UNIDAD III

COLECTORES ANIÓNICOS OXIDRILICOS

(SERIE 700) - OTROS PROMOTORES

ANIÓNICOS - COLECTORES CATIÓNICOS –

ESPUMANTES

COLECTORES ANIÓNICOS OXIDRILICOS

OTROS PROMOTORES ANIÓNICOS

COLECTORES CATIÓNICOS

PROMOTORES NO POLARES

ESPUMANTES

COLECTORES ANIÓNICOS

OXIDRILICOS

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Y SUS DERIVADOS

1. ÁCIDOS CARBOXÍLICOS MONOBÁSICOS SATURADOS

1.1. GENERALIDADES

Los ácidos carboxílicos alifáticos son llamados también ácidos

grasos (los que presentan cadena normal), los términos medios y

superiores existen en las grasas de animales y vegetales; de ellos

pueden ser aislados. El grupo funcional se llama grupo carboxil, -

COOH.

1.2. DISOCIACION:

• C8H17.COOH --------> C8H17.COO- + H+

•

1.3. PROPIEDADES FISICAS

Los ácidos grasos son líquidos y sólidos fácilmente movibles.

El olor de los primeros términos ( C1 a C3 ) son picantes.

El olor de los términos medios ( C4 a C8 ) es rancio y repugnante.

Los términos superiores, a causa de su escasa volatilidad son inodoros.

Los ácidos: fórmico, acético, propiónico y butanoíco son solubles en

agua.

En los términos superiores normales y ramificados decrece rápidamente

la solubilidad y finalmente llega a ser nula.

Las sales de los ácidos carboxílicos (jabón) retienen su solubilidad

moderadamente en agua, aún cuando el grupo alquilo se agrande.

Los puntos de fusión (P.F.) no crecen

1.4. NOMENCLATURA

La función carboxílico debe estar siempre en el extremo de

una cadena carbo­nada, y la numeración de la cadena más

larga debe comenzar por este punto.

•• CH3

• 5 4I 3 2 1

• CH3 - C - CH2 - CH - COOH

• I I

• CH3 C2H5

•

• Acido 4,4 dimetil- 2 etil pentanoico

CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH – CH – CH3

CH3 CH3 CH3

2. ÁCIDOS CARBOXÍLICOS MONOBÁSICOS NO

SATURADOS

2.1. GENERALIDADES:

Son llamados también ácidos de la serie acrílica (CH2=CH-COOH) u

oleica (C17H33-COOH); en la naturaleza con frecuencia se

encuentran ácidos carboxílicos no saturados con enlace etilénico

La reactividad química de los ácidos no saturados, es capaz de todas

aquellas reacciones aprendidas.

Estos ácidos están más disociados que los ácidos saturados,

especialmente ocurre esto cuando el doble enlace se encuentran en

los átomos de carbono en posición β y δ

• δ β α

• CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - COOH

• 2.2. PROPIEDADES FISICAS

Los términos inferiores son fácilmente solubles en

agua.

La solubilidad en agua decrece rápidamente en los

homólogos superiores

Los ácidos saturados con 10 átomos de car­bono y

todos sus homólogos superiores son sólidos a la

temperatura ordinaria, los ácidos insaturados se

solidifica a bajas temperaturas. Ejemplo, el ácido

oleico, C17H33-COOH no saturado se solidifica a 14oC y

se funde de nuevo por encima de 14oC.

2.3. NOMENCLATURAReglas para nombrar los alquenos ramificados:

CRITERIOS PARA ELEGIR CADENA PRINCIPAL:

Se elige como cadena principal a la que contiene mayor número de dobles

enlaces.

6 5 4 3 2 1

• (3-nbutil-1,5-hexadieno) CH2 = CH – CH2 – CH – CH = CH2

• CH2 – CH2 – CH2 – CH3

A igualdad de número de dobles enlaces, se le da prioridad a la más larga

• 3 2 1

• (3-propil-1-hepteno) CH3 – CH2 – CH2 – CH – CH = CH2

• CH2 – CH2 – CH2 – CH3

• 4 5 6 7

CRITERIOS PARA NUMERAR LA CADENA PRINCIPAL

Se empieza a numerar por el extremo que tenga el número localizador

más bajo, para los diferentes dobles enlaces.

A igualdad, se empieza por el extremo que tenga el número localizador

más bajo para todos los radicales.

A igualdad, se empieza por el que tenga un orden alfabético más bajo.

6 5 4 3 2 1

CH2 = C – CH2 – CH2 – C = CH2 Nº. localizador dobles enlaces (15 izda. y 15 dcha.)

Nº. localizador radical (25 izda. y 25 dcha.)

CH3 CH2 Orden alfabético (etil antes que metil)

CH3

2-etil-5-metil-1,5-hexadieno

• (2-metil-2-buteno) H3C – C = CH – CH3

• CH3

• EJERCICIOS PROPUESTOS:

•

• Nombra los siguientes compuestos:

•

• CH3

• a) H3C – C – CH2 – C = CH2

• CH3 CH3

•

• b) H3C – CH2 – C = CH2

CH3

•

• Formula los siguientes compuestos:

• a) 3,6-dimetil-1-octeno b) 2,5-dimetil-2,3-hexadieno

No de átomos de carbono

Nombre : ácido P. E. : oC P: F. : oC

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

12

14

16

1820

Fórmico

Acético

Propiónico

Butírico

Valérico

Caproico

Enántico

Caprílico

Pelargónico

Cáprico

Láurico

Mirístico

Palmítico

EsteáricoAraquídico

100,7

118,2

141,4

164,1

186,4

205,4

223,0

239,3

253,0

218,7

-

-

-

--

8,3

16,5

-20,8

-5,5

-34,5

-3,9

-7,5

16,3

12,0

31,3

43,4

54,4

62,8

69,6

75,4

NOMBRES COMUNES DE ALGUNOS

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS NORMALES.

3. APLICACIONES:

3.1. COMO COLECTORES: La estructura de los ácidos

carboxílicos y sales carboxílicas son seme­jantes a la de

los xantogenatos.

R ---------- ------ COO------ ------------ H (Na o K)

Grupo no polar GRUPO POLAR

A N I O N C A T I O N

Radical Hidrocarburo Grupo solidophil

ION REPELENTE AL AGUA ION NO REPELENTEAL AGUA

DISOCIACION Y PARTES DEL ACIDO CARBOXILICO

Por lo tanto, son colectores. El número de

carbonos tiene que ser ni muy bajo ni muy alto

para que sus propiedades colectoras sean

satisfactorias, lo óptimo está entre 8 y 12

carbonos.

Los ácidos orgánicos y jabones son colectores

altamente eficientes para muchos de los

minerales NO SULFUROSOS, es decir para

flotar minerales oxidados y no metálicos.

• PROMOTORES DE LA SERIE 700.

• Los Promotores AERO Serie 700 son productos del tipo ácido

graso de origen vegetal, en este grupo tenemos a los

Promotores AERO 710, 723 y 765. Se usan en la flotación de

menas de hierro y otros; eliminación de minerales pesados

que constituyen impurezas de arenas para la fabricación de

vidrios; también son usados en la flotación de minerales no

metálicos tales como cromita (FeCr2O4); fluorita (CaF2),

carbonatos de calcio y de magnesio, ilmenita (FeTiO3) y roca

fosfórica incluyendo apatita [Ca5(PO4)(F,Cl,OH)].

3.2. COMO ESPUMANTES.- Los ácidos carboxílicos y

jabones presentan grupos polares, por lo tanto, son

poderosos espumantes; las propiedades espumantes

son bien marcadas en los ácidos carboxílicos

insaturados; esta característica de los colectores

carboxílicos hace posible la flotación sin la adición de

agentes espumantes especiales.

OTROS PROMOTORES ANIÓNICOS

1. THIOALCOHOLES O MERCAPTANOS

1.1. GENERALIDADES:

Los thioalcoholes se encuentran en los animales (en la

secreción de las mofetas), vegetales (en las cebollas recién

cortadas) y el petróleo; en efecto, las pequeñas cantidades

de compuestos azufrados del petróleo son contaminantes y

deben removerse en el proceso de la refina­ción,

especialmente envenenan a los catalizadores metálicos.

• H

• / R_ -----> R - SH MERCAPTANOS

• H2S -------> S +

• \ Ar_ -----> Ar - SH THIOFENOLES

• H

1.2. NOMENCLATURA.

• CH3-CH2-CH2-CH2-SH Butanothiol o thiobutanol o

• butilmercaptano.

•

• CH3 - CH - SH Isopropanothiol o thioisopro-

• I panol o isopropilmercaptano.

• CH3

•

• CH3-CH-CH2-SH Isobutanothiol o thioisobuta-

• I nol o isobutilmercapatano.

• CH3

•

• C6H5 - SH Thiofenol.

•

• CH3 - S - CH2 - CH3 Metil etil sulfuro.

•

• CH3-CH-CH2-S-CH-CH3

• I I Isobutil isopropil sulfuro

• CH3 CH3

1.3. PROPIEDADES FÍSICAS.

Son líquidos.

Los mercaptanos son sustancias fácilmente volátiles,

cuyos puntos de ebullición, en los seis primeros

términos, están muy por debajo de los

correspondientes alcoholes.

Los thioalcoholes, tanto alifáticos y "aromáticos"

poseen un olor desagradable penetrante, tan fuerte a

H2S. No obstante, en estado de absoluta pureza tiene

un olor mucho menos repugnante.

Los mercaptanos y sus sales, son mucho menos

solubles que los alcoholes correspondientes.

1.4. PROPIEDADES QUÍMICAS.a. FORMACIÓN DE MERCÁPTIDAS

• El hidrógeno de su grupo -SH se puede sustituir por los metales; se

originan así las mercáptidas.

•

• calor

• R - SH + MeOH -------> R – S-Me + H2O

•

• calor

• CH3 - CH2 - SH + NaOH ---------> CH3 - CH2 – S-Na + H2O

• Etil sulfuro de Na

• Son mucho más estables que los alcoholatos

• En frío se hidrolizan muy poco por la humedad o agua. Por ello los

mercaptanos son insolubles en el agua, a diferencia de los alcoholes.

b. REACCION DE OXIDACION

Los oxidantes suaves, tales como los halógenos, transforman a los

mercaptanos en disulfuros.

2R-SH + I2 -------> R-S-S-R + 2HI

2CH3-CH2-SH + I2 -----> CH3-CH2-S-S-CH2-CH3 + 2HI

• Dietil disulfuro

• Son líquidos casi insolubles en el agua, de olor repugnante.

• Se pueden reducir fácil y completamente a mercáptidas por los reductores,

por ejemplo, por el Na2S, sulfuro de sodio

• CnH2n+1-S.S-CnH2n+1+3Na2S ---> 2CnH2n+1-S-Na+2Na2S

•

• CH3-CH2-S-S-CH2-CH3 + 3Na2S ----> 2CH3-CH2-S-Na +2Na2S

• Etilsulfuro de Na

c. REACCION DE HIDROGENOLISIS

• Esta reacción se realiza utilizando como catalizador níquel.

•

• Ni

• C4H9-SH + H2 -----> C4H10 + H2S

1.5. METODOS DE OBTENCION

• C2H5Cl + KSH ------> C2H5-SH + KCl

•

• C2H5O.SO2OK + KSH ------> C2H5 -SH + K2SO4

•

• (CH3) 2SO4 + 2KSH ------> 2CH3-SH + K2SO4

1.6. APLICACIONESEl átomo de hidrógeno del mercaptano o thiofenol

co­rrespondiente es sustituido por un catión metálico

alcalino (Na y K) y pueden adherirse así a los cationes de

las redes cristalinas de los minerales, logrando de esta

manera su función colectora.

Los mercaptanos son aplicables en la flotación de los

sulfuros de cobre y zinc y son también buenos colectores

para los minerales oxidados. Sin embargo, su uso es muy

li­mitado debido a su olor sumamente desagradable.

2. ACIDOS FOSFONICOS• OH

• I

• R - P = O

• I

• OH

Llamado por la HOECHST FLOTINOR P, en el mercado

fundamentalmente el mas conocido es el FLOTINOR P-184 y el P-195;

ambos productos se diferencian en su grupo apolar hidrófugo, que es

aromático en el FLOTINOR P-184 y alifático en el P_195.

Siendo el FLOTINOR P-184 más selectivo y el P-195 es más activo.

3. ALCANSULFONATO SÓDICO (SERIE 800)Llamado por la HOECHST como FLOTINOR AT, este colector se elabora por

sulfoxidación de n-parafinas que contienen en su cadena de 14 a 17 átomos

de carbono; en dicha sulfoxidación el grupo SO3 forma el enlace con

carbonos secundarios; son solubles en agua; también son espumantes.

Se usa como colector para flotar ganga de los fosfatos, mezclado con los

ácidos grasos sirve para flotar minerales pesados de las arenas vítreas.

• CH3-(CH2) 6-CH2-CH2-CH-CH2-CH2-CH2-CH3

• I

• SO3Na

• 5 sulfonato sódico de tetradecilo

• CH3-(CH2) 10-CH2- CH2 - CH2-CH-CH2-CH3

• I

• SO3Na

• 3 sulfonato sódico de heptadecilo

Los alcansulfonatos sódicos o potásicos son conocidos como promotores de

la SERIE 800; incluye a los Promotores AERO 801, 825 y 899, la fórmula de

estos colectores se desconoce.

Estos promotores de tipo sulfonato, son jarabe viscosos, además son

reactivos de bajo costo, sirve para flotar minerales de hierro de baja Ley,

también son usados en la flotación selectiva de algunos minerales metálicos

y no metálicos, tales como calcita, fluorita, barita, bauxita, etc.. También

sirven para eliminar las impurezas de las arenas para la fabricación de

vidrio, de ese modo satisfacer las especificaciones requeridas del mercado.

Para aumentar la selectividad del promotor y mejorar los resultados

metalúrgicos, el Ph durante el acondicionamiento debe estar entre 2 y 4.

4. ALQUILSULFATOS SÓDICOS.Llamado por la HOECHST como FLOTINOR S; la cadena alquilo contiene de

16 a 18 átomos de carbono, son colectores de extraordinaria selectividad. A

bajas concentraciones, se disuelven perfectamente en agua y generan

suficiente cantidad de espuma.

R - CH2 - OSO3Na FLOTINOR S

• CH3 -CH2-CH2-(CH2) 12-CH2-CH2-SO4Na

• Sulfato sódico de heptadecilo

• CH3 -CH2-CH2-(CH2) 13-CH2-CH2-SO4Na

• Sulfato sódico de octadecilo

COLECTORES CATIONICOS

AMINAS ALIFÁTICAS O ALCOHILAMINAS

1. GENERALIDADES

Esta clasificación tan amplia incluye promotores tales como

las aminas y las sales de las aminas, comprende también

otros promotores análogos de las sales de amonio que se

ionizan de tal manera que el grupo hidrocarburo y el grupo

reaccionante del promotor es el ión cargado positivamente.

•

• R - NH2

• Ar- NH2

Amina primaria : R-NH2

Amina secundaria: R-NH-R

o R2NH

Amina terciaria : R3N

•

• R R

• \ /

• NH4OH + 4 -R ------> N OH Hidróxido de

• / \ amonio cuaternario

• R R

2. NOMENCLATURA

Relativamente las aminas pueden ser nombradas citando los

grupos sustituyentes (radical alquílica) y terminando con el

sufijo AMINA.

• CH3

• I

• CH3 - C - NH2 CH3-CH2 -N- CH3 (CH3) 3 -N

• I I

• CH3 H

• t-butilamina Metil-etilamina Trimetilamina

• ó etil amino metano

•

•

• (C2H5)2-N-CH-(CH3) 2

• Dietil-isopropilamina

•

•

3. PROPIEDADES FÍSICAS

Las tres primeras aminas alifáticas son gases a la

temperatura ordinaria.

Los términos medios son líquidos y los más elevados son

sólidos.

En los primeros términos la solubilidad en agua es muy

grande.

La solubilidad en agua decrece con el aumento del peso

molecular. Ver Tabla Nº 11.01.

Los tres primeros términos tienen olor amoniacal y a

pescado.

En los términos superiores desaparecen el olor.

COMPUESTO NOMBRE P. E.: O C SOLUB. EN AGUA

NH3

CH3NH2

CH3CH2NH2

C2H5NHCH3

CH3CH2CH2NH2

(CH3) 3N

(CH3CH2) 2NH

(CH3CH2) 3N

H2NCH2CH2NH2

C6H11-NH2

C6H5-NH2

Amoniaco

Metilamina

Etilamina

Metiletilamina

n-propilamina

Trimetilamina

Dietilamina

Trietilamina

diaminoetano

CiclohexilaminaAnilina

-33, 00

6,50

16,60

35,00

49,00

3,00

55,50

89,50

117,00

134,0084,0

Reacciona

Muy soluble

Infinito

muy soluble

muy soluble

muy soluble

muy soluble

Mod. Soluble

Soluble

muy solublemod.soluble

AMINAS TÍPICAS Y SUS PROPIEDADES

4. PROPIEDADES QUÍMICAS• a. REACCIÓN CON LOS ÁCIDOS MINERALES

• Son reactivos básicos muy fuertes. Las aminas se combinan con ácidos

minerales para dar sales de amina o sales de alcohilamonio.

• CH3-NH2 + HCl -------> CH3-NH3Cl Cloruro de metilamonio

•

• (CH3) 2-NH + HNO3 -------->(CH3) 2-NH2-NO3 Nitrato de dimetil

• amonio

•

• 2(CH3)3N + H2SO4 ------>[(CH3) 3-NH] 2SO4 Sulfato de trimetil amonio

•

• Estas sales son inodoras, poco volátiles y en gene­ral solubles en agua

5. MÉTODOS DE PREPARACIÓNa. MÉTODO DE HOFMANN.- Se obtienen a partir de los halogenuros de

alcohílo sobre soluciones acuosas de amonio. En la primera fase se

forma la amina primaria (monoalcohilamina), a partir de esta amina se

forman las demás aminas por el exceso del haluro de alquilo existente.

• CH3-CH2-CH2-Cl + NH3 -------> CH3-CH2-CH2-NH2 + HCl

• Propil amina

• CH3-CH2-CH2NH2 + CH2-CH2-CH2Cl ----> (CH3-CH2-CH2) 2NH + HCl

• Dipropil amina

•

• (CH3-CH2-CH2) 2NH + CH3-CH2-CH2Cl -----> (CH3-CH2-CH2) 3N + HCl

• Tripropil amina

•

• (CH3-CH2-CH2) 3N + CH3-CH2-CH2-Cl -----> (CH3-CH2-CH2) 4NCl

• Cloruro de tetra-

• propil amonio

b. POR DEGRADACIÓN DE HOFMANN.- Por acción oxidante de un

hipoclorito alcalino o hipobromito alcalino y una sal só­dica sobre las

amidas.

•

• R-CO-NH2 + NaOBr + 2NaOH ---> R-NH2 + Na2CO3 + NaBr + H2O

•

• C3H7-CO-NH2+NaOBr+2NaOH ---> C3H7-NH2+Na2CO3 + NaBr + H2O

•

c. POR HIDROGENACIÓN DE AMIDAS.

•

• R-CO-NH2 + 2H2 ---------> R-CH2-NH2 + H2O

•

6. APLICACIONES.

a. COMO COLECTORES.

Estos colectores se caracterizan por su fácil ad­sorción y desorción,

dependiendo de su concentración en la pulpa, habiendo casos en que

se pueden eliminar del concentrado al lavarlo con agua fría. En

general son menos selectivos que los aniónicos.

La característica de estos colectores catiónicos es la presencia del

nitrógeno pentavalente:

En un medio alcalino las aminas forman compuestos con un grupo

hidroxilo. Ejemplo. R-NH3+OH-

En medios ácidos, se forman las sales amínicas.

R-NH3X (Cl ó Br) R-NH3Cl

Por lo tanto, la eficiencia de estos colectores depende mucho del pH

del medio.

•

Las aplicaciones típicas de ellos, se encuentran en la flotación

de minerales no ferrosas, tales como el cuarzo, silicatos,

aluminosilicatos, talco, micas secundarias, caolín; y varios

óxidos. Otro uso impor­tante de los promotores catiónicos es en

la flotación de la sílice a partir de los concentrados bastos de

roca fosfórica.

Hay también informaciones que se pueden flotar distintos

molibdatos, tungstatos, vanadatos, cromato y en general a los

minerales en cuyo grupo aniónico hay atomos metálicos.

b. COMO ESPUMANTES.

• En algunos casos, los colectores ca­tiónicos también tienen

propiedades espumantes, pero se utiliza frecuentemente

con otros espumantes estándares para dar mayor

efectividad la flotación.

c. COMO SOLVENTES.

• Tiene gran aplicación en la industria del uranio, vanadio y

molibdeno, entre otros elementos de importancia comercial

7. EFICIENCIA DE LA ACCIÓN COLECTORA.

a. La eficiencia colectora es en un rango estrecho de valores

de PH de la pulpa, la flotación no debe ser en medios

fuertemente alcalinos ni fuertemente ácidos.

b. La eficiencia colectora también aumenta con el aumento de

temperatura de la pulpa.

c. La eficiencia colectora aumenta con la disminución de la

solubilidad en agua, esto depende del número de carbonos

en los radicales; para:

Para minerales fácilmente flotables bastan compuestos

que tienen 8 y 15 carbonos,

Para minerales de mediana flotabilidad entre 12 y 18

carbonos, y

Para minerales difícilmente flotables se necesitan

radicales mas largas, hasta de 22 carbonos.

8. VENTAJAS Y DESVENTAJAS

• VENTAJA. Es insensible a las aguas duras e incluso

al agua de mar.

• DESVENTAJAS.

• Adsorción bastante frágil por el mineral y poca

selectividad.

• Son muy sensibles a las lamas finas, decayendo

notoriamente su eficiencia colectora.

9. TIPOS DE PROMOTORES AMÍNICOS

La AMERICAN CYANAMID COMPANY, ha desarrollado

colectores catiónicos muy puros, con el nombre de

AEROMINE 3035 y 3037.

Son usados fundamentalmente para eliminar el cuarzo por

flotación de los concentrados bastos de roca fosfórica.

PROMOTORES NO POLARES

1. CARACTERÍSTICAS.

Tienen baja solubilidad en agua.

Son hidrocarburos que no tienen grupos

polares, por lo tanto no se disocian.

Son fuertemente hidrofóbicas.

2. APLICACIONES.

Entre los principales colectores no iónicos tenemos al

kerosén, aceite de transformador e hidrocarburos saturados e

insaturados que no poseen grupos polares. Se aplican como:

Son colectores no iónicos, que sirven para flotar

minerales fuertemente hidrofóbicas, tales como el carbón,

grafito, azufre y molibdenita.

Estos colectores no tienen propios medios para

adsorberse sobre las superficies de lo minerales, por lo

tanto, para que sea útil se tiene que agregarse juntamente

con otros colectores heteropolares, debe ser agregado al

circuito de molienda para ser dispersado.

Cuando se flota carbón, el kerosene pierde

completamente sus propiedades espumantes, en este

caso es necesario agregar un espumante.

ESPUMANTES

1. GENERALIDADES:

El objetivo principal es estabilizar a las burbujas de aire

que suben a la superficie, para formar espumas

sustentadoras, consistentes o estables y se des­plome

muy rápidamente al pasar de la celda de flotación a las

canaletas colectoras de concentrados.

Por lo tanto, los espumantes son sustancias orgánicas

heteropolares de superficie activa. En este sentido, son

compuestos análogos en su estructura a los colectores;

su diferencia, está en el carácter del grupo polar, que en

los colectores es un grupo químicamente activo para

reaccionar con la superficie de los minerales, mientras

que en los espumantes es un grupo LIOFÍ­LICO de gran

afinidad por el agua.

La elección del espumante idóneo figura frecuentemente,

entre los problemas más difíciles del proceso de flotación,

influyendo sobre la misma el tipo de aireación de la celda de

flotación, el espectro de las partículas a flotar, espe­cialmente

la existencia de lodos muy finos que impiden la selectividad,

los colectores y reactivos reguladores utili­zados, la calidad de

agua, el pH necesario, también depende del tipo de proceso

de flotación, es decir, flotación de un sólo concentrado o

flotación diferen­cial selectiva de varios concentrados

sucesivamente. Solo determinados grupos de agentes

químicos son capaces de sa­tisfacer estas exigencias.

La estabilidad y la eficiencia de una espuma en gran parte es

función del pH de la pulpa y de la temperatura de la pulpa

2. PARTES DE UN ESPUMANTE

GRUPO NO POLAR GRUPO POLAR

R - CH2 - CH2- -OH

ADSORCION DE UN ESPUMANTES

3. COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LOS ESPUMANTES:

Hidroxil -OH R-CH2-OH

Carboxil -COOH R-CH2-COOH

Carbonil =C=O R-CH2-CO-CH2-R

Un grupo amino -NH2 R-CH2-NH2

Un grupo sulfo -SO4H ó -SO3H R-CH2-SO4H ó R-CH2-SO3H

Los espumantes más eficientes son los compuestos orgánicos alifáticos.

4. CLASIFICACIÓN DE LOS ESPUMANTES:

a. BÁSICOS.- Piridina pesada, que poseen una elevada

propiedad espumí­gena en medios muy alcalinos.

b. ACIDOS.- Los espumantes ácidos son el cresol, xilenol

(acido crsilico), aceites de madera que contienen fenol y

otros) y los alquilarilsulfonatos.

c. NEUTROS.- Cuyo empleo en la flotación no depende

práctica­mente del pH de la pulpa. Ejemplo: Aceite de pino,

Alcoholes aromáticos y alifáticos, tales como el dimetil fenil

carbinol y el metil isobutil carbinol (MIBC) respectivamente.

5. EFECTOS DE LOS ESPUMANTES.

a) Cuando se agregan un exceso de reactivo, se produce

una gran cantidad de espumas, rebalsan los canales y

tienen ten­dencia a ensuciar los concentrados.

b) Cuando se agrega menor cantidad de espumante,

produce muy baja columna de espumas. Los minerales

valiosos pasan al relave.

6. REQUISITOS Y AUMENTO DEL CARÁCTER ESPUMANTE.

Los compuestos orgánicos considerados como espumantes,

deben reunir los siguientes requisitos:

a) Los espumantes deben ser solubles en agua en cierta

extensión (parcialmente solubles)

b) Como norma general; la presencia de un com­puesto

orgánico con uno o dos grupos polares en su molécula es

completamente suficiente para darle sus propiedades

espumantes.

CH3 - OH No produce espumas.

• CH3-CH2- OH Forma espumas pero de pobres

• propiedades.

• Por lo tanto, el poder espumante de los alcoholes alifáticos

acíclicos normales aumentan desde el alcohol etílico,

propílico, butílico y amílico.

•

7. FUNCIONES COLECTORAS DE LOS ESPUMANTES.

a) Los espumantes con un grupo polar hidroxilo (alcoholes

saturados) no tiene propiedades colectoras.

b) A los espumantes con grupos carboxílicos ( ácidos

carboxílicos) pueden llamarse reactivos con funciones

mezclados, ya que sus propiedades espumantes y

colectoras son completamente pronunciados.

c) Los espumantes con un grupo amino y ciertos espumantes

con un grupo sulfo tienen propiedades colectoras débiles.

d) Las investigaciones han demostrado que el terpinol tiene

una acción colectora mas fuerte que el cresol y la

quino­lina

E S P U M A N T E S U S A L E S

1. ACEITE DE PINO.

• CH3 CH3 CH3

• I I I

• C C -OH C -OH

• / \\ / \ / \

• H2C CH H2C CH H2C CH2

• I I I I I I

• H2C CH2 H2C CH2 H2C CH2

• \ / \ / \ /

• CH CH C

• I I II

• C-OH C C

• / \ / \\ / \

• H3C CH3 H3C CH2 H3C CH3

•

• α TERPINOL β TERPINOL ᴕ TERPINOL

Tiene como fórmula global C10H17OH, llamado también

silvestreno, terpineol o terpinol, es ampliamente utilizado en las

plantas concentradoras de minerales

El aceite de pino se continúa usando ampliamente como

espumante en la flotación de sulfuros; la espuma producida es

generalmente más tenaz y persistente.

La solubilidad de estos productos es muy baja, unos 2,5 gr/lt y

disminuye fuertemente la tensión superficial del agua.

TOXICIDAD: A consecuencia de su pequeña volatilidad, el

peligro de intoxicación con los vapores prácticamente se

ex­cluye.

2. CRESOLES

• CH3 CH3 CH3

• I I I

• / \ -OH / \ / \

• IOI IOI IOI

• \ / \ / -OH \ /

• I

• OH

• o-CRESOL m-CRESOL p-CRESOL

Las tres combinaciones existen en la brea de hulla. Son separadas por

repetidas y cuidadosas destilaciones fraccionadas: o-cresol (P.E.=191oC,

P.F.=30oC);e l m-cresol (P.E.=203oC, P.F.=4oC) y el p-cre­sol (P.E.=202oC,

P.F.=36oC).

Se emplea como agentes desinfectantes. Debido a la acción bacteriana

muy fuerte es empleado para im­pregnar la madera y las traviesas de

ferrocarriles y otros usos.

3. ACIDO CRESILICO• CH3 CH3

• I I

• / \ / \

• IOI + I-CH3 --------> IOI + HI

• \ / \ / -CH3

• I I

• OH OH

•

• ACIDO CRESÍLICO

• 1,3 dimetil-4 oxibenzol

• Llamado también XILENOL; es un espumante enérgico que a diferencia

de los espumantes alcohólicos, tiene algunas pro­piedades colectoras. Se

usa donde se requiere una espuma persistente y donde la selectividad no

es problema. Es usado fundamentalmente en la flotación de Pb y Cu.

• TOXICIDAD.- El cresol y el ácido cresílico son tóxicos y y en contacto con

la piel produce quemaduras, por esa razón en la actualidad están

exclui­dos de la práctica de flotación de las menas no ferrosas.

DIFERENTES ISÓMEROS DE CRESOLES Y ACIDOS CRESÍLICOS

NO CRESOL: CH3C6H2OH ACIDO CRESILICO: (CH3)2-C6H3-OH

1 o - cresol 1,2 Dimetil- 3 oxibenzol

2 m - cresol 1,2 Dimetil- 2 oxibenzol

3 p - cresol 1,3,Dimetil- 2 oxibenzol

4 1,3 Dimetil- 4 oxibenzol

5 1,3 Dimetil- 5 oxibenzol

6 1,4 Dimetil- 2 oxibenzol

ISÓMEROS DE CRESOLES Y XILENOLES

4. ESPUMANTES DE ALCOHOLES ALIFATICOS

• CH3

• /

• CH3 - CH - CH2 - CH Metil isobutil carbinol

• I \ ( MIBC )

• OH CH3

•

• CH3

• I

• CH3 - C - C6H5 Dimetil fenil carbinol

• I

• OH

Los mas usados son el metil isobutil carbinol (MIBC) y el dimetil fenil

carbinol, éstos son espu­mantes estándares como el cresol o ácido

cresílico y el terpinol.

Se venden con el nombre comercial de AEROFROTHS producido por la

American Cyanamid. Los AEROFROTHS No 65, 70, 71, 73 y 77 son

alcoholes alifáticos de cadena larga de 6 o más carbonos de cadenas

nor­males o ramificadas todos de origen natural.

La toxicidad del MIBC, la inhalación de vapores puede causar irritación a la

garganta y pulmones. La inhalación de altas concentraciones de vapor puede

causar narcosis. Evitar contacto directo con la piel y los ojos, porque causa

derma­titis e irritación respectivamente.

El consumo de éstos reactivos es mucho más bajo en com­paración con

el ácido cresílico y aceite de pino.

ESPUMANTE g/ton

Cresol 100

Aceite de pino 50

Alcohol isoamílico 100

Metil-isobutil carbinol 40

Dimetil-fenil carbinol 60

CONSUMO DE ESPUMANTES

5. DOWFROTHS• Es producido por la Dow Chemical con el nombre de DOWFROTHS. Estos

son químicamente ésteres metílicos del propilen glicol solubles en agua,

de fórmula general CH3-(O-CH2-CH2-CH2)nOH; no tienen propiedades

colectoras.

• El más conocido entre ellos es el Dowfroth No 250; también hay con otros

números 200, 400, etc.

6. PIRIDINA PESADA.• La piridina pesada, es un subproducto de la coqui­ficación, está formado

por la piridina (C5H5N), acom­pañado de otros compuestos como la

quinolina (C9H7N) y la isoquinolina como los más activos; su aplicación se

realiza principalmente en la flotación de menas no ferrosas.

• / \ / \ / \ / \ / \N

• IOI IOI OI IOIOI

• \ / \ / \ / \ / \ /

• N N

PIRIDINA QUINOLINA ISOQUINOLINA

7. LOS SULFONATOS ALQUILICOS

8. LOS SULFATOS ALQUILICOS

APLICACIONES DE LOS ESPUMANTESEn la flotación práctica, se encuentran una gran variedad de

espumas cuyas condiciones son influenciadas, por el tipo de

espumante y colector usados, tipo de sólidos presentes, lamas

de minerales, pH de la pulpa, etc.

Por ejemplo en la flotación de minerales sulfurados es usual

tener una columna de 2 a 3 pulgadas de profundidad de

espumas, la cual lleva una capa bien mineralizada hacia la

superficie de las celdas de flotación.

Si se usa espumante en exceso se produce mucha espuma que

levanta elementos valiosos y no valiosos ensuciando el

concentrado