FUNDAMENTOS FLOTACIFUNDAMENTOS FLOTACI ÓÓN DE N DE MINERALESMINERALES

Introducción

La flotación es un proceso físico-quimico complejo

Flot. Minerales, se define físico del sólido (naturales y pre-tratamiento), suendo en este pre-tratamiento donde se obtienen las condiciones fçísicas del mineral como: Grado de diseminación mineral-ganga, granulometría y carácter de la superficieAdemás de las características intrínsecas del mineral como: Dureza, tipo de mineralización, hidrofobisidadnatural, etc

Siendo estas características, los que permiten la separación de especies

Fundamentos del proceso de flotación

Se define químico, porque el mineral se acondiciona mediante la acción de reactivos y otorgar o mejorar las condiciones para poder ser flotados

Colectores:Tensoactivo que se absorbe dando propiedad hidrofóbicaEspumantes:baja la tensión superficial del agua, dando dureza a la burbujaModificadores: Regular a los colectores y aumentar su selectividad

Y complejo debido a que interactúan 3 fases en proceso: sólido-líquido-gasy sus interfases: s-l, l-g, s-gcomo las variables del proceso y operaciones como.

Tipos de reacciones, pH, tiempo de residencia, agitación, calidad del agua, diseño y otros

El fundamento del proceso se basó en la adhesión selectiva de partículas de especies minerales a burbujas de aire dispersas en un medio acuoso

Grafito, Talco, Molibdenita, Azufre: Especies con flotabilidad natural

La baja mojabilidad de las especies denominadas de flotación natural se explica a través de su estructura cristalina, generalmente laminar, que deja expuesta hacia la solución caras inertes, cuya posibilidad de interactuar con el agua está restringido a las fuerzas débiles de van der-Waals

El desarrollo de la flotación está vinculado al descubrimiento progresivo de ciertas sustancias químicas de carácter orgánico que incorporadas a una pulpa, presenta características de conferir propiedades de flotabilidad en forma selectiva o semi-selectiva a ciertas especies minerales útiles: Estos reactivos son conocidos como colectores

La flotación es conocida como flotación por espuma porque se requiere de una espuma para mantener las partículas mineralizadas en la superficie de una celda de flotación

Además, comprende el mejoramiento de la selectividad y desempeña un complejo rol físico-quimico al actuar en forma cooperativa con el colector en el proceso de adhesión partícula-burbuja

Algunos de estos reactivos especiales (espumantes) son:Aceite de pino, Ac. Cresílico, Metil Isobutil Carbinol (MIBC), Éteres gricólico de propinelo, polipropinel y polietileno (Dosufinoth)

Flotación por espuma

Tensión superficial

La tensión superficial es responsable de: • La forma esférica de las gotitas de un líquido• La elevación del agua en un tubo capilar• Del movimiento de un líquido a través de un sólido poroso•Es la fuerza por centímetro que actúia sobre la superficie y que se opone a la expansión del área de la misma

Es una fuerza normal al plano superficial, dirigida hacia el interior de la fase y que tiene su origen en la descomposición de fuerzas existentes en las moléculas de la región superficial

La tensión superficial puede calcularse según:

Y = f/2L; donde L es la longitud de la barra en cm (g/seg2)Análisis en un tubo capilar:

θ cos Yr 2 )F(

g h r )F( 2

πδπ

=↓=↑

0 θ si , cos 2r g h

Y ≅=θ

δr g h

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Y δ=

Energía de la superficie

Y dA

Tensión superficial cambio diferencial en el área

Si los efectos de la superficie son importantes en un sistema, la diferencia de la energía libre de Gibbs, implica en términos adicionales:

La adsorción es un fenómeno de acumulación de materia en una interfase (gas-líquido), de modo tal que la concentración sea mayor o menor que aquellos de las fases que se forman

La adsorción será:(+) Si la concentración de la sustancia disuelta es más alta que la interfase(-) Cuando es menor

Adsorción

El hecho que las interfases tengan propiedades especiales, hace que la permanencia en la interfase de ciertos átomos, moléculas o iones sean diferentes al del seno de la fase

Por lo anterior, debiera existir entre la interfase y el ioninteracciones químicas coulómbicas por polarización permanente e interacciones por fuerzas de van derWaals, dando como resultados distintos tipos de adsorción

Se tienen distintos tipos de adsorción:

Adsorción química (quimiadsorción): Los compuestos adsorbidos pierden su individualidad química y forman nuevos compuestos con la superficie

Adsorción física: Adsorción de moléculas enteras sin cambios químicos

Adsorción por intercambio iónico: Cuando los iones se incorporan a la red cristalina del sólido

CapilaridadExisten sistemas llamadas capilares, en las que la superficie que separa las distintas fases juega un papel importante en la determinación del equilibrio de éste

En los sistemas capilares, el equilibrio mecánico ya no es independiente del equilibrio fisico-quimico y a las variables de presión y fuerza gravitacional que definen el equilibrio de sistemas comunes y se unen otras variables en el equilibrio introduciéndose modificaciones como el concepto de adsorción

Un sistema capilar formado por 2 fases (L-G) se describe en función de 3 regiones:• 2 fases homogéneas L y G• Una región entre ellas (interfase L-G)

Celda de flotación columnar

Flowsheet de flotación general