Informe Practica Flotacion

8-6-2017

PRACTICA DE FLOTACION FLOTACION DE MENA DE CUARZO CON ORO

Realizado por: Juan Cedillo, María Orellana, Anabel Reyes, Anais Rivera, Michelle Román. UNIVERSIDAD DEL AZUAY

PRACTICA DE FLOTACION Contenido PRACTICA DE FLOTACION.............................................................................................................1 Introducción:............................................................................................................................2 Recomendaciones de seguridad:.............................................................................................2 Objetivos:.................................................................................................................................2 Objetivo General:.................................................................................................................2 Objetivos Específicos:...........................................................................................................2 Equipos y herramientas...........................................................................................................3 Marco Teórico:........................................................................................................................3 Procedimiento:........................................................................................................................6 Preparación del mineral a tratar...........................................................................................6 Los parámetros a seguir son:................................................................................................6 Preparación de la pulpa........................................................................................................6 Resultados Obtenidos:.............................................................................................................7 Conclusión...............................................................................................................................8 Observaciones y recomendaciones:.........................................................................................8 Bibliografía:............................................................................................................................8 Anexos.....................................................................................................................................9 Espumante...........................................................................................................................9 Colector................................................................................................................................9 Bandas de medición de PH...................................................................................................9 Muestra de flotación..........................................................................................................10 Muestra con espumante.....................................................................................................10 Muestra con colector y espumante....................................................................................11

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Introducción: La flotación es un método fisicoquímico, la misma permite la concentración de minerales en suspensiones acuosas, este proceso consiste en la separación de partículas sólidas “hidrófobas” (rechazan el agua) de partículas sólidas “hidrofilicas” (atraídas por el agua), con la ayuda de inyección de burbujas de aire. (Bustamante Rua, Gaviria Cartagena, & Restrepo Baena, 2008). Para la presente guía el mineral de interés es el oro y sus menas, por lo que se va a flotar oro libre y oro asociado a sulfuros, acompañado de otros sulfuros con metales que sobrepasaran la celda de flotación.

Recomendaciones de seguridad: 

El estudiante deberá portar vestimenta adecuada como: mandil de laboratorio,

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pantalón, zapatos cerrados Trabajar siguiendo un orden de procesos, sin prisas y pensando en cada

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momento en lo que está haciendo. No adicionar los colectores ni el espumante a la pulpa sin haber verificado el nivel de pH, se debe buscar que el pH se encuentre en 9 para un adecuado

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proceso de flotación. Está prohibido hacer experimentos no autorizados por el profesor o el asistente

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que se encuentre en el laboratorio. En el laboratorio está prohibido ingerir cualquier tipo de alimentos. En caso de derrames de químicos, comunicar al laboratorista, no manipularlos por cuenta propia.

Objetivos: Objetivo General:  Realizar una flotación convencional a escala de laboratorio de una muestra a partir de mena de sulfuros, empleando espumante y agente colector. Objetivos Específicos:  Familiarizarse con los diferentes colectores, espumantes para el proceso de una 

flotación convencional a escala de laboratorio. Comprender el funcionamiento de la celda de flotación tipo Dennver además de

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las variables operativas asociadas con la flotación de minerales. Realizar la comparación cuantitativa de una flotación sin y con agente colector. Determinar los diferentes cálculos para determinar la eficiencia metalúrgica.

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Equipos y herramientas 

Balanza

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Celda de flotación tipo Denver

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Cuarteador de Riffles

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Cinta para medir el pH

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Bandejas

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Espátulas, cucharas

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Goteros

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Filtros

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Colectores, espumantes

Marco Teórico: 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 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 ascender Estas propiedades de algunos minerales tienen en forma natural, pero pueden darse o asentarse mediante los reactivos de flotación [CITATION Ant13 \l 1033 ]. 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 ganga. Haciendo que se mojen, permanezcan en suspensión en la pulpa para finalmente hundirse [ CITATION Ant13 \l 1033 ]. MINERALES HIDROFÓBICOS Son aquellos minerales 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 Además se puede observar, que los minerales hidrofóbicos son aerofílicos, ósea tienen afinidad con las burbujas de aire, mientras que los minerales hidrofilicos son aerofóbicos, ósea no se adhieren normalmente a ellas[ CITATION Ant13 \l 1033 ]. PROCESO DE LA FLOTACIÓN POR ESPUMAS: Los minerales hidrofílicos e hidrofóbicos de una pulpa acuosa se pueden separar entre sí, después de ser finamente

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molidos y acondicionado con los reactivos químicos que hacen más pronunciadas las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas, haciendo pasar burbujas de aire a través de la pulpa. Las partículas hidrofílicas se van a mojar y caer al fondo de la celda de flotación. De esta forma se puede separar un mineral que contiene en los casos más simples dos componentes, un útil y otra estéril, en dos productos: un concentrado de la parte valiosa y un relave que contiene la parte estéril La flotación funciona de la siguiente manera: La flotación es algo similar al lavado de ropa con los detergentes. Ejemplo: Tomemos un recipiente con agua y un poco de detergente, y agitamos un poco; al agitar se produce una espuma blanca. Si ponemos ropa para lavar, entonces la espuma se tiñe de oscuro. ¿Qué ha ocurrido? Simplemente que las partículas de suciedad se han pegado a las burbujas y las han teñido La flotación es muy similar, ya que las partículas de los sulfuros se pegan a las burbujas en idéntica forma [ CITATION Ant13 \l 1033 ]. FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA FLOTACIÓN En toda operación de flotación intervienen cuatro factores principales, que son: Pulpa, Reactivos, Agitación y Aire [ CITATION Ant13 \l 1033 ]. 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) Cuando la pulpa contiene partículas gruesas (mayores a malla 48), debido a una mala molienda, estas partículas tiende a sentarse en el fondo de las celdas de flotación y pueden llegar a plantar el impulsor de la celda, atorar la tubería y causar más trabajo que de costumbre (rebasarían los canales, se atorarían las bombas etc.) Si la pulpa contiene partículas muy finas (menores a malla 270), la recuperación de los sulfuros valiosos no va ser efectiva ya que se perderían en forma de lamas. Al estar la pulpa aguada, el flotador debe cuidar de que las espumas salgan normalmente de los bancos de limpieza y que no bote mucha espuma en el banco scavenger. Si la pulpa está muy fina, a la vez debe estar muy diluida, significa que estamos pasando menos tonelaje por lo tanto estamos perdiendo capacidad Pulpa: El circuito de molienda nos entrega, el overflow de los ciclones, un producto al que se le ha chancado y molido y que contiene sulfuros valiosos, ganga y agua; a esto nosotros llamamos pulpa. La pulpa debe cumplir ciertas condiciones tales como: Densidad y pH correcto según se requiera Pulpa espesa; Una pulpa espesa (densidad muy alta) nos indicará molienda gruesa. Si esta pulpa ingresa a los circuitos de flotación, veremos que no flota o flota muy poco, debido a que los reactivos y el aire no pueden levantar granos muy grandes aún cuando se agregan cantidades enormes de reactivos. Además, se perderían también los sulfuros valiosos en los relaves, por falta de liberación Una pulpa muy fina implica que tenemos una pulpa de densidad baja y significará que está pasando menos tonelaje. Si bien la cantidad de pulpa que llega a las celdas es igual, contiene menos sólidos, ya que es una pulpa aguada. Esto quiere decir entonces que hay fuertes pérdidas de tonelaje. Además, cuando la pulpa es muy fina hay exceso de lamas que dificultan la flotación; ensuciando los concentrados, unas veces, y los relaves en otras. El pH indica la cantidad de cal que contiene el circuito de flotación, esto es, su alcalinidad; a más cal, la pulpa es más

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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 [ CITATION Ant13 \l 1033 ]. 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 a. El aire se obtiene a través de los ventiladores (Blowers) que ingresa a baja presión (2- 6 lb/pulg2 = 2-6 PSI) al interior de las celdas de flotación llenas de pulpa. O También la aeración en los tipos de celdas Sub – A es en forma natural o del medio ambiente que ingresan a baja presión al interior de la celda b. Si se usa mucho aire, se está haciendo una excesiva agitación, provocando que las espumas se revienten antes de rebosar por los labios de la celda o salgan conjuntamente con la pulpa, rebalsando las celdas, llevándose consigo a la ganga que no es necesaria c. Cuando se usa poco aire, la columna de espumas es baja e insuficiente no pidiéndose recuperar los elementos valiosos, que se pierden en el relave general. La cantidad de aire se regula de acuerdo a las necesidades requeridas en el proceso, 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) [ CITATION Ant13 \l 1033 ]. 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 específica de 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 Ya sabemos que en cualquier celda de flotación encontramos agua, aire, mineral molino y reactivos. Estos reactivos son sustancias que gustan y se asocian a uno o más de los 8 elementos valiosos, pero no a los otros. Por ejemplo, hay reactivos que les gusta el aire, pero no el agua; hay otros sulfuros que les gusta la roca, pero no los sulfuros, a otros les gustan los sulfuros, pero no la roca y así sucesivamente Y. ¿Qué hacemos cuando nos gusta una cosa? Por ejemplo: Si nos gusta el pisco... nos tomamos un trago ¿no es así? Si nos gusta el calor nos acercamos al fuego. Los reactivos hacen lo mismo; se acercan al elemento que más les gusta, lo rodean y se pegan a él He aquí un ejemplo que nos aclara más: “Si tenemos una gallina que no ha comido desde hace dos días y la soltamos en un coral donde hemos esparcido unos granos de maíz y granos de mineral, ¿qué cosa comerá? el maíz ¿Por qué? Sencillamente porque le gusta el maíz. En la flotación, los reactivos hacen lo mismo que la gallina, se pegan al elemento que más les atrae, ya sea la roca, los sulfuros, el agua o el aire [ CITATION Ant13 \l 1033 ]. 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 Si tomamos en 5

un vaso un poco de rebalse del ciclón y lo dejamos sobre una mesa sin agitarlo, veremos que al cabo de un cierto tiempo todas las partes sólidas se han asentado en el fondo. Si en estas condiciones agregamos un poco de reactivo, ¿Cree usted que se mezclará con todas las partículas? Evidentemente que no. Pero si luego agitamos esta pulpa con una varilla, será posible evitar el asentamiento de las partículas y podremos conseguir que el reactivo entre en contacto con los granos valiosos y actúe sobre ellos, En resumen, podemos decir que la agitación hace los siguientes trabajos: - No dejar que las partículas se asienten, manteniéndose suspendidos - Permite una mayor mezcla de los reactivos con la pulpa a. La agitación en una celda de flotación debe ser moderada. Si es excesiva rebalsa pulpa en lugar de espumas, también hace que se rompan las burbujas y si es insuficiente se achica la espuma y no alcanza a rebalsar b. Cuando la agitación es insuficiente, se disminuye la columna de espuma y no alcanza a renvalsar las espumas se achican y esto ocurre cuando los impulsores están gastados o cuando hay poco aire (tubos de aire atorados) c. Hay deficiencia de agitación de la pulpa en una celda, cuando: - El impulsor de la celda esta gastada - El estabilizador esta malogrado - Las fajas en “v” del sistema de movimiento (polea motriz y polea del árbol de agitación) están demasiado flojas, lo cual hace que la velocidad del impulsor disminuya [ CITATION Ant13 \l 1033 ].

Procedimiento: Preparación del mineral a tratar  Conminución (trituración y molienda de la mena), la muestra debe tener un tamaño de partícula pasante malla #200. Se utilizará la chancadora, trituradora de rodillos y molino de disco. Para la presente guía de flotación, se va a trabajar con 1 colector y 1 espumante. Los parámetros a seguir son:  El pH a trabajar: 9 

Regulador del pH: Hidróxido de sodio.

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Porcentaje de solidos: 30%.

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Tiempo de acondicionamiento: 5 minutos (mezcla de colectores en la muestra).

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Tiempo de flotación: 5 minutos (adición de espumante y oxígeno para que la muestra sobre pase la celda de flotación).

Preparación de la pulpa Se prepara 0.8 lt de pulpa con una fracción en peso de sólidos de 30%, se utilizará la celda con capacidad de 1.4 lt. Se enciende la celda de flotación, y el agitador comienza a funcionar, posterior a ello se verifica que la agitación sea efectiva es decir se debe regular las revoluciones para mantener los sólidos en suspensión, por último, se determina el pH natural y se adiciona

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la cantidad de hidróxido de sodio necesaria para que la pulpa alcance un pH en un rango de 9. Se procede a adicionar los colectores, los mismos son adicionados por medio de un gotero, sin embargo, se necesita saber la cantidad de gotas necesarias para llevar a cabo la flotación con las especificaciones de dosificación de cada uno de ellos presentadas previamente.  Colector: 4 gotas  Espumante 1 gota Se agregan los colectores y el espumante. Se espera un tiempo de acondicionamiento este tiempo será de 5 minutos. 

Se mide el pH

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Pasado el tiempo de acondicionamiento, se abre la entrada de aire, el mismo ingresa a la pulpa y sale por las aspas del agitador.

Se genera una espuma que lleva las partículas de superficie hidrofóbica. Se extrae con una paleta durante un tiempo de 5 minutos Al terminar el tiempo de flotación, se detiene la agitación y se sube el agitador, se extrae todo el material que quedo en el fondo de la celda (colas), este material se deposita en otra bandeja y se lleva junto con el concentrado a un horno para secar las muestras.  Cuando las muestras se encuentran secas, se las debe remover con ayuda de una espátula. 

Luego de remover las muestras se las debe pesar, si luego de pesarlas se ha producido una pérdida mayor al 5 % de gramos que ingresaron se debe repetir la flotación.

Resultados Obtenidos: ρ mineral (kg/m3) 2650 Densidad de pulpa (kg/m3) ρ sp ρ sp X msp (kg) mp (kg) Vf (m3) mf (kg)

983,758701 295,12761 688,63109 688,63109

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1229,70 1,229698 38

Peso bandeja Concentrado

371,4

Peso band con mineral 683,9

Espumante y colector band con muestra 455,2

Peso mineral húmedo 312,5

Peso mineral seco 83,8

Cola

373,5

1061,3

606,8

687,8

233,3

208,3

43

770,4

248,7

Concentrado

392

600,3

Solo espumante 435

Cola

384,6

1155

633,3

A partir de estos resultados se puede apreciar que el proceso de flotación efectuado directamente con espumante produce resultados de recuperación diferentes que efectuándola con colector, dado que con este último se obtiene mayor cantidad de mineral, obteniéndose más eficiencia.

Conclusión Al finalizar el trabajo se logró determinar que al usar una mezcla de colector con espumante es mucho más eficiente y efectivo que al usar solo un espumante ya que con esto se logra recolectar más mineral de la pulpa formada generando así una mayor ganancia en cuanto a recuperación se trata. Además con la presente practica se logró observar y determinar los diferentes tipos de espumantes y colectores existentes el mercado y cada uno de estos se adaptara de una mejor manera a cada tipo de mena.

Observaciones y recomendaciones: 

Si luego de secar y pesar las muestras tanto del concentrado como de las colas, se debe asegurar que la cantidad de mineral, que se puede perder debe ser máximo del 5 % del material que inicialmente se dispuso para ser flotado.

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Al momento de realizar la flotación si se visualiza un cambio de color, es decir de obscuro a claro, quiere decir que no se está produciendo una adecuada flotación, se está extrayendo otro tipo de minerales como sílice y no oro que es el mineral de interés.

Bibliografía: Bravo, A. C. (2013, 08 24). monografias.com. Retrieved from http://www.monografias.com/trabajos-pdf5/manual-flotacion-minerales/manualflotacion-minerales.shtml

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Anexos Espumante

Colector

Bandas de medición de PH

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Muestra de flotación

Muestra con espumante o Concentrado

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o Cola

Muestra con colector y espumante o Concentrado

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o Cola

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