Uno de los procesos más utilizados para la recuperación de minerales sulfurados es la flotación, que también se emplea para el tratamiento de aguas residuales con alto contenido de grasas o aceites para su posterior utilización.
¿Qué es la flotación de minerales?
La flotación es un proceso fisicoquímico de separación de minerales o de compuestos que se encuentran dispersos. Se basa en las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas de los minerales que provocan que uno o varios minerales se queden en una fase o vayan a la siguiente; es decir, se basa en el comportamiento de los sólidos frente al agua.
El proceso de flotación es una etapa de la concentración de minerales que se realiza en tres etapas: sólido, líquido y gas. En estas, se separan los minerales valiosos de los que no tienen valor mediante la adición de reactivos aprovechando sus características fisicoquímicas para propiciar la formación de espumas y su colección mediante canaletas con celdas de flotación. Un proceso inadecuado implica que se llevará material que no podrá ser recuperado y reutilizado.
Los primeros metalurgistas elaboraban herramientas con minerales nativos que encontraban en la superficie terrestre, los cuales sometían a procesos de calentamiento, excepto cuando se encontraban sulfuros que eran inadecuados para la técnica.
Fue hasta mediados del siglo XIX que se descubrió la flotación de minerales cuando pudieron trabajarse los sulfuros, que responden muy bien al proceso en comparación con los minerales oxidados que no flotan.
En 1924 comenzaron a usarse jabones en la flotación de minerales oxidados; en 1935 se introdujo el uso de colectores catiónicos a base de aminas para minerales no metálicos, y para 1950 ya existían plantas de flotación en todo el mundo.
Los principios básicos del proceso de flotación de minerales son: la hidrofobia del mineral, es decir su capacidad de repeler el agua, lo que permite que se adhieran partículas sólidas a las burbujas de aire. La formación de una espuma estable, con lo cual se pueden mantener las partículas sobre la superficie del agua.
Para conseguir esos principios es necesario añadir reactivos químicos al sistema, los cuales son colectores, depresores, activadores y modificadores, cuyo efecto es inducir la hidrofobicidad de las partículas y dar estabilidad a la espuma que se formó.
Las partículas hidrofóbicas se adhieren a las burbujas y tienen afinidad por la fase gaseosa y repelen la líquida, mientras que las hidrofílicas no se adhieren a las burbujas y tienen afinidad por la fase líquida.
La flotación se utiliza con frecuencia para recuperar los minerales sulfurados de cobre debido a que son hidrofóbicos; también es un proceso utilizado para la limpieza de aguas residuales con alto contenido de grasas o aceites ya que facilita la colección y reutilización.
El reactivo más utilizado para sulfurizar es el sulfuro de sodio, el cual se hidroliza cuando entra en contacto con el agua ya que es una sal que proviene de una base y un ácido fuerte, lo que produce una reacción de disociación que introduce iones OH que, a su vez, producen alcalinidad.
También se pueden usar iones de sulfuro y de hidrosulfito como agentes activos que actúan sobre minerales oxidados. Cuando la concentración de sulfuro de sodio es suficiente, se forma con rapidez un lecho grueso sobre el óxido, que provoca un cambio en la coloración de los minerales.
Importancia de la flotación
En la industria minera, la flotación ha marcado un hito al permitir la explotación de yacimientos con una constitución compleja, que hubiera sido imposible con otros métodos de extracción de minerales.
Los reactivos de flotación desempeñan un papel muy importante en el proceso ya que cumplen con funciones específicas que hacen posible la separación de los minerales valiosos, por ello su elección es una tarea especializada, que depende tanto del proceso, como del tipo de mineral a extraer y su complejidad.
Con el surgimiento y auge de la flotación se dio origen a la llamada gran minería, en la que se introdujo la tecnología capaz de extraer los minerales más valiosos para el mercado, de modo que se puede aprovechar más el proceso de extracción en general. Por esta razón, el proceso fisicoquímico de flotación se ha vuelto más importante.
Además de los reactivos, en las plantas de tratamiento por flotación se usan las celdas de colección y las columnas que permiten optimizar los recursos para obtener la mayor cantidad de minerales por el menor coste de inversión para cumplir el principal objetivo de la flotación: lograr la mayor recuperación de mineral y que estos sean de calidad.
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