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Optimización de Flotación con
el uso de Metodologías de
Caracterización de Espumantes”
Por:
Levi Guzman - Patricio Velarde
Moly-Cop Peru
INTRODUCCIÓN
Durante los últimos años el proceso de flotación ha continuado
evolucionando de un arte hacia una ciencia con la incorporación de
nuevas metodologías entendiendo que el proceso de flotación ocurre en
dos zonas: pulpa y espuma.
• En la zona pulpa: La capacidad de transporte de partículas flotables
dependerá fundamentalmente, de la superficie de gas disponible y en
ella influye tanto la cantidad de gas como la distribución de tamaños
de burbujas.
• En la zona espuma: El proceso de flotación depende de la generación
de una espuma controlada y estable.
INTRODUCCIÓN
Es sabido que el tipo de mineral y los factores operacionales de la planta
tienen un efecto sobre la estabilidad de la espuma. Por ejemplo, el tipo de
colector, dosificación, el contenido de ganga, la molienda y la calidad del
agua. Por lo tanto, es difícil diseñar un espumante sin tener en cuenta estos
factores.
La complejidad en la selección de espumantes a escala de laboratorio y los
riesgos asociado con pruebas extendidas de plantas es probablemente la
razón por la cual algunas plantas prefieren apegarse a productos estándar.
Es por tal motivo que Moly-Cop ha implementado una metodología que
permite evaluar una gama de espumantes usando pequeñas proporciones de
mineral, agua y reactivos utilizados en planta antes de ir a una prueba
industrial
METODOLOGÍA PARA SELECCIÓN DE ESPUMANTES
Curva
Granulométrica
(CLIENTE)
Muestra
(CLIENTE)
100%
Malla -#10
Estándar
de
Flotación
(CLIENTE)
Pulpa de
Mineral
(CLIENTE)
Pruebas de
Estabilidad de
Espuma
S
Í
Recuperación
por Arrastre
N
O
N
O
¿Tiempo de
Molienda
Óptimo?
S
Í
Plan de
Flotación
Evaluación de
Resultados
Homogenizado
Reactivos
N
O
Mediciones
hidrodinámicas
¿Mejoró el
Grado y
Recuperación?
S
Í
Prueba Industrial
PROPUESTA DE
ESPUMANTE(S)
Pruebas de cinética de flotación
Curva
Granulométrica
(CLIENTE)
Muestra
(CLIENTE)
100%
Malla -#10
Estándar
de
Flotación
(CLIENTE)
Pulpa de
Mineral
(CLIENTE)
Pruebas de
Estabilidad de
Espuma
S
Í
Recuperación
por Arrastre
N
O
N
O
¿Tiempo de
Molienda
Óptimo?
S
Í
Plan de
Flotación
Evaluación de
Resultados
Homogenizado
Reactivos
N
O
Mediciones
hidrodinámicas
¿Mejoró el
Grado y
Recuperación?
S
Í
Prueba Industrial
PROPUESTA DE
ESPUMANTE(S)
Recuperación de agua vs. arrastre mecánico
Curva
Granulométrica
(CLIENTE)
Muestra
(CLIENTE)
100%
Malla -#10
Estándar
de
Flotación
(CLIENTE)
Pulpa de
Mineral
(CLIENTE)
Pruebas de
Estabilidad de
Espuma
S
Í
Recuperación
por Arrastre
N
O
N
O
¿Tiempo de
Molienda
Óptimo?
S
Í
Plan de
Flotación
Evaluación de
Resultados
Homogenizado
Reactivos
N
O
Mediciones
hidrodinámicas
¿Mejoró el
Grado y
Recuperación?
S
Í
Prueba Industrial
PROPUESTA DE
ESPUMANTE(S)
Medición del tamaño de burbuja
Curva
Granulométrica
(CLIENTE)
Muestra
(CLIENTE)
100%
Malla -#10
Estándar
de
Flotación
(CLIENTE)
Pulpa de
Mineral
(CLIENTE)
Pruebas de
Estabilidad de
Espuma
S
Í
Recuperación
por Arrastre
N
O
N
O
¿Tiempo de
Molienda
Óptimo?
S
Í
Plan de
Flotación
Evaluación de
Resultados
Homogenizado
Reactivos
N
O
Mediciones
hidrodinámicas
¿Mejoró el
Grado y
Recuperación?
S
Í
Prueba Industrial
PROPUESTA DE
ESPUMANTE(S)
Medición del tamaño de burbuja
Disminución del tamaño de burbujas al aumentar la concentración de DF-1012
Medición del tamaño de burbuja
Disminución del tamaño de burbujas al aumentar la concentración de H-75
Medición del tamaño de burbuja
Adición de espumante (PPM)
Comparación del D50 generado por diferentes dosis de espumantes DF-1012 y H-75
Pruebas de estabilidad de espuma
Curva
Granulométrica
(CLIENTE)
Muestra
(CLIENTE)
100%
Malla -#10
Estándar
de
Flotación
(CLIENTE)
Pulpa de
Mineral
(CLIENTE)
Pruebas de
Estabilidad de
Espuma
S
Í
Recuperación
por Arrastre
N
O
N
O
¿Tiempo de
Molienda
Óptimo?
S
Í
Plan de
Flotación
Evaluación de
Resultados
Homogenizado
Reactivos
N
O
Mediciones
hidrodinámicas
¿Mejoró el
Grado y
Recuperación?
S
Í
Prueba Industrial
PROPUESTA DE
ESPUMANTE(S)
Columna de estabilidad de espuma Bikerman
El equipo Bikerman está diseñado para probar las características de la
espuma de flotación. Esta unidad se puede probar con sistema bifásico
(Agua-Aire) y sistema trifásico (Agua-Aire-Mineral), comparando
espumantes y otros reactivos con características espumantes.
Como se mencionó, el proceso de flotación depende de la generación de
una espuma controlada y estable. Por lo que medir la altura de la espuma
para una dosis dada de espumante y la velocidad de flujo de aire en una
columna de pulpa permite estimar la potencia de espumación de un
reactivo.
Columna de estabilidad de espuma Bikerman
PRUEBA A ESCALA LABORATORIO
Objetivo
Evaluar la estabilidad de espuma de los espumantes tipo alcoholes y poliglicoles
con pulpa de mineral.
Consideraciones para el estudio
•
•
•
•
•
•
•
•
Se realizaron mediciones en un sistema trifásico (agua – mineral - aire).
Se tomó una muestra de pulpa del O/F de hidrociclones.
Las pruebas se realizaron con 3 reactivos.
Las dosis añadidas fueron de 5 – 20 g/t.
Las pruebas se llevaron a cabo a pH 11.
Se trabajó con un flujo de aire de 6 lpm (valor recomendado por el fabricante).
Los valores de altura de espuma se tomaron cuando la espuma es estable.
Una vez estabilizada la espuma se cerró la válvula de aire y se midió el tiempo de
caída de la espuma.
Formación de espuma
5 g/t
10 g/t
25
20
20
15
15
H, cm
H, cm
25
10
10
5
5
0
0
20
40
60
80
100
120
140
0
160
20
40
60
Espumante 1 (poliglicol)
Espumante 2 (alcochol)
80
100
120
140
160
Tiempo, s
Tiempo, s
Espumante 3 (poliglicol)
Espumante 1 (poliglicol)
Espumante 2 (alcochol)
Espumante 3 (poliglicol)
20 g/t
25
20
15
H, cm
0
10
5
0
0
20
40
60
80
100
120
140
Tiempo, s
Espumante 1 (poliglicol)
Espumante 2 (alcochol)
Espumante 3 (poliglicol)
160
Estabilidad de espuma vs velocidad de decaimiento
Velocidad de caída de espuma
Altura de espuma
24
1.00
0.95
Velocidad de caída, cm/s
22
H, cm
20
18
16
0.90
0.85
0.80
0.75
0.70
14
0
5
Espumante 1 (poliglicol)
10
15
Dosis de espumante, g/t
Espumante 2 (alcochol)
20
Espumante 3 (poliglicol)
25
0
5
10
15
20
25
Dosis de espumante, g/t
Espumante 1 (poliglicol)
Espumante 2 (alcochol)
Espumante 3 (poliglicol)
El espumante 3 (poliglicol) presenta similar altura de espuma para todas las dosis de espumante.
El espumante 1 (poliglicol) y espumante 2 (alcohol) presentaron bajas alturas de colchón a bajas dosis, pero a
partir de los 10 g/t lograron las mayores alturas de espuma.
El espumante 2 (alcohol) presenta las más altas velocidad de caída de espuma, cabe señalar que pese a las altas
dosis de espumante el reactivo presentó una alta velocidad de rompimiento de espuma.
METODOLOGÍA PARA SELECCIÓN DE ESPUMANTES
Curva
Granulométrica
(CLIENTE)
Muestra
(CLIENTE)
Estándar de
Flotación
(CLIENTE)
Pulpa de
Mineral
(CLIENTE)
Pruebas de
Estabilidad de
Espuma
100%
Malla -#10
S
Í
Recuperación
por Arrastre
N
O
N
O
¿Tiempo de
Molienda
Óptimo?
S
Í
Plan de
Flotación
Evaluación de
Resultados
Homogenizado
Reactivos
N
O
Mediciones
hidrodinámicas
PROPUESTA DE
ESPUMANTE(S)
¿Mejoró el
Grado y
Recuperación?
S
Í
Prueba Industrial
PROPUESTA DE
ESPUMANTE(S)
Medición Hidrodinámica en planta
Curva
Granulométrica
(CLIENTE)
Muestra
(CLIENTE)
100%
Malla -#10
Estándar
de
Flotación
(CLIENTE)
Pulpa de
Mineral
(CLIENTE)
Pruebas de
Estabilidad de
Espuma
S
Í
Recuperación
por Arrastre
N
O
N
O
¿Tiempo de
Molienda
Óptimo?
S
Í
Plan de
Flotación
Evaluación de
Resultados
Homogenizado
Reactivos
N
O
Mediciones
hidrodinámicas
¿Mejoró el
Grado y
Recuperación?
S
Í
Prueba Industrial
PROPUESTA DE
ESPUMANTE(S)
Caracterización de Burbujas
• Equipo de medición
– Basado en la visualización:
• Mediante toma de imágenes.
• Mediante toma de videos.
– Desarrollado por McGill.
– Anglo Platinum Bubble Sizer
• Equipo portátil
• Toma de mediciones puntuales
• Captura imágenes de
distribución de burbujas.
Distribución del Tamaño de Burbujas
Foto Real
Foto procesada
Distribución de Frecuencia
MEDICIÓN HIDRODINÁMICA EN PLANTA
Objetivo
Realizar mediciones de dispersión de gas:
Jg 
• Velocidad superficial de gas (Jg)
• Diámetro de burbujas (d32)
𝑆𝑏 =
• Flujo de área superficial de burbujas (Sb)
• % Hold Up
 g  100
Qg
A
6𝐽𝑔
𝑑32
Volumen_ de _ burbuja
(%)
Volumen_ total
Evaluacion de Circuitos
de Flotacion de
Minerales
Velocidad superficial del gas (Jg) – Rougher Cobre
Etapa Rougher - Cobre
2.5
Jg, cm/s
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
C-TK 1
C-TK 2
C-TK 3
C-TK 4
C-TK 5
Tamaño de Burbujas – Rougher Cobre
Etapa Rougher - Cobre
2.0
1.8
1.6
d32, mm
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
C-TK 1
C-TK 2
C-TK 3
C-TK 4
C-TK 5
Flujo de área superficial de burbujas (Sb) – Rougher
Cobre
Etapa Rougher - Cobre
140
120
Sb, 1/s
100
80
60
40
20
0
C-TK 1
C-TK 2
C-TK 3
C-TK 4
C-TK 5
Velocidad superficial del gas (Jg) – Rougher Plomo
Etapa Rougher-Plomo
2.5
Jg , cm/s
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
C-TK 1
C-TK 2
C-TK 3
C-TK 4
C-TK 5
C-TK 6
C-TK 7
C-TK 8
C-TK 9
Tamaño de Burbujas – Rougher Plomo
Etapa Rougher-Plomo
2.0
1.8
1.6
d32, mm
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
C-TK 1
C-TK 2
C-TK 3
C-TK 4
C-TK 5
C-TK 6
C-TK 7
C-TK 8
C-TK 9
Flujo de área superficial de burbujas (Sb) – Rougher Plomo
Etapa Rougher-Plomo
140
120
Sb, 1/s
100
80
60
40
20
0
C-TK 1
C-TK 2
C-TK 3
C-TK 4
C-TK 5
C-TK 6
C-TK 7
C-TK 8
C-TK 9
Altura de colchón de espuma – Rougher Plomo
Etapa Rougher-Plomo
450
Altura de Colchón, mm
400
350
300
250
200
150
100
50
0
C-TK 1
C-TK 2
C-TK 3
C-TK 4
C-TK 5
C-TK 6
C-TK 7
C-TK 8
C-TK 9
Velocidad superficial del gas (Jg) – Rougher Zinc
Etapa Rougher-Zinc
2.5
Jg , cm/s
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
C-TK 1
C-TK 2
C-TK 3
C-TK 4
C-TK 5
C-TK 6
C-TK 7
C-TK 8
C-TK 9
Tamaño de Burbujas – Rougher Zinc
Etapa Rougher-Zinc
2.0
1.8
1.6
d32, mm
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
C-TK 1
C-TK 2
C-TK 3
C-TK 4
C-TK 5
C-TK 6
C-TK 7
C-TK 8
C-TK 9
Flujo de área superficial de burbujas (Sb) – Rougher Zinc
Etapa Rougher-Zinc
140
120
Sb, 1/s
100
80
60
40
20
0
C-TK 1
C-TK 2
C-TK 3
C-TK 4
C-TK 5
C-TK 6
C-TK 7
C-TK 8
C-TK 9
Altura de colchón de espuma – Rougher Zinc
Etapa Rougher-Zinc
500
Altura de Colchón, mm
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
C-TK 1
C-TK 2
C-TK 3
C-TK 4
C-TK 5
C-TK 6
C-TK 7
C-TK 8
C-TK 9
Conclusiones de mediciones hidrodinámicas en planta
• Rougher Cobre: Se recomienda aumentar el aire en las celdas 1 y 5 con
el objetivo de tener un perfil de aire parejo en todo el banco de flotación.
• Rougher Plomo: El espumante utilizado actualmente es MIBC, se
recomienda evaluar un espumante de mayor peso molecular que permita
un mejor control del colchón de espuma.
• Rougher Zinc: El diámetro de burbuja se inició en 1.93 mm en la primera
celda y terminó en 0.91 mm en la última celda. Se recomienda adicionar
espumante en la primera celda a fin de mantener el diámetro dentro del
banco de flotación.
Conclusiones Generales
• El uso combinado de las metodologías de Medicion de estabiliad de
espuma e hidrodinámica permite a los operadores optimizar el proceso
de flotación con “ojos dentro del proceso”, permitiendo realizar
optimizaciones, especialmente en la dosis y tipo de espumante y
chequear los efectos de una manera más holística que sólo con el control
visual humano y los analizadores químicos en línea.