¿Qué minerales pueden flotar?

Extraer minerales valiosos de la mena es complicado. Muchos minerales no se separan fácilmente. Sin embargo, la flotación nos permite recuperar incluso los minerales más difíciles. Esta es la lista completa de minerales que responden bien a la flotación.

La flotación funciona en muchos tipos de minerales. Los principales grupos son: minerales de sulfuros de metales no ferrosos, minerales de óxidos de metales no ferrosos, minerales de óxido/silicato/aluminosilicato, minerales polares, minerales de metales alcalinos y sus sales solubles, y minerales no polares. Cada grupo requiere métodos de flotación y reactivos diferentes. Una separación adecuada depende de la comprensión de la química de superficie de cada mineral. 

Las propiedades físicas y químicas superficiales de los distintos minerales afectan directamente a su flotabilidad, por lo que es muy importante dominar los tipos y características de los minerales flotables. Examinemos ahora en detalle cada categoría de mineral. Conocerlas le ayudará a elegir el método de flotación adecuado.

 

1. Minerales sulfurados de metales no férreos

Minerales sulfurosos son los minerales más fáciles de hacer flotar. Pero no todos responden igual. Algunos necesitan un tratamiento especial para una buena recuperación.

La mayoría de los minerales sulfurados de metales no ferrosos flotan bien con los colectores de xantato. Esto incluye sulfuros de cobre (calcopirita, bornita), sulfuros de plomo (galena), sulfuros de zinc (esfalerita), sulfuros de níquel (pentlandita) y sulfuros de hierro (pirita). Su hidrofobicidad natural los hace ideales para la separación por flotación de los minerales de ganga.

 

Comprender el comportamiento de la flotación de minerales sulfurosos

Los minerales sulfurosos comparten características clave que afectan a su flotabilidad

Mineral	Fórmula	Flotabilidad natural	Colector común
Calcopirita	CuFeS₂	Moderado	Xantatos
Galena	PBS	Alto	Xantatos
Esfalerita	ZnS	Bajo (necesita activación)	Xantatos tras la activación de CuSO₄.
Pirita	FeS₂	Variable	Típicamente deprimido

 

Factores clave que afectan a la flotación de minerales sulfurosos

1. Oxidación superficial - Las superficies frescas flotan mejor
2. Potencial de la pulpa - Afecta a la adsorción del colector
3. Activadores/depresores - Modificar las superficies minerales Por ejemplo, la esfalerita no flotará sin la activación del sulfato de cobre. La pirita a menudo requiere depresores para evitar una flotación no deseada. El control correcto del pH es crítico - típicamente alcalino (pH 8-11) para la flotación de sulfuros.

 

2. Minerales de óxidos metálicos no férreos

Los minerales de óxido son más difíciles que los sulfuros. Muchos no responden a los métodos estándar de flotación. Pero el método adecuado puede recuperarlos.

Los principales minerales de óxido que pueden flotar son la malaquita (cobre), la cerusita (plomo), la smithsonita (zinc) y la hematites (hierro). Éstos suelen necesitar colectores especiales, como ácidos grasos o hidroxamatos, en lugar de xantatos. Algunos requieren una sulfuración previa para que la superficie se comporte como sulfuros. 

Técnicas de flotación de minerales oxidados

Los minerales de óxido presentan retos únicos Flotación directa Utiliza colectores que se adhieren a las superficies de óxido Ejemplo: Ácidos grasos para óxidos de hierro Funciona mejor en sistemas de óxido simples Flotación de sulfuración Convierte las superficies de óxido en sulfurosas Utiliza colectores de Na₂S + xantato Común para cobre/carbonatos Métodos de activación Los iones metálicos pueden activar algunos óxidos Ejemplo: Pb²⁺ para la flotación del cuarzo

Flujos comunes de tratamiento de minerales oxidados:

Mineral	El mejor método	Colector	Requisitos especiales
Malaquita	Sulfidización	Xantato después de Na₂S	Control crítico del pH
Hematites	Direct	Ácidos grasos	El almidón como depresor
Casiterita	Direct	Ácido arsénico	Necesita una molienda fina

 

 

3. Minerales de óxido, silicato y aluminosilicato

Cuarzo, feldespatoy mica - estos minerales de ganga comunes pueden convertirse a veces en objetivos valiosos. La flotación selectiva hace posible la separación.

Muchos minerales de óxido/silicato se pueden hacer flotar utilizando colectores iónicos. Algunos ejemplos son el cuarzo (flota con aminas), el feldespato (aminas con activación de HF) y el caolinita (ácidos grasos). Estos minerales suelen requerir un cuidadoso control del pH y depresores específicos para lograr la separación de los minerales valiosos.  

Estrategias de procesamiento de minerales de silicato

La flotación de los silicatos depende en gran medida de la carga superficial:

1. Flotación catiónica(colectores de aminas)

• Funciona para SiO₂ (cuarzo) a pH 2-4
• Los minerales tienen carga negativa
• Colector: Aminas primarias

2. Flotación aniónica(ácidos grasos)

Para los minerales con carga positiva

Ejemplo: Feldespato con tratamiento HF Factores importantes:

• Tamaño de las partículas: Los silicatos suelen necesitar una molienda ultrafina
• Slimes: Puede recubrir las superficies y evitar la flotación
• Calidad del agua: Los iones disueltos afectan al rendimiento

 

Separaciones comunes de aluminosilicato:

Separación	Método	Condiciones
Cuarzo/feldespato	Catiónico a pH 2	HF como activador
Mica/cuarzo	Aniónico a pH 8	Colector de ácidos grasos
Refinado de caolín	Floculación selectiva	Proceso complejo

 

 

4. Minerales polares

Algunos minerales tienen una fuerte separación de cargas en su superficie. Estos minerales polares necesitan una manipulación especial para flotar correctamente.

Minerales polares como la calcita, fluoritay la apatita requieren colectores de ácidos grasos o hidroxamatos para su flotación. Su flotabilidad depende en gran medida del control del pH y del uso de depresores específicos. Por ejemplo, la calcita flota mejor a pH 8-10 con oleato, mientras que la sílice se deprime con silicato sódico.

 

Factores clave para la flotación de minerales polares

Características de la carga superficial:

• Los puntos de recarga cero varían según el mineral
• Ejemplo: Calcita pHpzc ~9.5
• Afecta a la eficacia de adsorción del colector

 

Colectores típicos utilizados:

Mineral	Tipo de colector	Rango de pH
Fluorita (CaF₂)	Ácido oleico	8-10
Apatita	Ácidos grasos	9-11
Barita	Alquil sulfatos	6-8

 

Retos comunes:

• Las propiedades superficiales similares dificultan la separación
• Ejemplo: Separar la calcita de la apatita
• Requiere depresores selectivos como fosfatos/almidón

 

Variaciones del proceso:

• La flotación inversa se utiliza a menudo
• A veces necesita calentarse (30-60°C)
• La composición iónica del agua influye en los resultados

 

5. Sales de metales alcalinos

Puede que no se lo espere, pero incluso las sales solubles pueden separarse por flotación en las condiciones adecuadas.

Entre los minerales salinos solubles importantes se encuentran la silvita (KCl), la halita (NaCl) y la carnallita (KMgCl₃-6H₂O). Para su flotación se utilizan colectores de aminas en soluciones de salmuera saturadas. La clave es mantener la saturación para evitar la disolución mineral, con depresores específicos que separan el NaCl del KCl.

Tecnología de flotación de minerales salinos

Requisitos especiales del proceso:

• Debe mantener la solución de salmuera saturada (~315g/L)
• A menudo es necesario controlar la temperatura
• El contenido de arcilla afecta significativamente a los resultados

 

Régimen químico:

Componente	Función	Uso típico
Colector de aminas	Hace que el KCl sea hidrófobo	100-300g/tonelada
Depresores (por ejemplo, goma guar)	Evita la flotación por NaCl	50-200g/tonelada
Espumador (MIBC)	Estabiliza las burbujas	20-50g/tonelada

 

Variaciones de procesamiento:

• Dos enfoques principales: Flotación directa de KCl y flotación inversa de NaCl
• Tamaño de partículas crítico (0,1-2 mm ideal)
• A menudo es necesario adelgazar primero

 

Aplicaciones industriales:

• Tratamiento de la potasa (~90% KCl)
• Tratamiento de la salmuera de litio
• Depuración de sal

 

6. Minerales no polares

Algunos minerales valiosos son hidrófobos por naturaleza: repelen el agua y flotan con facilidad. Pero conseguir una buena separación sigue requiriendo una técnica adecuada.
Los principales minerales no polares son grafitoazufre, talcomolibdenita y carbón. Éstos suelen flotar sin colectores, utilizando únicamente espumógenos. Sin embargo, depresores específicos ayudan a separarlos de minerales similares. Por ejemplo, la dextrina se utiliza para deprimir el material carbonoso cuando flotan minerales de sulfuro.

Procesado de minerales no polares

Explicación de la capacidad natural de flotación

1. La estructura cristalina determina la hidrofobicidad

2. Ejemplo: La estructura en capas del grafito atrapa el aire

3.Los ángulos de contacto >90° indican una buena flotabilidad

 

Métodos habituales de tratamiento

Mineral	Proceso típico	Reactivos especiales
Grafito	Múltiples etapas de limpieza	A veces se añade queroseno
Molibdenita	Separación Cu-Mo	Reactivo de Nokes para deprimir
Carbón	Sólo espumador (MIBC)	Diesel para carbón de mala calidad

 

Principales retos

1. Recuperación de partículas finas difícil

2. Problemas comunes de revestimiento de limo

3. Las superficies oxidadas reducen la capacidad de flotación

 

Casos especiales

1. Flotación del azufre a 65-75°C

2. Depresión del talco en la flotación de metales comunes

3. Recuperación del betún de las arenas bituminosas

 

Conclusión

La flotación funciona para muchos tipos de minerales además de los sulfuros. Las categorías clave incluyen minerales de sulfuro (los más fáciles), minerales de óxido (que necesitan colectores especiales), silicatos (separación dependiente de la carga), minerales polares como las sales, e incluso minerales no polares como el grafito. Cada grupo de minerales requiere colectores específicos, condiciones de pH y, a menudo, activadores o depresores. Comprender estas diferencias es crucial para diseñar diagramas de flujo eficaces para el tratamiento de minerales.