EVALUACIÓN DE CARACTERÍSTICAS DE TRANSPORTE DE ESPUMA EN CELDAS DE FLOTACIÓN

MATAMOROS LAGOS, CONSTANZA PATRICIA (2018)

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Tesis Pregrado

Los principales desafíos que enfrenta la industria minera hoy en día, están asociados a la necesidad de mantener la recuperación y la calidad de los concentrados, pese a la disminución de las leyes de alimentación, la mayor complejidad de los minerales y la mayor dificultad de operación. A esto se debe sumar las restricciones de agua y de energía, que actualmente han impulsado nuevos proyectos para la optimizaciónón de recursos.En el presente estudio, se analizó el comportamiento de los minerales en espumas de baja estabilidad, que se observan en las últimas celdas de los bancos de flotación industrial, donde se conecta una baja cantidad de sólido flotable.Esto implica que la ley (calidad) del concentrado sea menor hacia al final del banco.Las pruebas experimentales se realizaron en una celda bidimensional, a escala piloto, ubicada en el laboratorio de procesos de la Universidad Técnica Federico Santa María, donde se simuló un proceso de dos fases: aire y agua. El prototipo representa una sección radial de una celda de flotación industrial de 130 m3, operada en estado estacionario.Las pruebas, consisitieron en la inyección de un trazador líquido en distintos puntos de la espuma para evaluar el transporte de líquido en la espuma, según la distancia de ineyección del trazador respecto al labio de descarga (5 a 98 cm). Además, se cuantificó el drenaje de líquido desde la espuma hacia la zona de colección y se comparó la velocidad de espuma con la velocidad del líquido (trazador) en la zona de limpieza. Las pruebas se realizaron inyectando el trazador en dos niveles: (a) En la superficie de la espuma o (b) Sobre la interfaz pulpa-espuma.Durante las pruebas realizadas, se mantuvo ciertas condiciones de operación constantes, como el flujo de aire, la profundidad de espuma y el flujo de descarga de espuma. Por el contrario, las siguientes variables fueron modificadas: (i) ángulo frothcrowder y (ii) punto de inyección del trazador líquido radiactivo, I131 (NaI en solución). En cada experimento se inyectaron 0.02 mL de trazador, a distancias de 5, 21, 36 y 98 cm del labio de descarga. Lo anterior incluye los puntos de inyección en el tope de la espuma y cerca de la interfase pulpa/espuma.Para cada una de las pruebas, la velocidad superficial del gas se mantuvo en 1.52 cm/s, la concentración de espumante Oreprep 507 fue de 10 ppm y la profundidad de espuma medida resultó de 4 cm (debajo del nivel del labio de descarga).Cuando la inyección del trazador fue realizada en la superficie de la espuma y a una distancia menor a 36 cm, el trazador se transporta casi por completo en la corriente de concentrado, fuera de la celda de flotación. Por lo tanto, los sensores ubicados en la zona de colección no registraron una señal significativa que indique drenaje de líquido hacia esta zona del sistema. Por el contrario, cuando la inyección se realiza a distancias mayores a 36 cm y cercanas a la interfase, la cantidad de trazador que drena hacia la zona de colección es prácticamente completa. De esta forma, se obtuvieron concentraciones superiores en esta zona, en comparación a las pruebas donde la inyección se realizó en la superficie.En una celda de flotación piloto, la distancia respecto al labio de descarga necesaria para que el drenaje de líquido predomine hacia la zona de colección es superior a los 20 cm. Cuando se inyecta el trazador en la espuma, a una distancia de 98 cm respecto al rebalse, existe un 50% de drenaje de líquido hacia la zona de colección. Sin embargo, al realizar la inyección del trazador cerca de la interfase pulpa/espuma, a una distancia del labio de descarga de 20 cm, el drenaje de líquido es un 100%.A partir de los resultados obtenidos, se observó que el trazador se acumula en la zona de colección, debido al largo tiempo medio de residencia que existe en esta zona (mayor a 1 hora).El tiempo de mezclado en la zona de colección de la celda piloto (prototipo), resultó de aproximadamente 80 – 100 segundos; comparable con el tiempo observado en celdas de flotación a escala industrial, de 100 s.Se realizó una comparación entre la velocidad de espuma entregada por el sistema Visiofroth y la velocidad de espuma estimada a partir de las señales registradas por cada sensor (peak) y la distancia recorrida por el trazador. A partir de este análisis se obtuvo un error de aproximadamente 7% entre ambas velocidades, lo cual avala la posibilidad de utilizar esta metodología en un proceso de flotación a escala industrial. Además, el efecto de variar el ángulo del frothcrowder de 40° a 50°, aumenta el flujo de descarga de 2.8 a 3.8 L/min y la velocidad de descarga de espuma se incrementa en 1.5 cm/s.