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CIEN AOS DE FLOTACINDE COBRE EN CHILE:ESTADO DEL ARTE
Sergio CastroDepartamento de Ingeniera Metalrgica
Universidad de Concepcin-Chile.
Seminario Cytec Flotacin 2010
(21-22 octubre-Antofagasta)
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Primer centenario de la flotacin deminerales de cobre.
El presente trabajo se ha preparado para conmemorar el
primer centenario del proceso de flotacin de minerales de cobre
en hile um
lirse ur n
e el 2011.
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Historia de la flotacinde minerales de cobre
En Chile, la primera aplicacin de la flotacin a minerales decobre se implement en la planta de El Teniente en 1911(Braden Copper Co., actualmente Codelco-Chile desde 1976),en reemplazo de la concentracin gravitacional.
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Historia de la flotacinde minerales de cobre
En Estados Unidos, se reconoce a James Hyde como elimpulsor de la primera planta de flotacin comercial de cobre enla mina Black Rocken Butte-Montanacon inicio de actividadesen 1911, que combin separacin gravitacional y flotacin.Posteriormente, la primera planta que us exclusivamenteo ac n en ue nge sen umas oun ry- a orn a, en
1914-1916 .
En Australia La primera aplicacin industrial en cobre, podraser alrededor de 1910-1911 en la planta de Kadina in South
Australia; Kyloe Copper Mining en New South Wales; o en laplanta Mount Morgan-Queensland.
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La investigacin detrs de latecnologa rol de los cientficos.DESARROLLO DE REACTIVOS DE FLOTACIN
Y AVANCES EN INVESTIGACIN BSICA
A.M. Gaudin, 1935 en Montana School of Mines,
Considerado el padre de la flotacin en USA.
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Reconocidos investigaron de los fundamentos de laflotacin
Nat Arbiter Ian Wark D.W. Fuerstenau
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Ao Reactivo qumico Funcin1901 cido sulfrico
Sales (NaHSO4)Aceites
Generador de burbujas de gasGenerador de burbujas de gasColector para minerals sulfurados
1905Sulfuro de sodio
Activador para minerals oxidados de metalespesados
1909 Cetonas, aldehidos Espumantes solubles1910 Alcalis Depresante de esfalerita1912 Dicromato de sodio Depresante de galena1913 Dixido de azufre
Sulfato de cobreDepresante de esfaleritaActivador de esfalerita
1921 Tiocarbanilida Colector levemente soluble1922 Cianuro Depresante de esfalerita y pirita1923 Sulfuros alcalinos Depresantes
Hitos en desarrollo dereactivos de flotacin
Jabones
Colector para minerals tipo xidos1925 Alquil xanthates Colector soluble para sulfuros metlicos1926 Ditiofosfatos Colector 1928 Silicato de sodio
Carbonato de sodioDepresanteRegulador de pH
1931 Almidn Depresante1934 Alquil sulfatos Colector de minerales No-metlicos
1935 Alquil aminas Colector catinico1952 Polipropilen glicoles Espumantes solubles (poli-teres)1954 Tionocarbamatos Colector para minerales sulfurados (cobre)1965 Hidroxamatos Colector quelante para xidos de Cu, Fe1985
Aductos alkoxicarbonilosColector/modificador para sulfuros y no-sulfuros
Sir Ian Wark, 1983
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Tcnicas experimentales Investigadores
Flotacin de laboratorio a mini-escala J.F. Gates and L.K. JacobsenA.M. GaudinM.C. Fuerstenau
Tubo de Hallimond A.F. HallimondE.W. EwersD.W. FuerstenauH.S. Choi and I. Iwasaki
Determinacin de ngulo de contactopor el mtodo de la burbuja cautiva
A.F. Taggart, T.C. Taylor and C.R. InceI.W. Wark and A.B. CoxR.H. OttewillJ.S. LaskowskiS. Chander and D.W. Fuerstenau
Densidad de adsorcin/isoterma A.M. GaudinP.L. deBruyn, I. Iwasaki and G.A.
ParksP. Somasundaran and D.W. FuerstenauJ.M. Cases
Hitos y avances entcnicas experimentales
Potencial zeta o electrocintico S.C. Sun and A.M. Gaudin
A.S. Buchanan and DJ. OConnorD.W. Fuerstenau
Espectroscopa infrarojaEx situIn situ
M.E. Wadsworth and A.S. PeckJ. Leja and G.W. PolingJ.D. MillerJ.A. MielczarskiJ.D. Miller
Electroqumica
Potencial de resposoPolarizacin: voltametraEspectroscopa de impedancia
I.W. Wark and A.B. Cox
J.C. Nixon and S.G. SalamyJ.T. Woodcock and M.H. JonesR.WoodsW.J. TraharS. Chander and D.W. FuerstenauP.A. Richardson
Arthur F. Taggart
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Fundamentos de la flotacin
Prof. Janusz Laskowski
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Principales colectores tilicos paraminerales de cobre
Frmula estructural Nombre Tipos frecuentes del radical R1 S
R1 O C
1 S- (Na +)
Xantatos
CH 3 CH 2 Etil
S
PR2 O
Ditiofosfatos
S
R1NHC O R2
Tionocarbamatos
S S
R1 O C S C O CH 2 CH 3
Xantoformiatos
CH 3CH
CH 3
CH 3
CH CH 2
CH 3
Isopropil
Isobutil
S- (Na +)
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Teora electroqumica de la flotacin
Dr. Ronald Woods
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Teora electroqumica de flotacin de sulfuros
La teora actual de flotacin de minerales sulfurados fue desarrolladaprincipalmente por R. Woods en Australia, y se conoce como la teora
electroqumica de la flotacin, o teora del potencial mixto.
Concepto de potencial mixto
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Mecanismos electroqumicos
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(Richarson and Walker, 1985)
Relacin entre el potencial de acondicionamiento y la flotabilidad de sulfuros de Cu y Fe
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AVANCES EN LA TECNOLOGA DE CELDAS
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Tipos y funciones de la celda deagitacin mecnica
Existen dos tipos de celdas de agitacin mecnica:
Celda auto-as irant . e ., Denver, Wemco-
SmartCell). El flujo de aire se controla por la presinde succin creada por el impulsor y depende de suvelocidad de giro.
Celda de aire forzado (p. ej., Outokumpu,Dorr-Oliver). El aire se introduce en la pulpamediante un compresor.
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Celda auto-aspirante vs. Celda de aire forzado
patrones de recirculacin de flujo de pulpa en celdas de flotacinmecnica:
Celda auto-aspirante (Wemco) Celda de aire forzado (Dorr-Oliver)
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Patrn de flujos de pulpa en celda Wemco
SmartCell
Transporte de mineral enuna celda convencional
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Celdas Wemco gran volumen
(130, 160, 250, 300 m3
)
Banco de celdas Wemco-SmartCell
instaladas en Per
Esquema de montaje y mecanismo de control
en cajn de descarga de colas
Primera celda Wemco-SmartCell de 8.830 pie3
instalada en Chile el 2004
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Celdas Dorr-Oliver
Celdas de flotacin Dorr-Oliver de gran volumen instaladas en planta
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Celda Dorr-Oliver
Esquema del rotor (a); y visin general de partes de una celda Dorr-Oliver (b)
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Celda Outokumpu
Planta de flotacin con
celdas industriales de 160 m3
Zona de espuma
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Celda Outokumpu(de aire forzado)
Esquema del impulsor/estabilizador Esquema celda TankCell
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Celda SkimAir de Outokumpu
Instalacin industrial celda SkimAir para partculas gruesas en underflowde ciclones
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Celdas METSO
Esquema de la celda METSO
Celdas METSO de gran volumenLnea de celdas METSO en arreglo 2x2
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DESARROLLO DE CELDAS
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Celda en columna
CONCENTRADO
ZONA LIMPIEZA
La columna de flotacin fue inventada en Canad en 1962 paraminerales de hierro, pero estuvo en desarrollo experimental hasta1978 cuando D. Wheeler logra los primeros resultados industrialespara Mo en la planta de Gasp-Canada.
ALIMENTACION
ZONA COLECCION
COLA
AIRE
Zonas de una columna de flotacin
Celda en columna industrial
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Columna de flotacin
zona de espuma en columna de flotacin Inyeccin de aire en columna de flotacin
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Control automtico en columnas
ConcentradoAlimentacin
Agua
LC
LT
SET LEVELFI
ConcentradoAlimentacin
AguaFI
LT
Aire
Cola
FDC
FT
FI
SET BIAS
Aire
Cola
FI
SET LEVEL LC
Control automtico de BIAS Control automtico de NIVEL
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Celda Microcel
La celda Microcel fue desarrollada en el
Virginia Centre for Coal and MineralProcessing, por Roe-Hoan Yoon; y patentadaen 1998 Yoon et al. USA atente nmero
5,814,210, 1998).
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Celda Microcel
Esquema de una celda Microcel Celdas Microcel industriales
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Celda Microcel
Sistema de generacin de burbujas
Mezclador esttico Microcel
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Celdas no-convencionales:diseo reactor-separador independiente
Concepto de celda donde el reactor y el tanque separador de espuma estn en
compartimentos separados
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Celda Jameson
Se conoce con este nombre a una celda
desarrollada por G. J. Jameson en laUniversidad de Newcastle en Australia en1986 en con unto con la em resa Mount Isa
Mines Ltd.
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Celda Jameson
Diagrama esquemtico celda Jameson
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Tubo downcomer
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Celda Imhoflot
La celda neumtica imhoflot se introdujo en
1988 y se atribuye al diseo delDr. Rainer Imhof de Alemania.
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Celdas neumticas
Imhoflot G-cell y V-cell
Celda V-Cell de flujo vertical Celda G-Cell de flujo tangencial
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Celdas Imhoflot
Celdas Imhoflot en operacin
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DIAGRAMAS DE FLUJOS
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Diagrama de flujo simplificado
ROUGHER
ALIMENTACIN
RELAVEROUGHER
ALIMENTACIN
RELAVE
CELDACOLUMNAR
SCAVENGER
Conc.final
CELDACOLUMNAR
SCAVENGER
Conc.final
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Diagrama de flujos con dos etapas delimpiezas
ROUGHER RELAVE
ALIMENTACIN
ROUGHER RELAVE
ALIMENTACIN
1 LIMPIEZA SCAVENGER
2LIMPIEZA
Conc.final
1 LIMPIEZA SCAVENGER
2LIMPIEZA
Conc.final
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Actual tecnologa de flotacin de cobre en la gran
minera: Uso de celdas de gran volumen y celdas gigantes, con
volmenes nominales entre 4.500 pie3 y 10.500 pie3.
Empleo de celdas en columna de 12-14 m de alto y grancapacidad.
Diversos avances en el control automtico de celdas, tales
como, control del nivel de la interfaz pulpa/espuma (espesor dela capa de espuma); control del flujo de aire; medicin detamao de burbuja, etc.
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n e e en c nn e e en c nn e e en c nn e e en c n
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