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Flotación
Ayala Bautista Alan Gabriel
Chávez Duarte Eva Judith
Gracia Viridiana Abigail
Rivera Díaz Paola
Definición
• La flotación es un proceso fisicoquímico de tres fases (sólido-
  líquido-gas) que tiene por objetivo la separación de especies
  minerales mediante la adhesión selectiva de partículas
  minerales a burbujas de aire.

• En otras palabras, se trata de un proceso de separación de
  materias de distinto origen que se efectúa desde sus pulpas
  acuosas por medio de burbujas de gas y a base de sus
  propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas.
Tipos de flotación
• Colectiva: Se produce la separación en dos grupos, de los
  cuales el concentrado, contiene por lo menos dos o más
  componentes.
• Selectiva: Esta puede presentarse en dos tipos de
  concentración.
  Bulk: Cuando la especie útil se presenta en fracción menor del
   mineral y la especie estéril son de gran volumen.

  Cleaner: Cuando la especie estéril es de fracción menor, la
   separación adopta un carácter de purificación.
Principios básicos
• La hidrofobicidad del mineral que permite la adherencia de las
  partículas sólidas a las burbujas de aire.

• La formación de una espuma estable sobre la superficie del
  agua que permite mantener las partículas sobre la superficie.

• La superficie hidrofóbica presenta afinidad por la fase gaseosa
  y repele la fase líquida.

• La superficie hidrofílica tiene afinidad por la fase líquida.
Aspectos generales
• La operación unitaria se basa en dos aspectos:

• Acondicionamiento, cuyo objetivo es crear las condiciones
  fisicoquímicas necesarias para asegurar la selectividad
  apropiada entre las partículas que se quieren separar.

• Separación, que se basa en introducir burbujas de aire en el
  recipiente de trabajo con el objetivo de que contacten con las
  especies particuladas de manera que se separen mediante
  flotación. Las partículas ligadas a las burbujas de aire se
  eliminan en forma de espuma
Reactivos utilizados

• Colectores

• Espumantes

• Modificadores
Colectores
• Son agentes de superficia activa (tensioactivos) que se anaden
  a la suspension. Se adsorben selectivamente sobre las
  particulas volviendolas hidrofobicas.
Espumantes
• Son tensioactivos que, añadidos a la suspensión, estabilizan
  las burbujas de aire para que se produzca una adherencia
  efectiva de las partículas, su arrastre hasta la capa de espuma
  y eliminación de esta.
Modificadores
• Se dividen en 4:
1. Activadores: Se emplean para volver receptiva al
    recubrimiento del colector la superficie de un mineral.

2. Reguladores de pH.

3. Depresores: Ayudan a la selectividad o impiden la flotación
    de los materiales no deseados.

4. Dispersantes y floculantes.
Fundamentos
•
Fenómenos fisicoquímicos
       Algunos de los fenómenos que ocurren son:

• Solubilidad y disociación de los reactivos en el agua,
• Cambio de pH de la suspensión,
• Cambio de la tensión superficial de la interface (aire agua),
• Adsorción física y química de las especies disueltas sobre la
  superficie solida debido a la formación de puentes de
  hidrogeno,
• Electroestática
• Formación de enlaces químicos
Variables del proceso
• Características de las partículas

• Variables químicas

• Variables del equipo de flotation

• Variables de operación
Efecto del tamaño de la
partícula
Equipos
                                     Equipos




                        Por aire
Electrolítico                                                          Aire disperso
                        disuelto




                Vacío              Presión              Neumático                       Mecánico




                                               Celdas               Columnas           Subaireracion
Celda de flotación
• Se introduce aire para mantener en suspensión la pulpa
  dentro de la solución.
• Producir una buena aireación, que permita la diseminación de
  burbujas de aire a través de la celda.
• Promover las colisiones y adhesiones de partícula-burbuja.
• Transporte de la pulpa alimentada a la celda.
• Control de la altura de la pulpa y de la espuma, la aireación de
  la pulpa y del grado de agitación.
Características
• Facilidad para la alimentación de la pulpa en formas continua.

• Mantener la pulpa en estado de suspensión.

• No debe ocurrir la sedimentación de las partículas.

• Separación adecuada del concentrado y del relave.
Eficiencia de una celda
• Calidad de los productos obtenidos y recuperaciones.

• Consumo de energía eléctrica.

• Reactivos espumantes y otros reactivos

• Gastos de operación y mantención por tonelada de material
  tratado.
Celda mecánica
Zonas de una celda
Celda de Wemco
Celda de Wemco
Celda Wemco de laguna seca
       Volumen Util : 160 m3   Potencia Instalada : 186.5 KWH


     Máquina                                   Control de aire aspirado
                                              Tambor de aspiracion de aire
                                                        Cono acelerador
Max. Altura de espuma
                                                    Estabilizador de espuma
Concentricidad                                        Difusor de espuma
                                                       Collar de traslape
  Traslape
                                                     Tubo de aspiración


                                                           Biseles
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Columna de flotación
Ventajas de las columnas de flotación en relación a las celdas de
flotación convencionales de agitación mecánica :
• Menor inversión de capital.
• Menor consumo de energía.
• Mayor espacio de aireación.
• No lleva agitador.
• Productos obtenidos de mejor calidad
Columna de Flotación
Celda Jameson

• La celda Jameson es semejante a la máquina de cascada,
  utilizada para la flotación en los años 1920 a 1930, en la cual la
  pulpa se aireaba al caer por gravedad a través de una boquilla
  de 1,3 cm, en el interior de un tubo de aproximadamente 1 m
  de altura.
Entre las características de la celda Jameson está la capacidad de
generar altas fracciones de gas en el tubo de descenso
manteniendo un régimen estable de flujo, la ausencia de un
sistema generador de burbujas , el uso de agua de lavado para la
espuma, la ausencia de un compresor para inyectar aire,
simplicidad de operación, y una altura que permite su instalación
sin mayores cambios estructurales en plantas ya existentes.
Descripción
• En una celda Jameson, aire y pulpa son mezclados en la parte
  superior de un tubo vertical, denominado sección de contacto
  o tubo de descenso.

• La mezcla desciende verticalmente en contra corriente,
  descargando en una celda abierta, donde las burbujas
  mineralizadas ascienden formando espuma.

• El nivel de pulpa dentro de la celda se controla para dar la
  adecuada altura de espuma y mantener la descarga del tubo
  de descenso bajo el nivel de interfase, asegurando la
  selectividad y estabilidad del proceso.
Características

• Tienen una sección circular o rectangular.
• Poseen un área entre 40 a 60% del área de las celdas
  convencionales y una altura 30% menor.
• El lavado de espuma se realiza mediante un diseño sencillo
  tipo “ducha”.
• No requiere aire comprimido.
• Utilización de colas para la difusión del aire.
Celda Jameson
Equipos comerciales
•   Bateman Equipment Limited : Celdas de flotación.
•   CESL Engineering : Columnas de flotación.
•   Dorr-Oliver : Celdas de flotación.
•   Eimco Process Equipment : Celdas de flotación Wenco Smart
    Cell y Columnas de flotación Pyramid Resouerces.
•   EKOF : Celdas de flotación neumáticas Ekoflot-V.
•   Outokumpu Mintec : Celdas de flotación Tank Cell y Celdas de
    flotación Skim-Air.
•   Process Engineering Resources, Inc. : Columnas de flotación.
•   Svedala Pumps & Process : Celdas de flotación.
•   MIM Technology : Celda Jameson.
Costos
   Equipo                     costo                                            uso



                                                       maquinaria de beneficio, de cobre de flotación de la
              US = 3,000 a 86,000 dlls (aprox. MXN
                                                   célula, separador de flotación para el plomo y el zinc
               39,002.57 - 1,118,073.8 / Sistema) celular




            US $1,000 - 2,000 / (aprox. MXN            celda de flotación para los minerales y
            13,000.86 - 26,001.72 / Pedazo)            metalurgia




            US $1,000 - 1,000,000 / (aprox. MXN
                                                       eco de flotación destintado de la célula
            13,000.86 - 13,000,858.1 / Sistema)




            US $1,000 - 10,000 / (aprox. MXN
                                                       Máquina de flotación, celda de flotación
            13,000.86 - 130,008.58 / Sistema)
Equipo                    costo                                uso o tipo




         US $5,000 - 30,000 / (aprox. MXN    Columna de flotacion (CGPF introduction of
         65,004.29 - 390,025.74 / Sistema)   flotation column technology system & feature)




         US $5,000 - 30,000 / (aprox. MXN    Columna de flotacion (CGPF introduction of
         65,004.29 - 390,025.74 / Sistema)   flotation column technology system & feature)
Uso industrial
• Recuperación de minerales tales como sulfato de
  cobre.
• Limpieza de aguas con contenidos de grasa o
  aceites.
• Separación de minerales de otros minerales.
Ejemplos


       Imagen                  Aplicación




                Celdas de Flotación columnas de 3
                productos.
                Tratamiento de concentraos primarios
                de Flourita. EL objetico de la flotación
                limpieza es la obtención de un
                concentrado para su comercialización
                con leyes B1% CaF2 grado ácidos.
Otra aplicación es la obtención de papel reciclado mediante el
uso de una columna de flotación y caracterización de las fibras.

El uso de las columnas de flotación como método de des
tintado se vasa en la flotación selectiva de las partículas de
tinta, como consecuencia de la diferencia entre sus
propiedades físicas y fisicoquímicas y las correspondientes alas
fibras de celulosa.
Referencias
• Manual del ingeniero químico. Robert Perry. Septima edición.
• http://es.scribd.com/doc/88610322/1-1Historia-Flotacion
  Marzo 2008

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Flotacion

  • 1. Flotación Ayala Bautista Alan Gabriel Chávez Duarte Eva Judith Gracia Viridiana Abigail Rivera Díaz Paola
  • 2. Definición • La flotación es un proceso fisicoquímico de tres fases (sólido- líquido-gas) que tiene por objetivo la separación de especies minerales mediante la adhesión selectiva de partículas minerales a burbujas de aire. • En otras palabras, se trata de un proceso de separación de materias de distinto origen que se efectúa desde sus pulpas acuosas por medio de burbujas de gas y a base de sus propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas.
  • 3. Tipos de flotación • Colectiva: Se produce la separación en dos grupos, de los cuales el concentrado, contiene por lo menos dos o más componentes. • Selectiva: Esta puede presentarse en dos tipos de concentración. Bulk: Cuando la especie útil se presenta en fracción menor del mineral y la especie estéril son de gran volumen. Cleaner: Cuando la especie estéril es de fracción menor, la separación adopta un carácter de purificación.
  • 4. Principios básicos • La hidrofobicidad del mineral que permite la adherencia de las partículas sólidas a las burbujas de aire. • La formación de una espuma estable sobre la superficie del agua que permite mantener las partículas sobre la superficie. • La superficie hidrofóbica presenta afinidad por la fase gaseosa y repele la fase líquida. • La superficie hidrofílica tiene afinidad por la fase líquida.
  • 5. Aspectos generales • La operación unitaria se basa en dos aspectos: • Acondicionamiento, cuyo objetivo es crear las condiciones fisicoquímicas necesarias para asegurar la selectividad apropiada entre las partículas que se quieren separar. • Separación, que se basa en introducir burbujas de aire en el recipiente de trabajo con el objetivo de que contacten con las especies particuladas de manera que se separen mediante flotación. Las partículas ligadas a las burbujas de aire se eliminan en forma de espuma
  • 6. Reactivos utilizados • Colectores • Espumantes • Modificadores
  • 7. Colectores • Son agentes de superficia activa (tensioactivos) que se anaden a la suspension. Se adsorben selectivamente sobre las particulas volviendolas hidrofobicas.
  • 8. Espumantes • Son tensioactivos que, añadidos a la suspensión, estabilizan las burbujas de aire para que se produzca una adherencia efectiva de las partículas, su arrastre hasta la capa de espuma y eliminación de esta.
  • 9. Modificadores • Se dividen en 4: 1. Activadores: Se emplean para volver receptiva al recubrimiento del colector la superficie de un mineral. 2. Reguladores de pH. 3. Depresores: Ayudan a la selectividad o impiden la flotación de los materiales no deseados. 4. Dispersantes y floculantes.
  • 11.
  • 12. Fenómenos fisicoquímicos Algunos de los fenómenos que ocurren son: • Solubilidad y disociación de los reactivos en el agua, • Cambio de pH de la suspensión, • Cambio de la tensión superficial de la interface (aire agua), • Adsorción física y química de las especies disueltas sobre la superficie solida debido a la formación de puentes de hidrogeno, • Electroestática • Formación de enlaces químicos
  • 13. Variables del proceso • Características de las partículas • Variables químicas • Variables del equipo de flotation • Variables de operación
  • 14. Efecto del tamaño de la partícula
  • 15.
  • 16. Equipos Equipos Por aire Electrolítico Aire disperso disuelto Vacío Presión Neumático Mecánico Celdas Columnas Subaireracion
  • 17. Celda de flotación • Se introduce aire para mantener en suspensión la pulpa dentro de la solución. • Producir una buena aireación, que permita la diseminación de burbujas de aire a través de la celda. • Promover las colisiones y adhesiones de partícula-burbuja. • Transporte de la pulpa alimentada a la celda. • Control de la altura de la pulpa y de la espuma, la aireación de la pulpa y del grado de agitación.
  • 18. Características • Facilidad para la alimentación de la pulpa en formas continua. • Mantener la pulpa en estado de suspensión. • No debe ocurrir la sedimentación de las partículas. • Separación adecuada del concentrado y del relave.
  • 19. Eficiencia de una celda • Calidad de los productos obtenidos y recuperaciones. • Consumo de energía eléctrica. • Reactivos espumantes y otros reactivos • Gastos de operación y mantención por tonelada de material tratado.
  • 21. Zonas de una celda
  • 24. Celda Wemco de laguna seca Volumen Util : 160 m3 Potencia Instalada : 186.5 KWH Máquina Control de aire aspirado Tambor de aspiracion de aire Cono acelerador Max. Altura de espuma Estabilizador de espuma Concentricidad Difusor de espuma Collar de traslape Traslape Tubo de aspiración Biseles Piso Falso
  • 28. Columna de flotación Ventajas de las columnas de flotación en relación a las celdas de flotación convencionales de agitación mecánica : • Menor inversión de capital. • Menor consumo de energía. • Mayor espacio de aireación. • No lleva agitador. • Productos obtenidos de mejor calidad
  • 30.
  • 31.
  • 32.
  • 33. Celda Jameson • La celda Jameson es semejante a la máquina de cascada, utilizada para la flotación en los años 1920 a 1930, en la cual la pulpa se aireaba al caer por gravedad a través de una boquilla de 1,3 cm, en el interior de un tubo de aproximadamente 1 m de altura.
  • 34. Entre las características de la celda Jameson está la capacidad de generar altas fracciones de gas en el tubo de descenso manteniendo un régimen estable de flujo, la ausencia de un sistema generador de burbujas , el uso de agua de lavado para la espuma, la ausencia de un compresor para inyectar aire, simplicidad de operación, y una altura que permite su instalación sin mayores cambios estructurales en plantas ya existentes.
  • 35. Descripción • En una celda Jameson, aire y pulpa son mezclados en la parte superior de un tubo vertical, denominado sección de contacto o tubo de descenso. • La mezcla desciende verticalmente en contra corriente, descargando en una celda abierta, donde las burbujas mineralizadas ascienden formando espuma. • El nivel de pulpa dentro de la celda se controla para dar la adecuada altura de espuma y mantener la descarga del tubo de descenso bajo el nivel de interfase, asegurando la selectividad y estabilidad del proceso.
  • 36. Características • Tienen una sección circular o rectangular. • Poseen un área entre 40 a 60% del área de las celdas convencionales y una altura 30% menor. • El lavado de espuma se realiza mediante un diseño sencillo tipo “ducha”. • No requiere aire comprimido. • Utilización de colas para la difusión del aire.
  • 37.
  • 39. Equipos comerciales • Bateman Equipment Limited : Celdas de flotación. • CESL Engineering : Columnas de flotación. • Dorr-Oliver : Celdas de flotación. • Eimco Process Equipment : Celdas de flotación Wenco Smart Cell y Columnas de flotación Pyramid Resouerces. • EKOF : Celdas de flotación neumáticas Ekoflot-V. • Outokumpu Mintec : Celdas de flotación Tank Cell y Celdas de flotación Skim-Air. • Process Engineering Resources, Inc. : Columnas de flotación. • Svedala Pumps & Process : Celdas de flotación. • MIM Technology : Celda Jameson.
  • 40. Costos Equipo costo uso maquinaria de beneficio, de cobre de flotación de la US = 3,000 a 86,000 dlls (aprox. MXN célula, separador de flotación para el plomo y el zinc 39,002.57 - 1,118,073.8 / Sistema) celular US $1,000 - 2,000 / (aprox. MXN celda de flotación para los minerales y 13,000.86 - 26,001.72 / Pedazo) metalurgia US $1,000 - 1,000,000 / (aprox. MXN eco de flotación destintado de la célula 13,000.86 - 13,000,858.1 / Sistema) US $1,000 - 10,000 / (aprox. MXN Máquina de flotación, celda de flotación 13,000.86 - 130,008.58 / Sistema)
  • 41. Equipo costo uso o tipo US $5,000 - 30,000 / (aprox. MXN Columna de flotacion (CGPF introduction of 65,004.29 - 390,025.74 / Sistema) flotation column technology system & feature) US $5,000 - 30,000 / (aprox. MXN Columna de flotacion (CGPF introduction of 65,004.29 - 390,025.74 / Sistema) flotation column technology system & feature)
  • 42. Uso industrial • Recuperación de minerales tales como sulfato de cobre. • Limpieza de aguas con contenidos de grasa o aceites. • Separación de minerales de otros minerales.
  • 43. Ejemplos Imagen Aplicación Celdas de Flotación columnas de 3 productos. Tratamiento de concentraos primarios de Flourita. EL objetico de la flotación limpieza es la obtención de un concentrado para su comercialización con leyes B1% CaF2 grado ácidos.
  • 44. Otra aplicación es la obtención de papel reciclado mediante el uso de una columna de flotación y caracterización de las fibras. El uso de las columnas de flotación como método de des tintado se vasa en la flotación selectiva de las partículas de tinta, como consecuencia de la diferencia entre sus propiedades físicas y fisicoquímicas y las correspondientes alas fibras de celulosa.
  • 45. Referencias • Manual del ingeniero químico. Robert Perry. Septima edición. • http://es.scribd.com/doc/88610322/1-1Historia-Flotacion Marzo 2008