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INFORME DEL LABORATORIO DE METALURGIA FLOTACIÓN

NOMBRE: Sylvia Contreras, Victor Allendes, Diego Vilca, Giovanni Barboza, Marco Aguirre CARRERA: ingeniería en mina ASIGNATURA: Laboratorio de metalurgia PROFESOR: Luis Romero Inostroza FECHA: 30-05-2016

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ÍNDICE

I. Introducción…………………………………………………………………………. 2 II. Objetivos……………………………………………………………………………. 3 III. Marco Teórico……………………………………………………………………… 3,9 i. Razón de concentración…………………………………………………… 10 ii. Recuperación metalúrgica………………………………………………

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IV. Observaciones……………………………………………………………………… 5, 10 V. Datos Experimentales……………………………………………………………… 11, 12 VI. Fotos Experiencia…………………………………………………………………. 13 VII. Conclusión………………………………………………………………………… 14

I.

INTRODUCCION

La flotación, como ya sabemos, es un proceso o técnica fisicoquímico que consta de tres fases sólido-líquido-gaseoso que tiene por objetivo la separación de especies minerales mediante la adhesión selectiva de partículas minerales a burbujas de aire a la superficie. 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, espumantes, depresores, activadores y modificadores, cuyas acciones principales son inducir e inhibir hidrofobicidad de las partículas y darle estabilidad a la espuma formada. Las partículas minerales hidrofóbicas tienen la capacidad de adherirse a la burbuja, en tanto que las hidrofílicas, como la ganga, no se adhieren. La superficie hidrofóbica presenta afinidad por la fase gaseosa y repele la fase líquida, mientras que la superficie hidrofílica tiene afinidad por la fase líquida. En este laboratorio, se efectuará en la flotación primaria (Rougher), utilizando diferentes reactivos químicos para alterar el ambiente químico, con los equipos y herramientas necesarias, para determinar y evaluar Rc, Rm y pH con la cantidad de Cal utilizada.

II. OBJETIVOS

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Objetivo general:

   

Efectuar pruebas de flotación primaria (Rougher) a nivel batch. Determinar razón de concentración Encontrar la recuperación metalúrgica Medir pH del concentrado y relave

III. MARCO TEÓRICO

FLOTACIÓN Se define como un proceso físico-químico de tensión superficial que separa los minerales sulfurados del metal de otros minerales y especies que componen la mayor parte de la roca original. Durante este proceso, el mineral molido se adhiere superficialmente a burbujas de aire previamente insufladas, lo que determina la separación del mineral de interés. La adhesión del mineral a estas burbujas de aire dependerá de las propiedades hidrofílicas (afinidad con el agua) y aerofílicas (afinidad con el aire) de cada especie mineral que se requiera separar de las que carecen de valor comercial y que se denominan gangas. En la etapa previa (molienda), se obtiene la roca finamente dividida y se le incorporan los reactivos para la flotación. El propósito es darle el tiempo necesario de residencia a cada uno de los reactivos para conseguir una pulpa homogénea antes de ser utilizada en la flotación. Con la pulpa (o producto de la molienda) se alimentan las celdas de flotación. Al ingresar la pulpa, se hace burbujear aire desde el interior y se agita con un aspa rotatoria para mantenerla en constante movimiento, lo que facilita y mejora el contacto de las partículas de mineral dispersas en la pulpa con los reactivos, el agua y el aire, haciendo que este proceso se lleve a cabo en forma eficiente.

COLECTOR

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El colector dentro de la flotación de minerales, es la variable más importante a considerar puesto que sin ellos no se podría efectuar eficientemente la flotación. Lo anterior, debido a que sólo existen cuatro especies mineralógicas que presentan flotabilidad natural, tales como: grafito, talco, azufre y molibdenita. Por otra parte, hay que recordar que la flotación no se puede efectuar sin espumantes y modificadores. Siendo un elemento tan indispensable del proceso, los reactivos de flotación lo influyen además con una extraordinaria sensibilidad. No sólo influye el tipo de reactivo que se agrega, sino que también toda la combinación de reactivos (fórmula de reactivos), su cantidad relativa y absoluta, punto y método de adición y múltiples otros factores que a veces escapan a una definición precisa. Se ha comprobado que los efectos favorables o desfavorables causados por otras variables (molienda, aireación, densidad de la pulpa, etc.) nunca pueden sobrepasar en su importancia los efectos positivos o negativos de una fórmula de reactivos. No es raro, entonces, que a la investigación de los reactivos y al estudio de la fórmula más apropiada se dedique generalmente la mayor parte del esfuerzo en la solución del problema metalúrgico de un mineral. Es conveniente destacar la complejidad del problema que representa la selección de una fórmula apropiada de flotación. Como se sabe, la adsorción de reactivos se basa en un equilibrio de iones de la pulpa que determina los potenciales cinético, electroquímico y la hidratación de las partículas minerales. Este equilibrio es difícil de controlar o prever, tomando en consideración que aparte de los reactivos introducidos conscientemente en la pulpa, hay una considerable variedad de iones provenientes de las impurezas que trae el mineral mismo y de las aguas industriales

CLASIFICACIÓN DE LOS COLECTORES: COLECTORES ANIÓNICOS. Que representan la gran mayoría y colectores catiónicos representados por un grupo muy reducido. Esta clasificación está basada en el criterio formal de sí un colector se disocia en agua, en su parte principal, o sea, el radical con una buena parte de su grupo polar, en un catión o un anión. La mayor parte de los colectores se disocian de forma que sus radicales junto con el grupo polar constituyen un anión, dejado en la solución un catión que puede ser Sodio, Potasio, Calcio o Hidrogeno.

COLECTORES CATIÓNICOS. Este grupo de colectores está principalmente representado por las aminas y sales cuaternarias de amonio. Una de las características de los colectores catiónicos es la presencia de nitrógeno pentavalente. Estos colectores se distinguen por su fácil adsorción y desorción dependiendo de su concentración en la pulpa, habiendo casos en que se pueden eliminar de un concentrado al lavarlo con agua fría. En general son menos selectivos que los aniónicos.

COLECTORES NO IÓNICOS.

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En la flotación de minerales fuertemente hidrofóbicos, tales como carbón, grafito, azufre, molibdenita tienen importancia los colectores no iónicos, tales como el kerosén, aceite de transformadores y otros tipos de hidrocarburos saturados. Estos reactivos por si mismos son fuertemente hidrofóbicos, sin embargo, debido a la ausencia de grupos polares, estos colectores no tienen medios propios para adsorberse sobre las superficies minerales y tienen que ser agregados en combinación con otros compuestos orgánicos heteropolares para que puedan ser de utilidad. Debido a su insolubilidad en agua, estos hidrocarburos generan ciertas dificultades, causando un efecto negativo en la espuma, poniéndola más frágil e inestable.

PROPIEDADES ESPUMANTES Los xantatos son substancialmente no espumantes y por lo tanto pueden emplearse en cualquier cantidad necesaria, sin el peligro de producir espumación excesiva. Esto hace posible, mediante el uso de reactivos espumantes no colectores en combinación con los xantatos, lograr un control altamente flexible y separado de la acción colectora y espumante, lo cual es una gran ventaja para mantener las condiciones adecuadas de flotación durante los cambios del mineral. REACTIVOS DEPRESANTES Se utilizan para provocar el efecto inverso al de los reactivos colectores, esto es, para evitar la recolección de otras especies minerales no deseadas en el producto que se quiere concentrar y que no son sulfuros. MODIFICADORES DE PH Sirven para estabilizar la acidez de la pulpa en un valor de pH determinado, proporcionando el ambiente adecuado para que el proceso de flotación se desarrolle con eficiencia.

XANTATOS CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

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Los xantatos son completamente solubles en agua y relativamente estables. Cuando son puros, su color es casi blanco y carecen de olor. El producto comercial, sin embargo, que por lo general ha estado expuesto al aire, presenta un olor característico y su color puede fluctuar entre blanquecino hasta amarillo profundo, sin variaciones en su poder colector. Los xantatos se ofrecen en forma de pellets, a fin de reducir el polvo durante su manejo y también para mejorar su estabilidad. Estos pellets han llegado a ser almacenados por periodos de hasta 5 años, en un lugar seco y fresco, sin que el material pierda sus propiedades colectoras. Sin embargo, no se recomienda almacenarlos por lapsos mayores de un año. Para ensayos de laboratorio, la solución de xantatos se prepara disolviendo uno o dos pellets en agua. La pequeña cantidad de polvo o granos finos que pueden encontrarse en un tambor de xantatos nunca debe usarse para pruebas de laboratorio, puesto que este material podría no ser representativo. ESTRUCTURA QUÍMICA Y ACTIVIDAD Los xantatos son ditiocarbonatos correspondientes a la fórmula estructural: RO − C – SX En la cual R representa el radical alquílico y X un metal alcalino.

SELECTIVIDAD La selectividad de un colector se refiere a su habilidad para recubrir en forma preferente y, por consiguiente, flotar el mineral o minerales deseados sin flotar al mismo tiempo los indeseables. El problema de selectividad se complica por el hecho de que, además de la ganga, la mayoría de los minerales en bruto contienen varios minerales sulfurados, algunos de los cuales son valiosos y otros no. Los xantatos poseen una excelente selectividad contra ambos tipos de minerales indeseables. Puesto que no son adsorbidos en sílice y otros minerales de formación rocosa en un grado apreciable, producen concentrados de elevado grado y con un mínimo de ganga. Todavía más importante es el hecho de que la selectividad de los xantatos, puede controlarse fácilmente mediante el uso de agentes modificadores adecuados, haciendo de este modo posible la separación exitosa, de la mayoría de las combinaciones de minerales sulfurados.

ALIMENTACIÓN Los xantatos que son completamente solubles en agua, pueden alimentarse en cualquier concentración deseada. Por lo general se usan soluciones al 5 y 10%, pero pueden ser

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ventajosas mayores concentraciones, en aquellas plantas que utilizan grandes cantidades de colector. La disolución de xantato en forma de pellets puede lograrse en varias formas. La más sencilla de ellas, consiste en introducir el xantato en un estanque mezclador con agua y agitarlo. Un método más usual para preparar soluciones de xantato, es usar un recipiente con lámina perforada, la que se coloca cerca de la parte superior del tanque mezclador. Después de llenar el tanque con la cantidad requerida de agua, se vierte el contenido de uno o dos tambores de xantato en el recipiente y la solución se hace circular sobre los pellets de xantato, por medio de una bomba o un agitador, hasta que la disolución se complete y la solución esté perfectamente mezclada.

ETAPAS DE LA FLOTACION LA FLOTACIÓN CONTEMPLA TRES FASES:  Fase sólida: corresponde a las materias que se quiere separar (material mineral).  Fase liquida: es el medio en que se llevan a cabo dichas separaciones.  Fase gaseosa: se refiere al aire inyectado en la pulpa para poder formar las burbujas, que son los centros sobre los cuales se adhieren las partículas sólidas CELDAS DE FLOTACIÓN: LAS HAY DE 3 TIPOS.  Mecánicas: son las más comunes, caracterizadas por un impulsor mecánico que agita la pulpa y la dispersa.  Neumáticas: carecen de impulsor y utilizan aire comprimido para agitar y airear la pulpa.  Columnas: tienen un flujo en contracorriente de las burbujas de aire con la pulpa, y de las burbujas mineralizadas con el flujo de agua de lavado. Los productos de la flotación contienen habitualmente entre un 50% y 70% de sólidos. Gran parte del agua contenida en las pulpas producidas por la flotación es retirada en los espesadores de concentrado y cola, los que realizan simultáneamente los procesos de sedimentación y clarificación. El producto obtenido en la descarga de los espesadores de concentrado puede contener entre 50% y 65% de sólidos. El agua remanente en estos concentrados espesados es posteriormente retirada mediante filtros hasta obtener un valor final que va desde un 8% hasta un 10% de humedad en el producto final. Este último es la alimentación para la siguiente etapa Respaldo y/o antecedentes:

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En la flotación se busca o tiene como objetivo, la separación de especies de alto valor comercial en un mineral, del mineral estéril. Para lograr esto, al mineral se le aplica, moliendo el mineral en circuitos de molienda. Una vez hecho, la separación ocurre o reliza en el agua, formandose una pulpa y en donde las partículas sólidas se suspenden, mediante agitadores especiales para el proceso.

A la pulpa se le agrega reactivos químicos ya mencionados, para pasar a una condición de hidrofobicidad, sobre las partículas valiosas. De tál manera que al introducir aire, se produce un conjunto de burbujas, donde se adhieren las partículas; hasta que alcanza la superficie y luego son retiradas. Mientras tanto, las partículas de material estéril no han sido afectadas por los reactivos químicos y permanecerán suspendidas dentro de la pulpa.

Se analizará para comprobar la efectividad de los reactivos químicos en las partículas de la solución acuosa. Ver el cambio de pH por la agregación de Cal

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Se evaluará los principales índices de flotación: Razón de concentración. Rc 

F C

Rc 

ct f t

Rm 

( f  t )c x100 (c  t ) f

Dónde: Rc: Razón de concentración F: Peso alimentación (gramos) C: Peso de concentrado (gramos) f: Ley alimentación (%) c: Ley concentrado (%) t: Ley relave (%)

Recuperación metalúrgica: Rm 

Cc x100 Ff

Dónde: Rm: Recuperación metalúrgica (%) F: Peso alimentación (gramos) C: Peso de concentrado (gramos) f: Ley alimentación (%) c: Ley concentrado (%) t: Ley relave (%)

IV. PROCEDIMIENTO Laboratorio n°6 ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL

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     

Gafas Guantes Delantal blanco Zapatos de seguridad Mascarilla nasal Tapones auditivos

EQUIPAMIENTO  Máquina de flotación  Recipiente o tacho de flotación  pHmetro digital con buffers para calibración    

Molino de bolas o pulverizador Balanza precisión. Horno eléctrico de secado Serie de tamices (10, 16, 30, 50, 70, 100, 140 , 200 mallas, tapa y fondo).

HERRAMIENTAS e INSUMOS          

Baldes plásticos Probeta de 0,5 ó 1 litro Pizeta, embudo Cronómetro Set de bandejas. Paño roleador. Poruñas (palas chicas) Brochas Regla para medir espátulas

MATERIALES USADOS  bolsas plásticas.  5 Kg. De mineral  Reactivos de flotación: colector, espumante y cal

DATOS EXPERIMENTALES:

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FOTOS EXPERIENCIA

CONCLUSION

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