clase 7 fundamentos flotación minerales met340
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FUNDAMENTOS FLOTACIFUNDAMENTOS FLOTACI ÓÓN DE N DE MINERALESMINERALES
Introducción
La flotación es un proceso físico-quimico complejo
Flot. Minerales, se define físico del sólido (naturales y pre-tratamiento), suendo en este pre-tratamiento donde se obtienen las condiciones fçísicas del mineral como: Grado de diseminación mineral-ganga, granulometría y carácter de la superficieAdemás de las características intrínsecas del mineral como: Dureza, tipo de mineralización, hidrofobisidadnatural, etc
Siendo estas características, los que permiten la separación de especies
Fundamentos del proceso de flotación
Se define químico, porque el mineral se acondiciona mediante la acción de reactivos y otorgar o mejorar las condiciones para poder ser flotados
Colectores:Tensoactivo que se absorbe dando propiedad hidrofóbicaEspumantes:baja la tensión superficial del agua, dando dureza a la burbujaModificadores: Regular a los colectores y aumentar su selectividad
Y complejo debido a que interactúan 3 fases en proceso: sólido-líquido-gasy sus interfases: s-l, l-g, s-gcomo las variables del proceso y operaciones como.
Tipos de reacciones, pH, tiempo de residencia, agitación, calidad del agua, diseño y otros
El fundamento del proceso se basó en la adhesión selectiva de partículas de especies minerales a burbujas de aire dispersas en un medio acuoso
Grafito, Talco, Molibdenita, Azufre: Especies con flotabilidad natural
La baja mojabilidad de las especies denominadas de flotación natural se explica a través de su estructura cristalina, generalmente laminar, que deja expuesta hacia la solución caras inertes, cuya posibilidad de interactuar con el agua está restringido a las fuerzas débiles de van der-Waals
El desarrollo de la flotación está vinculado al descubrimiento progresivo de ciertas sustancias químicas de carácter orgánico que incorporadas a una pulpa, presenta características de conferir propiedades de flotabilidad en forma selectiva o semi-selectiva a ciertas especies minerales útiles: Estos reactivos son conocidos como colectores
La flotación es conocida como flotación por espuma porque se requiere de una espuma para mantener las partículas mineralizadas en la superficie de una celda de flotación
Además, comprende el mejoramiento de la selectividad y desempeña un complejo rol físico-quimico al actuar en forma cooperativa con el colector en el proceso de adhesión partícula-burbuja
Algunos de estos reactivos especiales (espumantes) son:Aceite de pino, Ac. Cresílico, Metil Isobutil Carbinol (MIBC), Éteres gricólico de propinelo, polipropinel y polietileno (Dosufinoth)
Flotación por espuma
Tensión superficial
La tensión superficial es responsable de: • La forma esférica de las gotitas de un líquido• La elevación del agua en un tubo capilar• Del movimiento de un líquido a través de un sólido poroso•Es la fuerza por centímetro que actúia sobre la superficie y que se opone a la expansión del área de la misma
Es una fuerza normal al plano superficial, dirigida hacia el interior de la fase y que tiene su origen en la descomposición de fuerzas existentes en las moléculas de la región superficial
La tensión superficial puede calcularse según:
Y = f/2L; donde L es la longitud de la barra en cm (g/seg2)Análisis en un tubo capilar:
θ cos Yr 2 )F(
g h r )F( 2
πδπ
=↓=↑
0 θ si , cos 2r g h
Y ≅=θ
δr g h
21
Y δ=
Energía de la superficie
Y dA
Tensión superficial cambio diferencial en el área
Si los efectos de la superficie son importantes en un sistema, la diferencia de la energía libre de Gibbs, implica en términos adicionales:
La adsorción es un fenómeno de acumulación de materia en una interfase (gas-líquido), de modo tal que la concentración sea mayor o menor que aquellos de las fases que se forman
La adsorción será:(+) Si la concentración de la sustancia disuelta es más alta que la interfase(-) Cuando es menor
Adsorción
El hecho que las interfases tengan propiedades especiales, hace que la permanencia en la interfase de ciertos átomos, moléculas o iones sean diferentes al del seno de la fase
Por lo anterior, debiera existir entre la interfase y el ioninteracciones químicas coulómbicas por polarización permanente e interacciones por fuerzas de van derWaals, dando como resultados distintos tipos de adsorción
Se tienen distintos tipos de adsorción:
Adsorción química (quimiadsorción): Los compuestos adsorbidos pierden su individualidad química y forman nuevos compuestos con la superficie
Adsorción física: Adsorción de moléculas enteras sin cambios químicos
Adsorción por intercambio iónico: Cuando los iones se incorporan a la red cristalina del sólido
CapilaridadExisten sistemas llamadas capilares, en las que la superficie que separa las distintas fases juega un papel importante en la determinación del equilibrio de éste
En los sistemas capilares, el equilibrio mecánico ya no es independiente del equilibrio fisico-quimico y a las variables de presión y fuerza gravitacional que definen el equilibrio de sistemas comunes y se unen otras variables en el equilibrio introduciéndose modificaciones como el concepto de adsorción
Un sistema capilar formado por 2 fases (L-G) se describe en función de 3 regiones:• 2 fases homogéneas L y G• Una región entre ellas (interfase L-G)
Celda de flotación columnar
Flowsheet de flotación general
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