Flotacion

Rev. Fac. Ing. Univ. Antioquia N.° 49. pp. 50-60. Septiembre, 2009

Producción de carbones ultralimpios usando flotación burbujeante y lixiviación con ácidos Ultraclean coal production using froth flotation and acid leaching
Juan Barraza*, Isabel Mejía Escuela de Ingeniería Química, Universidad del Valle, Ciudadela Universitaria Meléndez, A.A 25360, Cali, Colombia (Recibido el 25 de noviembrede 2008. Aceptado el 26 de mayo de 2009) Resumen Los carbones ultralimpios representan una importante materia prima para la elaboración de productos de alto valor agregado tales como fibra de carbono, electrodos, espumas de carbón, entre otros. En este trabajo, carbones ultralimpios con concentraciones menores a 0,50% de ceniza (p/p, base seca, bs) se obtuvieron usando flotación burbujeante encolumna y lixiviación con ácidos fluorhídrico (HF) y nítrico (HNO3). Los contenidos de ceniza se redujeron desde 19,60 % en los carbones alimentados hasta 8,70 % en los carbones flotados usando tres etapas en serie en una columna de flotación. Al usar lixiviación química con HF 7,53M y HNO3 2,3M, los carbones presentaron contenidos de 1,42% de ceniza, 0,86% de azufre y 2,00% de materia mineral,mientras que cuando se usó un proceso combinado de flotación seguido de lixiviación ácida con HF 19,2M y HNO3 8,12M se obtuvo un carbón con 0,48 % de ceniza 0,71 % de azufre y 0,96 % de materia mineral. Sin embargo, al usar carbón original (no flotado) a las mismas concentraciones ácidas utilizadas en el proceso combinado se produjo un carbón ultralimpio de contenido de ceniza 0,33%. ----- Palabrasclave: carbón ultralimpio, flotación burbujeante, lixiviación ácida Abstract Ultraclean coals represent an important raw material to elaborate high value products such as carbon fiber, electrodes, carbon foam and so on. In this work, ultraclean coals having less than 0.50% (w/w, db) of ash and 1.00% q(w/w) of mineral matter were obtained using flotation column and leaching with acid fluorhídric (HF)and nítric (HNO3). Ash content was reduced from 19.60 to 8.70 %, using three flotation stages. Chemical processing, using HF
* Autor de correspondencia: teléfono: + 57 + 2 + 331 29 35, correo electrónico: jubarraz@univalle.edu.co (J. Barraza)

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7.53 M and HNO3 2.30 M, produced 1.42% of ashcontent, 0.86 % of sulphur and 2.00% of mineral matter, whereas a combined process, froth flotation followed by leaching of HF 19.2M and HNO3 8.12M produced a coal having 0.48 % of ash content, 0.71% of sulphur content and 0.96% of mineral matter. However, when it was used the original coal (unfloated) at the same acid conditions of the combined process, it was obtained an ultraclean coal having 0.33%of ash content. ----- Keywords: ultraclean coal; froth flotation; acid leaching.

Introducción
Los carbones ultralimpios se caracterizan por presentar bajos contenidos de materia mineral, azufre y ceniza, lo cual los hace una materia prima “premium” de alto valor agregado para obtener productos químicos, electrodos, fibras de carbono, polímeros de alta resistencia entre otros. La obtención delos carbones ultralimpios se realiza a través de procesos físicos tales como flotación burbujeante, separación ciclónica y procesos químicos tales como lixiviación con ácidos y solventes. En el proceso de flotación burbujeante se utiliza la diferencia de tensión superficial que existe entre la materia orgánica y la materia mineral para separar esas dos sustancias. En este proceso partículas finasde carbón se adhieren a burbujas de aire y se arrastran a la superficie superior de la suspensión de carbón. Varios factores afectan la flotación burbujeante tales como tamaño de partícula, oxidación del carbón, distribución del tamaño de burbuja, concentración del espumante y colector y la hidráulica del aparato [1]. Cloke [2] usó una celda Jameson de flotación con dos etapas de separación y...