Flotación de un mineral: Dos Productos

Laboratorio de Concentración y Flotación de minerales

Practica 5: Flotación de un mineral: Dos Productos

UNMSM | E.A.P. INGENIERIA METALURGICA Realizado por: Luis Alberto Sánchez Quispe

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CONTENIDO

I. INTRODUCCIÓN

II. OBJETIVO

III. PRINCIPIOS TEÓRICOS

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

V. OBSERVACIONES

VI. RECOMENDACIONES

VII. CONCLUSIONES

VIII. CUESTIONARIO

IX. BIBLIOGRAFÍA




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INTRODUCCION

Se conoce como flotación en minería, a un proceso fisicoquímico,

ampliamente usado para la recuperación de minerales y su concentración o

separación desde especies de diferente mineralización, aprovechando las

propiedades de hidrofobicidad natural o inducidas, mediante reactivos químicos

(colectores, espumantes, modificadores). La flotación es un proceso de beneficio

de minerales que permite la concentración de éstos, llevándolos a nivel comercial

interesante. Es muy utilizado en la recuperación de los minerales de cobre. Se

caracteriza por ser un proceso que involucra tres fases, la sólida (el mineral), la

acuosa (agua) y la gaseosa (gas disperso en burbujas, aire o nitrógeno), esta

última responsable físicamente del término “flotación” al levantar las partículas

adheridas a las burbujas de la espuma. También se usa para la limpieza de

aguas usadas con contenidos de grasas o aceites para su reutilización. Existen

equipos que realizan este proceso como las celdas de flotación y las columnas de

flotación, estas últimas han ido reemplazando a las celdas por sus menores

costos operacionales.

En resumen la flotación es una técnica

de concentración que aprovecha la diferencia

entre las propiedades superficiales o

interfaciales del mineral útil y la ganga. Se

basa en la adhesión de algunos sólidos a

burbujas de aire, las cuales transportan los

sólidos a la superficie de la celda de

flotación, donde son recolectados y

recuperados como concentrado. La fracción

que no se adhiere a las burbujas permanece en la pulpa y constituyen las colas o

relaves. Así, la condición de flotabilidad es una fuerte adhesión entre las

partículas útiles y burbujas, que deben ser capaces de soportar la agitación y

turbulencia de la celda. Estas partículas se dicen hidrofóbicas, y las partículas del

relave o colas son hidrofílicas.




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II. OBJETIVO

Estudiar las variables y parámetros de operación para el beneficio de un

mineral que tiene un solo valor metálico.

III. PRINCIPIOS TEORICOS

1. Mineralogía y Composición química

Parece bastante claro que la Tierra estuvo muy caliente durante "algún

tiempo". Gran parte de la historia de nuestro planeta estaría asociada a procesos

de enfriamiento. Durante este enfriamiento se producirían una serie de

diferenciaciones químicas, según las propiedades de cada elemento o conjunto

de elementos. En primer lugar, los metales más pesados tenderían a acumularse

en el Núcleo, mientras que los elementos más ligeros irían hacia zonas más

externas, con gran parte de los elementos volátiles en la atmósfera. La

diferenciación entre la Corteza y el Manto (con unas composiciones químicas no

demasiado diferentes), sería más lenta e intervendrían, además de la gravedad,

la temperatura y la presión, otros factores como las reacciones entre los

elementos volátiles de la atmósfera y los silicatos que se encontrarían en las

zonas más superficiales. Todo ello habría de generar un sistema químico muy

especial en el que empezarían a formarse nuevos materiales estables tan sólo en

una pequeña zona del planeta y, al mismo tiempo, los materiales procedentes del

interior que no "soportarían" estas condiciones tan peculiares, tendrían que

evolucionar para adaptarse.

De esta forma, la química de la Corteza se iría diferenciando

progresivamente de la del Manto y, naturalmente de la Tierra en su conjunto. La

composición general de la Corteza, en los elementos más comunes, se ha

estimado de forma reciente tal como aparece en la siguiente tabla y figura:




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Composición química de la corteza terrestre

O 45,40 Mg 2,80 P 0,11 S 0,03

Si 27,30 Na 2,30 Mn 0,11 C 0,02

Al 8,30 K 2,80 F 0,05 Cl 0,01

Fe 6,20 Ti 0,63 Ba 0,04 Cr 0,01

Ca 4,60 H 0,15 Sr 0,04 Ni 0,01

NOTA: Los datos son porcentajes en peso

A la vista de estas composiciones, puede decirse que la Corteza se

encuentra formada por compuestos oxigenados, fundamentalmente por silicatos

(y aluminosilicatos) de Fe, Ca, Mg, Na y K. También son abundantes los óxidos

como cuarzo (SiO2), hematite (Fe2O3), magnetita (Fe3O4), rutilo (TiO2), etc. No

deben olvidarse otras oxisales, como los carbonatos, los sulfatos y los fosfatos,

pero su importancia es mucho menor y su existencia se da a nivel muy

superficial. Si se compara la tabla anterior con la referente a la Composición

Global de la Tierra de Mason, es interesante notar que tan sólo 8 elementos de la

Corteza (O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na y K) representan casi el 99% de su peso.

Resulta curioso que muchos elementos considerados económicamente

importantes no son muy abundantes, mientras que otros menos interesantes, lo

son más y algunos, como el Hf, se han descubierto no hace mucho tiempo

(1922). Afortunadamente, los elementos que se consideran importantes se han

concentrado más y con cierta frecuencia forman yacimientos aprovechables.




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2. Granulometría

La granulometría es la medición de los granos de una formación

sedimentaria y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de

los tamaños previstos por una escala granulométrica.

El método de determinación granulométrico más sencillo es hacer pasar

las partículas por una serie de mallas de distintos anchos de entramado (a modo

de coladores) que actúen como filtros de los granos que se llama comúnmente

columna de tamices. Pero para una medición más exacta se utiliza un

granulómetro láser, cuyo rayo difracta en las partículas para poder determinar su

tamaño.

3. Medida del pH

El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un

potenciómetro, también conocido como pH-metro, un instrumento que mide la

diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia

(generalmente de plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es sensible

al ión hidrógeno.

También se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución

empleando indicadores, ácidos o bases débiles que presentan diferente color

según el pH. Generalmente se emplea papel indicador, que se trata de papel

impregnado de una mezcla de indicadores cualitativos para la determinación del

pH. El papel de litmus o papel tornasol es el indicador mejor conocido. Otros

indicadores usuales son la fenolftaleína y el naranja de metilo.

La determinación del pH es uno de los procedimientos analíticos más

importantes y más usados en la flotación ya que es una variable muy importante

para este procedimiento.




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4. Minerales Hidrofóbicos

Son aquellos minerales que no son mojables (repelentes al agua) o son

poco mojables por el agua, dentro de ellos tenemos: los metales nativos, sulfuro

de metales, grafito, carbón y otros. Evitando el mojado de las partículas

minerales, que pueden adherirse a las burbujas de aire y ascender.

5. Minerales Hidrofílicos

Son mojables por el agua constituidos por: óxidos, sulfatos, silicatos

carbonatos y otros, que generalmente representa la mayoría de los minerales

estériles o gangas. Haciendo que se mojen, permanecen en suspensión en la

pulpa para finalmente hundirse.

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Se nos proporciono una muestra de mineral de cobre la cual se

encontraban con una granulometria de 100% -10m, de la cual se tomo una

muestra representativa de 1020 gr con la cual se realizara la molienda.

Previamente se debe lavar el molino,para que las particulas que se

quedaron en el interior sean eliminadas y no interfieran en el proceso del nuevo

mineral. Primero, por la entrada de carga del molino se adiciona los 1020 gr, de

igual forma se adiciona 480 cc de agua, se cierra el molino y se controla un

tiempo de 18 minutos dependiendo de la dureza del mineral.una vez cumplido el

tiempo se descarga el producto obtenido, este producto es el que se utilizara en

la flotacion.




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Primero se tiene que acondicionar la maquina de flotacion, para ello en el

control se debe programar el F60 el cual nos indica las revoluciones por minuto

que son aproximadamente 1500 rpm, luego de ello se regula la entrada de aire

con el dispositivo que se encuentra en la parte delantera.una vez acondicionado

el equipo se adiciona una gota de aceite de pino y 2 cm3 aproximadamente de

aceite de pino, para luego controlar el ph que se debe encontrar

aproximadamente en 7.5.

La primera espuma que se origina es la denominada flotacion rougher,

luego se realiza la flotacion scavenger, para ello se adiciono 1 cm3 de xantato y

esta flotacion se realiza hasta agotar las espumas, el tiempo de flotacion para

esta primera parte fue de aproximadamente 5 minutos, se descargar el relave se

le adiciona floculante para sedimentar las particulas y eliminar la mayor cantidad

de agua, para luego secarlo en la estufa a una temperatura de 150.

Con el concentrado obtenido se realiza una flotacion de limpieza del

rougher,es la denominada flotacion cleaner,para ello se adecua la celda con una

cantidad de agua que ocupa los 34 de la celda.se programa en el control las

revoluciones esto es en F40 ,como en la primera parte se adiciona 1 gota de

aceite de pino,el producto de la flotacion es el concentrado final mientras que el

relave de esta ultima flotacion es considerado como el mixto o medio,ambos se

descargan se agrega floculante para eliminar el agua y llevarlo a la estufa a una

temperatura de 150 para luego pesarlo y mandar analizar obteniendo los

siguientes resultados:




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PRODUCTOS PESO(gr) LEY %

Concentrado 28 31

medio 81.2 2

relave 842.4 0.12

V. OBSERVACIONES

Algunos reactivos de flotación no son solubles en agua como el aceite de pino.

Se puede reconocer varios reactivos rápidamente por su color, olor, turbidez en solución y por su solubilidad.

La gran mayoría de reactivos su dilución es exotérmica, no necesitando calor para su buena dilución.

VI. RECOMENDACIONES

Tener siempre en cuenta la correcta manipulación de los equipos a utilizar, si se tiene alguna duda preguntar al profesor responsable antes de realizar alguna operación.

Tener sumo cuidado al momento de preparar los reactivos ya que algunos como el cianuro son muy tóxicos cuando entran en contacto con el agua a un PH menor a 9, tener siempre presente de estos tipos de reactivos.

Revisar que el equipo de pesado se encuentren en buen estado.

Tomar en cuenta el tiempo que toma el reactivo en solubilizarse al momento de ser mezclado con el agua u otro reactivo.

VII. CONCLUSIONES




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La mayoría de reactivos se diluyen fácilmente en el agua debido a que son solubles.

La preparación de reactivos es generalmente sencilla y casi siempre se

trabaja con los pesos (porcentaje en peso).

VIII. CUESTIONARIO

a. Porque otros elementos se debe mandar analizar la cabeza

experimental del mineral.

El análisis de la cabeza experimental del mineral se da con la finalidad de

conocer los compuestos presentes en el, considerando tanto las elementos

valiosos (especies mineralógicas) como los compuestos que no son eliminables

en el proceso de flotación, lo cual conlleva pues a que aparezcan en el producto

de concentración.

Esto nos ayudara a determinar el método adecuado de concentración; si el

método de concentración fuera el de flotación, estos datos orientaría en el uso de

los reactivos necesarios a utilizar para la correcta depresión y activación de las

respectivas elementos valiosos (especies mineralógicas).

b. Porque otros elementos o compuestos se debe mandar analizar

el concentrado.

El análisis del concentrado es necesario para conocer los compuestos que

están formando parte de la estructura interatómica que no pudieron ser

eliminados de la especie mineralógica obtenida en el concentrado. Conociendo

estas proporciones de los elementos en el concentrado se conocerá la riqueza

exacta obtenida luego del proceso para determinar si es posible su

comercialización teniendo en cuenta la cantidad de impurezas, ya que se castiga

dependiendo de su porcentaje presente en el concentrado.

También se da con la finalidad de una posterior optimización del proceso

teniendo en cuenta los datos finales.




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c. Realizar un balance metalúrgico con los resultados obtenidos.

Utilizando los resultados obtenidos, el balance es el siguiente:

Producto Peso

gr %

Ley%

Cu

C.M

Cu

Distribucion %

Cu

Concentrado

Mixto

Relave

28 2.80

81.2 8.11

892.4 89.09

31

2

0.12

8.68

1.624

1.071

76.31

14.27

9.42

total 1001.6 100 1.1136 11.375 100

CONTENIDO METALICO :

c.m = 0.31 × 28 = 8.68 gr Cu fino

c.m = 0.02 × 81.2 = 1.624 gr Cu fino

c.m = 0.0012 × 892.4 = 1.071 gr Cu fino

LEY PROMEDIO.

L=( 11.375 � 1001.6) * 100 = 1.136

DISTRIBUCION:

D = (8.68 � 11.375 ) × 100 = 76.31 %

D = (1.624 � 11.375 ) × 100 = 14.27%

D = (1.071 � 11.375 ) × 100 = 9.42 %

RADIO DE CONCENTRACION:

R = 1001.6 � 28 = 35.77

SE REQUIEREN 35.77 TN DE MINERAL CRUDO PARA OBTENER UNA TONELADA DE

CONCENTRADO.




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IX. BIBLIOGRAFÍA

MANUAL DEL FLOTADOR – PERUBAR S.A.

Procesamiento de minerales

Wills

Guía de Laboratorio de Concentración y Flotación de Minerales

Ángel Azañero Ortiz

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