Evaluación de la eficiencia del metabisulfito de sodio como agente depresante de pirita mediante microflotación con agua de mar empleando celdas Hallimond

Abstract

La industria minera actual enfrenta una crisis de escasez hídrica que ha impulsado el uso de agua de mar directa en los procesos de flotación de sulfuros de cobre. Sin embargo, la alta concentración de iones divalentes en el agua de mar hace inviable el método tradicional de deprimir la pirita mediante la alcalinización con cal, forzando a la industria a buscar reactivos alternativos que operen a pH natural, como el metabisulfito de sodio (MBS). Para abordar esta problemática, se llevó a cabo una metodología experimental basada en pruebas de microflotación en celdas Hallimond utilizando pirita pura y agua de mar artificial. Se evaluó la flotabilidad natural del mineral y se realizaron ensayos secuenciales para determinar las dosificaciones óptimas del colector Xantato AERO343 y del depresante MBS, analizando tanto el mineral puro como la pirita activada con iones de cobre, junto con el monitoreo constante del pH y el potencial electroquímico (Eh) de la pulpa. En ausencia de reactivos, la flotabilidad natural de la pirita pura y la activada es mínima, 8,97% y 8,80% respectivamente. Al dosificar el colector Xantato AERO343, 150 g/ton maximizan la recuperación al 92,45% en la pirita pura (manteniéndose siempre sobre el 75%) y al 94,27% en la activada, aunque esta última cae abruptamente al 29,13% si se sobredosifican 300 g/ton de colector. Fijando el colector en 150 g/ton, el depresante MBS en pirita pura logra su máxima depresión con solo 50 g/ton (reduciendo la recuperación a 38,75%, ya que dosis mayores la reactivan sobre el 91%), mientras que la pirita activada con cobre exige una dosis óptima de 300 g/ton de MBS para desplomar su recuperación al 20,90%, presentando una ventana operativa tan estrecha que 400 g/ton la disparan nuevamente al 91,73%. Todo este proceso transcurre en(...). The current mining industry faces a water scarcity crisis that has driven the use of direct seawater in copper sulfide flotation processes. However, the high concentration of divalent ions in seawater makes the traditional method of depressing pyrite through lime alkalinization unfeasible, forcing the industry to seek alternative reagents that operate at a natural pH, such as sodium metabisulfite (MBS). To address this problem, an experimental methodology was conducted based on microflotation tests in Hallimond cells using pure pyrite and artificial seawater. The natural floatability of the mineral was evaluated, and sequential assays were performed to determine the optimal dosages of the Xanthate AERO343 collector and the MBS depressant. This included analyzing both the pure mineral and copper-activated pyrite, alongside continuous monitoring of the pulp's pH and electrochemical potential (Eh). In the absence of reagents, the natural floatability of pure and activated pyrite is minimal, at 8,97% and 8,80%, respectively. Upon dosing the Xanthate AERO343 collector, 150 g/ton maximizes the recovery to 92,45% for pure pyrite (consistently remaining above 75%) and to 94,27% for the activated pyrite, although the latter drops abruptly to 29,13% if overdosed with 300 g/ton of collector. With the collector fixed at 150 g/ton, the MBS depressant achieves its maximum depression on pure pyrite with only 50 g/ton (reducing recovery to 38,75%, as higher doses reactivate it above 91%). In contrast, copper-activated pyrite requires an optimal dose of 300 g/ton of MBS to plummet its recovery to 20,90%, presenting such a narrow operational window that 400 g/ton causes it to shoot back up to 91,73%. This entire process takes place in(...).