Flotacion de minerales

Fundamentos de flotación de minerales

Flotación
La flotación es un proceso heterogéneo, es decir, involucra más de una fase: sólido (mineral), líquido (agua) y gaseosa (burbujas). Para entender el proceso, es necesario estudiar las propiedades fisicoquímicas de las superficies de los minerales, la relación entre las fases sólida, líquida y gaseosa, y sus interfases.

Fases:

Mineral(fase sólida)

Agua (fase líquida) Burbujas de Aire (fase gaseosa)

Flotación
Fase Gaseosa: Constituida generalmente por aire (en algunos casos por otro gas), que se introduce y dispersa en la forma de pequeñas burbujas. Fase Líquida: Está constituida por agua con reactivos. El agua es polar, siendo ésta la causa de la hidratación superficial de algunos minerales en soluciones acuosas. Contienegeneralmente iones (Cl-, Na+, K+, Ca++, SO4=, etc.), impurezas y contaminantes naturales. La dureza del agua, i.e. la contaminación natural causada por sales de calcio, magnesio y sodio, puede cambiar completamente la respuesta de la flotación en algunos casos, ya sea por consumo excesivo de reactivos o formación de sales insolubles.

Flotación
Naturaleza polar del agua: formación de dipolos.H

+
H

O

_

El oxígeno es un muy buen captador de electrones en la molécula (electronegatividad alta), por lo tanto atrae los electrones del hidrógeno exponiendo así sus protones (+). Esto genera un dipolo: una molécula con un extremo negativo y el otro positivo.

Flotación
Fase Sólida: Está constituida por partículas de mineral finamente molidas. Las propiedades superficiales delos minerales dependen de su composición y estructura. En esta fase juegan un rol importante los siguientes factores: • Carácter de la superficie creada en la ruptura del sólido (tipo de superficie, fuerzas residuales de enlaces). • Imperfecciones en la red cristalina natural (vacancias, reemplazos de iones, etc.). • Contaminaciones provenientes de los sólidos, líquidos y gases (oxidación de lasuperficie, etc.). • La presencia de elementos traza, que pueden concentrarse en la superficie de los granos y tener una influencia mucho mayor que su concentración en el mineral.

Flotación
En relación con su afinidad con el agua, los minerales pueden presentar propiedades hidrofóbicas (sin afinidad) e hidrofílicas (con afinidad), que determinan su flotabilidad natural. Esto está directamenterelacionado con su polaridad. Se tiene así: • Minerales Apolares: Son hidrofóbicos (no reaccionan con los dipolos del agua), ejemplo: azufre nativo, grafito, molibdenita y otros sulfuros. En estos minerales su estructura es simétrica, no intercambian electrones dentro de sus moléculas, no se disocian en iones, son en general químicamente inactivos y con enlaces covalentes. • Minerales Polares: Sonhidrofílicos (los sólidos tienen la capacidad de hidratarse), ejemplo: óxidos. En estos minerales su estructura es asimétrica, intercambian electrones en la formación de enlaces (enlace iónico) y tienen extraordinaria actividad química en general.

Flotación
Separación selectiva de minerales (flotación)
Al coexistir las tres fases, las partículas hidrofóbicas “preferirán” adherirse a la fasegaseosa (burbujas), evitando así el contacto con el agua, mientras que las demás permanecerán en la fase líquida. Las burbujas con partículas adheridas y una densidad conjunta menor que la del líquido, ascenderán hasta llegar a a la espuma.

Espuma
Concentrado
Hidrofóbica

Pulpa

Hidrofílica

Relave

Flotación

El agregado burbuja – partículas debe lograr mantenerse tras dejar lasuperficie de la pulpa e ingresar a la fase espuma. El conjunto de agregados burbuja – partículas, en la superficie, debe adquirir la forma de una espuma estable para posibilitar su remoción.

Espuma

Flotación
Interfases
Los fenómenos que ocurren en flotación son interacciones fisicoquímicas específicas entre elementos y compuestos de las distintas fases. Esto ocurre a través de las tres...