a la cual se adhieren los slidos.

    Se introduce corriente de aire a la pulpa, por agitacin o adicin directa.

    Formacin de una espuma cargada de mineral en la superficie de la pulpa.

    Se retira el concentrado para flotacin de limpieza en etapas posteriores.

    Las colas van a otras celdas de flotacin para darles tiempo y oportunidad a seguir reaccionando al tomar contacto con nuevas burbujas de aire y otras partculas pueden pasar al concentrado.

  • El proceso de flotacin est gobernado por una gran cantidad de variables, que interactan entre s, ycuyo conocimiento contribuir a comprender mejor el proceso y obtener un mejor rendimiento.

    Las variables que inciden en el proceso de flotacin suelen ser clasificadas en dos grupos:

    Un grupo que comprende la naturaleza del mineral, asociacin de la mena con otros componentes, presencia de impurezas y procesos secundarios como oxidacin y otros factores que determinan el comportamiento del mineral en un circuito de flotacin.

    Otro grupo que considera los problemas que se presentan en los circuitos de reduccin de tamao, oxidacin durante la conminucin, disolucin de componentes de la mena.

    Dentro de este ltimo grupo de variables debe considerarse la calidad del agua usada en flotacin. El agua lleva sustancias disueltas que pueden afectar el proceso de flotacin.

    Adems se deben considerar, variables de menor importancia; que en su momento pueden tener granrelevancia como:

    las cargas circulantes.cantidad y calidad de reactivos de flotacin.Temperatura y pH de la pulpa.aireacin y altura de la espuma.

    A continuacin se analizan algunas de las variables metalrgicas ms importantes.

  • Para flotacin, es de gran importancia:La naturaleza y composicin qumica de los minerales tiles y de la ganga.Su diseminacin, dureza, fenmenos secundarios de oxidacin y meteorizacin.Impurezas que acompaan la mena.Antecedentes geolgicos del yacimiento y su mtodo de explotacin.

    La composicin qumica del componente til flotable es lo que determina el tipo de tratamiento y dereactivos que se usarn.

    Los sulfuros, metales nativos y compuestos con arsnico, no presentan dificultades a la flotacin.

    El problema metalrgico de la selectividad puede ser serio debido a la flotabilidad de la ganga y la imposibilidad de eliminarla, por lo cual a menudo se opta por tratamientos piro o hidrometalrgicos para resolverlos.

    Es de mucha importancia la dureza del mineral y la naturaleza de sus acompaantes.

    Muchos minerales recuperables por flotacin estn acompaados por gangas secundarias descompuestas, que en los circuitos de molienda se desintegran y forman lamas que perjudican el proceso de flotacin, ya que debido a su forma escamosa se adhieren con gran facilidad a las burbujas de aire, bajando las recuperaciones de los minerales tiles y ley de los concentrados.

  • En flotacin, el transporte de partculas desde la pulpa a la fase espuma, ocurre debido a partculas adheridas a las burbujas y por arrastre de pulpa.

    Existe un tamao de partcula que presenta una mayor recuperacin, con una disminucin de sta para tamaos ms gruesos y ms finos que este tamao ptimo.

    La disminucin de recuperacin para tamaos gruesos se justifica con el aumento de masa de partculas.

    La disminucin de la recuperacin para tamaos pequeos se relaciona con la dificultad de adhesin debido a que stas no adquieren la suficiente energa cintica para producir un agregado partcula-burbuja estable.

    El tamao de partcula es la variable sobre la cual se debe poner ms nfasis en su control, debido a su efecto sobre la recuperacin, y por su incidencia en los costos de operacin del proceso global.

    El tamao se reduce hasta la "liberacin", cuando las partculas valiosas se separan de las partculas de la ganga, para que as el colector pueda actuar sobre el mineral valioso y flotarlo.

  • En general, se considera que el tamao mximo conveniente para la mayora de los minerales es de 48 mallas, o sea 0,3 mm. Partculas de mayor tamao son muy pesadas o bien no estn bien liberadas.

    El problema de la liberacin de las partculas minerales, para su flotacin satisfactoria, crea otro problema serio que es la sobremolienda.

    Las especies mineralgicas dentro de una mena no son de la misma dureza. Esto significa que en el proceso de reduccin de tamao, las especies ms blandas se desintegran con mayor proporcin que las duras.

    Los minerales slo deben molerse hasta un grado de liberacin econmico. Una molienda excesiva, causa prdidas en la flotacin y mayores gastos.

    Si se muele el mineral tan grueso como la flotacin lo permita se consigue:

    Mayor recuperacin al evitar formacin de lamas en la pulpa.Bajo costo de molienda.Menor volumen de equipo de flotacin requerido.Concentrados de mejor ley.Reducir el rea requerida para filtracin y espesamiento.Concentrados ms secos con menor volumen a transportar.

  • Este es un factor importante porque existe un porcentaje de slidos ptimo para el proceso y porque afecta el tiempo de residencia del mineral en un circuito de flotacin.

    Los inconvenientes de trabajar con pulpas densas son la reduccin en la velocidad de flotacin y disminucin de las recuperaciones.

    Dentro de las densidades de pulpa ms usuales 20 - 30% de slidos, se ha observado que, el porcentaje de slidos no influye en forma notable en las recuperaciones y leyes de los concentrados.

    La situacin cambia si se tiene condiciones extremas con pulpas muy diluidas o muy densas.

  • Si la pulpa es muy densa, (sobre un 40% de slidos) la velocidad de flotacin puede bajar considerablemente.

    Las pulpas que llegan al circuito de flotacin provienen de un circuito de molienda hmedo que trabaja con un porcentaje de slidos de 65% a 75%.

    La descarga del molino se diluye con agua y se enva a un hidrocicln. Este equipo clasifica las partculas de acuerdo a su tamao, las ms finas se retiran por el rebalse y son alimentadas al circuito de flotacin, esta corriente tiene una consistencia normal de entre 25% y 35% de slidos.

    En un hidrocicln, al aumentar el porcentaje de slidos el rebalse ser ms grueso y al disminuir el porcentaje de slido el rebalse ser ms fino.

    Lo anterior se confirma con datos de una planta en operacin. Es necesaria un 30% slidos para obtener un rebalse de 67% -200 mallas. Si aumenta a 35%, la granulometra baja a un 63% - 200 mallas . Si disminuye a 25%, la granulometra sube a un 70% - 200 mallas.

    El porcentaje de slidos que se emplee en el circuito de flotacin, tambin depende de la disponibilidad de agua. La mayora de las minas estn ub