Influencia de arcillas en el procesamiento de Minerales de Cobre y aplicación de los Dispersantes

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Los procesos de flotación de minerales requieren de ciertas condiciones para que estos sean eficientes, tales como la capacidad y/o selectividad del colector, un flujo de aire apropiado y adecuado espumante, pH de pulpa, agitación y sobre todo las propiedades del mineral que se desea procesar. Pero a medida que las mineras avanzan en su explotación, las características mineralógicas del material extraído van cambiando, modificando la ley de cobre y en la mayoría de los casos aparecen otras especies como es el caso de las arcillas y filosilicatos.

 

Entendiendo qué son arcillas

Las arcillas son esencialmente silicatos hidratados de aluminio formados por hidrólisis natural o acción atmosférica (meteorización) de los feldespatos y varios aluminosilicatos alcalinos originarios de rocas ígneas. Debido a su insolubilidad en los solventes habituales han sido difíciles de investigar y caracterizar.

Se identifican alrededor de siete sustancias arcillosas químicamente diferentes de las cuales: Caolinitas y Montmorillonitas son las más importantes desde el punto de vista industrial y constituyen los caolines y las bentonitas respectivamente.

Debido a su granulometría fina y propiedades fisicoquímicas, las arcillas afectan al procesamiento de minerales, causando serios problemas en la metalurgia. Las arcillas típicas que afectan la flotación son: Talcos, Caolín, Silicatos y dolomitas, Material carbonáceo y grafitico y Carbonatos.

 

Arcillas y el proceso de flotación en minerales de Cobre

En el Perú, la concentración de las arcillas está en el rango de un 5% a un 25%, las cuales corresponden a filosilicatos principalmente de aluminio hidratados, los que pueden contener hierro, magnesio, potasio y otros cationes. Estos minerales, al presentar un tamaño de partícula fino (generalmente inferior a 10 [µm]) y tener la capacidad de modificar las propiedades de la pulpa, pueden afectar significativamente la eficiencia del proceso de flotación. Y consecuentemente, reducir la calidad del concentrado obtenido y/o generando incremento en los costos operativos de esta etapa.

A nivel industrial se ha mostrado que los contenidos significativos de arcilla pueden alterar las propiedades reológicas de la pulpa, lo cual conlleva a un deficiente proceso de colección del mineral de cobre, además a pérdidas de fluidez de la espuma. Esto genera bajas importantes en la recuperación total de cobre en una planta de flotación, llegando incluso a disminuir por debajo de un 70% para concentraciones elevadas de arcillas.

Debido al impacto nocivo que tienen las arcillas en la etapa de flotación y los costos que esto implica debido a las pérdidas generadas en la recuperación de cobre, es necesario determinar que parámetros del proceso se pueden modificar con la finalidad de compensar estos efectos y reestablecer una recuperación metalúrgica cercana al 90% en presencia de arcillas.

  

¿Cómo resolver el problema de las arcillas en el proceso de flotación?

En el caso de la molienda húmeda de los minerales, está demostrado que la adición de adecuados dispersantes reduce en un rango de 5ª 15% el consumo de energía necesaria para la molienda a través de la disminución de la viscosidad de la pulpa, siendo los surfactantes o polifosfatos los aditivos más comunes. Los dispersantes son polímeros que modifican selectivamente las características superficiales de las partículas de las arcillas, esto genera que eviten su flotación con los minerales valiosos que se recuperan.

Los minerales de arcillas debido a sus propiedades químicas y físicas, tienen la capacidad de afectar negativamente el proceso de flotación de minerales de cobre. Este problema, se puede ver mitigado al modificar las dosificaciones de los reactivos (colector y espumante) utilizados para el proceso de flotación de minerales de Cobre, logrando una recuperación y ley del concentrado equivalente a las logradas sin la presencia de este tipo de minerales.

Se recomienda realizar experimentos a distintos P80, con la finalidad de establecer la incidencia que tiene este parámetro sobre la Recuperación metalúrgica (Rm) y ley de concentrado de cobre en presencia de los minerales de arcillas, con lo que se debe obtener que para menores P80 mayor era la Rm. Con estos resultados se recomienda realizar pruebas en presencia de dispersantes para verificar su incidencia en el proceso.

La dispersión es muy común en el procesamiento de minerales, esto incluye desde la molienda y el proceso de flotación. Vea algunos dispersantes comunes usados en el procesamiento de minerales:
  • Naftalenos sulfonatos
  • Ácidos poliacrílicos
  • Polímeros orgánicos
  • Silicato de sodio

 

Casos de Estudio con Dispersantes

GTM tiene en su portafolio para el mercado de Minería en Perú la línea de dispersantes Polymax® del proveedor Indorama Ventures. Actualmente estamos trabajando con las Bambas y en etapa de pruebas con Antapaccay y Brocal. Vea los productos que ofrecemos:

Polymax® Series

Uso

Polymax T12

Talc /MgO Dispersant

Polymax T10

Talc /MgO Dispersant

Polymax K50

Clay Dispersant

Polymax K56

Clay Dispersant

 
Los polímeros de la línea evitan problemas relacionados con los reactivos típicos comunes que se ven con frecuencia en las plantas concentradoras y tienen una amplia gama en la aplicación de química en la superficie de partículas.

En las siguientes imágenes podemos ver que con la utilización de los dispersantes Polymax® se evitan la formación de conglomerado de las partículas en el proceso de flotación.

Flotación de Cu (alto contenido de talcos) | Flotación de Cu (alto contenido de talcos) con dispersante Polymax T12

 

 

 

 

 

 

Flotación de Cu (alto contenido de talcos)   |   Flotación de Cu (alto contenido de talcos) con dispersante Polymax T12

 

Flotación de Cu (Silicatos) sin Polymax T12  |  Flotación de Cu (Silicatos) con Polymax T12

Flotación de Cu (Silicatos) sin dispersante Polymax K55   |   Flotación de Cu (Silicatos)  con dispersante Polymax K55

 

Mecanismo de acción – Repulsión Electrostática

  • Los dispersantes pueden actuar cambiando la propiedad de la carga y la densidad de las superficies de las partículas del mineral.
  • El rechazo de partículas cargadas identicamente ayudan a permanecer como particulas estables en solución (coaguladas)

 

 

 

 

 

 

 

Mecanismo de acción – Repulsión Esterica

  •  Los polímeros físicamente evitan que las particulas puedan acercarse lo suficiente para formar un conglomerado (arreglo en la disposición de partículas).
  • Los dispersantes también pueden actuar por medios físicos al recubrir la superficie de las partículas del mineral con moléculas poliméricas de cadena larga.

 

 

 

 

 

 

 

Quiere saber más sobre los beneficios de utilizar dispersantes en su proceso? Póngase en contacto con nuestro equipo por el correo: gtmchemicals@gtmchemicals.com

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Artículo escrito por Luis Padilla Sandoval, Experto Técnico Comercial en Minería, de GTM en Perú. Para contactarlo envíe un correo para lpadilla@gtmchemicals.com