Tópico 2. f Modelos de Procesos – Flotación en celdas neumáticas

Flotación en celdas neumáticas

En el camino de la optimización de los recursos, nos encontramos con numerosos estudios sobre los fenómenos de separación, y de acuerdo con ellos se van proponiendo diferentes métodos para obtener un mejor control y desempeño que en la flotación tradicional o también llamada convencional. Uno de aquellos métodos propuestos e implementados con éxito en Chile —1993/1994— son las celdas neumáticas.

Aunque toda la flotación por espuma es neumática, es decir, con aire, el término flotación neumática se acepta generalmente para aplicar a la flotación por espuma donde la aireación de la pulpa tiene lugar fuera del recipiente de separación, siendo esta la diferencia con la celda convencional de flotación. El desarrollo de esta tecnología se inicia en Alemania por los años 1970s, por los profesores Wolfgang Simonis y Albert Bahr, sin embargo, la aplicación industrial es realizada por el diseño de celda del profesor Rainer Imhof (1987), siendo esta la razón por la cual mundialmente este tipo de celda fue conocida como celda de flotación Imhof.

Diferentes estudios han demostrado las ventajas de las celdas de flotación neumática sobre las celdas de flotación mecánica, para la flotación de minerales de sulfuro de cobre. Los resultados de las pruebas, test y pilotajes indican que la recuperación de los concentrados obtenidos al utilizar la celda de flotación neumática, pueden aumentar de 1% a 4%, a los obtenidos al utilizar la máquina de flotación mecánica, especialmente cuando las pulpas de mineral contienen sulfuros de granulometría fina. En Chile, Minera Michilla S.A, fue la primera planta que utilizó este tipo de tecnología de flotación como medio de separación rápida de sulfuros y en una medida, reutilizar sus circuitos de celdas mecánicas existentes para hacer flotar óxidos de cobre. Luego de esta incursión, le siguió Minera Tamaya (1995).

Las máquinas neumáticas se han utilizado en una amplia gama de tamaños de partículas, desde el 80% pasante de 45 μm hasta el 80% pasante por 1000 μm y la principal característica o principio de accionamiento del equipo consiste en promover, mediante el bombeo de la pulpa a alta presión (2.5 a 3.0 bar),  la succión de aire ( o más bien la autosucción) en forma de burbujas finas con extensas micro-turbulencias, provocando un contacto estrecho entre partículas minerales y burbujas por medio de la colisión a muy alta energía. Es este contacto estrecho entre partículas y burbujas, el que garantiza que no existan zonas muertas y un corto tiempo de residencia, es otra de las ventajas. El sistema de aireación externa generalmente se logra utilizando un sistema Venturi simple en una tubería y en otros casos, en forma más sofisticada usando tecnología especializada de generación de burbujas finas.

La figura 1 ilustra una máquina de flotación neumática, en donde podemos observar la unidad de aireación autoaspirante en la parte superior de la celda, la cual es un componente importante y esencial de esta tecnología, cuya configuración está basada en el efecto Venturi (figura 2). Debido a la alta velocidad/presión en la pulpa alimentada a la celda neumática se promueve la auto-aireación a la tubería de alimentación y cuando el aire se mezcla con la pulpa, este queda encerrado en la pulpa en pequeñas burbujas, favoreciéndose la colisión y la adherencia. Las partículas hidrofóbicas adheridas a las burbujas de forma inmediata migran a la fase de espuma, mientras que las partículas hidrofílicas siguen en la pulpa hacia el underflow.

La celda neumática tiene potencial de uso no solamente para minerales de cobre, sino que también para otros sulfuros metálicos, como por ejemplo de hierro y molibdeno. Puesto que reduce el tiempo de flotación, puede tener un efecto significativo en el CAPEX asociado a un proyecto, dado que permite minimizar el área de flotación. Aun cuando una etapa neumática puede reemplazar a las etapas rougher y scavenger, su mayor utilización se verifica en la práctica en las etapas de limpieza compitiendo con la flotación columnar o complementando esta última tecnología.

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