Optimización de Flotación con el uso de Metodologías de

Caracterización de Espumantes”

Por:

Levi Guzman - Patricio Velarde

Moly-Cop Peru

INTRODUCCIÓN

Durante los últimos años el proceso de flotación ha continuadoevolucionando de un arte hacia una ciencia con la incorporación denuevas metodologías entendiendo que el proceso de flotación ocurre endos zonas: pulpa y espuma.

• En la zona pulpa: La capacidad de transporte de partículas flotables dependerá fundamentalmente, de la superficie de gas disponible y en ella influye tanto la cantidad de gas como la distribución de tamaños de burbujas.

• En la zona espuma: El proceso de flotación depende de la generación de una espuma controlada y estable.

INTRODUCCIÓN

Es sabido que el tipo de mineral y los factores operacionales de la plantatienen un efecto sobre la estabilidad de la espuma. Por ejemplo, el tipo decolector, dosificación, el contenido de ganga, la molienda y la calidad delagua. Por lo tanto, es difícil diseñar un espumante sin tener en cuenta estosfactores.

La complejidad en la selección de espumantes a escala de laboratorio y losriesgos asociado con pruebas extendidas de plantas es probablemente larazón por la cual algunas plantas prefieren apegarse a productos estándar.

Es por tal motivo que Moly-Cop ha implementado una metodología quepermite evaluar una gama de espumantes usando pequeñas proporciones demineral, agua y reactivos utilizados en planta antes de ir a una pruebaindustrial

Muestra(CLIENTE)

Homogenizado

Curva Granulométrica

(CLIENTE)

Evaluación de Resultados

PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)

¿Tiempo de Molienda Óptimo?

Estándar de

Flotación(CLIENTE)

Plan de Flotación

Reactivos

Recuperación por Arrastre

METODOLOGÍA PARA SELECCIÓN DE ESPUMANTES

¿Mejoró el Grado y

Recuperación?

SÍ

NO

NO

100% Malla -#10

SÍ

SÍ

NO

Pulpa de Mineral

(CLIENTE)Pruebas de

Estabilidad de Espuma

Prueba Industrial

Mediciones hidrodinámicas

Muestra(CLIENTE)

Homogenizado

Curva Granulométrica

(CLIENTE)

Evaluación de Resultados

PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)

¿Tiempo de Molienda Óptimo?

Estándar de

Flotación(CLIENTE)

Plan de Flotación

Reactivos

Recuperación por Arrastre

Pruebas de cinética de flotación

¿Mejoró el Grado y

Recuperación?

SÍ

NO

NO

100% Malla -#10

SÍ

SÍ

NO

Pulpa de Mineral

(CLIENTE)Pruebas de

Estabilidad de Espuma

Prueba Industrial

Mediciones hidrodinámicas

Muestra(CLIENTE)

Homogenizado

Curva Granulométrica

(CLIENTE)

Evaluación de Resultados

PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)

¿Tiempo de Molienda Óptimo?

Estándar de

Flotación(CLIENTE)

Plan de Flotación

Reactivos

Recuperación por Arrastre

Recuperación de agua vs. arrastre mecánico

¿Mejoró el Grado y

Recuperación?

SÍ

NO

NO

100% Malla -#10

SÍ

SÍ

NO

Pulpa de Mineral

(CLIENTE)Pruebas de

Estabilidad de Espuma

Prueba Industrial

Mediciones hidrodinámicas

Muestra(CLIENTE)

Homogenizado

Curva Granulométrica

(CLIENTE)

Evaluación de Resultados

PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)

¿Tiempo de Molienda Óptimo?

Estándar de

Flotación(CLIENTE)

Plan de Flotación

Reactivos

Recuperación por Arrastre

Medición del tamaño de burbuja

¿Mejoró el Grado y

Recuperación?

SÍ

NO

NO

100% Malla -#10

SÍ

SÍ

NO

Pulpa de Mineral

(CLIENTE)Pruebas de

Estabilidad de Espuma

Prueba Industrial

Mediciones hidrodinámicas

Disminución del tamaño de burbujas al aumentar la concentración de DF-1012

Medición del tamaño de burbuja

Disminución del tamaño de burbujas al aumentar la concentración de H-75

Medición del tamaño de burbuja

Comparación del D50 generado por diferentes dosis de espumantes DF-1012 y H-75

Medición del tamaño de burbuja

Adición de espumante (PPM)

Muestra(CLIENTE)

Homogenizado

Curva Granulométrica

(CLIENTE)

Evaluación de Resultados

PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)

¿Tiempo de Molienda Óptimo?

Estándar de

Flotación(CLIENTE)

Plan de Flotación

Reactivos

Recuperación por Arrastre

Pruebas de estabilidad de espuma

¿Mejoró el Grado y

Recuperación?

SÍ

NO

NO

100% Malla -#10

SÍ

SÍ

NO

Pulpa de Mineral

(CLIENTE)Pruebas de

Estabilidad de Espuma

Prueba Industrial

Mediciones hidrodinámicas

Columna de estabilidad de espuma Bikerman

El equipo Bikerman está diseñado para probar las características de laespuma de flotación. Esta unidad se puede probar con sistema bifásico(Agua-Aire) y sistema trifásico (Agua-Aire-Mineral), comparandoespumantes y otros reactivos con características espumantes.

Como se mencionó, el proceso de flotación depende de la generación deuna espuma controlada y estable. Por lo que medir la altura de la espumapara una dosis dada de espumante y la velocidad de flujo de aire en unacolumna de pulpa permite estimar la potencia de espumación de unreactivo.

Columna de estabilidad de espuma Bikerman

PRUEBA A ESCALA LABORATORIO

Objetivo

Evaluar la estabilidad de espuma de los espumantes tipo alcoholes y poliglicolescon pulpa de mineral.

• Se realizaron mediciones en un sistema trifásico (agua – mineral - aire).

• Se tomó una muestra de pulpa del O/F de hidrociclones.

• Las pruebas se realizaron con 3 reactivos.

• Las dosis añadidas fueron de 5 – 20 g/t.

• Las pruebas se llevaron a cabo a pH 11.

• Se trabajó con un flujo de aire de 6 lpm (valor recomendado por el fabricante).

• Los valores de altura de espuma se tomaron cuando la espuma es estable.

• Una vez estabilizada la espuma se cerró la válvula de aire y se midió el tiempo decaída de la espuma.

Consideraciones para el estudio

Formación de espuma

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100 120 140 160

H, c

m

Tiempo, s

5 g/t

Espumante 1 (poliglicol) Espumante 2 (alcochol) Espumante 3 (poliglicol)

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100 120 140 160

H, c

m

Tiempo, s

10 g/t

Espumante 1 (poliglicol) Espumante 2 (alcochol) Espumante 3 (poliglicol)

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100 120 140 160

H, c

m

Tiempo, s

20 g/t

Espumante 1 (poliglicol) Espumante 2 (alcochol) Espumante 3 (poliglicol)

Estabilidad de espuma vs velocidad de decaimiento

El espumante 3 (poliglicol) presenta similar altura de espuma para todas las dosis de espumante.

El espumante 1 (poliglicol) y espumante 2 (alcohol) presentaron bajas alturas de colchón a bajas dosis, pero apartir de los 10 g/t lograron las mayores alturas de espuma.

El espumante 2 (alcohol) presenta las más altas velocidad de caída de espuma, cabe señalar que pese a las altasdosis de espumante el reactivo presentó una alta velocidad de rompimiento de espuma.

14

16

18

20

22

24

0 5 10 15 20 25

H, c

m

Dosis de espumante, g/t

Altura de espuma

Espumante 1 (poliglicol) Espumante 2 (alcochol) Espumante 3 (poliglicol)

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

0 5 10 15 20 25

Vel

oci

dad

de

caíd

a, c

m/s

Dosis de espumante, g/t

Velocidad de caída de espuma

Espumante 1 (poliglicol) Espumante 2 (alcochol) Espumante 3 (poliglicol)

Muestra(CLIENTE)

Homogenizado

Curva Granulométrica

(CLIENTE)

Evaluación de Resultados

PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)

¿Tiempo de Molienda Óptimo?

Estándar de Flotación(CLIENTE)

Plan de Flotación

Reactivos

Recuperación por Arrastre

METODOLOGÍA PARA SELECCIÓN DE ESPUMANTES

¿Mejoró el Grado y

Recuperación?

SÍ

NO

NO

100% Malla -#10

SÍ

SÍ

NO

Pulpa de Mineral

(CLIENTE)Pruebas de

Estabilidad de Espuma

Prueba Industrial

Mediciones hidrodinámicas

PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)

Muestra(CLIENTE)

Homogenizado

Curva Granulométrica

(CLIENTE)

Evaluación de Resultados

PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)

¿Tiempo de Molienda Óptimo?

Estándar de

Flotación(CLIENTE)

Plan de Flotación

Reactivos

Recuperación por Arrastre

Medición Hidrodinámica en planta

¿Mejoró el Grado y

Recuperación?

SÍ

NO

NO

100% Malla -#10

SÍ

SÍ

NO

Pulpa de Mineral

(CLIENTE)Pruebas de

Estabilidad de Espuma

Prueba Industrial

Mediciones hidrodinámicas

• Equipo de medición

– Basado en la visualización:• Mediante toma de imágenes.

• Mediante toma de videos.

– Desarrollado por McGill.

– Anglo Platinum Bubble Sizer• Equipo portátil

• Toma de mediciones puntuales

• Captura imágenes de distribución de burbujas.

Caracterización de Burbujas

Distribución del Tamaño de Burbujas

Foto Real Foto procesada Distribución de Frecuencia

MEDICIÓN HIDRODINÁMICA EN PLANTA

Objetivo

Realizar mediciones de dispersión de gas:

• Velocidad superficial de gas (Jg)

• Diámetro de burbujas (d32)

• Flujo de área superficial de burbujas (Sb)

• % Hold Up

A

QJ

g

g

(%)_

__100

totalVolumen

burbujadeVolumeng

𝑆𝑏 =6𝐽𝑔

𝑑32

Evaluacion de Circuitosde Flotacion de

Minerales

Velocidad superficial del gas (Jg) – Rougher Cobre

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5

Jg, c

m/s

Etapa Rougher - Cobre

Tamaño de Burbujas – Rougher Cobre

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5

d3

2, m

m

Etapa Rougher - Cobre

Flujo de área superficial de burbujas (Sb) – RougherCobre

0

20

40

60

80

100

120

140

C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5

Sb, 1

/sEtapa Rougher - Cobre

Velocidad superficial del gas (Jg) – Rougher Plomo

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9

J g, c

m/s

Etapa Rougher-Plomo

Tamaño de Burbujas – Rougher Plomo

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9

d3

2, m

mEtapa Rougher-Plomo

Flujo de área superficial de burbujas (Sb) – Rougher Plomo

0

20

40

60

80

100

120

140

C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9

Sb, 1

/s

Etapa Rougher-Plomo

Altura de colchón de espuma – Rougher Plomo

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9

Alt

ura

de

Co

lch

ón

, mm

Etapa Rougher-Plomo

Velocidad superficial del gas (Jg) – Rougher Zinc

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9

J g, c

m/s

Etapa Rougher-Zinc

Tamaño de Burbujas – Rougher Zinc

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9

d3

2, m

mEtapa Rougher-Zinc

Flujo de área superficial de burbujas (Sb) – Rougher Zinc

0

20

40

60

80

100

120

140

C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9

Sb, 1

/sEtapa Rougher-Zinc

Altura de colchón de espuma – Rougher Zinc

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9

Alt

ura

de

Co

lch

ón

, mm

Etapa Rougher-Zinc

Conclusiones de mediciones hidrodinámicas en planta

• Rougher Cobre: Se recomienda aumentar el aire en las celdas 1 y 5 conel objetivo de tener un perfil de aire parejo en todo el banco de flotación.

• Rougher Plomo: El espumante utilizado actualmente es MIBC, serecomienda evaluar un espumante de mayor peso molecular que permitaun mejor control del colchón de espuma.

• Rougher Zinc: El diámetro de burbuja se inició en 1.93 mm en la primeracelda y terminó en 0.91 mm en la última celda. Se recomienda adicionarespumante en la primera celda a fin de mantener el diámetro dentro delbanco de flotación.

Conclusiones Generales

• El uso combinado de las metodologías de Medicion de estabiliad de

espuma e hidrodinámica permite a los operadores optimizar el proceso

de flotación con “ojos dentro del proceso”, permitiendo realizar

optimizaciones, especialmente en la dosis y tipo de espumante y

chequear los efectos de una manera más holística que sólo con el control

visual humano y los analizadores químicos en línea.