RESUMEN REACTIVOS DE FLOTACIÓN : COLECTORES Y ESPUMANTES

¿POR QUÉ DEBE AGREGARSE UN REACTIVO COLECTOR A LA FLOTACIÓN ?•PARA RECUPERAR LAS PROPIEDADES HIDRÓFOBAS PERDIDAS DURANTE LA CONMINUCIÓN DONDE SE ROMPIERON ENLACES QUÍMICOS.

•PARA BAJAR LOS POTENCIALES ELECTROQUÍMICOS Y ELECTROCINÉTICOS QUE SURGEN AL HIDRATARSE LA PARTÍCULA ÚTIL CUANDO ENTRA EN CONTACTO CON EL AGUA.

•SI LA INTENSIDAD DE LOS POTENCIALES ES ALTA , EL SÓLIDO TIENE GRAN AFINIDAD POR EL AGUA Y POR LO TANTO, NO FLOTARÁ.

. SI LA INTENSIDAD DE LOS POTENCIALES ES BAJA, EXISTE GRAN ATRACCIÓN POR MOLÉCULAS ORGÁNICAS DE BAJA CONSTANTE DIELÉCTRICA (COLECTORES) POR LO TANTO HABRÁ GRAN PROBABILIDAD QUE LA PARTÍCULA FLOTE

¿Cuál es la función de un espumante?

Los espumantes son compuestos orgánicos que tienen como función disminuir la tensión superficial del agua, por lo tanto, facilitar el incremento de la superficie de ella.

Al introducir aire al interior del agua que contenga un espumante, las burbujas de aire se recubrirán con las moléculas de espumante y ascenderán a la superficie transportando las moléculas de agua que son necesarias para aumentar la superficie.

¿Cómo es una molécula de colector?Es una molécula orgánica clasificada como un

surfactante, es decir, una molécula formada por dos partes: una polar y otra apolar. La parte polar está formada por un grupo de átomos enlazadores de carácter solidofílico, por lo tanto se adsorbe en la superficie de la partícula. La parte no polar está compuesta de un radical hidrocarbonado que tiene como función hidrofobizar la partícula de mineral de interés.

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¿Cuáles átomos componen el grupo polar?

S

- Xantatos --- O --- C

S --- Na

----- O S

P

- Ditiofósfatos ----- O S --- Na

O

- Ácidos Carboxílicos ------- C

Ácidos Grasos OH

0 0

- Sufatos y Sulfanatos ---- S -- OH ----- S -- OH

0 0

¿Cómo es una molécula espumante?

Muy parecida a la molécula de un colector,es decir es orgánica también formada por una parte polar su diferencia radica en el caracter del grupo polar que es liofílico (afinidad por la interfase LG)y una parte apolar formada por un radical hidrocarbonato. Los grupos polares más comunes son:

--- OH Hidroxilo (alcoholes alquílicos y arílicos)

O --- C Carboxílico (ácidos grasos)

OH

== C == OH Carbonilo (aldehidos)

----- NH2 Amino (aminas)

--- SO2 OH y --- OSO2 OH Sulfo

¿Cuáles son los espumantes mas usados? Los más usados son los alcoholes.

- Aceite de Pino, Acido cresílico - Espumantes Dow 250, 400, 1012, (Eteres metílicos del polipropilenglicol de bastante solubilidad en agua.

- MIBC, Espumantes Aero froth , otros. La fuerza espumadora de éstos depende de la longitud y

estructura del grupo no polar. A mayor número de carbonos, mayor potencia espumadora pero con pérdida de solubilidad.

El C16 H33 OH, cetil alcohol no tiene fuerza espumadora por su baja solubilidad, pero si le es introducido en la molécula un grupo sulfa se consigue solubilidad y es un buen espumante.

REACTIVOS DE FLOTACIÓN

MODIFICADORESDE SUPERFICIEDE AMBIENTE (PH)

REACTIVOS MODIFICADORES FUNCIÓN: PREPARAR SUPERFICIES MINERALES PARA LA

ADSORCIÓN O DESORCIÓN DE UN REACTIVO SOBRE ÈLLAS, Y CREAR , EN GENERAL, CONDICIONES PROPICIAS EN LA PULPA PARA QUE SE PUEDA EFECTUAR UNA FLOTACIÒN SATISFACTORIA.

EL MINERAL

ACCIÓN SOBRE

IONES PRESENTES EN LA PULPA.

CLASIFICACIÓN TRADICIOINAL DE ACUERDO A FUNCIÓN QUE DESEMPEÑA.

DE AMBIENTE O REGULADORES DE Ph

MODIFICADORES

O REGULADORES ACTIVANTES

DE SUPERFICIE

DEPRESORES

MECANISMOS DE FUNCIONAMIENTO.

- INFLUYEN EN LA DISOCIACIÒN Y CONCENTRACIÒN IÒNICA DE LAS PULPAS QUE AFECTAN EN FORMA DIRECTA O INDIRECTA LA ESTRUCTURA DE LA DOBLE CAPA ELECTRICA LO QUE IMPLICA LOS POTENCIALES E.Q. Y E.C. o Z.

- INFLUYEN DIRECTAMENTE EN LA ADSORCIÒN Y DESORCIÒN DE LOS REACTIVOS DE FLOTACIÒN.

- RECUBREN LAS SUPERFICIES MINERALES CON PELÌCULAS DE PROPIEDADES DESEADAS PARA UNA SEPARACION SELECTIVA.

- REEMPLAZO SUPERFICIAL DE IONES.

A) ACTIVANTES : FACILITAR O INCREMENTAR LA ADSORCIÓN

DEL COLECTOR DE LAS SIGUIENTES FORMAS: + LIMPIEZA DE SUPERFICIE DE MINERALES SULFURADOS PARCIALMENTE OXIDADA. LIMONITA SOBRE CALCOPIRITA. + TRANSFORMACIÓN DE SUPERFICIES. a) RECUBRIMIENTO DE ÓXIDOS (SULFURIZACIÓN). (Na2S) b) REEMPLAZO DE IONES METÁLICOS EN LA RED CRISTALINA

Estos reactivos sirven para aumentar la adsorción de los colectores sobre la superficie de los minerales o para fortalecer el enlace entre la superficie y el colector.

Hay distintas maneras de activar una superficie, éstas pueden ser:

Limpiando la superficie del mineral afectado, por ejemplo, por un proceso secundario de oxidación. En este caso se puede agregar algún ácido para disolver las capas oxidadas de los sulfuros

a) Formando en la superficie una capa particularmente favorable para la adsorción del colector. Un ejemplo de este caso es la Sulfidización (NaSH) de los óxidos metálicos antes de la aplicación de colectores sulfhídricos.

b) Reemplazando en la red cristalina los iones metálicos por otros que formen un compuesto más firme con los colectores. Ejemplos de esto: La activación (flotación ) de la esfalerita o blenda (ZnS) por el ión Cúprico (Sulfato de Cu) Cu+2 + Zn S Cu S + Zn+2

La activación de la cerusita (PbCO3) con Na 2S :

REACCION REVERSIBLE CON CIANURO ( CN- )

B) DEPRESORES

DISMINUYEN LA FLOTABILIDAD DE UN MINERAL

- HACIENDO LA SUPERFICIE MÀS HIDROFÌLICA

- IMPIDIENDO LA ADHESIÒN DE UN COLECTOR.

* FORMAS:

- INTRODUCIENDO UN ION EN LA PULPA QUE COMPITA CON EL ION COLECTOR POR LA SUPERFICIE MINERAL.

DEPRESIÒN DE LA PIRITA Y GALENA POR EL ION (OH)

DEPRESIÒN DE “SULFUROS DE METALES PESADOS” CON HS-

DEPRESIÒN DE ALGUNOS “SULFUROS M” CON CIANURO (CN-)

- AGREGANDO AGENTES OXIDANTES PARA HIDROFILIZAR LA SUPERFICIE MINERAL EN PULPAS ALCALINIZADAS CON CAL:

KMnO4 DEPRIME MINERALES DE Cu ; Fe ; Co.

NaOCL DEPRIME MINERALES DE Cu EN FLOTACIÒN DE MOLY.

- POR PRECIPITACIÓN DE IONES METÁLICOS PRESENTES EN LA PULPA QUE PUEDEN PRODUCIR ACTIVACIÓN. Cu ++ --- Zn ++

- POR ADICIÓN DE REACTIVOS ORGÁNICOS Y COLOIDES .

* DEXTRINA DEPRIME AL Mn ; * TANINO A LA CALCITA Y BARITA EN LA FLOTACIÓN DE LA FLUORITA.

* ALMIDON DEPRIME AL TALCO Y LA HEMATITA EN LA FLOTACION DE SULFUROS METÁLICOS.

* GOMA ARÁBIGA ; ALBÚMINA , GELATINA , COLA

dext. C12 H 20 O 10 ; tanino: C14 H 10 O9 ; almidón C 6 H 10 O 5

* POR ADICION DE AGENTES REDUCTORES PARA DISMINUIR O CONTROLAR EL EXCESO DE OXIDACIÓN DE CIERTOS MINERALES

DURANTE LA MOLIENDA. EJ. En la flotación de menas compleja de Cu, Pb y Zn el cobre puede oxidarse y solubilizarse activando al Zn y ensuciando los concentrados de plomo.

NaSO3 ; NaHSO3 sulfito y bisulfito de sodio.

*POR NEUTRALIZACIÓN QUÍMICA Y ELIMINACIÓN DEL COLECTOR AGREGANDO CATIONES. Ej. cationes de metales alcalinos y alcalinos térreos forman con el ácido oléico ppdos. poco solubleS. Cationes de metales pesados precipitan a xantatos y ácidos grasos.

ACCIÓN DEL SULFURO DE Na COMO DEPRESOR

LA ACCION DEPRESORA DEL ION SULFHIDRILO FUE ESTUDIADA POR GAUDIN, WARK Y COX. AL AGREGAR Na2S A UNA PULPA, SE HIDROLIZA Y EN SEGUIDA SE DISOCIA SEGÚN LAS ECUACIONES:

Na 2S + 2 HOH ---- 2 Na+ + 2 OH- + H2S H2S -- H+ + HS- (DEPRESOR) HS- -- H+ + S- (ACTIVANTE)

COMO LA CONSTANTE DE DISOCIACIÓN DEL H2S ES 10-7 Y LA DEL HS- ES 2 X 10-5 EN LA PULPA HAY SIEMPRE UNA CIERTA CONCENTRACIÓN DE IONES HS- QUE SON LOS QUE EFECTUAN LA DEPRESIÓN. PARA TODO MINERAL EXISTE UNA CONCENTRACIÓN CRÍTICA DE IONES HS- QUE ANULA LA FUNCIÓN COLECTORA DE UN CIERTO COLECTOR.

Por Ej. Para neutralizar el efecto colector del etil xantato potásico [25 mgrs/lt] son necesarias las siguientes cantidades de ion HS- en la pulpa.

Galena …. O,007 mgs/lt ; Calcopirita …. 0,3 ; Bornita … 1,3 Covelina … 1,7 “ ; Pirita …. 2,5 ; calcosina 6,4

SE PUDO OBSERVAR QUE LA [ HS-] NO DEPENDE DEL PH DEL CIRCUITO USADO , NO ASÍ LA [IONES S- Y DE H2S], POR CONSIGUIENTE , EL PH NO INFLUYE EN LA DEPRESIÓN.

REDUCIENDO LAS [ X-] Y DEL HS- EN UNIDADES MOLARES, SE LLEGA A LA CONCLUSIÓN DE QUE EN EL CASO DE LA GALENA, LA DEPRESIÓN CON 0,25 MICROMOLES DE HS- ES MÁS FUERTE QUE LA ACTIVACIÓN CON 156 MICROMOLES DE XANTATO. PARA LA CALCOPIRITA SERÁN 9 Y 156 MICROMOLES RESPECTIVAMENTE. POR COMPARACIONES SEMEJANTES CON OTROS REACTIVOS SE PUDO CONCLUIR QUE LA ACCIÓN DEPRESORA DEL ION SULFHIDRILO ES UNAS 3.000 VECES SUPERIOR A L A DEL ION OH- Y QUE CON [ HS- ] DIEZ O MÁS VECES INFERIORES A LAS DE LOS IONES XANTATOS, SE PUEDE ELIMINAR LA ACCIÓN COLECTORA DE ÉSTE.

ACTUALMENTE EN LA INDUSTRIA SE UTILIZA NASH.

La Galena es muy sensible a pequeñas dosis de Na2S a pH 5 y concentración Na2S >5 la Galena No flota

CIANURO DE SODIO DEPRESANTE.

*DEPRESOR EN LA FLOTACIÒN DE MENAS COMPLEJAS CU, Pb, Zn.

*DEPRESOR DE SULFUROS DE Fe: PIRITA, PIRROTITA, MARCASITA, DE LA ARSENOPIRITA, Y ESFALERITA.

*EN MENOR GRADO DE LA CALCOIPIRITA, ENARGITA, TENANTITA, BORNITA Y CASI TODOS LOS DEMÀS SULFUROS EXCEPTO LA GALENA.

SE HA ESTABLECIDO QUE LA ACCIÒN DE LOS COLECTORES SULFHÌDRICOS PUEDE SER ANULADA POR PEQUEÑAS CANTIDADES DE CIANUROS ALCALINOS. AL AGREGAR NaCN :

NaCN + 2HOH …..> NaOH + HCN HCN …..> H+ + CN- PARA NEUTRALIZAR EL EFECTO COLECTOR DEL EXP AGREGADO

EN [ 25 MGS/LT ] SON NECESARIA LAS SIG. CANTIDADES DE ION CN- EN LA PULPA.

PIRITA ---- 0,1 MG/LT ; CALCOPIRITA ---- 0.42 MGS/LT MARCASITA 2,5 “ ; BORNITA ---- 6,5 “ TETRAEDRITA 20,0 “ ; COVELINA -- 36,0 ; CALCOSINA 180

MODIFICADORES DE AMBIENTE O DE PH

EL H20 SE ENCUENTRA PARCIALMENTE IONIZADA H+ y OH- EL PRODUCTO DE IONIZACIÒN : [ H+] [OH-] = 10 -14 EL H20 PURA : [ H+ ] = [ OH- ] 10 – 7

SI [ H+] > [ OH- ] SOLUCIÒN ÀCIDA PH < 7

SI [H+ ] = [ OH- ] SOLUCIÒN NEUTRA PH = 7

SI [ H+] < [OH- ] SOLUCIÒN ALCALINA PH > 7

IMPORTANCIA DE LOS IONES OH- EN LA FLOTACIÒN:

a) ESTOS IONES TIENEN GRAN MOVILIDAD Y COMPITEN CON LOS ANIONES COLECTORES POR ADHERIRSE EN LA SUPERFICIE DE LOS MINERALES (EFECTO DEPRESOR ).

-b) INFLUYEN FUERTEMENTE EN LA DISOCIACIÒN DE OTRAS SALES , EN EL INTERCAMBIO IONICO ENTRE DIFERENTES MATERIAS, ETC.

CAMBIOS EN LA FLOTABILIDAD DE ALGUNOS MINERALES CON COLECTORES QUE DEPENDEN DE LAS VARIACIONES DE PH SE PUEDE EXPLICAR POR LOS EFECTOS QUE EL “MEDIO” TIENE SOBRE ELLOS.

1) LOS XANTATOS Y DITIOFOSFATOS SE HIDROLIZAN EN CIRCUITOS ÀCIDOS.

2) LOS ÀCIDOS GRASOS FUNCIONAN MEJOR EN MEDIOS ALCALINOS (FORMACIÒN DE JABONES).

3) LAS AMINAS TIENEN MAYOR EFICIENCIA EN AMBIENTE MEDIANAMENTE ALCALINO.

LOS CIRCUITOS ALCALINOS SE UTILIZAN CON MAYOR FRECUENCIA PORQUE LOS REACTIVOS SON MAS ESTABLES, PRECIPITAN LAS SALES DE IONES PESADOS (PURIFICACIÒN DE LAS PULPAS) Y SE PROTEJE EL EQUIPO.

MODIFICADORES MÀS USADOS: CAL Ca (OH)2 ; NaOH ; Na2CO3 Y H2SO4.

EFECTO DEPRESOR DE LOS IONES OH-

TAMBIEN EL PH MANIFIESTA SU INFLUENCIA EN LA FLOTABILIDAD DE CIERTOS MINERALES ATRAVÈS DE LOS EFECTOS OXIDANTES Y REDUCTORES DE PULPAS DE DIFERENTES ACIDEZ O ALCALINIDAD Y DEL EFECTO DEPRESOR DE LOS IONES OH-.

WARD Y COX ANALIZARON EL COMPORTAMIENTO DE DISTINTOS MINERALES SULFURADOS FRENTE A COLECTORES SULFHÌDRICOS EN DIFERENTES CONDICIONES DE PH.

LOS ENSAYOS DE ÀNGULO DE CONTACTO REALIZADOS VARIANDO EL PH Y LA CONCENTRACIÒN DE COLECTOR DIERON COMO RESULTADOS CURVAS CARACTERÌSTICAS DE LA FORMA SIGUIENTE.

Con una dosis de 300 mg/ltA pH 4 flotan todos

A pH 6 flotan galena de calcopirita

A pH 9 flota solo Calcopirita

DE LA LEY DE BARSKY SE DEDUCE :

“ PARA UN MINERAL ESPECÍFICO Y UNA CONCENTRACIÓN PARTICULAR DE COLECTOR EXISTE UN PH CRÍTICO POR ENCIMA DEL CUAL NO SE REGISTRA LA ADHERENCIA DE LA BURBUJA NI LA FLOTACIÓN DEL MINERAL EN LAS CONDICIONES QUE PREVALECEN EN LOS ENSAYOS DEL ÁNGULO DE CONTACTO”

LA LEY DE BARSKY FUE REVISADA EN VARIOS TRABAJOS LLEGÁNDOSE A LA CONCLUSIÓN QUE LA FÓRMULA MÁS CORRECTA SERÍA:

[ Xˉ ] = m [OHˉ ] Y

donde :

m = factor de proporcionalidad ≈ 0,6

y = constante característica (0,5 a 0,75)

LA LEY DE BARSKY PONE DE MANIFIESTO LA COMPETENCIA ENTRE LOS ANIONES DE COLECTOR Y LOS ANIONES OH POR RECUBRIR LA SUPERFICIE DEL MINERAL.

RESUMEN

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¿Cuál es la función de un reactivo Modificador?

Preparan las superficies minerales para la adsorción o desorsión de un reactivo colector sobre ellas, y además crean las condiciones propicias en la pulpa para que se pueda efectuar una flotación satisfactoria.

Por lo tanto, pueden clasificarse como: Modificadores de Superficie Activantes y Depresores, y como Modificadores de Ambiente

¿Cómo actúa un Activante?

Limpiando superficies de sulfuros parcialmente oxidadas.

(Calcopirita recubierta por limonita)Recubriendo superficies con capa de sulfuro. (Malaquita mediante sulfuro de sodio) Intercambiando iones en la red cristalina (Cobre por Zinc en la flotación de blenda)

¿Cómo actúa un Depresante?

Compite con el colector por adherirse en la superficie de la partícula (acción de los aniones OH) Depresión de la pirita.

Agregando agentes oxidantes para hidrofilizar la superficie.

Por precipitación de iones metálicos contenidos en la pulpa que pueden producir activación de la partícula. ( Uso de CN )

Por adición de reactivos orgánicos coloidales. (Dextrina, Tanino)

Otras formas.

¿Cómo actúa un modificador de ambiente?

La mayoría de las flotaciones se realizan en ambientes básico para evitar la descomposición de los colectores que sólo pueden emplearse en este ambiente y además para proteger el equipo de la corrosión. Se emplea generalmente Ca(OH)2 ; Na2CO3 ; Na(OH) y H2SO4 para flotaciones que deben realizarse en ambientes ácido.

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FLOTACION DE MINERALES DE COBRE Y MOLIBDENO

. MINERALES POLIMETALICOS

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MINERALES MIXTOS DE COBRE

CONCENTRACIÒN DE MENAS DE MOLIBDENO

CONTINUA

VARIABLES DE FLOTACIÓN.