Tópico 3c: Insumos críticos |Consumo de Sulfhidrato de Sodio en Flotación Selectiva de Molibdenita

El Sulfhidrato de Sodio o Sulfuro Ácido de Sodio (conocido como NASH en inglés) es actualmente reconocido como el reactivo más utilizado en la separación diferencial de cobre-molibdeno por su acción depresora sobre los sulfuros de cobre. Esto se debe a que modifica las propiedades superficiales de los sulfuros de cobre, entre éstos la Calcopirita, y los transforma en especies hidrofílicas, permitiendo con ello separarlas de la molibdenita, la cual mantiene su flotabilidad   incólume en el rango de potencial rédox que se utiliza en este proceso. Así, la molibdenita se recupera por flotación, mientras que los sulfuros de cobre permanecen deprimidos en el seno de la pulpa, saliendo finalmente en las colas del proceso de flotación selectiva.

La adición de Sulfhidrato de Sodio en la pulpa de flotación alcalina conduce a la siguiente reacción:

Adicionalmente, y en forma instantánea, el gas sulfhídrico (H2S) reacciona en el agua y se disocia generando los aniones HS y S-2, dependiendo del pH que posea la pulpa. Las reacciones producidas se pueden representar como sigue:

Como resultado de la hidrólisis y disociación del Sulfhidrato de Sodio, aparecen en la pulpa varios iones, siendo los aniones HS y S-2 generados, los agentes reductores más activos. La disociación del H2S ocurre entre pH 7,0 y 13,9 con una predominante formación de iones     HS. El gas H2S, producido en pulpas ácidas (pH < 7,0), se mantiene como tal y es altamente tóxico, incluso a bajas concentraciones, siendo 8 ppm el máximo límite permisible para 8 horas de trabajo, mientras que el límite absoluto no debería exceder los 15 ppm (DS 594). Cabe destacar que el H2S, a diferencia de muchos gases es un gas más denso que el aire, por lo que tiende a acumularse en los pisos inferiores de una nave de flotación selectiva.

La depresión de sulfuros de cobre con reactivos sulfurosos depende fundamentalmente de la concentración de iones HS en solución, debido a que tienen responsabilidad directa en la desorción del colector desde la superficie del mineral sulfurado. Esta concentración puede ir disminuyendo a medida que avanza la flotación debido a la progresiva oxidación del anión HS, producida por el oxígeno disuelto en el agua. De allí entonces que algunas faenas mineras han reemplazado el aire insuflado en sus celdas de flotación, ya sea por aire enrarecido con menor contenido de O2, o bien simplemente usando nitrógeno (N2) como gas de flotación.

La acción depresora del Sulfhidrato de sodio está relacionada con el pH del medio. Los cambios de pH se traducen en la interacción de diferentes iones depresores. Al modificar el pH también cambian las concentraciones de iones HS, S-2 y H2S.

El Sulfhidrato de Sodio tiende a oxidarse rápidamente en pulpas oxigenadas, en donde diversos minerales ejercen una acción catalítica para esta oxidación.

De acuerdo a ciertos antecedentes científicos, la forma de consumo de los iones HS se produciría por el proceso de quimisorción, donde dicho anión se fijaría a la superficie mineral mediante enlace covalente formando el sulfuro metálico, y por la reducción del dixantógeno  —cuando se utilizan colectores xánticos—  formando iones sulfito y tiosulfato; aun así, este consumo es menos significativo frente a la oxidación que el sufren los iones HS debido al oxígeno disuelto en el sistema.

Usando gas de nitrógeno (N2) en lugar de aire, se evita la indeseable oxidación del anión HS y por ende se mantiene su concentración inalterada para que reaccione superficialmente con los sulfuros a deprimir. Esta sustitución reduce apreciablemente el uso de NaHS, disminuyendo los costos del proceso de flotación selectiva, cuyo principal ítem de costo es justamente el consumo de dicho reactivo depresor y cuya dosificación típica supera los 3-4 kg NaSH/ton de concentrado colectivo alimentado a la planta.

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