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SEPARACIONES HIDRAÚLICAS: FLOTACIÓNSeparación Hidráulica FLOTACIÓNDescripción del procesoLa flotación es un proceso fisicoquímico de tensión superficial en la que un sólido se separa de otro, basándose en que uno de ellos sobrenada en la superficie del líquido. La flotación utiliza al agua como flui...

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SEPARACIONES HIDRAÚLICAS: FLOTACIÓN Separación Hidráulica

FLOTACIÓN La flotación es un proceso fisicoquímico de tensión superficial en la que un sólido se separa de otro, basándose en que uno de ellos sobrenada en la superficie del líquido.

Descripción del proceso

La flotación utiliza al agua como fluido separador, durante el proceso las partículas sólidas se mantienen constantemente agitadas con agua sobre la que se mantiene una capa de espuma espesa. La separación es realizada provocando que una especie particular de partículas se adhiera a una burbuja de aire, de preferencia a otras partículas presentes. La burbuja de aire proporciona flotabilidad y estas burbujas con las partículas adheridas se elevan a la superficie líquida y forman una espuma estable la cual es removida posteriormente. Para mejorar los rendimientos o, en ocasiones, para hacer posible la flotación de una mezcla, es preciso añadir al baño pequeñas cantidades de ciertos reactivos, a los que según su función se les denomina: Espumantes, colectores, promotores, modificadores, inhibidores o depresores y activadores.

Características fisicoquímicas que se deben cumplir para hacer uso de la Flotación

Humectabilidad. Las partículas mezcladas se pueden separar entre sí cuando existe una diferencia suficiente en su humectabilidad, la flotación de un sólido depende de la adsorción relativa o mojado (humectabilidad) de sus superficies por un fluido. Densidad. Los sólidos contenidos tienen una densidad aproximadamente igual o menor que la del fluido separador, es decir, el agua. Propiedades superficiales. La separación por flotación depende solamente de las características superficiales de los sólidos (no de su densidad), por ello, la flotación se realiza con materias finamente pulverizadas (mallas 20 a 200). Ángulo de contacto y tensión superficial. La tensión interfacial es la fuerza de resistencia que se opone a la ampliación o agrandamiento de la superficie, esta propiedad depende del ángulo de contacto, para que sea posible la flotación se requiere de ángulos de contacto grandes. Adición de reactivos de flotación. Para hacer uso de la flotación, se requiere de la adición de ciertas sustancias orgánicas que promueven, intensifican y modifican las condiciones fisicoquímicas del proceso.

Célula de flotación

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Es un aparato en el cual se efectúa la flotación, separando el material de las colas residuales. Consta de un depósito provisto lateralmente de un canal alimentador, un rebosadero para la espuma y un dispositivo de descarga para las colas en el lado opuesto, así como una conducción apropiada para la introducción del aire necesario. Existen dos tipos de células de flotación: a) Neumáticas: Utilizan aire comprimido para la agitación, proporcionando agitación suave. b) Mecánicas: Un agitador mecánico incorpora aire y lo amasa con la pulpa, se logra una flotación más perfecta (agitación más violenta).

Máquina de flotación Callow • Características básicas de los equipos de Flotación, anexar dibujo

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Máquina de flotación Mamuth

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Es una de las primeras y más sencillas, por lo que pueden encontrarse en las plantas más antiguas. Carece de partes mecánicas. La pulpa del mineral se suspende y aire por medio de burbujas de aire que atraviesan un medio poroso (lona) que forma el fondo de la celda.

Es neumática. No utiliza telas ni posee partes móviles. Está formada por un canal en forma de “V” dividida en secciones mediante pantallas verticales. El aire entra por un conducto general a lo largo de la célula con ramales unidos a la parte superior de cada sección. Las corrientes de aire arrastran hacia arriba algo de la pulpa atravesando una cúpula perforada, esto provoca la formación de espuma que es desviada contra las pantallas inclinadas. La espuma se descarga por encima de los bordes de rebose. La alimentación entra por uno de los lados del canal. Las partículas no flotables sedimentan.

Célula de flotación Denver

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Celda Fagergren

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Es de funcionamiento mecánico La pulpa entra por la parte superior de la artesa de recirculación y el aire entra a baja presión por el pasaje de aire. La pulpa y el aire se mezclan íntimamente y se expulsan hacia el exterior mediante una hélice giratoria y un difusor estacionario. Las partículas recubiertas del colector se adhieren a las burbujas que se elevan y llegan a la parte superior de la celda, de donde se retiran con la espuma. La pulpa se impulsa hacia arriba a un rotor mediante la porción inferior del rotor. Simultáneamente el extremo superior del rotor absorbe aire y lo hace descender por la tubería vertical para que se mezcle bien con la pulpa dentro del rotor. La pulpa aireada se expulsa mediante la fuerza centrífuga. El estator (jaula estacionaria) ajustado estrechamente al rotor, divide el aire en burbujas diminutas.

Flujo volumétrico. Se debe controlar el flujo de alimentación que entra a las celdas.

Variables a controlar durante el proceso

Tiempo de residencia. El tiempo de flotación depende de las características del material que se va a flotar. Para la optimización de los circuitos de flotación el tiempo óptimo se determina previamente mediante pruebas cinéticas de flotación en laboratorio. pH. El proceso de flotación es sumamente sensible al pH, especialmente cuando se trata de flotación selectiva. Adición de reactivos de flotación. Una vez especificado el tipo de reactivo que el proceso requiere, es necesario determinar y controlar la cantidad de dicha sustancia que se ha de adicionar a la operación. Temperatura. Cuando se hace uso de reactivos de flotación es necesario controlar este parámetro, ya que la acción de dichos reactivos varía dependiendo de la temperatura. Índice cinético de flotación. El control de los índices cinéticos de flotación durante el proceso permite a su vez el control de la velocidad de flotación. Porcentaje de sólidos. El porcentaje de sólidos determina el volumen de la pulpa a ser manejada por cada tonelada de sólidos secos procesados. Velocidad de aireación y presión. Nivel de pulpa en las celdas de flotación.

Tensiómetro

Medidores de flujo: Transmisores

Equipos o instrumentos empleados para el monitoreo del proceso

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Instrumento que permite medir la tensión superficial e interfacial de los líquidos, así como analizar la estabilidad de la espuma generada durante el proceso de flotación.

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También realiza mediciones de otras variables importantes durante la flotación como el ángulo de contacto y la humectabilidad.

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La medición del flujo de alimentación a las celdas, las pulpas y colas residuales se puede realizar con transmisores de flujo magnético y transmisores de densidad que permiten obtener el flujo másico.

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Estos equipos, a su vez, permiten el control de otras variables de proceso como: Densidad, concentración, viscosidad y temperatura, flujo volumétrico, temperatura y conductividad.

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Uno de los parámetros más importantes a controlar es el valor de pH de la suspensión en un rango alcalino, garantizando así el máximo rendimiento posible.

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La medición de dicho parámetro se realiza mediante sensores de pH y Redox ubicados en los equipos de flotación.

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Existen sistemas de dosificación que permiten la correcta adición de los reactivos de flotación, así como la medición del flujo dosificado.

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Estos equipos permiten optimizar el proceso de flotación.

Medidores de pH

Dosificador de reactivos de flotación

Riesgos presentes durante el proceso

Riesgo químico. Exposición a agentes químicos: Reactivos de flotación, ácidos y otras sustancias tóxicas; lo que conlleva riesgo de intoxicación o quemadura. Riesgo físico. Caídas a diferente y al mismo nivel, por falla en la estructura del equipo o mala disposición de las tuberías. Riesgo eléctrico. Antes de cualquier acceso a la celda de flotación o a su área de riesgo, la fuente de poder eléctrica debe ser apagada y el interruptor de circuito en la posición de apagado. Recuperación de minerales La mayor parte del cobre, plomo, zinc, molibdeno, y níquel del mundo se produce a partir de minerales que primero se concentran por medio de flotación.

Tratamiento de aguas residuales La flotación por aire es un proceso de separación física para el tratamiento de aguas residuales industriales, que remueve contaminantes orgánicos como grasas, aceites y sólidos suspendidos.

Ejemplos

Flotación de KCl La flotación permite la separación del NaCl y el KCl. Durante el proceso de flotación, los cristales de KCl están cubiertos por sustancias activas de superficie. Esto permite que las burbujas de gas se unan al KCl. Así, el KCl se separa por flotación, mientras que el NaCl se sedimenta.

Fuentes de consulta Brown, G. (1965). “Operaciones básicas de la ingeniería química”. España. Editorial Marín S. A. ECN Automation (2018). Parámetros de control en celdas de flotación. Recuperado el 19/01/2021 a las 8:00 a.m. de: https://ecnautomation.com/parametros-de-control-en-celdas-de-flotacion/ METSO

(2019). Celdas de flotación RCS. Recuperado el 19/01/2021 a las https://docplayer.es/94660758-Celdas-de-flotacion-rcs-manual-de-usuario.html

8:00

a.m.

de:

Sanquea, J. (2015). Proceso: Flotación. Prezzi. Recuperado el 19/01/2021 a las 8:00 a.m. de: https://prezi.com/owsikoctpoor/proceso-flotacion/...