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7/25/2019 130378314 Concentracion de Minerales Flo

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Universidad Nacional Jos Faustino Snchez Carrin

Facultad de Ingeniera Quica! "etalurgia # $%iental & '($()( Ingeniera "etal*rgica(

NDICE

Caratula 01ndice 02

Concentracin.1. Antecedentes de la flotacin. 04

1.1. Concentracin 041.2. Flotacin de Espuma. 051.3. Mecanismo de la Flotacin de Espumas. 051.4. Tipos de Flotacin. 01.5. !mportancia de la Flotacin de Espumas. 01.. Aspectos del proceso de flotacin de espumas. 0"1.". Fases e interfaces en el proceso de flotacin. 0#1.".1.El a$ua. 0#1.".2.El slido. 0#1.".3.El $as. 101.".4.Caracter%sticas de las distintas interfaces. 101.&. 'a minerali(acin ) su relacin con la mineralur$ia. 101.#. Aplicacin de la flotacin. 11

Teora de Flotacin de Minerales2. Flotacin de minerales. 12

2.1. Clasificacin de flotacin de minerales. 122.2. Flotacin de sulfuros. 122.2.1.Teor%a *u%mica o de la o+idacin superficial. 122.2.2.Teor%a de semiconductores. 132.2.3.Teor%a electro*u%mica. 132.2.4.Teor%a de la adsorcin f%sica. 142.3. Flotacin de minerales sulfuros. 15

2.3.1.,ro plata. 152.3.2.-lomo cinc 152.3.3.-lomo cinc fierro. 152.3.4.Core plomo cinc fierro 152.3.5.Core 12.3..Core molideno. 12.3.".Core n%*uel 12.4. Flotacin de minerales o+idados. 12.4.1.Teor%a de la adsorcin inica o de la formacin de /emimicelas. 12.4.2.Teor%a de la soluilidad. 1"2.4.3.Teor%a ionomolecular. 1&2.4.4.Efecto de los /idro+icompleos superficiales. 1&

Termodinmica de la Flotacin3. -rincipio termodinmica de la flotacin. 20

3.1. Fenmenos elctricos en la interfase mineral a$ua. 20 3.2. Es*uema ideali(ado de la capa elctricadole. 21

3.3. ole capa elctrica. 213.1.1.ona de la dole capa elctrica. 22

3.4. Adsorcin. 223.4.1. Clasificacin. 23

3.5. !ones determinantes de potencial. 23

Ing( Joa+un Jos $%arca ,odrguez Flotacin de "inerales & -.// -


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3.5.1.-unto de car$a cero. 243.5.2.-otencial (eta ) punto isoelctrico. 243.5.3.-ropiedades de la dole capa elctrica. 243.5.4.Efectos de la dole capa elctrica en el proceso de flotacin. 25

3.. Termodinmica del moamiento o de interfases. 253..1.An$ulo de contacto ) ecuacin de 6oun$. 253..2.An$ulo de contacto ) ecuacin de 6oun$. 23..3.Termodinmica de la minerali(acin de las uruas. 2"3..4.Mecanismo de la minerali(acin de las uruas de aire. 2&

Equipos de Flotacin4. Celda de flotacin. 2#

4.1. Funcin de las celdas de flotacin.4.2. Tipos de celdas de flotacin.

4.2.1. Celdas mecnicas.4.2.2. Celdas neumticas.4.2.3. Celdas de flotacin $i$antes.4.2.4. Celda columna.

4.3. Circuitos de flotacin.4.3.1. Circuitos simples.4.3.2. Circuitos compleos.4.3.3. Circuitos de acuerdo a la /etero$eneidad del material.4.3.4. Caracter%sticas de las celdas de flotacin.4.3.5. 7entaas tecnol$icas de las celdas de flotacin.

4.4. 8alance ) recuperacin en la flotacin.4.5. Cintica de la flotacin.

4.5.1. Mtodo anal$ico.4.5.2. Circuito de flotacin ac/.4.5.3. Circuito de flotacin contin9o.

4.. imensionamiento de acondicionador ) celda.

2#2#30303030

3131313132333333343535334.". E:aluacin en el proceso de flotacin de minerales.

Reactivos de lotacin

5. ;eacti:os.5.1. Clasificacin de los reacti:os.

5.1.1. Espumantes.5.1.2. Colectores promotores.5.1.3. Modificadores.5.1.4. Formula de preparacin de reacti:o.

8ilio$raf%a.

4242424343454"

C!NCENTR"CI#N DE MINER"$E%&. "ntecedentes de la Flotacin.

'a flotacin de espumas se puede decir *ue es relati:amente reciente ) por tanto< considerarlocomo un proceso moderno< cu)os fundamentos tericos ) tecnol$icos fueron desarrollados slo en elsi$lo =!=. >in emar$o< como todos los $randes descurimientos< este proceso tiene antecedentes/istricos *ue se pueden remontar /asta :arios si$los atrs. As% tenemos?

a. @erodotus 500 aos A.C. relata la separacin de $ranos de oro de las arenas utili(ando plumasde $anso en$rasadas.

. En 14#1< los raes separaan la a(urita con resinas fundidas *ue impre$naan al mineral.c. En 1"31 se conoce la ad/esin de un slido de aire< a partir de una pulpa.

Ing( Joa+un Jos $%arca ,odrguez Flotacin de "inerales & -.// 0


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d. En 1&0< @a)nes descure las diferencias en la /umectailidad de los minerales por el a$ua ) elaceite. Bo se us por el $ran consumo de aceite en relacin de 1?# a 1?5 aceitea$ua.

e. En 1&&5& el americano E:erson us a$ua acidificada para producir las uruas Dcidosulf9rico caronato de calcio. Este /ec/o marc el comien(o de la flotacin industrial.

f. En 1#0102 -otter en Australia ) Fromet en !talia utili(aron un $as como medio flotante.$. En 1#050 se lo$ra un importante a:ance cuando 8allot ) >ulman ) -icard reducen el consumode aceite al introducir aire a la pulpa para producir las uruas por a$itacin.

/. En 1#12 se estaleci *ue el icromato deprime a la $alena D-> ) *ue el >,2deprime a lalenda 2 o esfalerita Dn>.

i. En 1#13< 8radfor descure *ue el Cu>,4acti:a a la esfalerita< lo *ue permiti la separacinselecti:a del -> ) n>. Tamin se aplic el principio de suaireacin ) el concepto de flotacinre:ersa o in:ersa.

. En 1#1" se patent el primer colector no asado en aceites< 'a +naftilamina por Coliss.Tamin >/eridan ) risGold utili(aron el cianuro como depresor de esfalerita ) pirita< del mismomodo el sulfato de (inc como depresor de la esfalerita.

H. En 1#24 >ulman ) Edser patentaron los aones del cido $raso.l. En 1#25< Ieller patent a los +anto$enatos alcalinos =antatos como colectores. Tamin este

ao se propuso el uso de colectores catinicos para la flotacin de silicatos< siendo en ellos elcatin una amina primaria como $rupo acti:o.

m. En 1#2< J/itGort/ patent como colector al cido dit/iofosfrico Aerofloats.n. En 1#52< T:eter descure al espumante solule en a$ua oG frot/.o. En 1#54< @arris ) Fisc/acH descuri al dialHiltionocaramato ao como colectores.p. En 1#"&< ;. Ilimpel !ntroduce los modelos matemticos de la cintica de flotacin*. En 1#"#< @ansen ) Me)er /an desarrollado un colector para meorar la recuperacin de carn

o+idado.

A la fec/a< los a:ances en flotacin< se /an enmarcado en el desarrollo de nue:os reacti:os cada :e(ms selecti:os ) de usos ms espec%ficos< de uso para un determinado mineral< pro:eniente de un)acimiento tamin espec%fico.

&.&. Concentracin.

'a Mineralur$ia est constituida sicamente de dos etapas principales *ue son? 'a lieracinde los minerales :aliosos de la $an$a DMineralur$ia ! K C/ancado ) Molienda< ) >eparacin de estosminerales :aliosos de la $an$a< *ue com9nmente se le conoce como Concentracin.

'a mineralur'ia est relacionada principalmente con los mtodos f%sicos de concentracin< loscuales pueden ser?

a. (ropiedades pticas Dcolor< rillo< fluorescencia< etc.< radiacti:as< etc.< conocidodesde mu) anti$uo como palla*ueo o esco$ido a mano.

. Dierencias en 'ravedad especica de los minerales< *ue se le conocenormalmente como concentracin $ra:imtrica. Ltili(a el mo:imiento diferencial de

los minerales deido a los efectos de masa< por lo $eneral en corrientes /idrulicas.c. Dierentes propiedades supericiales de los minerales *ue se le conoce como

flotacin de espumas< donde la pulpa se acondiciona con :arios reacti:os *u%micosout/erland ) JarH las /an clasificado meridianamente en tres $rupos importantesde :ariales ) son?

osificacin ) potencia de los reacti:os.Colectores.

Espumantes.a. 1ariales que dependen de los Modificadores?

componentes qumicos tales como2 Acti:adoresepresores

Modificadores de p@. DE/p@ DE/ de meor selecti:idad.

Es decir< todo lo *ue concierne al comportamiento f%sico*u%mico para lo$rar la /idrofoi(acin del mineral:alioso

dentro del amiente de la celda.

iseo de la celda con:encional.

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. 1ariales que dependen de los iseo de la celda columna.componentes de equipamiento2 A$itacin de la pulpa D;-M.

Confi$uracin del anco de celdas.;emocin de la espuma.

Es decir< todo lo *ue concierne al comportamiento /idrodinmico *ue in:olucra el mo:imientopart%culauruafluido dentro del amiente de la celda de flotacin de espumas.

7elocidad de alimentacin Dm3/ o -M. Tiempo deretencin

Mineralo$%a ) le) de la mena.Tamao de part%culas Ddensidad ) forma.

c. 1ariales que dependen de los rado de lieracin D$rado de diseminacin.componentes de operacin2 rado de o+idacin Dde$radacin.

p@ natural del mineral.ensidad de pulpa DR de slidos.

Temperatura.Fluo de aire Dpsi< -a.

;emocin de la espuma Dnatural o mecnica.

e todas las :arialesantes mencionadas< elproceso de flotacin

depende de dos :ariales oparmetros principales< asaer?

Tiempo de retencinnecesario necesariopara *ue ocurra elproceso deseparacin< con el cualse determina el:olumen de pulpa ) el

n9mero de celdasre*ueridas.

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Fig( N2/3 14 Circuito de @otacin siAle

sessegundaalternativa6a AaraaceAtadade tonelaBeeAleandoaltooAeraciones

+uinas 'lvoluen(grande@otacindeoAortunidadlae+uiAo@otacinde odernoda

sceldasusarde grandes#circuitoss+ueAerite4cortos

celiniizaeectivo@uBodeodelo'lcircuitaientodelasAartculas(

lneaeBoradosantanalizadoresen6osetal*rgico(%uencontrol

ant6osanalizadoresenlneaeBoradosetal*rgico(%uencontrol

"s%aBocostototal(



A$itacin )aireacinnecesarias para lascondicionesptimas deflotacin< con las

cuales sedetermina elmecanismo del tipode flotacin Den

celdas mecnicas oen celdas columna) la ener$%are*uerida.

'a flotacin est asadaen el tiempo de retencinon /idroficos Dno reaccionan con los dipolos del a$ua.S Minerales (olares2>on /idrof%licos Dlos slidos tienen la capacidad de /idratarse.

1.".3. El 4as.

Con e+cepcin de ciertos casos de carcter e+perimental la flotacin industrial se efect9a e+clusi:amentecon aire. 'a funcin del aire en la flotacin tienes distintos aspectos de los cuales los principales son dos?

S El aire influ)e *u%micamente en el proceso de flotacin.S Es el medio de transporte de las part%culas del mineral /asta la superficie de la pulpa.

1.".4. Caractersticas de las Distintas Interases.

"54as+$iquido2 Como se /a dic/o anteriormente< en la flotacin estas interfases se produce in:arialementeentre el aire ) el a$ua. 'a caracter%stica fundamental de la interfase $asli*uido.

65%olid 7 lquido2 'as superficies o part%culas slidas sumer$idas en el a$ua son oeto de /idratacin. Comose dio anteriormente< esta depende del carcter de la superficie de los slidos< o sea< de las caracter%sticaselctricas *ue e+isten en las superficies despus de su creacin.

C5Contacto entre las tres ases 8% 7 $ 7152 En la flotacin de una part%cula slida utili(ando una urua de airecomo medio de transporte< la unin entre estos dos elementos se efect9a a tra:s del contacto trifsico D>lido

K '%*uido as.

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T = 0 afnidad nula

T = 180 mxima afnidad



EGGLG(CosH1)Fi$. B 1"? Componente de la flotacin

1.&. $a Minerali9acin : su Relacin con la Mineralur'ia.

En nuestro -a%s< la ma)or%a de los )acimientos estn situados en las cordilleras de los Andes DoccidentalN ;odocrosita? MnC, 3N ;oderita? Mn>i,3N

Cuar(o? >i,2< etc.

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Fig( N2 /3?4 "inerales del $nde )eruano

"inerales

ChalcoAirita

ornita

5ro encuarzo

)lata

"oli%denita)irita

'salerita

7alena

"aratita



&.;. "plicacin de la Flotacin.

'a flotacin desde sus inicios /asta nuestros d%as< en una forma amplia se aplica para la separacin )recuperacin de sustancias or$nicas e inor$nicas.

'as sustancias inor$nicas son $eneralmente los minerales metlicos ) no metlicos< tales como lossulfuros< +idos< silicatos< caronatos< fosfatos< etc.N metales nati:os< sales< carones< a(ufre< talco< etc.

'as sustancias or$nicas las cuales son tan :ariadas< tales como resinas ) semillas< firas ) aceites


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En la flotacin de oro ) plata se reali(a cuando esta asociado a minerales sulfurados refractarios dondese reali(a un pre concentracin como pirita aurifera en ello puede estar constituida por pirita< arsenopiritaomsundaran con :arios minerales muestran tamin m+imos en los mismos ran$os de p@N para el oleatoin

emar$o< e+isten $randes a:ances en el estudio de este importante proceso de flotacin de minerales. Ennuestro estudio< trataremos dos aspectos *ue creemos son los ms importantes. Ellos son?

S [u%mica de superficies relacionada a la inter fase minerala$ua Dcapa elctrica dole.S Termodinmica de superficies< relacionada con el n$ulo de contacto Dmoailidad de superficies

minerales.

,.&. Fenmenos El)ctricos en la Interase Mineral+"'ua.

Cuando se pone en contacto un mineral finamente molido en un l%*uido polar como el a$ua< las re$ionesinterfaciales de las dos fases camian para austarse al nue:o amiente ) a partir de este momento< laspropiedades *ue determinan su comportamiento son las propiedades superficiales determinadas por cada una

de las fases presentes? slida< l%*uida ) $aseosa ) las interfases o intercaras $eneradas entre estas fases.

Entre estas propiedades superficiales estn la cara !"#er$icial ) el #o%e&cial el'c%rico $enerado en lainterfase< es decir< se estalece una dole capa elctrica en la interfase minerala$ua Dms claramentee denomina adsorcin al fenmeno de acumulacin de materia en una interfase< en modo tal *ue suconcentracin sea ma)or o menor *ue a*uellas de las fases *ue forman la interfase. Cuando laconcentracin es ma:or en la interase se dice que la adsorcin es positiva : es ne'ativa en el casocontrario.

El fenmeno de adsorcin se produce en las interfases.

'%*uido $as. slido $as.slido l%*uido.

Est descrita por la ecuacin de adsorcin de is. Esta ecuacin se encuentra en di:ersas formasi,2< s%lice$el

12

>i,2< cuar(oalfa

23

>n,2uperficies escasamente ener$i(adas< ) >uperficiesaltamente ener$i(adas.

Esto se dee a *ue la superficie de un cuerpo cristalino se forma por la ruptura de los cristales de estecompuesto< destru)endo cierta cantidad de uniones entre los tomos *ue lo constitu)en. Entendindoseentonces *ue cuanto ma)ores sean las fuer(as *ue act9an entre los tomos ) iones del cristal< tanto msener$%a se necesita para romperlo ) meor ser la insaturacin de la superficie recin creada< por ende< tantoms ener$i(ada.

3..1. "n'ulo de Contacto : Ecuacin de oun'.

T/omas 6oun$ D1&05 propuso tratar el n$ulo de contacto de una $ota de l%*uido colocada sore unasuperficie slida plana< como un e*uilirio mecnico de las tensiones interfaciales slidol%*uido< slido:apor )l%*uido:apor.

[ue representa la ecuacin 6oun$N donde el producto Cos H Glvse denomina Tensin de adhesin lacual puede ser considerada como una medida de la fuer(a re*uerida para la /idrofoi(acin del slido.

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Slido hidro%ico Slido hidrolico



Fi$. B 35? An$ulo de ad/esin

onde?Cos H Glg3 GslR Gsg . ` En e*uilirio(Cos H Glg Gsg3 GslEn consecuencia< la Ecuacin de Young estalece la condicin termodinmica de e*uilirio entre las tres

fases e introduce el concepto /idrofoicidad *ue es uno de los factores inter:inientes importantes en elproceso de flotacin de un mineral.

3..2. "n'ulo de Contacto : Ecuacin de oun'.

El ngulo de contacto Hpuede definirse como el n$ulo formado por el plano tan$ente a la interfasel%*uido$as ) el plano formado por el slido en un contacto trifsico slidol%*uido$as< *ue nos da una nocinde moailidad e indica los parmetros superficiales *ue se necesitan medirN de modo *ue< cuando un l%*uidomoa completamente a un slido< el n'ulo de contacto Hser i$ual a cero ) un :alor de H ] 0 indicamoailidad parcial ) mientras ma)or sea el n$ulo de contacto< menor ser la moailidad< en consecuenciain emar$o< en Cos H Gl' Gs'+ Gsl

>lo se puede medir e+perimentalmente la tensin superficial del l%*uido< mas no as%Gs'# Gsl( -ero esposile /acer un anlisis cualitati:o de su influencia sore el n$ulo de contacto. $a ecuacin de oun'

tamin se puede escriir como?Gsg G slCosH

Glg A*u%podemos notar *ue< si?Gsg Gsl ` El n$ulo Hde contacto ser ^ *ue #0. N Gsg b Gsl ` El n$ulo Hde contactoser ] *ue #0.Entonces< para *ue e+ista un contacto estale dee cumplirse *ue? Gs'+ GslGl'>i el l%*uido moa completamente al slido se tendr *ue?Gs'+ GslG Gl'

'a misma ecuacin puede aplicarse para una urua de $as en contacto con la superficie plana de un

slido dentro de un medio acuosoN o ien< para una $ota de aceite ao las mismas condiciones. -ero comopodemos :er< la medicin del n$ulo de contacto< es slo posile en un estado de e*uilirio de fases< mientras*ue la flotacin es realmente un sistema en el cual las part%culas minerales ) las uruas de aire dentro de lapulpa contenida en la celda< conforman esencialmente un sistema dinmico *ue no est en e*uilirio.

El r. . Cro((ier e+preso *ue el n$ulo de contacto es un indicador< mas no una medida del carcter/idrof%lico de

una mena o ms directo< del mineral :alioso.

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'a termodinmica es importante en los estudios de flotacin< por*ue nos permite definir la condicin*ue

proporcionarn superficies estales de comportamiento adecuado a una flotacin.

-redice de s% ) o no ocurrir el camio< pero nada nos dice de cuando ocurrir< entonces< si lascondiciones de un proceso de flotacin son dinmicas< no ser posile /acer una prediccin termodinmica delos resultados e+presados en le) ) recuperacin del mineral en el concentrado< ao ciertas condicionesoperati:as.

A lo ms podr%amos termodinmicamente predecir al$unos resultados de flotacin camiando:ariales como la Temperatura< p@< Concentracin del colector.

'as modificaciones posiles ) de inters son?

a. >istema slidol%*uido$as.

_ `0Fi$. B 3? >lido /idrof%lico

_ `1&0Fi$. B 3"? >lido /idrofico

. >istema slidoaceitea$ua.

_ `0Fi$. B 3&? >lido /idrof%lico

_ `1&0Fi$. B 3#? >lido /idrofico

3..3. Termodinmica de la Minerali9acin de las 6uru>as.

El trabajo de adhesin se define como el traaonecesario para separar 1 cm2de interfase 1


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Fig( a Fig( %

Fig( N2 03/.4 9ra%aBo de adhesin

aO $ntes del contacto %O 8esAus del contacto

a. .



G12.-or lo tanto.

Ja O G1P G2 G12.6 trabajo de cohesin DJC Dmm2? ener$%a

necesaria para separar 2 superficies idnticas desde elcontacto /asta una separacin infinita DFi$. .

E O 2 G'Traa>o de ad-esin DJA slidol%*uido Dmlm2?ener$%a necesaria para separar 2 superficies diferentes

desde el contacto /asta una separacin infinita. Esto es?

JA O G'P G> G'>.

!O $1


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Fig( N2 03/04 "ecaniso de adhesin(



Transportarles /acia la superficiee clasificara a las celdas en dos tipos? Mecnicas ) neumtica.

4.2.1. Celdas Mecnicas.

>e caracter%sticas por tener un a$itador mecnico *ue mantiene la pulpa en suspensin ) distriu)e elaire deido de ella. El in$reso de aire para las celdas mecnicas puede reali(arse por insuflacin for(ada o porla accin succionadora del impulsor. 'a :elocidad del impulsor puede ser re$ulada de acuerdo a la etapa deflotacin? las etapas rou$/er ) sca:en$er precisarn de ma)ores n9meros de re:oluciones por minuto *ue las

etapas de limpie(a.

A este tipo de celdas tememos? A$itair< en:er< Morococ/a< ,utoHumpu< Genco< etc.

4.2.2. Celdas Neumticas.

>on ma*uinas *ue no tiene impulsor mecnica< la pulpa es a$itada por aire comprimido. Estas celdasori$inalmente son tan*ues rectan$ulares con tuer%as de difusin de aire instalado en el fondo de la celda. 'acelda columna se considera tamin como celda neumticaN estas celdas funcionan con sistemas de fluos en

Ing( Joa+un Jos $%arca ,odrguez Flotacin de "inerales & -.// 01


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:aria%lesde

oAeracin

FluBo dealientacin

FluBo deaite

)orcentaBede slido

FluBo deagua

Nivel deesAua

8osiMcacin de

reactivos



contracorrienteN se tiene un fluo ascendente de uruas $enerales en forma continua< desde el fondodescendente de part%culas slidas en la pulpa.

4.2.3. Celdas de Flotacin 4i'antes.

A medida *ue las le)es de losminerales fueron aando< fue necesario tratar tonelaesma)ores para mantener los ni:eles de produccin deconcentrado fino. Esta necesidad de aumentar lacapacidad de tratamiento< estimul la faricacin demolinos de $ran tamao )< por consi$uiente< el diseo deceldas de ma)or :olumen para e:itar el uso de unacantidad de celdas e+cesi:a< *ue se traduera en ma)ormantencin< ma)or compleidad de control ) ma)or

re*uerimiento de espacio. Bormalmente< se entiende por celda $i$ante a*uellos e*uipos deflotacin con :ol9menes superiores a 300 pie3. espus de los &0Zs entraron al mercado lasceldas ma)ores de 1 500 Fi$. B 43? Celda $i$antesK 3 000 pie3.

4.2.4. Celda Columna

En la flotacin columnar< como en las celdas con:encionales< las part%culas de mineral /idroficas sonad/eridas a las uruas< las cuales ascienden ) son mo:idas como concentradoN pero a diferencia de lasceldas de flotacin con:encional< las celdas columna no usan sistema de a$itacin mecnico para suspenderlas part%culas ) dispersar el aire< esto las /ace ms eficientes enr$icamente ) tamin en mantenimientomecnico.

'a pulpa de alimentacin entra a una corta distancia de la parte superior de la celda. 'a pulpa dentroca:en$er o flotacin de a$otamiento< esta etapa es la *ue reco$e la 9ltima parterecuperale del mineral :alioso< las colas de esta etapa son el rela:e final. 'as colas de la etapacleaner ) el concentrado de la etapa >ca:en$er son omeados a la alimentacin de la etapa rou$/er.

4.3.4. Caractersticas de las Celdas de Flotacin.

("RTE% DE HN" CE$D"

Ing( Joa+un Jos $%arca ,odrguez Flotacin de "inerales & -.// 0>


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"595,$I,' 8' S5)6$85,

8IFUS5,

F5,,5S I")U6S5,

V)/?30=

C!"#$"C%!"&'

'6'C9,IC5



Fi$. B 4"? Celda mecnica ) columna.

4.3.5. 1enta>as Tecnol'icas de las Celdas de Flotacin.

Celda Columna Celda Convencional>on de $ran capacidad,cupan un reducido espacio< apro:ec/a elespacio :ertical.

Consi$ue Concentrados ms limpios< poreliminar los insolules con el la:ado deespumas

'o$ra incrementar las recuperacionesu costo operati:o es m%nimo Dconsumo deaire

>on de poca capacidad,cupan muc/o espacio ) re*uieren de$randes edificios

>us concentrados son menos limpios por noeliminar insolules.

>u recuperacin es limitada.>u costo operati:o es rele:ante Dener$%aelctrica ) forros.

4.4. 6alance : Recuperacin en la Flotacin

"limento F Concentrado C$e: $e: c.

Relave R. $e: r.Fi$. B 4&? 8alance circuito de flotacin

6alance de Materia Dimensin de la Celda

FO CP;N fFOcCPr;. FC

onde?B n9mero deceldas [Caudal ft3min.

QtfN R1(1Rkd)N

Vh/ factor de :olumen 0.5 K 0."5f Factor de correccin 1.52." donde 1.5 para celdas de

$randes ) 2 para celdas pe*ueas.

Ing( Joa+un Jos $%arca ,odrguez Flotacin de "inerales & -.// 0?


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laAaratodoscuatro'Listen deterinardecinticadeecuacin @otacin4

'Arico

SeieArico

$nalgico

$naltico



T Tiempo minutos7 :olumen de celda ft3

4.5. Cin)tica de la Flotacin.

>e define como cintica de flotacin a la :ariacin de la cantidad del producto otenido en la espuma deflotacin respecto al tiempo de flotacin.

-ara un ra(onale entendimiento de un proceso< las cantidades *ue deen ser e:aluadas puedendi:idirse en 3 $rupos?

S Mtodos e+perimentales para determinar la :elocidad del proceso.S Efectos de las :ariales del proceso.S El mecanismo o la ecuacin *ue denota :elocidad.

>in emar$o para la flotacin de minerales es dif%cil aplicar tal metodolo$%a. 'as ases de la cintica de laflotacin de minerales ) los prolemas ) mtodos en el modelae ) simulacin de la flotacin se :ienen

re:isando permanentemente.

'os mecanismos fundamentales de la flotacin aun no /an sido plenamente estalecidos.

Ln amplio n9mero de :ariales< tanto *u%mico como mecnico puede afectar la performance de las celdaso la :elocidad de flotacin.

'os criterios *u%micos ) termodinmicos son los *ue determinan la /idrofoicidad de la part%cula re*uisitofundamental para una flotacin.

El proceso de flotacin de minerales< aun*ue compleo< puede conceptuali(arse en trminos de unconunto de suprocesos como?

!. 'a entrada de la pulpa !!!. El transporte entre la pulpa ) la espuma!!. 'a ad/esin de las part%culas a las uruas 7. 'a remocin del producto de la flotacin ) los

rela:es.

Cada unos de estos procesos puede a su :e( di:idirse en otros micro procesos ) en cada uno de ellose+istir efectos di:ersos< por otro lado se /a comprendido *ue la :elocidad de la flotacin esta fuertementeinfluenciada por los suprocesos !! ) !!!.

Ing( Joa+un Jos $%arca ,odrguez Flotacin de "inerales & -.// 0D


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Cuando las uruas ascienden a tra:s de la pulpa se encuentra con part%culas de mineral :alioso o$an$a. >i se tiene *ue las part%culas de mineral :alioso son /idroficos ) se encuentran suficientementecerca a la urua< ocurrir la coalescencia. >i la ad/esin es fuerte< la urua con la part%cula del mineralascender al tope.

Cuando una urua se mue:e a la interfase pulpa espuma< los residuos *uedan ao las espumase reconoce *ue la fase espumosa ue$a un rol de interaccin si$nificante en la eficienciade la flotacin< especialmente en relacin al $rado del producto.

4.5.1. M)todo "nal'ico.

>e denomina esta forma por *ue se asa en modelos tomados de la cintica *u%mica ) asume *ue la

flotacin se puede considerar similar a un proceso *u%mico *ue ocurre en un tan*ue a$itador.

'a teor%a actual de la cintica de flotacin de minerales puede e+presarse de la si$uiente forma?dCp

.C!n.C"mdt onde?

C( : C? Concentracin de las part%culas ) uruasrespecti:amente t ? Tiempo de flotacin

? Constante de la ra(n de flotacin

n) m ? ,rden de la ecuacin

>i el suministro de aire es constante< cual*uier tendencia de camio en la concentracin de la uruaes pe*uea< lue$o CO -e*ueo< en tal situacin la ecuacin de :elocidad se con:ierta en?

dCp n dCp

.C!.@ >i n O 1< .C!.dt dt

Hsando las condiciones limites2 No se recupera al &JJK 8C+CL5

dC n n.C .nO1dt

dC

f fdt.C

dC k(C C)dt

t kdt

0

Ing( Joa+un Jos $%arca ,odrguez Flotacin de "inerales & -.// 1.


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Co( t=0 Ct( t=t

&'%M$"T!

Caudal QFConcentracin CF

Co! F

Cr( ) )$'$

Caudal Q,Concentracin C,

Cc( C

anco de Flotacin



CoLn kt

C

C0 C ktLn

C C

4.5.2. Circuito de lotacin ac-.

;ecuperacin ;elacionando.

C CR 0 < RC0 C0 C

C0

dR dC C C0(1R)C0 N dt dt C C0(1

R)

dR

C0 kC0(1R)C0(1 Rdt

dR R dR t

dt kRRN f0R R f0 kdt

R R1 ektOCc kt

R1 1e

Co 4.5.3. Circuito de Flotacin Continuo.

C!NCENTR"D!Caudal [CN Concentracin CC

Concentracin de la pulpa Id en funcin de la recuperacin

Kd #elo$%d&d'&&deded$ l& lot&$%*n plp& ,d

. C0CC0 C-0C 0

RO C0C 0C Rkdkd. .R ,d N R

RC

Ing( Joa+un Jos $%arca ,odrguez Flotacin de "inerales & -.// 1/


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.1 1

K dt C0 N $ N

C0-CZRRRR(1R)RR(1R) R.....RR(1R)N1#elo$%d&d de lot&$%*n

Tiempo retenido en la celda.

C0-C N N

,d C0 C ZR1R(1R)C N N

ZNR11 kd RZR11Rkd.ON

1Rkd.

R 100100(1R kd)N'a 9ltima etapa del proceso de flotacin depende de la captura de las part%culas de mineral /idroficas

por uruas en la pulpa ) su transferencia a la fase de espumacin.

En los inicios de la flotacin /uo contro:ersias en relacin a los mecanismos de fiacin de laspart%culas del mineral sore las uruas< como se menciono anteriormente el ri:al de la teor%a de colisin erala de $erminacin de las uruas en la superficie de la superficie de las part%culas de mineral. >in emar$otomas foto$rficas a altas :elocidades /an demostrado *ue una discreta colisin entre las part%culas ) lasuruas son un prere*uisito para el enlace de las part%culas alas uruas e+cepto en sistemas *ue sondiseados espec%ficamente para formar uruas de soluciones s9persaturadas Daire disuelto para laflotacin

'a :elocidad de remocin de las part%culas o la :elocidad de flotacin desde la pulpa es consecuenciade?

S Colisin entre las uruas ) las part%culas jesprendimiento u otros mecanismos de las part%culas deS Ad/esin de las part%culas a las uruas las uruas.

-oniendo lo anterior en forma diferente se tendr?

R (c (a (d R O -roailidad derecuperacin (c O-roailidad de colisin

(aO -roailidad de ad/esin(d O -roailidad dedesprendimiento

4.. Dimensionamiento de "condicionador : Celda.

-ara dimensionar una celda se deen de tener los si$uientes criterios?a. eterminacin del caudal de la pulpa [ *ue se alimenta al anco de celdas considerando recirculaciones de

productos intermedios.. Clculo del :olumen neto necesario multiplicado [+t< donde el :alor de t ser i$ual al :alor del tiempo de

retencin determinado en pilotae el tiempo determinado en laoratorio en prueas atc/ multiplicado por unfactor ma)or a 1. c. Calcular el n9mero de celdas por la relacin.

Ing( Joa+un Jos $%arca ,odrguez Flotacin de "inerales & -.// 1-


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F!

9! t

C! c



Q.t

N

V0.h

tOtb+f

B

70/f

B9mero de celdas necesarias.7olumen total de una celda

Factor *ue se$9n la celda se encuentra entre 0


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. FluBo %#3Aass # ,eciclo(

FluBo #3Aass( FluBo de ,eciclo(

9! tF!

! %

9! tF!

,t! rt



Tericamente la ecuacin es correcta< pero normalmente esto muc/as :eces en una planta deconcentracin no se cumple< por diferentes factores aparecen simple una discrepancia< por tanto staformula se con:ierta en la ecuacin modificada si$uiente?

F DfOCDc P T Dt P de. Ra9n de Concentracin 8Rc52Es la ra(n entre la masa de alimentacin ) la masa de concentrado.

En trminos prcticos< se refiere a las toneladas de mineral necesarias de eneficiar para otener unatonelada de concentrado.

F c t R = C f t

'. 8alance de tres productos.

8alance $eneral FO =P 6 P T8alance para el elemento 1 D- a1F O a2= P a36 P

a4T8alance para el elemento 2 Dn 1F O 2= P 36 P

4T8alance para el elemento 3 DA$ c1F O c2= P c36 P c4T

F.(a/ a1)x(c/xb b/xc)(a/ a)x(c/xb1 b/xc1Fa/ a1ORXa a/O

X

(a/ a)x(b/xc c/xb)(a a/)x(c/xb b/xc) a/ aO

&. EERCICI!% NO J&.

A partir de un mineral de plomo de .5R de cae(a< *ue se trata a ra(n de 300TM< se produce unconcentrado de plomo de "2.5R de plomo< ) un rela:e de 0.55 de plomo. Encontrar la ra(n de concentracinimple

Acumulado

Ing( Joa+un Jos $%arca ,odrguez Flotacin de "inerales & -.// 1=

Tiempo Core Cu>imple

;el.

min. R-eso RCu -eso -.AcP

ist. RCu

0.5 1.31 20.00 0."# 0."# #.53 2.52

0.5 1."& 1".10 0.#1 1."0 11.0" 2.25

2 10.00 "."0 2.31 4.01 2&.00 1.3

3 11.20 .10 2.05 .0 24.&4 0.#

4 11."0 3.50 1.23 ".2# 14. 0.50

;ela:e 4.01 0.50 0.# 0.# 11.4Cae(a 100.00 2."5 &.25 &.25 100

B !n$reso

RCu Concent.

RCu ;ela:e

RCu

1 300 2."5

3.#3 20.00

2#.0"

2.52

2 2#.0" 2.52

5.34 1".10

2#0."3

2.25

3 2#0."3 2.2

5

30.00 "."0 20."

3

1.

34 20."3 1.3

33.0 .10 22".13

0.#

5 22".13 0.#

35.10 3.50 1#2.03

0.5

Tiempo Core DCu Acumulado

Min R-eso RCu -eso ist. ;ecup.0.5 1.31 20.00 0."# 3."& #.53

1 3.0# 1&.33 1."0 &.1" 20.03 13.0# 10.21 4.01 1#.2" 4&.0 24.2# &.31 .0 2#.13 "3.44

10 35.## ."5 ".2# 35.03 &&.33;ela:e 4.01 0.50 0.# 4.2

100.00 2."5 20.&0 100.00


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./,4 5 @2,< sulfato de core con 5 molculas de a$ua< formacristales a(ules rillantes asimtricos del sistema tricl%nico con una densidad de 2.2& $ml. Es unacti:ador de la esfalerita< tamin pirita< calcopirita< pirotita< arsenopirita ) cuar(o.

6isulito de %odio? Ma)or 10R controlan efecti:amente la acti:acin de (inc epresor de laescalerita."cetato de plomo o nitrato de plomo ? Acti:a la estiina ) reacti:ar sulfuros de core pre:ia mente

deprimida con cianuro< acti:ador de caronatos ) silicatos.%uluro de %odio? Acti:ador menas o+idados< efecti:a menas de sulfuros de core con

+idos superficial. %uluro de /idr'eno? eprime oro< A$ ) CuFe en separacin demolidenita.

c. Re'uladores de p/. >on los reacti:os *ue controlan la acide( o alcalinidad de la pulpa. Es unreacti:o *ue camia la concentracin del in /idr$eno de la pulpa< lo cual tiene como propsitoincrementar o decrecer la adsorcin del colector como se desee sal:o raras e+cepciones< laefecti:idad de todos los a$entes de flotacin< depende $randemente de la concentracin de /idr$enoo in /idro+ilo en la pulpa

Cal. En la prctica se emplea cal custica Ca, ) cal /idratada CaD,@2El /idr+ido CaD,@2pertenece a las ases fuertes. Con la cal pueden ser otenidas soluciones acuosas con unaconcentracin del 0.1"R en peso a 25 oC. 'as soluciones de cal $eneralmente se denominan a$uade cal< lec/ada de cal. >oda custica< cido sulf9rico< etc.

d. Floculantes2 ;eacti:os *ue promue:en la formacin de co$ulos en la pulpa. >uperfloc 1< >uperfloc20< Aerofloat 31"1< Ma$nafloc ##0

e. Reactivos Dispersantes2 >on reacti:os de :ariada estructura *u%mica *ue reducen las fuer(as *ueunen las part%culas minerales o incrementan las fuer(as *ue las repelen. >ilicato de sodio< almidn.

f. %ulidi9ante? -roceso por la cual se camian las propiedades *u%micas de un mineral didrofilico< paracon:ertirlo en una sustancia con carcter /idroficas. >ulfuro de sodio DBa 2>< sulfuro de ario D8a>.

Reactivos E


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C!$ECT!RE%=antato K 11 =antato K

Aerofloat25 itiofosfatos ;eacti:o 301

Flotan todo tipo de sulfuros Bo/a) seleccin >e ensucian losconcentrados Flota pirita einsolules -roduce car$a

circulante

Espumas mu) pores conconcentrado limpio Espumasmu) fr$iles 'ossulfuros :aliosos se pasan alrela:e

M!DIFIC"D!RE%%ulato de Ainc : 6isulito desodioDeprime sulfuros de (inc< n>

espilfaro< consumos mu) altosAumenta consumo de Cu>,4-eli$ro de en:enenar la pulpaepresin de sulfuros de plomo

Acti:acin de sulfuros de fierro alaar el p@

Flotan los sulfuros de (inc en elcircuito de plomo o ulH

Cianuro de %odio Deprime-irita ) sulfuro de (inc

Ln e+ceso en el circuito de - oulH< deprime los sulfuros de -) A$ Acti:a los sulfuros de n alsuir p@

Flotar%an muc/o fierro ) seensuciar%a el concentrado

%ulato de coreD;eacti:a lossulfuros de (inc *ue /an sido

deprimidos por el sulfato de(inc

>e espesan las espumas de losconcentrados de (inc< ) los

concentrados se ensucian conpirita -roducen perdida desulfuros en el rela:e -roducencar$a circulante innecesaria

Bo se reacti:an completamentelos sulfuros de (inc *ue :ienen

de la flotacin ulH. Adems< sesua:i(an las espumas ) lossulfuros :aliosos se pasan alrela:e Despumas mu) fr$iles

$ec-ada de cal@ Caronato desodioDre$uladores de p@ )depresores de-irita

>e ele:a demasiado el p@ 'asespumas son fr$iles Aumenta elconsumo de colectores 'ossulfuros se pierden en el rela:e

>e aa el p@ Flota pirita ene+ceso >e espesa las espumas>e ensucia el concentrado

%uperloc@ >eparan Dfloculanteacos )200 H$ de n>,4D4

Ing( Joa+un Jos $%arca ,odrguez Flotacin de "inerales & -.//


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sacosO 1(/< m conc(OFig(N2TA7 >altillo. re:isado 1" de Enero del 2011.

4. Fue)o Casado< 'uis D1###. E*uipos de Trituracin< Molienda ) Clasificacin. >e$unda Edicin. Editorial

;ocas ) Minerales.

Ing( Joa+un Jos $%arca ,odrguez Flotacin de "inerales & -.//


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5. alle$os Ace:edo< -atricia Ma$al) D2010. Flotacin Estado del Arte. !nstituto de Miner%a. Lni:ersidad

Tecnol$ica de la Mi+teca. GGG.mi+teco.utm.m+.

. arc%a9i$a< @. D1#35. 'a eficiencia de la flotacin es una funcin e+ponencial del tiempo. 8olet%n Mineroociedad Bacional de Miner%a< 7ol. 4"< >antia$o< pp.&3&.". !:n [uiro( B9e( D1#&. ,peraciones Lnitarias en -rocesamiento de Minerales. 'ima. -er9.

&. 'eonard . A$ust%n K Fernando Conc/a. iseo ) >imulacin en el circuito de molienda ) clasificacin.

#. Ma$ne '. D1##5. Conminucin de Minerales< 1er Curso !nternacional de -rocesamiento de Minerales )

Metalur$ia< C!MM!CAAC!< >antia$o< 1" de ulio al 14 de septiemre. C/ile.

10. Man(aneda Cala< os D1##0. -rocesamiento de Minerales .LB!. 'ima -er9.

11. Molicop AE>L;. ,ptimi(acin de circuito de molienda< clasificacin ) determinacin de la optima de larecar$a de olas.

C!A. Minera ;aura.

12. >nc/e( me(< JaldoN uerra 'u< osN Lrina 8e(< BiltonN arc%a @onorio< uan D200".Molienda enMolinos >A.

Entrenamiento operaciones -rocesos. Minera 6anacoc/a >;'. Caamarca -er9.alerto.calle.neGmont.com.

13. >utulo: Ale+ander D1#3. Flotacin de minerales. Concepcin C/ile 331p.

14. 7arela [uiala< BiurHa. 8rossard -re(< 'uis. upote) ;ias< 8a)ardo. Truillo< Mar%a 'uisa. Bu:iola< 'eonel.

7erdecia< ;oerto D2001. Estudio de la Flotacin de Minerales >ulfurados de Core a Escala de 'aoratorio.

-arte !!. Tecnolo$%a [u%mica 7ol. ==!< Bo. 3. Lni:ersidad de ,riente.

15. 7idaln l:e(< os D2004. ;eacti:os de Flotacin de Minerales ,+idados ) Bo Metlicos. Curso deCapacitacin.

Cole$io de !n$enieros del -er9 'ima.1. 6ianatos 8.< uan D2005. Flotacin e Minerales. Lni:ersidad Tcnica Federico >anta Mar%a.

130378314 Concentracion de Minerales Flo

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