Proceso de Flotación para la Separación de Minerales: Fundamentos y Reactivos

Proceso de Flotación de Minerales

La flotación es un proceso físico-químico que permite la separación de los minerales sulfurados de cobre y otros elementos, como el molibdeno, del resto de los minerales que componen la mayor parte de la roca original.

Los minerales que poseen superficies hidrofóbicas de forma natural son muy escasos. Entre ellos se encuentran: Molibdenita, Azufre, Grafito, Talco y algunos boratos. Lo normal es que la superficie de los minerales sea hidrofílica, o que posea un grado de hidrofobicidad bajo que no sea suficiente para que se produzca la flotación.

Reactivos Clave en la Flotación

Para modificar las propiedades superficiales de los minerales y facilitar la separación, se utilizan diversos reactivos:

Colectores

Su función principal es generar hidrofobicidad sobre la superficie de las partículas hidrofílicas.

Los compuestos que se adsorben en la superficie de los minerales se llaman colectores. Estos producen el fenómeno de hidrofobización artificial de los minerales y, en general, el cambio de sus propiedades de mojabilidad.

Activadores

Coadyuvan a la acción de los colectores en la hidrofobización de determinadas especies minerales.

Estos reactivos sirven para aumentar la adsorción de los colectores sobre la superficie de los minerales o para fortalecer el enlace entre la superficie y el colector.

Depresores

Inhiben la flotación de alguna especie que en condiciones normales podría flotar.

La función es disminuir la flotabilidad de un mineral haciendo su superficie más hidrofílica (o menos hidrofóbica) o impidiendo la adsorción de colectores que puedan hidrofobizarla.

Espumantes

Generan en el sistema espumas de la calidad apropiada para el proceso.

Son reactivos que disminuyen la tensión superficial del agua a fin de que esta forme espuma. Deben cumplir ciertas condiciones:

• En mínimas concentraciones, deben generar espumas de suficiente volumen y estabilidad.
• Deben tener bajas propiedades colectoras.
• Aunque no sean necesariamente solubles, deben dispersarse en el agua con facilidad.
• Una vez que la espuma que retiene al mineral es retirada de la celda de flotación, debe romperse fácilmente.
• Deben generar burbujas pequeñas (aproximadamente 1 a 2 mm).

Modificadores de pH

Son reactivos que se usan cuando se necesita mejorar las condiciones de colección y/o cuando se necesita mejorar la selectividad del proceso. Controlar el pH es crucial para la acción efectiva de otros reactivos.

Celda de Flotación

Es el reactor donde se produce el contacto entre la burbuja y la partícula mineral, la adhesión entre ellas y la separación selectiva de especies.

Cualquier celda de flotación debe ser capaz de:

• Mantener una adecuada suspensión y dispersión de la pulpa (mezcla de mineral molido y agua).
• Posibilitar la incorporación de gas (generalmente aire).
• Disponer de una zona sin turbulencia para la formación y remoción de la espuma cargada de mineral.
• Ser adecuada a las necesidades de recuperación y/o calidad (ley) del concentrado.
• Permitir la variación de algunos parámetros operacionales (flujo de aire, nivel de pulpa, etc.).

Etapas de la Flotación

El proceso de flotación generalmente se divide en varias etapas para optimizar la separación:

Etapa de Recuperación (Rougher)

Recibe el material de alimentación a la planta. Su objetivo principal es maximizar la recuperación de los minerales valiosos, obteniendo concentrados con calidades razonables en el marco de la operación.

Etapa de Depuración (Scavenger)

Procesan las colas (material de descarte) generadas en otras operaciones (primarias o de limpieza). Su objetivo fundamental es maximizar la recuperación total, recuperando minerales valiosos que no flotaron en etapas anteriores.

Etapa de Limpieza (Cleaner)

Su objetivo es maximizar la ley (concentración del mineral valioso) del concentrado final, aunque esto pueda implicar valores de recuperación ligeramente menores en esta etapa específica.

Fundición (Proceso Posterior)

Tras la flotación y concentración, los minerales suelen pasar a etapas de fundición y refinación. Un esquema simplificado incluye: secado del concentrado, fusión, conversión, refinación a fuego, moldeo de ánodos y finalmente electrorefinación para obtener cátodos de alta pureza (en el caso del cobre).