Informe Dosificación Colector SF-114 FLOTACIÓN

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

I N F ORM E D E L A B ORAT ORA T ORI O N° N° 3 “Evaluación de la

D osi osi f i cació cación n de dell Col ector ctor SF -114 ” ”

F L OTACI ÓN

CARRERA: PROFESOR: AYUDANTE: ALUMNOS:

Ingeniería Civil Metalúrgica Nelson Martínez Arredondo Rodrigo Leiva Zamorano - Fabian Montecinos Rojas - Sebastián Cáceres Vergara - Pablo Carvajal Muñoz 04/11/2014

LABORATORIO DE FLOTACION

SUMARIO En el presente informe se muestra la tercera experiencia realizada en el laboratorio de “Flotación”, la cual se denominó “Evaluación de la Dosificación del C olector SF-114”, donde, el principal

objetivo de la realización del laboratorio fue cuantificar el efecto de la dosificación de colector en una flotación primaria, todo esto a través de la recuperación metalúrgica de cobre. Debido a que la dosificación del colector utilizado en flotación es una de las principales variables para llegar a una flotación eficiente y óptima. Durante la realización de la experiencia, los alumnos fueron aplicando conocimientos teóricos, aplicándolos en el laboratorio, como por ejemplo, el cálculo de las dosificaciones óptimas de reactivos en el proceso de flotación, a nivel de laboratorio. Teniendo como objetivos específicos, acercar al alumno al proceso de flotación, para que éste aplique cada conocimiento adquirido en las clases teóricas, también que el alumno sepa utilizar implementos necesarios utilizados en los laboratorios, y además de que cada uno de ellos adquiera los conocimientos de las dosis adecuadas para la flotación. Mediante la experiencia de laboratorio, los alumnos debieron preparar muestras minerales de 1000 gramos, las cuales debían tener un Cp de 68% de sólidos, pasando esta por molienda con una carga de bolas adecuada. Al mineral molido, se le realizó flotación primaria, variando cada grupo la dosificación del colector SF-114, valores que variaban va riaban en 30, 40, 50, 60, 70 7 0 y 80 g/ton. Realizando la flotación de mineral por 10 minutos y una agitación de celda que tuvo 900 RPM. Obteniendo finalmente un concentrado de cobre y seco, ya que, posterior a la flotación, se procedió a filtrar, secar y pulverizar la muestra final mineral. Terminando la experiencia laboratorio y calculando la dosificación óptima, se llegó a la conclusión, de colector primario SF-114 (Isopropil Xantato de Potasio).

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SUMARIO En el presente informe se muestra la tercera experiencia realizada en el laboratorio de “Flotación”, la cual se denominó “Evaluación de la Dosificación del C olector SF-114”, donde, el principal

objetivo de la realización del laboratorio fue cuantificar el efecto de la dosificación de colector en una flotación primaria, todo esto a través de la recuperación metalúrgica de cobre. Debido a que la dosificación del colector utilizado en flotación es una de las principales variables para llegar a una flotación eficiente y óptima. Durante la realización de la experiencia, los alumnos fueron aplicando conocimientos teóricos, aplicándolos en el laboratorio, como por ejemplo, el cálculo de las dosificaciones óptimas de reactivos en el proceso de flotación, a nivel de laboratorio. Teniendo como objetivos específicos, acercar al alumno al proceso de flotación, para que éste aplique cada conocimiento adquirido en las clases teóricas, también que el alumno sepa utilizar implementos necesarios utilizados en los laboratorios, y además de que cada uno de ellos adquiera los conocimientos de las dosis adecuadas para la flotación. Mediante la experiencia de laboratorio, los alumnos debieron preparar muestras minerales de 1000 gramos, las cuales debían tener un Cp de 68% de sólidos, pasando esta por molienda con una carga de bolas adecuada. Al mineral molido, se le realizó flotación primaria, variando cada grupo la dosificación del colector SF-114, valores que variaban va riaban en 30, 40, 50, 60, 70 7 0 y 80 g/ton. Realizando la flotación de mineral por 10 minutos y una agitación de celda que tuvo 900 RPM. Obteniendo finalmente un concentrado de cobre y seco, ya que, posterior a la flotación, se procedió a filtrar, secar y pulverizar la muestra final mineral. Terminando la experiencia laboratorio y calculando la dosificación óptima, se llegó a la conclusión, de colector primario SF-114 (Isopropil Xantato de Potasio).



ABSTRACT This report shows the third experiment conducted in the laboratory of "flotation", which, was nominated "Evaluation of Collector Dosage SF-114", where, the primary objective of the realization the laboratory was to quantify the effect of the dosing of collector a primary flotation, all this by recovering copper metallurgy. Because the dosage of flotation collector is used in one of the major variables to achieve efficient and optimum flotation. During the realization of experiencethe students were applying theoretical knowledge, and applied in the laboratory, for example, the calculation of optimum dosages of reagents in the flotation process, at laboratory level. Having specific objectives, to bring students to the flotation process, pr ocess, this applies to each acquired knowledge in lectures, also that the student knows how to use tools needed for laboratory use, and in addition to each acquires knowledge of appropriate doses for flotation. By means laboratory experiencethe students must prepare 1000 grams of mineral samples, which should have a Cp of 68% solids, passing this by milling a load of suitable beads. By milled ore, primary flotation was performed by varying the dosage of each group collector SF-114, values that differed by 30, 40, 50, 60, 70 and 80 g/t. Performing mineral flotation for 10 minutes an agitation cell that took 900 RPM. Finally getting a copper concentrate and dry, because, after the flotation proceeded filtered, dried and powdered mineral sample sa mple final. Finishing the laboratory experience and calculating optimal dosing, is concluded that the optimum dose for the operated mineral was 50 g / ton of primary collector SF-114 (Isopropyl Potassium xanthate).



ÍNDICE I.

Introducción ............................................................................................................................. 5

II. Antecedentes teóricos .............................................................................................................. 7 III.

Procedimiento ..................................................................................................................... 19

IV.

Datos experimentales .......................................................................................................... 21

V.

Resultados y discusión ......................................................................................................... 22 5.1 Resultados Calculados ......................................................................................................... 22 5.2 Gráficos Principales ............................................................................................................. 23 5.3 Discusión ............................................................................................................................. 24

VI.

Conclusiones ....................................................................................................................... 25

Bibliografía .................................................................................................................................... 26 Anexos ........................................................................................................................................... 27



I.

INTRODUCCIÓN

La flotación es un proceso fisicoquímico complejo que involucra las cualidades tanto como hidrofóbicas e hidrofilicas, el cual esta propiedad es conferida por los reactivos de flotación, es decir, contempla un contacto íntimo entre las fases (liquido-solido-aire). Los reactivos son sin duda el componente y la variable más importante del proceso, debido a que generalmente la flotación no se puede ejecutar sin ellos, gracias a que la flotabilidad natural es muy restringida (grafito, talco, azufre y unos pocos mas), cabe recordar que la flotación no se puede efectuar sin espumantes o modificadores del medio. De esta forma queda establecida que los reactivos de flotación son absolutamente necesarios para cualquier flotación. Para agregar se ha comprobado que los efectos favorables o desfavorables causados por otras variables (molienda, aireación, densidad de pulpa, etc.) nunca pueden sobrepasar en su importancia los efectos positivos o negativos de una fórmula de reactivos.

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El colector dentro de la flotación de minerales es la variable más importante, debido a que sin ellos no se podría efectuar la flotación de manera eficiente, esto es porque la flotabilidad natural es muy restringida como lo habíamos mencionado anteriormente, es por esto que se aplica el reactivo colector, para crear condiciones favorables en la superficie de los minerales, estas son características hidrofóbicas o hidrofilicas , el cual según la adsorción del mineral con el colector, las partículas flotaran obteniendo altas recuperaciones metalúrgicas, con una dosis de floculante ya sea baja o alta, esta experiencia establecerá la dosis optima el cual será la máxima recuperación.

1.2 OBJETIVOS GENERALES: Cuantificar el efecto de la dosificación de colector en una flotación primaria.



1.3 OBJETIVO ESPECÍFICOS: - Aumentar las recuperaciones metalúrgicas - Establecer parámetros de variables óptimas para índices metalúrgicos.

1.4 ELEMENTOS UTILIZADOS Para lograr los objetivos del laboratorio, primeramente utilizamos la malla de corte optima de 20 a 300 µm que se alcanzó con 22 minutos de molienda aprox., un tiempo de acondicionamiento de 3 minutos, estos dos parámetros alcanzaron las mayores recuperaciones metalúrgicas en los laboratorios anteriores por ende nos ayudara a obtener la dosis optima de dosificación de floculante el cual se determinara con la máxima recuperación metalúrgica.



II.

ANTECEDENTES TEÓRICOS

2.1 IMPORTANCIA DE LOS R EACTIVOS Los reactivos de la flotación son sin duda alguna el componente y la variable más importante del proceso debido a que la flotación no se puede efectuar sin ellos. El número de materias de alta flotabilidad natural es tan restringido (grafito, talco, azufre y unos pocos más) y la importancia relativa es tan limitada que no es posible afirmar que la flotación contemporánea se pueda efectuar sin colectores principalmente y espumantes o modificadores del medio. De este modo queda establecido que los reactivos de flotación son absolutamente necesarios dentro de este proceso. Se ha comprobado que los efector favorables o desfavorables causados por otras variables (molienda, aireación densidad de la pulpa, etc.) nunca pueden sobrepasar en su importancia los efectos positivos o negativos de una fórmula de reactivos. No es raro, entonces, que a la investigación de los reactivos y al estudio de la fórmula más apropiada se dedique generalmente la mayor parte del esfuerzo en la solución del problema metalúrgico de un mineral.

2.2 CLASIFICACIÓN DE REACTIVOS Son tres los grupos principales en los cuales se clasifican hoy los reactivos de flotación. Estos grupos son: 1) Los colectores, cuya función principal es la de proporcionar propiedades hidrofóbicas a las superficies de los minerales. 2) Los modificadores, que sirven para la regulación de las condiciones de funcionamiento de los colectores y aumentan su selectividad. 3) Los espumantes que permiten la formación de una espuma estable de tamaño de burbujas apropiado para llevar los minerales al concentrado. Para este laboratorio nos interesa conocer a fondo que son los colectores; compuestos orgánicos de carácter heteropolar. Su grupo polar es la parte activa que los une a la superficie de un mineral en base a un mecanismo de adsorción (química o física).



2.3 FENÓMENO DE ADSORCIÓN La interpretación de este fenómeno contempla la eliminación de una parte de la capa hidratada con formación de un contacto trifásico entre el aire, el agua y el mineral. Las interfaces solido-líquido y líquido-gas son de gran importancia en la formación de un contacto estable, y es precisamente la función de un colector el influirlas en la dirección deseada, La adsorción de un colector sobre la superficie de un mineral es favorecida por un bajo potencial electro-cinético y una vez que se efectúa, disminuye en forma notable la capa hidratada del mineral, creando las condiciones favorables para su unión con las burbujas de aire.

2.3 CLASIFICACIÓN DE LOS COLECTORES Los colectores se distribuyen en dos grupos bastante disparejos: colectores aniónicos, que representan la gran mayoría de los reactivos, y los colectores catiónicos representados por un grupo muy reducido. Esta clasificación está basada sobre el criterio formal de su un colector al disociarse en agua, en su parte principal, o sea, el radical con una buena parte del grupo polar, es un catión o un anión. La mayor parte de los colectores se disocian de modo que sus radicales junto con el grupo polar constituyen un anión, dejando en la solución un catión que puede ser sodio, potasio, calcio o el mismo hidrogeno. Por otra parte un pequeño grupo de colectores, especialmente las aminas, se disocian de modo que los radicales con nitrógeno (primario, secundario, terciario y cuaternario) forman el catión mientras que el anión es un hidroxilo. La clasificación anterior, aunque correcta formalmente, no es practica porque deja casi todos los colectores en un solo grupo. Se podrían también clasificar según su grupo apolar o su grupo polar. Se ha comprobado, sin embargo que el grupo apolar influye más bien en la intensidad del colector que en sus propiedades colectoras. En otras palabras, del grupo apolar y de su estructura dependerá la fuerza de un colector, mientras que del grupo polar dependerá si es capaz o no de incorporarse al mineral y ser un colector. De este modo es más práctico clasificar los colectores según su grupo polar.



En este sentido podemos clasificar los colectores en varios grandes grupos que se pueden apreciar en la tabla N°1.

Tabla N°1



. Incluirá todos los antecedentes teóricos y prácticos, contendrá además los esquemas y las

fórmulas correspondientes, utilizados en el desarrollo del informe. Es decir, este capítulo es el sustento global del informe. Sin máximo de hojas. (15%)

Los radicales orgánicos pueden ser parafinicos o aromáticos, normales o ramificados, y además, pueden ser iguales o diferentes entre sí, cuando hay varios en un compuesto.



2.4 PROPIEDADES DE LOS COLECTORES XANTATOS: Los xantatos o tiocarbonatos son sales del ácido xántico, que se produce al

reaccionar un alcohol con disulfuro de carbono:

Este grupo de colectores tiene una gran difusión debido a su bajo costo, fuertes propiedades colectoras y buena selectividad. Se pueden considerar como reactivos fundamentales para la flotación de sulfuros de metales no-ferrosos, para los metales nativos (Cu, Ag, Au) y para ciertos minerales oxidados, previamente sulfidizados. Los xantatos se producen al hacer reaccionar alcoholatos de sodio o potasio con disulfuro de carbono:

Como resultado de estas reacciones se producen sales de color amarillo, solubles en agua y gran estabilidad en ella. Para la flotación es necesario usar xantatos y no ácidos xánticos porque los últimos son inestables en agua y se hidrolizan con desprendimiento de carbono sulfurado. Por la misma razón, con los xantatos es necesario hacer flotaciones en circuito alcalino o por lo menos neutro, pues en circuito acido empieza una fuerte hidrólisis. Para evitar este fenómeno y poder flotar con los xantatos en circuito ácido se fabrican dixantatos que se obtienen de los xantatos por oxidación. Su fórmula es ROCSS-SSCOR y tienen el nombre comercial de Minerec. Esta también ha demostrado buenas propiedades colectoras para metales nativos y cementados. En realidad la flotación con los xantatos es compleja debido a la presencia de impurezas y de productos de descomposición. Mientras los xantatos y dixantógenos son fuertes colectores, los tiosulfatos de potasio son depresores y los alcoholes puros son espumantes. Los xantatos, con mismo número de carbonos que los ácidos grasos, tienen mayor poder colector y son más selectivos que estos.



Esta selectividad y solubilidad en agua, junto con su bajo precio, fueron precisamente las propiedades que favorecieron el reemplazo de los antiguos ácidos grasos y que hicieron avanzar a la flotación. Se ha comprobado que las propiedades hidrofóbicas de los xantatos aumentan con el largo de la cadena hidrocarburo y que además los hidrocarburos ramificados son colectores más fuertes que los normales con el mismo número de carbonos. Los xantatos con radicales aromáticos no son colectores muy eficientes y, por esto, no se fabrican. El poder colector de los distintos xantatos se puede apreciar en la Tabla N°2 y Fig. N°1 que la interpreta.

Tabla N°2 RELACIÓN ENTRE LAS PROPIEDADES COLECTORAS Y EL NUMERO DE CARBONOS EN LOS XANTATOS Radical

N° de C

Angulo de Contacto

Metil

1

50°

Etil

2

60°

Propil

3

68°

Butil

4

74°

Amil

5

80°

Hexil

6

87°

Heptil

7

90°

Octil

8

94°

Cetil

16

96°

Isobutil

4

78°

Isoamil

5

86°



Figura N°1: Angulo de contacto de distintos xantatos. El poder colector de los xantatos varía considerablemente. Dependiendo del largo de su radical. Con etil xantato hacia arriba los sulfuros y metales nativos, con excepción de la pirrotita y la esfalerita, flotan con gran facilidad con cantidades normales (cerca de 100 g/ton); éstos no flotan, sin activación previa, con metil xantato. Este último puede flotar el mercurio y la playa metálica, la bornita y la calcosina, pero no otros sulfuros. La diferencia en el poder colector de los xantatos, que depende del largo del radical, se traduce en distintas recuperaciones para una misma concentración de colector. DITIOFOSFATOS – AEROFLOATS: Los ditiofosfatos son ésteres secundarios del ácido

ditiofosfórico y se preparan haciendo reaccionar pentasulfuro de fósforo y alcoholes como el ácido de los xantatos, es necesario usar alcoholatos para obtener las sales en vez de los ácidos correspondientes. De este modo la reacción fundamental para la producción de los ditiofosfatos es:

Para la obtención de los ditiofosfatos se pueden usar además de los alcoholes parafínicos los fenoles.


LABORATORIO DE FLOTACION Los aerofloats son colectores de menor potencia que los xantatos. Por esto hay que usarlos en cantidades ligeramente más altas que éstos. Las dosis normales varían entre 25 y 125 (g/ton). Los ditiofosfatos son más solubles en agua que los xantatos y ditiocarbamatos. Esta es la razón porque los depresores afectan más a los aerofloats que a los otros colectores. Como en flotación selectiva, a menudo es necesario flotar un concentrado colectivo que después se separa en sus componentes, esta propiedad de los aerofloats es muy conveniente. Se usan en la flotación primaria y al agregar luego los depresores se destruye su acción sobre ciertos minerales (por ejemplo, sobre la pirita en la separación de ella de los minerales de cobre). Usando después de la depresión colectores específicos, es fácil efectuar una flotación diferencial. OTROS COLECTORES SULFHÍDRICOS: Otros colectores sulfhídricos son los

tiocarbamatos, tioureas, tioles y todos sus derivados. Este grupo, aunque numeroso, no tiene aplicaciones de tan gran volumen como los xantatos y los aerofloats y, por consiguiente no nos adentraremos en sus propiedades ni sus usos. COLECTORES CARBOXÍLICOS: Este numeroso grupo de colectores contiene todos los

ácidos grasos y sus sales, los jabones. Históricamente estos colectores han desempeñado un importante papel en la flotación de metales y sales debido a sus fuertes propiedades colectoras. Sin embargo su relativa poca selectividad impide un eficiente separación de los sulfuros de sus gangas, lo que ha causado su gradual y casi absoluto reemplazo por los colectores sulfhídricos- Hoy en día, estos colectores se utilizan solamente en algunos casos de flotación de minerales oxidados y no metálicos. Los colectores carboxílicos se pueden obtener por oxidación de parafinas o a partir de productos naturales tales como grasa de animales y aceites vegetales. Hay ácidos saturados y no saturados, con y sin dobles enlaces en la cadena de hidrocarburos. Los no saturados son mejores colectores que los saturados. El número de carbonos no tiene que ser ni muy alto ni muy bajo para que sus propiedades colectoras sean satisfactorias. Los resultados óptimos se obtienen con cadena entre 8 y 12 carbonos. Los colectores con menor número de carbonos, en la pulpa, forman fácilmente, con los iones alcalinos, jabones muy solubles, lo que es causa de un alto consumo de colector. Los ácidos grasos con mayor número de carbonos, por otra parte son muy insolubles, lo que causa dificultades en su aplicación. 13 FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIVERSIDAD ARTURO PRAT

LABORATORIO DE FLOTACION SULFATOS ALQUÍLICOS Y SULFANATOS: Este grupo de reactivos se obtiene por

sulfatación o sulfonación de alcoholes crudos que se extraen de productos naturales. Los más conocidos entre ellos son el Turkey Red Oil que es un éster de ácido sulfúrico y un glicérido; el aceite de castor; un grupo de reactivos que se vende con el nombre comercial de emulsol que son ésteres del ácido sulfúrico y distintas combinaciones de alcoholes y finalmente distintos Duponoles, productos de la Dupon, que son sulfatos de los alcoholes octílico, laurílico, octodecanílico y otros. Estos reactivos se usan para la flotación selectiva de minerales que contienen calcio y también sirven para la flotación de sales solubles, como son los cloruros y sulfatos de distintos metales alcalinos. Tienen poca sensibilidad a la dureza del agua y generalmente sirven en todos los casos en que se puede usar ácidos grasos. Pueden también flotar sulfuros, pero con menor eficiencia que los xantatos, aplicándolos en mayor cantidad que éstos. COLECTORES CATIÓNICOS: Este grupo de colectores esta principalmente representado por

las aminas y sales cuaternarias de amonio. Químicamente, las aminas se pueden considerar como derivados del amoníaco, cutos hidrógenos están reemplazados por radicales. Según el número de hidrógenos reemplazados, tenemos aminas primarias, secundarias y terciarias. Las sales cuaternarias se obtienen por la acción de cloruros sobre las aminas terciarias. En este caso, la valencia del nitrógeno varía de tres a cinco. Estos colectores se distinguen por su fácil adsorción y desorción, dependiendo de su concentración en la pulpa, habiendo casos en que se pueden eliminar de un concentrado al lavarlo con agua fría. En general, son menos selectivos que los aniónicos. Por otra parte, en algunos casos especiales sirven con mayor eficiencia de éstos. Aplicaciones típicas de ellos se encuentran en la flotación de minerales no-metálicos, tales como cuarzo, silicatos, aluminosilicatos y varios óxidos. Se ha establecido con gran claridad la estrecha relación entre la flotabilidad de los minerales con estos colectores y el pH de la pulpa. Esto se debe a reacciones químicas secundarias que se hacen posible bajo ciertas condiciones y que veces eliminan el colector o favorecen su actuación. También se ha podido notar que el aumento de la temperatura en las pulpas, igual que en las flotaciones con jabón, favorece las recuperaciones.


LABORATORIO DE FLOTACION Los colectores catiónicos no son muy sensibles a la presencia de iones ajenos en la pulpa y en consecuencia, se pueden usar en flotaciones con aguas sumamente duras, incluso agua de mar. Por otra parte, debido a su adsorción bastante frágil por el mineral y a su poca selectividad, estos colectores son muy sensibles a las lamas finas en presencia de las cuales decae notoriamente su eficiencia. Los minerales más flotables con estos colectores son: talco, micas secundarias, sericita, caolina; de moderada flotabilidad son las micas primarias, kianita, zirconio y silicatos poco alterados; finalmente, de poca flotabilidad son el cuarzo y silicatos inalterados. Hay también informaciones de que se puede flotar con ellos distintos molibdatos, tungsteatos, vanadiatos, cromatos y en general los minerales en cuyo grupo aniónico hay átomos metálicos. COLECTORES NO IÓNICOS: En la flotación de minerales fuertemente hidrofóbicos, tales

como carbón, grafico, azufre y molibdenita tienen importancia los colectores no iónicos, tales como el kerosén, aceite de transformadores y otros tipos de hidrocarburos saturados o no saturados que no poseen grupos polares. Estos reactivos por sí mismo son fuertemente hidrofóbicos y si hay una manera adecuada de distribuirlos sobre la superficie de los minerales, pueden ser de gran utilidad para la flotación. Sin embargo, debido a la ausencia de grupos polares y iónicos, estos colectores no tienen medios propios para adsorberse sobre las superficies minerales y tienen que ser agregados en combinación con otros compuestos orgánicos heteropolares para que puedan ser de utilidad. Se ha observado, por ejemplo, que el ángulo de contacto entre un reactivo heteropolar y la superficie del mineral puede ser mejorado al agregar pequeñas cantidades de hidrocarburos. Evidentemente se trata de un fenómeno que podría definirse como coadsorción. El problema de los hidrocarburos en los circuitos de flotación tiene que abordarse no solamente desde el punto de vista de la adición intencionada. En toda planta de concentración en los circuitos de trituración, molienda y flotación, casi es imposible que los minerales no queden contaminados con aceites y grasas de lubricación y no es raro que una pulpa lleve una apreciable cantidad de hidrocarburos cuya adición no fue considerada particularmente vale la pena recordar esto cuando hay dificultades con la espuma o trastornos generales con los reactivos de flotación.



2.5 DENSIDAD DE LA PELÍCULA COLECTORA El problema de la cantidad mínima necesaria de colector para efectuar una flotación satisfactoria, históricamente, es uno de los más importantes en el desarrollo del proceso y por esto, no es de extrañar el gran número de trabajos e investigaciones dedicados a él. El mayor obstáculo para la solución de este problema era naturalmente el limitado conocimiento del mecanismo de flotación. ¿Es necesario que las moléculas de colector cubran totalmente la superficie del mineral? ¿Es útil que en vez de una película completa, sean dos o tres? Y si estas películas se forman. ¿Es cierto que la segunda fila empieza a formarse solo cuando termina el recubrimiento de con la primera? En fin, había varias preguntas que contestar. El primer punto en aclarar fue el de que parte del colector realmente es atraída por los minerales útiles o especies flotadas y que parte se encuentra adsorbida en los relaves y agua. Taggart asegura y múltiples experiencias lo confirman, que más del 95% del colector activo, después de la flotación se encuentra en el concentrado. Esto deja en evidencia que los minerales de la ganga, o por lo menos, que no flotaron casi no participan en la adsorción del colector. En realidad, esta pequeña cantidad de colector que queda en los relaves se puede considerar como adsorbida por los minerales útiles que no se recuperaron por una u otra razón. De este modo es posible calcular la adsorción de los colectores como si se adsorbieran solo sobre las especies útiles. Este problema de la densidad necesaria de película de colector para flotar el mineral con buenas recuperaciones es evidentemente distinto de un caso a otro. No solo influye el tipo de mineral, la clase de colector y consideraciones de orden estructural, sino que también es importante el estado de la superficie del mineral, el tipo de clivaje que ofrece, efectos secundarios de oxidación, etc. Los estudios rentgenograficos confirman, por ejemplo, la distribución localizada y dispareja de los colectores y su mayor concentración en las aristas de los cristales, cavidades, etc. Con todas estas definiciones es posible finalmente interpretar de mejor manera los resultados obtenidos en el presente informe sobre la dosificación del colector SF-114.



2.6 SELECTIVIDAD DE LOS XANTATOS La selectividad de un colector se refiere a su habilidad para recubrir en forma preferente y, por consiguiente, flotar el mineral o minerales deseados sin flotar al mismo tiempo los indeseables. El problema de selectividad se complica por el hecho de que, además de la ganga, la mayoría de los minerales en bruto contienen varios minerales sulfurados, algunos de los cuales son valiosos y otros no. Los xantatos poseen una excelente selectividad contra ambos tipos de minerales indeseables. Puesto que no son adsorbidos en sílice y otros minerales de formación rocosa en un grado apreciable, producen concentrados de elevado grado y con un mínimo de ganga. Todavía más importante es el hecho de que la selectividad de los xantatos, puede controlarse fácilmente mediante el uso de agentes modificadores adecuados, haciendo de este modo posible la separación exitosa, de la mayoría de las combinaciones de minerales sulfurados.

2.7 PROPIEDADES ESPUMANTES DE LOS XANTATOS Los xantatos son substancialmente no espumantes y por lo tanto pueden emplearse en cualquier cantidad necesaria, sin el peligro de producir espumación excesiva. Esto hace posible, mediante el uso de reactivos espumantes no colectores en combinación con los xantatos, lograr un control altamente flexible y separado de la acción colectora y espumante, lo cual es una gran ventaja para mantener las condiciones adecuadas de flotación durante los cambios del mineral.

2.8 ALIMENTACIÓN DE XANTATOS Los xantatos que son completamente solubles en agua, pueden alimentarse en cualquier concentración deseada. Por lo general se usan soluciones al 5 y 10%, pero pueden ser ventajosas mayores concentraciones, en aquellas plantas que utilizan grandes cantidades de colector. La disolución de xantato en forma de pellets puede lograrse en varias formas. La más sencilla de ellas, consiste en introducir el xantato en un estanque mezclador con agua y agitarlo. Un método más usual para preparar soluciones de xantato, es usar un recipiente con lámina perforada, la que se coloca cerca de la parte superior del tanque mezclador. 17 FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIVERSIDAD ARTURO PRAT


2.9 FÓRMULAS UTILIZADAS A continuación se presentan las fórmulas utilizadas para los resultados calculados, el desarrollo de estas se encontrara en el capítulo de anexos:

ó  ó =

ó   =

ó   =

     

     

           

100



III. PROCEDIMIENTO 3.1 MATERIALES UTILIZADOS  Reactivos: Cal, Colector SF-114, Colector Auxiliar A-238 y Mezcla Espumante.  Mineral de cobre. (20 – 300 µm, 1000gr)  Agua Destilada.

3.2 INSTRUMENTOS UTILIZADOS  Cronómetro.  pHmetro.  Balanza Analítica. (Modelo: SCA-301, Precisión: 1g)  Espátula.  Probeta. (1000mL)  Vaso precipitado. (1000mL)

3.3 EQUIPOS UTILIZADOS  Molino de Bolas.  Celda Flotación de Laboratorio. (WEMCO).  Filtradora presión de muestras.  Secador de muestras.  Pulverizador



3.4 PROCEDIMIENTO Comenzando el laboratorio, los alumnos debieron realizar los cálculos necesarios para obtener la pulpa señalada (Cp 68% de sólidos), además, de los cálculos de las cantidades de reactivos de flotación que necesitarían. Luego de preparar la pulpa mineral, esta se llevó a molienda con diferentes tiempos por cada ensayo, teniendo ya el número de bolas adecuado para el proceso, se procede a llenar el molino con el mineral y los reactivos, y se llevó a Molienda. Una vez que se obtuvo el mineral molido, este se llevó a una celda de flotación de 2,5 litros, en esta parte del laboratorio, se comenzó a flotar el mineral, dándole 2 minutos de acondicionamiento, y luego 10 minutos para la flotación primaria, se retiraban las burbujas con una paleta cada 5 segundos para evitar interrumpir el proceso. Una vez flotado el mineral, este se llevó a filtrar y posteriormente ha secado, obteniendo un mineral totalmente seco y pulverizado. Grupo realizo de igual manera su experiencia laboratorio, con los datos que se les asignó. *Los cálculos necesarios para obtener Cp, cantidad de reactivos, agua molienda, agua lavado de bolas y agua de flotación se presentaran en el Anexo de cálculo.



IV. DATOS EXPERIMENTALES A continuación se presentan las tablas de los datos experimentales obtenidos tras la realización del laboratorio (Tabla N°3): Tabla N°3 DATOS EXPERIMENTALES

Dosis (g/ton)

Peso concentrado (g)

Ley concentrado (%)

30

185

4,34

40

173

4,47

45

175

4,44

50

156

5,87

55

183

4,12

60

296

3

65

140

5,7

70

214

4,09

75

105

5,68

80

90

9,99

Ley alimentación (%)

0,96

Peso alimentación (g)

1000



V.

R ESULTADOS Y DISCUSIÓN

5.1 R ESULTADOS CALCULADOS La siguiente tabla (Tabla N°4) nos presenta los resultados finales, donde se encuentran todos los índices metalúrgicos obtenidos para las diferentes dosificaciones de colector SF-114: DATOS CALCULADOS

Dosis (g/ton)

Recuperación Metalúrgica (%)

Recuperación en Peso (%)

Razón de Concentración (TONMINERAL/TONCONCENTRADO)

30,00

83,64

18,50

5,41

40,00

80,55

17,30

5,78

45,00

80,94

17,50

5,71

50,00

95,39

15,60

6,41

55,00

78,54

18,30

5,46

60,00

92,50

29,60

3,38

65,00

83,13

14,00

7,14

70,00

91,17

21,40

4,67

75,00

62,13

10,50

9,52

80,00

93,66

9,00

11,11



5.2 GRÁFICOS PRINCIPALES A continuación se presenta el gráfico de “Porcentaje de Recuperación v/s Dosificación del Colector SF-114 v/s Ley de CuTOTAL” con todos los puntos obtenidos:

Gráfico modificado en base a la discusión:



5.3 DISCUSIÓN 

La mayor recuperación se alcanzó con la dosis de 50 (g/ton) de colector SF-114. Que fue de un 95,39% en la Recuperación de Cu. La elección de esta dosis es la óptima, porque con ella se alcanzó la mayor Recuperación tomando en cuenta que es una de las dosificaciones medias. La segunda Recuperación Metalúrgica alta fue la de 93,66% de Cu, pero esta no se tomó en cuenta, debido a que no sigue la tendencia de la relación entre la recuperación y la ley de cobre, ya que, alcanza una ley de 9,99% CuTotal (muy alta, comparada con las demás). Al usar menor dosis se logra un ahorro de Colector, que es una ventaja para el análisis técnico-económico del proceso.



Se debieron eliminar también los puntos de la ley de cobre en el concentrado los cuales fueron los correspondientes a las dosis; 30, 50, 60, 65 y la 80 (g/ton) mencionada anteriormente. Debido a que estas no se adecuaron a la tendencia metalúrgica esperada. Al aplicar esta modificación se obtienen datos más fidedignos los cuales nos ayudaron a la elección de la mejor dosificación para el uso del colector SF-114.



En general determinar la dosificación optima del colector no tomo mayor dificultad ya que la máxima recuperación se alcanzó dentro de una etapa media en el grafico obtenido, haciendo posible una elección coherente.



En la gran mayoría de estas pruebas al aumentar la cantidad de colector se esperaba una mayor recuperación y más altas leyes de cobre en el concentrado debido a que la densidad de la película en la superficie de los minerales aumentaba, posibilitando una adsorción favorable entre partícula-burbuja y mayor selectividad del colector. Excederse en el uso de colector no tiene efectos muy significativos en factores metalúrgicos, pero si en factores de viabilidad técnico económica de la flotación.



Durante la realización de las experiencias de laboratorio no hubieron mayores percances en los procedimientos a seguir, haciendo de estos ensayos confiables en base a lo requerido.



VI. CONCLUSIONES 

La dosis óptima de colector SF-114 (Isopropil Xantato de Potasio) para el mineral flotado es de 50 (g/ton), alcanzando una Recuperación de 95,39% de Concentrado de Cobre.



Es necesaria una menor dosis de Colector y una alta Recuperación para que sea más eficiente y económico el proceso.



BIBLIOGRAFÍA 

Alexander Sutulov, Flotación de Minerales, 1963, Capitulo IV.



Nelson Martínez Arredondo, Guía de Laboratorio de Flotación de Minerales, Año 2014.



Nelson Martínez Arredondo, Apunte de asignatura Flotación de Minerales, Año 2014.



ANEXOS

Figura N°2: Reactivo Colector SF-114.

Figura N°3: Reactivo utilizado.



Figura N°4: Reactivo Espumante utilizado.

Figura N°5: Masa mineral utilizada.



Figura N°6: Mineral + reactivos ingresados al molido de bolas

Figura N°7: Proceso de molienda (previo a flotación)



Figura N°8: Proceso de Flotación con equipo WEMCO.

Figura N°9: Interfaces en la celda de flotación.



ANEXO DE CÁLCULO

ó  ó = =

=

  

1000    185   

ó   = =

  

= 5,41

     

185    1000   

ó ú =

=

        

  

  

= 18,50

        

           

100

4,34 100 = 100 = 83,64% 0,96 1000   ∗ 100 185  



CÁLCULOS COLECTOR PRIMARIO ó   =

  =

  =

80  10ˆ6  

0,08 ∗ 50  0,5

0,5  50 

= 0,01

 

∗ 1000  = 0,08 

= 8   

CÁLCULOS AUXILIAR  =

10   ∗ 1000  1000000 

 = 0,01    ∗ 3

 0,0135

= 0,01  

= 2,22  = 3 

CÁLCULOS ESPUMANTES

 =

20   ∗ 1000  1000000 

 = 0,02    ∗ 3

 0,0135

= 0,02  

= 4,44  = 5 


Informe Dosificación Colector SF-114 FLOTACIÓN

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