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APUNTE DE LABORATORIO FLOTACION DE MINERALES SULFURADOSCarrera : Ingeniería En Minas Profesor : Luis Órdenes Riquelme IQUIQUE - 2015

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APUNTE DE LABORATORIO

“FLOTACION DE MINERALES

SULFURADOS”

Carrera : Ingeniería En Minas

Profesor : Luis Órdenes Riquelme

IQUIQUE - 2015

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Evaluación de la Dosificación del Colector SF-113

Objetivo :

- El objetivo principal de este laboratorio es el de cuantificar, el efecto de la dosificación de

colector en una flotación primaria, a través de la recuperación de cobre.

1. Introducción.

Como ya sabemos la flotación es un proceso fisicoquímico complejo que involucra las cualidades

hidrofóbicas o hidrofílicas de algunos minerales. La flotación contempla un contacto íntimo entre

tres fases, de las cuales la líquida (agua) y gaseosa (aire) son casi siempre invariables mientras

que la sólida (mineral), es la que varia de un caso a otro. A parte de estas componentes hay que

considerar los reactivos que se agregan al proceso, sin los cuales no se lograrían ciertos cambios

favorables para el desarrollo de éste, considerando que existen muy pocos minerales

hidrofóbicos.

Los reactivos usados en flotación son los modificadores, colectores y espumantes cada uno con

funciones específicas. Una de las variables más importantes en el proceso de flotación, es la

dosificación exacta de cada uno de los reactivos utilizados, la cual se obtiene de acuerdo a la

concentración de éste, cantidad de mineral a tratar, etc.

2. Marco Teórico

El colector dentro de la flotación de minerales, es la variable más importante a considerar puesto

que sin ellos no se podría efectuar eficientemente la flotación. Lo anterior, debido a que sólo

existen cuatro especies mineralógicas que presentan flotabilidad natural, tales como: grafito,

talco, azufre y molibdenita. Por otra parte, hay que recordar que la flotación no se puede efectuar

sin espumantes y modificadores. Siendo un elemento tan indispensable del proceso, los reactivos

de flotación lo influyen además con una extraordinaria sensibilidad. No sólo influye el tipo de

reactivo que se agrega, sino que también toda la combinación de reactivos (fórmula de

reactivos), su cantidad relativa y absoluta, punto y método de adición y múltiples otros factores

que a veces escapan a una definición precisa.

Se ha comprobado que los efectos favorables o desfavorables causados por otras variables

(molienda, aireación, densidad de la pulpa, etc.) nunca pueden sobrepasar en su importancia los

efectos positivos o negativos de una fórmula de reactivos. No es raro, entonces, que a la

investigación de los reactivos y al estudio de la fórmula más apropiada se dedique generalmente

la mayor parte del esfuerzo en la solución del problema metalúrgico de un mineral.

Es conveniente destacar la complejidad del problema que representa la selección de una fórmula

apropiada de flotación. Como se sabe, la adsorción de reactivos se basa en un equilibrio de iones

de la pulpa que determina los potenciales cinético, electroquímico y la hidratación de las

partículas minerales. Este equilibrio es difícil de controlar o prever, tomando en consideración

que aparte de los reactivos introducidos conscientemente en la pulpa, hay una considerable

variedad de iones provenientes de las impurezas que trae el mineral mismo y de las aguas

industriales.

3. Clasificación de los Colectores:

Los colectores se distribuyen en dos grupos bastantes disparejos: colectores aniónicos, que

representan la gran mayoría y colectores catiónicos representados por un grupo muy reducido.

Esta clasificación está basada en el criterio formal de sí un colector se disocia en agua, en su

parte principal, o sea, el radical con una buena parte de su grupo polar, en un catión o un anión.

La mayor parte de los colectores se disocian de forma que sus radicales junto con el grupo polar

constituyen un anión, dejado en la solución un catión que puede ser Sodio, Potasio, Calcio o

Hidrogeno. Por otra parte existe un pequeño grupo de colectores, especialmente las aminas, que

se disocian dé modo que los radicales con nitrógeno forman el catión mientras que el anión es el

ion hidroxilo.

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También se podría clasificar según su grupo apolar o su grupo polar. Se ha comprobado, sin

embargo, que el grupo apolar no influye en las propiedades colectoras, en cambio el grupo polar

determinará si éste es capaz de incorporarse al mineral y ser un colector.

3.1 Colectores Catiónicos.

Este grupo de colectores está principalmente representado por las aminas y sales cuaternarias de

amonio. Una de las características de los colectores catiónicos es la presencia de nitrógeno

pentavalente. Estos colectores se distinguen por su fácil adsorción y desorción dependiendo de su

concentración en la pulpa, habiendo casos en que se pueden eliminar de un concentrado al

lavarlo con agua fría.

En general son menos selectivos que los aniónicos. Por otra parte, en algunos casos especiales

sirven con mayor eficiencia que éstos. Aplicaciones típicas de ellos se encuentran en la flotación

de minerales no-metálicos, tales como el cuarzo, silicatos, aluminosilicatos y varios óxidos.

Se ha establecido con gran claridad la estrecha relación entre la flotabilidad de minerales con

estos colectores y el pH de la pulpa. Esto se debe a reacciones secundarias que se hacen posible

bajo ciertas condiciones y que a veces eliminan el colector o favorecen su actuación.

Los colectores catiónicos no se ven afectados, en su función como colector a la presencia de

iones determinantes de potencial y en consecuencia, se pueden usar en flotaciones con aguas

sumamente duras incluso con agua de mar. Por otra parte, este tipo de colector es muy poco

selectivo, los que, además, se ven afectados en su eficiencia cuando existe presencia de lamas.

3.2 Colectores no iónicos.

En la flotación de minerales fuertemente hidrofóbicos, tales como carbón, grafito, azufre,

molibdenita tienen importancia los colectores no iónicos, tales como el kerosén, aceite de

transformadores y otros tipos de hidrocarburos saturados.

Estos reactivos por si mismos son fuertemente hidrofóbicos, sin embargo, debido a la ausencia de

grupos polares, estos colectores no tienen medios propios para adsorberse sobre las superficies

minerales y tienen que ser agregados en combinación con otros compuestos orgánicos

heteropolares para que puedan ser de utilidad. Debido a su insolubilidad en agua, estos

hidrocarburos generan ciertas dificultades, causando un efecto negativo en la espuma, poniéndola

más frágil e inestable.

3.3 Xantatos

3.3.1 Características Químicas

Los xantatos son completamente solubles en agua y relativamente estables. Cuando son puros, su

color es casi blanco y carecen de olor. El producto comercial, sin embargo, que por lo general ha

estado expuesto al aire, presenta un olor característico y su color puede fluctuar entre

blanquecino hasta amarillo profundo, sin variaciones en su poder colector.

Los xantatos se ofrecen en forma de pellets, a fin de reducir el polvo durante su manejo y

también para mejorar su estabilidad. Estos pellets han llegado a ser almacenados por periodos de

hasta 5 años, en un lugar seco y fresco, sin que el material pierda sus propiedades colectoras. Sin

embargo, no se recomienda almacenarlos por lapsos mayores de un año. Para ensayos de

laboratorio, la solución de xantatos se prepara disolviendo uno o dos pellets en agua. La pequeña

cantidad de polvo o granos finos que pueden encontrarse en un tambor de xantatos nunca debe

usarse para pruebas de laboratorio, puesto que este material podría no ser representativo.

3.3.2 Estructura Química y Actividad

Los xantatos son ditiocarbonatos correspondientes a la fórmula estructural:

RO − C − SX

En la cual R representa el radical alquílico y X un metal alcalino.

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3.3.3 Selectividad

La selectividad de un colector se refiere a su habilidad para recubrir en forma preferente y, por

consiguiente, flotar el mineral o minerales deseados sin flotar al mismo tiempo los indeseables.

El problema de selectividad se complica por el hecho de que, además de la ganga, la mayoría de

los minerales en bruto contienen varios minerales sulfurados, algunos de los cuales son valiosos

y otros no.

Los xantatos poseen una excelente selectividad contra ambos tipos de minerales indeseables.

Puesto que no son adsorbidos en sílice y otros minerales de formación rocosa en un grado

apreciable, producen concentrados de elevado grado y con un mínimo de ganga. Todavía más

importante es el hecho de que la selectividad de los xantatos, puede controlarse fácilmente

mediante el uso de agentes modificadores adecuados, haciendo de este modo posible la

separación exitosa, de la mayoría de las combinaciones de minerales sulfurados.

3.3.4 Propiedades Espumantes

Los xantatos son substancialmente no espumantes y por lo tanto pueden emplearse en cualquier

cantidad necesaria, sin el peligro de producir espumación excesiva. Esto hace posible, mediante

el uso de reactivos espumantes no colectores en combinación con los xantatos, lograr un control

altamente flexible y separado de la acción colectora y espumante, lo cual es una gran ventaja para

mantener las condiciones adecuadas de flotación durante los cambios del mineral.

3.3.5 Alimentación

Los xantatos que son completamente solubles en agua, pueden alimentarse en cualquier

concentración deseada. Por lo general se usan soluciones al 5 y 10%, pero pueden ser ventajosas

mayores concentraciones, en aquellas plantas que utilizan grandes cantidades de colector.

La disolución de xantato en forma de pellets puede lograrse en varias formas. La más sencilla de

ellas, consiste en introducir el xantato en un estanque mezclador con agua y agitarlo. Un método

más usual para preparar soluciones de xantato, es usar un recipiente con lámina perforada, la que

se coloca cerca de la parte superior del tanque mezclador. Después de llenar el tanque con la

cantidad requerida de agua, se vierte el contenido de uno o dos tambores de xantato en el

recipiente y la solución se hace circular sobre los pellets de xantato, por medio de una bomba o

un agitador, hasta que la disolución se complete y la solución esté perfectamente mezclada.

Los tanques mezcladores, bombas, alimentadores y líneas de alimentación para xantatos,

generalmente están construidos de hierro. También pueden emplearse mangueras de plástico o

caucho como líneas de alimentación, pero en cambio se aconseja, no emplear el cobre o el

plomo, que reaccionan con el xantato. Los tanques de almacenamiento, para las soluciones de

xantato deben tener respiraderos, especialmente en el caso de instalaciones grandes.

Las soluciones de xantatos, al igual que todos los demás agentes de flotación, deben agregarse a

una velocidad constante. Para este fin, resultan excelentes muchos de los alimentadores

mecánicos, que se venden actualmente en el comercio.

El punto en que debe hacerse la adición de xantato, es otra variable que debe determinarse por

medio de pruebas. La estabilidad del xantato y de la capa del colector metal-xantato, permite la

adición en virtualmente cualquier etapa del proceso. En la mayoría de las plantas, el xantato se

agrega directamente a la máquina de flotación o al acondicionador, pero a veces resulta

ventajoso, efectuar la adición en el molino de bolas durante la molienda. Debido a su rápida e

instantánea acción sobre los minerales sulfurados, no se requiere un largo periodo de

acondicionamiento; sin embargo, existen otros factores que pueden hacer aconsejable, alguna

forma de acondicionamiento del mineral con el xantato.

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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Se debe obtener una muestra de 1000 (gramos) de mena sulfurada de cobre, la que debe

ser molida con un Cp de 68 % de sólidos, en un molino completamente limpio y con la

carga de bolas adecuadas.

La pulpa obtenida después de la molienda debe ser vaciada a una celda de 2,5 (1) y el

molino y las bolas deben ser limpiados cuidadosamente con tal de no perder muestra y

poder obtener el volumen solamente requerido para la celda. (Cp flotación 32%).

Con los mejores tiempos de molienda y de acondicionamiento, realizar pruebas de

flotación primaria, variando la dosificación de colector SF-113 (30, 40, 50, 60, 70 y 80

g/ton). El tiempo de flotación es de 10 minutos para una agitación de celda de 900 RPM.

Dosificar reactivos para flotación primaria:

- Cal : pH 10,5

- Colector auxiliar A- 238 : 20 (gpt)

- Mezcla Espumante : 40 (gpt) (D-250/ MIBC / Aceite de pino, a una razón de

4/2/1)

PRESENTACION DEL INFORME

El informe de laboratorio deberá cumplir con condiciones adecuadas de presentación y el

contenido deberá reflejar con claridad el trabajo desarrollado. La estructura deberá seguir las

pautas habituales de cualquier informe técnico, es decir, se presentará dividido en los siguientes

puntos:

Resumen

Introducción

Objetivos

Trabajo Experimental

Resultados Experimentales

Análisis de Resultados

Discusión y Conclusiones

Anexos