Sergio Castro

Universidad de Concepcin Facultad de Ingeniera Depto. Ingeniera Metalurgia NDICE I Fundamentos fisicoqumicos del proceso de flotacin I.1 Introduccin1 I.2 Fisicoqumica de superficies3 I.2.1 Tensin superficial3 I.2.2 Fuerza intermolecular y enlaces comunes6 I.2.3 Adhesin partcula - burbuja7 I.3 Termodinmica de adhesin partcula - burbuja8 I.3.1 Balance de energa libre superficial8 I.3.2 Termodinmica de interfases. ngulo de contacto8 I.3.3 Hidrofobizacin inducida por el colector9 I.3.4 Teora de Derjaguin10 I.3.5 Ecuacin de Fowkes13 I.3.6 Trabajo de adhesin y cohesin15 I.3.6.1 Adhesin e hidrofobicidad16 I.3.6.2 Datos de Wa, Wc en lquidos16 I.3.7 Hidrofobizacin inducida por el colector17 I.3.8 Relacin entre ngulo de contacto y recuperacin en flotacin20 I.3.9 Adsorcin21 I.3.9.1 Adsorcin del espumante23 I.3.9.2 Ecuacin de isoterma de adsorcin de Gibbs23 I.3.10 Tensin superficial dinmica26 I.3.11 Efecto conjunto colector - espumante27 I.3.12 Revisin de reactivos colectores31 I.3.13 Cintica de la flotacin37 I.3.14 Velocidad de flotacin39 I.3.14.1 Modelo de 1er orden de Garca - Zuiga40 I.3.14.2 Modelo de Klimpell41 I.3.14.3 Interpretacin de K43 I.3.14.5 Probabilidad de flotacin43 I.3.14.6 Probabilidad de colisin44 I.3.14.7 Probabilidad de adhesin44 I.3.14.8 Probabilidad de desadhesin45 I.3.15 Teora de flotacin de xidos45 I.3.15.1 Teora de accin de los colectores45 I.3.15.2 La doble capa elctrica en los xidos minerales48 I.3.15.3 adsorcin sobre interfases cargadas50 I.3.15.4 Mecanismo de accin de los tensoactivos 53 I.3.15.5 Descripcin de las superficies minerales54 I.3.16 Teora de flotacin de los sulfuros56 I.3.16.1 Introduccin56 I.3.16.2 Teora electroqumica 58 I.3.16.3 Tcnicas electroqumicas experimentales59 II. Flotacin de minerales sulfuradosII.1 Reaccin redox X/X2 64 II.2 Modulacin de flotacin64 II.3 Flotacin selectiva67 II.4 Modificacin de propiedades superficiales del mineral sulfurado68 II.5 Influencia de la temperatura68 II.6 Descomposicin qumica del recubrimiento del colector68 II.7 Implicaciones tecnolgicas70 II.8 Flotacin selectiva72 II.8.1 Minerales sulfurados de Cu - Fe - Mo - Zn - Pb72 II.9 Tratamiento de polimetlicos77 II.10 Accin de reactivos de flotacin 77 II.10.1 Reguladores77 II 10.2 Activadores78 II.10.3 Ejemplo de depresores78 II.10.4 Efecto depresor de los cianuros79 II.10.5 Modificadores de pH 79 II.11 Ejemplo de esquema de flotacin80 II.11.1 Ejemplo 180 II.11.2 Respuesta de algunas especies81 II.12.1 Calcopirita81 II.12.2 Respuesta de la esfalerita81 II.11.3 Ejemplo 283 II.11.4 Ejemplo 384 III Operacin de circuitos de flotacin85 III.1 Tipos de circuitos85 III.2 ndices metalrgicos86 III.3 Operacin batch de celda unitaria86 III.4 Operaciones unitarias87 III.5 Ejemplos de circuitos de flotacin89 III.6 Otras alternativas92 III.7 Operacin de circuito de flotacin95 III.7.1 Introduccin95 III.7.2 Mquinas de flotacin96 III.7.3 Circuitos96 III.7.4 Diagnstico de plantas de flotacin96 III.7.4.1 Revisin de un caso98 III.7.4.2 Efecto del tonelaje sobre la recuperacin circuito rougher 101 III.7.5 Cintica de flotacin de planta 102 III.7.6 Otra planta (circuito rougher) 104 III.7.7 Mejoramiento de circuitos de flotacin 106 III.8 Clculo de un circuito de flotacin 107 III.8.1 Circuito rougher 107 III.8.2 Frmulas para clculo de circuitos de flotacin 108 III.8.3 Uso de tablas Denver 109 III.9 Datos comparativos por tamao de celdas y capacidades de planta 110 III.10 Ejemplo de un proceso de flotacin 111 III.10.1 Planta de molibdeno 111 III.10.2 Planta de cobre porfrico 111 III.11 Mquinas de flotacin 112 III.12 Etapas en el diseo de circuitos de flotacin 113 III.13 Algunos criterios de seleccin de celdas de flotacin 114 III.13.1 Ventajas de las celdas de gran volumen114 III.13.2 Ventajas de celdas de pequeo de volumen 115 III.14 Tiempo de residencia ptimo 116 III.15 Flotacin convencinal 116 III.15.1 Caractersticas principales de celdas de flotacin 162 III.16 Flotacin en columna 172 III.16.1 Introduccin 172 III.16.2 Definiciones bsicas 174 III.16.3 Aplicaciones de columnas a cobre y molibdeno 180 III.16.4 Tipos de columnas de flotacin 181 III.16.5 Metodologa del diseo correcto de columnas de flotacin 193 IV. Metodologa de ensayos de flotacin IV.1 Etapas de la investigacin en un proceso de flotacin 194 IV.2 Seleccin de muestras para ensayos 194 IV.2.1 Muestra 194 IV.2.2 Utilidad de los datos obtenidos 195 IV.2.3 Cantidad de muestras 195 IV.2.4 Control de los ensayos de flotacin 196 IV.2.4.1 Informacin a recolectar 196 IV.2.4.2 Obs. tiles al obtener la muestra del contenedor 197 IV.2.5 Planificacin de los ensayos de flotacin 200 IV.2.6 Ejecucin de los ensayos de laboratorio 201 IV.2.7 Evaluacin correcta de los resultados de los ensayos 202 IV.3 Metodologa de ensayos de flotacin 204 IV.3.1 Objetivos de los ensayos de flotacin 204 IV.3.2 Esquema metodolgico 205 IV.4 Diagramas de flujo de procesos de flotacin 206 IV.5 Principales variables de la flotacin 211 IV.5.1 Propiedades dependientes de la mena 211 IV.5.2 Caractersticas de los reactivos de flotacin 212 IV.5.3 Caractersticas relativas de la celda de flotacin212 IV.5.4 Etapas y variables principales de la flotacin 212 IV.6 Aspectos prcticos214 IV.6.1 Muestreo 214 IV.6.2 Anlisis Qumico 214 IV.6.3 Anlisis mineralgico 214 IV.7 Tipos de ensayos de flotacin 215 IV.7.1 Tcnicas de pequea escala 215 IV.7.2 Ensayos batch de una sola variable a la vez 216 IV.7.3 Ensayos de ciclos cerrados216 IV.8 Ensayos de flotacin en planta piloto 217 IV.8.1 Introduccin 217 IV.8.2 Justificacin de los ensayos en planta piloto 218 IV.8.3 Ventajas y desventajas de los ensayos de planta piloto219 IV.8.4 Aplicacin de planta piloto a la investigacin en flotacin 220 IV.8.5 Tipos de planta piloto221 IV.8.6 Factores de escala 222 IV.8.7 Diseo de plantas piloto de flotacin 222 IV.8.8 Operaciones de plantas piloto de flotacin 223 IV.8.9 Ubicacin de planta piloto 224 IV.8.10 Objetivos de los ensayos piloto de flotacin224 IV.9 Control de factores del ensayo de flotacin 227 IV.9.1 Muestreo228 IV.9.2 Edad y alteracin 228 IV.9.3 Remocin de espuma 228 IV.9.4 Molienda de la muestra 229 IV.9.5 Regulacin del pH 230 IV.9.6 Calidad del agua 230 IV.9.7 Temperatura 230 IV.9.8 Densidad de la pulpa230 IV.9.9. Veloc. aireacin, agitacin, tamaos departculas y burbujas231 IV.10 Desarrollo de modelos y optimizacin231 IV.10.1 Modelos cinticos 231 IV.10.1.1 Ensayos Batch 231 IV.10.1.2 Modelo cintico de planta piloto 234 IV.10.2 Modelos factoriales236 IV.10.3 Scaling - up 239 IV.10.4 Simulacin de circuitos de flotacin 242 IV.11 Comparacin de celdas de flotacin 245 IV.11.1 Criterios 245 IV.11.2 Factores influyentes en el diseo de circuitos de flotacin 245 IV.12 Instrumentacin y control de procesos de flotacin 246 IV.12.1 Introduccin 246 IV.12.2 Instrumentos de flotacin 246 IV.13 La flotacin en la metalurgia del oro 248 IV.13.1 Introduccin 248 IV.13.2 Flotacin de sulfuros y metales preciosos 251 IV.14 Diagramas de flujo de flotacin254 IV.14.1 Descripcin del diagrama de flujo 257 IV.14.2 Detalle de equipamientos 262 IV.14.3 Circuitos de flotacin 263 CAPTULO I FUNDAMENTOS FISICOQUMICOS DEL PROCESO DE FLOTACIN I.1 Introduccin. Laflotacinesunprocesofisicoqumico,cuyoobjetivoeslaseparacindeespecies minerales, a travs del uso de la adhesin selectiva de burbujas de aire a partculas minerales. aireB PColisinColisinAdhesin = f (hidrofobicidad)No adhesinHO2s - gs - l Figura 1: Esquema adhesin selectiva B: burbuja;P: partcula s - g: slido - gas;s - l: slido - lquido ConcentradoHidrofbicasHidroflicas Figura 2: Esquema de celda de flotacin Burbuja de aireSuperficie del lquido(pequea)PartculaPartculas finas(Suspensin mineral)t Figura 3: Esquema bsico del proceso de flotacin. t: tensin de adhesin Los principios bsicos, en que se basa el proceso de flotacin son: 1.Mineral hidrofbico, repele y desplaza agua de la superficie de sus partculas. Esto permite la accin de las burbujas de aire que se unen a la partcula. 2.Las burbujas de aire pueden mantener las partculas en la superficie, si se forma una espuma estable. Paracumpliresosprincipiosbsicos,seusanreactivosqumicos.Estosagentesde flotacinsonlosllamadoscolectores,activadores,depresoresymodificadores.Susacciones principales son: 1.Hacen la superficie del mineral repelente al agua (flotado). 2.Previene o evitan que otros minerales se hagan repelentes al agua. 3.Forman una espuma razonablemente estable. Slo las partculas minerales hibrofbicas se adhieren a las burbujas, en tanto que las hidroflicas no se adhieren (ganga). Existenespeciesconhidrofobicidadnativa,inherenteonatural.Porejemplo,talco, azufre, grafito, molibdenita. El resto de las especies son hidroflicas, por lo que no son seleccionables mediante una corriente de burbujas. Hidrofobizacin Inducida: La accin de los reactivos colectores, modifica las propiedades superficiales. Se genera una transicin selectiva, inducida por colectores. HidroflicaHidrofbica Es posible flotar minerales muy variados, incluso sales. Sisedisponedelosreactivosqumicosadecuados,sepuedesepararcasitodaslas especies minerales. Estudio de la afinidad de fases. Superficie hidrfoba es afn con una fase gaseosa (burbuja). Superficie hidroflica no es afn con una fase gaseosa (burbuja). I.2 Fisicoqumica de Superficies. I.2.1 Tensin Superficial. Lapropiedadquecontrolalaadhesinentrepartculayburbuja,eslaenergalibre superficial. Laadhesinocurreenagua,dondelaspartculasformanunapulpamineral,ydondese generanlasburbujasdeaire.Seestableceunsistematrifsico,slido(mineral)-lquido(agua)- gas(aire).Sisesuponeunsistemaformadopordosfases,seestableceunainterfaz(planode separacin fsica entre dos fases), que puede ser: f1 f2 Lquido - gas, slido - lquido, slido - gas o lquido - lquido. LapropiedadmsimportantedelainterfazeslaEnergaLibreInterfacial,GS,las propiedadesdelainterfazsondistintasalaspropiedadesdecadafase.Interesaconsiderarlas propiedades de la primera. Gs = G + G Sepuedederivar laecuacin fundamentaldelaqumicadesuperficie, atravsdelas siguientes expresiones de la Termodinmica: =|\

|.|dGdAT P n , ,donde es la tensin superficial. dGdGdGdGo o o o o| | | | |o | = + + = + + = + + = + +S dT V dP dnS dT V dP dnS dT dA dndG dG dGi ii iS S SiSiSS ( ) ( ) rabajo de extensin de la interfase =es Entonces,dGP,n=constantes).De ah que resulta que: o o o o | | | |o | o | o o | |Si i i iS SiSiSSi i i i iSiS SdAEl t readG S dT V dP dn S dT V dP dn S dT dA dndG S S S dT V V dP dn dn dn dAdA(T,= + + + + + + = + + + + + + + +=, = |\

|.|dGdAT P n , ,= propiedad termodinmica es la Tensin Superficial, y es numricamente igual a la energa libre superficial, si el rea es unitaria. No obstante, dimensionalmente son diferentes: : dinas/cm G: ergios/cm2 se mide experimentalmente para interfase lquido - gas. No se puede medir sol-liq y sol-gas. La tensin superficial es una fuerza perpendicular al plano y dirigida al interior de la fase. Se produce por el desbalance de fuerzas al interactuar una molcula con todos sus vecinos. Situacin b.Situacin a.F Figura 4: Tensin superficial La fuerza descompensada que origina es proporcional a las fuerzas intermoleculares que existen en una fase. Notodosloslquidostienenlamismatensinsuperficial.Aquellosquetienenfuerzas intermoleculares mayores, tienen mayores . dEnerga deEnlacePozo de energa(distancia enlace)Diferentes energasde enlaceAl acercar las molculasaparecen las fuerzas de atraccinGoo Figura 5: Energa de enlace - distancia DiferentesEnergasdeEnlace:pozoenergticomayortienemayorinteraccin(mayor energa de enlace), que da diferencias (mayores) en energa o tensin superficial. Ejemplo: Sustancia dina/cm2 Temperatura Helio (licuado)0.3651 K N2 (licuado)9.475 K n - hexano (licuado)18.420 C Agua72.820 C Lq. orgnicos20 - 3020 C Hg48420 C Na (sal fundida)198130 C Ag8791100 C Ti15881680 C Tabla 1: Tensin superficial de diferentes compuestos. Los gases se transforman en lquidos y as se mide su . El agua es un lquido de alta , o sea con alta energa libre superficial. El mercurio es un lquido de mayor (naturaleza del metal). I.2.2 Fuerza intermolecular y enlaces comunes. 1.Fuerzas de Van der Waals (Dispersin de London), fuerzas dbiles de atraccin. 2.Interacciones Dipolo Inducido - Dipolo Inducido. 3.Interacciones Dipolo - Dipolo 4.Enlace Hidrofbico, interaccin entre cadena hidrocarbonada de caractersticas hidrofbicas. 5.Enlace de hidrgeno. 6.Enlace Inico, en sales. 7.Enlace Covalente, ejemplo sulfuros metlicos. 8.Enlace Metlico, ejemplo metales nativos. La fuerza de enlace crece desde 1 a 8. Ya que (o energa libre superficial) es una resultante de la accin de fuerzas internas de lasfasesquesemanifiestan en la interfase, correspondedecir quees unamedidade laactividad superficial (energa de la superficie que interacta con el medio). Si el slido tiene baja energa libre superficial, ser menos activo. Esta actividad se manifiesta en fenmenos. Ejemplo: fenmenos de adsorcin. molculas adicionalesSuperficieSenoFaseMenor energaMolculas de mayor energa () Se debe entregar energa al sistema para aumentar el rea. Si se colocan otras molculas sobre las de la capa superficial, la tensin superficial () se descompensadisminuyendoporadsorcin.Laenergalibrepuedellegaracerocuandolas molculas adicionales tienen propiedades similares (tensoactividad). Los compuestos tensoactivos bajan del agua. Adsorben componentes cuando la energa libre es alta y por ello baja su . presenta manifestaciones naturales, tal como: Adsorcin. Laformacindegotasenlquidos(dG=dA),disminuyeodisminuyedA;asumela menorreadecontactodesdeelpuntodevistaenergtico.Lacapasuperficialactacomouna membrana contrctil. Coalescencia.Laemulsinaceite-aguaserompeenpequeasgotas,quepasanaconstituirunafase separada. Si se suma el rea de todas las pequeas gotas, sta resulta menor y por lo tanto se reduce el rea de contacto entre el agua y el aceite. Emulsificacin.Sucede lo inverso el caso anterior. Ascenso capilar.Sirve para medir . La energa libre superficial est vinculada a la hidrofobicidad. Los slidos hidrofbicos tienen baja energa libre superficial. Los slidos hidroflicos tienen una alta energa libre superficial. Porlotantolaenergalibresuperficialenelbalancetrifsicoslido-lquido-gasdeterminala adhesin de partculas minerales a burbujas de aire. La energa superficial cambia con el agregado de colectores. I.2.3 Adhesin partcula - burbuja. = |\

|.|dGdAT P n , , es proporcional a las fuerzas intermoleculares(si son de un slo tipo). Ejemplo: hidrocarburos lquidos: liq = dliq d = derivado de las fuerzas de dispersin de London de las molculas.Enaquelloslquidosquetienenmsdeunafuerzaentremolculas,comoenel casodel agua, existen dos componentes: Componente 1: d (componente de dispersin) H2O, deriva de Componente 2: p (fuerzas polares o inicas) Contribuciones de fuerza a la tensin superficial. = d + p En el caso del mercurio: Hg = d + m m = componente debido al enlace metlico (m > d).En el agua,p > d. d = 22 H2O: H2O = 73 dinas/cm. p = 51 d = 200 Hg: Hg = 484 dinas/cm m = 284 En Flotacin hay que cambiar el balance de energas libres superficiales. I.3 Termodinmica de Adhesin Partcula - Burbuja. Frenteadoscolisiones,unapuedeserexitosa,otrano.Estotienequeverconla hidrofobicidad que a su vez depende del balance de tensin superficial. I.3.1 Balance de Energa Libre Superficial. Los tamaos tpicos de burbujas y partculas en flotacin son: Burbujas = - 4 mmPartculas = 10 - 200 m P BBHO2HO2PI IIsg Figura 4: Balance de energa superficial GIS = LG + SL GIIS = SG AGadh = SG - SL - LG(AG de adhesin) SG y SL no se pueden medir directamente. Cuando AGadh < 0, la adhesin ocurre espontneamente. Slo LG es medible. I.3.2 Termodinmica de interfases. ngulo de contacto. Laflotacinapareceravinculadaalamojabilidadconelagua,porloqueseexplorala termodinmica del mojamiento. MojaSGSLuuLG0 LuGNo moja u180 LSuperficie plana Figura 5: ngulo de contacto Hay un parmetro que define la mojabilidad: el ngulo de contacto, que es el ngulo entre la tangente a la gota y la superficie plana. Young supuso que se establece un equilibrio de fuerzas en el ngulo entre un lquido, un medio gaseoso y un slido: LG cosu + SL = SG (Equilibrio de fuerzas), de donde: cosu =SG SLLG1 Ecuacin de Young Esta ecuacin establece una relacin entre el ngulo de contacto versus el mojamiento. a.SiSG - SL = LG cosu = 1 u = 0, mojamiento completo. b.Si SG - SL < LG cosu < 1 u > 0, mojamiento parcial. Al valor (SG - SL) se le llama tensin de adhesin (Fuerza de adhesin). SG - SL = Fadh Recordando: AGadh = (SG - SL) - LG =LG cosu - LG AGadh = LG (cosu - 1), se determina en laboratorio. Si u = 0 cosu = 1, AGadh = 0 Si u = 90 cosu = 0, AGadh = -LG

Luego, el fenmeno de adhesin partcula - burbuja es espontneo cuando u > 0, mineral hidrofbico.Noexisteadhesinpartcula-burbuja,siu=0,mineralhidroflico.Laadhesinse vinculaaunparmetromedibleenellaboratorio;permitedeterminarlasvariables(tensiones superficiales). I.3.3 Hidrofobizacin inducida por el colector. El colector genera cambios en la transicin hidroflica - hidrofbica. cosu =SG SLLG ;Ocurre adhesin estable: (SG - SL) < LG En estado hidroflico: SG - SL s LG a.VacoS = 100, tienen toda la G disponible, sin ocupar. S b.GasProducen adsorcin.SG < 100(por ejemplo, 95) c. Agua Energa libre del slido forma enlaces con las molculas. SL ho L = LGy si x < ho L(h). Luego la tensin superficial cambia en ese film delgado. (1)(2)PBhoB En (1): GS = SL + L (2): GS(h) = SL + L(h) Luego, AGS = L(h) - L Si L(h) < L() AGS < 0 Si L(h) > L() AGS > 0 Hayunabarreraenergticarelacionadaconladiferenciadeenelinfinitoyenelfilm delgado, de ah se define: t (h) = L(h) - L AGS(h) = SL + L + t (h) As resulta que t (h) es una cantidad adicional de energa, que Derjaguin define como, t( ), ,hdGdhST P n= |\

|.|Para adelgazar el film hay que aplicar un trabajo sobre el sistema. Todas las deducciones son para interfase unitaria.Esto se puede analizar a travs de diagramas de GS versus h. GsdGdhs>0 (2)(hidrofbico)ho*dGdhs< 0(1)(hidroflico)hLa energa libre tiende a aumentar En (2): dGdhS|\

|.| > 0, luego t(h) es negativo, slido hidrofbico. En (1): dGdhS|\

|.| < 0, luego t(h) es positivo, slido hidroflico. En (*) slido parcialmente hidrofbico.Se debe entregar un trabajo y superar una barrera de energa. Cuando h = 0 se forma una interfase slido - gas y GS = SG. Delgrficosevequeesimposiblequehllegueacero(esasinttico).Lamedicin experimental de la presin de separacin es la limitacin de la teora de Derjaguin. No existe una continuacindeestateoraynoexisteequipoexperimentalquemidat(h).Luegointrodujoel tiempo de induccin en que ocurre el adelgazamiento del film, que es una posibilidad alternativa al ngulo de contacto, mejor que t(h). I.3.5 Ecuacin de Fowkes. Permite la determinacin de los componentes de la tensin superficial. Ejemplo: H2O = d + i Paradeterminarlacomponentededispersin,Fowkesmidiinterfacial,1,2,entre hidrocarburo y lquido con componente inica, ms una de dispersin. L = + i 1,2 Ld Lleg a: 1 2 1 2 1 22,= + +d d int = f (1,2) y de las respectivas de dispersin de 1 y 2. Fowkes toma2como deun hidrocarburo saturado, tal queL=Ldymidelas tensiones interfaciales entre agua e hidrocarburo. Con H2O que se mide, con hidrocarburo (se mide) y es igual al de dispersin del hidrocarburo, slo queda como incgnita la dispersin del lquido (agua). dH2Osemidiyresult22dina/cm;estosignificunaporteimportantealaqumicade superficie y flotacin. Aplicando Fowkes al caso slido - lquido (ya que l lo hizo al caso lquido- lquido), la ecuacin de Fowkes resulta: SL SG LG SdLd= + 2Esvlidaparaslidohidrofbico,yaquesenecesitaqueunodeloslquidosfuerano polar, y el slido debe ser de baja energa superficial, con slo componente de dispersin. 0 2 = + SG SL LG SdLd SG - SL: corresponde a la tensin de adhesin. u uu LG LG SdLdLGLGSd LdLGSd LdLGcoscos cos= += +|\

|.|| = +|\

|.||22 1 2 cosu 1* aqu se mide 0 2\Sd -1*aqu se mide\Ld/LG Sisetrabajaconslidoshidrfobos,bastaraunadeterminacindelngulodecontacto (unslopunto*).ConociendolaLIQ,enelcualsehahechosumedicin,siseconocierasu componentededispersinpodrasabersecualeselvalordelparmetro(abscisa,tensin superficial del lquido), que da el coseno del ngulo de contacto igual a 1, ngulo de contacto igual a cero, o sea la condicin de mojabilidad, y por lo tanto se tiene el LG crtico de mojamiento. Al combinar Young con Fowkes, se pueden evaluar tensiones crticas de mojamiento y la componente de dispersin de la tensin superficial del slido. Si se toma otro slido con el mismo lquido, se tendr otras pendientes y se determinaran otros componentes de tensin superficial de slidos. (2) (1) Existen otros dos conceptos de la Termodinmica de Interfases, vinculados a este campo y que son la afinidad de fases. I.3.6 Trabajo de adhesin y de cohesin. Si se quiere romper la interfaz para tener 2 lquidos separados, tal como se esquematiza en la figura, recordando que la energa corresponde a: Energa = AGsist. liq2liq1GSI = 1,2GSII= + 1 2 Entonces: AG = 1 + 2 - 1,2, de donde el trabajo de adhesin resulta: Wa = 1 + 2 - 1,2 El trabajo de cohesin resulta ser: Wc = 21 11 Se crean dos interfases lquido - gas, siendo que antes no haba ninguna interfaz. Ejemplo H2O: Wc = 146 erg/cm2.Resulta difcil romper las interacciones que mantienen unidas a las molculas en 1 cm2. I.3.6.1 Adhesin e hidrofobicidad. Wainteresaensistemaslido-lquido,habiendodiferenciasdeadhesinentreslidos ms o menos hidrofbicos. WaS/L = SG + LG - SL WaS/L = LGcosu + LG WaS/L = LG (cosu + 1) Basado en parmetros experimentales, se evalua Wa, midiendo ngulo de contacto y lq. Si el slido es hidroflico, cosu = 1, u = 0. WaS/L = 2L = 146 erg/cm2 = Wc Interaccin entre molculas H O -molculas H O2 2es igual a interaccin molcula slido - molcula H O.2 Porlotantoelslidotienealtaafinidadporelagua,seconcluyequelossitios superficialesdelslidoledanoportunidadalasmolculasdeaguadeactuaratravsdefuerzas equivalentes. Si el slido es parcialmente hidrofbico, cosu = 0, si u = 90,WaS/L = 0 Si cos u = 1, si u = 180,WaS/L = -L En tanto u vara de 0 a 90, el Wa disminuye desde 146 erg/cm2 a cero, por lo que llega un momento en que separar slido y molcula de agua no cuesta, pues no hay adhesin entre el slido y las molculas de agua. I.3.6.2 Datos de Wa, Wc en lquidos. WcWa (agua)Sustancia 40.540.5heptano (*) 5591.8heptlico (*) Acta slo a travs de fuerzas de dispersin, que son iguales a las del H2O. Cuesta ms separar las molculas de heptano desdesusmolculasconhidrocarburo, que alcohol desde el alcohol. Todos los componentes heteropolares dan este comportamiento. OH- HO2FaseOrientacin molecular (1)R I.3.7 Hidrofobizacin inducida por el colector. En(1)seesquematizalaadsorcineninterfasesconorientacinmolecularyel conceptodetensoactividad.Lascadenashidrocarbonadassedirigenalagua,yelmineralse recubredesustanciaocapaorgnicaqueeslaresponsabledelahidrofobizacininducidadel colector. MineralAdsorbe colector queinvierte orientacin molecular Wa y Wc permiten establecer rangos numricos para la interaccin entre una fase slida y lquida, en funcin de parmetros conocidos. Si WaSLIDO < 146: parcialmente hidrofbico, por lo tanto flota. s = d + Si(p) d: componente de dispersin Si(p): componentes inicas (son mayores en superficies hidrofbicas) Es interesante vincular Wa y Wc con cos u: LG cosu = SG - SL Wa = SG + LG - SL Wc = LG cos/u ==SG SLLGa LGcWW 2 En medio acuoso, cosu == 2 2WWWW Wa LGcacLGc cosu = 2 1WWac 2 1WWac= + cosu Si u = 0 (slido hidroflico): 2Wa = Wc(1 + 1) = 2Wc Wa = Wc = 146 erg/cm2. Si u > 0 (slido hidrofbico), Wa < Wc. El trabajo de adhesin slido - lquido es: WaS/L = Wad + WaH + Wai donde, d =dispersin de London H = enlace de hidrgeno i = interaccin inica EnelaguaocurrequeiyHsereemplazanporcomponentespolarespoi.Altenerun slidocontactadoconagua,lossitiossuperficialesdelslidoestaranactuandorespectoalas molculasdeaguaconfuerzassimilaresennaturalezaymagnitud.Sielslido eshidroflicoyse tieneWaS/L=146erg/cm2=WcH2O,laroturadelaunindemolculasslido-agua,es lomismo que la de las uniones de las molculas de agua. En cambio, si Wa < WcH2O (*) cuesta menos romper estas uniones que las uniones de cohesin del agua. Slido (*) Alguna componente desaparece. Si se supone, WaH + Wai = 0 y se tiene un slido que interactua slo a travs de fuerzas de dispersin:WaS/L=Wad.Elslidosecomportasimilaralasituacinhidrocarburo-agua,donde L=Ld, luego Wa = Wad. Bajo estas condiciones, es legtimo aplicar Fowkes: SL SG LG SdLd= + 2 (1) ( ) SG SL LG SdLd + = 2 0(2) Como Wad = SG + LG - SL (3) En (2), de (3): ( ) WadLG LG SdLd + = 2 0 W Wa SdLdad= = 2 (4) * Wad, corresponde a la componente de dispersin. (*) Vlida para slidos de baja energa superficial (hidrfobos). Se puede medir Ld y Sd por tcnica del ngulo de contacto y tcnica de BET o Langmuir. Tabla: valores de Wad. Sustanciad (dinas/cm) Wad(H2O) =2 SdLd (erg/cm2) (*) H2O21,8Son modelos de slidos hidrofbicos Parafina slida3354 ** Grafito (mineral con hidrofobicidad intrnseca, flotabilidad natural) 11098 ** Slice (modelo de slido hidroflico) 123103 (WaH, Wai > 0) (*) Con respecto al agua (**) < 146 erg/cm2 De esta tabla se puede sacar conclusiones: 1.El agua se adsorbe incluso sobre slidos muy hidrfobos. 2.Slidos hidrfobos presentan un Wa < Wc H2O 3.SisecalculaelWadrespectodelasliceestambin WcH2O Para que un slido hidroflico pase a hidrofbico requiere perder sitios inicos bipolares:Wa = Wad + WaH + Waislido hidroflico Wa = Wad + WaH + Waislido hidrofbico Se infiere que el rol del colector es llevar el trabajo de adhesin del hidrgeno y el inico a un valor de cero. Superficie mineralSitio inico polarCadena hidrocarbonadaNueva superficieColectorFilm de colectoradsorbido Por lo tanto es importante la Termodinmica de Mojamiento o Interfase, y es til definir el principio de hidrofobizacin a travs del ngulo de contacto. I.3.8 Relacin entre ngulo de contacto y recuperacin en flotacin. No es cuantitativa y slo indica una tendencia. % R10010 40 90 ngulo de contacto u Unasuperficieconunngulodecontactode90,flotar.Unasuperficieconngulode contactode1020puedeonoflotar.Estopodraserunalimitacincintica,porloqueenel largoplazoflotara.Comoenlaprctica,laflotacinesunprocesodinmico,elevento termodinmico podra no ocurrir. Elproblemacinticorelativizaycomplicaelconceptodengulodecontactoensu aplicacin prctica. Por eso, actualmente se prefiere hablar de la probabilidad de flotacin, que es mayor, cuando u es mayor. La flotacin depende tambin de: -Cantidad de burbujas. -Acercamiento y colisin de burbujas. Laprobabilidaddeflotacinestdadaporlasprobabilidadesdecolisin,adhesiny formacin de un par estable: PF=Pc f(mquina,%slidos,etc.)+Pa (adhesin)+PS(formacindeunparestable (partcula/burbuja)) La probabilidad de desadhesin, es: (1 - Pd), d = desadhesin. La probabilidad de flotacin total es: P = PcPaPs(1 - Pd) Ps = f(ngulo de contacto) En slidos hidrofbicos la Ps = 1, (aquellos minerales con flotabilidad natural). Luego, el ngulo de contacto es parte de las condiciones de flotacin. Painvolucraun parmetro cintico,Pa= 1, cuando el tiempo deinduccin,tindesmenor que el de colisin: tind 0, que a su vez implica flotabilidad. En la mayora de los minerales, un ngulo de contacto mayor que cero se consigue slo por accin de un colector (hidrofobicidad inducida). I.3.9 Adsorcin. Bsicamentelaaccindeuncolectoreslauninofijacindemolculasoionesdel colector sobre la superficie mineral. Este concepto corresponde a un fenmeno de adsorcin. Slido Estaadsorcin,esunelementoclaveenelmanejofisicoqumicodelproceso.La factibilidad deun proceso prcticode flotacin, dependede ladefinicin el colector, espumantey otros modificadores. Estoesconsecuenciaquelaadhesindedistintosreactivosesdiferente,ascomo,su accin de inducir hidrofobicidad en las partculas minerales. Lacalcopiritapuedeserflotadamejorcontiocarbamatos,mientrasquelacalcositacon xantatos.Noexisteunadefinicindefrmulageneraldereactivos,sinoquesedebedefinir experimentalmente en cada caso. No existen, adems dos yacimientos mineros iguales, de tal forma quelascondicionesdeflotacincambiandeunaminaaotra,habiendoandiferenciasenlas frmulas de flotacin de mineral de un mismo yacimiento. Porejemplo enlaDivisin Andina(Los Andes), el mineral escalcopirtico,al igual que enlaminaDisputadadeLasCondes,dondeseusa ditiofosfato,entantoqueenAndinaseutiliza ditiocarbonato. El fenmeno de la flotacin es complejo y depende tambin de la mineraloga de la ganga, del tipo de agua del proceso, de la gnesis de especies valiosas. La interaccin mineral - solucin - reactivo, es influida por la magnitud y selectividad de la adsorcin, as como por el tipo de interacciones posibles entre el colector y el slido. La importancia de la adsorcin no slo radica en le colector, sino tambin en la accin del espumante. El primero se adsorbe a nivel de la interfaz slido- lquido, y el segundo a la interfase lquido -gas. Este ltimo determinala estabilizacin de las burbujas, como una forma de evitar el fenmenodelacoalescencia,quemantieneburbujaspequeasenformaestable,debidoala adsorcin lquido - gas. Laadsorcin,tienesufuerzadirectrizenlaenergalibresuperficial.Esuna manifestacindelatensinsuperficial.Esunprocesoespontneosivaacompaadodela disminucin de la energa libre superficial, y el sistema tiende a estabilizarse adsorbiendo sustancias de la interfase. Estambinunprocesoexotrmico,queliberaenerga(calordeadsorcin)yesposible medirlo con un calormetro adecuado, en kcal/mol de iones o molculas adsorbidas en una interfaz. La adsorcin se puede clasificar en: -Fsica: cuando molculas del absorto se adsorben por interacciones fsicas con el adsorbente. -Qumica: hay interacciones qumicas. Adsorbato: in o molcula que se absorbe. Adsorbente: material sobre el cual ocurre la adsorcin. DentrodelasfuerzasfsicassetienenlasfuerzasdeVanderWaals,inicas,enlacesde hidrgeno y dentro de las qumicas, fuerzas de enlace, principalmente covalente. Lascaractersticasdeestostiposdeadsorcinsondiferentes.Laadsorcinfsicatiene caloresdeadsorcinmenoresa10kcal/mol,entantolaadsorcinqumicatienecaloresde adsorcin mayores de 20 kcal/mol. Laadsorcinfsicaesinespecficayreversibleentantolaqumicaesespecfica.La primera forma multicapas y la qumica, en cambio, monocapas siendo adems irreversible. Ambos tipos de adsorcin aparecen en el proceso de flotacin. Adsorcin del espumante: fsica Adsorcin del colector: qumica o fsica. Ejemplo.Gas(aire)ROHHO2OH- Sisetieneunasolucinconmetilisobutilcarbinol(ROH),steseadsorbedirigiendosus grupos OH hacia la solucin y las cadenas hidrocarbonadas hacia la fase gaseosa. Por lo tanto, una burbuja disuelta en agua, dar el siguiente esquema de adsorcin del espumante: BAgua Hayunaorientacinmolecularqueafectaalasmolculasadsorbidas,tantoconlos colectores como con los espumantes. I.3.9.1 Adsorcin del espumante. Elfenmenodeadsorcindelespumantesepuederepresentarmedianteecuaciones. Habrasociadaunadisminucindelaenergalibre,yluegodelaenergaotensin superficialen esepunto.Laconcentracinsuperficial(cs)delasmolculasdealcoholesmayorquela concentracin en el seno de la fase acuosa (c0): Adsorcin: cs > c0 (hay exceso superficial). Conceptodeisotermasdeadsorcin:unamedidadelaadsorcinatemperatura constante. I.3.9.2 Ecuacin de Isoterma de Adsorcin de Gibbs. Gibbsplanteelproblemadelacoexistenciadeunafasegas,oyunafaselquida|, conteniendo un soluto y una interfase. dG = dGo + dG| + dGS (1) dGS = TdS +idni + dA(2) Interesasaberquecomponentesconsiderarenelplanosuperficialylascondicionesque permitan definir la relacin entre y un parmetro del sistema (ejemplo la concentracin del soluto) y el nmero de componentes disueltos. Gibbs, supone para S, n (nmero de componentes), A, valores finitos = 0. GS = TS +ini + A(3) Luego, GS tambin es finito. dGS = TdS + SdT + idni + nidi + dA + Ad(4) dni: variacin en masa o nmero moles. di: variacin de potenciales qumicos. Restando (4) - (2): 0 = SdT + nidi + Ad(5) A una T = cte: - Ad = nidi (6) ni: nmero de moles de los componentes i: potencial qumico del componente i Sisetienequedefinirlaisotermadeunnicocompuesto(MIBC),elsistemaestar formado por dos componentes: soluto y agua. -Ad = n1d1 + n2d2 (7) Aldefinirelconceptodeadsorcin,aparecelarestriccindequeelaguanopuede adsorberse sobre si misma (nmero de molculas de agua es mayor nmero de molculas de soluto). Indicando el agua con el subndice 1, y soluto con el subndice 2, resulta: -Ad = n2d2 (8) =|\

|.| dnAd 22(9) pero n2/A = nmero de moles de soluto por rea superficial, exceso superficial = I -d = Id2 (10) I es una medida de la adsorcin, ya que si aumenta I, aumenta el nmero de molculas de soluto por unidad de rea en la interfaz. I = |\

|.|ddT2Ecuacin de Gibbs La adsorcin es igual a la variacin de tensin superficial sobre la variacin del potencial qumico del soluto en la fase acuosa. d RTd aRT adRTd a RTdd adda = += |\

|.|= |\

|.|ln , lnln lnpues =(12)pero d lna=da / a= -aRT (13)oII1 En soluciones diludas,a=c= -cRT (14) Iddc La ecuacin 14 es una versin de la isoterma de Gibbs. RTcddcI= - |\

|.| Si ddc > 0, entonces I < 0, adsorcin negativa. Si ddc < 0, entonces I > 0, adsorcin positiva. Unsolutoseadsorbesobrelainterfaz lquido-gas,cuando se produceunadisminucin de la tensin superficial al aumentar la concentracin ROH1ROH2ROH3Electrolitos fuertes dinas/cm73c R3>R2>R1 IR3OH > IR2OH > IR1OH Los electrolitos fuertes, por ejemplo ClNa en concentracin alta, producen un aumento de la tensin superficial del agua. Untensoactivopodraserespumanteenflotacin,puesbajalatensinsuperficialdel agua, sin embargo, no cualquier tensoactivo es espumante de flotacin,ya que adems de producir espuma, debe reunir otras condiciones. En un primer acercamiento al problema debemos distinguir entre: a. Espumas de dos fases (agua, aire) b. Espumas de tres fases (agua, aire, slido) Los espumantes de flotacin deberan ser de tres fases, para que las partculas minerales se estabilicen. El espumante le da un tpico color a la espuma. Segn que mineral se flote, se tiene una espuma de diferente tonalidad y color, por ejemplo: -molibdenita: color plomo -aluminio: brillante -cuarzo: espuma blanca -calcopirita: color dorado Muchos de los espumantes de flotacin no son buenos espumantes de 2 fases, que son los queformanlasespumasmsestables.Loscompuestosdebajatensoactividadpuedensermuy buenos espumantes de flotacin y viceversa. Fenmenostalescomo,drenajedeagua,ruptura,coalescencia,reordenamientode tamaos, afectan la estabilidad de las espumas de dos fases. Laspartculasdelaslamaspuedenquedaratrapadasporlaespumayestoesperjudicial para la flotacin, pues se incorpora ganga al concentrado. I.3.10 Tensin superficial dinmica. Se refiere a la habilidad de los compuestos adsorbidos sobre la interfase lquido - gas, para moverse sobre la interfaz y dar ms estabilidad. Solucin acuosaAiredisminuye con aumento deconcentracin de espumanteen solucin acuosa1234Aireh0p AAl crear superficie (de 1 a 4) disminuye Si la posicin de las molculas es muy estable,al estar adsorbido en la interfase lquido-gas. Stress por colisin La tensin superficial puede cambiar si el proceso es esttico o dinmico. 1.Unroldelespumanteenflotacineslamovilidaddesusmolculasenelestadoadsorbido,lo cual contribuye a la estabilidad de la espuma. En el acercamiento de burbuja a partculase llega a que la espuma es ms estableEspumante adsorbido sobre la burbujaa donde van las cadenas hidrocarbonadas Movilidad alta, pues es adsorcin fsicaBMovilidad bajaP Ejemplo: Cu + X- = CuX2sal precipitada (covalente). I.3.11 Efecto conjunto colector - espumante. Elespumanteentregaalsistema,unafacilidadadicionalparaqueseproduzcala adhesin,queseproduceaunamayorvelocidad(enuntiempomscorto)ydemanerams estable. El rol del espumante en la flotacin es disminuir el tiempo de induccin. Enelcasodeunmineralsincolectoryburbujassinespumante,laadhesinpartcula- burbuja es funcin del ngulo de contacto. La probabilidad de flotacin sera: u PF = Pc Pa Ps (1 - Pd) aparece ti u El colector junto con el espumante, en una hidrofobicidad inducida, da mayor facilidad de flotacin. Eltiempodeinduccin,ti=f(concentracindeespumante),conconcentracindel colector constante. ti (mseg) ConcentracinEspumante Si tinduc > tcolisin, las burbujas se colisionan y separan. Sidisminuyeti,senecesitamsespumante,loqueproducemejorflotabilidad.La ecuacindeGibbsexpresaquesihayunadisminucindelatensinsuperficial,habrauna adsorcin. Unbuenespumantetienefuertecapacidaddereducirlostiemposdeinduccin,no necesariamente vinculada a su capacidad tensoactiva. Ejemplos de espumantes tensoactivos dbiles, pero buenos en flotacin, son: -Trietilbutano (TEB) -Metil isobutil carbinol (MIBC) -teres gliclicos del polietileno y del propileno (DOW - FROTH) En cambio, espumantes tensoactivos ms fuertes, son: -Aceite de Pino (terpinoles) -cido creslico (cresoles) En flotacin, se deben satisfacer simultneamente varios requerimientos: -Espuma estable, aunque no tanto. -Capa de espuma de volumen adecuado -Velocidad de crecimiento y evacuacin. -Selectividad (bajo arrastre de gangas) La espuma se debe poder destruir con agua, una vez que est en los launders. La limpieza delosconcentradosestbasadaenelespesordelaespuma.Sisteespequeoelconcentrado resultadebajaley,pueslaespumaestencontactomsdirectoconlapulpa.Siencambiose trabajaconunacapadeespumademayorespesor,hayundrenajedeaguaatravsdeunfilm acuoso, desde donde se eliminan las lamas. Film acuoso Estaeliminacindesdelacapadeespuma,entrainmentoarrastrefsico,est relacionado a la cantidad de agua de la espuma. Si existe menos agua, las burbujas estn mineralizadas en mayor cuanta, y el proceso es msselectivo (tieneunentrainmentms bajo). Si hay unbuencolchn de espuma, se establece un mecanismo de drenaje y limpieza, por lo que resulta un concentrado de mayor ley. Si una partcula de ganga llega al nivel de la interfase pulpa - espuma, tiene que remontar 10 15 cm, para salir de la espuma y ser eliminada. Esto resulta muy difcil, ya que hay que vencer el arrastre. Como ejemplo, se puede mencionar que las celdas de columnas tienen enormes capas de espuma, de hasta 1 - 1.20 m de espesor de espuma. Elcontroldeplanta,estrelacionadoalnivelpulpa-espuma,quetradicionalmentese maneja por niveles de compuerta. Actualmente, se utiliza un sensor ultrasnico, que permite regular el espesor de la capa de espuma. Si se trabaja con espumas, stas se forman, crecen y se vacan en forma natural. El flujo msico de concentrado es proporcional a la recuperacin de la especie valiosa. Si la espuma es muy gruesa, resultan concentrados de alta ley, pero de masa menor, por lo que se debe subir el nivel de la interfase pulpa - espuma. Lo ideal es tener un espumante que genere espuma con capa adecuada y alta velocidad de crecimiento de la misma. As se puede evacuar rpidamente el concentrado sin necesidad de subir el nivel pulpa - espuma, de manera de no tener arrastre de ganga. Elespumantedebetenerbuenaselectividad,esdecirnodebepresentarningnefecto lateralcolector departculasdeganga: Porejemplo, el cido creslicoes capaz deflotar ganga,al igual que el aceite de pino, que son fuertes tensoactivos provistos de grupos aromticos. O sea que la selectividad implica bajo efecto colector de ganga, del espumante. Por ello esmuydifcil conseguir espumantes quemodifiquen el tiempo deinduccin adecuadamente,y no alteren todos los otros factores mencionados. Normalmentelosespumantesnoseusansolos,sinomezclados;cadavezseusamenos aceite de pino y particularmente en Chile no se usa cido creslico. Una mezcla tpica en volmenes: MIBC: Dowfroth: Aceite de pino, 4: 2: 1, que logra una buena gama de caractersticas fsicas de la espuma (textura). Los factores que maneja el operador de planta tienen que ver con las siguientes preguntas: en qu tamao se rompe la espuma?; es la espuma grande o pequea?, est muy cargada?, etc. Esconvenienteconocerenprofundidadlafisicoqumicadeespumantes,yaquesihay problemas de recuperacin, lo primero que se piensa es cambiar el colector, cuando muchas veces convienecambiarelespumante;estonormalmentenoesconsideradoporeloperadordeplantay eventualmente tampoco por el Ingeniero Metalrgico. Los reactivos espumantes, ms utilizados son: -Metil Isobutil Carbonil: MIBC, MAA, AF 70 -Metil Amil Carbonil. -cido Creslico (orto, meta y para cresol), (flotacin oleosa) OHCH3 -Aceite de pino: terpinoles o, |, COHCH32CH3CH (Ejemplo, HOECHST FLOTOL; Aceite de pino, aceite de eucaliptol). -Eter Metilico de Propilen Glicol. CH3 - (O - C2H6)3 - OH (Ejemplo: Dowfroth 200, Dowfroth 250, Dowfroth 1012, para medio cido). -Trietoxibutano. OCH3 2CH CH CHCH3CH32CH2CH2CH2CHOO (Ejemplo: TEB FROTHER, Power Acelerator. -Eter Metlico del Polietilenglicol: CH2 - (O - C2H4)n - OH (Ejemplo Union carbide, PG - 400). I.3.12 Revisin de Reactivos Colectores. En general los reactivos colectores, son de 2 grandes tipos: -Tilicos o sulfdrilicos, tienen grupos SH, tiol. -Cadena larga.: Aninicos o Catinicos -Colectores Tilicos - Xantatos (alquilditiocarbonatos) Su estructura principal es la siguiente: R OSCS-K+Na+(o ) SS-R CO Son sales alcalinas del cido xanttico, que es poco soluble en agua, a diferencia de stas son muy solubles. La especie activa es el ion xantato:SS-R CX ,-R S,- Estos colectores fueron descubiertos y patentados en la dcada del 20, y siguen siendo los ms empleados para flotar minerales sulfurados. La variable ms importante en estos compuestos es lalongituddelacadenacarbonada,R,quepuedesercadenanormaloramificadaydedistintos nmeros de carbonos. Cuando: R = propiletilxantatopropilxantatoisopropilxantatoR = etil O CS3CH2CH-SO CS3CH2CH-S2CHR = isopropilOCH O C-S3CH3CH3CH Butil, amil o hetilxantato Se usa en Chuquicamata como principal colector, ya que son indicados para minerales de cobre calcosdicos. Si aumenta la longitud de R, disminuye la solubilidad de la sal sdica, aunque aumenta el podercolector del xantato (mayores recuperaciones). No obstantelaselectividad es menor, lo que significa obtener concentrados de menor ley, ya que particularmente flota ganga y sobre todo si es muy fina. Normalmente,sedebetenerpresentequeconformealobjetivodeley,quesepropone lograr en la flotacin, hay que alcanzar: 1.Mxima Recuperacin 2.Selectividad adecuada -Derivados de los xantatos. 1. Xantoformiatos: son compuestos sintticos obtenidos a partir de xantatos y cido frmico: R O C CHOOHOC CH2CH3+ Correspondenalaesterificacindelcidofrmico.Tieneparticularresistenciaala hidrlisiscidaysonpocosolublesenagua,porloquedebenemulsificarseprevioasuempleo como colectores. Se usan como emulsiones estabilizadas por el mismo reactivo espumante. Como ejemplo de los ms usados, se tienen: - Dietilxantoformiato, DFC 40, (se usa en El Teniente con circuito rougher en medio cido, pH=4). Tambin se usa para flotar cobre cementado. -Etilbutilxantoformiato.2. Esteres Xanticos. O C S R2 1RO -Ester alilamilxantico -Ester alilexilxantico. - CyanamidMinetec R 33021750 R 34612023 Para generar diferentes resultados con estos compuestos, se probaron diferentes variaciones de estructuras. Asen1925,apareciotrafamiliadecompuestos,queandominanlaqumicade colectores, en la flotacin de minerales sulfurados de metales base. Son los: -Ditiofosfatos. POSNaRO1RO2 Ejemplo. Disecbutil ditiofosfato de sodio: OP SNaSCH2 3CH CH3CH3CHO CH2 3CH CH Ejemplo: CyanamidMinetec Af - 238 (*) R 34772044 (*) Se usa en Chuquicamata como auxiliar del xantato para flotar Cu, Pb, Zn. Se usaron mucho en Rusia, donde lo denominan como aeroflot.Lasfamiliasquellevanazufreyfsforosonbuenoscolectores,yaquepermiten ordenamientosespaciales,queledanunaestructuramsordenadaalcompuesto;estoquizssea unaclaveenlahidrofobizacin.Uninvestigadorjaponsdemostrquelamayoradelos aminocidos son colectores de flotacin. La gama de estos colectores es ms amplia, pudindose mencionar entre otros: -diisopropilditiofosfato sdico -dietilditiofosfato de sodio -mezclas de ditiol y dibutilditiofosfato, AF 208 + tiocarbamilida (para flotar oro) -dicresilditiofosfato -Tionocarbamatos. Sonreactivosqueseobtienendelareaccinentreelcidoxnticoyunaalquilamina primaria. NH CSR2 1R O Ejemplo: Isopropiletiltionocarbamato. CH2CH3CHR1es y R2 es CH3CH2 Ejemplo: Z 200 (Dow). Este es un reactivo muy especfico para flotar cobre calcopirtico. Una mezcla de tionocarbamatos y ditiofosfatos es ideal para flotar minerales de cobre con calcopirita y calcosita. OtrosejemplossonelZM200yelDFC411,loscualessonmuytilesenlaindustria minera chilena, donde se pueden procesar 500.000 ton/da de mineral con 40 gr/ton de reactivos de flotacin. -Fosfinas. -Ditiofosfinatos (R - 3418): P SNaR1R2S -Cloruro de tiofosfonilo: PSR1OR2OClAF249 R - 135, -Monotiofosfato: PSR1OR2OAF 194 R - 3394,ONa El xantato se puede sintetizar en laboratorio. CHOH HONaCH3CH3CH3CH3ONaSC CHO SC2-SCHCH3CH3+ + = =Alcohol isoproplico Alcoholato Isopropilxantato de sodio RPSR OH- Tioglicolato y Mercaptoctanol versus NaHSHN CO CH6 13(F2)(CH) 2 25 2CHSCH8 17 5 2CH S(S7)- Serie F:(Derivados delcido carbnico)- Serie S:(Derivados delmercaptano)DOWROHCONSOR"CSOR'OC HNCR"NHROPSRO OH- Alcoxi carboniltionocarbamatosalquil tioureas- Monotiofosfatos- MonotiofosfinatosCYANAMID- Alcoxi carbonilHC C CH H C2OC H4 8CH- cidos ditiofosfricos(FLOTOL 7, 9)- Derivados acetilen -etilnicos(MIG 4E)GLEMBOTSKII(URSS)RC(OH)(PO H )3 2 2Reactivos Comerciales de Flotacin I.3.13 Cintica de la Flotacin. La importancia de la Termodinmica en el proceso de flotacin, se revis a travs de los conceptos siguientes: -ngulo de contacto -accin de colectores -accin de espumantes Sin embargo, la influencia de la Termodinmica en la flotacin, se tratar a travs de su necesaria vinculacin con la cintica del proceso. Esta ltima entrega una descripcin cuantitativa de la velocidad con que flotan las partculas, y por eso es importante el tiempo de flotacin (t). Este es una variable fundamental de diseo y corresponde al tiempo mximo que hay que darle a las partculas ms lentas para que puedan ser extradas de la pulpa. El tiempo de residencia (tr), est vinculado al flujo de aire, de modo tal que si este ltimo fuese pequeo, t debera ser alto para colectar todas las partculas. Hay una relacin directa entre tr y la probabilidad de flotacin, por lo que si sta es alta y si el flujo de aire es adecuado, la recuperacin esperada sera aceptable. Un experimento tpico de laboratorio es una prueba cintica, donde una celda batch es alimentada con una cierta cantidad de mineral y con la posibilidad de recibir el concentrado en funcin del tiempo. Se va cambiando la bandeja receptiva de concentrado, para fraccionarlo en c1, c2, ..., cn, para tiempos de flotacin de 1, 2, ..., 8, etc. Luego se confecciona una tabla como la siguiente: FraccinTiempo en MinutosFinos c11f1 c22f2 c33f3 c44f4 Conociendo leyes y pesos, luego se determina la cantidad de metal fino. Fino metalico pesoley= 100 Calculando el f1, f2,..., fn y conociendo el fino de la cabeza (alimentacin), se puede determinar la recuperacin del metal (Rm): %Rfino conc.fino alimem = 1ntacin100 Tambin se calcula: %Rm acumulativo (conc. 1 + conc. 2 +...).y se grafica R versus t. tiempo de flotacin(acumulativo)1 2 3m% R(2)(1)(3)R12R3R R aumenta con el tiempo de flotacin y la curva se va haciendo asinttica a un cierto valor mximo (R). Al final las espumas tambin quedan cargadas con parte de ganga. Esta relacin entre R% y tiempo, permite definir un concepto de velocidad. Si se tuviese un 2do y 3er mineral, estos tendran diferentes velocidades. Estas variaciones en velocidad dependen de condiciones operativas (tipo de mquina, flujo de aire, condiciones fisicoqumicas). Yaquelavelocidaddependedelaprobabilidaddeflotacin,unaciertacombinacinde reactivos podra dar una mayor o menor velocidad. Siseconsideraqueenunaplantaeltiempodeflotacinestvinculadoaltiempode residencia (tr), se tiene que: tr = f (volumen del circuito de flotacin) Por lo tanto, en la prctica industrial, el lmite del tiempo de flotacin est dado por tr. Si el tiempo tr = f (Vc), donde Vc es el volumen del circuito, la velocidad de flotacin surge como una variable importante del proceso. Paraentregarunacaracterizacincinticadelaflotacindeunmineral,seusael concepto de constante especfica de velocidad de flotacin. Sirveparadefinirsiunprocesoesmsrpidoomslento.Existeunaampliagamade modelos cinticos, de los cuales se analizarn los ms usados en el campo experimental. Para eso se desarrollarelModeloAnlogo(poranalogaalacinticaqumica),dondeseconsideraque partcula y burbuja son reactantes y el agregado de partcula - burbuja es un producto de reaccin. 21tiempoConcentracin especietil (1), (2), etc., indican cambio de la velocidad. I.3.14 Velocidad de flotacin. Se expresa a travs de la siguiente ecuacin diferencial: =dcdtkcn (1) c = concentracin de especies flotables n = orden de la reaccin k = constante de flotacin Suponiendo una cintica de 1er orden: c = coe-kt , donde (2) co = concentracin de material flotable al tiempo cero c = concentracin de material flotable al tiempo t La ecuacin 2 se grafica segn: lncckto= (3) tcolnc k1 Estas concentraciones no son usuales en flotacin, donde ms bien se usan recuperaciones. Para evaluarlas, se determinan concentrados parciales, que se secan, pesan y analizan para conocer el valor del contenido metlico fino y de ah la concentracin (ya que se conoce el volumen de la celda). Como ste es fijo, se trabaja directamente con concentraciones. En la prctica no es posible llegar a una recuperacin del 100%, por lo que se introduce el concepto de recuperacin mxima, Rmximo, ya que no todo el material es flotable. El trmino, ccoln , debe ser corregido, pues co es la concentracin de todo el material flotable menos la concentracin del material que no flot y qued, (c): lnc cc ckto |\

|.| =(4) Es posible escribir:Rc ccoo=(5) Rc cctoo=(6) Luego la ecuacin (1), queda: = dcdtk c cn( ) (7) ( )dRdtkc R Ronn= 1(8) Para n = 1:( ) R R etkt= 1 (9) Rt = recuperacin parcial a cualquier tiempo t R = recuperacin mxima posible. I.3.14.1 Modelo de 1er orden de Garca - Zuiga. Permite ajustar la gran mayora de los resultados experimentales y calcular la constante de velocidad de flotacin. ln ( )c cc cktR eokt= = Rt1Haciendo cambios: RRetkt= 1 (10) RRet kt = 1 (11) 1 =RRet kt(12) R RRet kt = (13) lnR RRktt |\

|.| = (14) -kR - RRtlntiempo de flotacin Las Rt son recuperaciones acumulativas; la R y t (datos experimentales), sirven para que por graficacin se obtenga k. [k| = t-1. Ejemplo [k| = min-1 Clculo de k: T%RacumR RRt lnR RRt |\

|.| AAyxk =141.10.4223-0.86 261.50.2765-1.29 464.80.1788-1.72-0.027 876.50.1000-2.30 1683.50.0176-4.04 I.3.14.2 Modelo de Klimpell. Rt = R(1 - e-k(t + u )) Agar, corrige el tiempo en el modelo de Garca - Zuiga. ( ) R Rktetkt=

(( 111 Distribucin rectangular de probabilidades (Klimpell). RR ktR ktt=+21Modelo 2 orden. Generalmente,bastausarlosmodeloscinticosde1erorden,dondeseconsideraque todaslaspartculastienenlamismaprobabilidaddeflotar.Siseconsideraquehaydistribucin rectangular de velocidades, aparece el modelo de Klimpell, donde se obtiene mayor precisin. El objetivo de una evaluacin cintica es determinar la constante de velocidad, k; adems se buscan expresiones que la vinculen con la termodinmica. En 1989, Spears, Jordan y Laskowski publican una ecuacin: kQPDFb=32 Db = dimetro de burbuja Q = flujo de aire PF = probabilidad de flotacin Esto lleva a una serie de expresiones matemticas, que ilustra la ecuacin siguiente:. PF = Pc Pa Ps (1 - Pd) Pc = probabilidad de colisin (es muy importante). P ADDcpbn=|\

|.| dondeA =32+415Re0.72, n = 2 La flotacin como proceso requiere que las partculas y burbujas, estn dentro de un rango de tamaos relacionados entre s. De este modo partculas pequeas flotan mejor con burbujas pequeas, pero con la condicin inherente de rango de partculas, de acuerdo al mineral que se est flotando. Hay distintos rangos para distintos minerales, por eso algunas especies minerales requieren dimetro de burbujas menores que otro. Ejemplo: minerales de cobre como calcopirita flotan bien entre 30 y 150 m, en tanto que partculas liberadas de molibdenita flotan bien entre 5 y 50 m. Esto depende del dimetro de burbujas (ms gruesas para calcopirita). Si se flotan calcopirita y molibdenita juntas, el equipo debe generar burbujas grandes como tambin pequeas. 30 1505 50CalcopiritaMolibdenitamm En cintica de 1er orden: Rt = R (1 - e-kt), segn Garca - Zuiga. R R lnR RRt tt Segn Klimpell: ( ) R Rktetkt=

((111(ajusta mejor) La constante K, es el resultado de una condicin fisicoqumica dada por: -granulometra -% slidos -ley de alimentacin -pH -reactivos La velocidad depende de las condiciones de la pulpa. rpidalentaRt Puede ocurrir que la flotacin no slo sea ms lenta, sino que se alcance distinta R , por ejemplo cuando los reactivos no son adecuados. RacumR1R2 La velocidad de flotacin es un aspecto clave, sobre todo en circuitos industriales donde una mejora puede significar un aumento de tonelaje tratado en planta. Es importante representar matemticamente la flotacin y profundizar en los fundamentos cinticos. La interpretacin de K en trminos termodinmicos es reciente y est todava en desarrollo. I.3.14.3 Interpretacin de K. KQPDfb=32segn Jordan y Lawskoski (1989). I.3.14.4 Probabilidad de flotacin. PF = Pc Pa Ps (1 - Pd) Schulze aplic conceptos de la Hidrodinmica a la flotacin, y Roe Hen Yoon trabaj en la interpretacin de la constante. Se desarrollaron varias ecuaciones para la constante K. I.3.14.5 Probabilidad de Colisin. Segn Lutrell, 1989. P ADDcpbn=|\

|.| dondeA =32+415Re0.72, n = 2 Dp = dimetro de partcula Db = dimetro de burbuja I.3.14.6 Probabilidad de adhesin, Pa. Pa = sen2 |o donde |o es el ngulo de contacto crtico de incidencia de una partcula sobre una burbuja. bpb = burbujap = partcula El ngulo de incidencia de la partcula sobre la burbuja, depende de la colisin y de las lneas de flujo. ( )|tob ipbVRRR=++|\

|.|

(((((245 830 10.72 arctg expbRe donde: Vb = velocidad de la burbuja (cm/s) ti = tiempo de induccin (ms) Reordenando trminos: Pa =

((22expB1+ (exp B)2 donde B = cte, ( )BVD D Db ib p b=++0 667 45 810.72. ( Re ) t Vb = f (energa de disipacin, viscosidad cinemtica) I.3.14.7 Probabilidad de desadhesin, Pd. P a bDDdpb= +|\

|.| Frecuentemente: a = 0, b = 1 Ps = probabilidad de formacin de un par estable. Ps = 1, para slidos hidrfobos. El tiempo,ti, se determina por un mtodo alternativo, ya que su determinacin experimental es complicada. Por ello se determina experimentalmente la constante y se ajusta un modelo, de donde se deduce el tiempo de induccin. I.3.15.Teora de flotacin de xidos. I.3.15.1 Teora de accin de los colectores. La Teora de unin de los colectores a la superficie mineral o de hidrofobizacin o del estado hidrofbico, son distintos nombres para indicar la hidrofobicidad inducida por los colectores para que se produzca la transicin hidrfilo a hidrfobo. Se ha desarrollado una teora de flotacin para xidos y no metlicos, yuna teora de flotacin de sulfuros. En la de xidos y no metlicos se considera una interaccin electrosttica colector - mineral (colector de cadena larga). En la flotacin de sulfuros se considera una reaccin electroqumica en la interaccin colector - mineral (colectores tilicos). Estas diferencias qumicas y mineralgicas han determinado distintos enfoques para considerar como se adsorbe e hidrofobiza. En la flotacin de xidos, se usan colectores catinicos o aninicos, y se dice que estos se adsorben slo sobre la superficie con carga elctrica de signo contrario. Por lo tanto graficando potencial zeta, pz versus pH para una superficie mineral, se puede correlacionar con una curva de recuperacin versus pH. pzpHa bpH%R Se ve que en a) se tendr flotacin con colector catinico y en b) con colector aninico. Si hay carga negativa en la superficie de la partcula mineral, el colector se absorbe como contraiones de la doble capa elctrica. ++++Contraiones de la doble capa elctrica Esto se llam estructura de hemicelas (Furstenau y otros), por similitud a las macromolculas que generan los tensoactivos a concentraciones altas. En solucin diluida los iones estn suficientemente alejados. A concentraciones medias, en cambio, las cadenas comienzan a actuar entre s y a formarse dmeros, en tanto que en soluciones concentradas se forman macromolculas bien definidas. +++++++++++++++++Solucin diluda Solucin media Solucin concentrada() * (*) Orientan sus cadenas carbonadas hacia el centro. Cuando se alcanza la concentracin micelar crtica (CMC), la tensin superficial, , baja abruptamente; en tanto que la conductividad aumenta. CMS Concentracin El fenmeno de la detergencia se basa en la formacin de micelas, aunque actualmente ha sido remplazada por teoras ms complejas de la qumica coloidal. Apareceran enlaces hidrfobos en la interaccin de las cadenas formadas en los colectores. El colector se comporta como un contrain de la doble capa elctrica.Para estudiar estos efectos se considera la teora de Stern de la doble capa elctrica. + = +oe-kx Doble capaCompacta DifusaxDoble capa+Capa difusaCapa compacta0+++ +++ ++ +.DC CD xPotencial zeta El potencial zeta es un valor medible experimentalmente por mtodos electrocinticos, ya que las partculas minerales al ponerse en movimiento hacen desaparecer la doble capa difusa, y slo queda la capa compacta. Las partculas con carga elctrica influyen sobre la solucin de electrolito que las rodea, alterando la distribucin de sus iones para formar las nubes inicas. El potencial de la partcula baja con la distancia para llegar a la electroneutralidad en zonas alejadas. Al inducir el movimiento de las partculas, se puede medir el potencial zeta entre el lmite fsico de la capa compacta y difusa. El potencial zeta se correlaciona muy bien con la adsorcin de colectores de signo positivo o negativo y con la respuesta en flotacin. ZPCgangapHpositivonegativomineralZPC2ZPCpH%Rpzcolector catinico1ZPCmineral ganga+++--- La zona entre los ZPC del mineral y ganga es importante de considerar para la separacin. Este rango se debe abrir por adsorcin especfica de otros iones. I.3.15.2 La doble capa elctrica en los xidos minerales. Se postulan diferentes mecanismos para la carga de xidos superficiales involucrando disolucin parcial del xido y formacin de complejos hidrxilados en solucin, seguida de adsorcin de estos complejos. M2O3 (s) + 3H2O 2M(OH)3 (aq) 2M(OH)3 (aq) M(OH)3-m m (aq) + (3-m) OH- (aq) M(OH)3-m m (aq) M(OH)3-m m (sup) Tambin pueden cargar la superficie de estos xidos, las siguientes reacciones: MOH sup MO- sup + H+ aq MOH sup + H+ aq MOH2+ sup Para un xido el potencial superficial est dado por: oHHpzcpzcRTFaapH pH = = ++ln( ). ( ) 0059volts A medida que la fuerza inica aumenta, se reduce el espesor de la doble capa y tambin el potencial en el plano de Stern. oo oRTnFaaRTnFaa= = ++ln(lna+, a-: actividad de iones determinantes de potencial, positivo y negativo respectivamente. a+o, a-o: actividad de los iones determinantes de potencial, positivo y negativo en el punto de carga cero. Iones determinantes de potencial. Son aquellos iones qumicamente adsorbidos que establecen la carga superficial. Iones especficamente adsorbidos. Poseen especial afinidad por la superficie, pero no son qumicamente adsorbidos. Contraiones: son los iones que son adsorbidos por atraccin electrosttica. Ejemplo: iones cloruro y colectores aninicos a bajas concentraciones adsorbidos sobre una capa superficial cargada positivamente. La adsorcin de iones colectores como simples contraiones y como hemimicelas en el plano de Stern, ha sido demostrada por Furstenau y Wakamatsu. La densidad de adsorcin de iones sulfonatos adsorbidos puede calcularse por: o,i i ir cnFRT= |\

|.| 2 expoi = densidad de adsorcin de especie i (mol/cm2) r = radio del contrain adsorbido (cm) c = concentracin en el bulk de la solucin (mol/cm3) n = valencia del in , = potencial zeta (volt) R = constante gases (cal/mol C) F = faraday (cal/volt equivalente) Cuando se adsorben especies sobre la superficie. |.|

\| =RTnFc ri i i,o exp 2donde | es el potencial de adsorcin especfico, es decir el trabajo de adsorcin que resulta de la adsorcin de cadenas hidrocarbonadas. Para un ion orgnico de 12 C, | = 0 si los iones son adsorbidos individualmente, y | = 12 kT, cuando lo son como hemimicelas, una vez que se ha completado la monocapa. I.3.15.3 Adsorcin sobre interfases cargadas. Si el sistema no es elctrico, la isoterma de adsorcin es slo funcin de la concentracin. Cuando la interfase est cargada, la isoterma de adsorcin debe mostrar la variacin con la actividad y la carga superficial o potencial. El potencial electroqumico es idntico cuando hay equilibrio en el estado adsorbido y en el bulk de la solucin: ( ) u i iiads solRT f RT a + = + ln lnf(u) = funcin de la concentracin superficial en trminos de recubrimiento superficial del ion adsorbido. ai = actividad del ion en la solucin. i = potencial electroqumico estndar del ion en el estado adsorbido. Cuando un componente neutro es transferido entre dos fases, el equilibrio se alcanza con igualdad de potencial qumico. iizF = + + ( )( ) u ioioi solads solRT f zF RT f a zF + + = + + ln lnsup+ +( )( )lnsup fazFRTRTGRTiioiosoloqcooelecads solu = + =++ +A A A =G Gadso oo = |\

|.| 2rcGRTadsexpA AGelec = cte, independiente de la concentracin o densidad de adsorcin. Para adsorcin de iones, Stern deriv: AGsol = ziF+o ooo= |\

|.| 2rcz FRTiexp+ Para adsorcin de surfactantes sobre xidos, Fuerstenau supuso: AGads = ziF+o + | | = n|, donde | = enlace de Van der Waals de interaccin por CH2 y entre cadenas adyacentes de molculas desurfactantes adsorbidas y n es el nmero de grupos de CH2 asociados. oo+ = 2rc exp( zie+o - n|/kt) +o = potencial zeta. La termodinmica de superficies, permite establecer que: Hs = Es +(PV) = Gs + TSs donde, Hs: entalpa por unidad de rea Es: energa total superficial Gs: energa libre de Gibbs superficial Ss: entropa por unidad de rea GGAsT P n= =|\

|.| cc, , donde, Gs: energa libre superficial (erg/cm2) : tensin superficial (dinas/cm) n: nmero de moles A: rea superficial SGTddTTddTssP= |\

|.| = = ccLuego, Es = f(T) disminuye si T aumenta. La ecuacin de energa de adsorcin de Gibbs relaciona entre dos fases a los i de las especies en el bulk y las superficiales de exceso o densidad de adsorcin de las varias especies, I1, I2, Ii, etc. , en la interfase. d = -SsdT - iIidi Ii solv = 0, Ii = concentracin superficial de exceso. d S dT ds iii = =I( ) 12(si T= cte) Ya que di = RT dln ai IiiT i jRT aj,(1),ln= |\

|.|=1 cc La densidad de adsorcin puede calcularse a partir de la pendiente de la curva tensin superficial versus log actividad, si la de la interfase considerada se puede determinar experimentalmente. Para alcoholes: d = -RTIROH dln aROH = -RTIROH dln cROH x 1010mol/cm26420120100806040200dinas/cmlog a2butanol / agua604020080-3 -2 -1 072.8Irea por mol adsorbido La tensin superficial baja por la adsorcin de homlogos de alcoholes alifticos en la interfase aire - agua. Se compara ms convenientemente, graficando la tensin superficial como una funcin del log de la actividad de alcohol. I.3.15.4 Mecanismo de accin de los tensoactivos. Al estudiar el mecanismo electrosttico son tiles los conceptos de la teora de la doble capa elctrica. Los colectores, pueden ser: 1.Aninicos: Carga negativa, Aquilsulfatos (R-SO4), Aquilsulfonatos (R-SO3), cido Carboxlicos (RCOOH), sales. 2. Catinicos: Carga positiva 1. El radical R, vara entre 8 y 12 tomos de carbono. 2. Alquilaminas primarias RNH2 (sales). Aminas secundarias R1 - NH - R2 Aminas terciarias R1 - N - R2

R3 Sales de Amonio cuaternario RNH4+Cl- Todos estos compuestos sufren hidrlisis;, por efecto del pH generan una especie cargada y otro neutra. H+ Ejemplo: RNH2 RNH3+ RNH2 (precipitado coloidal). RCOOH RCOO- (disociada) RCOOH (neutra). El pH resulta la variable ms importante en la flotacin de xidos, pues afecta la carga superficial del mineral y tambin el grado de hidrlisis de colector. Ejemplo: cuarzo recubierto con grupos silanoles que se pueden protonar. H+

OH SiOH2+ SiOH SiO-+Agua pHpzSiO-SiOH2+SiOHab En base a esto se elige como colector una especie de signo contrario para flotar: a.RCOO- b.RNH3+ Se debe conocer y manejar la carga superficial del mineral. Debe haber diferencia en el pZ de las especies valiosas y la ganga pzgangapHRango de separacinEspecie valiosa I.3.15.5 Descripcin de las superficies mineralesEn el caso de los xidos la descripcin elctrica estar basada en el uso de dos parmetros: 1.Punto de carga cero, ZPC (se le confunde con el punto isoelctrico, iep). 2. Potencial zeta. odensidadde cargapHiep0. El iep corresponde al ZPC del mineral en un sistema ideal, especie pura-agua. Es una propiedad del mineral. Si en cambio, se mide el pZ en presencia de colector, espumante y otros, y resulta 0: ste el ZPC del sistema. Son valores variables, segn las condiciones. pH.pzZPC0 El ZPC de especies minerales es un buen punto de partida para saber el rango de pH donde la especie mineral se comporta como catin o anin. Al formar una pulpa con mineral real y ganga, puede haber un desplazamiento del punto de carga cero, por las interacciones que surgen. Ejemplos: Puntos de carga cero (Pto. isoelctrico). Las gangas tiene puntos extremos en la escala de pH; SiO2 1 - 2 CO3Ca = 9.5 Los metales tienen valores intermedios de iep, lo que favorece la separacin. Es importante indicar que este enfoque conduce a utilizar favorablemente la fuerza de atraccin electrosttica entre el colector y el mineral para obtener adsorcin y por tanto hidrofobizacin. Se ha sealado que con las alquilaminas sobre cuarzo, an habiendo adsorcin no hay hidrofobizacin, hasta el momento en que empieza a formarse la especie neutral del colector.. NH3+ - R SiO- NH2 R El mineral comienza a hidrofobizarse, cuando se forma esta especie de baja solubilidad. Por lo tanto el estado hidrofbico del mineral requiere una mezcla entre la especie inica y la especie neutra. Esta combinacin es favorable a la hidrofobizacin. Esta situacin tambin se observa en los minerales sulfurados, donde se debe adsorber el colector en forma inica y en forma neutra (composicin mixta del recubrimiento por colector) Una observacin interesante de destacar es que cuando se habla de teora de flotacin, la mayora se refiere a la adsorcin de los colectores sobre la superficie mineral, cuando adems debiera hablarse del estado hidrofbico. Esto tiene que ver con el ordenamiento de cadenas y disposicin espacial de estas especies que es obtenida por induccin como la producida por pequeas cantidades de molculas neutras. Es el eslabn que puede unir la teora de flotacin de xidos con sulfuros. La adsorcin del colector sobre la superficie, no es suficiente para flotar, es solo condicin necesaria. Se necesita adems estudiar la qumica coloidal del sistema. PH SiO21 2 SnO24 5 TiO25.8 - 6.7 Fe2O34.8 - 6.7 Al2O39.1CO3Ca9.5 MgO12 -12.4 I.3.16 Teora de flotacin de los sulfuros. I.3.16.1 Introduccin. Corresponde al mecanismo de adsorcin de los colectores. Comnmente se usa Colectores Tiolicos, que se han estudiado a travs de la relacin del xantato con galena. Los xantatos: R OSSNaX-( C ) Reaccionan con la superficie del mineral formando un recubrimiento de xantato de plomo, que sera el responsable de la flotacin. Al principio se pens que ocurriran las siguientes reacciones: PbS ` PbX2 + S2- P2+ + X- X2Pb (precipitado) Al verificar que el KpsPb es menos soluble que el Kpx2, se comprob que no era posible el desplazamiento desde una sal menos soluble. Es decir que no es posible que el X- desplace al S2- del SPb. Esto produjo cambios en la teora o mecanismo propuesto. Se consider que: PbS + O2 Pb|SO3 (superficial)Se formara un tiosulfato de plomo, que es ms soluble que el xantato, o sea que la superficie de la galena tiene que esta parcialmente oxidada para que haya flotacin. Sin embargo estateora fue muy discutida, hasta 1957 en que Plaksin, public resultados donde flot galena en ambiente sin oxgeno. A pesar de que el xantato se adsorba, la galena no flotaba; si se permita la entrada de oxigeno a cierta presin, la galena si hidrofobizaba. O sea el oxigeno sera un reactivo de flotacin. No obstante, la transformacin del SPb a tiosulfato de plomo, no sera posible en los cortos tiempos disponibles en una celda de flotacin, por lo que el mecanismo sera otro. Se propone, entonces una participacin de la superficie mineral en una reaccin de oxidacin donde: 2X-X2 + 2e o sea,R OSSC 2-R OS SCSO R CS Se formara un dmero, producto de oxidacin del xantato, el dixantgeno, que dara una oxidacin del colector, que es lo que permite flotar mediante las propiedades semiconductoras del mineral. Un semiconductor tipo n, o sea con exceso de electrones en las bandas de valencia, sera la caracterstica de un mineral sulfurado en ausencia de oxgeno, y pasara al tipo p con presencia de oxgeno, el que captara los electrones de las bandas del oxgeno. Al haber vacancia de electrones, tomara los electrones del xantato, acelerando su oxidacin. Se producira una catlisis inducida por el semiconductor tipo p. e-e-e-e- O2tipo p tipo nhuecos de electrones As el dixantgeno que producira hidrofobicidad, segn la teora de los semiconductores de Plaksin. En occidente se usa, en cambio, la teora electroqumica de Woods. En resumen la flotacin de: 1.xidos: habra fenmenos de la doble capa elctrica. 2.Sulfuros: ocurriran mecanismos de fijacin qumica. La diferencia fundamental entre 1 y 2 es el rol del oxgeno, que interviene en la hidrofobizacin del mineral. O2 tipo n tipo p El semiconductor tipo n pasa a tipo p, (aceptor de electrones), por la accin del colector, que se oxida. Los p estn apropiados a las propiedades semiconductoras del mineral, que vuelve a tomar electrones formando una especie de ciclo cataltico, segn se indica: 2X-X2 + 2e Esta es una reaccin lenta en fase homognea (tarda horas). tipo ptipo n

O2 El X2 es poco soluble; el colector se descompone por efecto del oxgeno. El mecanismo cataltico debe ser suficientemente rpido (segundos a par de minutos). I.3.16.2 Teora Electroqumica. La teora electroqumica es conceptualmente diferente, aunque los eventos son los mismos. Contempla: -Rol del oxgeno. -Oxidacin del colector. -Naturaleza mixta (X- + X2) durante la hidrofobizacin. Woods, del CSIRO de Australia, plantea que el mecanismo no sea de semiconductores, sino electroqumico, es decir: 2X-X2 + 2e, Reaccin andica. Corresponde a una reaccin andica, por lo que dentro del sistema debera haber tambin una semireaccin catdica, que debera corresponder a la reduccin del oxgeno. 1/2 O2 + 2H+ + 2e H2O Reaccin catdica Reaccin global: 2X- + 1/2O2 + 2H+X2 + H2O Esto es importante de verificar mediante tcnicas electroqumicas experimentales.I.3.16.3 Tcnicas electroqumicas experimentales. A ERTnFaA+ + = ++ e BEh ln.iEhB A +eA +e B+Eq i = i i = 0,luego Eh = Equilibrio i = f(velocidad) Eh(1) (2) (3)iEfEbarridoteieief La voltametra es una tcnica electroqumica que puede ser: 1 lineal, 2 triangular, 3 triangular cclica y que permite identificar reacciones. Ejemplo: ieErfaOxidacinReacciones catdicasie.e Peak a, indica una reaccin de oxidacin. Er es un potencial termodinmico importante, reversible, de la reaccin por identificar; por clculo se pueden extraer diferentes reacciones y ver cual es la que se acerca a la de Er. Eh = ++ERTnFaA ln , permite asignar una reaccin al peak de corriente. La tcnica se puede hacer en los dos sentidos (andico y catdico) y es la llamada voltametra triangular. Si hay un peak en la regin andica, debe tener su correspondiente peak catdico. ieiefeieiefePeak catdicoPeak andico Woods utiliza la voltametra para demostrar que el mecanismo de oxidacin del xantato es electroqumico. Para ello se pueden usar electrodos de metales nobles (Au, Pt) o electrodos minerales (SPb, Cu2S, etc.) (que son semiconductores). 2X-X2 + 2e 1/2 O2 + 2H+ + 2e H2O Corresponden a: AB + esemireaccin andica C + eDsemireaccin catdica Si lo que se oxida es distinto de la que se reduce tenemos 2 potenciales de equilibrio. El potencial a i = 0, es cuandoi i = y se obtiene el Emixto. No ocurre la misma reaccin en el electrodo. Woods dijo que sucede si se extrae el O2 del medio y se proporciona un sistema alternativo de entrega o captacin de electrones; entonces se puede demostrar que el mecanismo es electroqumico. . . .EPotencial mixto1 2 hiE E Cual es el mecanismo alternativo?. Lo hace a travs del uso del Potenciostato. ieiefePeak catdicoPeak andico Construye el voltagrama en presencia de etilxantato. Demuestra que hay un peak de corriente que corresponde al ER de oxidacin del xantato.Construy un aparato que es tubo de Hallimond modificado, es decir una microcelda de flotacin. Se hace con especies puras para estudiar el efecto de variables fisicoqumicas. Cambi la placa por una de oro y estudi la flotacin de esferas de oro, instal los electrodos, trabaj todo el sistema sin oxgeno. MineralacondicionadoBurbujasReferenciaElectrodomodificadoAire o argnEsferas de oroTapnConcentrado Elige potencial entorno del potencial de la cupla X-/X2 y comienza a barrer con potencial, de modo que cuando se llega al potencial de formacin del dixantgeno, se produce hidrofobicidad,(por lo tanto de flotacin), haya o no O2. iEiEfE% RErefSin O2hEh* Erep > Eref X2/X- Posteriormente se ha hecho trabajos de voltametra e impedancia, demostrando que no todos los minerales son capaces de formar el X2 (dixantgeno), pudindose formar mezclas de MX2 + X2. El potencial mixto (o de reposo) del electrodo mineral es el potencial a corriente cero. Para formar dixantgeno: Erep > ErX2/X- (potencial reversible de la cupla X2/X-). A veces no se forma dixantgeno y hay flotacin. La evidencia experimental ha demostrado que las reacciones de adsorcin de colectores para silicatos y xidos minerales son de naturaleza electrosttica. En este caso, los colectores funcionan como contraiones en la doble capa elctrica. Los cidos grasos como colectores no tienen poder colector para minerales, cuando ellos estn compuestos de cadenas carbonadas con menos de seis tomos de carbono. Las caractersticas de sus propiedades colectoras son inexplicables por el modelo de monocapa compacta de adsorcin. Su accin es completamente diferente de los colectores xantato. CAPTULO II: FLOTACIN DE MINERALES SULFURADOS. II.1 Reaccin redox X/X2 Bajo condiciones de flotacin no existe selectividad frente a los colectores tilicos de los diferentes sulfuros minerales, los que flotan conjuntamente. En cambio en los xidos y no metlicos, hay algunos que no flotan en las condiciones elegidas. Esto lleva a la necesidad de controlar la flotacin. II.2 Modulacin de flotacin. Analizando las posibles reacciones: 2X-X2 + 2eformacin de disulfuro orgnico. ( )( )( ) ( ) E ERTnFXXERTnFXRTnFXX X X X= + = + ln ln ln/ /2 22222 S(X2) = 10-5 (muy baja solubilidad), por eso se supone que se trabaja con solucin saturada, por lo tanto su actividad es unitaria, entonces: ( ) ( ) E ERTFX E XhX X X X= = .log . log/ /2 22 30 059 Este corresponde al potencial al cual comienza a oxidarse el xantato a dixantgeno. Valores de E de serie de xantatos. XantatoE (Winter - Woods) Metil-0.004 Etil-0.0057 n - propil-0.09 Isopropil-0.089 n - butil-0.128 n - amil-0.158 Largo de la cadenaPropilEtil MetilConcentracinEh Al aumentar la concentracin del colector mejora la respuesta en la flotacin, pues se requiere menor potencial para formar dixantgeno, y tambin la adsorcin. Tambin el largo de la cadena influye positivamente, ya que un propilxantato es ms fuerte que un etilxantato. Por eso, si hay problemas de flotacin con minerales mixtos, donde hubieran xidos, se usan reactivos de cadena ms larga de lo usual. El manejo de las condiciones redox en los minerales sulfurados, se da a travs del oxgeno disuelto. La superficie mineral acta como un electrocatalizador. El X- a travs de la superficie produce la reaccin a X2 y 2e deben ser adsorbidos y transformados en agua por el O2. XO2HO2e22-X + La superficie acta como aceptora de electrones, y se modifican las constantes de velocidad de las dos reacciones. Si se agrega un reactivo oxidante para generar dixantgeno, X2, en la solucin, ste no sera activo, ya que se debe formar slo en la superficie. El Eh no es el de la solucin, sino el de la interfaz mineral - solucin y se puede determinar experimentalmente fabricando electrodos con las diferentes especies minerales. Datos con ditiofosfato. E (V) Dimetil0.315 Dietil0.255 Dipropil0.187 Dibutil0.122 Diamil0.050 PEM DA DP E(+) (-)Xantatos Ditiofosfatos Se observa que primero se oxidan los colectores de cadena ms larga y que los xantatos son ms fcilmente oxidables que los ditiofosfatos. Con etilxantato de concentracin, | | = 6.25 10-4 M, Eh = 0.130 V. Se miden los potenciales de reposo, para una serie de electrodos minerales: Potencial de reposo, E(V) Pirita0.22 Arsenopirita0.22Se forma dixantgeno Pirrotita0.21 Calcopirita0.14 Bornita0.06Se forma el xantato metlico Galena0.06 Si el potencial de reposo fuese superior a 0.130 se formara dixantgeno. Los mecanismos electroqumicos persisten incluso sino se forma dixantgeno, o sea hay otras vas alternativas para la reaccin andica que tambin involucran al colector. Es as que Woods postula que en el caso de la galena: PbS + X- = PbX2 + S + 2e(1) La semireaccin andica formara el xantato metlico y el sulfuro del retculo cristalino se oxidara a azufre que es bastante hidrofbico (como el dixantgeno). Con el acople de la reduccin del oxigeno (reaccin catdica), se tendra posibilidad de flotar la galena. 1 2 2 22 2/ O H e H O + + =+ (2) PbS X O H PbX S H O + + + = + + +21222 2 2 Reaccin global S+Capa mixtaPbX2 En el caso de la covelita se forma X2Cu que siendo inestable, produce CuX (xantato cuproso) ms dixantgeno. CuS = Cu2+ + S2- Cu2+ + X CuX2 CuX + 1/2X2 Este mecanismo no sera vlido, pues tambin est abierto a la tenorita, bornita, etc., que s forman dixantgeno y no hay flotabilidad, pues ste debe quedar adsorbido en la superficie con interaccin con los azufres (entre los S del dixantgeno y los S del mineral). SSS C O ROC O RSSS Los que no concuerdan con esta teora, argumentan que el S no es termodinmicamente estable a pH alcalino, que es al cual se hacen las flotaciones. II.3 Flotacin selectiva. Debido a la variedad de especies presentes en los minerales, con sus diferentes leyes, y siendo unas, subproductos de las otras, es conveniente obtener separadamente concentrados de cada una de los productores valiosos. Por ejemplo la pirita en minerales de cobre constituye una impureza o ganga que hay que eliminar. La flotacin selectiva tiene una serie de alcances, respecto de subproductos, impurezas, ganga. Se aplica a: -Sulfuros de metales pesados y subproductos. -Polimetlicos -Eliminacin de impurezas -Selectividad frente a la ganga Se trabaja con: - Depresantes: oxidantes, reductores, complejantes, precipitantes - Activadores - Dispersantes de ganga. Ejemplo: 1. Separacin de Cu -Mo 2. Activacin de esfalerita 3. Separacin Pb - Cu - Zn - Fe 4. Separacin Cu -Ni Co Se parte de la siguiente base: Un mineral sulfurado adquiere flotabilidad por un colector tilico, mediante una reaccin qumica que conduce a la formacin de un film mixto de iones colector - metal y disulfuro, y existe una condicin de la superficie que est dada por las propiedades del mineral sulfurado. Si se pueden modificar las propiedades electrocatliticas del metal, se puede inducir flotacin. II.4 Modificacin de propiedades superficiales del mineral sulfurado. Si se tuesta el sulfuro y al momento se quiere flotar, no se puede. La oxidacin superficial puede inducir depresin. -Fuerte: mediante tostacin. -Leve :i. Con oxgeno insuflado antes de flotar. ii. Con oxidantes, H2O2, ClO-, MnO4K, CrO4K2. II.5 Influencia la temperatura. El ferrocianuro, necesita una temperatura de 60C para producir modificaciones, con fines depresivos. Una descomposicin qumica del recubrimiento del colector, es depresante. Un reactivo capaz de complejar al metal, forman un compuesto ms estable que el del colector - metal, que se disuelve y por lo tanto depresa. Ejemplo: cianuro. Precipitacin sobre la superficie: (Adsorcin).Ejemplo: (OH)2Ca sobre pirita y molibdenita. Es debido a la precipitacin de una mezcla de hidrxidos superficiales de calcio y fierro que evitan la flotacin, pues se pierden las propiedades electrocatalticas. El (OH)2Ca se entremezcla con el MoCa, en la depresin de la molibdenita. II.6 Descomposicin qumica del recubrimiento del colector: - Reductor (SNa) - Complejantes. 8 12 pH1 Concent.molarSH2HS-S= El SNa2 depresa a todos los minerales sulfurados, excepto la molibdenita (que tiene flotabilidad natural). Pirita, galena, esfalerita, calcosita, covelina, bornita. Otra excepcin esfalerita. El SHNa tiene una doble funcin: a. Descompone el recubrimiento de colector. b. Puede reducir al disulfuro (dixantgeno). MineralsulfuradoMS 2XSHNa +qumicamente adsorbidofsicamente coadsorbido-MX2X2MX22+2X-= a. El colector se desorbe. b. Reduccin de X2 a X- que pasa a la solucin. La superficie vuelve a su estado original como especie sulfurada, pero es un estado reversible que depende de la concentracin de SH- residual. %RSe recupera laflotabilidad original-con [SH] = 0t0100SH-comienza nuevamentela flotacin( )*x t[HS]-[SH]-crtica0 . El SH- se descompone con el O2 ambiente, catalticamente a S2O3=, o polisulfuros (por eso disminuye |SH-| con el tiempo). II.7 Implicaciones tecnolgicas. Se puede ahorrar SH- trabajando con gas nitrgeno, en vez de aire en la celda. Algo similar se ha conseguido con el desarrollo de celdas hermticas que trabajan con aire enrarecido y que se logra por recirculacin del aire en la celda.

[HS]-[SH]-crtica*reposicin de SH- SHCu, Fe, MoComienza a flotar Cu, Mo, Feal llegar a [SH]c-- Por esto se adiciona SHNa en etapas. Se ha desarrollado el electrodo especfico al SH-, de membrana - slido, de Ag/SAg2. 1. SAg/Ag 2.Referencia2 2E =f [SH]-1 2 Al aumentar la concentracin de SH-, entonces disminuye (ms negativo), el potencial. -800-30010-2 -310-410-510-E (mv)Concentracin En el banco de celdas: [SH]c[SH]c.Et= -600 mVcrticoE[SH] Cuando el potencial llega -600 mV, se comienza a agregar |SH-| para que no flote conjuntamente lo depresado. Si |E| = -300 -400 disminuye la eficiencia de la depresin. Esto es un ejemplo del control en lnea de la separacin Cu - Mo. Se pueden usar tambin, electrodos de Pt o Au. El problema es que la respuesta es inespecfica, pues Eh se modifica con cualquier otro elemento y no slo el SH-. Esto se usa tambin en la descontaminacin de los efluentes que tienen sulfidrato, dosificando el H2O2 necesaria para oxidar el SH-, y bajando a < 5 ppm. log c-Eh II.8 Flotacin selectiva. II.8.1 Minerales sulfurados de Cu - Fe - Mo - Zn - Pb. Depresantes. SNa2, SHNa (reductor, medible con electrodo Ag/SAg2). Forman sulfuros poco solubles: Reaccin de desplazamiento del colector, precipitado con el metal. Activadores. Desactivadores. Tiene aplicacin importante en minerales de Cu - Mo - Fe. En estos se tiene una mezcla de calcosita, calcopirita, covelita, bornita, molibdenita ms pirita. Flot. colectivaConcent. Cu - Mo - FeCalcopiritaCalcocitaFeS2Flot. selectivaMoS2+ El S2Mo tiene flotabilidad natural. Tiene estructura laminar con capas donde hay sitios bordes y caras. Los sitios bordes son hidroflicos. Los sitios caras son hidrofbicos. Mo Mo MoS S S SS S S SMo Mo MocapaEnlaces de Van der Waalscapa Capas dbilmente unidas por enlaces de Van der Waals, por interaccin entre azufres y enlace covalente entre Mo y S. SSSSS SSSSSSitios carasse desfoliao se doblaSitios bordes El mayor contacto es por las caras: partcula burbuja El SNa2 remueve el colector, inclusive de la molibdenita, que an en presencia de SNa2 flota. sta no necesita un colector tilico, si se agrega un colector no polar (petrleo + kerosene). El empleo de N2 ahorra colector, pues bloquea la oxidacin cataltica de descomposicin del SHNa. A veces se usan otros colectores como S(NH4)2, cuando el S2Mo est parcialmente oxidado con un recubrimiento de MoO3. Se forma molibdato de NH4 y disolucin de la capa de xido. Se puede emplear tambin: ferrocianuro, aunque requiere temperatura, o cianuro que como es txico se emplea en pequea cantidad (en colas). -Anamol - D o Asmol (60% SNa2 + 20% As2O3) da tioarseniatos que aumentan la depresin. -Reactivo de Notes (LR - 774) 20% Na2S + tiofosfatos. En Teniente se usa P2S5 + OHNa. |SNa2|Anamol > |SNa2|LR - 774. En el MoS2, el tamao de las partcula es muy importante, 10 - 20 m. No obstante se generan finos bajo 10 -5 m. En este caso ya no flota bien, pues genera gran prdida, ya que la razn sitios caras/ sitios bordes es muy pequea. Las partculas pequeas son ms hidroflicas y se producen lamas con partculas en forma de agujas que se pierden. Tambin se pierde recuperacin con partculas gruesas (> 50 m). Aparece un ptimo segn el tamao. % R5 30 50 200 mCu .ptimo (5 - 30 m ).( ) x Sin embargo, el Cu flota bien en 200 m 100 - 150 m, por lo que las burbujas de aire no tienen el tamao adecuado para ambos casos. Un problema tpico se da en el caso de la pirita en minerales sulfurados. sta se depresa con cal; en etapas de limpieza se usa pH 11 -12, que es una forma indirecta de regular el agregado de cal. 100 %10 13 pHcalcocitacalcopiritapirita Por lo tanto para separar la pirita de la calcosita y calcopirita, se debe regular el pH segn lo indicado. %R10 12 pHNaOH CaO En realidad, la depresin no es por pH, sino por cal, segn se indica en la figura anterior. %Rpzpz por agregado de Ca++pz piritaadsorcinAdsorcin0pHpH++ in Ca Los iones Ca++ se adsorben sobre la superficie de la pirita y dan un cambio superficial que depresa la pirita. Ca(OH)2Fe(OH)3FeS2 Estos hidrxidos forman una capa superficial con propiedades hidroflicas, por lo que el colector no es adsorbido, pues no se forma X2. El X2 confiere la flotabilidad a la pirita. Si la pirita es depresada con cal, se puede reactivar bajando el pH. Al disminuir el pH, se disuelven los hidrxidos. 12 10 8 6 4Reactivada %R La pirita es muy sensible a la oxidacin. %RCaOOHNa* CaOoxidada (*) La cal depresa a un pH ms bajo, pero si la pirita es previamente oxidada en forma leve, la cal es un depresante ms poderoso. La oxidacin, se consigue mediante: a)Simple aireacin de la pulpa: da menor consumo de cal, la calcopirita y molibdenita son ms difciles de oxidar, se puede trabajar a pH ms bajos. b)Envejecimiento de pulpa: se deja un da antes de flotar, lo que de una prdida de flotabilidad. dem, si los minerales estn almacenados, por lo que deben quedarse sellados e insuflar nitrgeno. El envejecimiento de pulpas se hace en espesadores para oxidar la pirita de un turno otro turno. c)Reactivos qumicos: H2O2, NaClO (oxidantes). d) pH 10Conc crticaMgBaBa++(NO)Ca2 3Mg++CaSr++Conc. [Ca ]++%RCapa de xidoCapa de hidrxido FeS2- Si se usan aguas duras, hay mayor |Ca++| y pueden usarse pH ms bajos. La molibdenita tambin se depresa con cal. (pH = 12). %RSMo2FeS2pH 10 12xfraccinmolarCaOH+Ca++pHpHS2Ca(OH)pH crtico de precipitacin El cianuro es depresante de pirita (o Ferro o Ferricianuro). La pirita flota mejor a pH cido que alcalino, por eso se flota mejor a pH cido y luego a pH alcalino para despiritizar. La galena es sensible a la oxidacin. La calcopirita no es sensible a la oxidacin, con lo cual mejora su flotabilidad. En la flotacin selectiva, la pirita y pirrotita, son dos especies que siempre acompaan a los minerales sulfurados y que deben eliminarse. II.9 Tratamiento de polimetlicos. Se consideran minerales de Pb, Zn y adems Cu - Pb - Zn - Fe, Cu - Pb - Zn - Fe - Ni., Cu - Pb - Zn - Fe - Co, y adems pueden contener Au y Ag. SZn : esfalerita. SZn: wursita (estequeometra variable). SPb: galena. CuFeS2: calcopirita FeS2: pirita (pirrotita) (Fe - Ni)x Sy : pentlandita (Fe - Co)x Sy Esquemas de flotacin. Aprovechan la respuesta positiva de los polimetlicos a los xantatos (isopropil, amilxantato) y tambin el uso de depresantes: CN-, cal, SO4Zn, CrO4K2, SO3Na2, CO3Na2. Para inhibir algunas especies se usan activadores y desactivadores. Se aplican el SO4Cu como activador a la esfalerita y el CNNa como un desactivador. II.10 Accin de reactivos en Flotacin. II.10.1 Reguladores. 1.Actan directamente en la superficie mineral variando su composicin qumica. Ejemplo: Esfalerita activada por sales de cobre. SZn + Cu++ = SCu + Zn++ Desactivada por el in cianuro. 2. Los reguladores pueden separar un colector de una superficie mineral, luego, impiden una flotacin. Ejemplo. La introduccin en la pulpa de flotacin: sulfuro de sodio aumenta la concentracin de iones sulfuros e hidrosulfuros, produciendo la separacin de xantogenato de la superficie de la galena. 3. Los reguladores pueden tambin variar la flotabilidad de un mineral. Ejemplo. Debido a la heterogeneidad de la superficie mineral hay superficies libres que son adsorbidas por el regulador, reduciendo la hidrofobicidad del mineral. 4. Algunos reguladores producen marcadas variaciones en la alcalinidad del medio afectando la flotacin. Ejemplo. La pirita no puede ser flotada en medio alcalino. II.10.2 Activadores. Son reactivos que facilitan la unin de un colector con un mineral; intensifican la accin del colector sobre los minerales. Los que tienen efecto opuesto se llaman depresores. Algunos son activadores con determinados minerales y depresores en relacin a otros. Por ejemplo, el sulfuro de sodio activa la flotacin de muchos minerales oxidados no ferrosos, pero es un depresor para minerales sulfurados. Ejemplos de activadores. 1.Sales solubles de metales pesados no ferrosos (Cu, etc), los cuales activan la pirita, esfalerita, cuarzo y ciertos sulfuros minerales. 2.Las sales solubles de metales alcalinos trreos (Ca, etc.) activan la flotacin del cuarzo y otros minerales no sulfurados. 3.Sulfuro de sodio y otros sulfuros solubles son usados en la activacin de minerales metlicos no - ferrosos oxidados. (Ej. Cerusita, malaquita, etc.) 4.Oxgeno (como