1. ¿Qué es la separación por flotación?
La separación por flotación se refiere principalmente a la flotación por espuma, que se basa en la diferencia en las propiedades físicas y químicas de la superficie de los minerales, utilizando la flotabilidad de las burbujas en la pulpa para lograr la separación.
El proceso de separación por flotación incluye principalmente: (1) Moler el mineral finamente mediante el molino de bolas o el molino de barras para disociar los minerales útiles de los minerales de ganga. (2) Separar el mineral mediante la máquina de flotación . Ajuste la pulpa del mineral y agregue reactivos de flotación. (3) Realizar el procesamiento de flotación. (4) Filtrar, concentrar o secar el producto .
Haga clic para saber más sobre la planta de flotación .
2. Proceso y tipos de flotación.
- Flotación positiva: Las espumas que flotan en la superficie de la pulpa son minerales útiles, mientras que los minerales de la ganga permanecen en la pulpa.
- Flotación inversa: Las espumas que flotan en la superficie de la pulpa son los minerales de la ganga, mientras que los minerales útiles permanecen en la pulpa.
- Flotación diferencial: Separa a su vez los minerales útiles para formar un solo concentrado.
- Flotación a granel: Separa los minerales útiles entre sí y luego separa cada uno de ellos por turno.
3. Importancia de la separación por flotación
- Es el método de beneficio más utilizado y eficaz para la separación de minerales de grano fino y particulados.
- Ocupa una posición importante en diversos métodos de beneficio, con una amplia gama de aplicaciones. Puede procesar minerales de metales no ferrosos, no metálicos y metálicos ferrosos.
- En comparación con la separación por gravedad y la separación magnética , la separación por flotación es más eficiente para beneficiar los minerales, especialmente los minerales diseminados de grano fino . El mineral crudo de baja ley se puede separar en un concentrado de alta ley. Resuelve el problema de la recuperación de componentes útiles a partir de partículas minerales de grano fino, teniendo así una alta tasa de recuperación.
4. ¿Cómo juzgar la flotabilidad de los minerales?
El criterio para juzgar la flotabilidad mineral es la humectabilidad mineral .
Los minerales que no se mojan fácilmente con el agua (hidrófobos) (grafito, calcopirita, mineral de oro, etc.) se consideran boyantes o flotantes. De lo contrario, es difícil que los minerales (como el cuarzo) floten.
La humectación es un fenómeno básico que ocurre en la interfaz sólido-líquido. Cuando se coloca una gota de líquido sobre la superficie del mineral, la gota se esparcirá por la superficie. Este fenómeno se denomina humectación de la superficie de la fase sólida por la fase líquida.
Si el agua puede esparcirse sobre la superficie del mineral, el mineral es hidrófilo. De lo contrario, es hidrofóbico. Por ejemplo, el agua puede esparcirse sobre la superficie del cuarzo, por lo que el cuarzo es hidrófilo. La parafina es hidrofóbica.
La velocidad de mojado es muy importante. Como varios minerales tienen diferencias en cuanto a humectabilidad y velocidad, las partículas minerales pueden adherirse selectivamente a las burbujas de aire. Ciertos reactivos de flotación pueden cambiar la humectabilidad. Por ejemplo, que la scheelita (CaWO 4 ) adsorba ácido oleico puede cambiar el mineral de hidrófilo a hidrófobo.
5. Propiedad eléctrica superficial y flotabilidad de los minerales.
La adsorción preferencial, la disociación preferencial y la sustitución reticular de iones pueden cargar la superficie del mineral en la pulpa del mineral, lo que puede afectar la flotabilidad de algunos minerales.
- Para los minerales de óxido y silicatos , como la goethita, el corindón y el cuarzo, la propiedad eléctrica de la superficie afectará en gran medida la flotabilidad. Consiste en que estos minerales tendrán adsorción electrostática con colectores. Los símbolos de propiedad eléctrica superficial están relacionados con el valor del pH de la pulpa de mineral.
- Para los minerales de sulfuro , como cobre, plomo y zinc, recolectados con xantato, la propiedad eléctrica de la superficie tiene poco o ningún efecto sobre la flotabilidad. Esto se debe a que la acción del xantato con los minerales depende principalmente de la afinidad química más que de la fuerza electrostática.
- Además, para los minerales no sulfurados recolectados por los recolectores de petróleo, la propiedad eléctrica de la superficie no afecta la flotabilidad.
6. Formas de adsorción de reactivos en la superficie mineral.
- Adsorción molecular : el reactivo se adsorbe en la superficie del mineral en forma de moléculas.
- Adsorción de iones : el reactivo se adsorbe en la superficie del mineral en forma de iones.
- Adsorción por intercambio iónico : el reactivo se absorbe en la superficie del mineral cuando cierto ion en la pulpa del mineral tiene un intercambio equivalente con otro ion en la superficie del mineral que tiene el mismo signo de carga.
- Adsorción eléctrica : el reactivo es absorbido en la superficie del mineral por la fuerza electrostática.
- Adsorción semimicelar : Cuando la fracción de masa de recolectores de una larga cadena de hidrocarburos en la suspensión es alta, sus iones o moléculas se adsorben en la superficie del mineral. Bajo la fuerza de Van der Waals , los grupos no polares se asociarán entre sí.
- Adsorción específica : la superficie mineral tiene una afinidad especial por un determinado componente de la suspensión para producir adsorción.
7. Efecto de la oxidación de la superficie mineral sobre la flotabilidad.
Los minerales se oxidan con el aire durante el almacenamiento, transporte, trituración y flotación. La oxidación de minerales, especialmente minerales de sulfuro metálico, puede afectar en gran medida la flotación.
Las investigaciones muestran que algunos minerales de sulfuro tienen una mejor flotabilidad después de haber sido ligeramente oxidados. Sin embargo, si se oxidan demasiado, la flotabilidad disminuirá.
El aire tiene ciertos efectos sobre la flotabilidad de los minerales.
- Cuando el mineral se tritura y se expone a la superficie fresca, se hidratará cuando encuentre agua y será hidrófilo. Sin embargo, cuando el gas se adsorbe en la superficie del mineral, puede debilitar la hidratación, lo que resulta en la hidrofobicidad inicial de la superficie.
- El uso de superficies de gas y minerales es selectivo. El oxígeno tiene un mayor impacto en la superficie del mineral.
- El papel del oxígeno es beneficioso para la hidrofobicidad del mineral de sulfuro. Sin embargo, si el tiempo de acción es demasiado largo, la superficie mineral se volverá hidrófila. Cuando las condiciones de adsorción de gas son adecuadas, la superficie del mineral será hidrofóbica y podrá flotar incluso sin reactivos de flotación (como polvos de carbón seco). Y la galena sólo puede flotar después de la acción inicial del oxígeno.
¿Cómo controlar el grado de oxidación de los minerales y ajustar la flotabilidad?
- Ajuste la velocidad de agitación de la pulpa y controle el tiempo de flotación. Está comprobado que la velocidad de agitación del aire y la duración son importantes para controlar el grado de oxidación de los minerales.
- Ajustar la aireación del tanque de pulpa y la máquina de flotación.
- Ajustar el valor del pH de la pulpa de mineral.
- Agregue el oxidante o reductor para promover o inhibir la oxidación de la superficie mineral.
8. Floculación selectiva
La floculación selectiva puede separar eficazmente minerales de grano fino.
Su principio es añadir el floculante a la suspensión que contiene dos o más composiciones. El floculante se adsorbe selectivamente sobre la superficie de una determinada composición mineral para promover su floculación y sedimentación. Las composiciones restantes aún mantienen un estado de dispersión estable para lograr la separación de minerales.
La floculación selectiva se puede dividir en cuatro pasos:
Paso 1. Agrega el dispersante
El dispersante, como el vidrio soluble, puede dispersar completamente las composiciones minerales útiles en la pulpa de mineral para que no tengan adhesión ni conexión entre sí, creando así una mejor condición para la floculación selectiva.
Paso 2. Agrega el floculante
El floculante se adsorbe selectivamente en la superficie de los minerales objetivo y, mientras tanto, se conecta con otras partículas minerales para formar flóculos más grandes, sueltos y porosos, que se depositan en la pulpa.
Paso 3. Revuelva la pulpa del mineral.
Al revolver la pulpa del mineral, preste atención a los siguientes puntos. La agitación generalmente se realiza en diferentes etapas, primero con agitación rápida para dispersar completamente los reactivos y luego con agitación completa para facilitar la floculación selectiva de los minerales. La pulpa del mineral debe diluirse para facilitar la limpieza del floculante y reducir la adhesión de otros minerales. Los flóculos no deben ser demasiado grandes en caso de que se arrastren impurezas.
Paso 4. Liquidación y separación
Cuando los flóculos alcancen un tamaño determinado se procederá a la sedimentación y separación. Preste atención al tiempo y la velocidad de liquidación.
La velocidad de asentamiento debe ser lenta para evitar que las impurezas sean arrastradas al sedimento. A veces se puede utilizar el flujo débil de agua para liberar las impurezas de los flóculos.
El momento de la liquidación debe ser el adecuado. Si el tiempo es demasiado corto, el producto será más puro, pero afectará la tasa de recuperación. Si el tiempo es demasiado largo, las impurezas también se asentarán afectando la calidad del mineral. Además, si la primera floculación no cumple con los requisitos del producto, se puede realizar nuevamente el proceso de floculación.
9. Sistema trifásico de separación por flotación.
El sistema de flotación trifásico incluye la fase sólida, la fase líquida y la fase gaseosa.
La fase sólida se refiere a las partículas minerales finamente molidas. La fase líquida se refiere al agua y la solución. La fase gaseosa se refiere a las burbujas dispersas.
Características de la fase sólida.
- A menudo hay varios minerales y gangas útiles asociados entre sí, con tantos tipos y composiciones de minerales. En términos de forma, las partículas de mineral son cuadradas, columnares, en escamas y angulares irregulares.
- Tiene un amplio rango de tamaño de partículas. El tamaño de partícula más grande puede alcanzar de 0,8 a 1 mm, mientras que el tamaño de partícula más pequeño está por debajo de 5 mm.
- Tiene cantidades de partículas de mineral con una gran superficie. Cada litro de pulpa de mineral puede contener decenas de millones o incluso casi 100 millones de partículas finas, por lo que la superficie de la fase sólida es grande.
Características de la fase líquida.
- El agua puede interactuar con las fases sólida y gaseosa de la pulpa del mineral, ya que el mineral a menudo contiene varias sales solubles que se pueden disolver en agua.
- El agua natural industrial suele contener algunas sales solubles.
- En el agua se disuelven oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. Por lo tanto, la fase líquida no es simplemente agua sino esencialmente una solución, lo que puede afectar en gran medida la flotación.
Características de la fase gaseosa.
- El aire aparece como burbujas finamente dispersas en la pulpa del mineral, que pueden transportar las partículas minerales para que floten.
- El aire puede disolverse y precipitarse repetidamente en la pulpa.
- El oxígeno en el aire puede afectar en gran medida la flotabilidad de los minerales.
10. ¿Cómo aumentar la velocidad de flotación?
La velocidad de flotación se refiere al tiempo de flotación cuando se alcanza una determinada tasa de recuperación o capacidad de producción unitaria de la máquina de flotación. Por tanto, mejorando la tasa de recuperación o acortando el tiempo de flotación, se puede aumentar la velocidad de flotación.
Se deben tomar medidas para aumentar la velocidad de flotación:- 1 Agregue la cantidad adecuada de reactivos, especialmente la cantidad de agente espumante.
- 2 Dentro de un rango apropiado, aumente la velocidad del impulsor de la máquina de flotación y reduzca la profundidad de la ranura para reducir el espacio entre el impulsor y la cubierta.
- 3 Hacer que la pulpa del mineral pase por el tanque de flotación lo antes posible. El tanque en serie es más rápido que el tanque en paralelo.
- 4 El tanque seleccionado debe tener un tamaño apropiado.
- 5 La densidad de la pulpa debe ser adecuada. Una pulpa más espesa es beneficiosa para el proceso de flotación, pero demasiado espesa afectará la calidad del concentrado y la tasa de recuperación.
11. Reactivos de flotación
Utilizar correctamente los reactivos de flotación significa elegir el sistema de reactivos adecuado antes del proceso de flotación.
El sistema de reactivos de flotación se refiere a un conjunto de reglas que regulan el tipo, la dosis, el lugar de dosificación y el método de dosificación de los reactivos de flotación.
Haga clic para saber más sobre los reactivos de flotación .
Tipos de reactivos
Los reactivos de flotación incluyen principalmente agentes espumantes, recolectores y reguladores.
- Los agentes espumantes tienen como objetivo producir una capa de espuma estable que pueda hacer flotar los minerales. Los agentes espumantes incluyen trementina, cresol, alcohol, etc.
- Los recolectores tienen como objetivo recolectar los minerales objetivo mejorando la hidrofobicidad para hacer que las partículas minerales se adhieran a las burbujas de aire. Los recolectores comunes son areoflot, xantato, difeniltiourea, ácido graso, amina grasa y aceite mineral.
- Los reguladores tienen como objetivo cambiar las propiedades de los minerales, ajustar la interacción entre los minerales y los recolectores y ajustar las propiedades de la pulpa. Los reguladores comunes incluyen reguladores de pH (carbonato de sodio, ácido sulfúrico, dióxido de azufre, etc.), activadores (sulfato de cobre, sulfuro de sodio, etc.) e inhibidores (cal, prusiato de sodio amarillo, sulfuro de sodio, etc.).
El xantato es el recolector de mineral de sulfuro con una fuerte capacidad de recolección. Su nombre químico es ditiocarbonato de hidrocarbil, que incluye xantato de etilo, xantato de butilo, xantato de amilo, etc. Es un polvo cristalino de color amarillo con efecto irritante y debe almacenarse en un lugar fresco y seco.
Dosificación de reactivos de flotación.
La dosis del reactivo debe ser adecuada.
Una dosificación insuficiente o excesiva conduce a una baja tasa de recuperación y afecta la calidad del concentrado. Una dosis excesiva también aumenta el costo de beneficio.
Preparación de reactivos de flotación.
Diluya los reactivos sólidos en un líquido para facilitar la adición.
La preparación de reactivos varía según sus propiedades, función y formas de agregarlos. El mismo reactivo puede diferir en la cantidad de uso y efecto debido a diferentes formas de preparación.
Los reactivos (como xantato, aerofloat, carbonato de sodio y sulfato de cobre) con poca solubilidad en agua deben prepararse en soluciones acuosas con concentraciones que oscilan entre el 2% y el 10%.
Los reactivos insolubles, como los recolectores de aminas, deben disolverse primero en solventes y luego prepararse en una solución acuosa. Se puede añadir directamente aceite terpénico, aerofloat 31 y ácido oleico.
Para reactivos libremente solubles con grandes cantidades a utilizar, la concentración oscila entre el 10 y el 20%. Por ejemplo, el sulfuro de sodio se prepara en una solución de agua al 15%. Los reactivos que son insolubles en agua se pueden disolver usando un solvente orgánico para prepararlos en una solución de baja concentración.
¿Cómo agregar reactivos de flotación?
El orden de adición de reactivos de flotación:- Para la flotación de mineral crudo: reguladores de pH, depresores o activadores, espumantes y recolectores.
- Para la flotación de minerales deprimidos: activadores, espumantes y recolectores.
Los reactivos de flotación se pueden agregar simultáneamente o por separado.
- Se pueden agregar reactivos estables solubles en agua que no se eliminan fácilmente con la espuma a todos los reactivos al mismo tiempo antes de la preconcentración.
- Los reactivos que se dejan llevar fácilmente por la espuma o reaccionan con finos y sales solubles se añaden por etapas.
