Informe De Flotacion De Procesamiento De Minerales 29-07-2013 713c9

INTRODUCCION La flotación es un proceso selectivo que se emplea para llevar a cabo separaciones específicas de minerales complejos, basándose en las diferentes propiedades superficiales de cada uno de ellos. Es el método de procesamiento de minerales más eficaz y con mayores aplicaciones de todos los existentes, aunque en muchos aspectos, es el más complejo de ellos. De las tres alternativas iniciales: flotación con aceite, por película o con espuma, ésta última es la que se ha impuesto y ha alcanzado un notable desarrollo. Esta técnica se fundamenta en la adhesión selectiva de los minerales en el seno de una pulpa acuosa a unas burbujas de aire que se introducen en ella. Los minerales adheridos a las burbujas se separan en forma de espuma mineralizada constituyendo el concentrado, mientras que los demás se quedan en la pulpa y constituyen el estéril. En este método de separación los reactivos son el componente y la variable más importante, ya que el número de especies de flotabilidad natural es tan reducido como: talco, azufre, grafito, molibdenita y pocos más, y su importancia comercial tan reducida que se puede afirmar que la flotación industrial moderna no se podría efectuar sin reactivos.

RESUMEN En el presente informe se desarrolló el fundamento teórico sobre el proceso de flotación el cual es utilizado ampliamente en el enriquecimiento de minerales y otros procesos de separación. Este método involucra fenómenos variados entre los cuales existe uno de primera importancia en cuanto a los resultados: la hidrofobación de una superficie por adsorción de sustancias surfactantes. En flotación el objetivo es que los minerales valiosos tengan una naturaleza hidrofóbica o equivalentemente “aerofílica” y para tal fin se usa una sustancia surfactante capaz de adsorberse en la superficie del sólido mediante una interacción de tipo fisisorción o quimisorción, dejando hacia la fase acuosa su parte lipofílica. Tal surfactante debe poseer una muy fuerte afinidad por la superficie y por lo tanto cubrirla de una monocapa, aún a muy baja concentración en fase acuosa. Esta capa presenta el grupo hidrófobo hacia la solución acuosa, eliminando así las interacciones sólidoagua y produciendo las condiciones de hidrofobación por adsorción También desarrollamos el aspecto cinético de un proceso de flotación que se puede definir como la cantidad de mineral transportado por las espumas como concentrado que se extrae de la máquina por unidad de tiempo, donde a partir de este concepto se busca un modelo matemático que describa el proceso de flotación, bajo presunciones basadas en la teoría de los hechos establecidos por el estudio de mecanismos de flotación, o de las observaciones empíricas. Finalmente abordamos el tema de las celdas de flotación del tipo mecánicas, neumáticas y columnas de flotación; la primera de ellas es un celda bastante común y se caracteriza por poseer un impulsor mecánico que agita la pulpa y la dispersa, este tipo de celdas presentan tres zonas típicas a lo largo de su volumen: una zona de alta turbulencia a nivel del mecanismo de agitación, una zona intermedia de relativa calma, y una zona superior. Por otro lado las celdas del tipo neumáticas se caracterizan por carecer de un impulsor y utilizan el aire comprimido para agitar y airear la pulpa. Las columnas de flotación tienen un flujo en contracorriente de las burbujas de aire con la pulpa, y de las burbujas mineralizadas con el flujo de agua de lavado.

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL  Conocer y analizar los fundamentos en las diferentes etapas de flotación de minerales.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Analizar la relaciones fisicoquímicas que se presentan en el proceso de flotación  Comprender

los

aspectos

termodinámicos

y

analizar

su

implicancia en el proceso de flotación  Establecer los lugares de adición de los reactivos durante la flotación  Realizar el análisis cinético para un proceso de flotación y las variables que lo afectan

FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE FLOTACIÓN La definición tradicional de flotación dice que es una técnica de concentración de minerales en húmedo, en la que se aprovechan las propiedades físico-químicas superficiales de las partículas para efectuar la selección. En otras palabras, se trata de un proceso de separación de materias de distinto origen que se efectúa desde sus pulpas acuosas por medio de burbujas de gas y a base de sus propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas. Según la definición, la flotación contempla la presencia de tres fases: sólida, líquida y gaseosa. La fase sólida está representada por las materias a separar, la fase líquida es el agua y la fase gas es el aire. Los sólidos finos y liberados y el agua, antes de la aplicación del proceso, se preparan en forma de pulpa con porcentaje de sólidos variables pero normalmente no superior a 40% de sólidos. Una vez ingresada la pulpa al proceso, se inyecta el aire para poder formar las burbujas, que son los centros sobre los cuales se adhieren las partículas sólidas. Para lograr una buena concentración se requiere que las especies que constituyen la mena estén separadas o liberadas. Esto se logra en las etapas previas de chancado y molienda. Para la mayoría de los minerales, se logra un adecuado grado de liberación moliendo a tamaños cercanos a los 100 micrones (0,1 mm). Al aumentar el tamaño de la partícula, crecen las posibilidades de mala adherencia a la burbuja; en tanto que las partículas muy finas no tienen el suficiente impulso para producir un encuentro efectivo partícula burbuja.

FLOTACIÓN BULK: Recuperación de todas las especies valiosas (oro, plomo, plata, zinc, cobre, etc.) en un solo producto llamado Concentrado Bulk. BURBUJAS DE AIRE MINERALIZADAS

 MINERALES HIDROFÍLICOS.- Son mojables por el agua, constituidos por: óxidos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros, que generalmente representan la mayoría de los minerales estériles o ganga. Haciendo que se mojen, permanezcan en suspensión en la pulpa para finalmente hundirse.

 MINERALES HIDROFÓBICOS.- Son aquellos que no son mojables o son poco mojables por el agua, dentro de ellos tenemos: Los metales nativos, sulfuros de metales o especies tales como: Grafito, carbón bituminoso, talco y otros, haciendo de que evite el mojado de las partículas minerales, que pueden adherirse a las burbujas de aire y ascender. 1. CINÉTICA DE LA FLOTACIÓN Entre los problemas más importantes de la cinética de la flotación se encuentra el de la definición de velocidad de flotación, o sea, la recuperación de especies minerales en la espuma en relación con el tiempo. En el proceso de flotación, dentro de un solo experimento que dura varios minutos, participan normalmente centenares de millones de partículas y decenas de millones de burbujas. Sin entrar en detalles del mecanismo cómo se unen las partículas con las burbujas, se pueden considerar los fenómenos en forma estadística, utilizando los factores cinéticos que participan en el proceso. Supongamos ahora, que dentro del tiempo t desde el principio de la flotación flotaron en el concentrado x partículas de una cantidad inicial n. Si el número de burbujas introducidas durante la unidad de tiempo, N se mantuvo constante y si la fuerza media F con que las partículas se

asocian con las burbujas también se mantuvo constante, entonces dentro del tiempo dt flotaron en el concentrado dx partículas.

Como durante el tiempo dt a través de la pulpa que contiene (n – x) partículas, pasan Ndt burbujas, entonces el número de asociaciones exitosas entre burbujas y partículas tiene que ser proporcional a N (n

- x) dt. De aquí que el número de partículas flotadas en el concentrado en la unidad de tiempo es:

(

)

Dónde: N: Es el número de burbujas introducidas en la pulpa en la unidad de tiempo. K: una constante que reúne las características de la máquina de flotación. F: Es la fuerza promedia con que las partículas minerales se adhieren a las burbujas. n: Es el número inicial de partículas disponibles para la flotación. t: Es el tiempo de flotación.

Teniendo que la ecuación anterior describe el proceso de flotación sin considerarlos detalles de su mecanismo. La integración de esta ecuación es posible sólo cuando N y F son funciones del tiempo, lo que es posible aceptar.

Entonces: ∫

∫

(

)

∫

Al dividir el miembro de la izquierda por n y sabiendo que x/n es R, la recuperación, resulta que:

(

)

∫

Como durante un experimento N y F son constantes, la ecuación (2.3) toma la forma:

(

)

Dónde: K1: es evidentemente una constante específica para todo mineral

La

ecuación

anterior

se

puede

expresar

también

en

forma

exponencial:

La ecuación con anterioridad explica que la recuperación por flotación es una función exponencial del tiempo .Esto significa, que anotando

nuestras

experiencias

de

flotación

en

diagramas

Recuperación – Tiempo, en un caso normal, tendremos curvas logarítmicas, como lo demuestra la Figura N° 4:

FIGURA N° 4: Recuperación vs tiempo.

El trabajo con estas curvas no es cómodo, particularmente en la parte avanzada de la flotación o hacia el fin de la misma; pues los incrementos de recuperación con el tiempo son muy bajos y dificultan las comparaciones necesarias. Y estos son precisamente los lugares que principalmente interesan en la flotación, pues en ellos

se

efectúa

la

lucha

decisiva

por

obtener

una

mejor

recuperación. Este problema, se puede resolver cómodamente con coordenadas semi –logarítmicas, donde la ordenada es log. 1 / 1-R y la abscisa el tiempo.

FIGURA N° 5: Recuperación vs tiempo, en coordenadas semi logarítmicas.

La importancia práctica de estas curvas reside en el hecho de que un proceso de flotación, que se desarrolla normalmente, en La figura

N°5 tiene que estar representado por una recta de inclinación variable (1) que depende del carácter del mineral y de la máquina de flotación. Si hay desviaciones de esta recta, éstas significan que el proceso de flotación no se desarrolla normalmente. La curva convexa (2) significa que el proceso de flotación es obstaculizado, mientras que la curva cóncava (3) significa que el proceso es favorecido. Al tratar de abordar el problema de la velocidad de la flotación podemos ver los siguientes pasos consecutivos en su solución: a) El método empírico, que trata de solucionar el problema en base a los gráficos recuperación – tiempo que se obtienen en forma experimental. b) En forma definitiva estas ideas se pueden expresar mediante la ecuación diferencial:

(

)

Esta ecuación hace posibles comparaciones y analogías con las reacciones químicas. En realidad una serie de investigadores consideraron a la flotación como una reacción química de primer orden. En forma experimental con flotaciones unitarias esto se ha podido comprobar en varias oportunidades. Sin embargo, hay desviaciones que afirman que la expresión más completa para el proceso de flotación según Arbiter, sería una ecuación diferencial:

(

)

Dónde: n: sería una cantidad variable, pero fija para cada caso particular.

La mayoría de los autores concuerdan en que n varía entre 1 y 2.Es necesario

mencionar

que

últimamente

han

aparecido

nuevos

movimientos para describir el proceso de flotación por ejemplo por el método analítico que contempla la hidrodinámica y la teoría de la probabilidad en la descripción del encuentro y o entre la partícula y la burbuja, analiza con detalle el mecanismo y las variables conocidas que intervienen en el proceso. Con respecto a las variables, es necesario mencionar que en la flotación éstas son innumerables y

son poco consideradas integralmente

deducciones propuestas.

en las

2. REACTIVOS DE FLOTACION:

Los reactivos de flotación se dividen en: colectores, espumantes y modificadores.  Colector:

Compuesto

orgánico

heteropolar

que

se

absorbe

selectivamente sobre la superficie de las partículas, haciendo que estas se vuelvan hidrófobas (aerófilas). Ejemplo: xantatos que se utilizan en la flotación de sulfuros. Los colectores usados con mayor frecuencia son los xantatos y los aerofloats. Sin los colectores los sulfuros no podrían pegarse a las burbujas y éstas subirían a la superficie sin los minerales y los sulfuros valiosos se irían a las colas. Una cantidad excesiva de colector haría que flotarán incluso los materiales no deseados (piritas y rocas) o los sulfuros que deberían flotar en circuitos siguientes. Así por ejemplo, en el caso de la flotación de minerales de plomo-zinc-pirita, en el circuito de plomo se mantiene deprimido el zinc, para flotarlo posteriormente en su respectivo circuito; pero un exceso de colector podría hacer flotar el zinc junto con el plomo. Una cosa similar sucedería en el circuito de zinc con un exceso de colector, haciendo flotar la pirita que se encuentra deprimida por el efecto de la cal adicionada.  Espumante: Son agentes tenso activos que se adicionan a objeto de: 1. Estabilizar la espuma 2. Disminuir la tensión superficial del agua 3. Mejorar la cinética de interacción burbuja – partícula 4. Disminuir el fenómeno de unión de dos o más burbujas (coalescencia)

 Modificadores: Estos reactivos pueden ser de tres tipos: modificadores de pH, activadores y depresores.

 Modificadores de pH: El pH indica el grado de acidez o de alcalinidad de la pulpa. El pH 7 es neutro (ni alcalino ni ácido) y corresponde al agua pura. De 0 a 6 es ácido y de 8 a 14 es alcalino. El pH se mide con un aparato llamado potenciómetro o con un papel tornasol. Cada sulfuro tiene su propio pH de flotación, donde puede flotar mejor. Esta propiedad varía según el mineral y su procedencia. Los reguladores de pH tienen la misión de dar a cada pulpa el pH más adecuado para una flotación óptima. La cal es un reactivo apropiado para regular el pH, pues deprime las gangas y precipita las sales disueltas en el agua. La cal se puede alimentar a la entrada del molino a bolas. Es importante usar dosificadores automáticos para estar seguros de la cantidad de reactivo dosificado a las pulpas (Fig. 3). Hay reactivos sólidos y líquidos.

 Activadores: Son reactivos químicos orgánicos o inorgánicos que ayudan al colector a adsorberse en la superficie del mineral a flotar. 

Sulfato de Cobre (CuSO4): El CuSO4 5 H2O, sulfato de cobre con 5 moléculas de agua, forma cristales azules brillantes asimétricos del sistema triclínico con una densidad de 2.28 g/ml. Es un activador de la esfalerita, también pirita, calcopirita, arsenopirita y cuarzo.

 Depresores: Son reactivos químicos orgánicos o inorgánicos que impiden la acción del colector en la superficie del mineral.



Cianuro de Sodio (NaCN): Son cristales en forma de pellets de color blanquecino, se usan para el recubrimiento y depresión de minerales sulfurados de fierro, cobre y zinc



Bisulfito de Sodio (NaHSO3): Es un depresor para sulfuros de zinc y fierro. Se usa en reemplazo del cianuro de sodio

particularmente en minerales con contenido de plata, la adición del agente reductor sulfito de sodio o bisulfito de sodio previene la oxidación y por consiguiente, la activación resultante de la esfalerita



Sulfato de Zinc (ZnSO4): El ZnSO4 7 H20, son cristales incoloros; es uno de los reactivos reguladores principales de acción depresoras, utilizada para la flotación selectiva de minerales de cobre y plomo de la esfalerita.

En el cuadro podemos ver algunos reactivos aplicados a minerales específicos.

En el siguiente diagrama podemos ver las etapas en las que se va adicionando los reactivos a la pulpa en un circuito de molienda.

3. MECANISMOS DE FLOTACIÓN Para estudiar el mecanismo de la flotación es necesario conocer lo que sucede con la partícula de mineral y una burbuja de aire para que ellos formen una unión estable. El proceso de flotación está basado sobre las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas de los sólidos a separar. Se trata fundamentalmente de un fenómeno de comportamiento de sólidos frente al agua, o sea, de mojabilidad de los sólidos. Los metales nativos, sulfuros de metales o especies tales como grafito, carbón bituminoso, talco y otros, son poco mojables por el agua y se llaman minerales hidrofóbicos. Por otra parte, los minerales que

son óxidos, sulfatos, silicatos,

carbonatos y otros son hidrofílicos, o sea, mojables por el agua. Se puede

observar

además

que

los

minerales

hidrofóbicos

son

aerofílicos, es decir, tienen gran afinidad por las burbujas de aire, mientras que los minerales hidrofílicos son aerofóbicos, o sea, no se adhieren normalmente a ellas.

En resumen, es necesario incrementar la propiedad hidrófoba en las partículas minerales de una pulpa para facilitar la flotabilidad. Esto se efectúa con los reactivos llamados colectores, que son generalmente compuestos orgánicos de carácter heteropolar, o sea, una parte de la molécula es un compuesto evidentemente apolar (hidrocarburo) y la otra es un grupo polar con las propiedades iónicas, es decir, con carga eléctrica definida. La partícula queda cubierta por el colector que se adhiere a su superficie por medio de su parte polar, proporcionándole con la parte polar propiedades hidrofóbicas.

El agregado de espumantes, como se ha dicho, permite la formación de burbujas de tamaño y calidad adecuada para el proceso. Pues bien, el o entre las partículas y las burbujas requiere que las primeras estén en constante agitación, la cual la otorga el rotor de la máquina de flotación, de modo que para realizar la unión con las burbujas son necesarios: a)

su encuentro

y

b)

condiciones

favorables para formar el agregado. El o partícula-burbuja se acerca hasta el punto en que la película de agua que las separa es muy fina. En este momento para que la partícula pueda acercarse más a la burbuja tiene que superar lo que se considera una barrera energética.

Para las partículas

hidrofílicas, en que la asociación de la partícula con las moléculas de agua es muy firme, esta barrera nunca se supera y las partículas no flotan.

Para

las

partículas

hidrofóbicas,

la

barrera

queda

repentinamente rota por fuerzas no bien conocidas, permitiendo un o trifásico (sólido-líquido-gas). 3.1.

Variables Operacionales Relevantes en el Proceso Algunas de las variables de mayor importancia para el proceso de flotación son: 

Granulometría: Adquiere gran importancia dado que la flotación requiere que las especies minerales útiles tengan un grado de liberación adecuado para su concentración.



Tipo de Reactivos: Los reactivos pueden clasificarse en colectores, espumantes y modificadores. La eficiencia del proceso dependerá de la selección de la mejor fórmula de reactivos.



Dosis de Reactivo: La cantidad de reactivos requerida en el proceso dependerá de las pruebas metalúrgicas preliminares

y del balance económico desprendido de la evaluación de los consumos. 

Densidad de Pulpa: Existe un porcentaje de sólidos óptimo para el proceso que tiene influencia en el tiempo de residencia del mineral en los circuitos.



Aireación: La aireación permitirá aumentar o retardar la flotación en beneficio de la recuperación o de la ley, respectivamente.

El aire es uno de los tres elementos

imprescindibles en el proceso de flotación, junto con el mineral y el agua. 

Regulación del pH: pH,

La flotación es sumamente sensible al

especialmente

cuando

se

trata

de

flotación

selectiva. Cada fórmula de reactivos tiene un pH óptimo ambiente en el cual se obtendría el mejor resultado operacional. 

Tiempo de Residencia: El tiempo de residencia dependerá de la cinética de flotación de los minerales de la cinética de acción de reactivos, del volumen de las celdas, del porcentaje de sólidos de las pulpas en las celdas y de las cargas circulantes.



Calidad del Agua: En las Plantas la disponibilidad de agua es un

problema.

recirculación

Normalmente de

espesadores

se que

utiliza

el

contiene

agua

de

cantidades

residuales de reactivos y sólidos en suspensión, con las consecuencias respectivas derivadas por este flujo de recirculación.

4. CIRCUITOS DE FLOTACION Y BALANCE METALURGICO 4.1.

CIRCUITOS DE FLOTACION Generalmente las celdas se ordenan en serie, formando un circuito o bancada (Banco de celdas) que reciben los relaves de la precedente y se tendrá 1,2,3 ó más circuitos o bancos de celdas, según las clases de materiales valiosos que se desea recuperar de un mineral, así por ejemplo: - Si se tiene un solo elemento valioso se requiere de un banco. - Si se tiene dos elementos valiosos se requiere de dos bancos. - Si se tiene tres elementos valiosos se requiere de 3 bancos. Las celdas de flotación en cada banco o circuito se pueden clasificar según las etapas de flotación de las partículas sólidas, así tenemos: a) Celdas Rougher: (Celdas debastadoras, o celdas de flotación primaria) b) Aqui se obtiene el concentrado primario. Es el conjunto de celdas cuyas espumas se colectan juntamente con las de la celda donde se alimenta la pulpa al circuito. Es la celda que recibe la carga de pulpa del acondicionador o directamente del clasificador. c) Celdas Scavenger: (Celdas recuperadoras o Celdas agotadoras) Son las celdas donde se realiza la recuperación de las especies valiosas que no han podido ser recuperadas en las celdas Rougher. Pueden haber 1er. Scavenger, 2do.

Scavenger, 3er. Scavenger, etc. dependiendo de la flotabilidad del mineral valioso. d) Celdas Cleaner: (Celdas de limpieza) Son las celdas donde se hace la limpieza del concentrado primario o el producto de la flotación Rougher. e) Celdas Recleaner: (Celdas de relimpieza) Son aquellas donde se efectúa la limpieza de las espumas provenientes de las celdas Cleaner. Si es que hay más de dos etapas de limpieza las celdas de limpieza reciben el nombre de 1era. Limpieza, 2da. Limpieza, 3era. Limpieza, etc. Dependiendo de la dificultad que se tenga para alcanzar las leyes mínimas de comercialización que debe tener el concentrado final. Un ejemplo de circuito de flotación es el siguiente: Alimentación de pulpa al circuito

1 2 18 19 20

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17

Concentrado      

Las Las Las Las Las Las

Relave celdas celdas celdas celdas celdas celdas

5, 6 y 7 son celdas Rougher. 8, 9, 10 y 11 son 1er. Scavenger. 12, 13, 14, 15 y 16 son 2do. Scavenger. 17, 18, 19 y 20 son 3er. Scavenger. 3 y 4 son celdas cleaner. 1 y 2 son celdas recleaner.

4.1.1. Control de Calidad en Plantas Concentradoras Para obtener el producto comercial o "Concentrado" con las condiciones

técnicas

requeridas

por

el

comprador,

los

constituyentes indeseables de la mena deben ser rebajados a un porcentaje especificado. Si en la mena está presente más de un mineral valioso, podemos separarlos del tal modo que cada uno pueda comercializarse por separado. El fundidor o comprador se protege de las pérdidas financieras imponiendo penalidades sobre todos los concentrados que no alcancen las leyes mínimas en elemento valioso o que sobrepasan el contenido máximo permisible de constituyentes indeseables. Algunos de los elementos valiosos se pierden inevitablemente en los relaves, por ello uno de los objetivos es mantener estas pérdidas tan bajas como sea posible, para obtener una mayor rentabilidad del proceso.

Es necesario también que la Planta

manipule un tonelaje de mineral adecuado, porque de no ser así se producirían complicaciones en el tratamiento y se elevaría el costo total de la operación. En cualquier método de concentración: eléctrica, gravimétrica o por flotación, la cuantificación se puede efectuar a través de varios términos que a continuación definimos: 

Cabeza calculada: se refiere a la ley que tiene un mineral después de un proceso de concentración; se obtiene sumando los contenidos metálicos de cada uno de los productos.



Ley.- es la cantidad de valores que existe en un mineral o cualquier producto de concentración metalúrgica.



Cabeza.- Es el mineral proveniente de la explotación minera. La cabeza para un circuito de flotación está constituido por el mineral finamente molido y mezclado con el agua, formando una pulpa, y tiene una ley determinada de elementos valiosos.



Concentrado.-

Es

el

producto

final

del

proceso

de

concentración. Tiene valor comercial y reúne la mayor parte de la mena. Este producto tiene una ley mucho mayor que la de cabeza. 

Relave.- Es el producto final del proceso de concentración pero que no tiene valor comercial y su contenido de elemento valioso es insignificante.

Está constituido en su

mayor parte por material estéril, motivo por el cual se lo desecha. En una planta concentradora donde existen varios circuitos de flotación, cada uno de ellos tiene un relave que pasa a constituir la cabeza del siguiente circuito, a excepción del último circuito cuyo relave se desecha definitivamente. Tanto el mineral de cabeza, como el ó los concentrados así como el relave final tiene leyes y pesos correspondientes en base a los cuales se puede realizar la cuantificación del proceso. Pasamos a definir algunos conceptos: 

Razón de concentración (Radio de concentración o relación de concentración o ratio de concentración): (RC) Es la relación existente entre el N° de toneladas de mineral de cabeza y el N° de toneladas de concentrado producido. Se interpreta como el N° de toneladas del mineral de cabeza que se requiere para obtener una tonelada de concentrado.

El radio de concentración varía en razón inversa con la ley de cabeza, puesto que a mayor ley de cabeza la razón de concentración es menor, o sea que se requiere menor tonelaje de mineral de cabeza para producir una tonelada de concentrado y viceversa. 

Recuperación.- (R) Se refiere a la eficiencia o rendimiento del tratamiento y está expresado en porcentaje señala cuánto del elemento valioso que ingresa al tratamiento, pasa al concentrado. Cuanta

mayor

cantidad

de

elemento

valioso

pasa

al

concentrado, mayor será la eficiencia o rendimiento del proceso y mayor será la recuperación.

4.2.

Balance Metalúrgico.

Cualquiera que sea la escala de tratamiento de una Planta Concentradora, sea ésta grande, pequeña, automatizada o rústica, al final de la operación diaria, semanal, mensual, anual, o por campañas, requiere de la presentación de los resultados obtenidos en forma objetiva, en la que se incluye los cálculos para determinar el tonelaje de los productos de la flotación, contenido metálico de los elementos valiosos en cada uno de los productos, la distribución porcentual y los radios de concentración; todos ellos condensado en lo que se denomina el "Balance Metalúrgico", que muestra también la eficiencia del proceso.

Peso neto seco

Es el peso del mineral de cabeza, concentrado o relave, sin humedad. Se sabe que el mineral que se extrae de mina tiene una cierta cantidad de humedad. conocer el peso neto seco.

Para los cálculos es necesario Para determinar el Porcentaje de

humedad se prepara una muestra, se pesa, se somete a secado a 100° C durante un tiempo suficiente como para eliminar todo el agua. Una vez fría la muestra se pesa nuevamente. La diferencia entre uno y otro peso corresponde el peso de agua contenido en la muestra.

Por una relación simple se puede determinar el % de

humedad de la muestra.

Contenido metálico

Se refiere el contenido de elemento valioso ya sea en el mineral de cabeza, concentrado o relave. Se determina multiplicando el tonelaje del producto por la ley correspondiente:

Contenido metálico = tonelaje x ley

Cabe hacer notar que la suma del contenido metálico de los productos (concentrados y relave) debe ser exactamente igual al contenido metálico de la cabeza. De no ser así deben efectuarse cálculos de reajuste para cumplir con la ley de conservación de la materia.

Otra cuestión importante es que las leyes que se

reporten en porcentaje deben dividirse entre 100 para hacer el

reemplazo en la relación para determinar el contenido metálico. Cuando las leyes se reporten en Onzas/TC, el tonelaje de cabeza, concentrado y relave deben convertirse a TC, si estuviesen expresados en TM. Las leyes de los metales preciosos en los minerales a veces son reportados en gramos/TM. Así como el contenido de oro en gravas auríferas es expresado en gramos/M3

Razón de Concentración

En

la

flotación

igual

que

en

cualquier

otro

proceso

de

concentración, la cuantificación se puede efectuar a través de dos cantidades.

La

razón

de

concentración

que

expresa

indirectamente a la selectividad del proceso y la recuperación que se refiere a su eficiencia y rendimiento. Si representamos por A, B y C los pesos de la cabeza, el concentrado y el relave y por a, b y c sus leyes respectivas en un cierto metal o mineral útil, entonces la relación A/B es por definición la razón de concentración

que significa cuantas

toneladas de cabeza son necesarias para obtener una tonelada de concentrado, esta razón nos indica cuantas veces se concentró el mineral o sea en forma indirecta nos expresa la selectividad del proceso.

BALANCE METALURGICO DE DOS PRODUCTOS DIAGRAMA DE FLUJO

Alimentación A

1° MIDDLING S

FLOTACIO N ROUGHER

CLEAN ER

FLOTACI ON SCAVEN

Relave General C

2° MIDDLIN GS

RECLEAN ER

Concentrado B

Balance Metalúrgico De acuerdo a la definición anterior podemos escribir las siguientes ecuaciones:

ABC

.......... .......... ...... (1)

Aa  Bb  Cc .......... .......... ....... (2)

Multiplicando la ecuación (1) por c y sustrayéndole de la (2) tenemos: A a - c)  B (b - c

A b-c  B a -c

.......... ... (3)

La ecuación (3) es otra forma de calcular la razón de concentración que permite su determinación en función de los ensayes químicos de los productos y no en base a molestos y voluminosos trabajos de medición de tonelaje.

Recuperación Por definición la recuperación es la parte del valor útil del mineral obtenido en el concentrado, expresada en %, si el contenido del mismo producto en el concentrado es Bb, entonces por definición: R

Bb x 100 .......... ......... (4) Aa

Si se sustituye en la formula (4) el valor de B/A de la formula (3) entonces se tiene la siguiente expresión: R

b (a - c) x 100 .......... ..... (5) a (b - c)

Que también permite calcular las recuperaciones solo en base a los ensayes químicos. La fórmula (5) sirve para calcular la recuperación cuando hay un solo valor metálico.

5. CELDAS DE FLOTACION: Funciones: 1. Mantener todas las partículas en suspensión dentro de las pulpas

en

forma

efectiva,

con

el

fin

de

prevenir

la

sedimentación de éstas. 2. Producir una buena aireación, que permita la diseminación de burbujas de aire a través de la celda. 3. Promover las colisiones y adhesiones de partícula-burbuja. 4. Mantener quietud en la pulpa inmediatamente bajo la columna de espuma. 5. Proveer un eficiente transporte de la pulpa alimentada a la celda, del concentrado y del relave. 6. Proveer un mecanismo de control de la altura de la pulpa y de la espuma, la aireación de la pulpa y del grado de agitación. Características: 1. Facilidad para la alimentación de la pulpa en formas continúa. 2. Mantener la pulpa en estado de suspensión. 3. No debe ocurrir la sedimentación de las partículas. 4. Separación adecuada del concentrado y del relave. Eficiencia La eficiencia de una celda de flotación se determina por los siguientes aspectos: 1. Tonelaje que se puede tratar por unidad de volumen. 2. Calidad de los productos obtenidos y recuperaciones.

3. Consumo de energía eléctrica, reactivos, espumantes y otros reactivos, con el fin de obtener los resultados óptimos. 4. Gastos de operación y mantención por tonelada de mineral tratado.

5.1.

CELDAS DE FLOTACIÓN MECÁNICAS Las celdas de flotación mecánicas tienen tres zonas típicas: 

La zona de agitación es aquella donde se produce la adhesión partícula-burbuja. En esta zona deben existir condiciones hidrodinámicas y fisicoquímicas que favorezcan este o.



La zona intermedia se caracteriza por ser una zona de relativa calma, lo que favorece la migración de las burbujas hacia la superficie de la celda.



La zona superior corresponde a la fase acuosa, formada por burbujas. La espuma descarga por rebalse natural, o con ayuda de paletas mecánicas. Cuando la turbulencia en la interfase pulpa -espuma es alta se produce contaminación del concentrado debido al arrastre significativo de pulpa hacia la espuma.

Reactivos de Flotación Utilizados en laboratorio 

Colector XANTATO Z5

 Propiedades químicas y usos Es un producto que se aplica generalmente en aquellas operaciones que requieren el más alto grado de poder colector. Se usa en la flotación de minerales sulfurosos de cobre. Los xantatos tienden a descomponerse en soluciones con un pH

inferior a 6.0.

Se aplica con especial éxito en la flotación de la pirita que contiene oro.  Precauciones de Manejo Los xantatos son estables durante largos períodos de tiempo, siempre y cuando se almacenen en un lugar seco y fresco. Las personas que manejan las xantatos deben tomar ciertas precauciones. Debe evitarse la llama viva o el fuego, puesto que las xantatos y algunas de sus productos de descomposición son combustibles. Los xantatos, en términos generales, deben manipularse con el mismo grado de precaución que se aconseja para otros productos químicos orgánicos.

PARTE EXPERIMENTAL: MATERIALES Y EQUIPOS

I.

PROCEDIMIENTO:

1. Verter agua en el vaso de la celda teniendo cuidado de no llegar al tope. 2. Vaciar el mineral con cuidado, evitando perder finos. 3. Adicionar ½mL de Xantato-Z5 al 10% y dos gotas de espumante DF-250 4. Flotar por 50s, retirando con una paleta las burbujas cargadas de mineral (presentan un color oscuro). 5. Pesar el concentrado. 6. Hallar el ratio de la flotación.

Ratio= W

MINERAL/W CONCENTRADO

Ratio= 500/25 =20

II.

CONCLUSIONES: 1. Se verifico que el Xantato es un reactivo de rápida recuperación ya

que

el

tiempo

empleado

en

esta

flotación

fue

de

aproximadamente 50s

III.

RECOMENDACIONES: 1. Retirar las burbujas con una paleta mientras estas presenten un color oscuro, indicio de que están cargadas de concentrado. 2. Ser cuidadosos al momento de jalar las burbujas, ya que si lo hacemos a mucha profundidad podríamos arrastrar ganga.