IPCHILEINSTITUTO PROFESIONAL DE CHILE PROCESAMIENTO DE MINERALES Prof. Jaime Ríos B 1 Unidad II : Procesamiento de Minerales- Concentración Concentración de Minerales Los procesos de concentración tienen por objetivo enriquecer las menas o especies mineralógicas económicamente útiles de un mineral, mediante eliminación de los componentes estériles, o ganga, y separarlas entre si, si se presentan en asociación, utilizando para ello propiedades físicas características de los minerales. La especies enriquecidas por dichos medios. Físicos, constituyen los concentrados, que serán a su vez materia prima de los procesos químicos en que se 2 Unidad II : Procesamiento de Minerales- Concentración producirán los elementos útiles (normalmente metales, pero también materiales no metálicas en forma pura. El concentrado es por consiguiente, un producto intermedio entre el estado natural del mineral, y el producto puro, utilizable comercialmente. Para separar físicamente la ganga estéril de las menas útiles, y varias menas asociadas entre si, es necesario que las propiedades físicas que presentan las menas y la ganga sean diferentes para los diferentes componentes del mineral, de manera que se establezca una "gradiente" lo suficientemente elevada para asegurar una separación que sea: 3 y finalmente c. de alto rendimiento o recuperación).Concentración a. Cualitativamente selectiva (o sea.e.Unidad II : Procesamiento de Minerales. para llevar a cabo el proceso en forma rápida y económica en equipos de tipo y dimensiones estándar. • Métodos de Concentración de Minerales . Cinéticamente enérgica. produciendo concentrados limpios y de alto contenido en la mena respectiva). b. Cuantitativamente eficiente (i. entre otros. Centrífugas. sedimentación de los minerales Jigs. mesas vibratorias. canalón. rodillos magnéticos. Concentración Magnética Susceptibilidad Magnética. magneto o imán) Separador magnético tipo carrusel. Unidad II : Procesamiento de Minerales. canaleta. 5 . Espiral.Concentración • Métodos de Concentración de Minerales Nombre del Método Propiedades que emplea para Principales equipos separar o concentrar Concentración Gravitacional Diferencia de velocidad de Sedimentador. Hidrociclón . Separador magnético de (Atracción o no frente a un tambor. conos de separación. Concentración Eléctrica Conductividad eléctrica Separador eléctrico de alta intensidad Flotación espumante Hidrofobicidad y/o hidrofilidad Celdas de flotación y columnas de los minerales (mojamiento o de flotación no) Floculación Selectiva Adsorción específica de un Sedimentador polímero y formación de flóculos Coagulación Selectiva Adsorción específica de Iones Sedimentador inorgánicos y formación de un coagulo. que responden en forma diferente ante la aplicación de un campo magnético.Unidad II : Procesamiento de Minerales. • Hematita (Fe2O3).SEPARACIÓN MAGNÉTICA Proceso utilizado para concentrar minerales que poseen diferencias en su susceptibilidad magnética. 6 .Concentración CONCENTRACION . es decir. • Pirrotita (Fe11S12). algunos de ellos son: • Imenita (FeTiO3). De acuerdo con su susceptibilidad magnética los minerales pueden ser clasificados como: • Paramagnéticos: Son materiales que experimentan magnetización ante la aplicación de un campo magnético. 7 .Al2O3.Ca(CO3)). algunos de ellos son: • El cuarzo (SiO2). • Feldespatos (K2O. algunos de ellos son: • El Fe y la Magnetita (Fe3O4) • Diamagnéticos: son materiales que repelen el campo magnético.Concentración • Ferromagnéticos: Son materiales que experimentan alto paramagnetismo ante la aplicación de un campo magnético.6SiO2) • y dolomitas (Mg.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Unidad II : Procesamiento de Minerales. estas son: Fuerza magnética Fuerza de gravedad Fuerza centrífuga Fuerzas hidrodinámicas Fuerzas inter-particulares (de atracción o repulsión) 8 .Concentración PRINCIPIO DE LA SEPARACIÓN MAGNÉTICA La selectividad de la separación magnética está determinada por el balance de las fuerzas que interactúan sobre cada una de las partículas a separar. Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración LEY DE COULOMB Las fuerzas de atracción o repulsión entre dos polos magnéticos. son directamente proporcionales al producto de sus masas magnéticas e inversamente proporcionales al cuadrado de las distancias que las separa: F = Fuerza Magnética m1 = Masa Magnética 1 m2 = Masa Magnética 2 µ = Constante de Proporcionalidad = 10-7 d = Distancia entre m1 y m2 9 . masa.Unidad II : Procesamiento de Minerales. el caso más importante y práctico es en el vacío.Concentración El valor de µ se llama Constante de Permeabilidad Magnética. cuyo valor numérico depende del material en el que se encuentran los polos magnéticos. Sin embargo. la cual no puede expresarse en términos de las 4 magnitudes básicas (longitud. aparece una nueva magnitud física que es la Masa Magnética m. Por lo tanto. donde equivale a 10-7 Observación: En esta fórmula de la Ley de Coulomb aplicada al magnetismo. tiempo y carga eléctrica). la masa magnética se la considera como una nueva magnitud básica que en el sistema MKS se llama 10 . es la razón entre la fuerza que se ejerce en ese punto sobre la masa magnética que origina el campo: H = Intensidad Magnética F = Fuerza del Campo Magnética m = Masa Magnética 11 . Un weber es la masa magnética del polo de un imán que actuando a 1 m de distancia de otra igual en el vacío. la repele con una fuerza de 107 Newtons.Unidad II : Procesamiento de Minerales. INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO En un punto.Concentración WEBER (Wb). Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración La intensidad del campo magnético se mide usualmente en Newtons/Weber. valor que recibe el nombre de Oersted. 12 . Concentración 13 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. Unidad II : Procesamiento de Minerales- Concentración a) b) c) Tipos de imanes elevadores a) Imán elevador en línea inclinado b) imán elevador en línea c) Imán elevador para cinta transversal 14 Unidad II : Procesamiento de Minerales- Concentración 15 Unidad II : Procesamiento de Minerales- Concentración 16 Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración 17 . Concentración 18 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración 19 . Concentración 20 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. Concentración 21 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. Concentración 22 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. Concentración 23 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. Concentración 24 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración 25 . Concentración 26 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración 27 . Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración 28 . Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración 29 . Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración 30 . Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración 31 . Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración 32 . Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración 33 . Unidad II : Procesamiento de Minerales. • Un sistema que regule la trayectoria de las partículas no eléctricas. Los mecanismos de carga y descarga resultan de una de las siguientes categorías de distribución de carga: 34 . • Un campo eléctrico externo. • Un sistema de colección para la alimentación y productos.Concentración Componentes de la Concentración Electrostática Los sistemas de separación electrostática contienen a lo menos cuatro componentes: • Un mecanismo de carga y descarga. Concentración Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración • Partículas de dos especies diferentes entran en un campo eléctrico en una zona de separación portando una carga eléctrica de signo opuesto.e partícula lleva una Unidad II : Procesamiento de Minerales. • Partículas de dos especies diferentes entran en una zona de separación donde un solo tipo de partícula lleva una carga eléctrica significativa • Partículas de dos especies diferentes entran en una zona de separación donde un solo tipo de partícula lleva una carga eléctrica significativa 35 . sólo tres mecanismos de cargado son usados en la separación electrostática comercial: • Cargado mediante electrificación por contacto y fricción. 36 . • Cargado por bombardeo de iones o electrones.Concentración • Partículas de diferentes especies entran en la zona de separación con momentos bipolares significativamente diferentes Mecanismos para Cargar Partículas A pesar de que hay varias formas de cargar partículas. • Cargado por inducción conductiva.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Ejemplos típicos son la separación de feldespatos desde cuarzo.Unidad II : Procesamiento de Minerales. si dos materiales dieléctricos son contactados y separados. el material con la constante dieléctrica mayor se carga positivamente.Concentración Cargado de partículas mediante electrificación por contacto La electrificación por contacto es el mecanismo más frecuentemente usado para cargar partículas selectivamente. cuarzo desde apatita y halita desde silvita. y permitir una separación electrostática de dos especies de materiales dieléctricos. Sin embargo. Como regla general. en el caso de los minerales esto no es particularmente 37 . ya que las propiedades eléctricas de un mineral pueden variar ampliamente debido a la presencia de trazas de impurezas.Unidad II : Procesamiento de Minerales. los productos finales que se obtienen resultan de varias etapas de limpieza y scavenger Cargado por corona- El separador de alta tensión Cuando la mena está compuesta de una mezcla de minerales buenos y malos conductores eléctricos. es importante señalar que la separación electrostática de una mena a escala industrial no es fácil. 38 . la mezcla puede ser separada generalmente por el uso de procesos de alta tensión.Concentración así. Sin embargo. En general. y la separación de cuarzo (aislante) desde especularita (conductor).Unidad II : Procesamiento de Minerales.En los separadores de alta tensión la alimentación se realiza en el rotor (tambor rotatorio) conectado a tierra y entra al campo de un electrodo ionizado cargado. 39 .Concentración Aplicaciones típicas son la separación de rutilo e ilmenita(conductores) desde zircón y otros minerales no conductores encontrados en arenas de playa. lejos de la superficie del rotor. Las partículas conductoras pierden su carga en el rotor conectado a tierra y son lanzadas desde la superficie del rotor por la fuerza centrífuga. Las partículas alimentadas aceptan una carga por bombardeo de iones. son atraídas a la superficie del rotor Separador electrostático de alta tensión 40 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. y de ese modo.Concentración Las partículas no conductoras no son capaces de disipar su carga rápidamente en el rotor. Cargado por inducción Si una partícula se coloca sobre un conductor conectado a tierra en la presencia de un campo eléctrico. 41 . la partícula desarrollará rápidamente una carga superficial por inducción.Concentración Un separador de alta tensión tiene una capacidad de alrededor de 1000 a 1200 lb/h por pie de rotor. las partículas conductoras y no conductoras llegarán a ser polarizadas. pero la partícula conductora tendrá una superficie completamente equipotencial. Los rotores de estos equipos que son utilizados para arenas de playa.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Ambas. En el cargado por inducción la mezcla de minerales a ser separada se alimenta a un tambor que rota y pasa a través de un campo eléctrico generado por un electrodo tubular de alto voltaje.Concentración La partícula no conductora permanecerá polarizada. 42 . La carga inducida tiene una polaridad inversa a la del electrodo de alto voltaje.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Las partículas conductoras obtienen carga por inducción por un periodo corto de tiempo. una fuerza atractiva se originará hacia el electrodo con respecto a las partículas conductoras. con lo cual las partículas serán dirigidas desde la superficie del rotor en dirección del electrodo. Por lo tanto. dependiendo de su superficie conductiva. Partículas cargadas por inducción 43 .Concentración Las partículas no conductoras no se cargarán significativamente durante su residencia en el rotor y su carga será pequeña para afectar un movimiento hacia el electrodo de alto voltaje.Unidad II : Procesamiento de Minerales. que varían desde los sulfuros metálicos pesados como la galena hasta el carbón.Unidad II : Procesamiento de Minerales. 44 . Este tipo de separación permanece como el principal método de concentración para menas de oro. Los métodos de concentración gravitacional cuando pueden ser aplicados son preferidos en relación a los procesos de flotación debido a que los costos favorecen su uso y además son menos contaminantes del medio ambiente.Concentración Concentración Gravitacional Características Generales de la Separación por Gravedad Se usan para tratar una gran variedad de materiales. estaño y otros minerales de alto peso específico. esencialmente. El uso de este tipo de separación está recomendado siempre que sea practicable porque permite la recuperación de mineral útil en un orden de tamaños tan gruesos como sea posible. reduciendo los costos inherentes a la 45 . simultáneamente. la gravedad u otras fuerzas Se acepta generalmente que la concentración por gravedad es el más sencillo y más económico de los métodos de concentración.Unidad II : Procesamiento de Minerales. un método para separar partículas de minerales de diferente peso específico debido a sus diferencias de movimiento en respuesta a las acciones que ejercen sobre ellas.Concentración La concentración por gravedad es. de tal manera que algunas partículas floten y otras se hundan. en la cual se aprovechan las diferencias entre velocidades de 46 .Concentración reducción de tamaño y disminuyendo las pérdidas asociadas a estas operaciones.Unidad II : Procesamiento de Minerales. los métodos de separación por gravedad se agrupan en tres categorías principales : a) Separación por medios densos. b) Separación por corrientes verticales. En general. en el cual las partículas se sumergen en un baño que contiene un fluido de densidad intermedia. Unidad II : Procesamiento de Minerales- Concentración • sedimentación de las partículas pesadas y livianas, como es el caso del jig; y c) Separación en corrientes superficiales de agua o “clasificación en lámina delgada”, como es el caso de las mesas concentradoras y los separadores de espiral Cuanto más pequeñas son las partículas, más fuertes son, con relación a la gravedad, las fuerzas hidráulicas y de viscosidad, por lo cual el rendimiento de la separación por gravedad decrece bruscamente en los intervalos de tamaño fino. 47 Unidad II : Procesamiento de Minerales- Concentración Para superar estos problemas en los últimos años se han desarrollado equipos de concentración basados en la fuerza centrífuga, los cuales permiten que la separación de las partículas finas tenga lugar en un campo de concentración de varias G. Entre estos equipos centrífugos se destacan los concentradores Knelson, Falcon, el jig centrífugo Kelsey y el concentrador Multi-Gravity Separator (MGS). Clasificación de los Métodos Gravitacionales Los métodos gravitacionales se pueden dividir en: a) Métodos de concentración en medio denso, cuando 48 Unidad II : Procesamiento de Minerales- Concentración la densidad del medio es intermedio a las densidades de las especies que se quieren separar. Los métodos de concentración en medio denso pueden ser estáticos o dinámicos. La separación en medio denso consiste en separar sólidos en función de sus densidades usándose como medio un fluido de densidad intermedia, donde el sólido de densidad más baja flota y el de densidad más alta se va al fondo (se hunde). Características de los separadores de tambor observadas desde dos posiciones diferentes. 49 Unidad II : Procesamiento de Minerales- Concentración 50 Concentración La separación dinámica se caracteriza por el uso de separadores que emplean fuerzas centrífugas 20 veces mayores que la fuerza de gravedad que actúa en la separación estática.5 mm (28 mallas) a 0.Unidad II : Procesamiento de Minerales. 51 . en la separación dinámica el tamaño máximo tratable varía de 50 mm (2”) a 18 mm (3/4”) y el mínimo de 0.2 mm (65 mallas Separadores en medio denso que aplican método dinámico de separación: el Dyna Whirloop y el ciclón de medio denso. Unidad II : Procesamiento de Minerales. pero con la misma velocidad de asentamiento bajo condiciones Newtonianas. o Relación de Asentamiento Libre.Concentración Variables que controlan el proceso. la cual relaciona los diámetros de dos partículas de diferentes densidades. Criterio de Concentración (CC): La efectividad de cualquier proceso de concentración se puede predecir usando el “Criterio de Concentración”. La deducción del criterio de concentración está dada por la igualación de las velocidades terminales de dos partículas de diferentes diámetros en el mismo fluido. en 52 . Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración las que estas velocidades se pueden determinar en función de las características físicas del sólido (densidad. densidad) y de las fuerzas que actúan sobre las partículas: • Fuerza de Gravedad (Fx). tamaño). • Fuerza de Flotación (Fb) y • Fuerza de Fricción (Fr). propiedades físicas del fluido (viscosidad. Por tanto la fuerza (F) que actúa sobre una partícula en un fluido es: 53 . la ecuación 1 se convierte en: 54 .Unidad II : Procesamiento de Minerales.Fr (1) Donde: Fx: fuerza gravitacional = m*g Fb: Fuerza de flotación = w*g*ρf/ρs Fr: Fuerza de fricción = ρf *V² *A*K/2 Si las partículas parten del reposo (V=0) y si se tienen partículas esféricas (A=лd²/4).Concentración F = m*(dV/dt) = Fx – Fb . d: diámetro de partícula. w: masa del fluido.Concentración V² = 4 gd (ρs − ρf ) ecuación de Newton para partículas gruesas (d>1mm) 3Kρs V = gd°(ρs − ρf ) ecuación de Stokes para partículas finas (d < 1mm) 18 µ Donde: m: masa del sólido. µ: viscosidad del fluido 55 . ρf: densidad del fluido. V: velocidad Terminal de la partícula.Unidad II : Procesamiento de Minerales. K: coeficiente de rozamiento. A: área. g: aceleración de la gravedad. Concentración Al igualar las velocidades terminales de dos partículas. una pesada y la otra liviana según la ecuación de Stokes y para flujo turbulento se tiene: Vl = Vp gdp(ρp − ρf ) = gdl(ρl − ρf ) 18 µ 18µ Vp= velocidad terminal de la partícula Vl: velocidad Terminal de la partícula liviana 56 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. la eficiencia es relativamente pobre 57 .5. si se tienen dos partículas una pesada y la otra liviana de densidades ρp y ρl. para valores menores que 2. asentándose a la misma velocidad en un medio de densidad ρf. el diámetro de la partícula más liviana (dl) es mayor que el diámetro de la partícula más pesada (dp) (ver figura 1).Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración CC ≈ dl = ρp − ρf dp ρl −ρf Es decir. A nivel práctico.5. para que exista una separación eficiente el valor de CC debe ser mayor o igual a 2. Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración d3 d1 d2 Mineral Mineral Mineral Pesado Mixto Liviano d3 >d2 >d1 Relación de diámetros para el Criterio de Concentración (CC) 58 . 59 . o sea. son poco mojables por el agua y se llaman minerales hidrofóbicos naturales. carbón bituminoso.Unidad II : Procesamiento de Minerales. sulfuros de metales o especies tales como grafito. de mojabilidad de los sólidos. talco y otros.Concentración Mecanismos de la Flotación de Espumas. El proceso de flotación está basado sobre las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas de los sólidos a separar. Los metales nativos. Se trata fundamentalmente de un fenómeno de comportamiento de los sólidos frente al agua. Concentración Los minerales que son óxidos. es decir. Minerales Hidrofílicos. silicatos. Además los minerales Hidrofóbicos son aerofílicos. no se adhieren normalmente a ellas. tienen gran afinidad por las burbujas de aire. sulfatos. carbonatos y otros. que generalmente representan la mayoría de los minerales estériles o ganga. a). mientras que los minerales hidrofílicos son aerofóbicos. sulfatos. constituidos por: óxidos. mojables por el agua. silicatos. o sea. 60 . carbonatos y otros son hidrofílicos.- Son mojables por el agua.Unidad II : Procesamiento de Minerales. 61 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. talco y otros. b. carbón bituminoso.- Son aquellos que no son mojables o son poco mojables por el agua.Concentración Haciendo que se mojen. dentro de ellos tenemos: Los metales nativos. permanezcan en suspensión en la pulpa para finalmente hundirse. haciendo de que evite el mojado de las partículas minerales. sulfuros de metales o especies tales como: Grafito. Minerales Hidrofóbicos. que pueden adherirse a las burbujas de aire y ascender. que de otro modo se habrían considerado menas no económicas. de ahí que. su importancia radica en que desde su invención está permitiendo el tratamiento de menas complejas de muy baja ley.Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración Importancia de la Flotación La introducción del proceso de flotación de espumas en los albores del siglo XX revolucionó la industria de los minerales que por su versatilidad se usa y aplica para procesar tonelajes cada vez más grandes y de más baja ley. 62 . etc. Pb-Zn-Fe. minerales sulfuros que contienen Oro. 63 . La flotación de minerales difícilmente será reemplazada en el tiempo. y carbón mineral. minerales industriales no metálicos. minerales oxidados de Cu. minerales de Plata. debido a su relevancia en el procesamiento de minerales y que aún no ha sido medida en su real magnitud. W. Sn..Concentración En cuanto al aspecto tecnológico-científico del proceso Actualmente el proceso de flotación de espumas es utilizado para concentrar minerales sulfuros complejos de Cu-Mo. Pb. azufre. Pb-Zn.. Zn. Fe. etc. Cu-Pb-Zn.Unidad II : Procesamiento de Minerales. talco. Unidad II : Procesamiento de Minerales. permite hacer una reingeniería en la flotación de sulfuros haciendo aplicable la bio- hidrometalurgia para la extracción más limpia de los metales. tales como la tostación.Concentración sobre todo cuando influye enormemente en la metalurgia extractiva. Algunos Metalurgistas han señalado en sus estudios que en el proceso de flotación hay más de 32 64 . lo cual implica que sin la existencia de este proceso. Hoy. no hubieran podido desarrollarse procesos ulteriores. Aspectos del Proceso de Flotación. la fusión y la refinación. la conversión. Colectores. (Eh) 65 .Concentración variables. Espumantes. Southerland y Wark las han clasificado meridianamente en tres grupos importantes de variables y son: 1. Variables que dependen de los componentes químicos tales como: Dosificación y potencia de los reactivos.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Modificadores Activadores Depresores Modificadores de pH. Unidad I : Procesos Metalúrgicos pH (Eh) de mejor selectividad. 66 . todo lo que concierne al comportamiento físico-químico para lograr la hidrofobización del mineral valioso dentro del ambiente de la celda. b. Agitación de la pulpa (RPM). Configuración del banco de celdas Remoción de la espuma. Variables que dependen de los componentes de equipamiento: Diseño de la celda convencional. Es decir. Diseño de la celda columna. Unidad II : Procesamiento de Minerales- Concentración Es decir, todo lo que concierne al comportamiento hidrodinámico que involucra el movimiento partícula-burbuja-fluido dentro del ambiente de la celda de flotación de espumas. 1. Variables que dependen de los componentes de operación: Velocidad de alimentación (m3/h) o GPM). Tiempo de retención Mineralogía y ley de la mena. 67 Unidad II : Procesamiento de Minerales- Concentración Tamaño de partículas (densidad y forma). Grado de liberación (grado de diseminación). Grado de oxidación (degradación). pH natural del mineral. Densidad de pulpa (% de sólidos). Temperatura. Flujo de aire (psi, Pa). Remoción de la espuma (natural o mecánica). 68 je empleandomáquinas d Unidad II : Procesamiento de Minerales- Concentración o de flotación moderno d En la etapa previa (molienda), se obtiene la roca finamente dividida y se le incorporan los reactivos s grandes y circuitos más para la flotación. El propósito es darle el tiempo necesario de residencia a cada uno de los reactivos para conseguir una pulpa homogénea antes de ser utilizada en la flotación. tivo minimiza el cortocirc Al ingresar la pulpa, se hace burbujear aire desde el interior y se agita con un aspa rotatoria para izadores en línea mejora mantenerla en constante movimiento, lo que facilita y mejora el contacto de las partículas de mineral dispersas en la pulpa con los reactivos, el alúrgico.Los analizadores agua y el aire, haciendo que este proceso se lleve a cabo en forma eficiente. buen control metalúrgico 69 gas.l: sólido . P: partícula s . s .Esquema adhesión selectiva B: burbuja.g: sólido .líquido 70 . Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración Fases de la Flotación 71 . burbuja 72 . Unidad I : Procesos Metalúrgicos Proceso de Adhesión partícula . Unidad II : Procesamiento de Minerales. 73 . Para ello deben mutar su condición hidrofílica a propiedades hidrofóbicas mediante el uso de un reactivo colector.Concentración Pocas partículas de especies minerales tienen flotabilidad natural. es necesario que posean el tamaño adecuado para asegurar una buena liberación de las especies minerales. Además. Es decir. Esto dificulta el proceso de flotación y hace necesario invertir las propiedades superficiales de las partículas minerales. no forman una unión estable burbuja-partícula. Su estructura les permite agruparse hasta formar otra fase distinta del resto del fluido. 74 . para que se separen del agua y se adhieran a las burbujas de aire.Concentración Reactivos usados en el proceso de Flotación : Espumantes: alteran la tensión superficial de líquidos.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Su objetivo es producir burbujas resistentes. formando una espuma que separa el mineral del resto de la ganga. de modo que se adhiera el mineral de interés. Colectores: favorecen la condición hidrofóbica y aerofílica de las partículas de sulfuros de los metales que se quiere recuperar. Depresantes: se utilizan para provocar el efecto inverso al de los reactivos colectores. 75 .Concentración Deben utilizarse seleccionando el mineral de interés para impedir la recuperación de otros minerales.Unidad II : Procesamiento de Minerales. para evitar la recolección de otras especies minerales no deseadas en el producto que se quiere concentrar y que no son sulfuros. proporcionando el ambiente adecuado para que el proceso de flotación se desarrolle con eficiencia. esto es. Modificadores de pH: sirven para estabilizar la acidez de la pulpa en un valor de pH determinado. Las burbujas de aire generadas arrastran consigo hacia la superficie los minerales sulfurados. 76 .Concentración Ejemplos de Modificadores de pH: Cal y Carbonato de Sodio. se puede realizar un segundo proceso de flotación. Adicionalmente. Silicatos Alcalinos e Hidróxido de Sodio. con el fin de recuperar el concentrado de otro metal de interés.Unidad II : Procesamiento de Minerales. rebasando el borde de la celda de flotación hacia canaletas donde esta pulpa es enviada a la etapa siguiente. Concentración El procedimiento es igual que el anterior. 77 . pero utilizando reactivos y acondicionadores de pH distintos. Un ejemplo de esto es la flotación de cobre y de molibdenita. donde se efectúa una separación de compuestos complejos en productos que contengan no más de una especie individual. y la segunda corresponde a la flotación selectiva.Unidad II : Procesamiento de Minerales. lo que permite obtener concentrados de dos metales de interés económico. donde el concentrado contiene dos o más componentes. La primera flotación se denomina colectiva. Concentración Etapas del proceso de flotación La flotación contempla tres fases: Fase sólida: corresponde a las materias que se quiere separar (material mineral). 78 . Fase liquida: es el medio en que se llevan a cabo dichas separaciones. Fase gaseosa: se refiere al aire inyectado en la pulpa para poder formar las burbujas. que son los centros sobre los cuales se adhieren las partículas sólidas.Unidad II : Procesamiento de Minerales. y de las burbujas mineralizadas con el flujo de agua de lavado.Concentración Celdas de flotación: Las hay de 3 tipos. caracterizadas por un impulsor mecánico que agita la pulpa y la dispersa. • Columnas: tienen un flujo en contracorriente de las burbujas de aire con la pulpa. • Mecánicas: son las más comunes.Unidad II : Procesamiento de Minerales. 79 . • Neumáticas: carecen de impulsor y utilizan aire comprimido para agitar y airear la pulpa. El agua remanente en estos concentrados espesados es posteriormente retirada mediante filtros hasta obtener un valor final que va desde un 8% hasta un 10% de humedad en el producto final. los que realizan simultáneamente los procesos de sedimentación y clarificación. Gran parte del agua contenida en las pulpas producidas por la flotación es retirada en los espesadores de concentrado y cola. Unidad I : Procesos Metalúrgicos Los productos de la flotación contienen habitualmente entre un 50% y 70% de sólidos. 80 . El producto obtenido en la descarga de los espesadores de concentrado puede contener entre 50% y 65% de sólidos. Co - Ni. Fe. que se producen al reaccionar un alcohol con disulfuro de carbono. Reactivos fundamentales para la flotación de sulfuros comunes (Cu. 1.1 – 1. 81 . Ag. aprox. Características Principales: Bajo costo. Pb.). Zn.Concentración Reactivos más usados en la Flotación: Xantatos: Son sales del ácido xantático.Unidad II : Procesamiento de Minerales. para metales nativos (Cu. Au) y para minerales oxidados previamente sulfidizados. etc.2 US$/kg Fuertes propiedades colectoras y buena selectividad. Dosificación usual 10 – 100 g/t. etc. de la Shell. etc. SF 114. 82 . de la Cyanamid y SF 113. Ditiofosfatos: Son ésteres secundarios del ácido ditiofosfórico y se preparan haciendo reaccionar penta-sulfuro de fósforo y alcoholes. 343. Son sólidos. Se usan en circuitos a pH alcalino o neutro.Concentración Se descomponen a pH bajos. Ejemplo nombre comercial: Xantato Aero 317.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Alimentación en solución al 10 – 20% en peso. Diluidos (5 – 20%) o sin diluir dependiendo de cual se trate (en general tienen poca solubilidad en agua). Algunos tienen Propiedades espumantes.Concentración Principales Características : Líquidos. Son colectores de menor potencia que los xantatos.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Son más selectivos que los xantatos. Se recomienda agregarlos en la molienda o en el acondicionamiento. 31 y 33). (Aerofloat 25. 83 . 238. algunos de ellos en la flotación de sulfuros de Fe. Pb. 33. de la Cyanamid (Cytec).. . 242.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Dosificación usual 25 – 100 g/t. etc..Concentración Se usan en la flotación de sulfuros (Cu. metales preciosos y óxidos no metálicos. Zn). 31. 84 . Ejemplo nombre comercial: Aerofloats 25. Poco selectivos. sales y no metálicos. 85 . por ejemplo en la flotación de minerales de manganeso y hierro. y en la flotación de la malaquita.Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración Colectores Oxhídricos: Carboxílicos (Ácidos grasos y sus sales y los Jabones) Fuertes propiedades colectoras. Se usan actualmente en la flotación de Minerales oxidados. lo que impide una eficiente separación de los sulfuros de sus gangas. Mayor consumo que los colectores sulfhídricos (ácidos grasos 250 – 1000 g/t y jabones 100 – 1000 g/t). Pueden flotar óxidos metálicos pero con consumo muy elevado.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Pueden flotar sulfuros pero con menos eficiencia de los xantatos. SE pueden usar en circuitos ácidos. Mayor consumo que los xantatos.Concentración Sulfatos y Sulfonatos: Se usan para la flotación selectiva de minerales que contienen calcio y para la flotación de sales solubles (Cloruros y sulfatos). 86 . caolinita y también. Son menos selectivos que los colectores iónicos Se usan en la flotación de los siguientes minerales: Talco. cuarzo. silicatos. sericita. en la flotación de micas primarias . Micas secundarias. Zirconio. 87 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. pero en menor grado.Concentración Colectores Catiónicos: Características principales: Fácil adsorción y desorción (en algunos casos se pueden eliminar del concentrado al lavarlo con agua fría. aluminosilicatos. Unidad II : Procesamiento de Minerales. varios óxidos. Tiene gran importancia en la flotación el Ph El aumento de temperatura en las pulpas favorece la Recuperación.Concentración Flotación de sales solubles como Silvita KCl. Se pueden usar en aguas muy duras Poco selectivo Muy sensible a las lamas(Baja recuperación con su presencia) 88 . dosis 50 - 250 g/t.Concentración Espumantes . tienen como propósito la creación de una espuma consistente que sea capaz de mantener las burbujas cargadas de mineral hasta su extracción de las máquinas de flotación (celdas) Espumantes MIBC. 89 . dosis 25 – 50 g/t Aceite de pino o alcoholes alifáticos (MIBC).Unidad II : Procesamiento de Minerales. Concentración Modificadores: Son reactivos que se usan cuando se necesita mejorar las condiciones de colección y/o cuando se necesita mejorar la selectividad del proceso. Depresantes y los Reguladores de pH Activadores: 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. Bajo esta categoría se incluye: Activadores. éstas pueden ser: 90 . Hay distintas maneras de activar una superficie.Unidad II : Procesamiento de Minerales. 91 . Un ejemplo de este caso es la sulfidización (NaSH) de los óxidos metálicos antes de la aplicación de los colectores sulfihídricos . por un proceso secundario de oxidación. En este caso se puede agregar algún ácido para disolver las capas oxidadas de los sulfuros. por ejemplo. Formando en la superficie una capa particularmente favorable para la adsorción del colector. Unidad I : Procesos Metalúrgicos Limpiando la superficie del mineral afectado. Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración Reemplazando en la red cristalina los iones metálicos por otros que formen un compuesto más firme con los colectores. Ejemplos de esto: La activación de la Esfalerita o Blenda (ZnS) por el ión cúprico (sulfato de Cu): Cu+2 + ZnS CuS + Zn-2 La activación de Cerusita (PbCO3) con Na2S: PbCO3 + Na2S PbS + Na2CO3 92 . Ejemplos de Depresantes: 93 . Unidad I : Procesos Metalúrgicos Depresantes: Estos reactivos sirven para disminuir la flotabilidad de un mineral haciendo su superficie más hidrofílica o impidiendo la adsorción de colectores que puedan hidrofobizarla. Si por ejemplo. Este efecto se puede lograr introduciendo en la pulpa un ión que compite con el ión del colector por la superficie del mineral. el colector es aniónico. el ión depresor también debe ser aniónico. Unidad II : Procesamiento de Minerales. Cianuro de Sodio: NaCN. Se usa por ejemplo para deprimir los sulfuros de Cobre en la flotación selectiva Cu-Mo.Concentración Sulfuro de Sodio: Na2S. Se usa por ejemplo para deprimir los sulfuros de Cobre en la flotación selectiva de Cu- Mo. pero deprime a la blenda (ZnS). no actúa sobre la Galena (PbS) ni la Molibdenita. ala Pirita y a la Calcopirita (50-500 gr/t). 94 . Depresantes: Sulfihidrato de Sodio: NaSH. deprime a los Sulfuros. deprime a los sulfuros. siempre que los iones Ca++ no afecten el proceso de flotación. agregada en seco y la soda cáustica (NaOH) agregada como solución. Medio ácido: solución de ácido sulfúrico. Se prefiere la Cal por su menor costo.Unidad II : Procesamiento de Minerales. 95 . Otros reguladores de pH son: Medio Alcalino: Soda ash (Na2CO3). la que puede agregarse como cal viva (CaO) o como cal apagada (Ca(OH)2).Concentración Reguladores de pH El regulador de pH más usado para operar en medio alcalino es la cal. 96 . todos ellos resumidos en el «Balance Metalúrgico» que muestra también la eficiencia del proceso.Unidad II : Procesamiento de Minerales. al final de la operación diaria.Concentración • Circuitos de Flotación y sus equipos Cualquiera sea la escala de tratamiento de una Planta concentradora automatizada o mecánica. la distribución porcentual y las razones de concentración. mensual anual o por campañas. semanal. contenido metálico de los elementos valiosos de cada uno de los productos. requiere de resultados obtenidos en forma objetiva. en la que se incluye los cálculos Para determinar el tonelaje de los productos de flotación. Concentración CIRCUITOS DE FLOTACION Generalmente las celdas se ordenan en serie. CIRCUITOS CONVENCIONALES DE FLOTACION. formando un circuito o bancada (Banco de celdas) que reciben los relaves de la precedente y se tendrá 1. • La flotación industrial es un proceso continuo.Unidad II : Procesamiento de Minerales. en el que las celdas están arregladas en serie formando un banco que por la calidad de sus concentrados. 97 . van a tomar el nombre de circuitos.3 ó más circuitos o bancos de celdas.2. Concentración • Estos circuitos de flotación generalmente están constituidos de varias etapas. puesto que no es posible recuperar el mineral valioso y eliminar el mineral de ganga en forma simultánea en un solo paso.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Etapa de flotación de Recuperación (Rougher) 2. de este modo se presentan las siguientes etapas: Las etapas que se puede encontrar en algún circuito de flotación son: 1. Etapa de flotación Depuradora (Scanvenger) 98 . por lo cual las leyes de este concentrado son de bajas y requieren una etapa de limpieza que seleccione el concentrado. en ella se logran altas recuperaciones y se elimina gran parte de la ganga. Etapa de flotación Re-limpieza (Re-cleaner) 1. 99 ..La etapa rougher es la etapa primaria. Unidad I : Procesos Metalúrgicos 3. el concentrado rougher está constituido por materiales medios o middlings. Debido a que esta etapa se opera con la mayor granulometría posible. Etapa de flotación limpieza (Cleaner) 4. Las colas de la etapa rougher pueden ser colas finales del proceso. o bien. y en algunas oportunidades.. o a una etapa de remolienda y su posterior tratamiento. almentación a un circuito scavenger. concentrados de la etapa scavenger o colas de la etapa cleaner.Unidad II : Procesamiento de Minerales.La etapa scavenger o de barrido tiene como objetivo aumentar la recuperación de las especies útiles desde las colas de la etapa rougher. Producen colas finales del proceso y un concentrado de baja ley que puede juntarse a la alimentación del proceso de flotación. 100 .Concentración Al circuito rougher llega la alimentación del proceso de flotación. 2. Unidad II : Procesamiento de Minerales. el concentrado de la etapa cleaner- scavenger se junta a los concentrados rougher y alimentan la etapa cleaner. Las colas de los circuitos cleaner-scavenger. los cuales se alimentan con las colas de la etapa cleaner. En general. 101 . dependiendo de la ley que posea se juntan a las colas finales.Concentración En las plantas concentradoras de cobre se utilizan circuitos cleaner-scavenger. Concentración 102 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. Dado que la etapa cleaner es selectiva. normalmente el concentrado rougher es sometido a una etapa de remolienda previa.Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración 3. para alcanzar la mayor liberación posible de las especies útiles. antes de alimentarse al circuito cleaner. a fín de alcanzar un producto que cumpla con las exigencias del mercado. junto a los circuitos re-cleaner. o bien. de la etapa del proceso siguiente a que será sometido el concentrado. La etapa de recuperación es aquella que recupera una alta proporción de las partículas valiosas aún 103 .. tienen como objetivo aumentar la ley de los concentrados rougher.Los circuitos cleaner o de limpieza. Las etapas de limpieza que pueden ser por lo general 2 o más tienen por finalidad de obtener concentrados de alta ley aún a costa de una baja en la recuperación. el cuál pasa a la etapa de limpieza y un "relave" que aún tiene mineral valioso pasa a la etapa de "apure" o recuperación. Esta etapa produce dos productos. velocidades altas de agitación (1200 a 1400 RPM) y baja altura de la zona de espumas(2 a 3 pulgadas). 104 . utilizando las mayores concentraciones de reactivos colectores y/o depresores.Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración A costa de la selectividad. un "concentrado" que aún no es producto final . Unidad II : Procesamiento de Minerales. Los relaves de estas etapas no se descartan. son reciclados a la etapa anterior. solo ocasionalmente se agrega el depresor con el fin de incrementar la selectividad de la flotación. se utilizan bajos porcentajes de sólidos en las pulpas de flotación así como menores velocidades de agitación (800 a 900 RPM). mayor altura de la zona de espumas (5 a 6 pulgadas). El concentrado de la última etapa de limpieza. constituye el concentrado final. En esta etapa generalmente no se adicionan reactivos colectores y espumantes.Concentración En esta etapa para mejorar la selectividad. 105 . Para conseguir lo anterior. la pulpa debe ser mezclada o sometida a circulación dentro de la celda a altas velocidades. Las funciones más importantes de las celdas de flotación son: Mantener todas las partículas. El concentrado de ésta etapa generalmente retorna a la etapa de Recuperación y el relave constituye el relave final.Concentración La etapa depuradora (Scavenger) es aquella en que se recupera la mayor cantidad del mineral valioso. en suspensión dentro de la pulpa. de modo 106 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. aún las más gruesas o las más densas. con la finalidad de permitir la adhesión selectiva y el transporte de las partículas de mineral deseado en la columna de espuma. 107 . que involucra la diseminación de finas burbujas de aire dentro de toda la celda. La aireación.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Promover la colisión entre las partículas de mineral y las burbujas de aire.Concentración de modo de superar las velocidades de sedimentación de las partículas más gruesas. Mantener la pulpa en condiciones de quietud. Unidad II : Procesamiento de Minerales. Proveer un mecanismo de control de: la profundidad de la pulpa y la profundidad de la columna de la espuma. Proveer un eficiente transporte de la pulpa alimentada a la celda y de la salida del concentrado y del relave desde el circuito. puesto que produce una pérdida de estabilidad de la espuma y baja la recuperación. Las celdas se diseñan de modo de prevenir la turbulencia en las cercanías de la espuma. la aireación de la celda e idealmente del grado de agitación de la pulpa 108 .Concentración inmediatamente debajo de la columna de espuma. es uno de los aspectos más importantes en el estudio del diseño de una Planta Concentradora. Concentrado de depuración (Scavenger).Concentración Como regla general. Relave de la primera limpieza. 109 . Así mismo se pueden incluir una o varias etapas de remolienda.Unidad II : Procesamiento de Minerales. generalmente a los siguientes productos: Concentrados de recuperación. Relave de recuperación. En resumen. la disposición de las etapas de flotación en un circuito determinado. las cargas circulantes deben tener leyes similares a los flujos a los cuales se unen. Alrededor del eje del rotor se tiene un tubo concéntrico hueco que sirve de conducto para el ingreso del gas al interior de la pulpa.Concentración Las celdas de flotación se clasifican en dos grandes familias: Celdas mecánicas y Celdas neumáticas. 110 . donde es dispersado en pequeñas burbujas (1 - 3 mm). Celdas mecánicas o convencionales: Son las más comunes y las más usadas en la industria. Volumen: 0.5 a 300 m3. Se caracterizan por tener un impulsor o agitador mecánico (rotor o impeler). lo que ocurre en el espacio entre el rotor y un estator o difusor. Se presenta a continuación las principales características y ejemplos de ambos tipos de celdas.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Volumen: 0.5 a 300 m3. A medida que las burbujas se mueven al nivel del labio de la celda.Unidad II : Procesamiento de Minerales. son arrastradas fuera por el empuje de las burbujas que vienen atrás. En la zona próxima al arreglo rotor – estator existe una gran agitación de la pulpa. donde el agregado burbuja- mineral hidrófobo asciende con menor probabilidad de romperse. para favorecer el contacto partícula – burbuja.Concentración dispersado en pequeñas burbujas (1 - 3 mm). A partir de un nivel medio de la celda se tiene una zona menos turbulenta. Según el tipo de aireación se tiene: 111 . Las celdas de flotación son operadas usualmente en serie.Unidad II : Procesamiento de Minerales. con la pulpa fluyendo continuamente de una celda a la siguiente a través de traspasos. que utilizan el vacío creado por el movimiento del rotor para inducir o succionar el aire desde la atmósfera hacia abajo. 112 . por el tubo concéntrico alrededor del eje del rotor. Al final de cada grupo de celdas se tiene una compuerta que se utiliza para controlar el nivel de la pulpa.Concentración • Celdas auto aireadas. • Celdas con aire forzado. que reciben el aire desde un soplador. Unidad II : Procesamiento de Minerales. de manera de compatibilizar los requerimientos de recuperación y calidad del concentrado. flotabilidad de las partículas).Concentración El tamaño y número de celdas se ajusta a las características de la alimentación (flujo. 113 . La pulpa que se descarga desde la última celda es la cola o relave. Unidad II : Procesamiento de Minerales. Básicamente. es decir.Concentración Celdas neumáticas La tecnología de flotación neumática ha tenido un gran desarrollo desde los años 20 hasta los nuevos diseños propuestos por el Dr. y la separación del concentrado y el relave. interacción partícula/burbuja. un control sobre las condiciones de alimentación. en Alemania. introduce la desagregación operacional de la flotación. 114 . Rainer Imhof. denominado sección de contacto o tubo de descenso. 115 . donde las burbujas mineralizadas ascienden formando la espuma. el aire y la pulpa son mezclados en el tope de un tubo vertical. descargando en una celda abierta. La mezcla desciende verticalmente en co-corriente.Concentración MECANISMO DE LA FLOTACIÓN EN UNA CELDA JAMESON En una celda Jameson.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración 116 . varias de estas etapas que anteriormente se realizaban en celdas mecánicas convencionales.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Esto hace posible el uso de circuitos más simples y fáciles de controlar 117 .Concentración Celdas Columnares: La columna de flotación se ha constituido en uno de los desarrollos más destacados de los últimos tiempos en el campo de la concentración de minerales. ya que es posible efectuar en una sola etapa. Las celdas columnares resultan especialmente atractivas en circuitos de limpieza. Concentración FLOTACIÓN COLUMNAR La celda columna es un tipo de máquina que pertenece a las celdas neumáticas. 118 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. la cuál en la actualidad tiene un gran potencial de aplicación en el procesamiento de minerales. Concentración 119 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. para ello es indispensable contar con una muestra representativa químicamente como mineralógicamente de la mena para los ensayos.Unidad II : Procesamiento de Minerales. 120 .Concentración DISEÑO DE CIRCUITOS DE FLOTACIÓN Para desarrollar un circuito de flotación .se deben emprender pruebas preliminares de laboratorio para determinar los reactivos y tamaño de la planta para una producción dada además de diagrama de flujo y datos relacionado . Es práctica usual obtener un mineral 100% -10 mallas Tyler y guardarlo en bolsas. 121 . se procede a determinar el peso específico del mineral de cabeza. para cobres porfíricos.Concentración Una vez decidido el volumen de la celda y el porcentaje de sólidos en flotación.Unidad II : Procesamiento de Minerales. aproximadamente con 66- 68% de sólidos en el molino y se determina el tiempo de molienda. En general. Posteriormente se somete a molienda en un molino de bolas de laboratorio. una molienda entre un 5 a 16% +65 mallas Tyler es adecuada. Presencia de impurezas y sales solubles 4. Variables relacionadas con el mineral. A.Concentración VARIABLES OPERATIVAS DEL PROCESO DE FLOTACIÓN La flotación es un proceso de múltiples variables cuya definición y descripción cuantitativa requiere todavía muchos estudios y la aclaración de distintos detalles. Grado de oxidación del mineral 6. pH natural de mineral 5. Forma mineralógica del mineral 2. Oxidación durante su explotación 7.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Su asociación con otros componentes 3. 1. Cantidad de agua útil cristalización 122 . el mineral está expuesto a la oxidación 9. Molienda diferencial 13.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Variables relacionadas al agua 14.Concentración B. Variables relacionadas a los procesos previos de molienda y clasificación 8. diferente asociación) 10. Durante la molienda. Adición de reactivos durante la molienda C. Tiempo en el circuito de molienda 12. Impurezas disueltas y a menudo no se purifica 123 . Grado de dureza de los minerales (de cada componente) 11. Tamaño de liberación (fineza de partículas. 15. Tamaño de los acondicionadores y celdas de flotación 124 .Concentración antes de su uso. Densidad de pulpa 18. pueden resultar en efectos negativos o positivos 14. Grado de alcalinidad o acidez de agua “pH” 16. SO2. Variables relacionadas al acondicionamiento 17. etc. Dureza del agua D. Grado y forma de adición de reactivos 20. Puntos de adición de reactivos y algunos reactivos adicionales 19. H2S. Presencia de gases disueltos Ejemplo.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Reactivos específicos para cada circuito y dosis 125 . Variables relacionadas a la flotación 23. pH de la pulpa 25. E.Concentración 21. pH. Temperatura. etc. Temperatura de la pulpa y el agua 31. Tiempo de acondicionamiento 26. Tiempo de acondicionamiento 22.Unidad II : Procesamiento de Minerales. agitación. Densidad de pulpa 24. Carga circulante 28. Grado y tipo de aireación 30. Tamaño de partícula 29. Nivel de espuma 27. Unidad II : Procesamiento de Minerales. pero tiene cierto grado de complejidad debido a la variación de las leyes de cabeza durante los turnos de 24 horas y para llevarse en forma eficaz se debe mantener: 126 . Altura de la Zona de espumas 35. Agitación 36. Potencia consumida 34. Grado de Aireación Controles en la Flotación: El proceso de Flotación parece ser bastante sencillo. Tipo de máquina 33.Concentración F: Variables relacionadas con las máquinas de flotación: 32. Concentración Los valores óptimos de pH Un buen grado de molienda Una buena densidad de pulpa Un buen control en la dosificación de reactivos.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Una buena regulación de las compuertas en las celdas y los bancos de flotación Buena regulación de aire en las celdas de flotación Limpiar los labios de las celdas de flotación Regular bien los chisguetes de agua en los canales de espumas. teniendo en 127 . Concentración cuenta de no diluir demasiado la pulpa. Carga Circulante: Otro de los parámetros importantes que se debe de tener en cuenta en la operación de flotación es el control de la carga circulante. que esta formada por el relave de las limpiadoras y las espumas de los scavenger que entran nuevamente a la máquina rougher junto con la cabeza fresca.Unidad II : Procesamiento de Minerales. sobre todo si va a ser flotada nuevamente Buen nivel de espumas en los bancos de flotación. La carga circulante se forma por el hecho de tratar de limpiar bien el concentrado final o de limpiar bien el relave. 128 . Concentración En el primer caso se deprimen grandes cantidades de sulfuros valiosos recuperables y en el segundo caso se flotan minerales con alto contenido de ganga (gangosas). aún cuando el control de la densidad 129 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. así como también las espumas de las limpiadoras. Para controlar la carga circulante se debe jalar normalmente las espumas de los bancos scavenger. Los cuatro factores más importantes que deben ser permanentemente controlados y bien regulados para asegurar una buena flotación: • La pulpa: Debe tener la densidad indicada por el supervisor. • El aire: Es algo muy sencillo de regular.Concentración • de la pulpa es función del molinero. Cuando hay poca agitación es posible que la mariposa este gastada o los huecos de los tubos de aire que estén tapados. la pulpa no es buena. basta abrir o cerrar las válvulas correspondientes a cada celda. 130 . • La agitación: Depende de la mariposa (en las celdas mecánicas o mixtas) o de la presión en las celdas de aire.Unidad II : Procesamiento de Minerales. los flotadores deben avisar al jefe cuando observen que. las cantidades de reactivos están calculadas de acuerdo a la ley de la cabeza de mineral y según los concentrados que se quieren obtener. la flotación sufre enormemente cuando los reactivos no están bien medidos. 131 . Por eso.Concentración • Los reactivos: Deben ser alimentados siempre en las cantidades indicadas por el Supervisor y en el lugar preciso. • ¿Cómo se controla el pH? Para el control de la cal se usa el potenciómetro.Unidad II : Procesamiento de Minerales. En cada planta. El número que marca la aguja de este aparato nos indica si la pulpa tiene mucha o poca cal. Mantenga el pH dentro de los límites indicados por el jefe. 132 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. el concentrado estará muy sucio y de baja ley. ya que un pH bajo es tan dañino a la flotación como uno demasiado alto. Un pH en el circuito de bulk. ¿Qué consecuencias se derivan de un Ph incorrecto? Aclararemos esto con algunos ejemplos: a. significa que no entra suficiente cal para deprimir la pirita y la ganga. entonces.Concentración Es necesario que Ud. porque la falta de cal ha permitido que flote mucha roca y pirita. e ensuciando el relave. deprime la ganga y la pirita y también parte de los sulfuros de cobre que así se pierden en los relaves. un pH muy alto. con un pH de menos de 7 en el circuito bulk se levanta mucho fierro y mucho insoluble. Al contrario.Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración b. al contrario. c. 133 . En esta forma. Con el pH arriba de 8. se deprime mucho sulfuro de cobre. En una Planta Concentradora generalmente se efectúan dos tipos de balances: 1. para evaluar técnica y económicamente el proceso de concentración por flotación en este caso. 2. elemento. Balance de materiales (sólidos.Concentración BALANCE DE MATERIAL Y METALÚRGICO EN CIRCUITOS DE FLOTACIÓN El término “balance” en Procesamiento de Minerales engloba todos los cálculos metalúrgicos que se efectúan en una Planta Concentradora. agua. etc).Unidad II : Procesamiento de Minerales. 134 . Balance metalúrgico o contabilidad metalúrgica. al igual que cualquier otro proceso de concentración.Concentración De una u otra manera. Directamente expresa cuántas toneladas de mineral de cabeza se necesitan procesaren la Planta Concentradora para obtener una tonelada de concentrado. 135 . Este término indirectamente se refiere a la selectividad del proceso. en flotación de minerales. RAZÓN DE CONCENTRACIÓN (K).Unidad II : Procesamiento de Minerales. la cuantificación se puede efectuar a través de dos expresiones matemáticas que se las denomina Razón de Concentración y Recuperación. estos dos modos de balance. t Alimentación F. Este término se puede deducir del siguiente modo: Planta Relave T. esta razón es un número que indica cuántas veces se concentró el mineral valioso contenido en la mena.Concentración En consecuencia.Unidad II : Procesamiento de Minerales. c 136 . f Concentradora Concentrado C. Concentración Ahora hagamos un balance de materiales y de metal valioso contenido en cada flujo de la Planta Concentradora.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Esto es: Balance de material: F = C+T (1) Balance de metal: Ff = Cc + Tt (2) Multiplicando la ecuación (1) por t y restando de la ecuación (2) se obtiene lo siguiente: Ft = C t + T t F (f .t) 137 .t) =C (c . con respecto del mineral valioso contenido en el mineral de cabeza. Es decir. es decir: F (c – t) K= = (3) C (f – t) RECUPERACIÓN Este término se refiere a la eficiencia y rendimiento del proceso de flotación.Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración Donde se obtiene la razón de concentración. Se expresa en porcentaje y su expresión matemática es: 138 . es la parte de mineral valioso que se obtiene en el concentrado. se obtiene: ( f. como se verá una deducción más completa en adelante.t) f La expresión (5) sirve para los cálculos cuando hay un solo elemento valioso.Unidad II : Procesamiento de Minerales. 139 .Concentración Ff R = x 100 (4) Cc Si se sustituye en la fórmula (4) el valor de C/F en función de las leyes.t) c R= x x 100 (5) ( c. pero se mantiene la misma filosofía de cálculo de las expresiones antes determinadas.Concentración Cuando hay más de un elemento valioso. el sistema de cálculo se complica.Unidad II : Procesamiento de Minerales. En este sistema no hay inspección sobre la recuperación real que se obtiene. De acuerdo a la simplicidad o complejidad de las 140 . concentrado(s) y relave. En este sistema se asume que la recuperación teórica es correcta y la producción de concentrados se calcula a partir del mineral que entra a la Planta Concentradora y de los ensayos químicos de la alimentación. f 1 Concentradora T. • De tres productos dos elementos valiosos. es decir.c 2 141 . de acuerdo al número de elementos valiosos que contiene será: • De dos productos un elemento valioso.Concentración mismas.t 3 Concentrado C. BALANCE METALÚRGICO DE DOS PRODUCTOS Alimentación Planta Relave F. • De cuatro productos tres elementos valiosos • De n productos más de tres elementos valiosos.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Relave Se establecen las siguientes relaciones: Balance de materiales Entrada = Salida F = C + T (6) 142 . Cabeza que corresponde al mineral de faja que alimenta de la tolva de finos al molino. 3. Concentrado. o del rebose del clasificador.Unidad II : Procesamiento de Minerales. 2.Concentración Aquí podemos observar que los puntos de muestreo son: 1. Unidad II : Procesamiento de Minerales.t + T.t = C.f = C.t Multiplicando la ecuación (1) por t se obtiene: F.Concentración Balance del metal valioso: (7) F.c + T.t (8) Restando ecuación (8) de (7) se tiene: F(f - t) = C(c - t) C f-t f - t (9) = C = F x F c-t c-t 143 . t c (12) Re = x x 100 c .Concentración Entonces el paso de concentrado obtenido estará dado por la siguiente fórmula: f - t C= F x t/día o ton/día (10) c - t La recuperación obtenida de metal valioso estará dada por: Cc Re = X 100 (11) Ft f .t f 144 .Unidad II : Procesamiento de Minerales. 87% Cu.Concentración La razón de concentración está dada por: F = (c – t) (13) K= C (f – t) Ejemplo 1 Si una planta concentradora produce 1200 t/día de concentrado de cobre con ley de 27.Unidad II : Procesamiento de Minerales. c) La razón de concentración. Calcular: a) El peso de la alimentación. d) El peso de relave 145 .6% Cu a partir de un mineral de cabeza de 0. b) La recuperación.1% Cu. dejando en los relaves 0. Concentración Solución a) Cálculo del peso de la alimentación Para ello tenemos que acomodar la ecuación (10) c .t F = C x f-t Datos: C = 1200 t.Unidad II : Procesamiento de Minerales.1 % Cu Remplazando datos tenemos: 146 .87 % Cu t = 0. c = 27.6 % Cu f = 0. 200 x = 42.Unidad II : Procesamiento de Minerales. 33% (27.6 – 0.10) 27.87 Re= 88.6 – 0.10) 0.857.87 – 0.6 R = X X 100 = 88. 1 F = 1.83% c) Cálculo de la razón de concentración Utilizamos la ecuación (8): 147 .1 b) Cálculo de la recuperación R Para este caso se emplea la ecuación (7) (0.143 ton/día 0.Concentración 27.87 - 0. t) (27.714/1 d) Cálculo del peso de relave.143 Ton/día 148 .10) 1 ó K = 42.t) (0.Unidad II : Procesamiento de Minerales.87 -0.657. 43 – 1200 = 41.857. 43 / 1200 = 35.10) 35.714 K = = = (f.Concentración (c. De la relación: F = C + T Se obtiene: T = F – C = 42.847.6 – 0. 1 41.6 331.87 372.143 100 0.17 149 .00 Concentrado 1200.143 97.200 88.71 Cu Relave 41657.2 0.83 35.657 11.857 100.00 280 27.Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración Ahora el balance metalúrgico puede tabularse tal como se muestra en el siguiente cuadro: Producto Peso T % Ensayo Contenido % Razón Peso metálico Distribución % CU Cu Cu Cabeza 42857. 150 .9 Concentrado 30.Unidad II : Procesamiento de Minerales.4 Relave 0.20 11.Concentración Ejemplo 2: En una planta concentradora se trata 25 000 t/día de mena de cobre. Productos Ensayos o Leyes %Cu %Fe %Insolubles Cabeza 5.6 Determinar: a) El paso de concentrado obtenido en t/día.00 18.3 15. b) El tonelaje de relave. cuyo reporte de Laboratorio químico es el que se muestra en el cuadro adjunto. c) La recuperación de Cu. d) La razón de concentración.25 10. Concentración Solución: Sea el siguiente diagrama: Alimentación o cabeza Planta Relave Final T = ¿…? F= 25.000 t Concentradora t= 0.Unidad II : Procesamiento de Minerales.25% Cu Concentrado de Cu C= ¿…? c= 30% Cu 151 . 000 x 5. 34 ton/día.. 63 = 20.20 – 0.Unidad II : Procesamiento de Minerales.840.25 = 4.159.159.Cálculo de Tonelaje de Relave Cabeza = Concentrado de Cu + Relave F= C+ T T= F – C = 25. 66 t/día. 152 . Para este caso utilizamos la ecuación: f- t C=Fx = 25.Concentración 1.66 c- t 30 – 0. 2..25 C = 4.Cálculo del peso de concentrado obtenido.159. 34 ton/día T= 20.000 – 4.840. de cabeza 1 1 Ton.0 – 0.10 ton.25) / (5.25) x 30.159.Cálculo de la razón de concentración: K = F / C = 25.0 -0.66 x 30.159.000/4. Min.Cálculo de la Recuperación de Cobre Para este caso podemos utilizar la ecuación (6) o la (7).99% (c – t) x f (30. RCu = C x c x 100 = 4. 153 .0 x 100 = 95.20 4.Concentración 3..99% F x f 25.25) 5.000 x 5.0 x 100 = 95.25) = 6.t)/ (f –t) = (30.20 -0.20 RCu = (f –t ) x c x 100 = (5..66 = 6.10/1 K= (c.Unidad II : Procesamiento de Minerales.2 – 0.de Concent. es decir. de acuerdo al siguiente diagrama: 154 .Concentración BALANCE METALÚRGICO PARA TRES PRODUCTOS. Aplicando el principio de conservación de la materia. se obtiene dos productos valiosos que corresponden a dos concentrados que contienen a cada metal valioso y un producto no valioso que corresponde al relave. se efectúa el balance de materiales.Unidad II : Procesamiento de Minerales. Este balance se emplea cuando la mena que se trata en una Planta Concentradora contiene dos elementos metálicos valiosos y se emplea la flotación selectiva o diferencial. 15 y 16) por F se tiene: 1= F + B+T F F F (17) 155 . Dividiendo las 3 ecuaciones (14.Unidad II : Procesamiento de Minerales.Concentración Balance del metal valioso A. Fa = Aa1+ Ba2 + Ta3 (15) Balance del metal valioso B Fb = Ab1 + Bb2 + Tb3 (16) en consecuencia tenemos un sistema de 3 ecuaciones con tres incógnitas. 500 6.8 Determinar el balance metalúrgico completo.3 0.Concentración Producto Pesos en Informe Químico ton %Pb %Zn Cabeza 3.8 6.8 Relave T 0.4 57. Solución: Podemos establecer el siguiente diagrama 156 .Unidad II : Procesamiento de Minerales.2 Concent.2 8. Pb L 71.4 Concent. Zn Z 1.