Reactivos De Flotacion

Universidad Nacional Experimental Politécnica ‘Antonio José de Sucre’ Vicerrectorado Barquisimeto Metalurgia Extractiva I

Reactivos de Flotación

Introducción En el trabajo a continuación se estudiaran los reactivos utilizados en el proceso de flotación de minerales, con el fin de conocer la clasificación de estos y con esto los diferentes tipos de reactivos que existen y lo que causa cada uno de estos en el proceso de flotación, todo esto con el fin de entender y conocer cuales serán los mejores al momento de procesar algún mineral en especifico y optimizar su flotación y así su separación de la ganga.

¿Que son? Los reactivos de flotación son los que hacen posible la separación de los minerales valiosos de la ganga. La flotación y el rendimiento de los reactivos depende mucho de la composición y constitución mineralógica de la mena. La selección y combinación apropiada de los mismos para cada tipo de mineral particular constituye precisamente el principal problema del metalúrgico a cargo de la operación.

Clasificación Estos se clasifican de acuerdo a la función especifica que desempeñan y esta a su vez depende de su composición. Se clasifican en 1. Reactivos que se concentran en la interfase Mineral/Agua. 2. Reactivos que se concentran en la interfase Aire/Agua 3. Reactivos que afectan a la flotación.

Concentrados en la Interfase Mineral/Agua Se concentran principalmente en la superficie del mineral y se clasifican internamente en:  Colectores  Depresantes  Activadores  Floculantes

Concentrados en la Interfase Aire/Agua Se clasifican a su vez en:  Espumantes  Electrolitos inorgánicos

Afectan la Flotación Estos afectan directamente el proceso de la flotación permaneciendo en el agua. Estos se clasifican en:  Reguladores de pH (contra – venenos).  Dispersores.

Colectores Son compuestos químicos orgánicos cuyas moléculas les gustan los sulfuros y el aire. Entonces en una celda de flotación, actúan primero sobre los sulfuros cubriéndolos con una capa delgada y luego se pegan a una burbuja de aire que pasa cerca y con ella viajan hasta la superficie llevando consigo su carga de sulfuros.

Colectores 



El poder colector es medido por la dosis y lo compleja que resulta la flotación del mineral por unidad de colector empleado. La selectividad de un colector se refiere a la habilidad de colectar en forma selectiva el mineral deseado.

Colectores

Ionizables: Se disocian en iones. Poor la capacidad de disociación de la pulpa se dividen en

Anionicos: En funcion de su estructura quimica se dividen en:

Catiónicos

No Ionizables: Actuan de forma molecular.

Hidrocarburos, Keroseno y Aceites Hidrocarbonados

Tipo Oxidrilo (Ácidos Orgánicos y Ácidos Grasos)

Carboxilicos, Sulfatos y Sulfonatos

Tipo Sulfhidrilo

Xanatos, Ditiofosfatos , Tioles, Tiocarbanilida y Ditiocarbamatos

Aminas , Derivados Aminicos, sales de amonio, sales de piridina y etanol – aminas.

Se utilizan en la flotación de minerales hidrofóbicos Como el carbón, grafito, azufre o molibdenita

Colectores: Ácidos Orgánicos Los colectores mas usados contienen el grupo carboxílico, que es el anión de los ácidos grados. Mucho menor uso tienen los reactivos grupos sulfato y sulfonato.

Colectores: Ácidos Orgánicos Grupo

Carboxilico

Sulfato

Sulfonato

Estructura

Colectores: Ácidos Grasos  





Son buenos colectores de uso general para minerales industriales. Son usados frecuentemente como co-colectores para flotación de minerales pesados y feldespato y también en flotación de apatita. Pueden ser alimentados como ácidos grasos o en forma de sales de Na en solución o dispersión acuosa. También son mezclados con emulsificadores no iónicos. No son selectivos y no son usados en minerales difíciles de flotar, siendo necesario reactivos mas específicos.

Aquil Sulfato de Sodio Flotinor S-72  Aplicación: Es especialmente recomendado para la flotación de baritina cuando ocurre junto con fluorita y calcita.  También puede ser utilizado en la flotación de celestita, yeso, kainita, anhidrita y anglesita. Si fuera necesario puede usarse un espumante.

Colectores Catiónicos        

Se derivan de un ion complejo de amonio. El grupo polar que se adsorbe en los minerales tiene carga positiva Son usados para flotar óxidos, silicatos y aluminio – silicatos Son menos selectivos que los reactivos anionicos. Algunos son: Amina primaria (R-NH2) Amina secundaria (R2-NH) Amina Terciaria (R3-N) Amina Cuaternaria (R4-N-Cl)

Ejemplo Colectores Catiónicos

Esteres de Acido Mono/Di fosfórico Flotinor SM-15  Se usa en la flotación de minerales pesados como hierro y titanio y de biotita de arenas para vidrio. Puede usarse en combinación con un acido graso.  Otros usos: Flotación de carbonatos como calcita, dolomita y magnesita cuando la ganga es un silicato. También en flotación inversa de fosfato en combinación con un colector de silicato.

Depresantes Son sustancias que disminuyen la capacidad de flotación de minerales. Son aquellos que se usan para la prevención de hidrofobizacion de minerales por colectores. Son predestinados para aumentar la selectividad de flotación durante separación de minerales que tienen propiedades flotativas parecidas.

Depresantes 



¿Para que sirven? En la flotación, cuando no queremos que floten algunos sulfuros usamos estos reactivos. Ejemplo: En la flotación de plomo se usa cianuro de sodio para que no floten ni el zinc, ni la pirita. En este caso el Cianuro es un reactivo depresor por que deprime los sulfuros de zinc y de hierro.

Algunos Depresantes  





Cianuro de Sodio: se usan para la depresión de minerales sulfurados de hierro, cobre y zinc. Bisulfito de Sodio: Depresor para sulfuros de zinc y hierro. Se utiliza en reemplazo del cianuro de sodio particularmente en minerales con contenido de plata. Sulfato de Zinc: Es uno de los principales reactivos depresantes utilizado para la flotación selectiva de minerales de cobre y plomo de la esfalerita y también es un depresor de pirita. Bicromato de Sodio: Depresantes de limitada utilización, se emplea para la galena, la baritina y la calcita.

Activadores Los reactivos activadores de flotación corresponden a sustancias orgánicas e inorgánicas que promueven, intensifican y modifican las condiciones óptimas del mecanismo físico-químico del proceso de flotación de espumas de minerales, sean estos polares o no polares, sulfuroso no sulfuros; metálicos y no metálicos. La función de estos es contraria a la de los depresores.

Activadores 



¿Qué

trabajo hacen? Hacen flotar los sulfuros que han sido deprimidos en otros circuitos. Ejemplo: Para flotar el zinc que ha sido deprimido es necesario usar sulfato de cobre. En este caso, el sulfato de cobre es un reactivador de los sulfuros de zinc.

Algunos Activadores Sulfato de Cobre  Uso: El sulfato de cobre con 5 moléculas de agua forma cristales azules brillantes asimétricos. Es un activador de la esfalerita, pirita, calcopirita, pirotita, arsenopirita y cuarzo.  Toxicidad: Es toxico penetrando en el estomago, provoca nauseas, vómitos, dolores en al abdomen y otras descomposiciones del organismo.

Floculantes Los reactivos floculantes son sustancias que se agregan para que se de la floculación, este proceso trata la unión entre los floculos ya formados con el fin de aumentar su volumen y peso de forma que estos se depositen en el fondo o floten hacia la superficie.

Espumantes Tienen como propósito la creación de una espuma capaz de mantener las burbujas de aire cargadas de mineral hasta su extracción de las celdas de flotación.

Espumantes 

¿Qué sucede con los espumantes? A estos les gusta mucho el agua y poco el aire, es decir, este reactivo se acerca a las burbujas de aire y las rodea cubriéndolas completamente con una capa muy delgada, para así evitar que se unan con otras burbujas y suban mas rápido a la superficie y se revienten, así las pequeñas burbujas de aire al estar cubiertas con esta capa de espumante al llegar a la superficie esta impide que revienten muy pronto.

Clasificación Espumantes 





Básicos Son los que poseen una propiedad espumigena máxima en pulpas alcalinas. Los principales pertenecen a las bases de piridina pesadas. Ácidos: Son los que disminuyen sus propiedades espumigenas a medida que se incrementa la alcalinidad de la pulpa. A estos pertenecen los reactivos fenólicos y los alquilarisulfonatos. Neutros: Cuyo empleo en la flotacion no depende practicamente del pH de la pulpa. Es el grupo mas considerable por su cantidad e importancia.

Espumantes Algunos Reactivos espumantes son:  Terpinol: Usado principalmente en la flotación de varios minerales de sulfuro.  Acido Cresilico o Xilenol: Usamos fundamentalmente en la flotación de Pb y Cu.  Piridina: Flotación de menas no ferrosas.  Fenol  Ortotoluidina.

Reguladores / Modificadores La función especifica de estos es preparas las superficie de los minerales para la adsorción o desorción de un cierto reactivo sobre ellas y crean en general en la pulpa condiciones propicias para que se pueda efectuar una flotación satisfactoria, es decir cambian o modifican la superficie de la ganga para favorecer o impedir que los reactivos colectores actúen sobre ella evitando de esta manera que flote.

Reguladores de pH 

¿Qué es el pH? : Es el indicativo de la cantidad de cal que contiene el circuito de flotación, es decir su alcalinidad.



Cal (CaO): En la practica se emplea cal caustica y cal hidratada. La cal es el depresor mar común de la pirita y en exceso de otros minerales sulfurosos.

Reguladores de pH 

¿Cual es el trabajo de los reactivos reguladores de pH? Conociendo lo que es el pH, podemos decir que cada sulfuro tiene su propio pH de flotación, es decir donde flota mejor, los reguladores de pH tienen la misión de dar a la pulpa el pH necesario para una mejor flotación.

Dispersores 



Estos reactivos de flotación son utilizados para asegurar una superficie libre de partículas finas, conocidas como coloides, mejorando de esta manera la química superficial de esta partícula. Ejemplo: Dispersores tales como silicato de sodio, poliacrilatos y hexametafosfato de sodio a menudo se utilizan para minimizar la adhesión a las burbujas las partículas finas de ganga y minimizar el impacto en la recuperación de cobre.

Efectos de los Reactivos E S P U M A N T E S

Reactivo

Exceso

Defecto

Aceite de Pino

Gran Cantidad de Espuma

Muy baja la columna de espuma

Frother 70, MIBC

Rebalsan los canales y cajones

Los sulfuros valiosos se pasan al relave

Dowfroth 250

Tendencia a ensuciar los concentrados

Efectos de los Reactivos C O L E C T O R E S

Reactivo

Exceso

Defecto

Xanato Z – 11

Flotan todo tipo de Sulfuros

Zanato Z – 6

No hay selección

Espumas muy pobres con concentrado limpio

Aerofloat 2 5

Tendencia a ensuciar los concentrados

Espumas muy Frágiles

Ditiofosfatos

Flota pirita e insolubles

Los sulfuros valioso se pasan al relave

Reactivo 301

Produce carga circulante

Efectos de los Reactivos Reactivo D E P R E S O R E S

Sulfato de Zinc y Bisulfito de Zinc (Deprime sulfuros de Zinc)

Exceso

Defecto

Despilfarro, consumos muy altos

Flotan los sulfuros de zinc en el circuito de plomo o bulk.

Aumenta consumo de CuSO4 Peligro de envenenar la pulpa Depresión de sulfuros de plomo Activación de sulfuros de hierro al bajar el pH

Efecto de los Reactivos Reactivo D E P R E S O R E S

Cianuro de Sodio (Deprime Pirita y Sulfuro de Zinc)

Bicromato de Sodio (Deprime Sulfuros de Plomo, Utilizado para separar Plomo de Cobre)

Exceso Un Exceso en el circuito de Plomo o Bluck Deprime los sulfuros de Plomo y Plata Activa los sulfuros de Zinc al subir el pH Despilfarro, consumo alto inútil Aumenta consumo de colectores Peligro de envenenar la pulpa Aguas con alto contenido de iones de Cromo

Defecto Flotaría mucho el Hierro y se ensuciaría el concentrado

Flota mucho Plomo con el Cobre en la Separación.

Efectos de los Reactivos Reactivo A C T I V A D O R E S

Sulfato de Cobre (Reactiva los sulfuros de Zinc que han sido deprimidos por el sulfato de Zinc)

Exceso

Defecto

Se espesan las espumas de los concentrados de Zinc

No se reactivan completamente los sulfuros de Zinc que vienen de la flotación bulk.

Los Concentrados se ensucian con pirita Producen perdida de sulfuros en el relave Producen carga circulante innecesaria

Se suavizan las espumas, es decir se producen espumas muy frágiles

Aumenta consumo de colectores

Los sulfuros valioso se pasan al relave

Efectos de los Reactivos Reactivo R E G U L A D O R E S

Lechada de Cal. Carbonato de Sodio. (Reguladores de pH y Depresores de Pirita)

Exceso

Defecto

Se eleva demasiado el pH

Se baja el pH

Las Espumas son frágiles

Flota pirita en exceso

Aumenta el consumo de Colectores

Se espesan las espumas

Los sulfuros se pierden en el relave

Se ensucia el concentrado

Efecto de los Reactivos Reactivo F L O C U L A N T E S

Exceso

Defecto

Demasiado Costoso Superfloc. (Floculante, aglomerante de lamas)

Veloz Asentamiento de los solidos

Pueden plantear los rastrillos del espesador.

Perdida de Solidos en el rebalse del espesador

Efecto de los Reactivos Reactivo D I S P E R S A N T E S

Silicato de Sodio. Almidón. (Dispersante de lamas)

Exceso

Defecto

Peligro de envenenar la pulpa

No dispersa bien la ganga silicosa

Se ensucian los concentrados

Conclusión Habiendo estudiado los diferentes tipos de reactivos existentes, donde cada uno se utiliza para una función especifica en una celda de flotación, podemos entender la importancia de estos hoy en día y para la metalurgia pues estos son los encargados de que ocurra correctamente y óptimamente la separación del mineral de beneficio de la ganga, pero también se estudio que no solo es importante conocer que reactivo se necesita para la flotación del mineral deseado si no que también se debe conocer la cantidad de este reactivo que debe ser añadido pues al agregar un exceso o defecto de el reactivo puede hacer que se produzca un error en la flotación.

GRACIAS