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7/23/2019 METALURGIA Y PROCESOS DE REFINACIÓN.pdf

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FLOTACIÓN

La flotación es una técnica de concentración que aprovecha la diferencia entre las

propiedades superficiales o interfaciales del mineral útil y la ganga.

Se basa en la adhesión de algunos sólidos a burbujas de aire, las cuales transportan lossólidos a la superficie de la celda de flotación, donde son recolectados y recuperados comoconcentrado. La fracción que no se adhiere a las burbujas permanece en la pulpa yconstituyen las colas o relaves.

Así, la condición de flotabilidad es una fuerte adhesión entre las partículas útiles y burbujas,que deben ser capaces de soportar la agitación y turbulencia de la celda. Estas partículas sedicen hidrofóbicas, y las partículas del relave o colas son hidrofílicas.

Colector es un surfactante, que tiene la propiedad de adsorberse selectivamente en lasuperficie de un mineral y lo transforma en hidrofóbico. Las burbujas de aire se adhieren así,preferentemente sobre estas superficies, atrapando las partículas. Espumante es unsurfactante que se adiciona a la pulpa con el objetivo de estabilizar la espuma, en la cual seencuentra el mineral de interés. Por otra parte, los reactivos modificadores se usan paraintensificar o reducir la acción de los colectores sobre la superficie mineral.

Para que la flotación de minerales sea efectiva, se consideran los siguientes aspectos:

Reactivos químicos: colectores, espumantes, activadores, depresores, modificadores de pH.

Componentes del equipo de flotación: diseño de la celda, sistema de agitación, forma en quese dispersa el flujo de aire, configuración de los bancos de celdas, control de los bancos deceldas.

Componentes de la operación: flujo de alimentación, mineralogía de la mena, granulometríade la mena, densidad de la pulpa, temperatura.

QUÍMICA DE SUPERFICIES:

Tensión Superficial

En toda porción de materia existen fuerzas intermoleculares que en cierta forma mantienenunidas las moléculas que la componen. Si se considera una molécula ubicada en el seno deun líquido, ésta estará rodeada de moléculas de su misma naturaleza, por lo cual las fuerzasde atracción intermoleculares se compensan produciéndose un equilibrio energético. Esdecir, las moléculas superficiales tienen una mayor energía que aquellas ubicadas en el senodel líquido.

La magnitud del desbalance de energía que se produce depende de la naturaleza de lasinteracciones moleculares. A este exceso de energía se denomina energía libre superficial.Por lo tanto, aumentar el área superficial de una cierta masa de líquido significa, entregarenergía al sistema en forma de trabajo.



Adsorción

La flotación es un proceso que involucra el estudio de las propiedades de las interfases. Unade las formas de caracterizar una interfase es por la medida de la adsorción.

La adsorción puede definirse como la concentración de una entidad química (iones ymoléculas) en una interfase. Generalmente se expresa en moles o moléculas de adsorbidopor área de interfase. Es un fenómeno espontáneo y exotérmico. Es común la clasificación dela adsorción, con base en la naturaleza de la interacción adsorbido/adsorbente, en adsorciónfísica (fisisorción) y adsorción química (quimisorción).

La adsorción física es resultante de interacciones químicas secundarias o residuales (tipoVander Waals), caracterizándose por un bajo calor de interacción, ninguna o casi ningunaacción de selección entre el adsorbente y el adsorbido, siendo posible la formación de

multicapas. La adsorción química se debe a interacciones químicas primarias (por ejemplo,covalentes) entre el adsorbente y el adsorbido. Existe selectividad, formándose compuestosde superficie. Apenas una camada puede ser adsorbida.

La adsorción puede caracterizarse en relación a la especificidad entre el adsorbido y eladsorbente. Adsorción no específica ocurre en respuesta a la atracción puramenteelectrostática. Es rápida y rápidamente reversible, no pudiendo revertir el signo de la cargaoriginal del adsorbente. En la adsorción específica, la contribución electrostática puede serirrelevante y especies adsorbidas específicamente pueden aumentar, reducir, anular orevertir la carga original del adsorbente. Es relativamente lenta e irreversible.

Varios factores pueden contribuir al proceso de adsorción, tales como, atracciónelectrostática, enlace covalente, enlace puente hidrógeno, interacciones no polares entre eladsorbato y especies interfaciales, interacciones laterales entre las especies adsorbidas.

TERMODINÁMICA DE LA FLOTACIÓN

Para que en la práctica ocurra la adhesión entre una burbuja y una partícula mineral, debencumplirse condiciones termodinámicas a la vez que hidrodinámicas.

En primer lugar debe ocurrir un encuentro físico entre la partícula y la burbuja (colisión). Paraque dicha colisión sea exitosa se requiere que durante el corto tiempo que dura la colisión,tenga lugar el adelgazamiento y ruptura del film de líquido que los separa y se forme unanueva interfase mineral/aire. Tanto la espontaneidad con que ocurra esta etapa, así como, laestabilidad en el tiempo de esta adhesión, dependen de la hidrofobicidad del mineral.

Durante la adhesión hay un efecto cinético importante. Hay un tiempo mínimo necesariopara que ocurra una adhesión estable, llamado tiempo de inducción. Lógicamente, en laflotación se requiere que el tiempo de inducción sea menor que el tiempo de duración de lacolisión.

Durante este corto lapso de tiempo debe ocurrir el reemplazo de la interfasemineral/solución por la interfase mineral/gas, lo cual involucra vencer ciertas fuerzas deoposición que surgen de la energía superficial del agua dispersa en un film muy delgado quea su vez es función dela afinidad con la superficie mineral. La flotación es básicamente la



adhesión de una particular mineral parcialmente hidrofóbica a una burbuja de gas. Lapropiedad que gobierna la hidrofobicidad es la tensión superficial.

La flotación ocurre cuando el balance de las tensiones superficiales en el sistema trifásico

Mineral/gas/líquido (generalmente agua) son favorables. Termodinámicamente, está dadopor la expresión que define el cambio de energía libre superficial para la adhesiónpartícula/burbuja en medio acuoso.



EVALUACIÓN DEL PROCESO DE FLOTACIÓN

Variables del proceso de flotación

Las variables que más afectan la flotación de los minerales son las siguientes:

Granulometría de la mena. Tipo y dosificación de reactivos de flotación. Densidad de la pulpa o porcentaje de sólidos. Tiempo de residencia. PH. Aireación y acondicionamiento de la pulpa. Temperatura de la pulpa. Calidad del agua utilizada.

Granulometría de la Mena.

Existe un tamaño de partícula que presenta una mayor recuperación metalúrgica,observándose, en general, una disminución de ésta para tamaños más gruesos y más finosde la mena. La recuperación disminuye para tamaños pequeños, lo cual se relaciona con ladificultad de adhesión partícula/burbuja, dedo a que éstas no adquieren la energía cinéticasuficiente para producir un agregado partícula/burbuja estable. Por otra parte, las partículaspequeñas son arrastradas más fácilmente a la espuma, ya que el drenaje a la pulpa sefavorece con el incremento de la velocidad de sedimentación.

Es importante destacar que, en la etapa de flotación primaria (etapa rougher) la flotación serealiza con una granulometría de mena en la cual no es necesaria la liberación de la partícula,sin embargo, en la etapa de limpieza donde es necesaria la selectividad de las partículasútiles, es fundamental realizar una remolienda del concentrado de la etapa rougher para laliberación de las especies útiles de la mena.

De esta manera, el tamaño de partícula es la variable sobre la cual debe ponerse más énfasisen su control, debido a su efecto en la recuperación metalúrgica y en la selectividad delconcentrado final, así como, por la alta incidencia que tiene en los costos de operación delproceso global de concentración.

Tipo y Dosificación de los Reactivos de Flotación .

La función del colector es hacer hidrofóbica la superficie del mineral deseado, por lo cual, esel reactivo químico más importante utilizado en la flotación. La amplia experiencia existenteen la flotación de minerales permite usar con eficiencia determinados tipos de colectoresdependiendo de los tipos de minerales y asociaciones mineralógicas presentes.

Por otro lado, la elección de un espumante determina las características de la espuma, que

contribuye a la selectividad de la operación. La altura de la espuma y el flujo de aire a la celdaafectan el tiempo de retención de las partículas en la espuma. La estabilidad de la espumadepende principalmente de la dosificación del espumante.



Se debe tener en cuenta, que los reactivos de flotación requieren de un cierto tiempo deacondicionamiento para estar en contacto con la pulpa y de esa forma poder actuar en formaeficiente sobre las especies útiles de la mena. Así, la etapa de acondicionamiento adquieremucha importancia, ya que algunos reactivos se deben adicionar en la etapa de molienda

para tener mayor contacto con la mena, mientras que otros, se adicionan directamente alcajón de descarga de los molinos de bolas o al acondicionador.

Densidad de Pulpa o Porcentaje de Sólidos

La densidad de la pulpa o porcentaje de sólidos en la flotación de minerales vienedeterminada desde la etapa de molienda/clasificación. Es raro que la pulpa se ajuste en suporcentaje de sólidos antes de entrar a la etapa de flotación, sin embargo, es un factorimportante, ya que la flotación de los minerales ocurre en forma eficiente cuando la pulpapresenta un valor adecuado de porcentaje de sólidos.

La densidad de pulpa afecta el tiempo de residencia del mineral en las etapas de flotación, yde esta forma en la capacidad del circuito. En general, la etapa de flotación rougher de lasplantas concentradoras de cobre operan con un porcentaje de sólidos comprendido entre30% y 45%, mientras que, las etapas de limpieza (cleaner y recleaner) trabajan con unporcentaje de sólidos menor.

Tiempo de Residencia

El tiempo de flotación depende de las características del material que se va a flotar, y de laconjugación de todos los demás factores que inciden en el proceso. Para la optimización delos circuitos de flotación el tiempo óptimo de cada etapa se determina aplicando los criteriosde Agar et al. a través de pruebas cinéticas de flotación.

PH

El pH es la variable de control más utilizada en el proceso de flotación, ya que resultafundamental en la recuperación y selectividad, así como, en la depresión de minerales. Elproceso de flotación es sumamente sensible al pH, especialmente cuando se trata deflotación selectiva. Los reactivos de flotación, principalmente los colectores, operan mejor enciertos rangos de pH. La regulación del pH en la flotación de cobre se realiza con cal. Este

reactivo es importante, ya que, además de actuar como modificador de pH, es un depresorde pirita en la flotación selectiva de minerales de cobre en la etapa de limpieza.

Aireación y Acondicionamiento de la Pulpa

El acondicionamiento es una etapa clave ya que proporciona el tiempo necesario para queactúen en forma eficiente los reactivos de flotación. Algunos colectores y modificadorespresentan cinética de adsorción en los minerales bastante lenta por lo cual debenincorporarse al molino de bolas, mientras que otros reactivos se incorporan directamente alestanque acondicionador de la pulpa.

La aireación de la pulpa en la celda es una variable importante que normalmente escontrolada por el operador de la planta, la cual permite la aceleración o retardación de laflotación en beneficio de la recuperación metalúrgica o de la ley del elemento útil.



Calidad del Agua

Dada la gran cantidad de interacciones que se producen entre las variables del proceso, lascuales acondicionan el ambiente fisico-químico de la flotación, un aspecto interesante de

analizar es la calidad del agua que se utiliza en el proceso. Es común en las plantasconcentradoras, que parte importante del agua utilizada sea agua de proceso, recuperadadesde las etapas de separación sólido/líquido (espesadores, filtros, etc.), la cual contienereactivos químicos residuales. Esta utilización de agua de proceso produce un ahorro en elconsumo de agua y en el consumo de espumante, pero se puede producir un aumento dealgunos iones en solución cuyo efecto en la flotación de los minerales debe ser evaluado, afin de evitar que éstos superen los niveles críticos para la flotación.

REACTIVOS DE FLOTACIÓN

Introducción

En un sistema de flotación los reactivos se dividen de acuerdo a la función específica quedesempeñan en : colectores, espumantes y modificadores.

Los colectores y espumantes son sustancias orgánicas empleadas generalmente endosificaciones comprendidas entre 1 a 1000 g/ton de alimentación. Químicamente, sonclasificados como surfactantes (“surfactant”), es decir, molécula de carácter doble, queconsiste de un grupo polar y un grupo no-polar. El grupo polar posee un momento de dipolopermanente y representa la parte hidrofílica de la molécula. El grupo no-polar no posee undipolo permanente y representa la parte hidrofóbica de la molécula.

Los surfactantes cumplen dos papeles fundamentales en la flotación. Primero, se adsorbenen la interfase sólido/líquido y actúan como colectores tornando hidrofóbica la superficie deciertos minerales. Segundo, influyen en la cinética de la adhesión burbuja/mineral, actuandocomo espumantes. De esta forma el espumante actúa principalmente en la interfaselíquido/aire, promoviendo la formación de la espuma a través de la disminución de la tensiónsuperficial.

Los modificadores son sustancias inorgánicas u orgánicas empleadas en cantidades quegeneralmente varían entre 20 a 1000 g/ton.

Colectores y Espumantes

Surfactantes

Los surfactantes más importantes en relación a la flotación pueden ser agrupados en tresclases:

Tio-compuestos, que actúan como colectores de sulfuros metálicos.

Compuestos ionizables no-tio, que pueden actuar como colectores o espumantes y seutilizan en la flotación de minerales no sulfuros.

Compuestos no iónicos, que actúan principalmente como espumantes.



Los surfactantes utilizados en flotación son integrados a las interfases a través de una faseacuosa. De esta manera, solamente aquellos reactivos que presentan alguna solubilidad enagua pueden ser empleados. En algunos casos se utilizan hidrocarburos insolubles o aceiteslos cuales deben ser previamente dispersos en agua, en la forma de emulsiones.

Tio-compuestos En los tio-compuestos el grupo polar contiene átomos de azufre no ligados aloxígeno.Una relación de tio-compuestos significativos para la flotación se muestra en la tabla. Endicha tabla R representa un radical hidrocarburo (cadena hidrocarbonada) de la serie de losalcanos o cíclicos.

Entre los colectores del tipo tio-compuestos sobresalen los xantatos por ser de uso muygeneralizado en la flotación de sulfuros. Algunos xantatos son los siguientes:

Etil xantato de potasio. Etil xantato de sodio. Propil xantato de potasio. Propil xantato de sodio. Isopropil xantato de potasio. Isopropil xantato de sodio. Butil xantato de potasio. Butil xantato de sodio. Isobutil xantato de sodio. Amil xantato de potasio. Amil xantato de sodio. Hexil xantato de potasio. Hexil xantato de sodio.



CIRCUITOS DE FLOTACIÓN

Introducción

Los circuitos de flotación constan de varias etapas, en general, en la flotación de mineralesde cobre se utilizan las etapas rougher, cleaner, cleaner-scavenger y recleaner. Sin embargo,en la flotación de otros minerales podrían encontrarse etapas rougher, scavenger, cleaner yrecleaner.

La etapa primaria de flotación (etapa rougher) se alimenta con el rebalse de los hidrociclonesde un circuito cerrado molienda/clasificación. Por otra parte, es común que el concentradode la etapa rougher se someta a una remolienda antes de ingresar a la etapa cleaner.

En relación a las celdas de flotación utilizadas en los circuitos, las celdas mecánicas son

utilizadas en las etapas rougher, scavenger y cleaner-scavenger, mientras que, columnas deflotación se aplican a las etapas cleaner y recleaner. Sin embargo, existen algunasconcentradoras que usan celdas mecánicas en la etapa cleaner y celdas columnares en laetapa recleaner. En la actualidad, la tendencia es aumentar el tamaño de los equipos haciaceldas mecánicas de volumen superior a los 4000 pies, originada por la disminución de loscostos de operación (energía, mantención, etc.) de estas celdas de gran volumen.

Etapas de Flotación

La flotación de minerales se realiza en etapas (también llamados circuitos), cuyos objetivosinvolucran una alta recuperación de las especies útiles con la mayor selectividad posible. Paracumplir con estos objetivos los circuitos estar divididos en etapas destinadas a que seconsigan esos propósitos, y en estas etapas las celdas de flotación están ordenadas enbancos de celdas y en columnas de flotación. Así, en las plantas concentradoras existe elbanco de celdas rougher, las celdas columnares de la etapa cleaner, el banco de celdascleaner-scavenger, etc.

La etapa rougher es la etapa primaria, en ella se logran altas recuperaciones y se elimina granparte de la ganga. Debido a que esta etapa se opera con la mayor granulometría posible, elconcentrado rougher está constituido por materiales medios o middlings, por lo cual las leyesde este concentrado son de bajas y requieren una etapa de limpieza que selective el

concentrado. Al circuito rougher llega la alimentación del proceso de flotación, y en algunasoportunidades, concentrados de la etapa scavenger o colas de la etapa cleaner. Las colas dela etapa rougher pueden ser colas finales del proceso, o bien, almentación a un circuitoscavenger.La etapa scavenger o de barrido tiene como objetivo aumentar la recuperación de lasespecies útiles desde las colas de la etapa rougher. Producen colas finales del proceso y unconcentrado de baja ley que puede juntarse a la alimentación del proceso de flotación, o auna etapa deremolienda y su posterior tratamiento.

Los circuitos cleaner o de limpieza, junto a los circuitos recleaner, tienen como objetivo

aumentar la ley de los concentrados rougher, a fín de alcanzar un producto que cumpla conlas exigencias del mercado, o bien, de la etapa del proceso siguiente a que será sometido elconcentrado. Dado que la etapa cleaner es selectiva, normalmente el concentrado rougheres sometido a una etapa de remolienda previa, para alcanzar la mayor liberación posible delas especies útiles antes de alimentarse al circuito cleaner.



En las plantas concentradoras de cobre se utilizan circuitos cleaner-scavenger, los cuales sealimentan con las colas de la etapa cleaner. En general, el concentrado de la etapa cleaner-scavenger se junta a los concentrados rougher y alimentan la etapa cleaner. Las colas de loscircuitos cleaner-scavenger, dependiendo de la ley que posea se juntan a las colas finales.

Diferentes tipos de circuitos de flotación son presentados en las figuras.

Celdas de Flotación

Celdas mecánicas

La celda mecánica está constituida por un depósito en forma de paralelepípedo o forma

cúbica, de distintas capacidades, con un mecanismo rotor-estator para la dispersión delsólido y el aire. Las celdas se juntan en serie y forman un banco de flotación agrupándose dediferentes formas. Por ejemplo, un banco de 12 celdas mecánicas podría tener las siguientesconfiguraciones, de acuerdo a como se agrupen las celdas: 3-3-3-3; 2-2-2-3-3, etc.

En las celdas de flotación, se pueden distinguir tres zonas típicas (figura):

Una zona de alta turbulencia, a nivel del mecanismo de agitación. Una zona intermedia. Una zona superior.

En la zona de alta turbulencia o zona de agitación se producen los choques para la adhesiónpartícula burbuja. En esta zona deben existir las condiciones hidrodinámicas y fisicoquímicasque favorezcan este contacto.

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

La zona superior corresponde a la fase espuma, esta formada por burbujas separadas porfinos canales de pulpa. La pulpa descarga por rebalse natural, o con la ayuda de paletasmecánicas.

Cuando la turbulencia en la interfase pulpa/espuma es alta, se produce una contaminacióndebido al arrastre significativo de pulpa hacia la espuma.

En su desplazamiento vertical, la burbuja va siendo menos estable, adelgazando susparedes,con lo que se crea un flujo de agua que retorna a la pulpa y arrastra consigo parte delas partículas que se encuentran en los canales no adheridas a las burbujas. Esta acciónlimpiadora depende de la altura de la zona de espuma y de sus propiedades.

En general, la espuma de flotación debe ser lo suficientemente estable como para retener la

masa de mineral, y lo suficientemente frágil como para romperse al caer a la canaleta deconcentrados, y no producir trastornos en su transporte. Estos mecanismos sugieren lassiguientes variables que controlan la espuma:



Tipo y dosificación del espumante.Flujo o densidad de flujo de aire.Altura de rebose o altura de espuma.Altura de remoción de la espuma.



Las funciones más importantes de las celdas de flotación son:

Mantener todas las partículas, aún las más gruesas o las más densas, en suspensióndentro de la pulpa. Para conseguir lo anterior, la pulpa debe ser mezclada o sometida

a circulación dentro de la celda a altas velocidades, de modo de superar lasvelocidades de sedimentación de las partículas más gruesas.

La aireación, que involucra la diseminación de finas burbujas de aire dentro de toda lacelda. Promover la colisión entre las partículas de mineral y las burbujas de aire, conlafinalidad de permitir la adhesión selectiva y el transporte de las partículas demineraldeseado en la columna de espuma.

Mantener la pulpa en condiciones de quietud, inmediatamente debajo de la columnade espuma. Las celdas se diseñan de modo de prevenir la turbulencia en las cercanías

de la espuma, puesto que produce una pérdida de estabilidad de la espuma y baja larecuperación.

Proveer un eficiente transporte de la pulpa alimentada a la celda y de la salida delconcentrado y del relave desde el circuito.

Proveer un mecanismo de control de: la profundidad de la pulpa y la profundidad dela columna de la espuma; la aireación de la celda e idealmente del grado de agitaciónde lapulpa.

En relación al tamaño de las celdas mecánicas de flotación, éstas han ido aumentandonotoriamente en su tamaño a lo largo de los años. Actualmente, las celdas másgrandes en operación tienen un tamaño de 5000 . pies

Columnas de flotación

En años recientes un considerable aumento en el uso y aplicación de las columnas deflotación en la recuperación y concentración de minerales, acelerado en el interés enmétodos alternativos más económicos y eficaces, ha sido la razón del creciente número deunidades en operación, no sólo en Chile, sino en el mundo entero. La columna de flotación(figura 7.5) se ha constituido en uno de los desarrollos más destacados de los últimos

tiempos en el campo de la concentración de minerales. Las celdas columnares resultanespecialmente atractivas en circuitos de limpieza, ya que es posible efectuar en una solaetapa, varias de estas etapas que anteriormente se realizaban en celdas mecánicasconvencionales. Esto hace posible el uso de circuitos más simples y fáciles de controlar(figuras).

En las columnas de flotación la alimentación es inyectada a aproximadamente 2/3 de alturade la columna, el concentrado sale por la parte superior de la celda, mientras que, la cola orelave se recoge por la parte inferior de la columna.

Básicamente, la columna de flotación consiste de dos zonas: a) la zona de colección tambiénconocida como zona de recuperación), y la zona de limpieza sobre la interfase (tambiénconocida como zona de espuma). En la zona de colección, las partículas de la suspensióndealimentación son conectadas en contracorriente con las burbujas producidas porundistribuidor de burbujas que se encuentra en el fondo de la columna. Las partículashidrofóbicas colisionan con las burbujas, se unen a ellas y son transportadas a la zona de



limpieza. Las partículas hidrofílicas y menos hidrofóbicas son removidas por el fondo de la

La columna de flotación.



Circuito de flotación con columna de flotación en la etapa cleaner.



En la zona de limpieza se agrega agua cerca del tope de la espuma, lo que provee un flujoneto de líquido descendente llamado bias positivo. La existencia de un bias positivo previeneel arrastre hidráulico de partículas finas al concentrado. La columna ha probado serparticularmente atractiva en aplicaciones de limpieza y puede alcanzar en una sola etapa

aumentos de ley del concentrado comparables al de varias etapas ejecutadas en celdasmecánicas, a menudo con mejoras en la recuperación.

Hay tres aspectos en el diseño que distinguen las columnas de flotación de las celdasmecánicas:

El agua de lavado (adicionada al tope de la columna). La ausencia de agitación mecánica. El sistema de generación de burbujas de aire.

Las variables operacionales más importantes de una columna de flotación son las siguientes :

Flujo de aire. Agua de lavado. Altura de la espuma. Tiempo de residencia de la pulpa. Bias y control. Porcentaje de sólidos en la alimentación.



Generalmente las celdas se ordenan en serie, formando un circuito o bancada (Banco deceldas) que reciben los relaves de la precedente y se tendrá 1,2,3 ó más circuitos o bancos deceldas, según las clases de materiales valiosos que se desea recuperar de un mineral, así porejemplo:

a. Si se tiene un solo elemento valioso se requiere de un banco.b. Si se tiene dos elementos valiosos se requiere de dos bancos.c. 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 deflotación de las partículas sólidas, así tenemos:

a) Celdas Rougher: (Celdas debastadoras, o celdas de flotación primaria)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 lacarga de pulpa del acondicionador o directamente del clasificador.

b) Celdas Scavenger: (Celdas recuperadoras o Celdas agotadoras)Son las celdas donde se realiza la recuperación de las especies valiosas que no han podido serrecuperadas en las celdas Rougher. Pueden haber 1er. Scavenger, 2do. Scavenger, 3er.Scavenger, etc. dependiendo de la flotabilidad del mineral valioso.

c) Celdas Cleaner: (Celdas de limpieza)Son las celdas donde se hace la limpieza del concentrado primario o el producto de laflotación Rougher.

d) Celdas Recleaner: (Celdas de relimpieza)Son aquellas donde se efectúa la limpieza de las espumas provenientes de las celdasCleaner.

Si es que hay más de dos etapas de limpieza las celdas de limpieza reciben el nombre de1era. Limpieza, 2da. Limpieza, 3era. Limpieza, etc. Dependiendo de la dificultad que se tengapara alcanzar las leyes mínimas de comercialización que debe tener el concentrado final. Unejemplo de circuito de flotación es el siguiente:



Alimentación de pulpa al circuito

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Concentrado

- Las celdas 5, 6 y 7 son celdas Rougher.

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

Control de Calidad en Plantas concentradoras

Relave

Para obtener el producto comercial o "Concentrado" con las condiciones técnicas requeridaspor el comprador, los constituyentes indeseables de la mena deben ser rebajados a unporcentaje especificado. Si en la mena está presente más de un mineral valioso, podemossepararlos del tal modo que cada uno pueda comercializarse por separado.

El fundidor o comprador se protege de las pérdidas financieras imponiendo penalidadessobre todos los concentrados que no alcancen las leyes mínimas en elemento valioso o quesobrepasan el contenido máximo permisible de constituyentes indeseables.

Algunos de los elementos valiosos se pierden inevitablemente en los relaves, por ello uno delos objetivos es mantener estas pérdidas tan bajas como sea posible, para obtener unamayor rentabilidad del proceso. Es necesario también que la Planta manipule un tonelaje demineral adecuado, porque de no ser así se producirían complicaciones en el tratamiento y seelevaría el costo total de la operación.

En cualquier método de concentración: eléctrica, gravimétrica o por flotación, lacuantificación 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 deconcentración; se obtiene sumando los contenidos metálicos de cada uno de los productos.



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

Cabeza.- Es el mineral proveniente de la explotación minera. La cabeza para un circuito de flotaciónestá 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 lamayor 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 ysu contenido de elemento valioso es insignificante. Está constituido en su mayor parte por materialestéril, motivo por el cual se lo desecha.

En una planta concentradora donde existen varios circuitos de flotación, cada uno de ellos tiene unrelave que pasa a constituir la cabeza del siguiente circuito, a excepción del último circuito cuyorelave se desecha definitivamente.

Tanto el mineral de cabeza, como el ó los concentrados así como el relave final tiene leyes y pesoscorrespondientes en base a los cuales se puede realizar la cuantificación del proceso. Pasamos adefinir 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 deconcentrado producido. Se interpreta como el N° de toneladas del mineral de cabeza que se requierepara obtener una tonelada de concentrado. El radio de concentración varía en razón inversa con la leyde 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 yviceversa.

Recuperación.- (R )

Se refiere a la eficiencia o rendimiento del tratamiento y está expresado en porcentaje señala cuántodel elemento valioso que ingresa al tratamiento, pasa al concentrado. Cuanto mayor cantidad deelemento valioso pasa al concentrado, mayor será la eficiencia o rendimiento del proceso y mayor

será la recuperación.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



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cálculos para determinar el tonelaje de los productos de la flotación, contenido metálico de loselementos valiosos en cada uno de los productos, la distribución porcentual y los radios deconcentración; todos ellos condensado en lo que se denomina el "Balance Metalúrgico", que muestratambién 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 seextrae de mina tiene una cierta cantidad de humedad. Para los cálculos es necesario conocer el pesoneto seco. Para determinar el Porcentaje de humedad se prepara una muestra, se pesa, se somete asecado a 100° C durante un tiempo suficiente como para eliminar todo el agua. Una vez fría lamuestra se pesa nuevamente. La diferencia entre uno y otro peso corresponde el peso de aguacontenido 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. Sedetermina 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) debeser exactamente igual al contenido metálico de la cabeza. De no ser así deben efectuarse cálculos dereajuste para cumplir con la ley de conservación de la materia. Otra cuestión importante es que lasleyes que se reporten en porcentaje deben dividirse entre 100 para hacer el reemplazo en la relaciónpara determinar el contenido metálico. Cuando las leyes se reporten en Onzas/TC, el tonelaje decabeza, 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 elcontenido 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 puedeefectuar a través de dos cantidades. La razón de concentración que expresa indirectamente a laselectividad 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 leyesrespectivas en un cierto metal o mineral útil, entonces la relación A/B es por definición la razón deconcentración 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 formaindirecta nos expresa la selectividad del proceso.

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