Flotacion

CAPÍTULO 8
FLOTACIÓN
Ing. Lidia de Vargas

F lotación

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La flotación es un proceso de clarificación primaria particularmente efectivo para tratar aguas con baja turbiedad, altamente coloreadas y con gran contenido de algas.
Consiste en la separación de las partículas naturales presentes en el agua
cruda, coaguladas o floculadas, mediante el uso de sales de aluminio o de hierro
y depolímeros.

1.

CONCEPTOS TEÓRICOS

En la flotación interviene la diferencia entre la masa volumétrica de los
sólidos o flóculos y la del líquido en que se encuentran en suspensión. Sin embargo, contrariamente a lo que ocurre en la decantación, este proceso de separación
sólido–líquido únicamente se aplica a partículas que tienen una masa volumétrica
real (flotación natural) o aparente(flotación provocada) inferior a la del liquido
que la contiene.
En la flotación provocada, se aprovecha la capacidad que tienen ciertas
partículas sólidas o líquidas para unirse a burbujas de gas (generalmente, aire) y
formar conjuntos partícula–gas menos densos que el líquido que constituye la
fase dispersa.
La resultante de las fuerzas (gravedad, empuje de Arquímedes, fuerza deresistencia) conduce a un desplazamiento ascendente de los conjuntos partícula–
gas que se concentran en la superficie libre del líquido.
Para que sea factible la flotación de partículas sólidas o líquidas más densas que el líquido, es preciso que la adherencia de las partículas a las burbujas de
gas sea mayor que la tendencia a establecer un contacto entre las partículas y el
líquido. Este contactoentre un sólido y un líquido se determina mediante la medida del ángulo formado por la superficie del sólido y la burbuja de gas (figura 8-1).

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Manual I: Teoría

Si θ = 0, el contacto entre el sólido y el líquido se realiza de forma
perfecta; es imposible la
adherencia sólido-gas.

Líquido
ϒ GL

θ

Si θ = 180°, el contacto entre el sólido y el
Sólido
líquido es nulo; es óptimoel contacto sólidogas. Se trata de un caso
Figura 8-1. Ángulo entre la superficie del
sólido y la burbuja de gas (1)
límite que nunca se da en
la práctica, puesto que
ningún líquido da un ángulo θ mayor de 110° (caso del mercurio).
ϒSL

Gas

ϒSG

Entre estos dos valores, la adherencia partícula–gas aumenta con el valor
del ángulo θ . Puede considerarse este tipo de flotación de unapartícula en el caso
de partículas sólidas o líquidas (aceites) que tienen una forma relativamente simple y una naturaleza conocida. En el caso de partículas floculadas, a los fenómenos de superficie se suman las adherencias mecánicas ligadas a la estructura de
los flóculos, especialmente inclusiones de gas en los flóculos.
El ángulo θ se puede aumentar mediante el uso de sustancias tensoactivasque forman una película hidrófoba alrededor de las partículas. Tales sustancias
poseen en sus moléculas una parte no polar (hidrófoba) que es atraída por las
burbujas de aire en ascensión y otra polar (hidrófila), que es atraída por la fase
dispersa. El empleo de sustancias espumantes también ha sido recomendado para
formar una mezcla más estable de burbujas y partículas: tales sustanciastienen,
además, la propiedad de reducir el tamaño de las bolas de aire, aumentando la
superficie específica de las mismas, para proporcionar mayor capacidad de absorción y tiempo de contacto, ya que bolas de aire pequeñas poseen menores
velocidades ascensionales.
Los mecanismos de contacto entre las bolas de aire y las partículas pueden
resultar de las siguientes acciones:
a)

Colisión entrela bola y la partícula, debido a turbulencia o a atracción
entre ambas.

F lotación

b)
c)

2.

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Aprisionamiento de las bolas contra los flóculos o contacto entre los flóculos
que están sedimentando y las bolas de aire en ascensión.
Crecimiento de las bolas de aire entre los flóculos. Cuando se tienen partículas hidrofílicas, los mecanismos b y c parecen ser los responsables de...