Xantatos o Xantogenatos2

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XANTATOS O XANTOGENATOS 1. INTRODUCCION: Los xantatos son colectores sulfidrílicos, forman parte de este grupo todas las sustancias que tienen como mínimo un átomo de azufre en la parte polar, es decir solidófilo de su anión. Los xantatos es el principal grupo de colectores sulfidrílicos, pudiéndose utilizar de manera universal en la flotación de todos los minerales sulfurosos e incluso, de mi-nerales no férricos no sulfurosos (Cu, Pb, Sb), que pueden convertirse superficialmente en sulfuros mediante agentes sulfurantes tales como Na2S o NaHS, también son buenos promotores de menas oxidadas de Pb y Cu. Se ha comprobado que las propiedades hidrofóbicas de los xantatos aumentan con el largo de la cadena del hidrocarburo y además los hidrocarburos ramificados son colectores más fuertes que los normales con el mismo número de carbonos, de ello se deduce que cada xantato tiene su aplicación preferente. Por ejemplo, los etil xantatos e isopropil xantatos se utilizan para sulfuros (piritas de Cu y sulfuro, galena) que flotan con facilidad, así como aquellos procesos en que dos o más concentrados de minerales deben flotarse diferencialmente y con alta selectividad. Los butil xantatos son los colectores clásicos para la blenda. El xantato de butanol secundario goza gran aceptación para la flotación de oro puro o de piritas auríferas, pirrotita, piritas de cobre, etc. Estas son sólo las aplicaciones m s corrientes. Los xantatos con radicales aromáticos no son colectores muy eficientes y por esto, no se fabrican. Para la elección definitiva del xantato más idóneo para un mineral determinado, debe recurrirse a ensayos en el laboratorio y en la práctica. En forma general se preparan 10 a 20% o 20 a 70 gr/TM de mineral a tratarse.

2. VENTAJAS DE LOS XANTATOS. a. Este grupo de colectores tienen gran difusión, debido a su bajo costo. b. Tienen fuertes propiedades colectoras y buena selectividad.

c. Se puede flotar en medio ácido con los dixantatos, éstos tienen buenas propiedades colectoras para metales nativos y cementados (cemento de cobre). d. En la flotación del cobre con xantogenatos se puede añadir un aceite lubricante, cuya adición da un incremento en la velocidad de flotación de grandes partículas y mejora la separación del cobre en los tamaños más grandes; aún mejor en la flotación de los minerales de plomo. ESTRADA ARMAS Jose luis

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NOTA. Los ácidos xánticos son inestables y se hidrolizan con desprendimiento de carbono sulfurado, por lo tanto, no son colectores o promotores.

4. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS. Cyanamid, produce xantatos en forma de pelotillas cilindriformes que los hace prácticamente libres de polvo y fáciles de manejar. Las pelotillas de xantatos tienen mayor densidad a granel que el xantato en polvo. Las pelotillas de xantato son lo suficientemente pequeñas para no alterar su grado de solubilidad. Color : De amarillo a naranja claro. Textura : Pelotillas de 1/4" de diámetro con longitud variable de 3/16" a 1/2". Solubilidad: Muy solubles en agua. Este reactivo se utiliza en soluciones de 5 a 20% de concentración.  American Cyanamid Company ofrece los siguientes xantatos: Xantatos AERO 301, 303, 317, 343 y 350.

5. DISOCIACIÓN DE LOS XANTOGENATOS. Las moléculas de los xantatos o xantogenatos se disocian o se ionizan en iones cuando están en soluciones acuosas (H 2O), formando aniones que reaccionan fuertemente con las superficies de las partículas minerales.

6. EFECTOS DE LOS XANTATOS. a. Cuando se agregan un exceso de estos reactivos (colectores), flotan todo tipo de sulfuros, no hay selección, es decir ensucian los concentrados. También flotan pirita e insolubles. b. Cuando se agregan en pequeñas cantidades de xantato, tampoco hay selección, los sulfuros valiosos pasan al relave.

7. SOLUBILIDAD. La solubilidad varía sobre un rango muy amplio, dependiendo fundamentalmente del largo del radical hidrocarburo y del metal incluido en la composición molecular. a. Los xantogenatos de metales alcalinos (Na y K) son altamente solubles en agua, alcohol y ligeramente solubles en éter. b. Los xantatos de metales pesados son prácticamente insolubles en agua y ligeramente solubles en alcohol y éter. c. Los xantogenatos más eficientes como colectores incluyen en su grupo no polar radical hidrocarburo ramificado de cadena corta, porque bajo esta condición este reactivo orgánico es más soluble en agua en comparación a su homólogo de cadena normal. Por lo tanto, todo colector muy eficiente debe ser totalmente soluble en agua, por consiguiente, la selección de partículas minerales deseables es más óptima. Ejemplo: Z-11 o A-343. ESTRADA ARMAS Jose luis

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8. TOXICIDAD DE LOS XANTATOS. Los xantatos son tóxicos. Evitar el contacto del producto con la piel y ropa, evitar inhalación de los vapores, mantener buena ventilación. Se recomienda el empleo de anteojos y guantes en su manejo. En caso de derrame en la piel se recomienda un lavado prolongado con jabón neutro. En caso de salpicaduras a los ojos, se recomienda un lavado con abundante agua y obtener atención médica inmediata. La concentración límite admitida de xantatos en las aguas residuales es de 0.01 mg/lt.

9. MANTENIMIENTO DE LOS XANTATOS. Los reactivos de flotación utilizados en la concentración de minerales valiosos, para que no pierda el carácter selectivo deben mantenerse del modo siguiente: a. Deben mantener en recipientes herméticamente cerrados. b. Se debe almacenar en un ambiente fresco y seco, para mantener su estabilidad colectora durante largos períodos de tiempo, no observándose prácticamente pérdida de eficacia.

c. Su estabilidad resulta considerablemente afectada si se mantiene en recipientes abiertos expuestos a la acción del calor y de la humedad. d. Es conveniente preparar cada día las soluciones que deben consumirse dentro de la misma jornada de trabajo.

10. PREPARACIÓN DE LOS XANTATOS. El área destinada a la preparación de reactivos debe estar provista de un buen sistema de drenaje para el caso de derrames accidentales. Los drenajes deben estar conectados a una red de desecho, donde la eliminación de tales derrames no produzca efectos nocivos. Los reactivos generalmente se preparan en soluciones de concentración predeterminada y pueden ser ajustados según sea necesario. Normalmente, los tanques de almacenamiento deben tener capacidad suficiente para una operación continua de 24 horas. De esta manera los reactivos se preparan únicamente durante el turno de día, que es cuando puede realizar mejor supervisión.

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11. CUIDADOS EN SU MANIPULEO DE LOS XANTATOS. Las personas que manejan físicamente los xantatos o las soluciones de éstos, se deben tomar ciertas precauciones: a. Debe evitarse la llama viva o el fuego, puesto que los xantatos y algunos de sus productos de descomposición son combustibles. b. Los xantatos en sí arden similar al azufre. b. A las personas alérgicas al xantato se les desarrolla una irritación en la piel cuando llegan a tener contacto con la solución. Por lo que se recomienda lavarse perfectamente la piel que haya estado en contacto con xantatos. d. Deben almacenarse en un lugar fresco y seco, preferentemente aislados del calor y de la luz solar. d. En términos generales, los xantatos deben manejarse con el mismo grado de precaución que se aconseja con otros productos químicos orgánicos normalmente empleados en las plantas de flotación.

12. SÍNTESIS DEL XANTATO EN EL LABORATORIO. Inicialmente se hace reaccionar un alcohol con hidróxido de sodio o potasio, en seguida se agrega sulfuro de carbono y utilizando como catalizador éter etílico. Aplicar la estequiometría respectivamente.

Obtención del ISOPROPIL XANTATO SODICO. CH3 - CH - OH + NaOH CH 3 - CH - ONa + H 3O II CH3 CH3 Isopropilato de Na S // CH3-CH- ONa + CS 2 CH3-CH- O - C - S - Na II CH3 CH3 Isopropíl xantato sódico

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Obtención del AMIL XANTATO POTASICO. C4H9 - CH2 - OH + KOH C 4H9 - CH2 - O - K + H 2O Pentilato de potasio S // C4H9 - CH2 - O - K + CS 2 C4H9 - CH2 - O -C - S - K  Amil xantato potásico

13. FORMULA NOMBRES GLOBAL COMERCIALE S DE LOS XANTATOS. NOMBRE QUIMICO

DOW CHEMECAL

AMERICAN CYANAMID

CANADIAN Ind. Ltd.

RENASA

Z-3 Z-4 Z-5 Z-6 -Z-11 Z-12 Z-14

 AERO 303  AERO 325 -------- AERO 350  AERO 322  AERO 343  AERO 301  AERO 317

CX  – 51 CX  – 31 CX - 71

Comercializa con su nombre químico completo

XANTATO Etil potásico Etil sódico  Amil potásico sec.  Amil potásico (XAP) Isopropíl potásico Isopropil sódico Butil sódico sec. Isobutil sódico

C2H5-OCS2K C2H5OCS2Na C5H11OCS2K C5H11OCS2K C3H7-OCS2K C3H7OCS2Na C4H9OCS2Na C4H9OCS2Na

14. USOS Y APLICACIONES ESPECIALES DE XANTATOS. a. Xantato AERO 301 - Xantato butílico secundario de sodio. S // CH3 - CH - CH 2 - O -C - S - Na I CH3 Se usa en la flotación conjuntiva de todos los minerales sulfurosos, para la flotación selectiva de menas de cobre y esfalerita, después de la activación de sulfato de cobre. Combinando con el AEROFLOAT 208 se usa ampliamente en la flotación de menas de oro. ESTRADA ARMAS Jose luis

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b. Xantato AERO 303 - Xantato etílico de potasio. c. Xantato AERO 325 - Xantato etílico de sodio. S // CH3 - CH2 - O -C - S - K AERO 303 S // CH3 - CH2 - O -C - S - Na AERO 325 Estos xantatos son semejantes en su estructura. Pueden ser usados en combinación con uno o más de los Promotores AEROFLOAT. Se aplica especialmente cuando se busca la máxima selectividad.

d. Xantato AERO 317 - Xantato isobutílico de sodio. S // (CH3 )2 - CH - CH 2 - O - C - S - Na Es un promotor muy enérgico y no selectivo para todos los minerales sulfurosos, es considerado como el mejor para la flotación de pirita en circuitos naturales, o sea que el pH no ha sido ajustado con cal ni con ácido.

e. Xantato AERO 343 - Xantato isopropílico de sodio. S // (CH3 )2 - CH -O - C - S - Na Es un promotor más usado en la flotación de minerales sulfurosos, debido principalmente a su bajo costo. Se emplea en gran escala en la flotación de sulfuros de Cu, Pb y Zn.

f. Xantato AERO 350 - Xantato amílico de Potasio (XAP) S // CH3 -CH2-CH2-CH2-CH2 -O - C - S - K Es útil en las operaciones que requieren un promotor potente y no selectivo para los minerales sulfurosos. Con frecuencia se usa como promotor secundario en laflotación agotativa que sigue a una flotación "bulk", donde se utiliza un colector más selectivo.

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El xantato AERO 350, es preferido para la recuperación de los minerales oxidados de plomo y cobre después de la sulfurización, pero en algunos casos, por motivos de economía, se da preferencia al Xantato AERO 343.

15. CONSUMO DE XANTATOS. Las fórmulas para calcular el consumo de reactivos para la concentración de minerales por flotación, son:

a. REACTIVOS LIQUIDOS (SOLUCIONES) cc/min x G.e. sol. x % sol Lb/Ton = ----------------------------------------31,7 x Ton por 24 horas

b. REACTIVOS SOLIDOS. gr/min Lb/Ton = --------------------------------------0,317 x Ton por 24 horas

16. REACCIONES QUÍMICAS DE LOS XANTATOS. 16.1. REACCIÓN DE OXIDACIÓN.- De la reacción de oxidación de los xantogenatos, resulta la formación de dixantogenatos siendo los reactivos oxidantes: K 2Cr 2O7, HNO3, KMnO4, etc. que se encuentran en el almacén de reactivos. Tomar las precauciones necesarias para su buen estado de conservación. S S S // // // 2C2H5-O-C-S-Na + 1/2O 2 C2H5-O- C -S-S- C -O-C 2H5 + Na2O Dixantogenato de etilo El dixantogenato de etilo reacciona con una solución acuosa de sal cúprica. S S // // 2 C2H5-O- C -S-S- C -O-C 2H5 + Na2O + CuSO4 Dixantogenato de etilo S S // // 2 C2H5-O- C -S-Cu-S- C -O-C 2H5

+

S S // // C2H5-O- C -S-S- C -O-C 2H5

+

Na2SO4 ESTRADA ARMAS Jose luis

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Dixantogenato cúprico de etilo Dixantogenato de etilo Insoluble en agua Los dixantogenatos, es un buen colector por sí mismo, debido a su baja solubilidad en agua resulta poco satisfactorio, a menos que se utilice como emul-sión de agua. Son utilizados como colectores para metales nativos y cementados.

16.2. REACCIÓN CON YODO.- Todos los xantogenatos alcalinos reaccionan con el yodo, de esta combinación se forman los dixantogenatos, siendo prácticamente una reacción de oxidación. El resultado es un líquido pesado, aceitoso e insoluble en agua.

16.3. REACCIÓN DE HIDROLISIS.- La descomposición de los xantatos tiene lugar con particular facilidad en presencia de la humedad y el calor, rompiendo a los xantogenatos en sus componentes de obtención. Para evitar esta hidrólisis deben mantenerse secos y en lugares fríos, sin permitir el acceso de la humedad normalmente presente en el aire. S // calor R-O- C -S-Me + HOH R - OH + MeOH + CS 2 S // C5H11 - O-C-S-Na + HOH C 5H11-OH + NaOH + CS 2

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PRACTICAS EN EL LABORATORIO

1.- MATERIALES: 

Alcohol amílico



Alcohol Isoamilico

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

Xantato z-6



Sulfuro carbónico

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Etanol



Hidróxido de sodio

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2.-Propiedades Físicas: 

Xantato z-6 + H2O; Primero agregar etanol en el tubo de ensayo.

Después agregar hidróxido de sodio y notamos que no se produce nada, después agregamos sulfuro carbónico y notamos que nos da un color amarillo de olor desagradable.

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

R + H2O; primero agregamos alcohol amílico.

Después agregar hidróxido de sodio, y notamos que es de un color amarillo de olor desagradable y además es graso.

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 Agregamos sulfuro carbónico y observamos que se vuelve de un color amarillo, un olor desagradable y cuyo nombre es alcohol pentilico.

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 Agregar H2O al etil xantato sódico y notamos que se vuelve de un color amarillo cuyo nombre es xantato etílico sódico.

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Luego agregamos al etil xantato sódico H 2O y nos da un color amarillo.

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Luego agregar alcohol isoamilico + hidróxido de sodio, observamos que la sustancia blanca y grasosa cuyo nombre es amilato sódico.

Luego agregamos el amilato sódico + sulfuro carbónico y nos un color amarillo pálido de olor desagradable muy graso cuyo nombre es pentil xantato sódico .

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NOTA: Una comparación entre el alcohol amílico y el alcohol isoamilico. Determinamos que el alcohol amílico no es graso mientras que el alcohol isoamilico es graso.

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SOLUBILIDAD:  

Xantato isoamilico sódico: No es muy soluble en agua. Xantato amilico sódico: No es muy soluble en agua.

NOTA: El alcohol más soluble en agua es el alcohol isoamilico.

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