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    CURSO: CONCENTRACION DE MINERALES II

    DOCENTE: FLORES BRICEO, Ranulfo

    FACULTAD: INGENIERIA QUIMICA Y METALURGIA

    E.A.P: INGENIERIA METALURGIA

    CICLO: VII

    ALUMNO: CASTILLO ESPINOZA, Joel Rodrigo

    AO/SEMESTRE: 2013 II

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    Este trabajo va dedicado a mi esfuerzo, el tiempo

    Y al apoyo de la familia que es muy importante para

    Seguir creciendo profesionalmente.

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    En este trabajo de investigacin doy a conocer lo que es el principal proceso de

    concentracin de los minerales que es la flotacin donde los principales conceptos

    que constituyen la base de la comprensin de los principios de la flotacin en este

    son para los minerales de plomo y zinc.

    Donde comprenderemos y manejaremos los mecanismos y variables de la flotacin

    de estos minerales; teniendo en cuenta los principios fsico-qumicos y

    termodinmicos de la flotacin de estos minerales sulfuros.

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    Los procesos de flotacin son usados para separar o concentrar minerales y otras

    especies qumicas. La separacin por flotacin es el resultado de muchos procesos

    fisicoqumicos complejos que ocurren en las interfaces slido/lquido, lquido/gas y

    slido/gas. La flotacin depende de la probabilidad de unin de la partcula a la

    burbuja en la celda de flotacin, la cual es determinada por la hidrofobicidad de la

    superficie de la partcula. En la mayora de los sistemas de flotacin, la superficie

    de la partcula se torna hidrofbica por la adsorcin selectiva de los surfactantes

    llamados colectores.

    La flotacin es una tcnica de concentracin que aprovecha la diferencia entre las

    propiedades superficiales o interfaciales del mineral, o especies de valor, y la

    ganga. Se basa en la adhesin de algunos slidos a burbujas de gas generadas en

    la pulpa por algn medio externo, en la celda de flotacin.

    Las burbujas de aire transportan los slidos a la superficie donde son recolectados

    y recuperados como concentrado. La fraccin que no se adhiere a las burbujaspermanece en la pulpa y constituye la cola o relave.

    De este modo, la condicin de flotabilidad es una fuerte adhesin entre las

    partculas tiles y las burbujas, las cuales deben ser capaces de soportar la

    agitacin y turbulencia en la celda. Estas partculas se dicen hidrofbicas, o

    repelentes al agua, al contrario de las partculas que constituyen el relave o cola,

    que son hidroflicas.

    Para lograr una buena concentracin en la etapa de limpieza del concentrado se

    requiere que las especies tiles que constituyen la mena estn separadas o

    liberadas, est la liberacin de las partculas tiles no es necesaria en la etapa

    primaria de flotacin (etapa rougher). La liberacin de las partculas se consigue

    con etapas de molienda o remolienda. Para la mayora de los minerales se alcanza

    un adecuado grado de liberacin moliendo la mena a tamaos del orden de 100

    m o 74 m.

    El proceso de flotacin, de esta forma, est gobernado por una gran cantidad de

    variables las que interactan entre s, y cuyo conocimiento contribuir a

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    comprender mejor el proceso en s y obtener finalmente un mejor rendimiento en

    las aplicaciones prcticas.

    La propiedad que permite la separacin en un proceso de flotacin es la naturaleza

    hidrofbica (o aeroflica) de las especies mineralgicas que componen la mena,

    cuyas caractersticas hacen que las superficies presenten afinidad por el aire o por

    el agua. entre las propiedades tiles y la ganga, modificando el ambiente qumico y

    electroqumico del sistema mediante la adecuada seleccin de los reactivos

    qumicos adicionados: colectores, espumantes, activadores, depresores o

    modificadores de pH.

    ANTECEDENTES:

    FLOTACION DE MINERALES

    Se denomina flotacin al mtodo fsico-qumico que consiste en la concentracin

    de minerales finamente molidos. Este proceso comprende el tratamiento quimico

    de una pulpa de mineral que crea condiciones de adherencia de las partculas

    minerales a las burbujas de aire. Estas burbujas emergen de los minerales

    seleccionados a la superficie de la pulpa y forman una espuma establecida, que es

    recogida mientras los otros minerales permanecen sumergidos en la pulpa.El mtodo de recuperacin de minerales por flotacin es actualmente el eficaz y el

    ms extensamente usado en todo el mundo se distingue entre flotacin selectiva

    (separacin de minerales distintos, como los sulfurados y los no sulfurados) y

    flotacin diferencial (separacin de tipos similares de mineral, como la separacin

    de sulfuros de cobre, plomo y zinc).

    En la flotacin por espumas. La separacin mineral tiene lugar utilizando las

    diferencias en las propiedades de superficies de los minerales. Dichas propiedades

    son especficas para cada especie mineral y vienen determinadas por su

    composicin qumica y tipo de enlace qumico. Por ello, la flotacin ofrece una

    capacidad de separacin muy selectiva.

    La aplicacin de esta tcnica como mtodo de separacin es la tcnica ms

    utilizada, esperndose, en el futuro el mantenimiento de esta tendencia. La

    importancia de la flotacin reside en su relativa eficiencia y selectividad, su

    aplicabilidad a la mayor parte de las especies minerales ya sus altas capacidades

    por unidad de flotacin.

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    Este ltimo aspecto es el que permitido, con la utilizacin de la flotacin, el

    tratamiento de menas con leyes muy bajas que, de lo contrario, no hubiesen podido

    ser explotadas.

    Inicialmente desarrollada para el beneficio de los sulfuros de cobre, plomo y cinc,

    su utilizacin se ha expandido a otras especies minerales, como la hematita y la

    casiterita en el campo de los xidos, e inclusive especies como carbonatos tipo

    malaquita y cerusita como ejemplo de fases oxidadas, e incluso, para menas no

    metlicas como la fluorita, los fosfatos o el carbn. La importancia econmica de la

    flotacin puede evaluarse al tener en cuenta que se utiliza en un

    80% de los minerales que se tratan mediante operaciones de concentracin.

    Flujos de alimentacin, concentrado y relave en un sistema de flotacin.

    Flotacin de sulfuros:Los sulfuros metlicos tienen propiedades fuertemente hidrfobas, de manera que

    junto con los metales nativos son los minerales ms fcilmente flotables. El gran

    problema que presenta la flotacin de sulfuros es la separacin entre ellos, es

    decir, la flotacin selectiva de los sulfuros individuales a partir de concentrados

    colectivos.

    Otro problema que se presenta en la flotacin de los sulfuros es la influencia de la

    oxidacin superficial de stos sobre su flotabilidad. La oxidacin superficial seproduce por erosin y oxidacin por el aire y aguas presentes en los yacimientos,

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    CIRCUITO DE FLOTACIN

    Esto es necesario para que las espumas de las primeras celdas pasen a un nuevo

    grupo de celdas que se encarguen de limpiar los elementos indeseables que hayan

    logrado flotar con la parte valiosa. Lo mismo ocurre con los relaves de la primera

    mquina ya que an tienen apreciable cantidad de sulfuros valiosos que no se

    pueden perder y es necesario recuperarlos en otro grupo de celdas.

    Los tres tipos de mquinas o circuitos son:

    De cabeza o rougher

    Limpiadora o cleaner

    Scavenger

    Celda de cabeza o rougher.

    Estas mquinas reciben la pulpa de cabeza procedente de los acondicionadores o

    de los molinos. Aqu flota la mayor parte de los sulfuros valiosos. Pero en estas

    celdas obtendremos concentrados y relaves provisionales. Las espumas

    obtenidas en las devastadoras no es un concentrado final, por todava tiene

    muchas impurezas.

    Celdas limpiadoras:

    Estas mquinas sirven para quitar la mayor cantidad de las impurezas contenidas

    en las espumas del rougher y nos dan finalmente un concentrado esto se hace

    atraves de la:

    Primera cleaner, segundo cleaner y tercer cleaner

    Las espumas del tercer cleaner, forman el concentrado final que va al espesador

    Celdas escavenger:

    Estas mquinas reciben el relave de la rougher y tratan de hacer flotar el resto de

    los sulfuros que no han podido flotar en las celdas de cabeza, ya sea por falta de

    tiempo, deficiente cantidad de reactivos, o por defectos mecnicos.Pero las espumas que obtenemos en estas mquinas no las podemos enviar al

    espesador por estn sucias, pero tampoco las podemos desechar por que

    contienen mucho material valioso

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    FLOTACIN DE MINERALES POLIMETLICOS

    PLOMO-ZINC

    Plomo-Zinc

    Los principales minerales son la galena PbS y la esfalerita o

    blenda ZnS. Otras especies: wurtzita, marmatita y formas

    oxidadas. Depsitos conteniendo galena finamente

    cristalizada en general contienen oro y plata disueltos,

    actuando como ncleos de cristalizacin. Metales preciosos

    pueden an estar disueltos en otros sulfuros, por ejemplo a

    pirita, o estar presente en los contornos de los granos. Los

    principales minerales de ganga son pirita y pirrotita (sulfuros),

    dolomita y calcita (bsicos) y, cuarzo y silicatos (cidos).

    FLOTACIN DE PLOMO Y ZINC

    Los minerales de plomo y cinc se presentan juntos en los depsitos de valor

    econmico y en la mayora de los casos estn acompaados de minerales de

    hierro, cobre, oro, plata y otros metales.

    La separacin y recuperacin por flotacin de concentrados de Plomo y Zinc de

    minerales que contienen galena (PbS) y esfalerita (ZnS) est bien establecida y

    normalmente se logra con bastante eficacia. La plata proporciona a menudo un

    valor econmico altamente significativo, si no es que el valor mayor, con la plata

    ms a menudo asociada con la mineralizacin de la galena que es un hecho casual

    ya que las fundiciones pagan ms por plata en el plomo contra concentrados de

    zinc. Los materiales sin valor incluyen sulfuros como la pirita y la pirrotita que,

    aunque son a menudo flotables, pueden ser controlados. Siderita, un mineral de

    carbonato de hierro, tambin a menudo se asocia en por lo menos en alguna

    mnima cantidad.

    Marmatita (Zn, Fe)S) es una esfalerita rica en hierro lo que en consecuencia resulta

    en grados de bajo contenido de zinc. Concentrados de marmatita tienen un nivel

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    bajo de zinc debido a la dilucin de los minerales de hierro.

    Las separaciones son posibles por la hidrofobicidad inherente natural y debido al

    hecho de que la esfalerita como un mineral no es fcilmente recogido por los

    reactivos de flotacin. Se emplea un proceso de flotacin secuencial de dos etapas

    bien establecido:

    Un importante primer paso implica asegurar que la superficie de la esfalerita no

    est activada con iones de metal disueltos, que a su vez hace a la esfalerita no

    flotable. El sistema establecido de procesamiento por flotacin de plomo-zinc es

    agregar sulfato de zinc (ZnSO4) al molino para controlar la activacin de los iones

    metlicos (depresin de esfalerita). A menudo se agregan metal bisulfito u otros

    qumicos de sulfuracin con el sulfato de zinc para depresin de mineral de sulfato

    de hierro.

    El colector de flotacin de plomo y el espumante estn acondicionados antes de la

    flotacin del plomo que se lleva a cabo normalmente a un pH casi neutro a

    ligeramente elevado el cual puede incrementarse en el circuito de limpieza para

    asegurar el rechazo del sulfuro de hierro. Algunas veces el cianuro, si puede

    utilizarse, se agrega para ayudar en la depresin de sulfuros de hierro. Porque la

    plata esta tpicamente asociada mineralgicamente con la galena, la mayora de los

    valores de plata son arrastradas con y se incorporan en el concentrado de galena.

    La esfalerita que es rechazada dentro de los residuos de flotacin del plomo es

    luego flotada en una segunda etapa de flotacin despus de la activacin con

    sulfato de cobre. Los iones de cobre remplazan a los tomos de zinc en lasuperficie de la esfalerita creando una cubierta superficial de mineral de cobre falso

    el cual entonces se recoge usando colectores de tipo flotacin de cobre. Dado que

    la mayora de los sulfuros de hierro tambin se incorporan con los residuos de

    flotacin del plomo y por lo tanto alimentan el circuito de flotacin del zinc,

    normalmente se usa cal para elevar el pH para depresin de sulfuro de hierro. Los

    colectores de flotacin usados en la flotacin de la esfalerita tienden a ser menos

    poderosos porque en esta etapa la esfalerita por lo general flota fcilmente y usarcolectores ms agresivos puede llevar a que ms minerales no-esfalerita floten.

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    Metalurgia concentrada y recuperaciones ptimas de plomo se logran

    generalmente utilizando una combinacin de xantato y ditiofosfato. Si la superficie

    de la galena est ligeramente oxidada (manchada), la inclusin de

    mercaptobenzotiazol (MBT) a menudo se hace parte del juego colector para

    maximizar las recuperaciones de galena. Los espumantes usados en la flotacin de

    galena tienden a ser del tipo ms dbil, tal como el MIBC, porque la galena es

    fcilmente flotable y tiene una cintica de alta flotacin. Sin embargo, por la cintica

    de alta flotacin y la alta densidad del mineral de galena, la capacidad de acarreo

    de la espuma de mineral puede requerir el uso de una espuma ligeramente ms

    fuerte o una combinacin con un componente de espuma ms potente para

    alcanzar ptimos resultados metalrgicos.

    La prctica normal de flotacin de esfalerita es elevar el pH de flotacin a 10-12

    para mejorar el rechazo de minerales de sulfuro de hierro hacia los residuos de

    flotacin de esfalerita. Muchos operadores prefieren usar espumantes del tipo

    alcohol en flotacin de esfalerita para maximizar su selectividad de flotacin. Un

    xantato de menor peso molecular como el xantato de sodio isoproplico (SIPX) se

    usa en combinacin con un colector de flotacin de ditiofosfato menos poderoso, y

    en casos raros, un reactivo de flotacin de tionocarbamato.

    En circunstancias excepcionales, las consideraciones de respuesta de mineraloga

    y metalrgica requieren un concentrado inicial a granel de plomo-zinc con los

    minerales de plomo y zinc posteriormente separados en un paso de flotacin

    selectiva. Bajo este esquema, un concentrado de flotacin a granel de galena y

    esfalerita es producido a un pH de 6.5 (modificado con H2SO4) con la adicin de

    algunos sulfatos de cobre para asegurar una activacin completa de la esfalerita. Elconcentrado a granel es posteriormente acondicionado con hidrxido de sodio para

    alcanzar un pH de aproximadamente 11.5 y la adicin de un colector desde el cual

    un concentrado de plomo es flotado. El concentrado de zinc es en realidad el

    residuo de este paso de separacin a granel. El residuo de flotacin es

    concentrado de zinc. Si la plata est asociada con la galena, la plata se reporta al

    concentrado de plomo.

    Mientras que la pirita es relativamente fcil de deprimir con cal, la pirrotita es msdifcil de deprimir. Una alternativa para la depresin de meta bisulfito es oxigenar

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    la lechada la cual, si la pirrotita se reactiva, puede hacer que el sulfuro de hierro

    sea menos flotable. En casos de desafos mayores de depresin de sulfuro de

    hierro, el concentrado de zinc puede ser limpiado por flotacin inversa del

    concentrado tratndolo primero con SO2 para reducir el pH a 5-5.5 y entonces

    calentar la pulpa a 60-70 grados C. La ganga se flota con la esfalerita y se

    incorpora a los residuos.

    Esfalerita:

    Requiere activacin con iones cuproso, cprico, mercurioso, mercrico,

    plata, plomo, cadmio y antimonio.

    Lo ms comn es usar sulfato de cobre, lo que genera que los iones Cu++

    desplacen a los iones Zn++ de la red de la esfalerita.

    La activacin no intencional ms comn de la esfalerita es con iones Cu++,

    esto puede evitarse agregando cianuro para evitar la activacin con iones

    Cu++ y agregando sulfato de zinc para evitar la activacin con iones de

    Pb++.

    Galena

    En ausencia de colector, el oxgeno cambia el PCC de 2.6 a 7.9

    La depresin de la galena ocurre en presencia de iones hidroxilos, sulfuros,

    cromatos y cianuros (este ltimo es para concentraciones muy grandes).

    La depresin en ambiente alcalino se debe a la formacin de hidrxidos de

    plomo como plumbita Pb(OH)3 de mayor estabilidad que el xantato de plomo

    La depresin con iones sulfuro se debe a la formacin de sulfuro de plomo.

    Compuesto muy insoluble, sobre la superficie de la galena en lugar de la

    formacin de xantato de plomo.

    La depresin con cianuro no es efectivas en cantidades moderadas.

    Antecedentes de su flotacin:

    se debe realizar una flotacin selectiva Pb-Zn

    se flota la galena deprimiendo la esfalerita con cianuro de sodio (tambin

    puede emplearse sulfato de zinc o ambos)

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    el relave de la flotacin de la galena, que contiene la esfalerita, es flotado

    en otra etapa agregando sulfato de cobre para activar la superficie de los

    sulfuros de zinc.

    El cianuro adems de deprimir los sulfuros de zinc deprime a la pirita. La presencia de los sulfuros de hierro convierten a la mena en acida con la

    produccin de sulfatos e hidrxidos de hierro, plomo y zinc, los cuales

    afectan a la superficie de los minerales de plomo y zinc, su efecto es:

    la galena tiende a ser deprimida por el empaamiento de la

    superficie y la esfalerita tiende a ser activada por los iones de plomo.

    Las sales disueltas tales como el sulfato ferroso, consumen xantato y

    cianuro (alto consumo de reactivos). se usa cal para ajustar el pH de manera que las sales disueltas precipiten.

    En un exceso de esta en el circuito de plomo deprime la galena.

    La flotacin de plomo se realiza con colectores sulfhdricos (xantatos , etc.),

    con aceite de pino cido cresilico o alcoholes como espumantes, pH 8 a 10.

    La flotacin de zinc se realiza con colectores sulfhdricos (xantatos, etc.),

    con espumantes convencionales, pH = 12.

    Ley de concentrado de plomo es de 70% y la ley de concentrado de zinc esdel orden del 62%.

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    Partes de la celda de flotacin

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    DIAGRAMA DE FLUJO DE FLOTACION DE PLOMO-ZINC

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    CONTROL DE FLOTACION

    La prctica usual es la de conducir una separacin de dos etapas con la produccin

    de concentrados de plomo y zinc. Tericamente deber ser posible flotar la galena

    con xantato etlico o un colector similar sin levantar los minerales de zinc y de

    hecho esto puede ocasionalmente hacerse.

    El cobre presente entre los dos minerales ya mencionados puede activar una

    importante cantidad de zinc, en el que generalmente es de un orden del 8% de

    zinc; la combinacin del cianuro de sodio y del sulfato de zinc es til en la flotacin

    de minerales plomo-zinc.

    El cobre debe ser flotado con el plomo en la primera etapa

    En la segunda etapa las colas de las celdas primarias de plomo-cobre pasan

    a un tanque acondicionador donde los minerales de zinc son activados con

    el sulfato de cobre

    Siendo deprimida cualquier cantidad de pirita que est presente con cal. La

    activacin por un lapso que vara de 15 a 20 minutos es mas comn,

    especialmente, para el caso de sulfuros de zinc de baja ley.

    El aerofloat de sodio se emplea a menudo para este objetivo pues es un

    colector selectivos para los sulfuro de zinc; tambin intervienen los aerofloat

    203, 211 y 243

    Para producir una espuma demasiado sucia se puede usar cido cresilico.

    Como colector se usa Z-11 entre 0.009 y 0.0454, espumante el MIBC,

    tambin intervienen el NaCN (a0.0454-0.1816 kg/Ton) y ZnSO4 (a 0.1362

    0.5448 kg/ton)esto es para el acondicionamiento para flotar plomo

    Para flotar Zn debe tener un pH mediante la adicin de cal entre 0.454 y

    1.816 kg/ton.El grado de pH de llegar entre 8.5 y 11.5, un CuSO4 entre

    0.227 y 0.908 kg/ton al 10% de concentracin en peso, xantato entre 0.01 y0.07 kg/ton al 1%.

    Para flotacin cleaner cada concentrado rougher de Pb y Zn debe ser

    llevado a la etapa de limpieza.

    Para concentracin de plomo la adicin de NaCN 0.1816 kg/ton y

    ZnSO4 0.5448 kg/ton 20 min de flotacin

    Para concentracin de zinc sin reactivos 10 min de acondicionamiento

    y 20 min de flotacin.

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    Tabla de reactivos

    Tipo de reactivo Consumo UNIT. kg/ton

    CIANURO DE SODIO (NaCN) 0.0454 0.1816

    SULFATO DE ZINC (ZnSO4) 0.1362 0.5448

    XANTATO DE ETILO 0.009 0.0454

    SULFATO DE COBRE (CuSO4) 0.227 0.908

    CAL (Ca(OH)2) 0.454 1.816

    AEROFLOAT 211 0.01362 0.0229

    ACIDO CRESILICO 0.01 0.07

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    ANEXOS

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    BIBLIOGRAFIA:

    Concentracin de mineralesuniversidad de chileingeniera de

    minas.

    Manual de la minera estudios mineros Per S.A.C,

    MIRAFLORESLIMA-PERU.Minerales de plomo-zinc,

    http://www.danafloat.com/es/mining_ores/lead_zinc.

    Planta concentradora, manual de flotacin- BRAVO

    GALVES, Antonio Cesar, supervisor de operaciones

    Tesis USON - MEXICO,

    http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/554/Capitulo4.pdf

    Apuntes de concentracin de minerales, UNIVERSIDAD

    DE ATACAMAdepartamento de metalurgiaDr. ing.

    OSVALDO PAVEZ

    http://www.danafloat.com/es/mining_ores/lead_zinchttp://www.danafloat.com/es/mining_ores/lead_zinchttp://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/554/Capitulo4.pdfhttp://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/554/Capitulo4.pdfhttp://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/554/Capitulo4.pdfhttp://www.danafloat.com/es/mining_ores/lead_zinc