Tratamiento mecánico de minerales: Flotación - Marquina y Venaruzzo

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Tratamiento mecánico de minerales. Mineralurgia. Hidrometalúrgia. Flotación.Apuntes de la cátedra de Tratamiento mecánico de minerales, de las carreras de Licenciado en Tecnologías mineras y Técnico en planta y análisis de menas, de la Universidad Nacional del Comahue. Zapala, Argentina. Año 1999.

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  • Universidad Nacional del Comahue

    Facultad de Ingeniera Asentamiento Universitario Zapala

    - 1999 -

    Tratamiento mecnico de minerales

    y Tecnologa de

    procesamiento

    Tomo 2

    ~ Flotacin ~

    Ing. Marquina Herrera Pedro Pablo

    Lic. Venaruzzo Jorge Luis

  • U.N.C. Asentamiento Universitario Zapala Tratamiento Mecnico de Minerales Tecnologa de Procesamiento Procesos Unitarios - Flotacin

    Ing. Pedro Pablo Marquina Herrera - Lic. Jorge Luis Venaruzzo 1999

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    Procesos Unitarios

    CONCENTRACION POR FLOTACION DE LOS MINERALES

    PRINCIPIOS GENERALES

    La flotacin es un proceso por medio del cual se hacen subir

    selectivamente los granos de uno o varios minerales suspendidos en una pulpa o

    lechada, a la superficie libre de una celda o tanque por la accin de burbujas de aire.

    Los granos elegidos son atrados y adheridos a la espuma formada en la superficie del

    tanque y se retiran junto con esta en forma de concentrado. Mientras que los granos o

    partculas que no suben permanecen en la lechada y se extraen por el fondo de la celda

    en forma de cola o estril.

    La flotacin se hizo industrial hacia 1914 en la separacin de minerales

    sulfurosos y no ferrosos. Su empleo se limit durante muchos aos a la flotacin de

    sulfuros metlicos y de elementos como azufre y grafito. Actualmente se ha extendido

    su uso a la concentracin de muchos minerales no metlicos y a la separacin y

    purificacin de varios productos industriales.

    FLOTABILIDAD

    Es una propiedad de los slidos y unos flotan con mayor facilidad que otros, por

    ejemplo, son fciles de flotar: el azufre, el grafito y los sulfuros metlicos; en tanto se

    hace ms difcil hacer que floten los xidos, la slice, los silicatos, los carbonatos, etc.

    La flotabilidad es un fenmeno superficial, el factor decisivo es la naturaleza de

    la pelcula formada en el exterior de la partcula. La formacin de las partculas

    selectivas de los granos de un mineral en un conglomerado por medio de un reactivo

    determinado, estimula la flotabilidad de dichos granos con preferencia de los dems.

    Los reactivos que forman pelculas con ciertos minerales se denominan colectores; los

    que producen la espuma, espumantes o espumadores y los que facilitan la

    separacin selectiva de un slido de otro, haciendo bajar uno o impidiendo su flotacin

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    son depresores. Los reactivos que dispersan la cubierta de lodo o fango de los

    granos, favoreciendo as la formacin de pelculas sobre ellos, son agentes

    floculantes. Para controlar el pH se aaden cidos y lcalis.

    Para algunos fines especiales, en particular para activar o ayudar a otros

    reactivos, se emplean diversos reactivos inorgnicos.

    LOS REACTIVOS DE FLOTACION

    CLASIFICACION

    Como hemos dicho, segn la funcin que desempean, los reactivos que se

    usan en flotacin pueden clasificarse en tres grandes grupos a saber:

    I. ESPUMANTES II. COLECTORES O PROMOTORES III. MODIFICADORES

    Entendiendo por este ltimo grupo, todos los reactivos que se emplean con fines

    muy diversos.

    Esta clasificacin est lejos de ser definitoria, porque hay sustancias o

    reactivos que tienen sus funciones variadas. As, hay aceites pesados que cumplen al

    mismo tiempo la funcin de espumantes y de colectores o promotores, tal es el caso

    del Promoter 847 usado para la Barita; as tambin como ciertos aereoflot. Tampoco

    esta clasificacin tiene un carcter cientfico pero es la que se adopta en la prctica y

    es muy til porque sirve para indicar el objeto con que se usa determinado reactivo.

    I. E S P U M A N T E S

    CARACTERISTICAS

    Los espumantes tienen por objeto dar consistencia al sin nmero de pequeas

    burbujas de aire que se forman en la masa de la pulpa de mineral dentro de las

    mquinas de flotacin, rodendolas con una pelcula adsorbida. Las burbujas vestidas

    con el espumante ya no se unen entre si en el seno del lquido y cuando salen a la

    superficie no revientan inmediatamente como sucedera en caso de no utilizar el

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    reactivo, sino que permanecen por un cierto tiempo constituyendo la espuma. En otras

    palabras, los espumantes reducen la tensin superficial del agua proporcionando un

    contaminante adsorbible entre las interfaces agua-aire.

    El espumante debe ser seleccionado en cada caso, as como la cantidad

    empleada con estricta dosificacin. La tensin superficial del agua no debe reducirse

    demasiado, ni la pelcula de espumante que rodea las burbujas debe ser muy gruesa,

    porque entonces no podran retener las partculas de mineral adheridas a su superficie.

    Es por esta razn que no pueden usarse solos el jabn, las aponinas y otras sustancias

    que producen efectos espumantes muy intensos porque ellos reducen la tensin

    superficial del agua tanto que llega a ser insuficiente para la flotacin. Las espumas en

    este caso son estriles e intiles.

    Los espumantes que disminuyen poco la energa de la interfase aire-agua

    tendrn por otra parte tendencia a flotar una gran variedad de minerales, incluyendo

    partculas de pequeo ngulo de contacto.

    Estos dos tipos extremos de espumantes se alinean a todos los usados en

    flotacin y por ejemplo tenemos el Acido Creslico, que tiene poca tendencia a

    levantar partculas, es decir levantar las especies ms flotables y por otra parte, los de

    gran tendencia a levantar partculas en forma no selectiva, como puede ser el Aceite

    de Pino.

    Los espumantes son lquidos orgnicos poco solubles en agua, formados por

    aceites esenciales o fenoles, cresoles y toluidinas, siendo los ms usados, el aceite de

    pino y el cido creslico.

    El aceite de pino que se obtiene por destilacin al vapor de ciertas especies

    de pino, es un poderoso espumante que tiene la ventaja de emulsionarse y disolverse

    sin necesidad de agitacin muy intensa.

    El cido creslico (HCH3C6H4) es un producto de la destilacin del alquitrn de

    hulla, es ms selectivo y poderoso que el aceite de pino.

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    Las cantidades de espumantes que se debe agregar a una pulpa es muy

    pequea. El consumo normal de aceite de pino para una flotacin vara entre 0.05 y

    0.15 Lb/Ton de mineral (20 a 65 grs/Ton mtrica). La cantidad de cresol es mayor, 40

    a 150 grs/Ton mtrica.

    II. COLECTORES O PROMOTORES

    CARACTERISTICAS

    La funcin es acentuar la tendencia a no mojarse de las superficies de aquellas

    partculas minerales que se desean flotar.

    Estos minerales adsorbern una partcula del colector que tiene un ngulo de

    contacto mayor con el agua que el mineral mismo, con lo cual aumenta su flotabilidad.

    Son compuestos qumicos orgnicos completamente solubles y que se fabrican

    sintticamente con el fin de "promover" la flotacin de determinadas especies. Los

    ms usados son: XANTATOS, las THIOCARBANILIDAS, y derivados del ACIDO

    FOSFOCRESILICO.

    a) XANTATOS: Son los flotadores ms poderosos. Son Dithiocarbonatos. Se

    componen de tres elementos: Bisulfuro de Carbono, un lcalis que puede ser Potasio o Sodio y un alcohol. Las caractersticas y denominaciones de cada Xantato dependen del alcohol que se usa para su fabricacin. Ejemplo de los ms usados:

    XANTATO DE POTASIO ETILICO: fue el primero que se fabric comercialmente y sigue siendo uno de los ms usados.

    XANTATO DE SODIO ETILICO: preferido al anterior porque tiene mayor contenido de xantato activo.

    XANTATO DE POTASIO NORMAL BUTILICO Y XANTATO DE POTASIO SECUNDARIO ETILICO: en su grado de actividad stos se encuentran entre el xantato de potasio y el de sodio.

    XANTATO DE POTASIO AMILICO O PENTASOL: formado por alcohol aliftico. Segn Gaudin los xantatos son colectores tanto ms activos cuanto mayor es el nmero de tomos de carbono que tiene su alcohol, siendo la actividad mxima el grupo amilo.

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    Son muchos los fabricantes de estos reactivos entre ellos la AMERICAN CYANAMID CO, IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES, nosotros usamos reactivos de Shell Chile, Renasa de Per y otros.

    Todos los xantatos son de color amarillo o anaranjado claro, en forma de pequeos cristales o polvo, altamente solubles en agua. Para emplearlos en la flotacin se forman soluciones acuosas que contienen de 5% a 20% de xantatos y en ese estado se alimentan a las mquinas de flotacin. Los xantatos se descomponen fcilmente con el tiempo. Se agregan en proporciones limitadas y cuando hay exceso flota lo indeseable. No son explosivos pero arden con la misma intensidad que el azufre. Sobre el organismo provoca efectos nocivos igual que el bisulfuro de carbono, forman ampollas con la piel al contacto prolongad