Flotacion Final

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FLOTACININDICEPag.INTRODUCCIN CONCEPTOS TERICOS FENOMENOS INVOLUCRADOS FENMENOS INTERFACIALES FENMENOS HIDRODINMICOS FLOTACIN DE MINERALES Etapas de flotacin Clasificacin de los reactivos 1. Colectores 2. Espumantes Separacin selectiva Equipos de flotacin 1. Celdas mecnicas o convencionales 2. Celdas columna res 3. Otras celdas neumticas Celda G Cell (Giratory cell,Imhof) Celda Jameson (Xstrata) Circuitos de flotacin Principios de dimensionamiento (celdas agitadas mecnicamente) Principios de dimensionamientos (columnas) ASOCIACIONES DE CELDAS APLICACIONES: ALGUNOS CASOS PRACTICOS 1. SEPARACION DE Cu, Pb y Zn DE UN SULFURO 2. TRATAMIENTO DE UN MINERAL DE FLUORITA/BARITA 3. FLOTACIN DE PEGMATITA 35 36 37 12 12 20 23 27 27 29 30 30 31 31 33 34 1 2 3 3 6

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FLOTACIN

INTRODUCCINLa flotacin es un proceso selectivo que se emplea para llevar a cabo separaciones especficas de minerales complejos, basndose en las diferentes propiedades superficiales de cada uno de ellos. Es el mtodo de procesamiento de minerales ms eficaz y con mayores aplicaciones de todos los existentes, aunque en muchos aspectos, es el ms complejo de ellos. De las tres alternativas iniciales: flotacin con aceite, por pelcula o con espuma, sta ltima es la que se ha impuesto y ha alcanzado un notable desarrollo. Esta tcnica se fundamenta en la adhesin selectiva de los minerales en el seno de una pulpa acuosa a unas burbujas de aire que se introducen en ella. Los minerales adheridos a las burbujas se separan en forma de espuma mineralizada constituyendo el concentrado, mientras que los dems se quedan en la pulpa y constituyen el estril. Los antecedentes histricos del proceso se remontan a los inicios de la historia. En este mtodo de separacin los reactivos son el componente y la variable ms importante, ya que el nmero de especies de flotabilidad natural es tan reducido: talco, azufre, grafito, molibdenita y pocos ms, y su importancia comercial tan reducida que se puede afirmar que la flotacin industrial moderna no se podra efectuar si reactivos. La flotabilidad natural depende de la polaridad Un elemento tan importante del proceso influye con gran Separacin por sensibilidad, ya que no solo tiene repercusin el tipo de reactivo, sino tambin su combinacin, dosis, forma y orden de adicin. Se ha comprobado que los efectos favorables o desfavorables debidos a otras variables: grado de molienda, aireacin, densidad de pulpa, etc. Nunca superan en importancia a los efectos positivos o negativos de una frmula de flotacin apropiada, por tanto, no debe extraarnos que al estudio de la frmula de flotacin apropiada se haya dedicado el mayor tiempo y esfuerzo investigador. El problema es complejo ya que la accin de los reactivos est basada en equilibrios inicos, y este equilibrio es difcil de controlar, ya que aparte de los reactivos que introducimos en la pulpa, hay una considerable cantidad de ion es en ella, procedentes de las impurezas que aporta el mineral as como el agua de tratamiento.1

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CONCEPTOS TERICOSEn la flotacin interviene la diferencia entre la masa volumtrica de losslidos o flculos y la del lquido en que se encuentran en suspensin. Sin embargo, contrariamente a lo que ocurre en la decantacin, este proceso de separacin slidolquido nicamente se aplica a partculas que tienen una masa volumtrica real (flotacin natural) o aparente (flotacin provocada) inferior a la del liquido que la contiene. En la flotacin provocada, se aprovecha la capacidad que tienen ciertas partculas slidas o lquidas para unirse a burbujas de gas (generalmente, aire) y formar conjuntos partculagas menos densos que el lquido que constituye la fase dispersa. La resultante de las fuerzas (gravedad, empuje de Arqumedes, fuerza de resistencia) conduce a un desplazamiento ascendente de los conjuntos partcula gas que se concentran en la superficie libre del lquido. Para que sea factible la flotacin de partculas slidas o lquidas ms densas que el lquido, es preciso que la adherencia de las partculas a las burbujas de gas sea mayor que la tendencia a establecer un contacto entre las partculas y el lquido. Este contacto entre un slido y un lquido se determina mediante la medida del ngulo formado por la superficie del slido y la burbuja de gas (figura 1).

Figura 1-ngulo entre la superficie del slido y la burbuja de gas Si = 0, el contacto entre el slido y el lquido se realiza de forma perfecta; es imposible la adherencia slido-gas. Si = 180, el contacto entre el slido y el lquido es nulo; es ptimo el contacto slido gas. Se trata de un caso lmite que nunca se da en la prctica, puesto que ningn lquido da un ngulo mayor de 110 (caso del mercurio).2

FLOTACINEntre estos dos valores, la adherencia partculagas aumenta con el valor del ngulo . Puede considerarse este tipo de flotacin de una partcula en el caso de partculas slidas o lquidas (aceites) que tienen una forma relativamente simple y una naturaleza conocida. En el caso de partculas floculadas, a los fenmenos de superficie se suman las adherencias mecnicas ligadas a la estructura de los flculos, especialmente inclusiones de gas en los flculos. El ngulo se puede aumentar mediante el uso de sustancias tensoactivas que forman una pelcula hidrfoba alrededor de las partculas. Tales sustancias poseen en sus molculas una parte no polar (hidrfoba) que es atrada por las burbujas de aire en ascensin y otra polar (hidrfila), que es atrada por la fase dispersa. El empleo de sustancias espumantes tambin ha sido recomendado paraformar una mezcla ms estable de burbujas y partculas: tales sustancias tienen, adems, la propiedad de reducir el tamao de las bolas de aire, aumentando la superficie especfica de las mismas, para proporcionar mayor capacidad de absorcin y tiempo de contacto, ya que bolas de aire pequeas poseen menores velocidades ascensionales. Los mecanismos de contacto entre las bolas de aire y las partculas pueden resultar de las siguientes acciones: a) Colisin entre la bola y la partcula, debido a turbulencia o a atraccin entre ambas. b) Aprisionamiento de las bolas contra los flculos o contacto entre los flculos que estn sedimentando y las bolas de aire en ascensin. c) Crecimiento de las bolas de aire entre los flculos. Cuando se tienen partculas hidroflicas, los mecanismos b y c parecen ser los responsables de la eficiencia de la flotacin, en tanto que el mecanismo a parece predominar en la obtencin de una ligazn ms estable entre las bolas de aire y las partculas, las cuales requieren un cierto grado de hidrofobia.

FENOMENOS INVOLUCRADOSAn en el caso ms simple de la flotacin convencional por burbujas, la desagregacin del proceso de flotacin indica que varios fenmenos estn involucrados. Se hace nfasis en los fenmenos interfaciales determinantes y en la hidrodinmica de captura.

A. FENMENOS INTERFACIALESCuando dos fluidos estn en contacto con un slido, se puede definir la mojabilidad del slido respecto a cada uno de los fluidos mediante el ngulo de contacto, lo cual resulta de un equilibrio de fuerzas. En el presente caso los dos fluidos son el aire (A) y el agua (W) un aceite (O) y por lo tanto se hablar de mojabilidad al agua (hidrfila) o al aceite o aire (hidrfoba) (Fig. 2)

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Figura 2. Superficie mojable por agua (izq) y por aire (der)

Si el ngulo de contacto con el agua, definido como lo indica la figura 3 es netamente inferior a 90, la superficie es hidrfila o hidroflica; si es netamente mayor que 90, la superficie es hidrfoba. En este ltimo caso, es el ngulo de contacto con el aire o con el aceite que es netamente inferior a 90. Cuando una superficie es hidrfoba las gotas de aceite o las burbujas de aire tienen tendencia a "pegarse", es decir, a adherirse a la superficie slida. En el caso de la figura 3 es obvio que la probabilidad de despegue o de arranque de una burbuja en un medio agitado es mucho menor si esta burbuja est aplastada sobre la superficie (Fig. 3 Arriba izq.), que si presenta un gran ngulo de contacto con el slido (Fig. 3 arriba der.). Lo mismo ocurre en el caso en que las partculas son ms pequeas que las burbujas. Si la superficie slida est hidrofobada (Fig. 3 abajo izq.), las partculas tienden a penetrar en el interior de la burbuja, resultando as abrigadas de las turbulencias externas que puedan favorecer su despegue de la burbuja, como en el caso de una partcula hidrfila (Fig. 3 abajo der.).

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Figura 3: flotacin de partculas hidrfobas (izq.) no-flotacin de las hidrfilas (der.) El ngulo de contacto depende de consideraciones energticas, las cuales pueden analizarse simplemente considerando la diferencia entre los casos (a) y (b) de la figura 4, que representan una misma rea interfacial.

Figura 4. Cambio al extenderse una burbuja en la superficie

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FLOTACINEn el caso (a), la energa por unidad de rea de la zona de acercamiento de la burbuja al slido corresponde a la energa de la interaccin agua-aire de un lado de la pelcula y agua-slido del otro lado. En el caso (b), la energa para la misma rea corresponde a la energa de interaccin aire-slido, y por otra parte a la energa de interaccin agua-agua para el agua de la pelcula que desapareci. Por otra parte, el aplastamiento de la burbuja hace que el rea de contacto entre el aire y el slido en (b) sea mayor que el rea de contacto de la pelcula en (a). El problema consiste en saber cul de los estados (a) y (b) es el estado ms estable, es decir, cual estado ocurrir espontneamente si la oportunidad de un cambio se presenta

B. FENMENOS HIDRODINMICOSLos fenmenos hidrodinmicos conciernen principalmente a la probabilidad de captura de una partcula hidrofobada por una burbuja; ya que se trata de un proceso un tanto estocstico se puede hablar de probabilidades. La probabilidad de extraccin de una partcula resulta de tres factores, que pueden Definirse como: - la probabilidad de contacto o colisin part