• Author / Uploaded
• brayhan

Citation preview

Minería y Metalurgia

Flotación de Mineral Laboratorio 2

Resumen En el presente informe, se retratará la experiencia realizada en el laboratorio, en la temática de flotación. A partir de técnicas utilizadas para el desarrollo de una flotación adecuadamente, se presentaran los resultados obtenidos para su posterior análisis y comprensión. El procedimiento experimental se representa en primera instancia mediante un paso a pasos indicado el proceso realizado en el laboratorio, indicando la toma de mineral 1,200 kg de sulfurado, luego se calculó la cantidad de colector que se le insertaría a dos de 3 de las muestras. Una vez teniendo todo se incorpora el agua siendo 4,500 ml, luego se le echa 2 gotas de espumante para mejorar la calidad de las burbujas y se le hecho la cal hasta que cambiara el pH entre 10 a 11 en la escala de pH. Se procede a encender la celda de flotación la cual trabaja entre 1.000a 1.300 revoluciones, durante unos minutos. Luego se genera una especie de espuma o burbuja la cual se debe ir retirando y depositando en una bandeja para su posterior análisis del mineral obtenido en el proceso de flotación.

Contenido Flotación de Mineral ........................................................................................................ 1 Laboratorio 2 ..................................................................................................................... 1 1

Objetivos ..................................................................................................................... 5 1.1

Objetivo General................................................................................................... 5

1.2

Objetivo Específico. .............................................................................................. 5

2

Introducción ................................................................................................................ 6

3

Marco teórico .............................................................................................................. 7

4

Materiales, equipos y recursos ................................................................................. 10

5

Procedimiento experimental...................................................................................... 13

6

Procedimiento de resultados..................................................................................... 13

7

Discusión .................................................................................................................. 14

8

Conclusión ................................................................................................................ 15

9

Bibliografía ................................................................................................................ 16

10

Anexos ................................................................................................................... 17

Tabla de figuras Figura 1: Esquema de una celda de flotación.................................................................... 8 Figura 2: Esquema del proceso de flotación en una celda. ............................................. 17 Figura 3: Proceso del colector en la flotación. ................................................................. 17

1 Objetivos 1.1 Objetivo General. 

Demostrar la importancia en que influye el colector en el proceso fisicoquímico para lograr la separación de los minerales.

1.2 Objetivo Específico.   

Conocer los reactivos usados en la flotación de minerales. Explicar la recuperación de mineral usando colector. Calcular % Rp.

2 Introducción La flotación como se sabe, es un proceso o técnica fisicoquímica que consta de tres fases sólido, líquido y gaseoso que tiene por objetivo la separación de especies minerales mediante la adhesión selectiva de partículas minerales a burbujas de aire a la superficie. Huy la realidad minera chilena ha cambiado. El agotamiento del cobre oxidado, es decir, aquel que se encuentra más cerca de la superficie en los yacimiento, está dando paso a la explotación de los sulfuros de cobre (más profundos), lo cual procesos de concentración por flotación juegan un rol muy importante en la recuperación de especies valiosas desde sus respectivas menas. El número de variables que inciden sobre los resultados metalúrgicos obtenido a través de la aplicación de este proceso a una mena en partículas es muy extenso; En muchas ocasiones se denomina un proceso complejo. La técnica de concentración de los minerales utiliza equipos de reducción progresiva de tamaño como trituradoras y molinos, que liberan entre si las partículas minerales, y equipos de separación física o fisicoquímica en húmedo de las diversas especies valiosas liberadas como celdas de flotación. La flotación por espumas es un proceso físico-químico de la concentración de minerales finalmente 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 objetivo la separación de especies minerales, divididos a partir de una pulpa acuosa, aprovechando sus propiedades de afinidad (hidrofílico) o repulsión (hidrológico) por el agua. Las especies valiosas o útiles constituyen una fracción menor del mineral, mientras que las especies no valiosas constituyen la mayor parte. La flotación es un proceso heterogéneo, es decir, involucra más de una fase: solido que es el mineral, liquido involucra el agua y finalmente gaseosa que es a través de burbujas. Para entender el proceso, es necesario estudiar las propiedades físico químicas de la superficie de los minerales, la relación entre las fases sólida liquida y gaseosa, y sus interfaces. En este laboratorio, se efectuará en la flotación primaria, utilizando diferentes reactivos químicos para alterar el ambiente químico, con los equipos y herramientas necesarias, seguido de la aplicación de cálculos para obtener los resultados requeridos. Utilizaremos fórmulas como la de %peso en masa y volumen máximo.

3 Marco teórico En este capítulo se presenta la información Teórica que envuelve la temática de las celdas de flotación y % rp. Necesario para comprender la experiencia realizada. La Flotación Es un proceso fisicoquímico que consta de tres fases sólidas, líquidas y gaseosas que tiene por objetivo la separación de especies minerales mediante la adhesión selectiva de partículas minerales a burbujas de aire. (Laboratorio de metalurgia flotacion, 2016) Los principios básicos en que se fundamenta el proceso de la flotación son los siguientes:  

La hidrofobicidad del mineral que permite la adherencia de las partículas sólidas a las burbujas de aire. La formación de una espuma estable sobre la superficie del agua que permite mantener las partículas sobre la superficie.

Para establecer estos principios se requiere la adición de reactivos químicos al sistema. Estos reactivos de flotación son los colectores, depresores, activadores y modificadores, cuya acciones principales es inducir e inhibir hidrofobicidad de las partículas y dale estabilidad a la espuma formada. Las partículas mineralizada hidrofóbicas tienen la capacidad de adherirse a la burbuja, en tanto que las hidrofilicas, como las ganga, y repele la fase liquida, mientras que la superficie hidrofilica tiene afinidad por la fase líquida. La flotación es un proceso muy utilizado en la recuperación de los minerales sulfurados de cobre debido a la hidrofobicidad natural que tiene. También se usa para la limpieza de agua usada con contenidos de grasa o aceites para su reutilización. Existen equipos que realizan este proceso como las celdas de flotación y las columnas de flotación; estas últimas han ido reemplazando a las celdas por sus menores costos operacionales. Celdas de Flotación Aunque existen muchos diseños diferentes de máquinas de flotación, todas tienen la función de hacer que las partículas con superficie hidrófoba entre en contacto y se adhieran a las burbujas de aire para que sean elevadas hasta la superficie y se mantenga en la espuma hasta que sean elevadas hasta la superficie y se mantenga en la espuma hasta que sean removidas (C.Bravo, 2004). Para lograr esta función, una máquina de flotación debe: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Mantener todas las partículas en suspensión Disponer pequeñas burbujas de aire en el seno de la superficie. Promover el contacto partícula- burbuja. Mantener condiciones tranquilas en el seno de la suspensión. Evitar el ascenso de partículas indeseadas por arrastre mecánico de las burbujas. Permitir la extracción de la espuma cargada.

Con el objetivo de lograr alcanzar estos requerimientos de han inventado muchos tipos de máquinas de flotación. Todas las máquinas de flotación pueden considerarse comprendidas en dos categorías básica; las máquinas de flotación mecánicas y las máquinas de flotación neumáticas. Las máquinas de flotación mecánicas cuentan con un impulsor que gira dentro de un recipiente rectangular o cilíndrico que cuenta con deflectores y cuyo diseño varía entre los diferentes tipos de máquinas. El impulsor es un mecanismo que gira a velocidad controlada y también de diferentes diseños, cerca del impulsor se coloca un mecanismo dispersor para que en conjunto se origine el suficiente mezclado que dé origen al contacto partícula - burbuja. El aire que genera las burbujas puede suministrarse a través de la flecha del impulsor o puede ser succionado con un diseño apropiado del impulsor, a través de un tubo vertical situado en torno a la flecha. Estas máquinas generan una región de gran turbulencia, pero es indispensable que generen también una zona de relativa tranquilidad adyacente a la capa de espuma para que las partículas adheridas a las burbujas no sean desprendidas por los flujos turbulentos.

Figura 1: Esquema de una celda de flotación.

Concentrado de cobre Pulpa espesa obtenida de la etapa de flotación en el proceso productivo, son el resultados de la trituración, chancado y molienda, en la que se encuentra una mezcla de sulfuro de cobre, fierro y una serie de sales de otros metales (Mineria). Su proporción depende de la mineralogía de la mina. Si bien hay una importante producción minera de molibdeno, se recupera una cantidad significativa de molibdeno como subproducto en minas de cobre. El diagrama de flujo estándar consiste en flotación a granel de sulfuros de cobre y molibdenita durante la depresión de ganga y minerales de hierro en los circuitos más duros y más limpios Entonces al comercializar el mineral en forma de concentrado se determina su valor en base, principalmente, al precio del cobre actualizado considerando una serie de otras variables..

4 Materiales, equipos y recursos Para llevar a cabo el procedimiento experimental en los laboratorios se hizo de una variada de materiales y equipos, los cuales serán nombrados y descritos a continuidad: 

Pesa: Equipo con el cual se puede masar la cantidad de materiales y/o químicos que se debe utilizar en los procedimientos.



Espumante: Encargado para generar burbujas resistentes y de tamaño óptimo.



Colector (xantato de sodio): Compuesto orgánico heteropolar que absorbe selectivamente sobre la superficie de la partícula, haciendo que estas se vuelvan hidrófobas.



Agitador: Equipo utilizado para agitar la pulpa de la celda.



Celdas de flotación: Recipiente donde se lleva a cabo el proceso de flotación y extracción del concentrado.



Lechada de cal: oxido de calcio utilizado para regular el pH de la pulpa.



Baso precipitado: Recipiente graduado utilizado para medir la cantidad de agua.



Mineral: Material utilizado para obtener la pulpa en celda.

 

Agua: Recurso utilizado para la obtención de la pulpa. Indice de pH: Indica el estado de acidez o alcalinidad.

5 Procedimiento experimental En el siguiente capítulo se presentará el desarrollo de la experiencia. 1. Se recolectaron 1,2 kg de mineral sulfurado. 2. Luego colocar en la celda los 1,2 kg de mineral sulfurado y luego agregar aproximadamente 4,5 lts de agua (hasta la marca de la celda). 3. Al pasar al laboratorio y utilizar la máquina de "Celdas de flotación", se le agrega el colector en las celda: a. Celda 1: sin colector. b. Celda 2: 20 g/tMx de colector. c. Celda 3: 100 g/tMx de colector. 4. Se le agrega 2 gotas de espumante (FLOTANOL) a la disolución anterior. 5. Luego se le agrega lechada de cal, hasta obtener un pH entre 10-11. 6. Dejarla un tiempo para que reacción y subir a 15 Lmp (aire comprimido). 7. Al pasar los 10 minutos, ya la pulpa se encuentra acondicionada, luego con la ayuda de la espátula se estuvo constantemente extrayendo la mayor cantidad de espuma y depositando el contenido en un recipiente. 8. Para terminar la espuma que se logró extraer de la celda, se llevó filtrar para lograr quitar lo que se pueda de agua y llevar a un horno para obtener la cantidad de mineral de valor económico.

6 Procedimiento de resultados Colector: 1,2 𝑘𝑙 × 100 = 0,12 𝑔𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟 1000 1,2 𝑘𝑙 × 20 = 0,024 𝑔𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟. 1000 Datos de resultados de concentrado de pulpa mineral obtenido del laboratorio: Colector Sin colector 100 gr/Tmx 20 gr/Tmx

Concentrado pulpa 55,32 gr 62,35 gr 70,21 gr

7 Discusión 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. En el laboratorio utilizamos la flotación con espuma, la que ha impuesto y ha alcanzado un notable desarrollo. En este método de separación los reactivos son los componentes y la variable más importante para lograr una buena flotación. El colector se constituye por tanto en el factor principal en el proceso de flotación. De allí que es necesaria la combinación más apropiada del colector y modificadores para obtener los mejores resultados metalúrgicos La cual realizamos un experimento a través de 3 celdas, con la que modificamos las medidas del colector y obtuvimos diferentes peso de concentrado de pulpa, la cual quedo de la siguiente manera: 1. Celda sin colector → 55,32 gr de concentrado 2. Celda 100 gr/Tmx→ 62,35 gr de concentrado 3. Celda 20 gr/Tmx→ 70,21 gr de concentrado Si no hubiera colectores, no habría quien pegue los sulfuros a las burbujas. En este caso, las burbujas subirían sin carga a la superficie y todos los sulfuros valiosos se pasarían al relave El exceso de colector hace flotar en cantidades excesivas a los materiales indeseables (pirita, roca) o a los sulfuros valiosos que se espera flotar en otros circuitos de máquinas. Por ejemplo: En el caso del circuito de plomo se mantiene deprimido el zinc, para flotarlo en su respectivo circuito; pero un exceso de colector podría hacer flotar al zinc junto con el plomo. Igual cosa sucedería si pusiéramos exceso de colector en el circuito de zinc, haría flotar a la pirita que se encuentra deprimida por la lechada de cal Si hay insuficiente cantidad de colector, relaves altos, porque no se recuperan los sulfuros valiosos.

8 Conclusión En el laboratorio se trabajó con pulpas, la cual consiste en la mezcla de mineral con agua, para la realización de la flotación es necesario expresar la proporción relativa en que se encuentra el mineral y el agua. Esto se lleva a cabo con el fin de obtener el % rp. El cual corresponde al porcentaje que tiene el peso o flujo másico del mineral, respecto del peso o flujo másico de la pulpa. A partir de laboratorio se logró ver el funcionamientos de las celdas de flotación, viendo que sucede con la mezcla del mineral, cómo reacciona cuando se le es agrado el colector, el espumante y la cal. El % de rp. De las celdas de flotación estuvo en un rango aceptable y estándar; concluyendo un correcto funcionamiento de los equipos basados en la base teórica de las celdas de flotación y los resultados de rp., lo que nos entrega que le proceso de flotación se realizo en concordancia a lo que la teoría plantea.

9 Bibliografía (2016). Laboratorio de metalurgia flotacion. C.Bravo, A. (2004). Manual de flotacion. Mineria, M. d. (s.f.). Ministerio de mineria. Obtenido http://www.minmineria.gob.cl/glosario-minero-c/concentrado-de-cobre/

de

10 Anexos Figura 2: Esquema del proceso de flotación en una celda.

Figura 3: Proceso del colector en la flotación.