Mineralización de burbujas durante la flotación

En el contexto de la flotación, mineralización de burbujas se refiere a la adhesión de partículas minerales a burbujas de aire durante el proceso de flotación. Flotación es una técnica muy utilizada en el tratamiento de minerales para separar los minerales valiosos de la ganga (material no deseado) basándose en sus diferencias de hidrofobicidad.

¿Cómo se mineralizan las burbujas en la flotación?

Durante la flotación, el objetivo es separar selectivamente los minerales valiosos de la ganga. Se consigue introduciendo burbujas de aire en una pulpa que contiene partículas de mineral finamente molidas, agua y reactivos de flotación. Las burbujas de aire se adhieren a las partículas minerales hidrófobas, llevándolas a la capa de espuma y dejando atrás las partículas hidrófilas de ganga.

Diversos mecanismos facilitan la adhesión de las partículas minerales a las burbujas de aire. Reactivos de flotaciónPara modificar las propiedades superficiales de las partículas minerales, se añaden a la pulpa colectores, espumantes y modificadores. Coleccionistaspor ejemplo, se adsorben en la superficie de los minerales, haciéndolos hidrófobos y favoreciendo su adhesión a las burbujas de aire. Este fenómeno suele denominarse adhesión partícula-burbuja o interacción mineral-burbuja.

Una vez que las partículas minerales se adhieren a las burbujas de aire, forman burbujas cargadas de minerales que suben a la superficie y crean una capa de espuma. Esta espuma, que contiene las partículas minerales concentradas, se recoge como concentrado de flotación.

La mineralización de las burbujas afecta al proceso de flotación

El proceso de mineralización de las burbujas tiene una selectividad específica para las partículas de mineral. Las partículas de mineral hidrófobo se adhieren a las burbujas en este proceso y forman un complejo gas-sólido. Las partículas de mineral hidrofílicas son difíciles de cumplir con la burbuja y permanecen en la pulpa. En el proceso de flotación, el grado de adhesión de las partículas de mineral a las burbujas influye directamente en el efecto de flotación, por lo que mejorar el grado de mineralización de las burbujas es uno de los factores críticos para mejorar el efecto del proceso de flotación.

¿Cómo mejorar la eficacia de la flotación mejorando el proceso de mineralización de las burbujas?

Los factores más importantes son tamaño de las burbujas, propiedades superficiales de los minerales, densidad y tamaño de las partículas minerales, etc. Presentaremos su papel en la influencia del efecto de procesamiento de minerales de flotación.

Tamaño de la burbuja

El tamaño de las burbujas desempeña un papel importante en el proceso de flotación y puede influir en su eficacia y rendimiento. La reducción del diámetro de la burbuja puede aumentar la probabilidad de colisión entre la burbuja y las partículas minerales, de modo que las partículas minerales se adhieren más fácilmente a la burbuja y el proceso de mineralización por flotación es más fácil de llevar a cabo. El efecto del tamaño de la burbuja en la flotación puede observarse en términos de colisión burbuja-partícula, adhesión y transporte de partículas minerales dentro de la celda de flotación.

En la práctica de producción, determinamos el tamaño de la burbuja en función del tamaño de las partículas minerales. Cuando el tamaño de las partículas de mineral es fino, podemos reducir el tamaño de la burbuja adecuadamente pero no demasiado. De lo contrario, se reducirá la tasa de recuperación y la calidad del concentrado para aumentar la probabilidad de colisión entre la burbuja y el mineral para mejorar el efecto de procesamiento de minerales.

Propiedades superficiales de los minerales

En flotación, el propiedades superficiales de los minerales desempeñan un papel crucial en la separación selectiva de los minerales valiosos de la ganga durante el proceso. Las principales propiedades superficiales de los minerales esenciales en la flotación incluyen hidrofobicidad, hidrofilicidad, carga superficial, composición superficial y rugosidad superficial. Estas propiedades superficiales pueden modificarse utilizando reactivos de flotación, permitiendo una fijación diferencial a las burbujas de aire o la interacción con otros minerales.

La humectabilidad de la superficie mineral determina si el mineral puede llevar a cabo una adsorción selectiva, es decir, si completa el proceso de mineralización. En general, la humectabilidad superficial viene determinada por las propiedades estructurales de los minerales. Cuanto peor es la humectabilidad superficial, más fuerte es la hidrofobicidad y mejor es la flotabilidad natural de los minerales. En el caso de este mineral, las burbujas desplazan fácilmente la película de hidratación de la superficie del mineral, permitiendo que se adhiera a la superficie de la burbuja de forma estable, formando así la mineralización por burbujas.

En general, al determinar la composición mineral, la flotabilidad de los minerales constituyentes puede compararse según su diferente humectabilidad superficial. Cuando la diferencia de humectabilidad superficial entre los minerales útiles y los minerales de ganga es relativamente pequeña, podemos aumentar la diferencia de flotabilidad entre ellos añadiendo un agente de ajuste del medio y un colector adecuados para que uno de ellos pueda adherirse a la burbuja más fácilmente, lo que resulta conveniente para el procesamiento de minerales por flotación.

Densidad y tamaño de las partículas minerales

La densidad y el tamaño de las partículas minerales son parámetros esenciales en la flotación, ya que influyen significativamente en la eficiencia y eficacia del proceso de separación. 

Densidad de partículas

Densidad diferencial de partículas: La flotación se basa en las diferencias de densidad de las partículas minerales para separar los minerales valiosos de la ganga. Los minerales valiosos con mayor densidad que la ganga pueden recuperarse selectivamente adhiriéndose a las burbujas de aire y subiendo a la capa de espuma. Las partículas de ganga con menor densidad tienden a permanecer en la pulpa o a hundirse en el fondo como residuos.

Asentamiento por gravedad: La densidad de las partículas afecta a la velocidad de sedimentación de las partículas en la pulpa. Las partículas de mayor densidad se asientan más rápidamente, mientras que las de menor densidad se asientan más lentamente o pueden permanecer suspendidas en la pulpa durante más tiempo.

Separación basada en la densidad: En algunos procesos de flotación, las técnicas de separación basadas en la densidad, como la separación en medio denso o hidrociclonesse utilizan antes de la flotación para eliminar partículas con densidades específicas, optimizando así el rendimiento de la flotación.

Tamaño de las partículas

Liberación y exposición: El tamaño de las partículas influye en la liberación y exposición de los minerales valiosos. Los tamaños de partícula más pequeños proporcionan mayores áreas de superficie y exponen más superficies de minerales valiosos para la interacción con reactivos de flotación y la unión a burbujas de aire.

Recuperación y selectividad: Las partículas finas tienen más probabilidades de reportarse a la capa de espuma debido a su mayor eficiencia de colisión y fijación con las burbujas de aire. Sin embargo, las partículas finas también pueden tener una mayor probabilidad de desprendimiento de las burbujas debido a su menor masa y velocidad de sedimentación más lenta, lo que puede afectar a la recuperación y selectividad en la flotación.

Viscosidad de la pulpa: Las partículas finas pueden aumentar la viscosidad de la pulpa, lo que afecta a la hidrodinámica y a la interacción burbuja-partícula dentro de la celda de flotación. Una mayor viscosidad puede dificultar el movimiento de burbujas y partículas, lo que puede afectar al rendimiento de la flotación.

Cinética de flotación: El tamaño de las partículas puede influir en la cinética de flotación, es decir, en la velocidad a la que se recuperan los minerales valiosos. Las partículas finas pueden requerir tiempos de residencia en flotación más largos o mayores dosis de reactivos para lograr una recuperación óptima.

El tamaño de las partículas y la densidad son factores interconectados en la flotación. La combinación de las distribuciones de tamaño y densidad de las partículas en el material de alimentación puede afectar al rendimiento global de la flotación y a la eficacia de la separación. Por lo tanto, la reducción del tamaño de las partículas mediante procesos de trituración y el control adecuado de la densidad de las partículas son consideraciones importantes a la hora de optimizar los procesos de flotación.

Tras el análisis, es fácil constatar que la adherencia y la flotabilidad de las partículas minerales deben ser más excelentes que su gravedad cuando suben a la capa de espuma. Por lo tanto, para las partículas minerales, en determinadas condiciones de gravedad, cuanto menor sea la densidad del mineral, mayor será el diámetro de las partículas minerales que pueden ser de flotación. Por lo tanto, para los minerales con mala humectabilidad y baja densidad, la finura de molienda puede ser adecuadamente relajado durante el procesamiento de minerales de flotación, tales como grafito, molibdenitaetc.