Flotacion de Minerales

Click here to load reader

  • date post

    26-Nov-2015
  • Category

    Documents

  • view

    225
  • download

    3

Embed Size (px)

Transcript of Flotacion de Minerales

FUNDAMENTOS FLOTACIN DE MINERALESLa definicin tradicional de flotacin dice que es una tcnica de concentracin de minerales en hmedo, en la que se aprovechan las propiedades fsico-qumicas superficiales de las partculas para efectuar la seleccin. En otras palabras, se trata de un proceso de separacin de materias de distinto origen que se efecta desde sus pulpas acuosas por medio de burbujas de gas y a base de sus propiedades hidroflicas e hidrofbicas. Segn la definicin, la flotacin contempla la presencia de tres fases: slida, lquida y gaseosa. La fase slida est representada por las materias a separar, la fase lquida es el agua y la fase gas es el aire. Los slidos finos y liberados y el agua, antes de la aplicacin del proceso, se preparan en forma de pulpa con porcentaje de slidos variables pero normalmente no superior a 40% de slidos. Una vez ingresada la pulpa al proceso, se inyecta el aire para poder formar las burbujas, que son los centros sobre los cuales se adhieren las partculas slidas. Para lograr una buena concentracin se requiere que las especies que constituyen la mena estn separadas o liberadas. Esto se logra en las etapas previas de chancado y molienda. Para la mayora de los minerales, se logra un adecuado grado de liberacin moliendo a tamaos cercanos a los 100 micrones (0,1 mm). Al aumentar el tamao de la partcula, crecen las posibilidades de mala adherencia a la burbuja; en tanto que las partculas muy finas no tienen el suficiente impulso para producir un encuentro efectivo partcula burbuja.Tipos de Flotacin Los tipos de Pueden ser: Flotacin por espumas Flotacin por partculas Flotacin por aceites Siendo de mayor aplicacin en la actualidad, en nuestro Pas, a la mineralurgia o procesamiento de minerales, la flotacin de espumas, que a su vez puede ser clasificada en: a. Flotacin directa, cuando en la espuma se tiene al mineral valioso concentrado y en la pulpa el mineral de ganga como relave. b. Flotacin reversa o inversa, 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. Tambin puede clasificarse en: Flotacin bulk o colectiva, 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. Flotacin selectiva o diferencial, la cual por la accin selectiva de los reactivos permite obtener en un concentrado un slo mineral valioso, es decir, en mayor concentracin. Entindase por selectividad a la fijacin preferencial del colector o reactivo heteropolar en la superficie de un determinado mineral valioso.

1.1. Flotacin por espumasEs un proceso fsico qumico de concentracin de minerales finamente molidos. El proceso comprende el tratamiento qumico de una pulpa de mineral a fin de crear condiciones favorables para la adhesin de ciertas partculas de minerales a las burbujas de aire. Tiene por objeto la separacin de especies minerales, finamente divididos a partir de una pulpa acuosa, aprovechando sus propiedades de afinidad (hidrofilico) o repulsin (hidrofbico) por el agua. Las especies valiosas o tiles constituyen una fraccin menor del mineral, mientras que las especies no valiosas o estriles constituyen la mayor parte.El carcter hidrofbico o de afinidad hace que estas partculas hacen que estas partculas se mojen, permanezcan en suspensin en la pulpa, para finalmente hundirse. El carcter hidrofbico o de repulsin evita el mojado de las partculas minerales que pueden adherirse a las burbujas y ascender.

1.2. Mecanismo de flotacin por espumas

El proceso de flotacin est basado sobre las propiedades hidroflicas e hidrofbicas de los slidos a separar. Se trata fundamentalmente de un fenmeno de comportamiento de los slidos frente al agua, o sea, de mojabilidad de los slidos. Los metales nativos, sulfuros de metales o especies tales como grafito, carbn bituminoso, talco y otros, son poco mojables por el agua y se llaman minerales hidrofbicos naturales. Por otra parte, los minerales que son xidos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros son hidroflicos, o sea, mojables por el agua. Se puede observar adems que los minerales hidrofbicos son aeroflicos, es decir, tienen gran afinidad por las burbujas de aire, mientras que los minerales hidroflicos son aerofbicos, o sea, no se adhieren normalmente a ellas.Estas propiedades de algunos minerales lo tienen en forma Natural, pero pueden darse o acentuarse mediante los reactivos de flotacin.Minerales Hidrofilicos: Son mojables por el agua, constituidos por: xidos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros, que generalmente representan la mayora de los minerales estriles o ganga. Haciendo que se mojen, permanezcan en suspensin en la pulpa para finalmente hundirse.Minerales hidrofbicos: Son aquellos que no son mojables o son poco mojables por el agua, dentro de ellos tenemos: Los metales nativos, sulfuros de metales o especies tales como: Grafito, carbn bituminoso, talco y otros, haciendo de que evite el mojado de las partculas minerales, que pueden adherirse a las burbujas de aire y ascender

Fig. 1 Mecanismo de Flotacin

1.3. Elementos de la flotacin de minerales El proceso de flotacin se desarrolla en un medio acuoso para lo cual estudiaremos cada estructura y sus respectivas propiedades de cada elemento que lo conforma.Fase Slida: Est representada por los slidos a separar (minerales) que tienen generalmente una estructura cristalina.Esta estructura es una consecuencia de la comparacin qumica de las molculas, iones y tomos componentes que son cada uno, un cuerpo completo.Fase Liquida: Es el agua debido a su abundancia y bajo precio; y tambin debido a sus propiedades especficas, constituye un medio ideal para dichas separaciones. La dureza del agua sea la contaminacin natural causada por sales de calcio, magnesio y sodio. Estas sales y otro tipo de contaminaciones no solo pueden cambiar la naturaleza de la flotabilidad de ciertos minerales sino tambin son casi siempre causa de un considerable consumo de reactivos de flotacin con los cules a menudo forman sales solubles.Fase Gaseosa: Es el aire que se inyecta en la pulpa neumtica o mecnicamente para poder formar las burbujas que son los centros sobre los cuales se adhieren las partculas slidas. La funcin del aire en la flotacin tiene distintos aspectos de los cuales los principales son:a. El aire influye qumicamente en el proceso de flotacinb. Es el medio de transporte de las partculas de mineral hasta la superficie de la pulpa.1.3.1. Caractersticas de las Distintas Interfases.A) Gas-Liquido: Como se ha dicho anteriormente, en la flotacin estas interfases se produce invariablemente entre el aire y el agua. La caracterstica fundamental de la interfase gas-liquido.B) Solid lquido: Las superficies o partculas slidas sumergidas en el agua son objeto de hidratacin. Como se dijo anteriormente, esta depende del carcter de la superficie de los slidos, o sea, de las caractersticas elctricas que existen en las superficies despus de su creacin.C) Contacto entre las tres fases (S L V): En la flotacin de una partcula slida utilizando una burbuja de aire como medio de transporte, la unin entre estos dos elementos se efecta a travs del contacto trifsico (Slido Lquido - Gas).

Fig.2 Componentes de la flotacin

1.4. Cintica de la flotacin Se define como cintica de flotacin a la variacin de la cantidad del producto obtenido en la espuma de flotacin respecto al tiempo de flotacin.Para un razonable entendimiento de un proceso, las cantidades que deben ser evaluadas pueden dividirse en 3 grupos: Mtodos experimentales para determinar la velocidad del proceso. Efectos de las variables del proceso. El mecanismo o la ecuacin que denota velocidad.

Sin embargo para la flotacin de minerales es difcil aplicar tal metodologa. Las bases de la cintica de la flotacin de minerales y los problemas y mtodos en el modelaje y simulacin de la flotacin se vienen revisando permanentemente.Los mecanismos fundamentales de la flotacin an no han sido plenamente establecidos.Un amplio nmero de variables, tanto qumico como mecnico puede afectar la performance de las celdas o la velocidad de flotacin.Los criterios qumicos y termodinmicos son los que determinan la hidrofobicidad de la partcula requisito fundamental para una flotacin.El proceso de flotacin de minerales, aunque complejo, puede conceptualizarse en trminos de un conjunto de subprocesos como:I. La entrada de la pulpaII. La adhesin de las partculas a las burbujasIII. El transporte entre la pulpa y la espumaIV. La remocin del producto de la flotacin y los relaves.Cada uno de estos procesos puede a su vez dividirse en otros micros procesos y en cada uno de ellos existir efectos diversos, por otro lado se ha comprendido que la velocidad de la flotacin est fuertemente influenciada por los sub-procesos II y III.Cuando las burbujas ascienden a travs de la pulpa se encuentra con partculas de mineral valioso o ganga. Si se tiene que las partculas de mineral valioso son hidrofbicos y se encuentran suficientemente cerca de la burbuja, ocurrir la coalescencia.Si la adhesin es fuerte, la burbuja con la partcula del mineral ascender al tope.Cuando una burbuja se mueve a la interfase pulpa espuma, los residuos quedan bajo las espumas, mientras que la capa liquida, separa a las dos drenando hacia abajo lentamente.Nuevas burbujas que lleguen despus empujan a las primeras hacia la zona de espuma con el fin de cargarse de mineral.La capa liquida entre las burbujas en la espuma tiene de valores tan buenos as como alguna ganga que pueda haber sido atrapada. La espuma en la parte superior de la celda es limpiada con su carga de partculas. Se reconoce que la fase espumosa juega un rol de interaccin significante en la eficiencia de la flotacin, especialmente en relacin al grado del producto.

1.5. Aspectos del proceso de Flotacin Algunos Metalurgistas han sealado en sus estudios que en el proceso