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Optimización de Flotación con el uso de Metodologías de
Caracterización de Espumantes”
Por:
Levi Guzman - Patricio Velarde
Moly-Cop Peru
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INTRODUCCIÓN
Durante los últimos años el proceso de flotación ha continuadoevolucionando de un arte hacia una ciencia con la incorporación denuevas metodologías entendiendo que el proceso de flotación ocurre endos zonas: pulpa y espuma.
• En la zona pulpa: La capacidad de transporte de partículas flotables dependerá fundamentalmente, de la superficie de gas disponible y en ella influye tanto la cantidad de gas como la distribución de tamaños de burbujas.
• En la zona espuma: El proceso de flotación depende de la generación de una espuma controlada y estable.
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INTRODUCCIÓN
Es sabido que el tipo de mineral y los factores operacionales de la plantatienen un efecto sobre la estabilidad de la espuma. Por ejemplo, el tipo decolector, dosificación, el contenido de ganga, la molienda y la calidad delagua. Por lo tanto, es difícil diseñar un espumante sin tener en cuenta estosfactores.
La complejidad en la selección de espumantes a escala de laboratorio y losriesgos asociado con pruebas extendidas de plantas es probablemente larazón por la cual algunas plantas prefieren apegarse a productos estándar.
Es por tal motivo que Moly-Cop ha implementado una metodología quepermite evaluar una gama de espumantes usando pequeñas proporciones demineral, agua y reactivos utilizados en planta antes de ir a una pruebaindustrial
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Muestra(CLIENTE)
Homogenizado
Curva Granulométrica
(CLIENTE)
Evaluación de Resultados
PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)
¿Tiempo de Molienda Óptimo?
Estándar de
Flotación(CLIENTE)
Plan de Flotación
Reactivos
Recuperación por Arrastre
METODOLOGÍA PARA SELECCIÓN DE ESPUMANTES
¿Mejoró el Grado y
Recuperación?
SÍ
NO
NO
100% Malla -#10
SÍ
SÍ
NO
Pulpa de Mineral
(CLIENTE)Pruebas de
Estabilidad de Espuma
Prueba Industrial
Mediciones hidrodinámicas
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Muestra(CLIENTE)
Homogenizado
Curva Granulométrica
(CLIENTE)
Evaluación de Resultados
PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)
¿Tiempo de Molienda Óptimo?
Estándar de
Flotación(CLIENTE)
Plan de Flotación
Reactivos
Recuperación por Arrastre
Pruebas de cinética de flotación
¿Mejoró el Grado y
Recuperación?
SÍ
NO
NO
100% Malla -#10
SÍ
SÍ
NO
Pulpa de Mineral
(CLIENTE)Pruebas de
Estabilidad de Espuma
Prueba Industrial
Mediciones hidrodinámicas
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Muestra(CLIENTE)
Homogenizado
Curva Granulométrica
(CLIENTE)
Evaluación de Resultados
PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)
¿Tiempo de Molienda Óptimo?
Estándar de
Flotación(CLIENTE)
Plan de Flotación
Reactivos
Recuperación por Arrastre
Recuperación de agua vs. arrastre mecánico
¿Mejoró el Grado y
Recuperación?
SÍ
NO
NO
100% Malla -#10
SÍ
SÍ
NO
Pulpa de Mineral
(CLIENTE)Pruebas de
Estabilidad de Espuma
Prueba Industrial
Mediciones hidrodinámicas
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Muestra(CLIENTE)
Homogenizado
Curva Granulométrica
(CLIENTE)
Evaluación de Resultados
PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)
¿Tiempo de Molienda Óptimo?
Estándar de
Flotación(CLIENTE)
Plan de Flotación
Reactivos
Recuperación por Arrastre
Medición del tamaño de burbuja
¿Mejoró el Grado y
Recuperación?
SÍ
NO
NO
100% Malla -#10
SÍ
SÍ
NO
Pulpa de Mineral
(CLIENTE)Pruebas de
Estabilidad de Espuma
Prueba Industrial
Mediciones hidrodinámicas
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Disminución del tamaño de burbujas al aumentar la concentración de DF-1012
Medición del tamaño de burbuja
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Disminución del tamaño de burbujas al aumentar la concentración de H-75
Medición del tamaño de burbuja
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Comparación del D50 generado por diferentes dosis de espumantes DF-1012 y H-75
Medición del tamaño de burbuja
Adición de espumante (PPM)
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Muestra(CLIENTE)
Homogenizado
Curva Granulométrica
(CLIENTE)
Evaluación de Resultados
PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)
¿Tiempo de Molienda Óptimo?
Estándar de
Flotación(CLIENTE)
Plan de Flotación
Reactivos
Recuperación por Arrastre
Pruebas de estabilidad de espuma
¿Mejoró el Grado y
Recuperación?
SÍ
NO
NO
100% Malla -#10
SÍ
SÍ
NO
Pulpa de Mineral
(CLIENTE)Pruebas de
Estabilidad de Espuma
Prueba Industrial
Mediciones hidrodinámicas
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Columna de estabilidad de espuma Bikerman
El equipo Bikerman está diseñado para probar las características de laespuma de flotación. Esta unidad se puede probar con sistema bifásico(Agua-Aire) y sistema trifásico (Agua-Aire-Mineral), comparandoespumantes y otros reactivos con características espumantes.
Como se mencionó, el proceso de flotación depende de la generación deuna espuma controlada y estable. Por lo que medir la altura de la espumapara una dosis dada de espumante y la velocidad de flujo de aire en unacolumna de pulpa permite estimar la potencia de espumación de unreactivo.
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Columna de estabilidad de espuma Bikerman
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PRUEBA A ESCALA LABORATORIO
Objetivo
Evaluar la estabilidad de espuma de los espumantes tipo alcoholes y poliglicolescon pulpa de mineral.
• Se realizaron mediciones en un sistema trifásico (agua – mineral - aire).
• Se tomó una muestra de pulpa del O/F de hidrociclones.
• Las pruebas se realizaron con 3 reactivos.
• Las dosis añadidas fueron de 5 – 20 g/t.
• Las pruebas se llevaron a cabo a pH 11.
• Se trabajó con un flujo de aire de 6 lpm (valor recomendado por el fabricante).
• Los valores de altura de espuma se tomaron cuando la espuma es estable.
• Una vez estabilizada la espuma se cerró la válvula de aire y se midió el tiempo decaída de la espuma.
Consideraciones para el estudio
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Formación de espuma
0
5
10
15
20
25
0 20 40 60 80 100 120 140 160
H, c
m
Tiempo, s
5 g/t
Espumante 1 (poliglicol) Espumante 2 (alcochol) Espumante 3 (poliglicol)
0
5
10
15
20
25
0 20 40 60 80 100 120 140 160
H, c
m
Tiempo, s
10 g/t
Espumante 1 (poliglicol) Espumante 2 (alcochol) Espumante 3 (poliglicol)
0
5
10
15
20
25
0 20 40 60 80 100 120 140 160
H, c
m
Tiempo, s
20 g/t
Espumante 1 (poliglicol) Espumante 2 (alcochol) Espumante 3 (poliglicol)
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Estabilidad de espuma vs velocidad de decaimiento
El espumante 3 (poliglicol) presenta similar altura de espuma para todas las dosis de espumante.
El espumante 1 (poliglicol) y espumante 2 (alcohol) presentaron bajas alturas de colchón a bajas dosis, pero apartir de los 10 g/t lograron las mayores alturas de espuma.
El espumante 2 (alcohol) presenta las más altas velocidad de caída de espuma, cabe señalar que pese a las altasdosis de espumante el reactivo presentó una alta velocidad de rompimiento de espuma.
14
16
18
20
22
24
0 5 10 15 20 25
H, c
m
Dosis de espumante, g/t
Altura de espuma
Espumante 1 (poliglicol) Espumante 2 (alcochol) Espumante 3 (poliglicol)
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
0 5 10 15 20 25
Vel
oci
dad
de
caíd
a, c
m/s
Dosis de espumante, g/t
Velocidad de caída de espuma
Espumante 1 (poliglicol) Espumante 2 (alcochol) Espumante 3 (poliglicol)
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Muestra(CLIENTE)
Homogenizado
Curva Granulométrica
(CLIENTE)
Evaluación de Resultados
PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)
¿Tiempo de Molienda Óptimo?
Estándar de Flotación(CLIENTE)
Plan de Flotación
Reactivos
Recuperación por Arrastre
METODOLOGÍA PARA SELECCIÓN DE ESPUMANTES
¿Mejoró el Grado y
Recuperación?
SÍ
NO
NO
100% Malla -#10
SÍ
SÍ
NO
Pulpa de Mineral
(CLIENTE)Pruebas de
Estabilidad de Espuma
Prueba Industrial
Mediciones hidrodinámicas
PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)
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Muestra(CLIENTE)
Homogenizado
Curva Granulométrica
(CLIENTE)
Evaluación de Resultados
PROPUESTA DE ESPUMANTE(S)
¿Tiempo de Molienda Óptimo?
Estándar de
Flotación(CLIENTE)
Plan de Flotación
Reactivos
Recuperación por Arrastre
Medición Hidrodinámica en planta
¿Mejoró el Grado y
Recuperación?
SÍ
NO
NO
100% Malla -#10
SÍ
SÍ
NO
Pulpa de Mineral
(CLIENTE)Pruebas de
Estabilidad de Espuma
Prueba Industrial
Mediciones hidrodinámicas
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• Equipo de medición
– Basado en la visualización:• Mediante toma de imágenes.
• Mediante toma de videos.
– Desarrollado por McGill.
– Anglo Platinum Bubble Sizer• Equipo portátil
• Toma de mediciones puntuales
• Captura imágenes de distribución de burbujas.
Caracterización de Burbujas
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Distribución del Tamaño de Burbujas
Foto Real Foto procesada Distribución de Frecuencia
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MEDICIÓN HIDRODINÁMICA EN PLANTA
Objetivo
Realizar mediciones de dispersión de gas:
• Velocidad superficial de gas (Jg)
• Diámetro de burbujas (d32)
• Flujo de área superficial de burbujas (Sb)
• % Hold Up
A
QJ
g
g
(%)_
__100
totalVolumen
burbujadeVolumeng
𝑆𝑏 =6𝐽𝑔
𝑑32
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Evaluacion de Circuitosde Flotacion de
Minerales
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Velocidad superficial del gas (Jg) – Rougher Cobre
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5
Jg, c
m/s
Etapa Rougher - Cobre
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Tamaño de Burbujas – Rougher Cobre
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5
d3
2, m
m
Etapa Rougher - Cobre
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Flujo de área superficial de burbujas (Sb) – RougherCobre
0
20
40
60
80
100
120
140
C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5
Sb, 1
/sEtapa Rougher - Cobre
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Velocidad superficial del gas (Jg) – Rougher Plomo
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9
J g, c
m/s
Etapa Rougher-Plomo
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Tamaño de Burbujas – Rougher Plomo
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9
d3
2, m
mEtapa Rougher-Plomo
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Flujo de área superficial de burbujas (Sb) – Rougher Plomo
0
20
40
60
80
100
120
140
C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9
Sb, 1
/s
Etapa Rougher-Plomo
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Altura de colchón de espuma – Rougher Plomo
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9
Alt
ura
de
Co
lch
ón
, mm
Etapa Rougher-Plomo
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Velocidad superficial del gas (Jg) – Rougher Zinc
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9
J g, c
m/s
Etapa Rougher-Zinc
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Tamaño de Burbujas – Rougher Zinc
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9
d3
2, m
mEtapa Rougher-Zinc
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Flujo de área superficial de burbujas (Sb) – Rougher Zinc
0
20
40
60
80
100
120
140
C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9
Sb, 1
/sEtapa Rougher-Zinc
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Altura de colchón de espuma – Rougher Zinc
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
C-TK 1 C-TK 2 C-TK 3 C-TK 4 C-TK 5 C-TK 6 C-TK 7 C-TK 8 C-TK 9
Alt
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de
Co
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ón
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Etapa Rougher-Zinc
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Conclusiones de mediciones hidrodinámicas en planta
• Rougher Cobre: Se recomienda aumentar el aire en las celdas 1 y 5 conel objetivo de tener un perfil de aire parejo en todo el banco de flotación.
• Rougher Plomo: El espumante utilizado actualmente es MIBC, serecomienda evaluar un espumante de mayor peso molecular que permitaun mejor control del colchón de espuma.
• Rougher Zinc: El diámetro de burbuja se inició en 1.93 mm en la primeracelda y terminó en 0.91 mm en la última celda. Se recomienda adicionarespumante en la primera celda a fin de mantener el diámetro dentro delbanco de flotación.
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Conclusiones Generales
• El uso combinado de las metodologías de Medicion de estabiliad de
espuma e hidrodinámica permite a los operadores optimizar el proceso
de flotación con “ojos dentro del proceso”, permitiendo realizar
optimizaciones, especialmente en la dosis y tipo de espumante y
chequear los efectos de una manera más holística que sólo con el control
visual humano y los analizadores químicos en línea.