Direct Flotation Reactor (DFR)

En los tópicos anteriores se revisaron los conceptos fundamentales del proceso de concentración colectiva de minerales y alguna de las opciones de celdas de flotación más utilizadas dentro de la industria minera, como son las celdas columnares, neumáticas y SFR (Staged Flotation Reactor). En el tópico de esta semana se presenta el funcionamiento de otra de las tecnologías desarrolladas por Woodgrove, la celda DFR (Direct Flotation Reactor).

El componente clave en los sistemas de flotación convencional es la interacción y adhesión selectiva de las partículas de interés con las burbujas dentro de la zona de colección. Otro de los requerimientos fundamentales para el proceso de flotación es el transporte del agregado partícula-burbuja desde la zona de colección hacia la zona de formación y colección de espuma. La formación y transporte de minerales por medio de una fase de espuma representa un desafío importante dentro del proceso de flotación y es un factor limitante dentro del proceso de optimización del proceso de flotación.

Como se vio en el tópico anterior, una de las ventajas que posee la celda SFR sobre las celdas convencionales es que logra separar los requerimientos de agitación en distintos estanques, lo que ha permitido lograr una optimización en las geometrías de las celdas, logrando así mejores resultados. Por otro lado, la celda DFR elimina la zona de espuma y, por ende, el transporte de mineral por medio de ésta, eliminando uno de los aspectos limitantes del proceso de flotación convencional y se preocupa únicamente en recuperar el agregado partícula burbuja.

La Figura 1 muestra un diagrama esquemático de la celda DFR. A diferencia de la celda SFR, el sistema DFR acopla el estanque agitado y la FRU (Froth Recovery Unit) en una sola unidad. La pulpa es alimentada por la parte inferior del reactor a través de una tubería que proviene de un tanque, el cual provee la presión suficiente para permitir que el concentrado salga por la parte superior del reactor. El flujo de gas es inyectado junto con la alimentación de la pulpa en la parte inferior del reactor. El agregado partícula-burbuja sube hasta la parte superior de la celda, mientras que la cola es descartada por el costado del reactor.

Las burbujas cargadas con mineral suben hasta la zona superior del reactor, a una zona de agrupación de burbujas. El flujo de pulpa conformado por las tres fases que coexisten: burbuja, mineral (partícula de interés) y agua, sale del reactor a través de una válvula en la zona superior del mismo. El tanque de alimentación de pulpa a la DFR mantiene un delta de presión positivo que permite un flujo ininterrumpido, fijándose un set point de presión optimo, manejado mediante las válvulas de concentrado o cola del reactor, para generar una colección eficiente del particulado de interés. Un elemento clave en el diseño del sistema DFR es que no existe espumación propiamente tal en la parte superior de la celda. La coalescencia de burbujas es prácticamente eliminada y se mantiene una tasa de velocidad lo suficientemente alta de agregado partícula-burbuja, de manera que se previene la formación de una interfase pulpa/espuma.

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