¿Qué factores afectan al efecto de flotación?

La flotación es un proceso complejo en el que intervienen factores físicos, químicos y técnicos. Se han dedicado grandes esfuerzos de investigación y desarrollo a mejorar la tecnología de flotación, las fórmulas de los reactivos y el diseño de los equipos para maximizar la recuperación de minerales valiosos y, al mismo tiempo, minimizar el impacto medioambiental y los costes operativos.

Para optimizar el proceso de flotación deben controlarse y ajustarse cuidadosamente varios parámetros. Entre ellos se incluyen la selección y dosificación de los reactivos de flotación, el pH de la pulpa, la densidad de la pulpa, la tasa de aireación, la intensidad de la agitación y el tiempo de flotación. Además, el diseño y la configuración de las celdas de flotación y el equipo utilizado pueden influir en la eficiencia y eficacia del proceso de flotación. Hemos hablado de la "Flotación: Agitación, Concentración, Fracción másica de la pulpa" antes, y hoy introduciremos los demás factores que influyen en el efecto de flotación.

Factores clave que pueden influir significativamente en la flotación

Propiedades minerales

Las propiedades inherentes de los minerales que se procesan pueden afectar en gran medida a su comportamiento de flotación. Estas propiedades incluyen la composición mineral, la mineralogía, el tamaño de las partículas, la liberación, la química superficial y la carga superficial. Los distintos minerales pueden presentar diversos grados de hidrofobicidad o hidrofilicidad, lo que influye en su respuesta a los reactivos de flotación y en su adhesión a las burbujas de aire.

Selección de reactivos

Los reactivos de flotación desempeñan un papel crucial en la separación de los minerales valiosos de la ganga. Colectores, espumantes, modificadores y depresores son los reactivos más utilizados en la flotación. La selección y dosificación de estos reactivos depende de la mineralogía y del resultado de flotación deseado. La selección adecuada de reactivos puede mejorar la hidrofobicidad de los minerales valiosos, estabilizar la espuma, controlar el pH y deprimir selectivamente los minerales no deseados.

Química de la pasta de papel

La composición química y el pH de la pulpa de flotación pueden influir significativamente en el proceso de flotación. El nivel de pH puede influir en la carga superficial de los minerales y en el rendimiento de los reactivos de flotación. Además, los iones, como las sales disueltas o los iones metálicos, pueden afectar a la química de la superficie y a las interacciones minerales, potenciando o inhibiendo la flotación.

Distribución del tamaño de las partículas

La distribución del tamaño de las partículas del mineral alimentado puede afectar a la eficacia de la flotación. Debido a las mayores interacciones con el agua y a la formación de limo, las partículas finas pueden tener una mayor superficie y tienden a ser más difíciles de flotar. Las partículas gruesas pueden tener una baja liberación y una mala adherencia a las burbujas de aire. La optimización de la distribución granulométrica mediante molienda y clasificación puede mejorar el rendimiento de la flotación.

Agitación y dispersión del aire

Una agitación y una dispersión del aire adecuadas dentro de la celda de flotación son esenciales para lograr una flotación eficaz. La agitación favorece la mezcla de la pulpa, los reactivos y las burbujas de aire, garantizando una colisión y fijación eficaces entre las burbujas y las partículas. Una agitación insuficiente puede dar lugar a una recuperación deficiente de la flotación. Del mismo modo, la dispersión de las burbujas de aire en la pulpa es crucial para maximizar el contacto entre las burbujas y las partículas minerales.

Diseño de equipos

El diseño y la configuración de las celdas de flotación pueden influir en la eficacia de la flotación. Factores como la geometría de la celda, el diseño del impulsor, la aglomeración de la espuma y los mecanismos de lavado de la espuma pueden influir en el tiempo de permanencia de las partículas en la celda, la estabilidad de la espuma y la calidad del concentrado. El diseño óptimo del equipo debe tener en cuenta estos factores para maximizar el rendimiento de la flotación.

Condiciones de funcionamiento

Diversos parámetros operativos, como la densidad de la pulpa, la tasa de aireación, el tiempo de flotación y la temperatura, pueden afectar al proceso de flotación. Estos parámetros deben controlarse cuidadosamente y optimizarse para obtener los resultados de flotación deseados. Por ejemplo, una densidad excesiva de la pulpa puede dificultar la colisión entre burbujas y partículas, mientras que una aireación insuficiente puede limitar la disponibilidad de burbujas de aire para su fijación.

Problemas comunes y soluciones

¿Cómo influye el limo mineral en la flotación y cómo solucionarlo?

Si la pulpa de flotación contiene más limo, afectará negativamente a la flotación.

Las principales repercusiones son las siguientes:

• Es fácil que se mezcle con productos espumosos, lo que reducirá el grado del concentrado.
• Es fácil que cubra la superficie de los granos gruesos y afecta a la flotación de los granos gruesos.
• Adsorben un gran número de medicamentos, aumentando el consumo de medicamentos.
• Si el lodo se vuelve pegajoso, las condiciones de aireación se deterioran.

Las medidas tecnológicas para resolver este problema son:

• Utilice la pulpa más fina para reducir la viscosidad de la pulpa, lo que puede reducir la inclusión de limo en el producto de espuma.
• Añadir un dispersante para dispersar el limo y eliminar el efecto nocivo de que el limo cubra la superficie de otros minerales.
• La dosificación por lotes y secciones puede reducir el consumo de productos químicos por el limo del mineral.
• Deslimado del material de flotación antes de la flotación.

El método de desclasificación más utilizado es la desclasificación por ciclón.

¿Cuál es el principal efecto del aire en la flotación?

Además de oxígeno, hidrógeno y gases inertes, el aire contiene dióxido de carbono y vapor de agua.

El aire tiene cierta influencia en la flotabilidad de los minerales:

• La hidratación se produce cuando el mineral se rompe para exponer la superficie fresca cuando se encuentra con agua y es hidrófilo. Sin embargo, cuando el gas se adsorbe a la superficie mineral, puede debilitar la hidratación y hacer que la superficie sea inicialmente hidrófoba.
• El gas y la superficie de los minerales se utilizan de forma selectiva. Entre ellos, el oxígeno tiene un mayor impacto en la superficie de los minerales.
• El papel del oxígeno consiste en beneficiar paso a paso la hidrofobicidad del mineral sulfurado. Sin embargo, si el tiempo de acción es demasiado largo, la superficie mineral vuelve a ser hidrofílica. Cuando las condiciones de adsorción del gas son apropiadas, causará la hidrofobicidad de la superficie del mineral, y puede flotar incluso sin añadir un agente de flotación (como el polvo de carbón seco). Y la galena puede reaccionar con el xantato y flotar sólo mediante la acción preliminar del oxígeno.

Si conocemos los conocimientos anteriores, es posible aumentar la tasa de recuperación de mineral, mejorar la ley del concentrado, reducir el impacto medioambiental, reducir los costes de explotación, mejorar el control del proceso y la flexibilidad operativa, y mejorar la economía del proyecto en el proceso de flotación. Todo ello contribuye al éxito general y a la rentabilidad del negocio minero.