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FLOTACIÓN SELECTIVA ó DIFERENCIAL Cu - Pb - Zn

LABORATORIO Nº 03 I. II.

TÍTULO:

“FLOTACIÓN SELECTIVA ó DIFERENCIAL Cu – Pb - Zn”

OBJETIVOS: 2.1.

Saber clasificar y dosificar los reactivos a utilizar en un proceso de flotación para un mineral que tiene Cu– Pb – Zn.

2.2.

Observar y aprender el proceso de flotación selectiva ó diferencial Cu – Pb – Zn.

2.3.

Determinar el peso de cada concentrado presente en la flotación.

2.4.

Determinar la relación entre el mineral que ingresa al proceso de flotación diferencial y los concentrados a obtener.

III.

CONTENIDO: 3.1.

FLOTACIÓN: La flotación es un proceso físico-químico de separación de minerales o compuestos finamente molidos, basados en las propiedades superficiales de los minerales (mojabilidad), que hace que un mineral o varios se queden en una fase o pasen a otra. Las propiedades superficiales pueden ser modificadas a voluntad con ayuda de reactivos. El proceso de flotación se basa en las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas de los minerales. Se trata fundamentalmente de un fenómeno de comportamiento de sólidos frente al agua (Fig. 1). Los metales nativos, sulfuros o especies como el grafito, carbón bituminoso, talco y otros son poco mojables por el agua y se llaman minerales hidrofóbicos. Por otra parte, los sulfatos, carbonatos, fosfatos, etc. Son hidrofílicos o sea mojables por el agua.

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3.2.

FLOTACIÓN COLECTIVA (Bulk Flotation): Se dice flotación colectiva en el caso de que todos los minerales valiosos y de un solo tipo mineralógico (por ejemplo: sulfuros) salen en la espuma. 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.

3.3.

FLOTACIÓN SELECTIVA O DIFERENCIAL: Como su nombre indica la flotación es selectiva, se flota un solo mineral a la vez en cada etapa. El tamaño máximo de partícula a flotar depende de la naturaleza de la partícula y su peso específico. De modo que en la práctica el tamaño límite superior de las partículas para el caso de sulfuros está entre 0,15 – 0,25 mm, para carbón entre 1 – 2 mm y para azufre nativo entre 0,5 – 1 mm.

3.4.

FLOTACIÓN DE MINERALES DE COBRE – PLOMO – ZINC: En las menas polimetálicas el Cu se encuentra en minerales muy diversos, el Zn en la esfalerita con más frecuencia y el Pb en la galena. Actualmente para el beneficio de estos minerales se realiza una flotación colectiva de los minerales de cobre y plomo de la mena inicial obteniéndose un concentrado Bulk Pb – Cu con la depresión de la esfalerita y pirita, y la posterior selección del concentrado Bulk cobre – plomo. De las colas del circuito Bulk se extrae la esfalerita y a veces, la pirita.

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La separación de minerales de Cu y Pb de los de pirita y la ganga se efectúa con bastante facilidad. Para ello en las concentradoras en la mayoría de los casos se emplea cal, el cianuro y el sulfato de zinc. El uso y consumo de unos u otros depresores se determina por la cantidad y actividad de flotación de los minerales que se deprimen. El gasto de los depresores es el siguiente: ZnSO4 = 0,350 – 0,700 k/TM, NaCN = 0,002 – 0,100 k/TM, Cal hasta 1,300 k/TM (dependiendo de la cantidad y actividad de la pirita). Como colectores se emplean los Xantatos y Aerofloats N° 31 y 242, el Aero – 404, tiocarbanilida 130, además se emplean combinaciones de colectores.

Como espumantes en el circuito de Pb – Cu se usa el Dowfroth, Aceite de Pino, M.I.B.C., u otros espumantes selectivos. La extracción de la esfalerita y algunas veces de la pirita, de las colas de flotación Pb – Cu no presenta grandes dificultades y se lleva a cabo utilizando el Sulfato de Cobre, la cal, el aerofloat o xantato, el espumante, y a veces el NaCN. Los métodos industriales de separación del Concentrado Pb – Cu son: 1) Flotación de minerales de cobre deprimiendo la galena: a) Con sulfito de sodio o sulfato de fierro. b) Con bicromato de sodio o potasio. c)

Con ácido sulfuroso y bicromato de potasio.

d) Con ácido sulfuroso y almidón. e) Con ácido sulfuroso, bicromato de sodio y almidón. 2) Flotación de la galena con la depresión de los minerales de cobre: a) Con cianuro, a veces en combinación con sulfuro sódico. b) Con un complejo de cianuro de zinc. c)

Con cianuro de sodio y sulfato de zinc.

PROCESO DE FLOTACION

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IV.

MATERIALES Y EQUIPOS: 4.1.

MATERIALES:  1 litro de agua.  500 gramos de mineral polimetálico que contiene Cu - Pb -zn.  0,5 cm3 de Xantato Z-6 (al 10%) (colector).  2 gotas de Dowfroth 250 (espumante).  5 ml de cianuro (al 5%) (depresor).  1 gramo de cal.  Sulfato de Zinc al 5 %. (Depresor del Zinc)  Sulfato de Cobre al 5 %.

4.2.

EQUIPOS:  Molino de bolas  Celda de Flotación DENVER

V.

PROCEDIMIENTO: 5.1.

Agregar el agua a la celda de flotación, luego los 500 gramos de mineral formandose la pulpa hasta unos 2 cm por debajo del punto de rebose.

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5.2. 5.3.

Encender el equipo de flotación y nivelar con el agua hasta el borde de la celda quedando listo para flotar. Agregar :  15 ml de sulfato de zinc (ZnSO4), para deprimir al zinc.  1 gramo de cal para subir el pH.  5 ml de cianuro al 5 %. 

0,5 cm3 de Z-6 al 5% (colector).

 2 gotas de Dowfroth 250 (espumante). 5.4. 5.5. 5.6. 5.7.

Cronometrar un tiempo de flotación: 1-2 min. Luego se obtiene el concentrado de Cu – Pb. Limpiar y realizar la segunda flotación con la ganga que queda de la primera etapa para recuperar el Zn. Luego agregar:  Agua  15 ml de sulfato de cobre (CuSO4), para activar al zinc.  0.5 cm3 de Z-6 al 5% (colector).  2 gotas de Dowfroth 250 (espumante). Obteniéndose un concentrado de zinc de color amarillo - marrón

5.8.

Realizamos la tercera flotación para obtener un concentrado de plomo a partir del concentrado Cu – Pb, agregando:  Agua  1 gramo de cal para subir el pH. (antes del cianuro)  5 ml de cianuro  0.5 cm3 de Z-6 al 5% (colector).  2 gotas de Dowfroth 250 (espumante). Obteniéndose un concentrado de plomo.

5.9.

Lo que queda en el recipiente (vaso de flotación) es el Cu. Luego esto se lleva ambos concentrados al secado para poder ser pesado.

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Concentrado de Plomo

5.10. 5.11.

VI.

Concentrado de Cobre

Se obtuvo del concentrado: 15 gramos de Cu, 25 gramos de Pb y 30 gramos de Zn. Calcular los ratios.

RESULTADOS: Teniendo el peso del mineral 500 gramos que ingresó al proceso de flotación y el peso del primer concentrado obtenido después de la flotación selectiva, es de 15 gramos de Cu, 25 gramos de Pb y 30 gramos de Zn.  Ratio para el Pb:

RATIO 

Peso mineral Peso Pb

RATIO 

500 gramos 25 gramos

RATIO 20  Ratio para el Cu:

RATIO 

Peso mineral Peso Cu

RATIO 

500 gramos 15 gramos

RATIO 33.33

 Ratio para el Zn:

RATIO 

Peso mineral Peso Cu

RATIO 

500 gramos 30 gramos

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RATIO 16.67 VII.

CONCLUSIONES: 7.1. Se observa y aprende el proceso de flotación selectiva o diferencial de Cu – Pb – Zn, obteniéndose 15 gramos de Cu, 25 gramos de Pb y 30 gramos de Zn. 7.2.

Mientras el ratio sea mayor es mejor, ya que el concentrado se reduce y la ley aumenta.

7.3. Se determina los ratios correspondientes para cada metal presente en el mineral, obteniéndose los siguientes: Cu = 33.33 Pb = 20 Zn = 16.67

VIII.

RECOMENDACIONES: 8.1.

Para una muestra de tres minerales como es el caso de Cu – Pb – Zn, primero deprimir el Zn con sulfato de Zinc (ZnSO4 al 15 %).

8.2.

Al agregar el reactivo Z-6, procurar de que sea la cantidad exacta por que el exceso de este reactivo podría ocasionar que floten otros elementos junto con el mineral valioso.

8.3.

No agregar las gotas de espumante (DOWFROTH 250) mas de lo necesario, por razón de que se formaría una espuma muy esponjosa lo cual demoraría en secar o reventar.

8.4.

Si en el concentrado de Pb, existiera Cu esto ocurre debido a la falta de depresor.

8.5.

Al flotar el concentrado (galena y calcopirita), asegurarse de que este tenga un pH óptimo o critico lo que permitiría una buena flotación; así el PbS flotaría, por que si sobrepasa el pH crítico, deprimiría también a dicho sulfuro.

8.6.

IX.

Si en el relave existiera Zn esto ocurre debido a la falta de activador.

BIBLIOGRAFÍA: 

PORRAS, D. (1997). “Procesamiento de Minerales: Fundamentos Básicos para Operadores y Supervisores de Plantas Concentradoras”.

INTERNET:



http://www.confiep.org.pe/facipub/upload/publicaciones/1963/inform_cianurosnmpe.pdf

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