Tópico 2: Flotación de material fino mediante cavitación hidrodinámica

La cinética de flotación de minerales sulfurados se ve afectada por una serie de factores, tanto físicos como químicos, entre los que se incluye el tipo y la dosis de reactivos, el pH, la densidad de la pulpa, el tamaño de las partículas, el flujo de gas, tamaño medio de las burbujas, temperatura, velocidad del impulsor, profundidad de la espuma, diseño de la celda de flotación, entre algunos a listar. Sin embargo, todos los mencionados se pueden agrupar en tres: propiedades del material de alimentación, propiedades reológicas de la pulpa y propiedades operativas de la celda. Todos aquellos factores interactúan para dar paso a la flotación, que a su vez ocurre a través de ciertos mecanismos de interacción partícula-burbuja, colisión burbuja-partículas, adhesión y desprendimiento, que se muestran en la Figura 1:

DOI: https://doi.org/10.5277/ppmp18155

La tasa de flotación de partículas es directamente proporcional al área superficial disponible y proporcionada por las burbujas y, por otro lado, la probabilidad de flotación depende del tamaño de partícula. Por lo tanto, el tamaño de las partículas es uno de los parámetros más importantes en flotación porque afecta la mineralización de las burbujas de gas y la estabilidad de la espuma, por la adsorción de reactivos. La exposición de la superficie mineral aumenta con la disminución del tamaño de partícula proporcionando más sitios para la fijación de burbujas.

Existe evidencia práctica suficiente para señalar que existe un tamaño óptimo para flotar partículas y de hecho, según el conocimiento aportado por numerosos trabajos, está en el rango de 30 µm – 100 µm. Sin embargo, a veces esto no es posible debido a que una molienda fina da origen simultáneo a la generación de una elevada cantidad de partículas superfinas (< 20 µm), que terminarán impactando negativamente en la recuperación. Existen diferentes caminos que afrontan de manera paliativa este efecto y uno de éstos, operacionalmente hablando, es el de modificar tanto la capacidad de generar burbujas y como su tamaño, creando instancia de mejor contacto partícula-burbuja. En este tópico semanal hablaremos de una forma de generar aquel contacto: la cavitación.

La cavitación es un fenómeno hidrodinámico de desplazamiento de aire en un fluido, en nuestro caso específicamente del agua, el cual es aprovechado para proporcionar un método práctico in situ de generación de pequeñas burbujas en sistemas de flotación. Las aplicaciones comerciales permiten de manera intencionada o forzada la generación de cavitación hidrodinámica para mejorar el rendimiento de la flotación. Esta tecnología ha sido desarrollada en mayor profundidad recién en la última década, en la medida que el desarrollo del conocimiento y de la comprensión de los fenómenos de cavitación y nucleación gaseosa, ha sentado una base científica robusta para una aplicación rentable.

Uno de los sistemas que aplica forzadamente el fenómeno de la cavitación es el sistema Cavitation®, desarrollado por Eriez, el cual funciona al inducir la cavitación hidrodinámica nucleando burbujas finas selectivamente en la superficie hidrofóbica del mineral.

El equipo consiste en un tipo de rociador (“sparger” en inglés) que para optimizar la recuperación de partículas hidrofóbicas mineralizadas finas y extrafinas, genera burbujas extremadamente pequeñas llamadas pico-bubbles. Mientras más pequeñas las burbujas, mayor será su área superficial, lo que favorecerá la probabilidad de contacto burbuja – partícula, y por ende mejorará la recuperación.

               

Spargers . https://www.eriezflotation.com/pdfs/FGB-103-Eriez-Cavitation-Tube-Sparging-Systems.pdf

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