Granulometría del mineral
Todo mineral para ser flotado tiene que ser reducido en tamaño hasta tal punto que cada partícula represente una sola especie mineralógica; además su tamaño tiene que ser apropiado para que las burbujas de aire los puedan llevar hasta la superficie de las celdas de flotación. Existe un tamaño máximo de las partículas que se pueden flotar, este tamaño depende de la naturaleza del mineral y de su peso específico. Si el mineral que se va a flotar no es molido hasta el punto de liberación de sus valores mineralógicos, las recuperaciones van a disminuir considerablemente, las partículas que llevan inclusiones de minerales de la ganga tienen una flotabilidad considerablemente inferior a las partículas liberadas. Si el mineral está acompañado por una ganga como silicatos secundarios y la sericita, entonces su liberación se produce junto con una gran cantidad de lamas que posteriormente perjudican la flotación (Sutulov, 1963, p. 116-117).
Influencia de las lamas
El daño del material lamoso es de carácter doble: 1) las partículas de diámetro pequeño flotan mal, y 2) las lamas perjudican la flotación de las partículas de tamaño adecuado. Las partículas pequeñas tienen menor probabilidad de encontrarse con una burbuja de aire y ala ves la unión entre la partícula y la burbuja es necesario que la partícula venza una cierta barrera energética para acercarse a la burbuja de aire. Este esfuerzo es necesario para vencer las capas hidratadas que poseen las partículas y burbujas. Normalmente se llega a vencer esta barrera al tener la partícula una apropiada superficie y masa. Al disminuir su masa en miles de veces, indudablemente desaparece un factor importante para que pueda reunirse con la burbuja. De aquí la considerable disminución de las recuperaciones.
Una consecuencia del pequeño tamaño de las partículas es el aumento desproporcionado de la superficie del mineral. En primer lugar, esto significa un considerable aumento de la adsorción y consumo de reactivos de flotación; en segundo lugar, significa una mayor solubilidad del mineral y exposición excesiva a los fenómenos secundarios tales como la oxidación; finalmente, la gran dispersión de la materia se manifiesta en fenómenos tales como el aumento de viscosidad de la pulpa, recubrimiento de la espuma con una película estable, etc. (Sutulov, 1963, p. 118-119).
Densidad de la pulpa
La pulpa que llega al circuito de flotación generalmente es el rebalse de un clasificador que ha separado las partículas liberadas de las no liberadas de un circuito de molienda. La densidad de la pulpa en la flotación depende de varios factores. En primer lugar, influye el tamaño granulométrico del rebalse. Por ejemplo, en un clasificador de taza es necesario una consistencia de aproximadamente 30% de sólidos para obtener un rebalse de más o menos 67% menos 200 mallas. Al aumentar el porcentaje de sólidos el producto va a ser más grueso y al disminuir los sólidos, el rebalse será más fino. Así, con 35% de sólidos la granulometría baja a un 63% menos 200 mallas y con 25% de sólidos sube a un 70% menos 200 mallas (Sutulov, 1963, p. 120).
1.3.9. Reactivos de flotación
Los reactivos de flotación corresponden a sustancias orgánicas e inorgánicas que modifican las condiciones del mecanismo físico – químico de la flotación (Linares,
2010, p. 3).
Los grupos principales en los cuales se clasifican los reactivos de flotación son:
1) Los colectores, cuya función principal es la de proporcionar propiedades que sean repelentes al agua en las superficies de los minerales.
2) Los modificadores, que sirven para la regulación de las condiciones de funcionamiento de los colectores y aumentan su selectividad.
3) Los espumantes, que permiten la formación de una espuma estable, de tamaño de burbujas apropiado para llevar los minerales al concentrado (Sutulov, 1963, p. 68).
Colectores
Son compuestos orgánicos de carácter heteropolar. Su grupo polar es la parte activa que los une a la superficie de un mineral en base a un mecanismo de adsorción (química o física). La interpretación de este fenómeno contempla la eliminación de una parte de la capa hidratada con formación de un contacto trifásico entre el aire, el agua y el mineral. Las interfaces solido – líquido y líquido – gas son de gran importancia en la formación de un contacto estable, y es precisamente la función de un colector el influirlas en la dirección deseada. La adsorción de un colector sobre la superficie de un mineral es favorecida por un bajo potencial electrocinético y una vez que se efectúa, disminuye en forma notable la capa hidratada del mineral, creando las condiciones favorables para su unión con las burbujas de aire (Sutulov, 1963, p. 68).
Fig.N°6: Esquema estructural del colector, Xantato isopropílico de sodio Z-11 (Yianatos, 2005, p. 19).
De la figura N°6. La parte no polar de la molécula es un radical hidrocarburo, el cual difícilmente reacciona con los dipolos del agua, y por ende, proporciona en la superficie del mineral propiedades que lo hacen repelentes al agua, la parte polar o iónica es la que se puede adsorber selectivamente en la superficie del mineral ya sea por reacción química o por adsorción física (Linares, 2010, p. 9)
Clasificación de los colectores
Los colectores se distribuyen en dos grupos bastante disparejos: colectores aniónicos, que representan la gran mayoría de los reactivos, y colectores catiónicos representados por un grupo muy reducido.
Esta clasificación está basada sobre el criterio formal de un colector al disociarse en agua, en su parte principal, o sea, el radical con una buena parte del grupo polar, es un catión o un anión.
La mayor parte de los colectores se disocian de modo que sus radicales junto con el grupo polar constituyen un anión, dejando en la solución un catión que puede ser sodio, potasio, calcio o el mismo hidrogeno. Por otra parte, un pequeño grupo de colectores, especialmente las aminas, se disocian de modo que los radicales con nitrógeno (primario, secundario, terciario y cuaternario) forman el catión mientras que el anión es un hidroxilo (Sutulov, 1963, p. 69).
Fig.N°7: Clasificacion de colectores (Linares, 2010, p. 11).
Xantatos
Los xantatos son compuestos orgánicos obtenidos en reactores por reacción de bisulfuro de carbono, la soda o potasa cáustica y un determinado alcohol; el cual, le otorga las propiedades colectoras en el circuito de flotación para los minerales metálicos y poli metálicos. Los xantatos utilizados como reactivos de flotación, son sales de xantatos de sodio ó potasio (ó ácido ditiocarbónico) y son hechos comercialmente de alcoholes conteniendo de 2 a 6 átomos de carbono. Los xantatos de cadena larga usualmente no son efectivos. Los xantatos son ampliamente utilizados como excelentes promotores para todos los minerales de sulfuro. En ausencia de agentes modificadores son esencialmente no selectivos en su acción. Generalmente a medida que el carbono de cadena larga crece, se hace más potente, pero menos selectivos (Guerrero, 2010, p. 58).
Aplicación de los xantatos
Los xantatos son los colectores usados más ampliamente en la flotación de minerales sulfurados, metales preciosos, cobre nativo y sales oxidadas de cobre, plomo y zinc. Los xantatos son poco eficientes en flotar pirrotita y esfalerita, pero estos, si pueden flotarse en forma efectiva después de activarse con iones de metales pesados (Cu, Pb).
Los xantatos tienen poca acción colectora sobre los óxidos, silicatos o sales alcalinotérreas; lo cual permite una separación más selectiva de sulfuros de las gangas minerales (Chia, 1990, cap 9. 9-7).
Aerophine 3418 (Diisobutil-ditiofosfato de sódio)
Es un colector basado en la química de la fosfina, originalmente desarrollado para sulfuros de cobre y zinc activado. Es reconocido como alternativa cuando se requiere selectividad contra ganga sulfurosa en la flotación de sulfuros polimetálicos, ampliamente usado en la recuperación de galena argentífera asociada con menas complejas. Este colector es excelente para minerales de galena, calcopirita, y esfalerita activa. Sus dosificaciones son bajas, tiene una cinética rápida, baja contribución a espumación, facilitando la operación estable de los circuitos de flotación.
Se aplica en sulfuros complejos de Cu-Pb-Zn-Ag, mejorando la selectividad e incrementa la recuperación de metales preciosos, en particular la plata (Guitar et al., 2015,
p. 5-6).
Modificadores
Sirven para crear condiciones favorables en la superficie de los minerales para el funcionamiento selectivo de los colectores. En primer lugar, están los reguladores del pH, ácidos y bases inorgánicos que mediante un mecanismo iónico influyen el potencial electrocinetico y la película hidratada de los minerales. Además, están los activadores que son reactivos que favorecen la formación de superficies repelentes al agua y los depresores, que favorecen la hidratación de superficies minerales. En general, los modificadores son ácidos, bases y sales inorgánicos, aunque hay algunos de origen orgánico (tanino, almidón, etc.)
Los reguladores de pH Son los reactivos que controlan la acidez o alcalinidad de la pulpa. Es un reactivo que cambia la concentración del ion hidrógeno de la pulpa, lo cual tiene como propósito incrementar o decrecer la adsorción del colector, la efectividad de todos los agentes de flotación, depende grandemente de la concentración de hidrógeno o ion hidroxilo en la pulpa (Sutulov, 1963, p. 92-94).
Los activadores tienen como función acondicionar la superficie del mineral para la adsorción del colector. Por ejemplo, (en la forma de es adecuado para flotar el mineral de esfalerita, ZnS.
Los depresores tienen como función inhibir o evitar la adsorción del colector en la superficie de aquellos minerales que no son valiosos para el proceso (Yianatos, 2005,
p. 22-23).
Espumantes
Son reactivos tensoactivos de carácter heteropolar, que se absorben selectivamente en la interface gas – líquido para formar una espuma estable. La parte apolar es generalmente un radical orgánico y la parte polar se caracteriza por la presencia del grupo hidroxilo (fenoles, cresoles, terpineoles) que los hace tener una afinidad con el agua. A veces el grupo hidroxilo está reemplazando por grupos que son adheribles al agua que contienen nitrógeno, como en el caso de más aminas aromáticas (ortotoluidina) y piridinas. En general, son productos de la destilación de sustancias naturales (acido, cresilico, aceite de pino, aceite de eucalipto) y por esta razón su composición es bastante compleja en el sentido de que son compuestos de varios productos químicos.
Su función principal es proporcionar una adecuada resistencia mecánica de la burbuja de aire, manteniéndolas dispersas y previniendo su unión, de modo que puedan presentar superficies de adherencia adecuada de las partículas de mineral flotante, y por consiguiente lograr la estabilidad de la espuma de flotación, la cual a reducido su energía libre superficial y la tención superficial del agua.
La estructura polar de la molécula del espumante se adsorbe en la superficie de Interface agua-aire con su grupo no polar orientado hacia el aire y los grupos polares hacia
el agua, debido a que estos grupos tienen gran afinidad por el agua (Sutulov, 1963, p. 103- 107).
1.4. Problema
¿En qué medida influye el tamaño de partícula y dosificación del Aerophine 3418 sobre la recuperación y porcentaje en el concentrado plomo-plata por flotación de un mineral sulfuroso procedente de la Empresa Minera Glore Perú S.A.C.?
1.5. Hipótesis
Al incrementar la dosificación de Aerophine 3418 la recuperación de plomo-plata incrementará y el porcentaje en el concentrado plomo-plata tenderá a disminuir y al reducir el tamaño de partícula, la recuperación y porcentaje en el concentrado plomo-plata aumentará un determinado nivel, luego tenderá a disminuir en la flotación de un mineral sulfuroso.
1.6. Objetivos
1.6.1. Objetivo general
Determinar la influencia del tamaño de partícula y dosificación del Aerophine-3418 mediante pruebas de flotación sobre la recuperación y porcentaje en el concentrado plomo- plata de un mineral sulfuroso.
1.6.2.Objetivos específicos
Determinar la influencia del tamaño de partícula mediante pruebas de flotación sobre la recuperación y porcentaje en el concentrado Plomo-Plata de un mineral sulfuroso.
Determinar la influencia de la dosificación del Aerophine-3418 mediante pruebas de flotación sobre la recuperación y porcentaje en el concentrado Plomo-Plata de un mineral sulfuroso.
Determinar la interacción del tamaño de partícula y dosificación del Aerophine-3418 mediante pruebas de flotación sobre la recuperación y porcentaje en el concentrado Plomo- Plata de un mineral sulfuroso.
CAPÍTULO II
MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. Material de estudio