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FLOTACIÓN
La separación por flotación de minerales como la silvita y la halita se realiza en soluciones de salmuera saturadas, utilizando aminas de cadena larga con cargas opuestas dependiendo del mineral.
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Mano de obra
Mantenimiento
Energía consumida
Toneladas métricas por unidad de volumen
Toneladas métricas por hora de alimentación
Recuperación
Ley
Se compone de
Canalones
Se encargan de sacar la espuma de la celda.
Cajones
Se clasifican de
Descarga
Sacan la pulpa de la celda.
Conexión
Pasan la pulpa de un banco a otro.
Alimentan la pulpa a la celda.
Transportan la pulpa
Cajas conectadas a las celdas.
Sistema de Agitación y Burbujeo
Proporciona las burbujas necesarias para la flotación.
Proporciona movimiento en la pulpa para mantenerla perfectamente mezclada.
Tanque
Contiene a la pulpa y ahí se lleva a cabo la flotación
Al arreglo de dos o más celdas puestas en serie se conoce como
BANCO DE CELDAS DE FLOTACIÓN
El proceso de flotación comercial se hace en varias celdas
Electroflotación
Se generan burbujas de gas por electrólisis.
Flotación a vacío
Se satura el líquido con aire a la presión atmosférica y luego se aplica vacío.
Flotación por aire disuelto
Implica disolución de aire o gas en el líquido estando bajo presión
Seguida por la precipitación de burbujas sobre las partículas finas al regresar a la presión atmosférica.
COLUMNA DE FLOTACIÓN
Partes
Salida de colas
Burbujas
Ajuste de entrada de aire
Cuerpo Cilíndrico
Salida de concentrado
Alimentación
Cama de espuma
Agua de lavado
Sección superior de la columna
Se usan rociadores de agua.
Mayor drenaje de partículas atrapadas en la espuma.
Sección inferior de la columna
Se establece flujo a contracorriente.
Todavía no tienen aceptación industrial.
Se usa en la flotación de limpieza final.
Necesita de un compresor para inyectar aire y crear las burbujas necesarias en el proceso.
Cada máquina tiene un impulsor que gira dentro de mamparas
Control automático de las operaciones de flotación.
Este mecanismo permite trabajar flotaciones que requieren un espumado más intenso.
Se introduce aire a través del impulsor
Flujo de la pulpa
.
Descarga del producto espumoso
Con paletas despumadoras
Por derrame directo
Región de quietud
Región adyacente a la capa de espuma
Las burbujas cargadas de mineral se elevan sin separación turbulenta de las partículas que van adheridas a la superficie de la burbuja.
Región de gran turbulencia
Proporciona buena dispersión y suficiente mezclado para dar origen a la colisión partícula-burbuja.
La espuma puede ser removida
Para remover la espuma, la máquina de flotación debe:
Proporcionar suficiente espesor de espuma para permitir que ocurra el drenaje de las partículas arrastradas.
Proporcionar una región de pulpa en quietud abajo de la espuma:
Para minimizar el arrastre de pulpa hacia la espuma
Promover el contacto partícula-burbuja de manera que las partículas hidrofóbicas puedan adherirse a las burbujas y elevarse a la espuma.
Se hace mediante
Precipitación de aire o gas en disolución
Flujo a contracorriente
Agitación vigorosa
Dispersar burbujas finas de aire en el seno de la pulpa.
Asegurar que todas las partículas que entren a la máquina puedan ser flotadas.
Se debe minimizar:
La formación de cortos circuitos dentro de la máquina.
El desvío de corrientes.
Mantener todas las partículas en suspensión.
Las velocidades ascendentes de la pulpa deben sobrepasar a la velocidad de asentamiento de todas las partículas presentes.
Los minerales con alto ángulo de contacto son
Aerofílicos
Tienen mayor afinidad por el aire que por el agua
Mientras mayor sea el ángulo de contacto, más grande será el trabajo de adhesión entre la partícula y la burbuja
El sistema es más elástico ante las fuerzas de rompimiento
De otro modo revientan y cae la partícula.
La mayoría de los minerales son naturalmente hidrofílicos
Muy pocos minerales son hidrofóbicos por naturaleza, por tanto, no necesitan un colector.
Carbón mineral
Se pueden volver hidrofóbicos sin necesidad de usar un colector
A los minerales sulfurosos se les adicionan grandes concentraciones de
SULFURO DE SODIO
Permite obtener una superficie hidrofóbica.
El ión sulfuro remplaza a los productos de oxidación e hidratación en la superficie del mineral.
Por lo que la superficie del mineral debe volverse selectivamente hidrofóbica
REGULACIÓN QUÍMICA DE LA SOLUCIÓN
Control de pH
Debe existir un colector en la solución en la forma deseada. Generalmente el colector es un ácido débil.
Carbón Activado
Remueve de la solución los iones o moléculas indeseables.
Adición de reactivos
REGULADORES
Se usan para controlar el proceso de flotación
Controlan el pH del sistema.
Activan o deprimen la adherencia de las partículas minerales a las burbujas de aire.
ESPUMANTES
Forma una espuma arriba de la pulpa
No se adsorbe sobre las partículas minerales.
Son reactivos orgánicos solubles en agua
Moléculas heteropolares
Grupo hidrocarbonado no polar
Grupo polar que da solubilidad en agua
Se adsorben en la interfase aire-agua.
Controlan las características de la espuma.
Ayudan a mantener una espuma razonablemente estable.
Mejora la dispersión de las burbujas finas en la pulpa.
DISPERSOR
Asegura que la superficie mineral esté libre de partículas finas.
ACONDICIONADORES DE pH
Para acidificar
Ácido fluorhídrico
CO2
Ácido sulfúrico
Para alcalinizar
Hidróxido de sodio
Amoniaco
Silicatos alcalinos
Carbonatos de sodio
Se emplean condiciones alcalinas para favorecer a los colectores y reducir la corrosión de las celdas y tuberías.
FLOCULANTES
Se usan polímeros naturales y sintéticos.
óxido de polietileno
Poliacrilatos de sodio o amonio
Poliacrilamidas
Se emplean para tratar el agua utilizada en la flotación.
DEPRESORES
Incrementan la selectividad, volviendo hidrofílicos algunos minerales.
Na2SiO3
Cal
HF
H2SO4
K2Cr2O7
H2CrO4
ZnSO4
SO2
NaHSO3
Fe(CN)2
Se pueden adicionar dos o más depresores
Pueden ser compuestos
Retardan o evitan la adsorción del colector.
ACTIVADORES
Aumentan la selectividad, intensificando la adsorción del colector.
Pb(CH3COO)2
PbNO3
H2S
Na2S
CuS04
Son sales solubles ionizables que reaccionan con la superficie del mineral
COLECTOR
Colector de ácido graso de uso frecuente
Aceite de pulpa de madera
cantidades menores de ácido linoleico, rosínico o abiético.
50% de ácido oleico
Los minerales están compuestos de moléculas covalentes que se mantienen juntas por las fuerzas de Van der Waals
Los minerales se clasifican en:
No polares
No se unen fácilmente a los dipolos del agua
Son minerales hidrofóbicos
Ejemplos
Talco
Carbón
Diamante
Molibdenita
Azufre
Grafito
Tienen enlaces moleculares relativamente débiles
Polares
Reaccionan fuertemente con las moléculas de agua
Son minerales hidrofílicos
Se clasifican en cinco grupos
Grupo 5
Zircón, willemita, hemirnorfita, berilo, feldespato, silimanita, granate y cuarzo.
Grupo 4
Hematita, magnetita, geotita, cromita, ilmenita, corindón, pirolusita, limonita, bórax, wolframita, columbita, tantalita, rutilo y casiterita.
Grupo 3
Grupo 3b
Fluorita, calcita, widerita, magnesita, dolomita, apatita, scheelita, smithsonita, rodocrosita, siderita y monazita.
Grupo 3a
Cerusita, malaquita, azurita y wolfenita.
Grupo 2
Barita, anhidrita, yeso y anglesita.
Grupo 1
Galena, covelita, bornita, chalcosita, calcopirita, estibnita, argentita, bismutita, milerita, cobaltita, arsenopirita, pirita, esfalerita, oropimente, pentlandita, rejalgar. Oro, plata y cobre nativos.
Tienen fuerte enlace superficial covalente o iónico
La mayoría de colectores son
De tipo
Ionizado
Aniónico
Sulfhidrilo
Basado en azufre bivalente
Ditiofosfatos
Sulfonatos
Para la flotación de minerales sulfurosos
Oxidrilo
Basado en grupos orgánicos y sulfo ácidos
Xantatos
Sulfatos
Carboxílico
Para la flotación de minerales no sulfurosos
Catiónico
Tienen un grupo polar con carga positiva
Asociado con la cadena o grupo de hidrocarburos hidrofóbicos
Éter-aminas
Aminas
Cuaternarias
Terciarias
Secundarias
Primarias
Basado en nitrógeno pentavalente
Es repelente al agua
No ionizado
Líquido, hidrocarburos no polares no polares que no se disocian en agua
Heteropolares
Tienen dos extremos funcionales
CADENA O GRUPO ORGÁNICO
Proporciona la superficie hidrofóbica.
Cadena larga
Adsorción más intensa pero selectividad reducida.
Cadena corta
Máxima selectividad.
IÓNICO
Puede ser adsorbido en la superficie del mineral
Por adsorción física
Atracción electrostática a la superficie del mineraL
Por quimiadsorción
Reacción química con los iones de la superficie del mineral
Bases
Ácidos débiles
Proporciona la superficie hidrofóbica requerida
Adherencia burbuja-partícula.
Molécula o ión orgánico
Se adsorbe selectivamente sobre la superficie mineral.
Es el reactivo más decisivo en la flotación
Se usan en pequeñas cantidades
Para formar una capa monomolecular sobre la superficie
Nivel de inanición
Para dar lugar a un
PRODUCTO SELECTIVAMENTE HIDROFÓBICO
Se obtiene la máxima recuperación pero con baja ley.
Amina de cadena larga cargada negativamente
Amina de cadena larga cargada positivamente
MODIFICADORES
Inorgánicos
Orgánicos
Adsorción o formación de
Hemi-micelas
Son adsorbidos física o electrostáticamente en los óxidos y silicatos
El potencial de la superficie dependen del pH de la solución
este debe ser
Positivo
Para los colectores aniónicos
Negativo
Para los colectores catiónicos
La selectividad es posible cuando uno de los minerales sulfurosos puede adsorber el colector por uno o ambos mecanismos.
A medida que se incrementa el pH, ocurre depresión.
Electroquímico
MECANISMO DE ADSORCIÓN ELECTROQUÍMICA
Da un producto de oxidación
Es la especie hidrofóbica adsorbida en la superficie del mineral.
Ocurre con la pirita, arsenopirita y pirrotita
Químico
MECANISMO DE QUIMIADSORCIÓN
Presencia de xantato metálico quimiadsorbido en la superficie del mineral.
Ocurre con la galena, calcocita y esfalerita
