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• Isaac Antonio Barra Espinoza

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MINERALURGIA

“AÑO DE LA UNIVERSALISACION DE LA SALUD”

UNIVERSIDAD CONTINENTAL DE CIENCIAS E INGENIERIA FLOTACIÓN

Facultad

:

INGENIERÍA DE MINAS

Asignatura

:

MINERALURGIA

Catedrático :

MUCHA BENITO, EUGENIO ARTURO

NRC

:

8253

Alumno

:

BARRA ESPINOZA, Cristopher Antonio BARRIENTOS CAMPOS, Rusbel GARCIA ESTEBAN, Renzo Vladimir HUARI CHULLUNCUY, Dilmer IDONE BULLON, Cristian Alfredo LAZO NÚÑEZ, Anthony LIMAYLLA LAPA, Keny Melvin

Huancayo – Perú 2020

1. 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. Los antecedentes históricos del proceso se remontan a los inicios de la historia. 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: 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 si reactivos. La flotabilidad natural depende de la polaridad. Un elemento tan importante del proceso influye con gran sensibilidad, ya que no solo tiene repercusión el tipo de reactivo, sino también su combinación, dosis, forma y orden de adición. Se ha comprobado que los efectos favorables o desfavorables debidos a otras variables: grado de molienda, aireación, densidad de pulpa, etc. Nunca superan en importancia a los efectos positivos o negativos de una fórmula de flotación apropiada, por tanto, no debe extrañarnos que al estudio de la fórmula de flotación apropiada se haya dedicado el mayor tiempo y esfuerzo investigador. El problema es complejo ya que la acción de los reactivos está basada en equilibrios iónicos, y este equilibrio es difícil de controlar, ya que aparte de los reactivos que introducimos en la pulpa, hay una considerable cantidad de ion es en ella, procedentes de las impurezas que aporta el mineral, así como el agua de tratamiento.

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2. OBJETIVO 2.1. OBJETIVO GENERAL 

Recuperación del mineral valioso, por medio del proceso de flotación

2.2. OBJETIVO ESPECIFICO 

Alcanzar el máximo porcentaje de recuperación metalúrgica



Elegir los aditivos correctos para el tipo de mineral a recuperar



Recuperación metalúrgica de sulfuros

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3. MARCO TEORICO Flotación de minerales La flotación está constituida básicamente por dos etapas principales que son: La liberación de los minerales valiosos de la ganga, y Separación de estos minerales valiosos de la ganga, que comúnmente se le conoce como Concentración. La mineralurgia está relacionada principalmente con los métodos físicos de concentración. Propiedades ópticas Tales como color, brillo, fluorescencia, radiactivas, conocido desde muy antiguo como pallaqueoo escogido a mano. Diferencias en gravedad específica de los minerales, que se le conoce normalmente como concentración gravimétrica. Utiliza el movimiento diferencial de los minerales debido a los efectos de masa, por lo general en corrientes hidráulicas. Diferentes propiedades superficiales de los minerales que se le conoce como flotación de espumas, donde la pulpa se acondiciona con varios reactivos químicos, que hacen a los minerales valiosos ávidos por el aire (hidrofóbicos o aerofílicos) y que los minerales tengan más avidez por el agua y rechacen al aire (aerofóbicos o hidrofílicos), dando lugar a una separación selectiva por transferencia de los minerales valiosos a las burbujas de aire que forman la espuma flotante sobre la superficie de la pulpa, la cual se extrae como concentrado. Propiedades magnéticas de los minerales, que se le conoce como concentración magnética. Propiedades de conductividad eléctrica que se define como concentración electrostática. Flotación de Espumas. Se puede definir a la flotación de espumas como un proceso mineralógico químico cinético, o también, la flotación de minerales en espumas es un proceso físico-químico, cuyo objeto es la separación de especies minerales valiosas de las no valiosas, a través del uso de la adhesión selectiva de burbujas de aire

a las partículas minerales valiosos. En un proceso de

concentración de minerales ideal, la mena mineral se divide en un concentrado enriquecido con el

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componente útil o valioso y una cola o relave con los minerales que componen la ganga. Por su parte, la estabilidad de la burbuja dependerá del espumante agregado al proceso de flotación. El proceso de flotación de espumas se lleva a cabo en una máquina denominada Celda de Flotación

Mecanismos de la Flotación de Espumas. 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 los 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 naturales Los minerales que son óxidos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros son hidrofílicos, o sea, mojables por el agua. Además, 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 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

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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. 3.1. TEORIA DE LA FLOTACION La flotación de minerales depende de las propiedades de los minerales que le permite adherirse a burbujas de aire y ser llevados a la superficie de la pulpa. Los reactivos que se adiciona a la pulpa (mineral agua) es con el propósito de crear una superficie hidrófoba, se denominan colectores. Para facilitar la adhesión del colector al mineral útil y para impedir esta adhesión al mineral no valioso se agregan otros reactivos denominados activadores y depresores, estos compuestos llevan el nombre genérico de modificadores o moduladores de la colección. La teoría de flotación debe explicar el mecanismo mediante el cual actúan los colectores y los modificadores, las condiciones para que un compuesto químico sea colector de un determinado mineral, y debe establecer la condición físicoquímicas que producirán un mejor rendimiento del proceso

La flotación por espumas es un proceso físico - químico de la concentración de minerales finamente molidos. El proceso comprende el tratamiento químico de una pulpa de mineral a fin de crear condiciones favorables para la adhesión de ciertas partículas de minerales a las burbujas de aire. Tiene por objeto la separación de especies minerales, divididos a partir de una pulpa acuosa, aprovechando sus propiedades de afinidad (hidrofílico) o repulsión (hidrofóbico) por el agua. Las especies valiosas o útiles constituyen una fracción menor del

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mineral, mientras que las especies no valiosas o estériles constituyen la mayor parte El carácter hidrofílico o de afinidad hace que estas partículas se mojen, permanezcan ensuspensión en la pulpa, para finalmente hundirse. El carácter hidrofóbico o de repulsión evitael mojado de las partículas minerales que pueden adherirse a las burbujas y ascender Estas propiedades de algunos minerales tienen en forma natural, pero pueden darse oasentarse mediante los reactivos de flotación. 3.1.1. ELEMENTOS DE LA FLOTACIÓNFASE SÓLIDA Está representada por los sólidos a separar (minerales) que tienen generalmente una estructura cristalina. Esta estructura es una consecuencia de la comparación química de las moléculas, iones y átomos componentes que son cada uno, un cuerpo completo. Los factores de importancia en el proceso de flotación, en lo que se refiere a los sólidos, son los siguientes: Carácter de la superficie aireada en la ruptura del sólido (Tipo de superficie, fuerzas residuales de enlaces) Imperfecciones en la red cristalina. Contaminantes prevenientes de los sólidos, líquidos y gases 

FASE LIQUIDA: Es el agua debido a su abundancia y bajo precio; y también debido a sus propiedades específicas, constituye un medio ideal para dichas separaciones. La estructura de una molécula de agua investigada por

espectroscopia

es

bastante

compleja;

aparece

que aproximadamente el 46% de los enlaces es covalente y 54% es iónico Finalmente hay que subrayar la importancia de las impurezas y contaminaciones que tiene toda agua natural o industrial. En primer lugar, hay que mencionar la dureza del agua ósea la contaminación natural causada por sales de calcio, magnesio y sodio. Estas sales y otro tipo de contaminaciones no solo pueden cambiar la naturaleza de la flotabilidad de ciertos minerales sino también son casi siempre causa de un considerable consumo de reactivos de flotación con los cuáles a menudo forman sales solubles A parte de la contaminación inorgánica también la contaminación orgánica que puede ser mucho más importante y peligrosa, particularmente si se trata de aguas servidas. 

FASE GASEOSA: Es el aire que se inyecta en la pulpa neumática o mecánicamente para poder formar las burbujas que son los centros sobre

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los cuales se adhieren las partículas sólidas. La función del aire en la flotación tiene distintos aspectos de los cuales los principales son: El aire influye químicamente en el proceso de flotación Es el medio de transporte de las partículas de mineral hasta la superficie de la pulpa El aire es una mezcla de nitrógeno (78.10%) y oxigeno (20.96%) con pequeñas cantidades de dióxido de carbono (0,04%) y gases inertes como argón y otros. 3.1.2. FLOTACIÓN DE SULFUROS Los sulfuros son fuertemente hidrófobos, lo cual permite que tengan una buena flotabilidad. Sin embargo, este comportamiento se ve afectado negativamente cuando existe una oxidación superficial o hay presencia de lamas. Para que la flotación de sulfuros sea efectiva, es necesaria la presencia de oxígeno con colectores sulfhídricos, y así ocurra la adsorción de este reactivo en el mineral. Este fenómeno puede ser explicado por teorías que se describe King (1982). Se han tratado de explicar con varias hipótesis el mecanismo de la flotación, dentro del contexto podríamos exponer cuatro mecanismos que han sido aceptados para la explicación de la interacción mineral sulfurado/colectores:

3.1.2.1. Teoría química o de la oxidación superficial. En medio acuoso alcalino, la mayoría de los minerales sulfurados sufren oxidación superficial. Para el caso particular de la galena, existen numerosos estudios que demuestran que la superficie estaría recubierta por especies oxidadas, especialmente sulfato básico de plomo. La reacción con un xantato ocurriría por mediación de esta capa oxidada, operando un mecanismo de intercambio iónico. El mecanismo propuesto puede resumirse en las siguientes reacciones:

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Forma se explica la formación de un recubrimiento de colector formado por xantato de plomo, el que sería responsable de la hidrofobización de la partícula. Sin embargo, resultados experimentales de varios autores, han mostrado que superficies de plomo recubiertas con este compuesto conservan su hidrofobicidad Este mecanismo de oxidación superficial es poco realista para metales como platino y oro, y ha mostrado ser poco importante para cobre y galena, en algunas experiencias en que se ha adicionado xantato a superficies libres de especies oxidadas 3.1.2.2. Teoría de semiconductores Esta teoría presenta una diferencia fundamental con la anterior, puesto que, la hidrofobización se atribuye a la formación de una especie oxidada

del

colector, un disulfuro orgánico conocido como dixantógeno, el que se formaría directamente sobre la superficie mineral. El rol del oxígeno, que es un fuerte aceptor de electrones, se interpreta en el sentido que su adsorción tomaría los electrones libres de las capas superficiales del retículo cristalino del sulfuro semiconductor, de tal forma que de semiconductor tipo –n pasaría a semiconductor tipo –p. Cuando las bandas de conducción de un sulfuro semiconductor son electrones en exceso, se habla de semiconductores tipo –n (negativos), mientras que, cuando

las

bandas

están

representadas

por

huecos,

se

tienen

semiconductores tipo –p (positivos). Así, la adsorción de especies aniónicas, como xantato, estaría favorecida sobre una especie semiconductora tipo –p oxidación de xantato a dixantógeno se produciría por el paso de un electrón a la red cristalina, debido a la presencia de huecos (ausencia de electrones libres). El dixantógeno, por ser una molécula neutra, permanecería adsorbido físicamente en la película de colector, confiriéndole a la superficie una fuerte hidrofobización. 3.1.2.3. Teoría electroquímica. Según la literatura, el mecanismo más común de interacción entre xantato y sulfuros es de naturaleza electroquímica. Iones xantatos son oxidados a dixantógeno o xantato del metal, de acuerdo con una de las siguientes reacciones: Independientemente de la trayectoria de oxidación del xantato, este proceso anódico precisa ser balanceado por una reacción catódica. Uno de los papeles

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importantes del oxígeno en sistemas xantato/mineral sulfurado es entregar la reacción catódica. El producto real de la reducción de oxígeno en ambiente acuoso puede ser la primera de estas reacciones es más apropiada para describir el proceso en medio ácido (bajo acción catalítica de la superficie mineral). La segunda reacción es más realista en medio alcalino. El mecanismo electroquímico es coherente con varias evidencias experimentales, tales como, la presencia de xantato de metal o dixantógeno, la adsorción no uniforme del colector en la superficie (debido a la diferencia de potencial entre varios puntos) y la necesidad de oxígeno para la flotación de sulfuros. Esta teoría establece que el desarrollo de la hidrofobicidad de las partículas sulfuradas del mineral en la flotación de mineral se basa en el proceso anódico que involucra la descomposición del colector y que es completado a una reacción de celda con un proceso catódico que generalmente comprende la reducción del oxígeno. Cuando tiene lugar una reacción sobre un electrodo el potencial E queda determinado por la transferencia de carga entre el electrodo y la solución. Para una reacción única en el equilibrio el potencial está dado por la ecuación de Nernst. Así, por ejemplo, para una reacción redox cualquiera, el mecanismo de transferencia de e- puede representarse a través de la siguiente ecuación general. En la naturaleza las especies minerales se encuentran en concentraciones bajas, siendo necesario concentrar estos minerales, para posteriormente aplicar un proceso de refinación que sea técnica y económicamente factible. El objeto de la concentración de minerales, independientemente de los métodos usados, es siempre el mismo: separar los minerales en dos o más productos, como concentrados y colas, y algunas veces, materiales mixtos. Los objetivos de la concentración por flotación más significativos son: obtener una alta recuperación del mineral y conjuntamente una alta ley de concentrado. Como método de concentración, la flotación, consiste en la separación selectiva de especies minerales útiles, en base a sus propiedades fisico-químicas de la superficie de las partículas de minerales. Esta separación se efectúa provocando la adhesión selectiva de burbujas de aire a una determinada especie mineral, cuando la mezcla de minerales finamente divididos está sumergida en agua. Durante la flotación, normalmente el mineral se adhiere a la burbuja que formará parte de

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la espuma, dejando la ganga en la pulpa o cola (flotación directa), mientras que en la flotación inversa la ganga se transfiere a la espuma. La flotación permite separar partículas minerales dependiendo de sus características en el momento de alcanzar su granulometría de liberación de los otros minerales de la ganga ó minerales no útiles. La flotación espumante o flotación convencional funciona bien entre los tamaños dados por las mallas 48 Tyler (0,3 milímetros) y los 20 micrones (0,02 milímetros), dependiendo del peso específico (densidad) de los minerales valiosos y su tamaño de liberación. La flotación columnar se aplica a partículas de granulometría fina, tamaños menores a 20 micrones (0,02 milímetros), las cuales por su tamaño tienen problemas para ser recuperadas en la flotación convencional. El proceso se aplica únicamente a partículas finas, ya que, si son demasiado grandes, la adhesión entre la partícula y la burbuja será menor que el peso de la partícula y la burbuja deja caer su carga. La flotación surge como alternativa de proceso para concentrar minerales a comienzo de este siglo (1905). Su importancia tecnológica es que hace posible la explotación económica de yacimientos de baja ley, que hasta ese momento eran reservas marginales. Esto permitió su rápido desarrollo, lográndose reducir por lo menos en diez veces las leyes de mina mínimas a tratar en forma económica, ha subido las leyes de concentrado, ha bajado las pérdidas en colas y relaves, reducido los costos y aumentado la eficiencia. Fundamentos Físico Químicos La flotación es un proceso de separaciones de una mezcla de materiales finamente divididas, presentes en pulpas acuosas, por medio de la adhesión selectiva de una determinada especie de mineral a las burbujas de aire. La fuerza de separación fundamental se origina en las diferencias de las energías interraciales fluido-sólido, conocidas generalmente como tensión superficial. Propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas El proceso de flotación está basado sobre las propiedades hidrofílicas o hidrofóbicas de las materias sólidas a separar. Estas propiedades expresan el comportamiento de los sólidos frente al agua, es decir, la mojabilidad de las materias. Las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas que determinan la flotabilidad natural de los minerales, están directamente relacionada con su polaridad. Es decir, con su capacidad de hidratación. Se ha podido establecer

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que los minerales apolares, son hidrofóbicos, ya que no reaccionan con los dipolos del agua. Por su parte, los minerales polares son hidrofílicos. Los minerales hidrofóbicos: son aquellos que no son mojables por el agua. Entre estos minerales están los sulfatos de metales y los metales nativos entre otros. Los minerales hidrofílicos: son aquellos minerales que son mojables por el agua. Entre estos minerales están los óxidos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros que generalmente representan la mayoría de los estériles o ganga. Además, los minerales hidrofóbicos son aerofílicos, es decir tienen afinidad con las burbujas de aire, mientras que los minerales hidrofílicos son aerofóbicos, es decir no se adhieren normalmente a las burbujas de aire. En el proceso de flotación las partículas hidrofóbicas que se adhieren a las burbujas de aire, ascienden a la superficie y entonces, ambas constituirán parte de la espuma, mientras que las partículas hidrofílicas se van a mojar y caer al fondo de la máquina de flotación. Características de las fases La flotación en sí contempla un contacto íntimo entre tres fases, líquida (agua), gaseosa (aire) y sólida (minerales) Fase sólida: Toda partícula sólida que se trata por el proceso de flotación, previamente, debe ser reducida de tamaño (etapa de molienda), fenómeno que inevitablemente va acompañado por el rompimiento de los enlaces físicos y químicos creando fuerzas residuales en su superficie. Para la flotación, es de interés con relación a los sólidos, los siguientes aspectos: Carácter de la superficie creada en la ruptura del sólido (tipo de superficie, fuerzas residuales de enlaces). Es la superficie y no la estructura interior del mineral la que determina el comportamiento de la especie en el proceso de flotación. •

Imperfecciones en la red cristalina natural.

•

Contaminaciones provenientes de los sólidos, líquidos y gases

Los dos últimos factores son específicos para todo yacimiento, de acuerdo a los antecedentes geológicos, condiciones climáticas, o método de explotación, lo que impide predecir con toda seguridad el comportamiento del mineral en un proceso de flotación. Es decir, todo mineral tiene su método específico de flotación. Fase líquida: Constituida principalmente por agua, debido a su abundancia. Es necesario tener en consideración, las impurezas y contaminación que tiene toda agua natural o industrial, (la dureza del agua, sales calcio, magnesio y sodio);

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ellas pueden cambiar la naturaleza de flotabilidad de ciertos minerales, y provocar un considerable consumo de reactivos de flotación con los cuales a menudo forman sales insolubles. También existe la contaminación orgánica, en particular la procedente de aguas servidas, ya que llevan coloides que se adhieren a los sólidos y cambian su superficie y la característica de los reactivos de flotación. c) Fase gaseosa Es el medio de transporte de las partículas de minerales hasta la superficie de la pulpa, y normalmente se emplea la palabra aire, para designar la mezcla aire, gases, vapor de agua y una pequeña fracción de agente de espumación volatilizado. Aunque la proporción de estos compuestos en la burbuja varía ampliamente, esta apenas modifica el comportamiento de la burbuja. El gas introducido en una operación de flotación es aire. El aire influye químicamente en el proceso de flotación. Las burbujas de aire no se pueden fijar directamente sobre el sólido si éstos no han adsorbido una cierta cantidad de gas, principalmente oxígeno, ya que este contribuye a la hidrofobización, resultando así un aumento de la propiedad aerofílica, o sea más activas en la adsorción del oxígeno que las partículas hidrofílicas. Se ha comprobado que las especies puras de ciertos minerales no flotan si no hay una pequeña oxidación o más bien, fijación del oxígeno en la red cristalina de los minerales en cuestión, por esto los metales nativos adquieren flotabilidad solamente después de la acción del oxígeno sobre su superficie. (Academia.edu) Las concentradoras de sulfuros metálicos han sido diseñadas para la recuperación de partículas medianas de alta cinética de flotación, entre otras las portadoras de cobre o molibdeno. Las condiciones de molienda, clasificación, acondicionamiento, (hidrodinámica/aireación),

equipos parámetros

operacionales, flow-sheets y plantas de tratamiento de relaves-PTR, no fueron, ni están optimizadas para la recuperación de partículas finamente divididas, finas, F, (< 13 micrones) y ultrafina, UF, (< 5 micrones) [1, 2, 3, 4]. Entre los principales problemas encontrados en planta pueden ser citados los siguientes En cualquier sistema de flotación existe un tamaño y una distribución de tamaño de burbujas óptimas, donde la “captura” de partículas por burbujas es máxima. Por lo tanto, si se tiene una distribución granulométrica amplia de partículas de valor (F-UF + medianas + gruesas), teóricamente se debería disponer de una correspondiente distribución (amplia) de tamaño de burbujas (mejor con finas y

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medianas) [2, 5, 6]. Esto no ocurre en las condiciones actuales de flotación en planta y por ello que las mayores pérdidas se concentran en las fracciones F y UF. b) Las condiciones hidrodinámicas en las etapas de acondicionamiento y en las celdas de flotación. Permiten la agregación física (vía colisiones) o fisicoquímica (vía fuerzas interfaciales atractivas) donde las partículas F-UF pudieran tener la posibilidad de aumentar de tamaño hasta el intervalo óptimo de captura por las burbujas. Existe generación de partículas F-UF en etapas de molienda fina y remolienda aumentando la proporción de estas fracciones en planta concentradora. El problema de recuperación de fracciones finas y ultrafina (F-UF) ha sido analizado exhaustivamente y diversos autores [1, 2, 7, 8] han demostrado las dificultades encontradas no procesamiento de estas partículas, por sus características inherentes, o sea, pequeña masa, superficie específica elevada y alta energía superficial. Las alternativas para o aumento de recuperación de F-UF son diversas y presentan un grado diferenciado de eficiencia y muchas de ellas tuvieron éxito solamente en escala de laboratorio o piloto. Las técnicas emergentes existentes son basadas en nuevos conceptos de disminución de la generación, en planta, de finos y ultrafina, de la optimización de la “captura” de partículas por burbujas y del aumento do tamaño de las partículas problema. De todas estas alternativas, la flotación extensora y el AAI parecen ser las de mayor potencial para o caso de FUF de sulfuros metálicos. Los mecanismos involucrados que ocurren en el AAI tienen relación, entre otros, con la limpieza superficial de las partículas y con la agregación entre ellas como resultados do aumento de las colisiones entre las partículas hidrófobas (con colector). El último mecanismo es debido à adhesión “provocada” de las partículas finas entre sí o en la superficie de las partículas mayores (medias). En el proceso de flotación extensora, aceites no polares son utilizados como tal o en la forma de emulsión (para aumentar su difusión en solución acuosa) en concentraciones del orden de 20-100 g⋅t -1 juntamente con los colectores tradicionales [10, 11, 12, 13, 14]. Es importante destacar que la característica más importante en este caso es la no existencia de adsorción molecular clásica y si una “interacción” inicial entre gotas y partículas. Como las gotas son hidrófobas, la interacción ocurre por fuerzas hidrófobas con las partículas que ya poseen colector e incluye etapas de colisión

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y adhesión (formación de lente). Inmediatamente después que ocurre la adhesión, el aceite (a gota) se “esparce” sobre la superficie de la partícula aumentando considerablemente la hidrofobicidad [2, 12]. Este fenómeno de esparcimiento es el que le da el nombre de extensora a la técnica y tiene el sentido de extensión de una película superficial. (Academia.edu) 3.1.2.4.

Flotación con sulfurizacion

La flotación con sulfuración es uno de los procesos más selectivos para la separación de especies sulfurosas, y de Plomo- zinc y cobre – zinc. La separación de las especies a través del proceso de flotación, se produce gracias a la diferencia en las propiedades fisicoquímicas de la superficie de cada una de ellas. La flotación surgió a partir del proceso de separación en medios densos, ya que la dificultad para la obtención de fluido con algunas densidades particulares obligó a la utilización de modificadores de superficie, con el fin de mejorar la selectividad del proceso. Estos modificadores permiten convertir selectivamente en hidrofóbica la especie a separar, de tal forma que ante la presencia de un medio constituido por agua y aire (burbujas), la especie hidrofóbica rechace el agua y se adhiera a las burbujas de aire que ascienden hacia la superficie del líquido. Las burbujas de aire se pegan a las partículas si estas desplazan el agua de su superficie, lo que ocurre cuando tienen un comportamiento hidrofóbico. Siempre y cuando el conjunto de partículas adheridas a las burbujas de aire tenga una densidad global inferior a la del medio de separación, estas podrán viajar junto con las burbujas hacia la superficie, no obstante, se requiere que la burbuja tenga la resistencia suficiente para llegar a la superficie sin romperse. Una vez las burbujas de aire alcanzan la superficie, se requiere que se forme una espuma que mantenga retenida las partículas, porque de lo contrario las burbujas se reventarán y las partículas flotadas viajarán de nuevo hacia el fondo de la celda de separación. Por el contrario, las partículas no hidrofóbicas que tengan una densidad superior a la del medio en el que ocurre la separación se hundirán.

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Oro Plata En la flotación de oro y plata se realiza cuando está asociada a minerales sulfurados refractarios donde se realiza una preconcentración como pirita aurífera en ello puede estar constituida por pirita, arsenopirita, pirotita y asociados, la flotación se realiza en pH ácido y neutro. Plomo-Zinc Los principales minerales son la galena PbS y la esfalerita o blenda ZnS. Otras especies: wurtzita, marmatita y formas oxidadas. Depósitos conteniendo galena finamente cristalizada en general contienen oro y plata disueltos, actuando como núcleos de cristalización. Metales preciosos pueden aún estar disueltos en otros sulfuros, por ejemplo, a pirita, o estar presente en los contornos de los granos. Los principales minerales de ganga son pirita y pirrotina (sulfuros), dolomita y calcita (básicos) y, cuarzo y silicatos (ácidos).Las menas tratadas presentan en general una ley combinada de plomo y cinc de 3% a 20%. El procedimiento padrón es flotar secuencialmente el plomo y el cinc, a pesar de existir

por

lo

menos

un

ejemplo

de

flotación

“Bulk”,

seguida

de

separación.2.3.3. Plomo-Zinc-Fierro En estos sistemas de emplea la flotación diferencial siendo los sulfuros de fierro los últimos a flotarse. En algunos casos son producidos concentrados separados de pirita.

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Cobre-Plomo-Cinc-Fierro. Las menas complejas que contienen cobre, plomo, cinc y fierro finamente diseminados están entre los sistemas de más difícil beneficia miento por flotación, especialmente cuando la oxidación superficial lleva a la disolución de iones cúpricos que activan la esfalerita, disminuyendo la selectividad del proceso El esquema de flotación es semejante a los anteriores, excepto la primera etapa la cual, generalmente, involucra la producción de un concentrado “Bulk” de cobre y plomo, cuya separación puede realizarse deprimiendo tanto uno como otro grupo de sulfuros. Existe por lo menos un ejemplo de producción de un concentrado “Bulk” de cobre y cinc, seguido de desactivación y separación entre el cobre y el cinc.2.3.5. 3.1.3. FLOTACION DIFERENCIAL Es el proceso por el que dos o más especies valiosas son recuperadas en concentrados separados, aprovecha las diferencias en las propiedades físico químicas de la superficie de las partículas minerales. Después del tratamiento con reactivos, las diferencias en las propiedades superficiales de los minerales que contiene la pulpa de flotación son aparentes y para que pueda haber flotación, una burbuja de aire se debe unir a una partícula de mineral y elevarla hasta la superficie del agua. El proceso se aplica únicamente a partículas relativamente finas, ya que si son demasiado grandes, la adhesión entre la partícula y la burbuja será menor que el peso de la partícula y por lo tanto la burbuja deja caer su carga. La flotación de minerales es un fenómeno físico-químico, usado como un proceso de concentración de minerales finamente divididos, que comprenden el tratamiento físico y químico de una pulpa de mineral creando condiciones favorables, para la adhesión de partículas de un mineral predeterminado a las burbujas de aire. Tiene por objeto la separación de especies minerales, divididos a partir de una pulpa acuosa, aprovechando sus propiedades de afinidad (hidrofílico) o repulsión (hidrofóbico) por el agua. Las especies valiosas o útiles constituyen una fracción menor del mineral, mientras que las especies no valiosas o estériles constituyen la mayor parte. El carácter hidrofílico o de afinidad hace que estas partículas se mojen, permanezcan en suspensión en la pulpa, para finalmente hundirse. El carácter hidrofóbico o de repulsión evita el mojado de las partículas minerales que pueden adherirse a las burbujas y

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ascender. Estas propiedades de algunos minerales tienen en forma natural, pero pueden darse o asentarse mediante los reactivos de flotación. 3.1.3.1. Diagramas adecuados para la obtención de dos o más productos  Esquema para el tratamiento de pórfidos de cobre- molibdeno considerando el circuito de separación Cu- Mo. 

Esquemas para en tratamiento de Pb/ Zn, Cu/Zn considerar dos etapas rougher, una para el plomo y otra para el zinc, y Cleaner.



Para recuperar tres concentrados bastara combinar los esquemas anteriores.

3.1.3.2. Sulfuros de plomo y zinc flotación diferencial En el caso de mineral de plomo -cinc, el plomo se flota en un concentrado de plomo y se inhibe la flotación de cinc. Después de que la flotación del plomo ha terminado, el cinc es activado y recuperado en un concentrado separado. En la mayor parte de las operaciones de zinc, la esfalerita (ZnS) está asociada con la galena y a menudo con los sulfuros de hierro y cobre. Es por consiguiente condición arreglar el diagrama de flujo no sólo para la recuperación de los minerales valiosos, sino que también separarlos selectivamente en productos aceptables para su posterior tratamiento en fundiciones. El presente diagrama de flujo es típico para plantas pequeñas de plomo-zinc hasta aproximadamente 100 toneladas al día. Para mayores plantas, se aconseja generalmente a proveer dos etapas de chancado, y también el espesamiento de los concentrados antes de la filtración.

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3.1.3.3. Proceso de separación y diagrama de flujo Pruebas de laboratorio y en planta y los diseños de plantas reales han establecido el diagrama de flujo típico para un mineral común de sulfuro de cinc conteniendo galena y usualmente la pirita en una ganga silícea o calcárea. Las pruebas de laboratorio siempre deberían efectuarse para establecer los requerimientos de molienda, y los resultados metalúrgicos antes de seguir con cualquier instalación El diagrama de flujo esbozado, incorpora una sola etapa de chancado del mineral de la mina. Esto está usualmente ocurre en el turno diurno y con el arreglo mostrado, un producto menos 1 ½” puede esperarse en promedio. La tolva de finos debería tener suficiente capacidad de almacenamiento para operar la planta 24 horas. Hay mayores arreglos de plantas de chancado de 100 toneladas por el día o mayor capacidad.

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El circuito de molienda mostrado puede recuperar el plomo tan pronto como este libre, para lo cual se hace uso de una celda unitaria. Al moler las partículas de plomo y de zinc a menos 48 o 65 mallas, el rebose del clasificador, en la mayoría de los casos, estará mayormente menor a 200 mallas. Esto es debido a la diferencia en la gravedad especifica entre galena (7.4 – 7.6) y la ganga (cuarzo 2.65, calcita 2.7). La Celda unitaria eficazmente manipulará una descarga gruesa y recuperará mucho del plomo tan pronto como este libre. A menudo hasta 70- 80 el % del plomo puede ser recuperado en este punto en un producto de alto grado que filtra rápidamente y es generalmente de bajo contenido de zinc. Los reactivos depresores de zinc están en su concentración más alta en el circuito de molienda. Por lo tanto, la selectividad de separación por la flotación está a menudo en su punto correcto en esta etapa. Como una alternativa o en conjunción con la Celda Unitaria, un Jig debería ser considerada y su uso establecido por pruebas. La estructura de cristal, el grado de minerales asociados, contaminantes, oxidación, presencia de metales preciosos, etc., Son los factores determinantes en establecer si estas máquinas deben ser usadas separadamente, conjuntamente, o eliminadas del diagrama de flujo. El zinc altamente flotable o activado a menudo puede ser deprimido casi completamente en el concentrado de plomo del Jig, posibilitando obtener en conjunto una separación satisfactoria que de otra manera sería sumamente difícil por flotación selectiva. Con una Celda unitaria en el circuito de molienda, generalmente unas seis celdas de flotación mecánicas pueden dar el tiempo necesario de contacto, y proveerá flexibilidad adecuada para una limpieza en dos o tres etapas para obtener un producto comercial. El condicionamiento con los agentes depresores de zinc y reactivos de flotación de plomo se efectúa en parte en el circuito de molienda. Por lo tanto, sólo en ciertos casos eso necesario incluir un acondicionador delante de las celdas de flotación de plomo. El relave del circuito de plomo se acondiciona en un tanque acondicionador para activar el zinc y prepararlo para la flotación. La cal sirve normalmente para control de alcalinidad y en deprimir minerales de sulfuro de hierro. Usualmente, el pH de la pulpa en el circuito de zinc es mantenido entre 9.5 para 10, pero en ciertas causas especiales una alcalinidad más alto o más bajo puede ser beneficioso

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para la separación. El sulfato de cobre se usa universalmente para activar la esfalerita. Este reactivo es añadido al acondicionador junto con la cal. Unas ocho celdas de flotación mecánicas determinadas por os resultados de pruebas es recomendada para la flotación de cinc. Esta máquina provee flexibilidad adecuada para dos o tres etapas de limpieza y también pueden reducir la ley de zinc en los relaves finales de flotación. Los impulsores con alabes múltiples se pueden usar en este circuito. El muestreo en los puntos clave provee una buena información para el balance metalúrgico para evaluar la separación y la recuperación. Una inspección visual de los relaves de zinc mediante lavado puede proveer un método rápido para estimar de manera inicial la operación del circuito. Un balance metalúrgico típico de una planta plomo-zinc con un Jig instalado en el circuito de molienda se muestra en la siguiente tabla.

Nótese la buena recuperación y la ley del concentrado obtenido en el Jiga si como también la ley del concentrado de zinc. El mineral tiene una ley alta, pero está ligeramente oxidado, por esta razón las leyes de plomo y zinc en los relaves están en el orden de 1%. 3.1.4. FACTORES QUE AFECTAN AL PROCESO DE FLOTACIÓN En toda operación de flotación intervienen cuatro factores principales, que son:

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3.1.4.1. LA PULPA. Es una mezcla del mineral molido con el agua, y viene a constituir el elemento básico de la flotación ya que contiene todos los elementos que forman el mineral. La pulpa debe reunir ciertas condiciones, es decir que el mineral debe estar debidamente molido a un tamaño no mayor de la malla 48, ni menor a la malla 270, dentro de este rango de tamaño de partículas, se podrá recuperar de una manera efectiva las partículas de los sulfuros valiosos (Esto depende básicamente de la mineralogía de tipo de mineral). El pH indica la cantidad de cal que contiene el circuito de flotación, esto es, su alcalinidad; a más cal, la pulpa es más alcalina; a menos cal, menos alcalina. En otras palabras el pH no es sino la forma de medir la cal en la pulpa. El factor pH se mide de 0 a 14, con un aparato llamado Potenciómetro; de 0 a 6 es ácido y de 8 a 14 es alcalino. El PH 7 es neutro (ni alcalino ni ácido) y corresponde al agua pura. 3.1.4.2. EL AIRE. Es un factor importante que sirve para la formación de las burbujas (el conjunto de burbujas acompañadas de partículas de sulfuros forman las espumas) que se necesita en las celdas. Por tanto, el aire ayuda a agitar la pulpa. Las espumas se encargan de hacer subir o flotar los elementos valiosos hacia la superficie de la pulpa, en cada celda o circuito.

En conclusión, no se debe usar ni mucho ni poco aire. El correcto control del aire y la altura de las compuertas nos darán siempre una buena espuma. (Con un espumante bien regulado) 3.1.4.3. LOS REACTIVOS Son sustancias químicas que sirven para la recuperación de los sulfuros valiosos, despreciando o deprimiendo a la ganga e insolubles. Mediante el uso de reactivos podemos seleccionar los elementos de valor en sus respectivos concentrados. Para tener un mayor conocimiento de la función especifica de

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cada reactivo, los podemos clasificar en tres grupos: Espumantes, Colectores y modificadores; que posteriormente lo estudiaremos en forma muy detallada todo lo referente a los reactivos químicos. 3.1.4.4. LA AGITACIÓN. La agitación de la pulpa nos permite la formación de las espumas de aire para la flotación, y además nos sirve para conseguir la mezcla uniforme de los reactivos con los elementos que constituyen el mineral de la pulpa, dentro de la celda. Además, la agitación, nos evita el asentamiento de los sólidos contenidos en la pulpa. 3.1.5. REACTIVOS

UTILIZADOS

PARA

LA

FLOTACION CLASIFICACIÓN DE LOS REACTIVOS. Los reactivos o agentes de flotación se clasifican en: 

Espumante: Tienen como propósito la creación de una espuma capaz de mantener las burbujas cargadas de mineral hasta su extracción de la máquina de flotación (celdas)



Colector: Es el reactivo fundamental del proceso de flotación puesto que produce la película hidrofóbica sobre la partícula del mineral



Modificadores: Actúan como depresores, activadores, reguladores de pH, dispersores, etc. Facilitando la acción del colector para flotar el mineral de valor, evitando su acción a todos los otros minerales como es la ganga

3.1.5.1. Colectores Son compuestos químicos orgánicos que actúan selectivamente en la superficie de ciertos minerales, haciéndolos repelentes al agua y asegurando la acción de las burbujas de aire, haciéndolas aerofílicas. La mayoría de los colectores comerciales son moléculas complejas, estructuralmente asimétricas y están compuestos de una parte polar y de una parte no polar, con propiedades diferentes. La parte no polar está orientada hacia el agua debido a que difícilmente reacciona con los dipolos del agua y por consiguiente tiene propiedades fuertes para repeler al agua. La parte polar está orientada hacia el mineral debido a la superficie del mineral que presenta una respuesta frente a esta parte de los colectores. Esta figura hace que la superficie de mineral cubierta por las moléculas de los colectores se haga hidrofóbica.

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A. XANTATOS Son

colectores

aniónicos

de

uso

generalizado,

están

disponibles

comercialmente como soluciones, polvo o pellets. Estos últimos son los más deseados debido a que hay menos problemas de polvos y más estabilidad en el almacenamiento. Todos los xantatos se descomponen con la humedad, produciendo disulfuro de carbono que es muy inflamable. Existe un

considerable

rango

de

pureza

en

los

xantatos

disponibles

comercialmente.

Los xantatos disponibles en el mercado y que corresponden a los principales productores como American Cyanamid, Dow Chemical, Minerec y en el caso peruano Reactivos Nacionales S.A. RENASA, son los siguientes: 

Xantato etílico de potasio



Xantato etílico de sodio



Xantato propílico de potasio



Xantato propílico de sodio



Xantato isopropílico de potasio



Xantato isopropílico de sodio



Xantato butílico de potasio



Xantato butílico de sodio



Xantato isobutílico de sodio



Xantato butílico secundario de potasio



Xantato butílico secundario de sodio



Xantato amílico de potasio

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

Xantato amílico de sodio



Xantato amílico secundario de potasio



Xantato amílico secundario de sodio



Xantato hexílico de potasio



Xantato hexílico de sodio

PROPIEDADES: Los xantatos tienen las siguientes propiedades: Pueden ser fácilmente hidrolizados dando lugar a un alcohol, bisulfuro de carbono y un álcali, por esto es necesario mantenerlos en lugares secos, sin la intervención de la humedad Forman dixantógenos cuando reaccionan con el yodo, es un líquido amarillento insoluble en agua. Son altamente solubles en agua. Dependen de la longitud de la cadena hidrocarbonada y el metal incluido en la composición molecular. Xantatos de metales pesados son prácticamente insolubles en agua. La solubilidad del xantagenato de cobre, plomo, plata, mercurio es baja, pero el producto de solubilidad de los xantogenatos de calcio, bario, magnesio son altamente solubles. Por ello la selectividad al usarlos en presencia de ganga que incluye calcio y magnesio. El calor los descompone en ácido xantogénico y luego en bisulfuro, álcali y un alcohol. Son usados en pulpas moderadamente alcalinas ya que se descomponen en un medio ácido. Los xantatos se descomponen muy rápidamente en un medio ácido. Para una concentración de 0.01 gr/ml a una temperatura de 25°C, se determinó el valor medio de permanencia en minutos:

Luego la descomposición es más rápida cuando el pH es menor que 5.0. La descomposición depende de la longitud de la cadena hidrocarbonada: Etilxantato 5 a 10 minutos, Isoamil sobre 1 1 /2 horas. La reacción entre los xantogenatos y el mineral es en la forma de Adsorción química, por lo que es prácticamente irreversible. No tienen propiedades espumantes, luego puede ser controlado sin alterar el proceso de espumación.

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APLICACIÓN DE LOS XANTATOS Los xantatos tienen una amplia aplicación principalmente en la flotación de sulfuros. El xantato etílico es usado en la flotación selectiva de sulfuros de AuAg, Cu-Zn, Pb-Zn, Cu-Pb-Zn. Los xantatos isopropilícos y butilíco son menos selectivos que el xantato etílico para los sulfuros de cobre, plomo y zinc y son usados para los sulfuros de oro, plata, cobalto, níquel, antimonio y pirita. Los xantatos amílico y hexílico son colectores más fuertes pero menos selectivos y son usados principalmente en la flotación bulk de sulfuros y sulfuros oxidados. Por lo general estos colectores son usados en circuitos alcalinos. Un aspecto interesante es que el xantogenato de sodio contiene mayor agua de cristalización en que se disuelve cuando la temperatura aumenta es por esto preferido el xantogenato potásico, aun cuando el costo es mayor. B. LOS DITIOFOSFATOS Los ditiofosfatos son ésteres secundarios del ácido ditiofosfórico y se preparan haciendo reaccionar pentasulfuro de fósforo y alcoholes, como sólidos solubles en agua y son usados en soluciones de 5% a 20%. Como el ácido ditiofosfórico se hidroliza fácilmente igual que en el caso de los xantatos, es necesario usar alcoholatos para obtener las sales en vez de los ácidos correspondientes. El rango de pH para usarlos es de 4 a 12.La reacción de formación del ditiofosfato es:

La American Cyanamid Co, es el productor más importante y el más antiguo de dithiofosfatos, quienes obtuvieron la patente en 1925 y le dieron el nombre comercial de Aerofloats. Los más comunes son: 

Ditiofosfatodiamílico de sodio



Ditiofosfatodietílico de sodio



Ditiofosfatoisobutílico de sodio



Ditiofosfatoisoamílico de sodio



Ditiofosfatoisopropílico de sodio

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Las principales características de los ditiofosfatos son los siguientes: Es el producto de la reacción del pentasulfuro de fósforo y alcoholes y fenoles. La reacción del ácido cresílico con el pentasulfuro de fósforo da lugar a los ditiofosfatoscresílicos. A mayor contenido de cresílico, mayor su actividad como colector. APLICACIÓN DE LOS DITIOFOSFATOS Estos colectores son de menor potencia que los xantatos, por eso se tienen que usar en cantidades más altas y se utilizan generalmente para minerales de oro, plata y cobre. Los ditiofosfatos no tienen propiedades espumantes y por esto son muy apreciados. Los ditiofosfatos son reactivos más selectivos que los xantatos, particularmente en la flotación de sulfuros de hierro. Sin embargo son más solubles que los xantatos, por lo tanto los depresores los afectan más que a los otros colectores. Esta propiedad hace que se use más en flotación primaria, puesto que luego de la flotación ante la presencia de los depresores estos destruyen la acción colectora sobre ciertos minerales, por lo tanto puede hacerse una flotación diferencial. C. LOS TIOCOMPUESTOS Entre este grupo de colectores se encuentran la tiocarbanilida, los mercaptanos y tiofenoles, el mercaptobenzotiazol, el difeniltiocarbazida, el ditiocarbamatos y otros. Los reactivos más característicos son los tionocarbamato que son poco solubles en agua, usualmente son añadidos como emulsiones líquidas. APLICACIÓN DE LOS TIOCOMPUESTOS Estos colectores se usan para cobre o cobre activado sobre zinc para separar de la pirita. COLECTOR TIONOCARBAMATO PQ-6293 El tionocarbamato es un colector basado en la selectividad de los sulfuros valiosos, originalmente desarrollado para sulfuros de plata, plomo, oro. Recientemente este colector está entrando en demanda con las empresas como CONGEMIN CONTRACTOR, BUENAVENTURA, CASAPALCA, entre otras. Es una gran alternativa cuando se requiere selectividad contra ganga sulfurosa sulfuros de fierro; en la flotación de sulfuros polimetálicos Este colector es el más

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selectivo para flotar los sulfuros argentíferos seleccionando solo el sulfuro valioso y dejando los sulfuros de fierro en la pulpa para su posterior tratamiento. 3.1.5.2. Espumantes Tiene como propósito la creación de una espuma capaz de mantener las burbujas cargadas de mineral hasta su extracción de las celdas de flotación.

Son sustancias tensas activas heteropolares que pueden adsorberse en la superficie de separación agua-aire. A los espumantes corresponde la creación de una espuma y que por este hecho, permite la separación de las partículas hidrófobas e hidrófilas. El objetivo principal de los espumantes es dar consistencia, rodeando de una capa adsorbida a las pequeñas burbujas de aire que se forman en la pulpa, por agitación o inyección de aire, evitando que se unan entre sí (colalescencia) y que cuando salgan a la superficie no revienten, constituyendo las espumas; además, dar elasticidad, ayudando a las burbujas ascendentes a irrumpir a través de la capa superior del agua, emergiendo intactas en la interface aguaaire. ¿Qué ocurriría si no se utiliza espumante? Se reventarían las burbujas No habría espumas No habría flotación y se ensuciarían los relaves CLASIFICACIÓN DE LOS ESPUMANTES En dependencia de la eficacia de acción de los espumantes con diversos valores del pH de la pulpa, éstos se dividen en: 

BÁSICOS: Los que poseen una propiedad espumígena máxima en pulpas alcalinas. A los que espumantes principales pertenecen las bases de piridina pesadas, que poseen una elevada propiedad espumígena en medios muy alcalinos



ÁCIDOS: Los que disminuyen sus propiedades espumígenas a medida de que se incrementa la alcalinidad de la pulpa. A los espumantes ácidos

pertenecen los reactivos fenólicos (cresol, xilenol, aceites de madera que contienen fenol y otros) y los alquilarilsulfonatos (detergentes y azolatos). Puesto que la flotación de los minerales se efectúa generalmente en pulpa alcalina, en la práctica de enriquecimiento los agentes espumantes ácidos se conocen como débiles, pero en su mayoría son reactivos bastante selectivos. En la actualidad todos los espumantes fenólicos (cresoles, xilenoles y otros) están excluidos de la práctica de flotación de las menas de los metales no ferrosos, debido a su alta toxicidad 

NEUTRO. Cuyo empleo en la flotación no depende prácticamente del pH de la pulpa.

Es el grupo más considerable de agentes espumantes por su cantidad e importancia La función más importante del espumante es de mantener una espuma estable que permite remover el concentrado de las celdas de flotación; también tienen valiosos efectos en los circuitos de flotación tales como: 

La formación de burbujas finas que mejora la dispersión de las burbujas de aire en la celda de flotación



Previene la coalescencia; fusión o unión de las burbujas de aire separadas



Disminuye la velocidad de la burbuja hacia la superficie de la pulpa



Aumenta la resistencia de la película de la burbuja y la estabilidad de la espuma formada, cuando las burbujas mineralizadas salen hacia la superficie



Afecta la acción del colector.

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USO DE LOS ESPUMANTES Los espumantes comerciales más característicos y los más usados son los siguientes: ACEITE DE PINO Es obtenido de la destilación del vapor del alquitrán del pino y destilación fraccionada del petróleo crudo. Contiene alcoholes aromáticos. El componente más importante es el terpinol, C10H17OH. La dificultad de su uso, reside en el hecho de que su composición no es constante, debido a que la materia prima no es uniforme. El aceite de pino, proporciona una espuma fina, fácilmente quebrable y manipulable. Tiene tendencia a proporcionar altas recuperaciones y grados de concentración medianos. Cuando se utiliza en exceso destruye las espumas y produce efervescencia. Se usa fundamentalmente en sulfuros de cobre, y en menor intensidad en la flotación de galena y blenda. ÁCIDO CRESÍLICO Es producido por la destilación del alquitrán de carbón (producto intermedio y más pesado de la destilación del petróleo y contiene mezclas de cresoles, fenoles y xilenoles). El componente más activo es el meta-cresol, al igual que el aceite de pino la dificultad de su uso radica en la variación de su composición, razón por la cual

la

elección

del ácido

cresílico está

relacionada

necesariamente con el fabricante. El ácido cresílico proporciona espumas menos finas, pero tienen las mismas propiedades que las del aceite de pino. Se usa sólo o combinado con el metilisobutil carbinol. Se usa muy ampliamente en la flotación de galena, de pirita y en la flotación bulk de sulfuros. ALCOHOLES (R-OH) Producen espumaciones de fina textura, espumación selectiva y no da problemas de estabilidad en canales. Son ligeramente solubles en agua, pero se dispersan muy fácilmente y pueden usarse sin diluir. Algunas veces se usan mezclado con un colector. Los alcoholes más usados son los siguientes.

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METILISOBUTIL CARBINOL Tiene gran importancia en la flotación selectiva de minerales complejos. Se utiliza generalmente en la flotación bulk de sulfuros, en la flotación de piritas auríferas y de los minerales cupríferos simples. ETILHEXANOL Es muy utilizado principalmente en la flotación de minerales auríferos. POLIGLICOLES Los más representativos son los éster metílicos de polietileno y más especialmente el glicol propileno o los glicoles simplemente. Sus espumas son tenaces y compactas, pero fácilmente abatidas a la salida de las celdas. Son más selectivos que los espumantes tradicionales. Son ampliamente utilizados en la flotación de minerales de cobre, también son usados en la flotación de los minerales de oro y de zinc. 3.1.5.3. Modificadores Los reactivos modificadores son utilizados en flotación para modificar y controlar la acción del colector, ya sea intensificando o reduciendo el efecto repelente al agua sobre la superficie mineral, haciendo de este modo más selectiva la acción del colector hacia ciertos minerales, asegurando una mejor precisión en la separación eficiente, razonable y económica de ellos. MODIFICADORES CONVENCIONALES 

Modificadores de pH: a. Cal:



Regula pH, deprime pirita b. Carbonato de Sodio



Regula pH, dispersante de lamas Depresores: c. Cianuro de sodio



Deprime sulfuros de zinc, pirita y cobre. Disuelve oro, plata y oxido de cobre. d. Sulfato de Zinc



Deprime sulfuros de Zinc e. Sulfito de Sodio



Depresor de esfalerita f. Bisulfito de sodio

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

Depresor de esfalerita g. Bicromato de sodio

 h.

Depresor de galena Silicato de sodio



Dispersante de lamas Activadores: i. Sulfato de cobre



Reactiva los sulfuros de zinc j. Sulfato de sodio

 3.1.5.4.

activa los óxidos

Depresantes Producen condiciones adversas para la activación del mineral por el colector. También tienen un efecto directo en la estabilidad de la capa hidratada cercana a la superficie del mineral. 

Reguladores o modificadores del pH



Que alteran la alcalinidad del medio

Estos reactivos se usan para incrementar la selectividad de la flotación volviendo hidrofílicos a ciertos minerales evitando así su flotación. Estos reactivos de flotación pueden dividirse en compuestos orgánicos y compuestos inorgánicos. El mecanismo de acción de los depresores inorgánicos se ha entendido razonablemente y está representado por: El ion cianuro (cianuro de sodio o cianuro de calcio) que deprime a los sulfuros de zinc, de cobre, de hierro, de plata, de cadmio, de níquel y aún de antimonio, debido a que la estabilidad de los cianuros complejos de estos elementos es mas estable que la de sus correspondientes tiolatos. El cromato y el dicromato que deprime al sulfuro de plomo por la correspondiente formación de la sal de plomo en la superficie del mineral. El silicato de sodio que tiene una función compleja de dispersante, depresor y modificador de espuma. Dispersa y deprime las lamas de ganga silícea y por esto tiende a endurecer las espumas. El sulfito de sodio (Na2SO3.7H2O), pirosulfito (Na2S2O5) y SO2 que deprimen los sulfuros de zinc y de hierro, generalmente en combinación con el sulfato de zinc y el cianuro.

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Los carbonatos, fluoruros, fosfatos y sulfatos, que son usados como depresantes en la flotación de minerales tipo sales cuando se usa como colector al ácido fático. Los depresores orgánicos son usualmente productos naturales o productos naturales modificados de alto peso molecular y con un numeroso grupo de cadenas polares hidratadas y que son la base de la acción depresante. Aun cuando los depresores orgánicos contienen grupos aniónicos (-OOOH, - OSO3H, -SO3H) y catiónicos (-NH2, -NH), los reactivos más comunes son no- iónicos. Desafortunadamente los mecanismos de acción de estos reactivos aún no están claro. Los depresores orgánicos pueden dividirse en tres grupos, éter poliglicoles, polisacáridos y polifenoles. Los éter poliglicoles, tienen esencialmente la misma estructura que los espumantes, con la diferencia del tipo de radical, R y el número de grupos de óxidos de etileno, n. Por manipulación de moléculas R y n puede controlarse la hidrofobicidad y la hidrofilicidad. Estos reactivos son también espumantes y muestran excelentes propiedades emulsificadoras lo que permite un amplio rol en la flotación. Un típico ejemplo de reactivo de este tipo, usado para la depresión de calcita y dolomita, tiene grupo R al nonil fenol y n es igual a 4, su fórmula es la siguiente: Los polisacáridos, son productos naturales y han sido usados sucesivamente

con pequeñas modificaciones, recientemente un determinado número de estos reactivos ha sufrido variación en su molécula básica, logrando con ello una mejora en la selectividad. Los polisacáridos más usados como depresores son los siguientes: El almidón sin modificar, el almidón de maíz, el almidón de papa y el almidón de perlas son los más comunes; o el almidón parcialmente hidrolizado para producir dextrinas más solubles. Estos materiales han sido y siguen siendo usados para flocular hematitas, lamas dispersas de yeso y para deprimir minerales talcosos y

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calcita. La celulosa, pero solamente como material modificado. El derivado más usado es el carboxilmetil celulosa (CMC), su uso se da como depresor del talco. Las gomas naturales, tales como la goma arábiga, la goma tragacanta y el guar. Este último es un floculante muy fuerte y como depresor es muy usado para deprimir el talco y minerales silicatados. Los polifenoles, entre los más comunes como depresantes son las del tipo tanino. Los extractos de tanino han sido usados desde muy antes como depresantes. Estos reactivos son mezclas complejas y naturalmente están presentes los polifenoles. El ejemplo más representativo de este grupo es el quebracho. El cual es muy usado en la flotación con ácido fático para deprimir calcita cuando se está flotando fluorita o scheelita. LISTA DE ALGUNOS DEPRESORES 

BISULFITO DE SODIO (NaHSO3). Es un depresor para sulfuros de Zn y de Fe. Se usa en remplazo del cianuro de sodio particularmente en minerales con contenido de Plata.



SULFATO DE ZINC (ZnSO4). El sulfato de Zn heptahidratado, 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.



EL CIANURO DE SODIO (NaCN). Son cristales en forma de pellets de color blanquecino, se usan para el recubrimiento y depresión de minerales sulfurados de Fe, Cu y Zn.



HIDRÓXIDO DE CALCIO. Ca(OH)2. Se utiliza para regular el pH en la primera y segunda limpiadoras de Zn, ayuda a favorecer la flotación y actúa como depresor de la pirita.



HIDRÓXIDO DE SODIO. (NaOH). Actúa mejor como regulador del pH, y al mismo tiempo como depresor del hierro, lográndose una mayor eficiencia de la flotación y por tanto, una mayor calidad del concentrado.



CARBONATO DE SODIO (Na2CO3). Flota en ácidos grasos (ácido oleico y linoleico) acompañado por depresores de silicato de sodio, ácido tánico, y quebracho.

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3.1.5.5. Activadores Que actúan directamente en la superficie de un mineral, facilitando la interacción del mineral y el colector. Hacen la acción del colector más selectiva, asegurando la separación de los minerales. Generalmente son sales solubles que se ionizan en solución y los iones reaccionan entonces con la superficie mineral. Un ejemplo clásico del rol del activador es la activación de la esfalerita por el cobre en solución. La esfalerita no flota satisfactoriamente con un colector de xantato, ya que los productos que se forman, tales como el xantato de zinc, son relativamente solubles en agua y por lo tanto no proporcionan una película hidrofóbica alrededor de la partícula del mineral. La flotabilidad se puede mejorar por el uso de grandes cantidades de xantatos de cadena larga; pero un método más satisfactorio es usar sulfato de cobre como activador, el cual se disuelve rápidamente y se disocia en iones de cobre dentro de la solución. La activación se debe a la formación de moléculas de sulfuro de cobre sobre la

superficie de la esfalerita debido al hecho que el cobre es más electronegativo que el zinc y por consiguiente se ioniza menos rápidamente: El sulfuro de cobre que se deposita sobre la superficie de la esfalerita reacciona rápidamente con el xantato para formar un xantato de cobre insoluble que hace hidrofóbica la superficie de la esfalerita. Los activadores más utilizados están de acuerdo a la función que ejercen sobre la superficie de los minerales a activarse. Las principales características de su uso está dado por: Se usan: sales, ácidos, álcalis, electrólitos y compuestos no disociados, substancias orgánicas e inorgánicas. Las reacciones son químicas la mayor de las veces, reacciones con minerales, colectores y iones presentes en la pulpa. La acción del sulfuro de sodio en una pulpa que contiene, PbS, ZnS, cuarzo, silicatos etc., hace que el xantato actúe sobre el PbS y ZnS, pero a la vez hace que las partículas de ZnS no floten, haciendo repelente al agua solo al PbS. PRINCIPALES ACTIVADORES Los activadores que más se utilizan en la flotación de minerales son los siguientes:

Las sales solubles en agua de los metales no ferrosos pesados (por ejemplo el sulfato de cobre) que activan la esfalerita, pirita, estibina, arsenopirita, cuarzo y ciertos minerales no sulfurados. Sulfuro de sodio y otros sulfuros solubles en agua, usados para activar minerales no ferrosos oxidados como cerusita, malaquita etc., debido a la sulfurizacion que producen en la superficie de tales minerales. Oxígeno, disuelto en la pulpa, que de acuerdo a las teorías de la flotación, activa la flotación de minerales sulfurados y de minerales no sulfurados. 3.2. PROCESOS DE FLOTACION La flotación de minerales es un fenómeno físico - químico, que depende de las propiedades de los minerales tales como la hidrofobicidad o de las propiedades aerofílicas que les permite adherirse a burbujas de aire y ser llevadas a la superficie de la pulpa, los reactivos que se agregan a la suspensión del mineral y agua con el propósito de crear una superficie hidrófoba, se denominan colectores. Para facilitar la adhesión del colector al mineral valioso y por otro lado, para impedir la adhesión de este reactivo a la parte no valiosa se agregan otros reactivos llamados activadores y depresores respectivamente, estos compuestos químicos son llamados también modificadores o moduladores de la colección. La teoría de la flotación debe explicar el mecanismo mediante el cual actúan los colectores y modificadores, las condiciones para que el reactivo químico sea colector de un determinado mineral, y debe establecer las condiciones físico - químicas que producirán una mejor recuperación del proceso. 3.2.1. Flotación Bulk Es el proceso metalúrgico que permite la recuperación de todas las especies valiosas del mineral en un solo producto llamado Concentrado Bulk, del material estéril. Para lograr una buena separación, es necesario que estas especies valiosas sean liberadas del material estéril. Recuperación de todas las especies valiosas (oro, plomo, plata, zinc, cobre, etc.) en un solo producto llamado Concentrado Bulk. En Julcani, se obtiene un concentrado de plata-plomo-oro-cobre, mientras que en Uchucchacua se producen dos tipos de concentrado: un concentrado de plata-plomo (bulk) y otro de zinc Esto se logra moliendo el mineral en circuitos de molienda. La separación se realiza en agua formándose una pulpa y en donde las partículas sólidas se

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mantienen en suspensión por medio de unos agitadores especialmente diseñados para este caso. A la pulpa se agrega una serie de reactivos químicos especiales que causan una condición de hidrofobicidad sobre las partículas valiosas de tal manera que, al introducir aire al sistema, se produce un conjunto de burbujas sobre las cuales se adhieren estas partículas. Las burbujas, a medida que van ascendiendo, se van enriqueciendo de estas partículas hasta que se alcanza la superficie y en donde son posteriormente retiradas. Mientras tanto, las partículas de material estéril no han sido afectadas por los reactivos químicos y permanecerán suspendidas dentro de la pulpa. Chia, J. (1990). La flotación de minerales es un proceso físico - químico usado para la separación de solidos finamente divididos. La separación de estos solidos (no similares), es efectuada por la adherencia de la partícula a la fase gaseosa o a la liquida es, en la mayoría de casos, ayudada grandemente por una modificación de la superficie de la partícula hecha por reactivos químicos activos sobre superficies (surfactantes). El medio ambiente bastante complejo, en el cual se efectúa la separación, es compuesto de tres fases: la fase liquida (generalmente el agua), la cual es química y físicamente muy activa; la fase gaseosa (generalmente aire), la cual es relativamente simple, y la fase sólida, la que puede ser considerada como infinitamente variable. Las burbujas de aire actúan como balones y proveen la flotabilidad necesaria para llevar los minerales a la superficie de la pulpa, donde una espuma estable retiene al mineral, permitiendo que este sea arrastrado por despumación o extraído como concentrado. Mientras tanto, aquellos materiales que no han sido preferencialmente adheridos a las burbujas de aire, permanecen sumergidos y salen fuera del proceso como colas o relaves. Los pasos que conforman la operación unitaria de flotación son: 1. El mineral es molido en agua a aproximadamente 48 malla (297 micrones) 2. La pulpa formad de este modo, es diluida con agua a una consistencia entre 25% y 45% de solidos por peso. 3. Pequeñas cantidades de surfactante químico son adicionados a la pulpa, para modificar las superficies de minerales determinados.

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4. Otro reactivo específicamente escogido, se adiciona para actuar sobre el mineral que se desea recuperar por flotación. Éste cubre la partícula mineral con una superficie aerofílica (es decir repelente al agua). 5. La pulpa químicamente tratada es un depósito, tiene aire introducido por agitación o por la adición directa de aire a baja presión. 6. El mineral, como parte de la espuma, sube hacia la superficie, de donde es extraído. La pulpa empobrecida, pasa a través de una serie de tanques o celdas, con el objeto de proveer tiempo y oportunidad a las partículas minerales para contactar burbujas de aire y puedan ser recuperadas en la espuma. (Piero, s.f.)

3.2.2. Flotación selectiva La flotación en espuma es un método fisicoquímico de concentración de minerales finamente molidos. El proceso comprende el tratamiento químico de una pulpa de mineral, a fin de crear condiciones favorables para la adhesión de ciertas partículas minerales a las burbujas de aire.

En términos generales, no pueden recuperarse de una manera efectiva, partículas de mineral que sean mayores a la malla 48 (295 micras de diámetro), para partículas de malla 65 (210 micras) se tienen bajos valores de recuperación como se puede observar en la figura 1, para que un mineral pueda flotarse es necesario primero molerio a un tamaño lo suficientemente fino para que el mineral deseado quede al tamaño adecuado para su recuperación. De la figura 1 se observa que existe dificultad para recuperar tanto partículas gruesas como las que son extremadamente finas, estas últimas aun a tiempos de flotación de 10 minutos, solo se logra recuperar 40% este mismo efecto se presenta en la planta de beneficio como se puede observar en la figura

siguiente.

Por el ano de 1902, Froment en italia y Ballor en Australia, se dieron cuenta de que las burbujas del gas constituyen un medio flotante ideal para llevar las particulas de mineral sulfurado empapadas de aceite a la superficie de la pulpa. Ellos al igual que otros investigadores, generaron burbujas por accion quimica o aplicando un vacio parcial sobre la pulpa formada por mineral y agua, sin embargo correspandio a Ballot, Sulman y Picard (1905) el merito de utilizar una corriente ascendente de burbujas de aire y reducir considerablemente la cantidad de aceite requerido, durante el periodo comprendido entre 1906 y 1952 entra el proceso aplicando a pulpas acidas y usando aceites no selectivos como colectores proporciono un método económico de concentrar muchos de los minerales complejos. Tales como: Cu- Fe, Cu – Pb -Fe, Cu – Zn – Fe y Cu – Ni – Fe. La necesidad de tratar minerales complejos sulfurados, asi como los no sulfurados fue lo que inspiro al constante progreso en el desarrollo de combinaciones de reactivos más selectivos y equipos de flotación más eficientes. (911metallurgist, s.f.)

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3.3. VARIABLE DEL PROCESO DE FLOTACION  Determinación tiempo óptimo de molienda (Tamaño de partícula) 

Determinación pH optimo (Control de pH)



Determinación % de solidos optimo (Densidad de pulpa)



Determinación consumo de reactivos



Tiempos de flotación (Cinética asociada a la mineralogía)



Determinación de tiempo de molienda: Para este caso se realiza una serie de pruebas a diferente granulometría. En las mallas críticas, analizaremos un ejemplo con el mineral del sulfuro de plomo.

Analizando la gráfica se establece una molienda con 58.6% a -200 mallas ya que es donde se logra el máximo de recuperación de plata y zinc, el plomo tiende a estabilizarse. (Plaza, 2015)

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3.4. EQUIPOS Y CIRCUITOS DE FLOTACION Las pruebas de flotación se realizarán en una máquina de flotación de laboratorio Agitair Modelo LA-500R de 1.5 L de capacidad. Adicionalmente un molino de laboratorio IsaMill de 1 L de capacidad. Además de los servicios auxiliares requeridos para la experimentación. Para la preparación de la pulpa se usa un molino Galigher. (Fimbres, 2019)

3.4.1. CELDAS DE FLOTACION Las celdas de flotación «Sub-A» se han desarrollado desde 1927 hasta el día de hoy, y hay más de 35.000 celdas en funcionamiento. Celdas de flotación son equipo estándar» para una creciente variedad de problemas industriales y metalúrgicos. Se utilizan en las plantas de todos los tipos y tamaños, y están dando resultados excelentes con el mínimo costo desde tonelajes pequeños tonelajes tan altos como 35,000 toneladas por día. Para manejar la amplia gama de problemas a que se enfrenta el proceso de flotación, las celdas «Sub-A» están construidas en una amplia y flexible gama de tamaños comerciales, desde el Nº 8 a la Nº 12, Nº 15, Nº 18, Nº 18, especial,Nº 21, Nº 21 de profundidad, Nº 24 y la Nº 30 Hay una máquina de tamaño determinado para cada problema y tonelaje, con cada máquina que tiene incorporado en su diseño las funciones para enfrentar a

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cualquier condición. Esta es la base sobre la cual las celdas «Sub-A» han sido diseñadas. Las máquinas estándar son como sigue: La construcción de la celda de flotación estándar «Sub-A» es con doble tanque de acero soldado, cubiertas de acero interiores, forros de jebe en el fondo, los impulsores y difusores tienen piezas moldeadas en caucho o aleación de acero, control individual del nivel de la celda, y protecciones contra el arenamiento. A las celdas estándar el sobrealimento no es un problema ya que todas las celdas están acabadas con un sello automático de aire y un conducto de aire a baja presión a la que se conecta fácilmente. Las variaciones de la máquina estándar permiten que la pulpa se envié a los puntos de alimentación de fácil acceso que pueden abrirse o cerrarse mientras la unidad está en funcionamiento. Estas características hacen que la celda de flotación «Sub-A» tenga una circulación positiva en una máquina de tipo abierto. (Fimbres, 2019) 3.4.1.1. Hidrofílica Se refiere a las partículas de mineral que es compatible con el agua o mojable (ganga). 3.4.1.2. Hidrofóbica Se refiere a las partículas de mineral que repelen el agua logrando flotar (especie de valor). 3.4.2. TIPOS DE CELDAS (CIRCUITOS) 3.4.2.1. Celdas Rougher Son equipos mecánicos que cumplen la función de separar en forma eficiente desde una pulpa previamente acondicionada (overflow ciclones), dos productos: un concentrado y un relave (colas de la flotación Rougher); poniendo en contacto íntimo el mineral, el aire, el agua y los reactivos. Las celdas de flotación se caracterizan por tener un mecanismo rotor dispersor, que mantiene la pulpa en suspensión y el aire disperso dentro de ella.

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El circuito de flotación Rougher y Scavenger está conformado por un total de catorce celdas, auto-.aspiradas, instaladas en dos filas de siete celdas cada una. Las dos primeras celdas de cada fila corresponden a la flotación Rougher, y las restantes cinco celdas de cada fila operan como celdas Scavenger. Las especificaciones técnicas de las celdas de flotación Rougher, son detalladas en la siguiente tabla:

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¿QUE HACEN LAS CELDAS DE FLOTACIÓN ROUGHER? Concentran la mayor parte de minerales sulfurados de cobre que llega desde el rebose de las baterías de ciclones de molienda (overflow ciclones), donde por medio de la agitación, aireación y control de niveles respectivos, se logra flotar el concentrado de cobre contenido en una columna de espumas o colchón de espumas (ley 12 -18 % Cu), y luego pasar al circuito de remolienda Rougher para continuar con el proceso de concentración de minerales de cobre. Alimenta a las celdas de flotación Scavenger para seguir colectando concentrado de cobre.

¿DE QUE CONSTAN LAS CELDAS DE FLOTACIÓN ROUGHER? Cada una de las catorce celdas de flotación consiste en un tanque cilíndrico de 257 m3 de capacidad nominal; mecanismo de agitadores modelo wemco; que incluye el montaje del accionamiento reductor-motor, un tubo de aspiración cónico para una recirculación mejorada, un direccionador de espuma para acelerar el movimiento superficial de sólidos, una canaleta periférica y canaletas radiales para la colección de espumas, y cajones de conexión y descarga con válvulas de dardo para el control de nivel. Las primeras celdas de cada fila están equipadas con cajones semicirculares de alimentación. Las siguientes imágenes muestran las partes principales de las celdas de flotación Rougher.

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MINERALURG IA

Motor

Descarga de espuma

Transmisión Polea – Faja

Campana dispersora

Reductor

Dispersor

Entrada de aire

Rotor en estrella

Caja de alimentación semi – circular

Drenaje del tanque

Canaleta radial

Fondo del tanque

Deflector vertical

Soportes del tubo de aspiración

Fondo falso 16. Traspaso de colas

Tubo de aspiración cónico

Válvulas dardo

Canaleta periférica

Estanque cilíndrico

Direccionador de espuma

Eje de transmisión

Cojinete guía del rodillo

Actuador

Vástago de distribución

Forro contra polvo

Forro contra polvo

Forro impermeable

Junta de expansión

Oreja de izaje

Forro de protección

Cubierta de caucho

Válvula de dardo

Ref. al tanque

Base de concreto

Sujetador y empaques

Compartimento inferior

Puerta de inspección con brida ciega Patas regulables de soporte

Sujetar y empaques

Puerta de inspección

Caja de empaquetaduras.

Placa arandela recubierta de caucho

Revestimiento superior

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MINERALURGIA

¿COMO FUNCIONAN LAS CELDAS DE FLOTACIÓN ROUGHER? El distribuidor de alimentación Rougher (330-STP-0199), cuenta con tres descargas, de las cuales dos operan normalmente de manera continua y una tercera descarga central en bypass, que opera eventualmente para alimentar pulpa a la segunda celda de cada fila.

Lo anterior se diseño, con el objetivo mantener la operación continua de la fila, en caso de presentarse algún mantenimiento y/o inspección en la primera celda de cualquiera de las dos filas. La pulpa proveniente de la baterías de ciclones de molienda (overflow ciclones) es recepcionado por el cajón distribuidor de pulpa.

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quien se encarga de distribuir el flujo a los cajones de alimentación a celdas (330- FTR-0001-01 & 330-FTR-0009-01), y luego pasar alimentar a la primera celda de la flotación Rougher. La acción del mecanismo rotor-dispersor, proporciona mezclado y aireación. El aire del ambiente es llevado hacia la celda por una tubería de entrada de aire. Ésta tubería admite y controla la entrada de aire, inducido por el rotor giratorio en la pulpa, donde se dispersa completamente en forma de burbujas que se adhieren a las partículas para la flotación. El sistema para controlar el aire consta de una tubería de entrada de aire con una válvula de mariposa manual en cada celda.

El aire se bombea de regreso hacia la celda. La parte inferior de forma cónica aumenta la circulación en la periferia del tanque (Ver Figura N° 006). Adicionalmente, el diseño del fondo falso controla las partículas ásperas. Toda la pulpa circula a través del tubo de aspiración cónico. El fondo falso aumenta la velocidad de la pulpa mientras fluye a lo largo del fondo para el impulso hacia el tubo de aspiración. Luego el direccionador de espuma (en forma de un cono invertido) que se encuentra adherido en la parte superior de la celda (Ver Figura N° 007), mejora el transporte de espuma hacia la canaleta de recolección de espuma (canaleta periférica). La canaleta periférica es inclinada y, por tanto la espuma fluye por la inclinación hacia una tubería de descarga.

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Luego que la espuma ha sido descargada por la parte superior a través de la canaleta periférica, es enviada al estanque de colección de concentrado Rougher (0330-STP-0203), quien recibe todo el concentrado producido desde las dos celdas de cada fila Rougher, y tiene la capacidad suficiente para actuar como un “pulmón” absorbiendo las variaciones de flujo y de esta manera alimentar continuamente el circuito de remolienda Rougher. Es importante recalcar, que las celdas están conectadas entre sí a través de los cajones de conexión y elevada cada una con respecto de la otra. La disposición escalonada de las celdas permite que la pulpa fluya por gravedad a través de las válvulas dardo.

Por tal motivo la pulpa que no flota, pasa hacia la siguiente celda por medio de las cajas de conexión. Este proceso continúa a lo largo de la fila Rougher hasta

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que la pulpa se descarga por gravedad a las celdas de flotación Scavenger. Los cajones circulares de conexión son los medios para controlar el nivel e incluso el flujo entre las celdas. Las válvulas de dardo contenidas en los cajones de conexión (Ver Figura N° 010), mantienen el nivel de la pulpa en las celdas de flotación mediante el control del flujo entre las celdas (Ver Figura N° 011). El cajón circular de la descarga mantiene el nivel de la pulpa en las celdas anteriores, y proporciona una conexión hacia la canaleta de colas. Estos cajones contienen el tapón y asiento reemplazables de la válvula y los puertos de inspección de las bridas de obturación.

3.4.2.2. Celdas Scavenger Son equipos que se emplean por su gran eficiencia en la separación de partículas provenientes de las celdas rougher, y sus características son las que se van a explicar en este circuito a continuación.

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¿QUE ES EL CIRCUITO DE FLOTACIÓN SCAVENGER? El sistema de flotación scavenger o de barrido es un circuito de flotación secundaria. Es la última etapa de extracción de los valores de la pulpa por empobrecimiento o agotamiento de la pulpa (espumas con menor concentrado de cobre). Recibe la cola o el relave del circuito rougher y entrega un producto concentrado de 2 – 4 % de espumas de Cu promedio. Las celdas scavenger contienen una espuma de baja ley que comprimen débilmente a las partículas aerofílicas, además por tener poco mineral para sostener una espuma, la altura de la cama de espumas scavenger es la mas baja porque la pulpa casi esta sobre nadando en el borde de la celda con el objeto de extraer el material débilmente flotado y así asegurar la máxima recuperación de las celdas del banco. En las celdas Scavenger generalmente se trabaja con mayor cantidad de aire para obtener una máxima recuperación.

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¿QUE SE HACE EN EL CIRCUITO DE FLOTACIÓN SCAVENGER? El sistema de flotación Scavenger es el circuito de flotación donde se colecta o recupera lo restante de minerales que no se pudo recuperar en el circuito rougher y Cleaner, sulfuros de cobre con cinética de flotación lenta, partículas gruesas, valores entrampados o también una mala operación en el circuito rougher. El circuito Scavenger es alimentado por el relave de las celdas rougher y el relave de las celdas Cleaner, y entrega su concentrado al circuito de limpieza (Cleaner) a un 2-4% de concentrado de cobre en las celdas Scavenger respectivamente. El Circuito de Flotación Scavenger usa como flujos auxiliares de ingreso energía eléctrica, aire, aire comprimido, agua, reactivos y lubricantes y se desecha gases, restos de lubricantes, Desechos de derrame del material polvo y ruido.

¿DE QUE CONSTA EL CIRCUITO DE FLOTACIÓN SCAVENGER? En el circuito de Flotación Scavenger está compuesto por los siguientes equipos: 

4 Celdas Rougher.(0330-FTR-0009/0010)



10 Celdas Scavenger (0330-FTR-0011/0015)



2 Cajon Bypass concentración Scavenger.(0330-STP-0223/0224)



3 Analizadores Multiflujo (MSA).



1 canaleta de alimentación (0330-LAL-0038)



1 tanque colector concentrado Scavenger (0330-STP-0210.



Bombas tipo Sala.

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¿CÓMO FUNCIONA EL CIRCUITO DE FLOTACIÓN SCAVENGER? Para la flotación Scavenger se obtienen concentrados con un porcentaje de sólidos de 34.3 % de Cu, con una ley promedio de 0.19% de Cu. Las colas de las celdas Scavenger son analizadas con un muestreado MSA, los rechazos de este muestreo son desviados a relaves. El tanque de concentrados tiene una capacidad neta de 160m3 y un tiempo de residencia de 10 min. El tanque de concentrado Scavenger recibe todo el concentrado producido desde las 5 celdas de cada fila Scavenger. El concentrado Rougher proveniente del tanque de colección pasa por una batería de ciclones (en donde se debe llegar a un 50% de sólidos en peso) y de ahí es bombeado hacia el circuito de remolienda, aquí hay 2 molinos tipo ISAmill, modelo M3000 de 1500 kW cada uno (donde se producirá la mayor cantidad de partículas ultrafina). El producto de la remolienda es descargado en un cajón colector donde se mezcla con el rebose (overflow) de la batería de ciclones, para poder seguir recuperándose el elemento valioso y obtener la máxima recuperación y eficiencia. (Noriega, 2015) 3.4.2.3. Celdas Cleaner Son las celdas donde se hace la limpieza del concentrado primario o el producto de la flotación Rougher. (ORTIZ, 2017) 3.4.2.4. Pruebas de Flotación Ciclo Cerrado El comportamiento de este esquema favorece en la máxima recuperación de los contenidos metálicos teniendo simplemente un relave final, con la posibilidad de una ligera baja de la calidad del concentrado.

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3.4.3. DISEÑO DEL CIRCUITO DE FLOTACION En base a las pruebas rougher que fueron realizadas se logró la mayor recuperación con una granulometría de 65 % -m200 Ty, pH 9.5 y una dosificación de 20 g/t de A - 208; en esta parte se procederá a obtener un concentrado final de cobre mediante varias etapas cleaner, para finalmente terminar con pruebas de flotación cíclicas que simularan los efectos que tiene la recirculación de masa a nivel laboratorio. Antes de empezar con las pruebas de flotación Batch se realiza un análisis granulométrico valorado para observar la distribución que presenta la muestra al ser sometida a una molienda de 65% -m200 Ty.

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3.4.3.1. Cinética de flotación Rougher El tiempo de flotación Rougher para la flotación Batch fue evaluado en pruebas de cinética, obteniendo concentrados a determinados tiempos (0.5, 1, 2, 4, 8, 16 y 32 minutos); para lo cual se usó como condiciones de flotación un de pH 9.5, 20 g/t de A-208 y 65 % -m200Ty.

En los resultados se observa que la máxima recuperación obtenida de Cu es de 96.14 % y Fe de 66.45 % con recuperaciones de Au y Ag de 86.60 % y 85.15 % respectivamente. En la tabla 4.2 y la figura 4.4 se puede apreciar que el tiempo necesario para poder obtener una buena recuperación es menor a los 5 minutos, siendo innecesario darle el doble de tiempo para aumentar en 1 punto la recuperación.

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Para la prueba batch se usó el siguiente esquema con tres etapas de limpieza.

3.4.3.2. Cinética Cleaner Se usó los siguientes parámetros  Dp: 1150 gr/Lt.  Agitación: 1100 RPM.  TFLOTACIÓN: 5 min.  Espumante: 18 gr/t MIBC.  pH: 11.  A-208: 10 gr/T.

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Como se puede apreciar la cinética de flotación para el cobre es rápida llegando a 91.2 % de recuperación en solo 4 minutos, no siendo necesario darle más ya que al darle 4 minutos de mas solo se aumenta la recuperación en 1%.

Para culminar con el presente trabajo se realizara una flotación cíclica usando las condiciones de flotación que se definieron en la etapa de flotación Batch. Esta prueba se realiza recirculando los productos medios de la flotación hasta que todo el circuito se estabilice de 7 a 9 ciclos. 3.4.3.3. Pruebas de flotación cíclica

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Como se puede apreciar en la tabla 4.5, se realizaron 8 ciclos en los cuales el porcentaje de cobre en el concentrado final varía entre 20.58 y 21.89; así mismo la recuperación final sería de un 90.14%. (YANQUE, 2015) 3.4.4. SISTEMA DE FLOTACION 3.4.4.1. Fase solida La fase sólida está formada por el mineral, que es un sólido cristalino, principalmente de carácter iónico. Las estructuras cristalinas tienen gran importancia ya que de ella depende el tipo de superficie que se obtendrá cuando se rompe el mineral durante la molienda. El proceso de flotación se basa en el comportamiento de estas superficies, especialmente en su contacto con el agua. 3.4.4.2. Fase liquida La fase líquida está representada en el proceso de flotación por el agua. De allí la importancia de entender la estructura y propiedades del agua, especialmente los fenómenos que se producen al disolverse sustancias y al entrar iones a formar parte de una solución.

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El agua es un líquido con propiedades bastantes peculiares que derivan de su estructura formada por puentes de hidrógeno. El alto punto de ebullición, gran capacidad calorífica, la expansión que sufre al congelarse y su máxima densidad a los 4°C, son resultados de esta estructura. El agua líquida tiene una constante dieléctrica bastante alta (78°C a 25°C) comparada con la mayor parte de los líquidos. Esta propiedad tiene relación directa con la solubilidad de iones en agua. El calor específico (1 cal/g) también es alto. La conductividad del agua muy pura es de aproximadamente 4 x 10-8 mho/m, la que se debe a la disociación en H+ y OH- . El producto iónico es H+ OH- = 1 x 10-14 a 25°C. Los iones H+ y OHtienen gran movilidad en el agua. Para el ion H+ se ha estimado 36.2 x 10-4 cm2 /vol-seg y para OH- 19.8 x 10-4 46 cm2 /vol-seg, en comparación a 5.3 x 10-4 cm2 /vol-seg para el Na+ y 7.9 x 10-4 cm2 /vol-seg para el Cl- . Esta gran movilidad permite que reacciones con transferencia de protones ocurran muy rápidamente en solución acuosa. 3.4.4.3. Fase gaseosa La fase gaseosa está representada por el oxígeno del aire. El rol de oxígeno en la adsorción del xantato ha sido un tema de controversia considerable durante muchos años. Algunos investigadores han manifestado que la presencia de oxígeno es absolutamente necesaria para la adsorción del xantato por los sulfuros, mientras otros han encontrado que la presencia de cantidades de oxígeno como película tipo monocapa es destructiva para la adsorción del xantato. Las cantidades pequeñas de oxígeno no tienen efecto en la adsorción del xantato. Cuando la concentración de oxígeno es tal que se formaría una película de monocapa si todo el oxígeno presente habría sido adsorbido, en este caso 0.31 ppm, la adsorción de xantato es inhibida. Sin embargo, con concentraciones superiores de oxígeno se incrementa la adsorción del xantato. Los colectores deben agregarse para flotar la mayoría de sulfuros metálicos en presencia de aire, por lo tanto, comúnmente se emplean los colectores tipo sulfhidril de cadena corta. El hecho de que se puedan usar colectores con tan pocos átomos de carbón, como dos, en la cadena de hidrocarburo se debe a diversos fenómenos (JUAREZ, 2017)

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3.4.5. FUNCIONES DE LAS CELDAS DE Los equipos en los cuales se realizan los procesos de flotación se denominan celdas de flotación y son construidos de modo que favorezcan la realización del proceso mediante las siguientes funciones: 

Mantener en suspensión las partículas de la pulpa que ingresa a la celda de flotación, evitando la segregación de los sólidos por el tamaño o por la densidad.



Formar y diseminar pequeñas burbujas de aire por toda la celda; los volúmenes de aire requeridos dependerán del peso de material alimentado.



Promover los choques entre partículas minerales y las burbujas de aire con él fin de que el conjunto mineral-burbuja formado tenga una baja densidad y puede elevarse desde la pulpa a una zona de espumas, las cuales serán removidas de la celda conteniendo el concentrado.



Mantener condiciones de quietud en la columna de espumas para favorecer su estabilidad. También permitir una adecuada evacuación tanto de relaves como de concentrados, así como la fácil regulación del tanto de relaves como de concentrados, así como la fácil regulación del nivel de pulpa en las celdas, de su aireación y del grado de agitación. (Carvajal, 2004)



Permitir el buen control de la altura de la pulpa, la altura del lecho de espumas, aireación y grado de agitación.



Promover la colisiones entre partículas minerales hidrofobizadas y las burbujas de aire, de modo que el conjunto mineral- burbuja tenga baja densidad y pueda elevarse desde la pulpa hasta la zona de espumas o concentración.



Procurar el transporte eficaz de la pulpa de alimentación a la celda y permita una adecuada evacuación de los relaves y concentrado.

En la selección y diseño de la flotación influyen principalmente las siguientes variables:  La molienda  Los reactivos de flotación.  El tiempo de flotación.

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 El porcentaje de sólidos. (Rios) 3.4.6. TRES ZONAS ESPECIALES DE LA CELDA DE FLOTACION 3.4.6.1. Zona de mezcla Es aquella en la cual las partículas minerales toman contacto con las burbujas de aire. 3.4.6.2. Zona de separación En la que las burbujas de aire se condensan una con otra y eliminan partículas indeseables que pudieran haber sido arrastradas por atrapamiento u otro motivo 3.4.6.3. Zona de espumas En la que las espumas mineralizadas deberán tener estabilidad y ser removidas de la celda conteniendo el concentrado. (Carvajal, 2004)

3.4.7. TIPOS DE CELDAS DE FLOTACION 3.4.7.1. Celdas de flotación mecánica Las celdas mecánicas está constituida por un deposito en forma de paralelepípedo o forma cubica, de distintas capacidades, con un mecanismo roto-estator para la dispersión del sólido y el aire. Las celdas se juntan en serie y forman un banco de flotación agrupándose de diferentes formas. Por ejemplo, un banco de 12 celdas mecánicas podría tener las siguientes configuraciones, 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 en tres zonas típicas. (Mendoza, 2016)

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 Una zona de alta turbulencia a nivel del mecanismo de agitación  Una zona intermedia  Una zona superior Zona de agitación: es aquella donde se produce la adhesión partícula-burbuja. En esta zona deben existir condiciones hidrodinámicas y fisicoquímicas que favorezcan este contacto. Zona intermedia: se caracteriza por una zona de relativa calma, lo que favorecen la migración de las burbujas hacia la superficie de la celda. 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 las concentrado debido a arrastre significativo de pulpa hacia la espuma. (Montero, 2012)

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Ventajas 

Diseño de la celda DC con gran capacidad del flujo y alta velocidad de flotación.



El aire de inflación se realiza por el soplante exterior con amplia regulación.



Poco cubrimiento de área con peso ligero por unidad.



Se adopta el cilindro cónico permite el gran ciclo vertical hacia arriba fortaleciendo la agitación inferior de la celda y mejorar la suspensión del mineral, lo que es adecuado para las operaciones difíciles de separación con gran volumen de aire inflado.



El impulsor se usa para la circulación de la pulpa y la dispersión del aire y el impulsor ubica en la celda profundidad reduce la abrasión del agitador para mantener la estabilidad de la superficie de la pulpa.



El espacio muerto axial y radial entre el impulsor y la placa es mayor que la de la serie A facilitando la instalación y mantenimiento.



La consumición de reactivos y la energía se reduce obviamente mientras el índice de flotación se sube. (Mendoza, 2016)

Principio Las partículas gruesas de gran densidad se suben hacia arriba por el flujo vertical pasando por el cilindro cónico evitando el sedimento y la delaminacion. El aire

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de baja presión se dispersa en toda la celda inflado por el soplante. Las burbujas mineralizadas se suben verticalmente hasta la zona estable superior de la celda dejando las gangas. Se consta con el carácter de corta distancia de subida para burbuja. (Mendoza, 2016)

Es una celda de flotación mecánica agitación con aire- inflación con simple estructura tales como manguera de aire, eje principal, manguito, cilindro circular, junta de ajustación , guiador, placa para cubrir, placa de conectada y motor, etc. El impulsor consta con 8 platos de paletas radiales. La placa se compone de 4 grupos de plato con 24 paletas radiales alrededor ubicadas. El espacio muerto axial entre el impulsor y la placa es de 15-20mm y el radial es 20-40mm. El tubo de inflación arriba del cilindro central se conecta con el cilindro de viento, la parte abajo del cilindro central se conecta con el cilindro circular. Se instala la pieza formada campana a abajo del cilindro central por conducción. (Mendoza, 2016) Aplicación

Se utiliza ampliamente en las operaciones de beneficio para los minerales metálicos y no metálicos.

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3.4.7.2. Celdas de flotación la serie JJF

Ventajas 

Alta circulación de pulpa a 2.5 veces facilitando la mineralización del mineral, reactivo y gas.



Gran capacidad inspiratoria, buen efecto de dispersión.



Buena suspensión sin hundimiento, no hace falta salir la pulpa.



Alta eficiencia de recuperación con amplio escala de partícula.



Auto-aspiración de aire pero no pulpa, se requiere el dispositivo de escalera (distancia 300-400mm).



La unidad combinada con la serie SF-SF como tanque de succión y JJF como tanque de fluido directo. (Mendoza, 2016)

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Principio Una presión negativa formada por la agitación del impulsor para tener el flujo de vórtice con el fin de mezclar el aire con la pulpa. El mixto del gas y la pulpa se extiende uniformemente en el tanque. Las burbujas son raspadas para ser productos.

Estructura

La celda de flotación jjf se compone principalmente de celda, impulsor, estator, cubierta descentralizada, falsa baja, tubo de diversión, tubo vertical, anillo de ajustación. 

Celda somera con corto diámetro del impulsor, baja velocidad y bajo consumo de energía.



Gran espacio entre el impulsor y el estator que es un cilindro con agujero oval para la mezcla y dispersión del aire y la pulpa.

64



La altura del estator es inferior que el impulsor para circulación del lado a 2.5 veces que otros.



La cubierta dispersa del modo paraguas con agujeros del estator separa el vórtice generando por el impulsor con la capa de burbujas mantenido la superficie estable.

Aplicación Se utiliza en la clasificación de los metales no ferrosos, minerales no metálicos, es adecuado para flotación primera y separación de barrido de plantas grandes y medianas. (Mendoza, 2016 Datos técnicos

3.4.7.3. Celdas de flotación Wemco Es muy importante contar con equipos mecánicos diseñados, fabricados e implementados para realizar los diferentes procesos a los que son sometidos los minerales hasta conseguir la concentración y pureza que hacen factible la recuperación de estos minerales. Veremos a continuación la flotación como un proceso

de

separación

y

concentración

de

minerales

de

Cobre

y

desarrollaremos la fabricación en planta de la Celda de Flotación Tipo Wemco que en la actualidad están operando en varias minas y tiene bastante aplicación con muy buenos resultados en cuanto a flotación de minerales de

Cobre, Plomo, Zinc.

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Esta máquina de flotación optimiza simultáneamente la recuperación del metal, la ley del concentrado y costos de operación, el sistema de flotación ha integrado lo mejor de dos tecnologías muy diferentes. No solo responde a los objetivos mecánicos de los sólidos en suspensión, la distribución de aire y colección de espuma se logre con un grado alto de fiabilidad y eficacia, el sistema también debe responder dinámicamente a la velocidad dela alimento cambiante y características. Las máquinas de flotación Wemco logran ambos objetivos, reconfigurado para mejorar la eficacia de la energía, con un sistema experto de control incluido. El rendimiento confiable se construye sobre un mecanismo probado. Las celdas de flotación Wemco tienen un mecanismo robusto de aireación que ha sido probado en miles de instalaciones en todo el mundo. Su cojinete de hierro colado macizo mantiene la aireación del árbol exacta bajo toda la carga y momentos, asegurando una vida de servicio larga. El flujo de aire incluido proporciona aireación eficiente, simplicidad mecánica y económica. Las celdas Wemco pueden repararse en línea y pueden reiniciarse bajo carga llena. La nueva configuración de la celda se aprovecha la eficiencia mecánica. Las maquinas Wemco se caracteriza por el diseño de una nueva configuración de la celda para perfeccionar la eficiencia de la energía, de aireación y mezclado. Las características claves incluyen un tanque cilíndrico, un tubo de calado cónico y un arremolinador de espuma. El tanque cilíndrico mejora la eficiencia de mezclado y la distribución de aire porque todos los puntos en la periferia del tanque son equidistantes de la descarga del rotor. El mezclamiento uniforme se refleja en la superficie mediante un nivel de espuma estable que hace de la maquina Wemco una opción obvia para la etapa de limpieza (Cleaner) tanto como la aplicación a la etapa de desbaste (Rougher). El tubo calado cónico mejora el bombeo, la circulación y la suspensión de sólidos. Se reduce el corto circuito aumentando las oportunidades de contacto burbuja-partícula con un impacto positivo en el rendimiento metalúrgico. El arremolinador de espuma acelera el trasporte de los sólidos por la superficie de la celda, reduciendo el tiempo de residencia en la face espuma y el ingreso de aire requerido para mantener la espuma. Acortando los intervalos de recuperación traducido directamente en la economía de energía de aireación. Los parámetros de operación sujeto al control incluyen:

66



La proporción de aireación.



La velocidad del mecanismo.



El nivel de pulpa.



La profundidad de espuma.



La dosificación del reactivo.



Cantidad de agua de lavado del alimento.

Las celdas de flotación Wemco ofrecen reducciones en cambio consumo de energía de 30-40% comparado con máquinas de flotación convencionales. La incorporación de sistemas de control expertos promete ganancias aún mayores en eficiencia de operación y rendimiento metalúrgico.

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La celda Wemco es un tipo de máquina que pertenece a las celdas neumáticas, la cual en la actualidad tiene un gran potencial de aplicación en el procesamiento de minerales. La flotación en Wemco tiene el mismo principio de operación y de fisicoquímica de superficie que las celdas de flotación convencional, siendo la cinética de flotación mucho más rápida en esta última. Es un proceso selectivo para separar minerales de la ganga en el cual las partículas de mineral deseado se adhieren a las burbujas de aire y son transportadas por estas hacia la parte superior. La diferencia principal con la flotación convencional es que en la flotación en Wemco las burbujas no son generadas por agitación mecánica. Las celdas Wemco de flotación introducen aire comprimido a la pulpa a través de inyectores ubicados en el fondo de las celdas Wemco. La pulpa entra a unas 2/3 partes de la zona inferior de la celda y encuentra la corriente de aire ascendente transportando las partículas valiosas hacia la parte superior como concentrado. Las celdas Wemcos son mucho más altas que los tanques convencionales, teniendo así un ratio de área superficie a volumen más pequeño, asegurando una estabilidad y altura de la espuma. Las celdas Wemco también usan agua de lavado para eliminar las impurezas arrastradas en la espuma. La ausencia de una intensa agitación mecánica en la pulpa incrementa la selectividad y posibilita la recuperación de partículas más finas. El sistema de inyección de aire permite un control fino exacto y la generación de burbujas más pequeñas y más uniformes que en una flotación convencional. El agua de lavado añadida en la parte superior de la espuma genera una acción de lavado en contracorriente de las espumas que tiende a forzar a que las partículas de ganga desciendan hacia la corriente de colas de la celda Wemco para ser descargadas por la parte inferior de las celdas. El aire a presión es introducido mediante generadores internos o externos de burbujas y son los inyectores de aire los que reciben mayor atención en toda instalación antigua o nueva; se puede afirmar que los generadores de burbujas son el "corazón" de la celda-Wemco. Las variables más importantes en su operación son: 

Flujo de alimentación.



Flujo de aire.



Flujo de agua de lavado.



Nivel de pulpa y espuma.

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

% de sólidos.



Dosificación de reactivos.

Zonas de celda Wemco Se distinguen dos zonas básicas en la celda, zona de recuperación o colección y zona de limpieza; sin embargo, se debe estudiar la celda de acuerdo con lo que a continuación se indica: 

Zona de limpieza - Fase espuma: Región que se extiende hacia arriba desde la interfaz pulpa-espuma hasta el rebalse de la Wemco.



Zona de limpieza - Interfaz pulpa-espuma: Región de longitud arbitraria en la interfaz pulpa-espuma; a esta región se le asigna el espacio entre 0.15 m sobre la interfaz 0.15 m por debajo de la interfaz.



Zona de limpieza - Fase pulpa: Región que se extiende hacia abajo desde la interfaz pulpa-espuma hasta la tobera de inyección del material de alimentación.



Zona de colección: Región que se extiende hacia abajo desde la tobera de inyección o alimentación hasta los difusores.

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Forma de una celda Wemco Se caracteriza por su forma rectangular, cuadrada o redonda con poco diámetro y una gran altura. Prevalece la forma redonda; las formas cuadradas y rectangulares requieren principalmente material de acero extra, lo que representa un gasto adicional. Aireación de la celda Wemco El sistema de inyección de aire es la parte fundamental de la celda y se realiza mediante inyectores internos o externos que buscan mejorar la producción del enjambre de burbujas y el tamaño de las mismas; así, por ejemplo, se han usado inyectores cerámicos, tubos perforados, cubiertos con lonas de filtro y últimamente el generador de burbujas desarrollado por el Bureau de Minas de Estados Unidos. El sistema consiste en la disolución de aire en agua alimentado convenientemente a una cámara pequeña que contiene gravas, de preferencia de canto rodado, a presiones que fluctúan entre 60 a 70 PSI. También es importante el burbujeador microcel de Process Engineering Resources, Inc., que es un mezclador estático para disponerse fuera de la Wemco formando micro burbujas que van desde 1000 a 600 micras. Finalmente, podemos mencionar los slam jet sparger de Canadian Process Technologies de regulación automática de gas, que trabajan fuera de la Wemco y son diseñadas para fácil instalación y mantenimiento en línea.

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El control de aire en la celda se hace midiendo el tiempo de éste en el interior de la misma, lo que en inglés se llama holdup, que se define como la fracción de aire presente en la pulpa de cualquier celda de flotación expresada en porcentaje y se determina fácilmente implementando dos visores: uno en la parte inferior y otro en la parte superior de la Wemco, deduciendo que la diferencia de niveles a través de dichos visores debe ser proporcional al aire contenido dentro de la celda. Instalaciones La instalación de la celda-Wemco se puede realizar para trabajar en serie o en paralelo en el primer caso se hace con el objeto de realizar todo el proceso en celdas-Wemco y la instalación en paralelo generalmente trabajará con un circuito adicional de celdas convencionales donde se flotará un scavenger para lograr resultados aceptables en grado y recuperación. (PINO, 2014)

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3.4.7.4. Celdas de columna de flotación Los mismos principios de fisicoquímico de superficie que se aplica a flotación en celdas convencionales son válidas para la flotación en celda-columna, siendo la cinética de flotación mucho más rápido en estas ultima; de esa manera las partículas hidrofóbica son adheridas a las burbujas, las cuales ascienden y son removidas como concentrado. A diferencia de las celdas convencionales, no usan agitadores mecánicas, la pulpa entra a unas 2/3 partes de la zona inferior de la celda y encuentra una corriente de aire ascendente, el concentrado rebosa por la parte superior, y simultáneamente en spray de agua colocado en la parte superior lava las espumas removiendo la ganga o estéril, que se descarga por la parte inferior. El aire a presión es introducido mediante generadores internos o externos de burbujas y son los inyectores de aire los que reciben mayor atención

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en toda instalación antigua o nueva; se puede afirmar que los generadores de burbujas son el “corazón “de la celda- columna. Algunos conceptos básicos: 

Holdup: se define como el % de volumen en la columna usada por el aire en cualquier momento, el límite del holdup es 16%. Para fines practicas se puede usar la siguiente formula.



Impending holdup: deficiencia para trasladar el concentrado al labio del overflow.



Bias: es la relación que hay entre el flujo del relave y el flujo de alimentación; este valor es igual o mayor que la unidad por adición de agua de lavado.



Spargers: son generadores de burbujas en forma tubular con pequeños agujeros a través de los cuales se inyecta aire.



Coalescencia: periodo en el que no puede extenderse el holdup en una columna; en este punto las burbujas colapsan y se crea una caída en la recuperación. (Mendoza, 2016)

Variable más importante en su operación son: 

Flujo de alimentación



Flujo de aire



Flujo de agua de lavado



Nivel de pulpa y espuma



% de solidos



Dosificación de reactivos

Zonas de la celda – columna Se distinguen dos zonas básicas en la celda: zona de recuperación o colección y zona de limpieza; sin embargo, cuando se trata de realizar trabajos de investigacion se debe estudiar la celda de acuerdo con lo que a continuación se indica: Zona de limpieza: fase espuma, región que se extiende hacia arriba desde la interfaz pulpa – espuma hasta el rebase de la columna. Zona de limpieza: interfaz pulpa – espuma, región de longitud arbitraria en la interface pulpa – espuma; a esta región se le asigna el espacio entre 0.15m sobre la interfaz 0.15 m por debajo de la interfaz.

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Zona de limpieza: fase pulpa; región que se extiende hacia abajo desde la interfaz pulpa – espuma hasta la tobera de inyección del material de alimentación. Zona de colección, región que se extiende hacia abajo desde la tobera de inyección o alimentación hasta los difusores. (Mendoza, 2016)

Forma de la celda- columna Se caracteriza por su forma rectangular, cuadrada o redonda con poco diámetro y una gran altura. Prevalece la forma redonda; las formas cuadradas y rectangulares requieren fierro extra, lo que representa un gasto adicional. Aireación de la celda El sistema de inyección de aire es la parte fundamental de la celda y se realiza mediante inyectores internos o externos que buscan mejorar la producción del enjambre de burbujas y el tamaño de las mismas; así, por ejemplo, se han usado inyectores cerámicos, tubos perforados, cubiertos con lanas de filtro y últimamente el generador de burbujas desarrollado por el bureau de minas de estados unidos. el sistema consiste en la disolución de aire en agua alimentados convenientemente a una cámara pequeña que contiene gravas, de preferencia de canto rodado, a presiones que fluctúan entre 60 y 70 PSI. También es importante el burbujeador microcel de process Engineering Resources, inc., que es un mezclador estático para disponerse fuera de la columna formando micro burbujas que van desde 1000 a 600 micras. Finamente, podemos mencionar los slam jet sparger de Canadian process technologies de regulación automática de

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gas que trabajan fuera de la columna y son diseñadas para fácil instalación y mantenimiento en línea. El control de aire en la celda se hace midiendo el tiempo de este en el interior de la misma, lo que en ingles se llama holdup, que se define como la fracción de aire presente en la pukpa de cualquier celda de flotación expresada en porcentaje y se determina fácilmente implementando dos visores: uno en la parte inferior y otro en la parte superior de la columna deduciendo que la diferencia de niveles a través de dichos visores debe ser proporcional al aire contenido dentro de la celda.

Agua de lavado El perfil de la espuma en la celda – columna, zona muy importante del proceso de flotación; la forma y calidad de espuma serán factores importantes en la eficiencia del proceso. En la columna el agua de lavado tiene funciones muy importantes: 

Formar las Bias.



Mantener el nivel de pulpa y espuma



Limpiar el concentrado



Lubricante de las partículas minerales.

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Instrumentación y control La celda - columna es muy versátil; su control se puede hacer en forma manual, mediante instrumentación básica o automatizada y conectada a un computador donde se puede efectuar el control del proceso.

Instalación La instalación de la celda – columna se puede realizar para trabajar en serie o paralelo en el primer caso se hace con el objeto de realizar todo el proceso en celdas – columna y la instalación en paralelo generalmente trabajara común circuito adicional de celdas convencionales donde se flotara un Scaverger para lograr resultados aceptables en grado y recuperación. (Mendoza, 2016)

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Modelos de celda- columna Con el objeto de mejorar la performance metalúrgica y de operación de la celda- columna, se han desarrollado otros modelos, como por ejemplo la celdacolumna de 3 productos: que considera un drenado de partículas mistas para su posterior remolienda y retorno al circuito de flotación. Otro ejemplo es la celda packed flotation colum que posee en su interior una cama de empaques reticuladas, pudiendo ser estos platicos o metal corrugados para producir micro burbujas, los que van colocados en módulos orientados en 90 grados respecto al eje vertical de la columna. (Mendoza, 2016)

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3.4.7.5. Celdas de flotación Jameson En estos últimos años el considerable aumento en el uso y aplicación de las celdas columna para mediante la flotación lograr la concentración y recuperación de minerales, acelerado por el interés en métodos alternativos más económicos y eficaces, sin duda ha sido el crecimiento número de unidades instaladas en todo el orbe minero – metalúrgico. Esta tecnología con un éxito ya bien logrado, aparecido a principios de los años sesenta, le han salido al encuentro otras tecnologías como las celdas flash, la flotación centrifuga y más recientemente la celda Jameson, desarrollada en la universidad de New castle,Queensland (19988,jamenson). Las características más importantes de esta celda son:

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La capacidad de generar altas fracciones de gas en el tubo de descenso manteniendo un régimen estable de flujo. (Sandovsky) 

La ausencia de un sistema generador de burbujas.



El uso de agua de lavado para la espuma.



Es de operación simple.



Una altura tal que permita su instalación sin mayores cambios estructurales en plantas ya existentes.

Mecanismo de flotación de una celda Jameson Es una celda Jameson, el aire y la pulpa son mezclados en el tope de un tubo vertical, denominado sección de contacto o tubo de descenso. La mezcla desciende verticalmente en co-corriente, descargando en una celda abierta, donde las burbujas mineralizadas ascienden formando la espuma. El nivel de espuma. El nivel de pulpa dentro de la celda se controla para dar la altura adecuada de espuma y mantener la descarga del tubo de descenso bajo el nivel de interface, asegurando no solo la selectividad del proceso sino también la estabilidad del mismo. Al igual que en las columnas de flotación, el agua de lavado es adicionada a la espuma para mejorar la selectividad del proceso. (Sandovsky)

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Ventajas de la Celda Jameson 

Alta productividad en una pequeña huella: La generación constante de burbujas produce un área supercial de burbujas signicativamente mayor para la -rotación que las tecnologías alternativas. Su alta capacidad de transporte permite tratar grandes tonelajes en un pequeño volumen.



Altas leyes de concentrados: Las finas burbujas de aire, el intenso mezclado, la alta carga de burbujas y el eficiente lavado de la espuma garantizan concentrados de ley superior en comparación con las celdas mecánicas. Las partículas liberadas y de rotación rápida pueden recuperarse en un concentrado final en un solo paso, transformando los diseños de los diagramas de flujo tradicionales.



Fácil de ajustar y rápida respuesta: Una alta intensidad significa una cinética rápida y menor tiempo requerido para alcanzar un estado estable después de los cambios del proceso.



Operación estable: La Celda Jameson alcanza rápidamente el equilibrio y puede continuar operando si el suministro de alimentación se interrumpe. La recirculación de relaves elimina los efectos negativos de la fluctuación del flujo de alimentación para generar un flujo constante en el tubo de descenso, un rendimiento estable y una partida simple. La celda opera a una presión constante y la acción hidrodinámica dentro del tubo de descenso, la cual es fundamental para la recolección de partículas, siempre es consistente.



Mínimo mantenimiento - alta disponibilidad: No hay piezas en movimiento y el no suministro externo de aire hace que su mantenimiento sea sencillo y de bajo costo. El componente de mayor desgaste, el oricio del lente de pulpa, tiene una vida útil de más de 5 años. La mantención del tubo de descenso puede realizarse mientras la celda está funcionando y en menos de 10 minutos.



Fácil de instalar y poner en servicio: No existen rotores, compresores o sopladores que se deban instalar u operar. Una bomba de alimentación es el único equipo que requiere energía. La puesta en servicio es rápida y sencilla. La celda puede llegar a su capacidad de diseño en forma rápida después de su puesta en servicio.

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

Diseños de la celda flexible: Las celdas están dimensionadas para trabajar con el caudal de diseño en base al número de tubos de descenso. El estanque puede diseñarse para adaptarse a espacios reducidos, haciéndolo ideal para proyectos de modernización, reemplazo y expansión. Los materiales de construcción son flexibles y las celdas pueden fabricarse según las necesidades del cliente y de la aplicación. (Jamesoncell)

Principios de operación La Celda Jameson produce en forma consistente finas burbujas y un intenso mezclado entre el aire y la pulpa. Esto significa una rotación eficiente. En la Celda Jameson, el contacto de burbujas de partículas se produce en el tubo de descenso. El papel del estanque es la separación de la espuma de la pulpa y puede incorporar lavado de la espuma para ayudar a obtener la ley de producto. Sin agitadores, ni sopladores o compresores, la instalación de la Celda Jameson es sencilla y su operación es extremadamente eficaz en consumo de energía. El consumo de energía es mucho menor que en una celda de rotación equivalente mecánica o de columna. La energía para rotación se entrega de manera sencilla por una bomba de alimentación convencional. El rendimiento óptimo de la Celda Jameson se mantiene mediante la entrega de un caudal volumétrico constante de pulpa en

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cada tubo de descenso. Aunque las plantas de operación experimenten -ujos de proceso fluctuantes, la Celda Jameson está equipada con un sistema de recirculación relaves que compensa automáticamente las variaciones en la alimentación. Además de mantener una operación consistente y óptima en el tubo de descenso, la recirculación de relaves mejora el rendimiento metalúrgico al dar a las partículas múltiples “pasadas” por la zona de contacto del tubo de descenso. La capacidad de la Celda Jameson para entregar una mejor selectividad y para controlar el arrastre significa que la ley del producto no se ve afectada

La Celda Una Celda Jameson consiste de tres zonas principales: el tubo de descenso, la zona de pulpa del estanque y la zona de espuma del estanque. El Tubo de Descenso es el corazón de la Celda Jameson en donde se produce un intenso contacto de las burbujas de aire con las partículas. La alimentación es bombeada por el tubo de descenso a través del oricio de la lente de pulpa, creando un chorro de alta presión. El chorro de líquido corta y arrastra aire desde la atmósfera. La remoción del aire dentro del tubo de descenso crea un vacío, haciendo que la columna de líquido se forme dentro del tubo de descenso. El chorro se introduce dentro de la columna de líquido en donde la energía cinética de impacto rompe el aire en finas burbujas que chocan con las partículas. La muy alta área interracial de las burbujas y la mezcla intensa produce una rápida unión de las partículas con las burbujas de aire y una alta capacidad de transporte de las celdas.

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La Zona de Pulpa del Estanque es donde las burbujas cargadas con mineral se desenganchan de la pulpa. Las velocidades de diseño y la densidad de operación de esta zona mantienen en suspensión las partículas sin necesidad de una agitación mecánica. Debido a la rápida energía cinética y a la zona de contacto separada del tubo de descenso, el estanque no está dimensionado por el tiempo de residencia, de modo que los volúmenes del estanque son muchos menores que las celdas mecánicas y de columna equivalentes. Las Celdas Jameson dependen del contacto y no del tiempo de residencia. En la Zona de la Espuma del Estanque la ley del concentrado es controlada por el drenaje y el lavado de la espuma. Las celdas están diseñadas para garantizar una zona eficiente e inmóvil que maximiza la recuperación de la espuma. La distancia de recorrido de la espuma y las cargas de concentrado del labio son incorporadas al diseño del estanque. (Jamesoncell)

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Tubo de Descenso El tubo de descenso es donde se produce la colisión, la unión y recolección de partículas de burbujas. Las diferentes regiones hidrodinámicas del tubo de descenso son el Chorro Libre, la Trompeta de Inducción, el Chorro de Inmersión, la Zona de Mezcla y la Zona de Flujo del Tubo. Chorro Libre: La pulpa que pasa a presión por el oricio del lente de pulpa crea el Chorro Libre que corta el aire circundante y lo lleva a la pulpa.

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Trompeta de Inducción: El Chorro Libre choca con la pulpa en el tubo de descenso. El impacto crea una depresión en la supercial del líquido y produce aire que es canalizado hacia el área en la base del Chorro Libre. Chorro de Inmersión: La gran fuerza de corte del chorro rompe el aire arrastrado en numerosas burbujas muy finas (0,3 a 0,5 mm de diámetro), las cuales son transportadas hacia abajo por el tubo de descenso. Zona de Mezcla: El Chorro de Inmersión transfiere el momentum a la mezcla circundante, creando torbellinos de recirculación de líquido aireado para una intensa colisión y unión de partículas de burbujas. Zona de Flujo del Tubo: Por debajo de la Zona de Mezclado hay una zona de flujo uniforme de múltiples fases. La velocidad del líquido en descenso contrarresta el flujo hacia arriba de las burbujas de aire cargadas con minerales. Las burbujas de aire y las partículas se empaquetan juntas para formar una cama de partículas de burbujas expandidas moviéndose hacia abajo. La densa mezcla de burbujas y la descarga de la pulpa en la base del tubo de descenso ingresan a la zona de la pulpa del estanque en donde las burbujas cargadas con mineral se desenganchan de la pulpa. (Jamesoncell)

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Mantenimiento de la Celda Jameson Los beneficios de mantenimiento de la tecnología de la Celda Jameson son: 

No hay piezas en movimiento.



Segura de mantener.



Fácil acceso a componentes sujetos a mantenimiento.



Las piezas de desgaste pueden cambiarse mientras la celda opera.



No se requiere de herramientas especiales para inspecciones y procedimientos de mantenimiento de rutina.



No se requiere de lubricantes.



El oricio de la lente de pulpa tiene una prolongada vida útil (más de 5 años) en condiciones de operación normales.



Prolongada vida útil (más de 10 años) para otras piezas de desgaste en húmedo bajo condiciones de operación normales.

El mantenimiento de las Celdas Jameson es mínimo y se basa en el control de las condiciones del proceso y en inspecciones periódicas. Las inspecciones son rápidas y pueden realizarse sin herramientas y durante la operación de la celda. Celdas Jameson en flotación de metales base y preciosos La integración de la tecnología de Celdas Jameson en un diagrama de flujo produce una robusta y eficiente planta que requiere menos celdas, equipos y espacio. La generación constante de burbujas finas, el mezclado de alta intensidad y el lavado de la espuma permiten a las Celdas Jameson recuperar rápidamente

minerales

y

con

leyes

de

concentrados

superiores

en

comparación con las celdas mecánicas. La capacidad de las Celdas Jameson para tratar grandes volúmenes en una pequeña huella las hacen perfectas para su inclusión en proyectos de modernización y expansión. La Celda Jameson es particularmente apropiada para: 

Eliminar la ganga naturalmente hidrofóbica (carbono y talco) en la parte superior del circuito de rotación en donde las Celdas Jameson actúan como rotación primaria o primera limpieza que minimizan el arrastre de minerales valiosos al concentrado de “descarte”, lo que las celdas mecánicas simplemente no pueden igualar.



Aplicaciones de rotación primaria o pre-primaria donde la selectividad y el lavado de espuma producen un concentrado de alta ley. La recuperación

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en una de las Celdas Jameson generalmente es equivalente a varias celdas mecánicas. Cuando la alimentación contiene partículas liberadas de mineral de rápida rotación, la Celda Jameson produce un producto de ley final que reduce el número de celdas requeridas para el procesamiento corriente abajo. 

Las aplicaciones de pre-limpieza (scalping) en donde la Celda Jameson recupera los minerales de rápida rotación que producen un concentrado de ley final. En esta tarea la Celda Jameson toma la carga del procesamiento corriente abajo, reduciendo el tamaño requerido del circuito de limpieza convencional. Una Celda Jameson previa a la limpieza ofrece una solución sencilla y económica para plantas que requieren una capacidad de limpieza adicional.



Cuando los circuitos de limpieza mecánicos son incapaces de producir en forma consistente concentrados de ley final debido a la ganga arrastrada, la Celda Jameson con su selectividad superior y lavado de espuma puede producir la ley de concentrado final.

Las Celdas Jameson se han instalado en operaciones de cobre, oro, cobre-oro, plomo-zinc-plata, níquel y platino en todo el mundo. (Jamesoncell)

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3.4.7.6. Celdas de flotación Ekoflot - V La celda de flotación neumática Ekoflot – V, que comenzó a venderse al mercado en 1987, ha llegado a ser bien conocida ya que incorporo lo más avanzado del sistema de flotación neumática, con una reducción sustancial de costos y un aumento de recuperación en el concentrado. El diseño de Ekoflot – v segura que las partículas hidrofóbica gruesas sean captadas por la espuma en la parte superior de la celda. Hay un regulador cónico de espuma que puede moverse hacia arriba y hacia abajo, para ajustar la zona de espuma y hacerla variar de acuerdo con cada aplicación. De este modo es posible utilizar un diseño estándar de celdas para diferentes aplicaciones, tales como desbaste, o selectividad. El medio principal de regular la calidad del concentrado es un sistema de lavado con agua situado por encima de la espuma. Se han diseñado celdas capaces de tratar hasta 1500 m3/h de pulpa o más. (Vallejos, 2013)

3.5. CONTROL DEL PROCESO 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 o más circuitos o bancos de celdas, según las clases de materiales valiosos que se desea recuperar de un mineral. Las celdas de flotación en cada banco o circuito se pueden clasificar según las etapas de flotación de las partículas sólidas, así tenemos:

21 de noviembre de 2019

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Celdas devastadoras, o celdas de flotación primaria Aquí 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. 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. Puede haber 1er. Scavenger, 2do.Scavenger, 3er. Scavenger, etc. dependiendo de la flotabilidad del mineral valioso. Celdas de limpieza Son las celdas donde se hace la limpieza del concentrado primario o el producto de la flotación Rougher. 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. 3.5.1. CIRCUITO DE FLOTACION El mineral con granulometría optima

clasificada,

es

enviado

a

un

acondicionador de pulpa, donde se le agrega los reactivos necesarios para la flotación. Un circuito de flotación consta de: 

Celdas de concentración o Rougher: donde se recupera la mayor cantidad posible del material valioso.



Celdas de agotamiento o Scavenger: donde se recuperan las especies valiosas que se escaparan en la flotación anterior, constituye un producto medio juntamente con el relave de la sección limpieza.



Celdas de limpieza o Cleanner: se eliminan las impurezas contenidas en el concentrado Rougher.

3.5.1.1. Circuito de flotación de zinc Existe un solo circuito de flotación de zinc, para este circuito, está formado por celdas DENVER de mayor capacidad de tratamiento, donde se trata todo el relave (cabeza de zinc) proveniente de los 3 circuitos de flotación de plomo. Circuito de zinc, trata los relaves de flotación del plomo, estos llegan a los acondicionadores de zinc, donde es agregado el reactivo sulfato de cobre, que es reactivo más usado y económico del zinc, luego pasan a una etapa

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ROUGHER con 5 celdas DENVER DR 300, las espumas pasan las etapas de primera, segunda y tercera limpieza con 4, 4 y 2 celdas DENVER DR 100, respectivamente, y el relave del ROUGHER es tratado en una etapa SCAVENGER de 5 celdas DENVER DR 300, donde las espumas son bombeados al acondicionador y el relave bombeados a sus respectivas canchas de relave. (Luis Torres Sevilla, 2012) Un circuito de flotación, se puede representar esquemáticamente así:

3.5.2. CIRCUITO DE ESPESADOR Y FILTRADOR Espesador: el espesador es un aparato que trabaja en forma continua, tiene un rastrillo que sirve para, empujar lentamente, hacia el centro, las partículas sólidas que se va asentando en el fondo en forma de barro espeso, a fin de sacarlo por la descarga( cono). Al mismo tiempo los rastrillos evitan que el lodo se endurezca demasiado en fondo, y si no existieran estos no habría forma de sacarlos o descargarlos.

90

Funcionamiento Conforme ingresa la alimentación del espesador, los sólidos van decantando hacia el fondo. El líquido clarificado rebosa por la parte superior y la pulpa, con alto contenido en solido se evacua por la descarga inferior.

Zonas de funcionamiento de un espesador Zona de clarificación: es la zona donde el líquido de rebose contiene bajo contenido de solidos o casi nulo, el cual fluye hacia arriba y rebosa por los bordes del espesador. Zona de transición: Zona intermedia entre la zona de sedimentación y la zona de compresión. Zona de compresión: zona donde los sólidos eliminan parte del agua por compresión para luego ser descargados por la parte central inferior del espesador barridos por el rastrillo instalado axialmente en el tanque.

91 21 de noviembre de 2019

Espesamiento: es la operación tiene por objetivo como su nombre lo indica, espesar las pulpas resultantes del proceso. Esta operación se realiza en los espesadores, los cuales son recipientes de forma cilíndrica con fondo de cono, de gran Angulo. (Aravena, 2016) Espesamiento Convencional: La operación de los espesadores se basa en la sedimentación de las partículas. Una partícula sólida en un fluido de menor densidad, cae con una velocidad de sedimentación que se alcanza cuando se equilibra la fuerza de gravedad y la fuerza de resistencia del fluido. Esta velocidad de sedimentación depende del diámetro de la partícula, el peso específico relativo entre el sólido y el fluido, y la viscosidad del fluido. El espesamiento convencional de pulpas se realiza en estanques cilindrocónicos, que cuentan con un mecanismo que hace girar rastras que facilitan la descarga del producto espesado por la parte inferior. La alimentación de la pulpa llega a un pozo circular en el centro del espesador, diseñado para minimizar la agitación y obtener así agua clara que rebasa a una canaleta periférica para su evacuación. El mecanismo de las rastras consiste normalmente en dos brazos radiales unidos al eje central, aunque hay diseños con tres o cuatro brazos, que se mueven lentamente gracias a un mecanismo impulsor ubicado en la zona superior del eje. El movimiento de las rastras sirve para promover la colisión y adhesión de las partículas, arrastrándolas hacia el punto de descarga en la zona cónica. Los espesadores convencionales son de gran diámetro y baja altura. Dependiendo del diámetro, se construyen normalmente de acero (unidades pequeñas) o concreto (unidades mayores). Estos últimos pueden llegar a tener diámetros en el rango 100–200 metros, y lo más pequeños 10–20 metros aproximadamente, en tanto que la altura normalmente no supera los 10 metros. El control operacional del espesamiento está centrado fundamentalmente en evitar sobrecargas y embancamientos, lo que requiere controlar variables como la presión hidráulica de giro, amperaje del motor y torque mecánico de las rastras, así como el flujo y porcentaje de sólidos en la descarga, y el amperaje de la bomba en la descarga. A través de lazos de control, situaciones anómalas se pueden controlar levantando automáticamente las rastras, o bien actuando sobre la alimentación al espesador. La observación de la claridad del agua que rebosa y su altura en el espesador, también entrega información sobre la forma

92

en que está operando el equipo. Como las partículas de tamaños muy finos sedimentan con mucha lentitud, una mayor velocidad de sedimentación se puede lograr induciendo la unión entre partículas, ya sea por coagulación o floculación. La coagulación se logra actuando sobre el medio (p.ej. modificando el pH o agregando iones específicos) para reducir la carga superficial de las partículas, disminuyendo la repulsión entre ellas. Más común es provocar la unión entre partículas utilizando floculantes. Los floculantes son polímeros orgánicos de cadena larga y alta masa molecular, solubles en agua, que al establecer puentes entre partículas forman una partícula con un mayor tamaño aparente. La mayoría de los floculantes utilizados en minería son reactivos aniónicos, pero también los hay del tipo catiónicos (se adsorben a las partículas por algún tipo de interacción química), pero también hay del tipo catiónicos y los no iónicos (la adsorción sólo se produce por una reacción química específica, denominada enlaces de hidrógeno). Dependiendo de la aplicación específica, la dosificación de floculantes puede ser muy variable, en el rango de 10 a 250 gr/ton de mineral. Para determinar del número y tamaño de espesadores requeridos en una cierta aplicación, se deben considerar la capacidad de tratamiento, concentración de sólidos en la alimentación, concentración de sólidos en la descarga, velocidad de sedimentación de los sólidos, y densidades del sólido y líquido. La velocidad de sedimentación del mineral se mide mediante pruebas de laboratorio, con o sin la adición de floculantes, y con ella se determina un parámetro de diseño denominado área unitaria (área de espesamiento/flujo de sólidos de alimentación: m2 /t/d). Los procedimientos más usados para realizar este cálculo son los de Coe & Clevenger, Talmadge & Fitch y Wilhelm & Naide.

(Boletín-minero, 2016)

93

Espesadores

no

convencionales:

Con

el

tiempo,

los

espesadores

convencionales han evolucionado hacia los denominados espesadores de alta capacidad

(“High

Capacity

Thickener”=HCT,

o

también

“High

Rate

Thickener”=HRT), espesadores de alta densidad (High Density Thickener=HDT), y espesadores de cono profundo o de pasta, caracterizados por una gran reducción en el tamaño y área de sedimentación requerida para igual flujo de sólidos. Esta evolución ha sido posible gracias al desarrollo de floculantes de alto rendimiento (polielectrolitos sintéticos) y al diseño de sistemas mejorados de alimentación al espesador que mejora la mezcla de la pulpa con el floculante, y por lo tanto las condiciones para la floculación. Con el desarrollo de los espesadores HCT/HRT y HDT se comprobó la generación de productos espesados con mayor porcentaje de sólidos (60-65%) y alta tensión de fluencia (del orden de 100 Pa), necesaria para facilitar la disposición del relave y recuperar una mayor cantidad de agua, aunque sin alcanzar la calidad de pasta que se obtiene con los espesadores de cono profundo, cuyas descargas tienen porcentaje de sólidos y tensión de fluencia del orden de 70% y 300Pa respectivamente. Estos últimos espesadores tienen su origen en los años 60, con investigaciones y experiencias en el National Coal Board (Reino Unido). Otro antecedente importante es el que surge en los años 70, a partir de investigaciones realizadas en Jamaica y Canadá por la compañía de aluminio Alcan. Aunque la introducción de los espesadores de como profundo en operaciones industriales no resultó fácil por las desconfianza inicial de las empresas y por involucrar una inversión muy superior al de los espesadores HCT/ HRT y HDT, hoy en día se trata de una tecnología bastante consolidada. Esta sección recepciona los concentrados de plomo y zinc, provenientes de la sección de flotación y tiene como objetivo principal eliminar el mayor contenido posible de agua en la pulpa; mediante espesadores y filtros. Los espesadores son equipos que realizan dos funciones: clarificar aguas cargadas de sólidos en suspensión y además espesar los lodos que se forman como consecuencia de la clarificación; por tanto el espesador es un equipo capaz de almacenar en su interior pulpas de densidades elevadas.

94

3.5.2.1. Espesado y filtrado de zinc La eliminación de agua en el concentrado de Zinc se realiza en tres espesadores de 50' x 10' (dos espesadores Door Oliver 50' x 10' y un espesador de supaflo High Rate 50' x 10'), el concentrado ingresa con 28% de sólidos y sale por el underflow de los espesadores con 64% de sólidos a la siguiente etapa de filtrado. Primeramente la pulpa de concentrado de zinc llega al espesador N° 3, el rebose de este va al espesador N° 1, el rebose del espesador N° 1, va al espesador N° 4 y el rebose de este último es el rebose final (agua clara). El underflow del espesador N° 3 va hacia la bomba 64/68 la cual bombea los sólidos hacia un cajón distribuidor, asimismo el underflow de los espesadores N° 1 y 4 es descargado por gravedad hacia el mismo cajón para luego ir hacia los filtros junto con la descarga del espesador N° 3. El cajón distribuidor alimenta a los filtros de tambor N° 1, 2, 5 y 6. Los concentrados de los filtros 1 y 2 van a la faja N° 19; mientras los concentrados de los filtros N° 5 y 6 van a la faja N° 21, luego ambas fajas descargan en la faja N° 27 la cual envía los concentrados a los carros del ferrocarril. El producto final sale con

una humedad de 12.5 %. (ALMIRÓN, 2016)

95

3.5.3. BALANCE METALURGICO El término “balance” en Procesamiento de Minerales engloba todos los cálculos metalúrgicos que se efectúan en una Planta Concentradora, para evaluar técnica y económicamente el proceso desconcentración por flotación en este caso. El balance metalúrgico o contabilidad metalúrgica se efectúa en una Planta Concentradora para determinar la producción diaria, la eficacia o recuperación obtenida, la calidad de los concentrados, etc. Generalmente se emplea dos métodos principales de contabilidad metalúrgica: 

El sistema retrospectivo.



El sistema inspección entrada/inspección salida.

De una u otra manera, estos dos modos de balance, en flotación de minerales, al igual que cualquier otro proceso de concentración, la cuantificación se puede efectuar a través de dos expresiones matemáticas que se las denomina Razón de Concentración y Recuperación. (G, 2019) 3.5.4. RAZÓN DE CONCENTRACIÓN (K) (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. (RUBILAR, 2008) Este término indirectamente se refiere a la selectividad del proceso. Directamente expresa cuántas toneladas de mineral de cabeza se necesitan procesar en la Planta Concentradora para obtener una tonelada de concentrado. En consecuencia, esta razón es un número que indica cuántas veces se concentró el mineral valioso contenido en la mena. (G, 2019) Este término se puede deducir del siguiente modo:

96

Sea el esquema de una Planta Concentradora:

Ahora hagamos un balance de materiales y de metal valioso contenido en cada flujo de la Planta Concentradora. Esto es: Balance de material: F=C+T..............................................(6.1) Balance de metal: Ef= Cc+Tt.............................................(6.2) Multiplicando la ecuación (6.1) por t y restando de la ecuación (6.2) se obtiene lo siguiente Ft = Ct + Tt F( f - t ) = C ( c - t ) de donde se obtiene la razón de concentración, es decir:

3.5.5. 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. Este término se refiere a la eficiencia y rendimiento del proceso de flotación. Es decir, es la parte de mineral valioso que se obtiene en el concentrado, con respecto del mineral valioso contenido en el mineral de cabeza. Se expresa en porcentaje y su expresión matemática es: (G, 2019)

97

Si se sustituye en la fórmula (6.4) el valor de C/F en función de las leyes, se obtiene:

La expresión (6.5) sirve para los cálculos cuando hay un solo elemento valioso, como se verá una deducción más completa en adelante. Cuando hay más de un elemento valioso, el sistema de cálculo se complica, pero se mantiene la misma filosofía de cálculo de las expresiones antes determinadas. 3.5.6. FÓRMULA PARA EL BALANCE METALÚRGICO

Ff% = Cc% + T t%t Entonces: F = C + T Despejando: T = F - C Ff = Cc + Tt Ff = Cc + (F-C)t Ff = Cc +Ft-Ct Ahora juntamos los F y T F(f-t) = C(c-t) 3.5.7. BALANCE METALÚRGICO EN DOS PRODUCTOS Se emplea cuando la mena que trata una planta concentradora contiene un solo elemento valioso principal, por consiguiente, solo se producirá un concentrado y un relave. Los ensayos químicos necesarios serán del alimento, del concentrado

98

final y del relave final. Para el establecimiento de la fórmula se partirá del siguiente esquema: (G, 2019)

Aquí podemos observar que los puntos de muestreo son: Cabeza que corresponde al mineral de faja que alimenta de la tolva de finos al molino, o del rebose del clasificador. 

Concentrado.



Relave.



Se establecen las siguientes relaciones:

Balance de materiales Entrada = Salida F = C + T....................(6.6) Balance del metal valioso F.f = C.c + T.t.................................6.7 Multiplicando la ecuación (1) por t se obtiene: F.t = C.t + T.t..................................6.8 Restando 6.8 de 6.7 se tendrá: F(f - t) = C(c - t)

Entonces el paso de concentrado obtenido estará dado por la siguiente fórmula:

99

La recuperación obtenida de metal valioso estará dad por:

La razón de concentración está dada por:

3.5.8.

DIAGRAMA DEL CIRCUITO DE FLOTACIÓN DEL ZINC

3.5.8.1. BALANCE DE MATERIA DEL CIRCUITO DE FLOTACIÓN DEL ZINC El balance proporciona un conjunto de datos técnicos que dan cuenta de la operación de la planta y de cada una de las unidades del proceso que la constituyen. A través del análisis crítico del balance, se puede disponer de una

100

señal de alarma, que funciona cuando una unidad no opera eficientemente o cuando el control no es adecuado. El control resulta siempre de un compromiso entre la solución ideal muy cara y una solución económica muy imprecisa, generalmente es el criterio económico el que decide la instrumentación de la planta y por ello en muchos casos los balances de materia no cumplen eficientemente sus objetivos básicos. (HORIZONTE MINERO, 2019).

Sin embargo, no basta disponer de una buena instrumentación para superar los problemas de control. Existen otras causas estrictamente operacionales como procedimientos inadecuados de muestreo, preparación de las muestras y ensayo químico de las especies de interés y por otra parte, políticas y prácticas inadecuadas de mantenimientos, calibración de instrumentos y de equipos de medición. (LAUREANO, 2009)

PARA QUE SIRVEN LOS BALANCES El balance de materia es una herramienta útil para realizar la parte contable de un proceso de producción y además es la base para el diseño, optimización y control de procesos industriales. Como en la mayoría de las plantas industriales la cantidad de datos es enorme y cualquier falla, produciría desajustes en los resultados del balance, que se realiza en el proceso, de aquí nace la necesidad

101

imperiosa de utilizar un algoritmo matemático que ajuste la mayor cantidad posible de información con el fin de minimizar los errores inherentes del cálculo. Uno de los algoritmos más confiables es el método de los multiplicadores de Lagrange el cual tiene gran respuesta ante problemas de tipo altamente no lineales como lo es en cualquier proceso productivo. Como se da en los balances de materia de flotación con análisis experimentales no llegan a cuadrar exactamente, mientras que con los datos ajustados el error se reduce prácticamente a cero por ciento, siendo este método muy efectivo. (LAUREANO, 2009)



Para realizar balances, es importante caracterizar los flujos de mineral en cada punto de la planta. Un buen muestreo otorga mayor fidelidad a los datos obtenidos, puesto que dicha información será utilizada para tomar decisiones importantes en el diseño y la producción.



Puesto que las operaciones de muestreo y los equipos que realizan tal trabajo requieren de un capital elevado (tanto económico como humano), humano), en las plantas se caracterizan sólo algunos flujos.



Para la estimación de las propiedades del resto de los flujos existen relaciones matemáticas basadas en la física y química. (RUBILAR, 2008)

CUANDO HACER UN BALANCE 

Cuando las eficiencias de control y grado están por debajo de los objetivos



búsqueda de mejoras.



Cuando se instalan nuevos equipos.



Cuando se efectúan cambios de nuevos reactivos.



Cuando se modifican los circuitos.



Cuando el proceso está con eficiencias y grados por encima del normal.



Cuando cambia las características del mineral tratado.



Cuando se efectúan trabajos de instrumentación y automatización.



Cuando se requiere dimensionar un equipo.

MÉTODOS DE BALANCES DE MATERIA PARA FLOTACIÓN 

MÉTODO CONVENCIONAL DE MASA

Así tenemos la fórmula de dos productos como punto de partida.

102

Su secuencia de cálculo se efectúa punto por punto, es decir tomando ecuación por ecuación, generada en cada nodo sobre todo de separación, es decir en cada celda, hasta llegar a la última ecuación del último nodo. (LAUREANO, 2009) En un sistema continuo en estado estacionario no hay

acumulación, matemáticamente debe cumplirse:

En este método la secuencia de cálculo de su balance de materia, se realizan sin ningún ajuste matemático ya que sólo es aplicado para un único elemento.

3.5.9. 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 de 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,

103

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. (ORTIZ, 2019) 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 constituida 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.



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

104

una cierta cantidad de humedad. Para los cálculos es necesario conocer el peso neto seco. 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 toda 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 reportadas en gramos/TM.

105

4. DESCRIPCION DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS EN LABORATORIO EQUIPOS UTILIZADO DESCRIPCIÓN CELDA DE FLOTACIÓN

Los dos requisitos más importantes de las

máquinas

de

flotación

para

laboratorio son la reproducibilidad y el rendimiento similares a las operaciones comerciales. Estos dos criterios no siempre son satisfechos. Las máquinas de laboratorio básicas son réplicas a escala

reducida

de

máquinas

comerciales como Denver, Wemco y CAL

Agitair. Ayuda a deprimir el cobre o que ayudo para recuperar el concentrado de zinc. En resumen el carbonato de calcio se utiliza para progresar la productividad agrícola, sostiene la higiene, purifica el agua potable, funde metales, fabrica vidrio, es un reactivo en la industria química y es esencial en la

PULPA DE PLOMO

construcción. Se obtiene después del proceso de chancado

y

molienda,

ayudara

hacer

el

lo

que

nos

proceso

de

recuperación de plomo para conseguir con lo reactivos adecuados concentrado BALANZA

de plomo. Se compone de un único receptor de carga (plato) donde se deposita el objeto para medir. Una célula de carga de carga mide la masa a partir de la fuerza (peso) ejercida por el cuerpo sobre el receptor de carga. El resultado de esa medición (indicación) aparecerá reflejado en un dispositivo indicador.

106

Z-11

Este xantato es el más usado en la flotación de minerales sulfurados de cobre, molibdeno y cinc.Debido a su elevado poder colector es empleado en la flotación de minerales complejos de plomo-zinc y cobre-hierro en los cuales los principales minerales sulfurados son calcopirita, calcocita, energita, galena, esfalerita, marmatita, pirita y pirrotita. Otra de sus aplicaciones incluye la concentración de cobre nativo, plata, oro y los sulfuros de hierro que contienen cobalto o níquel, así

AZUFRE DE COBRE

como la recuperación de piritas de hierro. El sulfato de cobre (II), también llamado sulfato cúprico, vitriolo azul, arena azul, piedra

azul, caparrosa

azul, vitriolo

romano o calcantita es un compuesto químico derivado del cobre que forma cristales azules, solubles en agua y metanol Z-6

y

ligeramente

alcohol y glicerina. Colector empleado

solubles

en

generalmente

en

aquellas operaciones de flotación que requieren el más alto grado de poder colector. Se usa en la flotación de minerales sulfurosos de cobre, plomo, zinc, fierro, níquel, cobalto, etc.

107

ESPUMANTE

Los espumantes son agentes tensoactivos o surfactantes que consisten en una parte polar (hidrofílica) y una parte apolar (hidrofóbica). La parte apolar es una cadena hidrocarbonada y la parte polar es típicamente un grupo OH. En la superficie de la burbuja (interfase aireagua), la cadena hidrocarbonada se orienta hacia el lado del aire y el grupo polar

hacia

el

lado

del

agua.

La

estabilidad de la burbuja contra la coalescencia es incrementada por la fuerte interacción del grupo polar/dipolo del agua (hidratación) en la interfase aireFUENTE DE ALUMINIO

líquido, que produce la capa de enlace. El aluminio es un metal no ferroso, y es el más abundante de los metales, constituyendo cerca del 8% de la corteza terrestre. La alúmina, que es extraída de la bauxita y mezclada con la criolita es la fuente del aluminio.

FRASCO DE 1 LITRO DE AGUA

Recipientes

en

general

de

plástico

(también pueden ser de vidrio), con tapón y un tubo fino y doblado, que se emplea para contener agua destilada o desionizada. Se emplea para dar el último enjuague al material de vidrio después de lavado, y en la preparación de disoluciones.

108

CUCHARA

Una espátula es una herramienta que consiste en una lámina plana de metal con agarradera o mango similar a un cuchillo con punta redondeada.

BOTELLA DE PLASTICO

El plástico se moldea para que la botella adquiera la forma necesaria para la función a que se destina. Algunas incorporan asas laterales para facilitar el vertido del líquido. Otras mejoran su ergonomía estrechándose en su parte frontal o con rebajes laterales para poder agarrarlas con comodidad.

4.1.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL PROCEDIMIENTO

FOTOGRAFIA

1. La flotación del zinc se realizó con la pulpa que se obtuvo del proceso

de

trituración

y

molienda de un kilo y medio de mineral de zinc. Introduciendo todo a la celda de flotación para su proceso.

109

2. Una vez colocado en la celda de flotación la pulpa de zinc se procede a introducir los reactivos para su flotación del zinc.se utilizo el espumante y el colector Z-11.

3. Se

espera

a

que

flote

las

burbujas con el reactivo, con una fuente en la parte inferior se espera

a

que

derrame

las

burbujas con el concentrado del mineral ya que las burbujas captan solo al concentrado del mineral que se hace presente en la muestra.

4. Se

procede

a

recolectar

muestras de concentrado en 2 lunas de reloj para observar cuanto de concentrado tiene la muestra.

110

5. En el microscopio observar las 2 muestras. Después de ellos nos dimos

cuenta

que

el

concentrado de zinc que es nuestro producto final tenía poca proporción

por

lo

que

se

realizara de nuevo el proceso de flotación

con

una

nueva

muestra.

6. Se

realizó

con

una

nueva

muestra de medio kilo de zinc puro todo el proceso para llegar de nuevo a la flotación del mineral.

7. En el concentrado de zinc se empezó

a

introducir

otros

reactivos para hacer flotar al zinc.

111

8. Se utilizó en el concentrado de zinc un espumante y el Z-11 para poder deprimir al plomo tener un concentrado de zinc.

9. Se puso en la celda de flotación con los reactivos y se esperó unos minutos en lo que se obtuvo

las

burbujas

con

el

concentrado de zinc.

10. Se retiró 2 muestras en la luna de reloj de las burbujas más grandes.

112

11. Luego

se

observó

en

el

microscopio la muestra retirada de la celda de flotación y se obtuvo un 70% de concentrado de

zinc

que

procede

del

concentrado que ya teníamos.

12. Se realizó de nuevo la flotación del zinc, pero esta vez con la muestra concentrado

del que

relave se

del obtuvo

anteriormente y se tenía como objetivo deprimir al cobre.

13. Para el relave del concentrado de la muestra se utilizó azufre de cobre y cal para deprimir al cobre porque tenía presencia de cobre en la muestra que se observó en el microscopio.

113

14. Se procede a flotar el relave de concentrado para observar el porcentaje de cobre contenido en la muestra.

15. Se observó las dos muestras en el microscopio que se retiró de la celda

de

pertenece

flotación al

lo

que

relave

del

concentrado, teniendo un 80% de concentrado de zinc presente en la muestra lo que indica que se recuperó más zinc. 16. Se

procede

a

guardar

las

muestras con sumo cuidado. El relave

del

concentrado

el

concentrado de zinc y el relave final que se obtuvo en el proceso para seguir con el espesamiento de las muestras.

114

5. CONCLUCION  La manera de recuperar es diferente en cada mineral, es por ello que una buena selección de reactivos ayuda a tener una recuperación exitosa. Puesto que este es un factor que afecta los resultados metalúrgicos de cada planta. Sin embargo, en un estudio de este tipo es interesante notar las recuperaciones y las leyes. (Chihuan Huayta Yuliana)



El circuito de flotación que se obtuvo para lograr esta calidad de concentrado es realizando 3 etapas de limpieza, además Se realiza una cinética de flotación a la etapa rougher para determinar el tiempo de flotación en el circuito batch siendo esta un tiempo determinado. (Guerra Chávez Nilsen)

115

6. RECOMENDACIÓN



Para tener resultados más exactos se debe cumplir con los procedimientos, materiales, masas y tiempos indicados por el docente. (Chihuan Huayta Yuliana)



Se recomienda realizar una buena flotación y con los aditivos adecuados y exactos para no tener problemas en el omento de la recuperación de los minerales y así mismo obtener un porcentaje adecuado de mineral ya puedo ser zinc, plata, plomo, etc. (Guerra Chávez Nilsen)

116

7. BIBLIOGRAFÍA BARRA ESPINOZA, Cristopher Antonio: desarrollo los puntos 1, 2, 3 – (3.1, 3.2) y 4; para lo cual uso la siguiente bibliografia 

 







Barona Osorio, Fernando Andrés (2007). Influencia de la Distribución de Tamaño de Burbujas en la Recuperación de la Flotación para Minerales de Cobre. Universidad de Chile. Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. Blazy Pierre (2001). El Beneficio de los Minerales. Editorial Rocas y Minerales. Madrid España. García-Zúñiga, H. (1935). La eficiencia de la flotación es una función exponencial del tiempo. Boletín Minero, Sociedad Nacional de Minería, Vol. 47, Santiago, pp.83-86. Varela Quiala, Niurka. Brossard Pérez, Luis. Dupotey Ribas, Bayardo. Trujillo, María Luisa. Nuviola, Leonel. Verdecia, Roberto (2001). Estudio de la Flotación de Minerales Sulfurados de Cobre a Escala de Laboratorio. Parte II. Tecnología Química Vol. XXI, No. 3. Universidad de Oriente. Vidalón Gálvez, José (2004). Reactivos de Flotación de Minerales Oxidados y No Metálicos. Curso de Capacitación. Colegio de Ingenieros del Perú Lima. Yianatos B., Juan (2005). Flotación De Minerales. Universidad Técnica Federico Santa María

BARRIENTOS CAMPOS, Rusbel: desarrollo los puntos 3 – (3.3, 3.4 – (3.4.1)); para lo cual uso la siguiente bibliografía:   

ASTUCURI, V. “Introducción a la Flotación de Minerales” Primera Edición Lima – Perú pag. 128 – 134. Anónimo. (1996). “Tratamiento de minerales”. Inc., Nueva York. BLAZY, P. “El Beneficio de los Minerales” Rocas Y Minerales Madrid, España 1977.

GARCIA ESTEBAN, Renzo Vladimir: desarrollo los puntos 3 – (3.4 – (3.4.2, 3.4.3,)); para lo cual uso la siguiente bibliografía:   

Dana Edwar S. y W.E. Ford. Tratado de mineralogía. 8.a edic.,Edit. Continental S. A. México, 1981. Medina Beltrán, Oscar. Tecnología de la Flotación. Cap. IV. Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, 1976. Denver Equipment Company. Mineral Processing Flowsheets. 1th edc.,Denver- Colorado (USA), 1962.

117

HUARI CHULLUNCUY, Dilmer: desarrollo los puntos 3 – (3.4 – (3.4.4, 3.4.5)); para lo cual uso la siguiente bibliografía: 

911metallurgist. (s.f.). metallurgist.Flotacion selectiva de minerales. Obtenido de https://www.911metallurgist.com/metalurgia/flotacion-selectiva-de-minerales/



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