UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERÍA Y CS. GEOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA METALÚRGICA

ASIGNATURA : Laboratorio de Concentración de Minerales.

PROFESOR : Juan Figueroa Ordenes .

AYUDANTE : Sergio Acevedo - Patricio Navarrete

LABORATORIO Nº 1: EFECTO DE LA GRANULOMETRÍA EN FLOTACIÓN

1. INTRODUCCIÓN.

En el proceso de la flotación están involucradas un gran número de variables. Cada

una de ellas inciden en determinada forma en el proceso; es por esto que hay que buscar un

equilibrio entre todas ellas para así lograr resultados óptimos tanto metalúrgica como

económicamente.

La flotación de minerales es un método de concentración, muy complejo, el cual

consiste en la separación selectiva de minerales de interés que se efectúa de acuerdo con sus

propiedades superficiales de adhesión a burbujas de aire. Además aprovecha las propiedades

hidrofóbicas e hidrofílicas que presentan dichos minerales.

Baja mojabilidad Hidrofobicidad

NOTA: La adhesión es la propiedad de la materia por la cual se unen dos superficies

de sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, y se mantienen juntas

por fuerzas intermoleculares.

En el contexto fisicoquímico, el término hidrofobicidad se aplica a aquellas

sustancias que son repelidas por el agua o que no se pueden mezclar con ella.

Un sólido es hidrofóbico debido a su estructura cristalina y a interacciones débiles

del tipo Van Der Waals (en capas) de modo que se unen mejor con la fase gaseosa.

En la naturaleza existen muy poco minerales que presentan superficies con

características hidrofóbicas, entre los cuales podemos mencionar a Molibdenita, Azufre,

Grafito, Talco entre otras. Por lo general la superficie de los minerales presentan superficies

hidrofílicas, o en otras palabras, con un grado de hidrofobicidad pequeño que no es el

suficiente para que flote.

La propiedad de flotabilidad natural, se explica, por la estructura cristalina de dichas

especies, que es de tipo laminar, que expone hacia la solución caras inertes, con escasa

posibilidad de interactuar con el agua.

Para solucionar dicho inconveniente se hace necesario el uso de reactivos químicos

que ayuden a cambiar las características superficiales de las partículas para que así ellas

logren convertirse en una partícula hidrofóbica.

Los reactivos que se consideran para el proceso de la flotación podemos dividirlos en

tres grupos: Colectores, Espumantes y Modificadores.

Colectores: Presenta la propiedad de inducir hidrofobicidad sobre las superficies de

las partículas hidrofílicas. Dichos colectores deben ser selectivos es decir actuar en las

superficies de las partículas de interés.

Espumantes: Son agentes tensoactivos que presentan como principal función la

generación de espuma de buena calidad ya que es ella la que permite la evacuación del

sistema de las partículas que han flotado.

Modificadores: Son agentes que modifican el ambiente de la pulpa para que así

puedan actuar los colectores más eficientemente haciendo que ellos aumenten su

rendimiento. Entre ellos podemos encontrar a modificadores de pH, depresantes y

activadores.

La acción de los colectores, activadores y depresantes afectan el medio químico de la

pulpa favoreciendo o reduciendo la probabilidad de formación de los agregados partícula-

burbuja. Sin embargo, la fase espuma es también importante en la flotación debido al

drenaje selectivo de las especies minerales hacia la pulpa, lo que contribuye en gran medida

a la selectividad de la operación.

Pero estos reactivos que ayudan el proceso van a depender para presentar un buen

rendimiento de otras variables. Entre estas variables una de la más importante es la

granulometría de las partículas (grado de liberación adecuado) en general se tiende a moler

lo menos posible debido al alto costo de la operación, esto está limitado por el tamaño de la

partícula y el grado de liberación de la especie útil.

La granulometría que generalmente se busca en la etapa primaria está entre el 45 al

60% - # 200 Ty. Este tamaño de partícula se logra con una molienda antes de dar inicio al

proceso. Para la etapa de limpieza, conocida también como cleaner, en algunas

oportunidades es necesario que las partículas presenten un grado mayor de liberación; para

lograrlo en algunos casos es necesario tener una remolienda.

Es por esta razón que este laboratorio se verá como incide el efecto de la granulometría en el

proceso de la flotación y cuan importante es la determinación del tiempo óptimo de

molienda.

También existe un porcentaje de sólido óptimo del proceso, por cuanto incide en el

tiempo de residencia del mineral en el circuito. Para minerales de cobre porfídico se

consideran los siguientes porcentajes de sólidos:

Etapa primaria: 30 a 45 %.

Etapa de limpieza: 15 a 20 %.

Otras variables que influyen en el proceso de flotación son:

Tipo y dosificación de reactivos.

Densidad de pulpa.

Aireación y acondicionamiento.

Regulación del pH.

Tiempo de residencia.

Temperatura.

Calidad del agua.

Envejecimiento de pulpa.

Envejecimiento de muestra.

2. CUANTIFICACIÓN DE LA OPERACIÓN.

En los procesos de flotación es de gran importancia evaluar las operaciones. Para ello

es necesario determinar la eficiencia de la concentración, como así también la razón de

concentración y la selectividad.

En la evaluación del proceso los parámetros más importantes son la recuperación y la

ley del concentrado, en los cuales existe una relación de dependencia, generalmente un

aumento de la ley del concentrado significa una menor recuperación.

Parámetros de Operación:

Para cuantificar una operación de concentración se requiere de a lo menos dos

variables de respuesta. Una debe describir la extensión del proceso y la otra la calidad del

producto obtenido. Entre las variables indicadas en el primer tipo se encuentra la

recuperación que se define como:

100*lim

Re%

entaciónalaenpresenteútilmaterialdeMasa

oconcentradelenpresenteútilmaterialdeMasacuperación

La ecuación anterior también se puede anotar de la siguiente manera:

100**

*%

fF

cCR

Donde: C : Masa de Concentrado

c : Ley de Concentrado

F : Masa de Mineral alimentado al proceso.

f : Ley de Cabeza.

La recuperación puede expresarse en términos de leyes, de la siguiente manera:

100*)(*

*%

tcf

tfcR

Donde t es la ley del relave.

Razón de concentración (K)

Se refiere a las toneladas de mineral necesarias para obtener una tonelada de

concentrado final. En este sentido, indica en forma indirecta la eficiencia del proceso. Este

término está estrechamente relacionado con la recuperación.

C

FK

O bien en términos de leyes:

t- f

t- c =K

Razón de Enriquecimiento (RE)

Se define como:

cabezalaencomponentemismodelLey

oConcentradelendeseadocomponentedelLeyRE

f

cRE :

Recuperación en Peso (RP)

CONCENTRADORA

F, f T, t

C,

c

Se define el porcentaje de la razón el peso del concentrado y el peso de la

alimentación.

100*%F

CRP

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

Se trabajara con material de Escondida, antes de comenzar la prueba revisar que todos

los equipos e implementos. El material se encuentra 100 % bajo 10 #.

Al mineral se le debe realizar un análisis granulométrico de alimentación, previo de la

molienda. Las mallas a usar, serán las siguientes: 12; 20; 30; 50; 70; 100; 140 y 200

#A.S.T.M.

El esquema a seguir es como lo indica la figura:

El procedimiento que se va a llevar a cabo constará de los siguientes pasos:

1.- Se debe verificar que todos los componentes y materiales que se usarán estén en buen

estado (celda limpia, paleta, pHmeter calibrado, revoluciones ajustadas, bandejas de

recepción de concentrado limpias y rotuladas, etc.).

2.- Mediante picnometria determinar el peso específico del mineral.

3.- Realizar análisis granulométrico.

4.- Determinar la masa de sólido a utilizar en la flotación, considerando 30% de sólido en la

celda.

Agua

Mineral

Colector Primario

Relave

Pulpa

Cal

Concentrado

Espumante

Colector Secundario

5.- La molienda se realizará con 65% de sólidos.

6.- Los tiempos de molienda que se realizarán son 3; 6; y 9 minutos.

7.- En todos los tiempos se harán dos moliendas. Una de ellas será para flotar y la otra se

deslamará para conocer el porcentaje de sólido que está bajo # 200 Ty. No olvidar realizar

una flotación al tiempo cero (sin molienda).

8.- En la etapa de molienda agregar el reactivo colector SF-323 (30 gpt), además agregar

2,5 gramos de cal.

9.- Luego de moler, vaciar la pulpa en la celda para proceder a flotar, ocupando un volumen

de 2400 ml.

10.- Fijar la velocidad de agitación a 1200 rpm y proceder a ajustar el pH a 10,5 con cal.

11.- Adicionar los siguientes reactivos:

Colector secundario: IPSX (15gpt) diluido al 10%

Espumante : X – 133 (20 gpt)

12.- Acondicionar la pulpa con los reactivos durante 2 minutos.

13.- Luego del acondicionamiento, se abrirá la llave que permite el ingreso del aire a la

celda. (el primer flujo de aire será de 4 LPM. Se debe esperar el rebalse espontáneo y

paletear cada 10 segundos A continuación se muestra la tabla de los flujos y adición de agua

para mantener el nivel de pulpa.

Muestra SPENCE

Tiempo (min) Agua (cc) Aire (lt/min)

0 --- 4

1,5 150 5

3 100 5,5

5 100 6

7,5 100 6,5

14.- La flotación tendrá un periodo de duración de 10 minutos. Al finalizar el proceso, se

debe filtrar tanto el concentrado como el relave.

15.- Los queques obtenidos en la filtración se llevan a la mufla a 105 ºC.

16.- Luego de 24 horas, retirar las muestras del horno procediendo a su pesaje.

18.- Tomar 100 gramos de muestra de cada uno para mandar a análisis químico de CuT,

además preparar una muestra de cabeza para conocer la ley inicial del mineral.

Resumen datos requeridos y/o entregados

% de sólidos en flotación : 30

% de sólidos en molienda : 65

Densidad del mineral : se debe determinar

Masa de mineral a utilizar : se debe determinar

Dosificación de cal : 2,5 g de cal (en molienda)

Volumen en celda : 2400 ml

pH de trabajo en celda : 10,5

Colector Primario : SF- 323 (30 gpt)

Colector Secundario : Isopropil Xantato de Sodio (15 gpt)

Espumante : X- 133 Oreprep (20 gpt)

Velocidad de agitación : 1200 rpm

Tiempo de flotación : 8 minutos

4. INFORMAR.

Recuperación (%R)

Razón de Concentración (K)

Razón de Enriquecimiento (RE)

Recuperación en Peso (RP)

Analizar el efecto de la Granulometría.

Realizar gráficos recuperación v/s granulometría

Realizar Gráfico % bajo #200 Ty v/s tiempo de molienda.

Determinar el tiempo de molienda para obtener un 45, 55 y 60% bajo #200 Ty.