Variables de Flotacion

• Si no se utiliza un espumante, el aire se distribuye en forma dispareja, las burbujas son inestables y se asocian unas con otras.

• Al agregar el espumante, ésta se estabilizan, se obtiene el tamaño deseado y la dispersión de aire es pareja.

• Cada burbuja se puede considerar como el contacto de dos fases, líquido y gas. Los espumantes se adsorben en la interfase gas – líquido. Las partes polares de estos compuestos tensoactivos se orientan hacia el agua y la parte apolar hacia la burbuja misma.

Burbujas de AireBurbujas de AireBurbujas de Aire

• Debido a la agitación de las máquinas de flotación, las partículas y las burbujas están en una constante agitación, de modo que para que se realice su unión es necesario:

− su encuentro

− condiciones favorables para formar el agregado.

• El encuentro se realiza por el acondicionamiento y la agitación dentro de la máquina misma.

• El contacto permanente entre la partícula y la burbuja de gas es el punto más débil de la teoría de la flotación.


• Conceptos modernos para explicar el contacto entre la burbuja y la partícula, consideran que el encuentro entre ambas se efectúa del modo como ocurre la colisión entre dos cuerpos elásticos.

• Esto significa que los cuerpos chocan y rebotan.• La partícula vuelve a chocar con las burbujas hasta que

se encuentra con la que tiene condiciones energéticas y eléctricas para asociarla.

• Este mecanismo contempla como factores de importancia:

- el tamaño de la partícula (fuerza dinámica) y- su mojabilidad (condiciones eléctricas).


Variables De FlotaciónVariables De FlotaciVariables De Flotacióónn

Las variables que inciden en el proceso de flotación suelen ser clasificadas en tres grupos:

• Propiedades del material de alimentación al proceso de flotación

– Características de la mena

– Características asociadas a la etapa de molienda clasificación

• Características del proceso de flotación

• Características relativas a la máquina de flotación.

– Mineralogía del mineral– Ganga asociada– Presencia de impurezas solubles de la mena– Grado de diseminación y tamaño de liberación de las

especies valiosas– Asociación que presenta la mena con otros

componente– pH natural de la pulpa

• Características de la mena

Propiedades Dependientes del

MaterialPropiedades Dependientes del Propiedades Dependientes del

MaterialMaterial

Propiedades Dependientes del MaterialPropiedades Dependientes del MaterialPropiedades Dependientes del Material

– Granulometría del mineral a flotar– Grado de oxidación durante la molienda– Reactivos adicionados en la molienda– Tiempo de acondicionamiento– Grado de liberación– Densidad de pulpa

• Características asociadas a la etapa de molienda clasificación

Características del Proceso de Flotación

CaracterCaracteríísticas del Proceso de sticas del Proceso de FlotaciFlotacióónn

• Tipo de y dosificación de reactivos químicos agregados

• Secuencia de adición de reactivos• Densidad de la pulpa• pH y temperatura de la pulpa• Tiempo de acondicionamiento• Altura de la espuma• Calidad del agua usada• Flujo de aire

Características de la Máquina de

FlotaciónCaracterCaracteríísticas de la sticas de la MMááquina de quina de

FlotaciFlotacióónn

• Geometría de la celda• Grado y tipo de aireación (autoaspirada o

neumática)• Tiempo de flotación (volumen útil de la celda)• Agitación de la pulpa, r.p.m.• Tipo de rebalse de espuma• Características de rotor y estator• Características del banco de flotación

Variables De Flotación: Características del Mineral

Variables De FlotaciVariables De Flotacióón: Caractern: Caracteríísticas del sticas del

MineralMineral

• La composición química del componente útil determina el tipo de tratamiento y de reactivos que se usarán.

• Los súlfuros y metales nativos, igual que los componentes con arsénico, no presentan mayores dificultades en el proceso de flotación.

• Los carbonatos, silicatos, sulfatos, fosfatos y otros “óxidos” presentan bajas recuperaciones y se deben utilizar otros reactivos más poderosos pero menos selectivos.



MineralMineral

• Existen casos en que los sulfuros están parcialmente oxidados y dependiendo del grado de oxidación se toman las medidas necesarias.

• En el caso de una oxidación ligera hay que conformarse con pequeñas pérdidas en las recuperaciones. Se intenta seleccionar el colector o modificador más apropiado y ajustar el pH del circuito.



MineralMineral

• También es de importancia la dureza del mineral y la naturaleza de sus acompañantes.

• Gangas como la sericita, caolina o clorita en los circuitos de molienda, se desintegran hasta tamaños de micrones formando las lamas secundarias.

• Debido a su forma escamosa estas partículas se adhieren con gran facilidad a las burbujas de aire, limitando el acceso a éstas de los minerales útiles, bajando las recuperaciones y la ley de los concentrados.

Variables De Flotación: GranulometríaVariables De FlotaciVariables De Flotacióón: Granulometrn: Granulometrííaa

• Todo mineral para ser flotado tiene que ser reducido de tamaño de manera que:

– cada partícula represente una sola especie mineralógica (liberación) y

– su tamaño debe ser el apropiado para que las burbujas de aire lo puedan llevar hasta la superficie

• Es decir, existe un tamaño máximo de partículas que se puede flotar, el cual depende de:

– la naturaleza del mineral– del peso específico del mismo


• Las partículas de carbones o molibdenita, que flotan fácilmente, pueden ser considerablemente mayores que las de calcopirita, galena o blenda. En este sentido la flotación de súlfuros es distinta a la de no súlfuros.

• El tamaño máximo conveniente para la flotación se considera alrededor de 48 mallas (0.3 mm).

• Partículas de diámetro superior normalmente ofrecen ciertas dificultades ya sea por la liberación misma o por su peso y curvatura.


• El problema de la liberación de las partículas crea otro problema serio que es el de la sobremolienda.

• Las especies mineralógicas dentro de una mena no tienen la misma dureza, las especies más blandas se desintegran en mayor proporción que las duras.

• Si los súlfuros están acompañados por cuarzo, las partículas de cuarzo serán de mayor tamaño que las partículas de súlfuros. En este caso el proceso de molienda se puede guiar por la liberación de los súlfuros sin que se presenten problemas serios con la ganga.

Variables De Flotación: Influencia de LamasVariables De FlotaciVariables De Flotacióón: Influencia de Lamasn: Influencia de Lamas

• El daño del material lamoso es de carácter doble:– las partículas de diámetro pequeño flotan mal, y– las lamas perjudican la flotación de las partículas de

tamaño adecuado.

• En el primer caso, el problema está relacionado con la pequeña masa de la partícula, ya que las partículas pequeñas tienen una menor probabilidad de encontrarse (colisionar) con una burbuja de aire.


• Además, es necesario que la partícula venza una cierta barrera energética para acercarse a la burbuja de aire, lo que no logran las partículas pequeñas.

• Por otro lado, es importante considerar el efecto negativo no sólo de las lamas de los componentes útiles sino que también el de las lamas pertenecientes a los minerales de la ganga.


• En resumen, el efecto negativo de las lamas se puede deber:

– tanto a la flotabilidad inferior de las partículas menores de un cierto tamaño óptimo, (partículas inferiores a 5 a 10 micrones)

– como a la contaminación que las lamas de la ganga causan sobre distintas partículas minerales deprimiéndolas, o simplemente adsorbiendo reactivos y contaminando la pulpa con iones extraños, debido a su gran superficie específica.

Variables De Flotación: Densidad de PulpaVariables De FlotaciVariables De Flotacióón: Densidad de Pulpan: Densidad de Pulpa

• El circuito de flotación primaria actualmente se alimenta con una pulpa que tiene una concentración de sólidos entre 30% y 40%.

• La densidad de pulpa en un proceso de flotación depende:

– del tamaño granulométrico del rebalse – de la disponibilidad de agua– determinaciones metalúrgicas, por ejemplo, en el caso de

los reactivos poco solubles en agua es necesario a menudo usar pulpa de alta densidad

• Es de interés el efecto de la densidad de la pulpa sobre las recuperaciones (20 a 30% de sólidos).

Variables De Flotación: El AguaVariables De FlotaciVariables De Flotacióón: El Aguan: El Agua

• En el proceso de flotación cada tonelada de mineral consume entre 2,5 y 3 toneladas de agua, este gran consumo, lo hace un factor de primordial importancia y magnitud.

• La mayoría de las plantas de flotación se encuentran en la cercanía de sus respectivos yacimientos, los que normalmente se encuentran en lugares de poca disponibilidad de agua.

• En general se distinguen:– aguas naturales que pueden ser superficiales (ríos,

riachuelos, arroyos, lagos, nieve) o subterráneas– aguas servidas.

Variables De Flotación: El AguaVariables De FlotaciVariables De Flotacióón: El Aguan: El Agua

• Las aguas naturales, particularmente las subterráneas, llevan contaminaciones de sales orgánicas (sulfatos, carbonatos o fosfatos de potasio, sodio, calcio, magnesio).

• Algunas tienen contaminaciones de ion cloruro o de bicarbonato, pero estos casos son más raros.

• Las aguas subterráneas de las minas, además, a menudo llevan considerables cantidades de iones de metales pesados como son el cobre, zinc, fierro y otros.

Variables De Flotación: Tiempo de FlotaciónVariables De FlotaciVariables De Flotacióón: Tiempo de Flotacin: Tiempo de Flotacióónn

• La flotación consta esencialmente de las siguientes etapas:

1. Adsorción de los reactivos sobre las superficies minerales

2. Encuentro de partículas hidrofóbicas con las burbujas de aire, acondicionadas con espumantes

3. Transporte de las partículas hasta la superficie de la celda de flotación.

• Cada etapa se realiza en un tiempo determinado, diferente para cada una de ellas.


• La adsorción de los reactivos sobre el mineral dependen de:– su composición– solubilidad– disociación– concentración y– temperatura de la pulpa

• El tiempo necesario para el acondicionamiento de los reactivos normalmente varía entre una fracción de minuto y media hora.


• Cuando los reactivos son pocos solubles y reaccionan lentamente, se adicionan en los circuitos de molienda y clasificación (5 a 30 minutos de acondicionamiento).

• Si esto no es posible, se usan acondicionadores especiales cuya única función es la de preparar la pulpa con los reactivos para la flotación.

• Aquellos reactivos que se distribuyen en la pulpa y se absorben rápidamente se agregan inmediatamente antes de la flotación.

• Los reactivos de rápido consumo y cuya acción se debilita con el tiempo, se agregan en las diversas etapas del proceso, según las necesidades.


• En una pulpa bien agitada y adecuadamente aireada las partículas recubiertas con un colector apropiado se van adherir a las burbujas, siempre que estén completamente liberadas y sean de un tamaño granulométrico adecuado.

• En primera instancia van a flotar las partículas:– más hidrófobas– mejor liberadas y– de un tamaño adecuado

• Después, empiezan a flotar las menos hidrófobas, menos liberadas y de mayor tamaño.


• En primera instancia van a flotar las partículas:– más hidrófobas– mejor liberadas y– de un tamaño adecuado

• Después, empiezan a flotar las menos hidrófobas, menos liberadas y de mayor tamaño.

• El tiempo necesario para desarrollar la flotación varía normalmente entre 5 y 30 minutos, siendo 8 a 10 minutos el tiempo promedio.

• El tiempo depende también de la naturaleza del mineral.

Variables De Flotación: Estabilidad de los Circuitos

Variables De FlotaciVariables De Flotacióón: Estabilidad de los n: Estabilidad de los

CircuitosCircuitos

• Para que el proceso de flotación sea eficiente es fundamental que los circuitos sean estables, es decir, que los flujos de pulpa de cada una de las etapas sea permanente.

• En el caso de circuitos inestables, la altura de nivel de pulpa en las celdas varía y el proceso se hace ineficiente en la selectividad y recuperación metalúrgica.

• Flujos inestables provocan derrames de suelos y celdas con la consiguiente pérdida de recuperación y/o “suciedad” de los productos.

Variables De Flotación: Estabilidad de los Circuitos

Variables De FlotaciVariables De Flotacióón: Estabilidad de los n: Estabilidad de los

CircuitosCircuitos

• Para lograr sistemas estables debe calcularse las cubas de bombeo de flujos intermedios con la suficiente holgura y flexibilidad.

• Deben considerarse amortiguadores de golpes de carga en distintas etapas.

• Se debe controlar en la forma más eficiente posible los niveles de pulpa en las celdas.

Máquinas De FlotaciónMMááquinas De Flotaciquinas De Flotacióónn

• Dentro de las variables que influyen en el proceso de flotación, están las características de los equipos utilizados.

• El tamaño, cantidad y distribución de burbujas, además del comportamiento fluido dinámico del movimiento relativo entre partículas sólidas, burbujas de aire y medio fluido, constituyen los mecanismos preponderantes a evaluar, optimizar y controlar en estos equipos.

Máquinas De FlotaciónMMááquinas De Flotaciquinas De Flotacióónn

• Las máquinas de flotación deben cumplir entre otras las siguientes funciones:

– Mantener todas las partículas, incluso las más gruesas o densas, en suspensión

– Permitir y promover la colisión partícula-burbuja – Proporcionar una buena aireación– Asegurar que todas las partículas que entren en la máquina

tengan oportunidad de ser flotadas.– Estar provista de un transporte eficiente de la alimentación de

pulpa y de la salida del concentrado y del relave– Mantener condiciones de quietud en la región próxima a la zona

de espuma– Debe estar provista de algún tipo de control, tal como nivel de

pulpa y espuma, grado de aireación y agitación

Criterios para la Selección de una Máquina de Flotación

Criterios para la SelecciCriterios para la Seleccióón de una n de una

MMááquina de Flotaciquina de Flotacióónn

• Deben seleccionarse para optimizar los aspectos metalúrgicos, representado por la ley y la recuperación, al menor costo.

• Estos parámetros pueden ser muy diferentes para un mismo tipo de celda si las características del mineral a tratar también lo son.

• La selección de una máquina depende principalmente del tipo de flotación que se realizar (tamaño de partículas).

Criterios para la Selección de una Máquina de Flotación

Criterios para la SelecciCriterios para la Seleccióón de una n de una

MMááquina de Flotaciquina de Flotacióónn

• Capacidad de procesamiento, flujo de alimentación.

• Costos de capital y operación incluyendo la energía consumida, el mantenimiento y la mano de obra.

• También debe considerarse la facilidad de la operación y automatización, calidad del servicio disponible y la experiencia previa en otras faenas.

Máquinas Mecánicas: Denver RCSMMááquinas Mecquinas Mecáánicas: nicas: DenverDenver RCSRCS

Máquinas Mecánicas: Wemco SmartCellMMááquinas Mecquinas Mecáánicas: nicas: WemcoWemco SmartCellSmartCell

Máquinas Mecánicas: Celdas tanque OKMMááquinas Mecquinas Mecáánicas: Celdas tanque OKnicas: Celdas tanque OK

Máquinas Neumáticas (Celdas Columna)MMááquinas Neumquinas Neumááticas (Celdas Columna)ticas (Celdas Columna)Agua de lavado

ConcentradoEspumaAlimentación

Aire

Relave

Baffles

Alimentación

Concentrado

Ga , La

Gc , Lc

RelaveGt , Lt

Conceptos GeneralesConceptos Generales


• Ley de un elemento

100m

ii M

ML =

100mineraldetotalMasa

mineralelenCudeMasaCudeLey =

100aaLGfinodeContenido =

• Contenido de fino (ejemplo en alimentación)

• Recuperación metalúrgica

• Razón de concentración


100ónalimentacilaenútilelementodelMasa

oconcentradelenútilelementodelMasaR =

100aa

ccLGLGR =

oconcentraddemásicoFlujo

ónalimentacidemásicoFlujoK =

c

aGGK =

• Ecuación básica de un balance


– Balance de sólidos

– Balance de finos

Alimentación

Ga, La

Concentrado

Gc, Lc

Relave

Gt, Lt

Ga= Gc+ Gt

Ga La = Gc Lc + Gt Lt

Flujo másico de alimentación = Flujo másico de concentrado + Flujo másico de relave


Alimentación

Ga, La

Concentrado

Gc, Lc

Relave

Gt, Lt

Ga(La - Lt)

(Lc - Lt)Gc =

– Flujos de concentrado y relave a partir de leyes y flujo alimentación

G G Gt a c= −

GG

L LL L

c

a

a t

c t

=−−

( )( )


– Razón de concentración

Alimentación

Ga, La

Concentrado

Gc, Lc

Relave

Gt, Lt

K GG

L LL L

a

c

c t

a t

= =−−

( )( )

– Recuperación

R G LG L

c c

a a

= 100

R L L LL L L

a t c

c t a

=−−

100 ( )( )


• Definiciones de etapas

– Etapas recuperadoras

Etapa Rougher o Primaria

Etapa Scavenger o Barrido o Repaso

– Etapas limpiadoras o concentradoras

Etapa Cleaner o Limpieza

Etapa Recleaner o Relimpieza

Alimentaciónfresca

Concentradofinal

Relavefinal

Rougher ScavengerRougher

Scavengercleaner

Cleaner


• Circuitos de flotación



Alimentaciónfresca

Concentradofinal

Relavefinal

Rougher

Scavengercleaner

Cleaner

Recleaner Scavengerrecleaner



Alimentaciónfresca

Concentradofinal

Relavefinal

Rougher

Scavengercleaner

Cleaner

2605 tph1.29% Cu 0.12% Cu

13.57% Cu7.88% Cu

5.22% Cu

30.93% Cu

10.63% Cu

0.22% Cu0.12% Cu

Variables de Flotacion

Documents

Transcript of Variables de Flotacion