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“Empleo de polisacáridos en la flotación selectivade sulfuros metálicos para la sustitución de depresoresinorgánicos tóxicos como NaCN y dicromato de potasio” Alejandro López
Mineralurgia 2004– Tecsup Pag.1
EMPLEO DE POLISACARIDOS EN LA FLOTACIÓN SELECTIVA DE
CONCENTRADOS PLOMO/COBRE, PARA LA SUSTITUCIÓN DE
DEPRESORES INORGÁNICOS
RESUMEN
Se presenta una revisión de los esquemas químicos, que se emplean en la flotación
selectiva de concentrados plomo/cobre utilizando depresores inorgánicos y orgánicos,
con especial énfasis en los polisacáridos almidón y dextrina. Además, los fundamentos
de estos esquemas, así como los circuitos de flotación industriales, sus adecuaciones y
resultados metalúrgicos, donde se emplean estos polisacáridos.
GENERALIDADES
El procesamiento de minerales que contienen cantidades económicas de cobre, plomo
y zinc, representa uno de los más complicados problemas en flotación de minerales. La
mineralogía de muchos de estos minerales es un ensamble complejo de partículas
finamente diseminadas e íntimamente asociadas de calcopirita, galena y esfalerita en
una ganga que consiste predominantemente de pirita, cuarzo y carbonatos, con la
presencia en ocasiones de pirrotita y arsenopirita. Estos minerales sulfuros
polimetálicos son también una fuente muy importante de oro y plata.
Los minerales de Cu-Pb-Zn, representan alrededor del 15% de la producción mundial
total y cerca del 8% de las reservas mundiales de cobre. El grado de los minerales que
se minan promedian 0.3-3% Cu, 0.3-3% Pb, 0.2-10% Zn, 3-100 g/ton Ag, 0-1 g/ton
Au; siendo la flotación, el método más comúnmente empleado para procesarlos. Por
flotación, generalmente, se flota primero un concentrado global (bulk) Pb-Cu,
deprimiendo a los sulfuros de zinc y fierro. Los sulfuros de zinc son luego activados
con iones cobre y flotados; mientras que el concentrado bulk es acondicionado para
la depresión selectiva ya sea de los minerales de cobre ó de plomo; así, producir dos
concentrados. La flotación bulk se lleva a cabo con el empleo de depresores para
minerales de zinc y fierro, tales como el cianuro y sulfato de zinc, los cuales se añaden
en la etapa de molienda y circuito de flotación. También, se emplea el bisulfito de
sodio ó dióxido de azufre.
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Mineralurgia 2004– Tecsup Pag.2
La selección del método para separar el cobre del mineral de plomo en el concentrado
bulk, se ha basado en la abundancia relativa de los minerales de cobre y plomo en el
concentrado plomo/cobre. Generalmente, se opta por flotar el mineral que está
presente en menor abundancia. La depresión de galena se efectúa usualmente cuando
la relación de Pb/Cu en el concentrado bulk es mayor que 1. Pero, también se lleva a
cabo si en el concentrado bulk se tienen cantidades significativas de chalcosita (Cu2S)
o covelita (CuS), las cuales causan un elevado consumo de cianuro debido a su alta
solubilidad con el cianuro. Esta depresión de galena, también se practica cuando la
galena presenta una baja flotabilidad, que se puede ser causada por un alto nivel de
oxidación de la galena.
Se tienen varios esquemas químicos para la depresión de galena que consideran
distintas combinaciones de los depresores dicromato de sodio (Na2Cr2O7), gas dióxido
de azufre (SO2), sales de sulfito ó bisulfito, cloruro férrico con tiosulfato de sodio y
polisacáridos como el almidón, dextrina, guar y la celulosa carboximetílica (CMC)
(Asseva, 1978; Wills, 1984; Bolin y Laskowski, 1991). Esta depresión de galena
también se ha llevado a cabo mediante el calentamiento del concentrado plomo-cobre
a una temperatura de 70oC (Kubota et al. 1975). Para el caso de la depresión de
cobre, se utilizan sales de cianuro ó la mezcla de sales de cianuro con sulfato de zinc.
Plaksin y Tevonyan (1967) han propuesto llevar a cabo esta depresión de cobre como
calcopirita empleando permanganato de potasio. La Tabla I, presenta los distintos
métodos de depresión que se han reportado a nivel industrial para concentrados Pb-
Cu.
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Mineralurgia 2004– Tecsup Pag.3
Tabla I.
Métodos de separación de concentrados Pb/Cu en plantas concentradoras.
Conc Cu Conc PbMina Relación
Pb/CuDepresiónde:
Depresor(es) Cu Pb Pb Cu Ref
St. Joe MineralsCorp. USA
45:1 Plomo SO2-Almidón-Dicromato
26 4 74 0.5 26
BrunswickMining, Canadá
20:1 Plomo SO2-Almidón-Calor
23 6 31 0.6 26
Garpenberg,Suecia
10:1 Plomo Dicromato 13 14 57 0.8 26
Buchans,Asarco, Canadá
6:1 Plomo SO2-Dicromato 27 7 57 2.6 26
Sta. Bárbara,IMMSA, México
6:1 Plomo SO2-Almidón 27 15 57 7.3 24
Syrianov, Rusia 4.5:1 Plomo FeCl3/Tiosulfato 30 4 68 1.5 2Charcas,IMMSA, México
3:1 Plomo SO2-Almidón 27 10 47 8.7 3
MineraMadrigal, Perú
2:1 Plomo Dicromato 30 4 68 3.5 26
Boliden MineralAB, Suecia
2:1 Plomo Dicromato 23 6 49 0.6 4
Mattabi Mines,Canadá
1:1 Plomo SO2-Almidón-Calor
24 4 51 1.6 26
Vihanti, Finland 1:1 Plomo Dicromato 25 2 42 1.6 26Kosaka-Uchinatai,Japón
1:1 Plomo Temperatura,70oC
24 5 60 3.5 12
MineraBismark,México
1.6:1 Cobre Cianuro 28 8 54 1.2 9
Western Mines,Myra Falls,Canadá
1:1 Cobre Cianuro 28 3 34 5.3 26
Willroy Mines,Canadá
0.3:1 Cobre Cianuro 24 3 34 5.3 26
La eficiencia metalúrgica de la separación Plomo-Cobre está afectada por varios
factores, entre los cuales se pueden citar la asociación entre los minerales, la
heterocoagulación entre partículas minerales, el tipo y la dosificación de los colectores
empleados en la etapa de flotación bulk, la finura y la variabilidad de la relación Pb/Cu
en el concentrado bulk.
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La separación plomo-cobre se hace más eficiente cuando en la flotación bulk se
emplean colectores xantato de cadena alquilica corta, como el etílico. Con este
colector, se logra una alta selectividad en la flotación de galena y calcopirita con
respecto a los minerales de zinc; sin embargo, no se obtiene una alta recuperación de
plomo y cobre en el concentrado bulk, particularmente de plomo. Una alta proporción
de las pérdidas de galena tiende a flotar en el circuito de zinc, disminuyendo, por un
lado, la calidad del concentrado del zinc. Por otro lado, estas pérdidas de plomo en el
circuito de flotación plomo-cobre representan una disminución en la recuperación
económica de plomo y hasta de plata, cuando la galena es argentífera.
Por tanto, en varias operaciones de flotación plomo-cobre se emplean colectores con
cadenas alquílicas más largas que el etílico, como el isopropílico, isobutílico y amílico.
Con estos colectores, es necesario optimizar las dosificaciones y tener un buen control
en la dosificación, dado que un exceso, disminuye la eficiencia de la separación plomo-
cobre y el consumo de depresores aumenta en esta etapa. El exceso en dosificación de
colectores es, además, causa de contaminación de zinc en el concentrado plomo-
cobre. Por tanto, se ha recurrido a colectores más selectivos como los ditiofosfatos y
tionocarbamatos, que se emplean en la flotación bulk, generalmente, junto con los
colectores xantato de cadena larga, para lograr altas recuperaciones de cobre y plomo
en un concentrado con un bajo grado de zinc.
CROMATOS COMO DEPRESORES EN LA SEPARACIÓN PLOMO/COBRE
La depresión de galena con dicromato de sodio a altos valores de pH todavía se
emplea en algunas plantas industriales. El carácter hidrofóbico de la galena, que es
impartido por el colector durante la flotación bulk, es transformado a hidrofílico a
través de la formación de cromato de plomo, PbCrO4(s) en la superficie de galena
(Sutherland y Wark, 1955; Okada y Majima, 1971; Shimoiizaka et al., 1976). Los
estudios realizados por Shimoiika et al. (1976) muestran que el estado de oxidación de
la superficie de galena tiene un efecto muy importante para la función depresora del
ión dicromato; mientras más oxidada se encuentra la superficie de galena en la etapa
de flotación bulk, más efectiva será la depresión de dicromato. Estos investigadores
han demostrado que la adsorción del ión cromato es a través de una reacción química
de intercambio con el colector xantato, a través de la cual se forma el cromato de
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plomo. El depresor, sin embargo, no desadsorbe por completo el colector de la
superficie de galena. Estos resultados han sido corroborados por Cecile et al. (1980),
quienes demuestran también, que el ión cromato se reduce a especies de Cr(III), en
paralelo con la oxidación del colector xantato. El análisis realizado por Palsson (1991)
indica que la depresión del ión cromato en el intervalo de pH de 5 a 8, se debe a la
formación de PbCrO4(s) en la superficie de galena; mientras que la depresión a valores
de pH >12, es por: 1) la desadsorción del colector xantato y su oxidación a
dixantógeno por los iones CrO42- que se reducen a especies de Cr(III) y 2) la formación
de una capa hidrofílica de PbCO3(s) en la superficie de galena, la cual también pudiera
ser Pb(OH)2(s), con base a los diagramas Eh-pH reportados por Woods (1996). En
estas condiciones de alto valor de pH, la depresión de galena con iones cromato es
más efectiva si en la flotación bulk se emplean colectores ditiofosfato en vez de
xantatos, tal como se ha practicado en la planta de Boliden Mineral, Suecia (Bolin y
Laskowski, 1990).
Las sales de Cr(VI) como los dicromatos y cromatos son depresores eficaces de plomo
en un concentrado plomo/cobre. Su uso, sin embargo, se ha eliminado en varios países
por su efecto tóxico. Se ha encontrado que la exposición a Cr(VI) ocasiona reacciones
alérgicas ó úlceras en la piel, perforaciones de las superficies respiratorias y tabique
nasal, bronquitis, pulmonía, irritación del conducto gastroinstestinal y úlcera estomacal.
La exposición prolongada a niveles elevados de Cr(VI) ha sido vinculada con el cáncer
de pulmón (Viasalus, 2003). Por su efecto toxicológico, en las legislaciones de varios
países, se tiene considerado al Cr(VI) en la lista de contaminantes. La EPA en USA, ha
determinado una concentración máxima permisible de 50 µg/l de Cr(VI) en aguas de
consumo y aguas donde se dan actividades de pesca.
POLISACARIDOS COMO DEPRESORES EN LA SEPARACIÓN PLOMO/COBRE
Fundamentos:
Como una alternativa a las sales de cromo, se tienen a los polisacáridos, que son
biodegradables a H2O y CO2. Los polisacáridos como el almidón, dextrina, goma guar y
carboximetilcelulosa (CMC), son productos naturales o modificados de alto peso
molecular (>10,000), que contienen un gran número de grupos polares hidrofílicos, los
cuales son la base de su acción depresora. Estos depresores son generalmente
polímeros que prácticamente no tienen radicales de hidrocarburos hidrofóbicos y los
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grupos polares que contienen son capaces de interactuar fuertemente con las
moléculas de agua. El almidón y la CMC consisten de monómeros de D-Glucosa, los
cuales tienen una estructura cíclica con 5 átomos de carbono y un átomo de oxígeno,
como se presenta en la figura 1.
Figura 1.
Estructura molecular de α y β D-Glucosa.
El grupo -OH enlazado al átomo C-1, pueden tener dos orientaciones α y β, que
representan las posiciones axial y ecuatorial, respectivamente. El almidón y la dextrina
consisten de unidades α-D-Glucosa y la CMC de unidades β-D-Glucosa. El almidón
consiste en dos partes, un polímero lineal llamado amilosa, que está formado de
monómeros de α-D-Glucosa enlazados por la conexión entres los átomos C-1 con C-4;
y un polímero ramificado llamado amilopectina, que contiene los monómeros α-D-
Glucosa unidos a través de los átomos C-1 con C-4 y C-1 con C-6; la figura 2 presenta
las estructuras de la amilosa y amilopectina. La única diferencia estructural entre el
almidón y la dextrina es que la dextrina es una molécula más pequeña, altamente
ramificada semejante a la amilopectina, con un peso molecular en el intervalo de 800 a
70,000; mientras que el almidón es una molécula más grande con peso molecular que
puede alcanzar un valor de varios millones. La dextrina es un derivado de la hidrólisis
térmica del almidón.
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Amilosa
Amilopectina
Figura 2.
Estructura molecular de la amilosa y amolopectina, componentes del
almidón. En la dextrina el componente es amilopetina.
La CMC es un polímero lineal en el cual los monómeros de β-D-Glucosa están unidos
por la conexión entre C-1 y C-4. En la CMC algunos de los grupos de la glucosa han
sido reemplazados por grupos carboximetil (-CH2COOH), que hace a la molécula del
polímero aniónico, con una ionización completa en soluciones alcalinas. El número de
grupos funcionales sustituidos por monómero se llama grado de sustitución (DS) y en
el caso de la CMC, el máximo DS es 3; es decir los 3 grupos -OH de la glucosa son
reemplazados por los grupos carboximetil; los valores comunes de DS son entre 0.3 a
1.2. Es muy común el visualizar a la CMC donde los grupos -OH en el C-6 han sido
reemplazados por –CH2COOH; en este caso, la CMC tiene dos grupos -OH en las
posiciones C-2 y C-3 como en la dextrina.
El empleo del almidón y la dextrina para la depresión de plomo en la separación de
concentrados plomo/cobre se ha llevado a cabo con bastante éxito. El almidón, en
varias plantas de México, se prepara disolviéndolo en soluciones de hidróxido de
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sodio; se aplica junto con el gas SO2, con el cual se acidifica la pulpa de flotación.
Bolin y Laskowski (1990) han reportado el empleo de dextrina para la depresión de
plomo en condiciones de pH 12; mientras que Drzymala et al. (2003) ha llevado a cabo
la depresión a pH 8.
El empleo de la dextrina como un depresor en la flotación selectiva de sulfuros
metálicos se ha limitado, debido principalmente a que no se conocen ampliamente los
mecanismos de su adsorción en la interfase sulfuro metálico/líquido. Se han propuesto
varios mecanismos como enlace hidrógeno, enlace hidrofóbico, etc. Laskowski et al.
(1993) han llevado a cabo una investigación muy detallada de la adsorción de la
dextrina en la superficie de minerales hidrofóbicos e hidrofílicos. Han demostrado que
la adsorción de la dextrina se debe a la interacción de los grupos -OH de su unidad
glucosa con sitios de hidróxidos metálico presentes en la superficie de los minerales
tanto hidrofílicos como hidrofóbicos. A través de estudios de resonancia magnética
nuclear, espectroscopia fotoelectrónica de rayos X e infrarroja, se ha demostrado que
los grupos OH de los átomos C-2 y C-3 de la glucosa reaccionan con iones metálicos
para la formación de complejos dextrina-metal (Angyal et al., 1973; Liu et al., 1994).
La adsorción de dextrina sobre galena en función del pH se presenta en la figura 3,
donde se observa que la máxima en adsorción toma lugar a valores de pH cercanos al
punto isoeléctrico (PIE) de la galena, que es a pH 4, como se muestra en la figura 4, la
cual presenta el comportamiento electrocinético de la galena en función del pH en
ausencia y presencia de varias concentraciones de dextrina (Celedón Cervantes, 1997).
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0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 2 4 6 8 10 12 14pH
ADSO
RC
IÓN
DE
DE
XTR
INA,
mg/
m2 GALENA
400 mg/L de Dextrina0.01M NaNO3
25°C
Figura 3.
Adsorción de dextrina en función del pH sobre la galena a una concentración
inicial de dextrina de 400 mg/l (Celedón Cervantes, 1997).
Figura 4.
Potencial de galena en función del pH en la ausencia y presencia de varias
concentraciones de dextrina (Celedón Cervantes, 1997).
-60
-40
-20
0
20
40
60
0 2 4 6 8 10 12 14pH
PO
TEN
CIA
L ZE
TA, m
V
GALENA Sin dextr ina10 mg/L Dextr ina25 mg/L Dextr ina100 mg/L Dextrina0.01 M NaNO3, 25°C
1000 mg/L Dextr ina(Liu, 1988)1000 mg/L Dextr ina (Este trabajo)
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Se nota que la presencia de dextrina disminuye el valor del potencial zeta de la galena,
que es igual al de la dextrina a la concentración más alta de 100 mg/l, indicando que la
superficie de galena se comporta como la dextrina, con un carácter muy hidrofílico, en
todo el intervalo de pH de adsorción de la dextrina.
El mecanismo de adsorción de la dextrina en la superficie de galena ha sido propuesto
que se lleva a cabo con la interacción de los átomos C-2 y C-3 de la unidad glucosa de
la dextrina con sitios Pb-OH de la superficie de galena, tal como se muestra en el
esquema de la figura 5 (Laskowski et al., 1990).
Figura 5.
Esquema del mecanismo de adsorción de dextrina sobre la superficie de
galena (Laskowski et al., 1990)
El Esquema implementado por Bolin y Laskowski (1990) en Boliden para la separación
plomo/cobre en Boliden se basó en la diferencia de adsorción de dextrina, que a bajas
concentraciones del depresor, es mayor sobre la galena que sobre la calcopirita en
condiciones alcalinas, tal como se muestra en la figura 6. Aún cuando a nivel
laboratorio, se obtuvo una alta eficiencia en la separación, los resultados de la
implementación a nivel industrial no fueron consistentes, que se atribuyó a las
variaciones en la relación plomo/cobre en el concentrado bulk.
En la depresión de sulfuros metálicos, el depresor comúnmente inhibe la adsorción del
colector ó desadsorbe el colector de la superficie del sulfuro, como es el caso de las
sales inorgánicas de cianuro y cromato. Con la dextrina, la depresión se lleva a cabo
por la conversión de la superficie hidrofóbica a hidrofílica, sin la desadsorción del
colector. La figura 7 muestra la adsorción de dextrina y el colector xantato en función
de la concentración en equilibrio de dextrina a pH 8.
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0
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3
4
5
6
0 2 4 6 8 10 12 14pH
ADSO
RC
IÓN
DE
DEX
TRIN
A, m
g/m
2 50 mg/L de Dextrina25°C
GALENA
CALCOPIRITALaskowski et al, (1990)
Figura 6.
Adsorción de dextrina en función del pH sobre galena y calcopirita a una
concentración inicial de dextrina de 50 mg/l (Celedón Cervantes, 1997).
Como se nota, la adsorción de dextrina se lleva a cabo sin afectar la del colector, que
mantiene el mismo valor, de 2.5 g/cm2, en ausencia y presencia de dextrina (Celedón
Cervantes, 1997).
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
CONCENTRACIÓN DE DEXTRINA EN EQUILIBRIO, mg/L
ADSO
RC
IÓN
DE
DE
XTR
INA,
mg/
m2
GALENA10-4 M XIS0.01M NaNO3pH 8, 25°C
DEXTRINA
XANTATO ISOPROPÍLICO
Figura 7.
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Adsorción de dextrina sobre galena en función de la concentración de equilibrio de
dextrina, a pH 8, en presencia de 10-4 mol/l del colector xantato isopropílico de sodio.
También se presenta la adsorción del colector xantato (Celedón Cervantes, 1997).
Con el gas SO2, se forman las especies H2SO3(ac), HSO3- y SO3
2- en la pulpa de
flotación, que son determinantes para su efecto depresor. La figura 9 presenta la
distribución de estas especies en función del pH.
Figura 9.
Distribución de especies de H2SO3 (SO2(ac)), HSO3- y SO3
2-, por uso de
SO2(g).
Shimoiika et al. (1976) han reportado que estas especies forman PbSO3 en la
superficie de galena; pero, no desadsorben completamente al xantato. Esta formación
de PbSO3 se lleva a cabo en el intervalo de pH 4 a 10, donde predominan las especies
HSO3- y SO3
2-, que son las responsables de la depresión de galena, la cual es más
efectiva cuando la superficie de galena se encuentra oxidada, tal como se muestra en
la figura 10.
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Figura 10.
Flotación de galena en función del pH en la ausencia y presencia de 1.5 kg/ton sulfito
de sodio. Tratamiento de la galena antes de la flotación: A) Galena tratada para
eliminar óxidos de la superficie, B) Galena sin tratamiento, C) Galena oxidada.
Flotación con 35 g/on xantato etílico de potasio y 100 g/ton aceite de pino (Shimoiika
et al., 1976).
Con la adición de SO2(g), el colector xantato sólo se descompone si se tiene la
presencia de oxígeno; siendo la reacción general de degradación (Misra, 1990;
Yamamoto, 1980):
2ROCSS- + 4H2O2 + O2 → 4HSO3- + 2ROH + 2CO2 + 2H+
la cual se lleva a cabo vía la formación del perxantato (ROCSSO-) como un producto
intermedio de descomposición del ion xantato, y la generación de H2O2 a través de las
reacciones químicas siguientes:
SO32- + O2 = SO5
2-
SO52- + H2O = H2O2 + SO4
2-
Misra et al. (1990) reportan que la reacción de descomposición del xantato depende de
la concentración de SO2(g), O2 y pH en la solución acuosa; siendo esta reacción de
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descomposición muy favorable a valores de pH cercanos a 6 y muy lenta a valores de
pH más altos y bajos.
La calcopirita cuando es tratada con SO2(g), su superficie se limpia, posiblemente de
óxi-hidroxidos, los cuales por reducción se solubilizan, favoreciendo la flotación del
mineral. Fuerstenau et al. (1985) ha reportado que la calcopirita que no presenta
óxidos en su superficie tiene una alta flotabilidad natural. La figura 11 presenta la
flotabilidad natural de calcopirita en función del potencial de pulpa a varios valores de
pH (Cabrera Tejeda, 2004). Se tiene una alta flotabilidad natural al valor más bajo de
pH en un amplio intervalo de Eh, que son condiciones cercanas a las que se lleva a
cabo la separación plomo/cobre con SO2(g).
Por tanto, en una separación del concentrado plomo-cobre, que se lleva a cabo con
depresión del plomo empleando SO2(g) y almidón, los iones sulfito, que resultan del
SO2(g), desadsorben al colector xantato formando PbSO3 en la superficie de galena. El
xantato deadsorbido se degrada con el SO2(g). Las moléculas de glucosa del almidón
interaccionan con grupos PbOH de la superficie de galena aumentando su hidrofilicidad
y mejorando su depresión. Con este esquema, la calcopirita presenta una alta
hidrofobicidad, debido a la estabilidad del xantato de cobre que se formó en su
superficie durante la flotación bulk, la eliminación de óxidos de su superficie por el
H2SO3 que se origina del SO2(g) y a la baja adsorción del almidón.
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90
100
-200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800Eh, mV (ENH)
Flot
abilid
ad, %
pH 6pH 10pH 12
Figura 11.
Flotabilidad de calcopirita en función del potencial en la pulpa a distintos
valores de pH sin el empleo de colector (Cabrera Tejeda, 2004).
Además de la dextrina y el almidón, se han propuesto otros polisacáridos, como el guar
y la CMC, para la depresión de galena en la separación plomo/cobre en conjunto con el
SO2(g). Lin y Burdick (1988) reportan que el guar sulfonado es el mejor depresor para
el plomo; seguido de la carboximetilguar, goma arábica, almidón y un polímero
sulfonado (figura 12).
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Mineralurgia 2004– Tecsup Pag.16
Figura 12
Separación de cobre de plomo de concentrado bulk empleando varios tipos
de polisacáridos, pH 5 ajustado con SO2(g) (Lin y Burdick, 1988).
Circuitos industriales de separación plomo/cobre. Aplicación de polisacáridos.
Cuando se procesan minerales polimetálicos, en el circuito de flotación bulk plomo-
cobre, el principal objetivo es el tener una alta recuperación de plomo y cobre y una
baja recuperación de zinc. Sin embargo, se tienen impedimentos prácticos para ello;
siendo uno de ellos la variabilidad del grado de cobre y plomo del mineral, que es
común en los minerales polimetálicos, donde en muchas de las ocasiones el valor más
importante es el zinc. En estos casos, se asegura el tener un grado de zinc estable en
la cabeza del mineral; como consecuencia, no se tiene regularidad en el grado de
plomo y cobre. La figura 13 muestra la variación del grado de plomo y cobre por día en
un mes, en el mineral que se procesa en Minera México, Unidad Charcas, San Luis
Potosí, México (Aviléz Galizonga, 2004). Esta fluctuación en grado de plomo y cobre,
causa inestabilidad en el proceso de separación plomo-cobre, porque se tiene un flujo
de concentrado y su contenido de plomo/cobre variables, que afecta el flujo de
bombeo, la eficiencia de los reactivos de flotación y el tiempo de flotación.
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0.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.600.65
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
DIA
GR
AD
O D
E M
INE
RA
L, p
or c
ient
o
Plomo
Cobre
Figura 13
Variación del grado de cobre y plomo en mineral plomo-cobre-zinc en Minera
México, Unidad Charcas, México (Aviléz Galinzoga, 2004).
Para contrarrestar la variabilidad del grado plomo-cobre del concentrado bulk, se opta
por implementar tanques de acondicionamiento, con un tiempo de residencia de
varias horas, tanto para la alimentación al circuito, como para el concentrado primario
de cobre; además, es recomendable un circuito de flotación flexible, de tal manera que
permita obtener un concentrado de plomo de la cola de la primera limpia de cobre. La
figura 14 muestra el circuito de separación plomo-cobre que se tiene establecido en
Minera México, Unidad Charcas, México. En este circuito, el concentrado bulk se
acondiciona con SO2(g) y almidón cáustico. El concentrado primario de Cu se trata en
un segundo tanque de acondicionamiento, de donde se envía a una primera limpia. Las
colas de esta limpia junto con el concentrado agotativo de cobre se reciclan al tanque
de acondicionamiento de cabeza.
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*Adición de almidón Cáustico
CONC Pb
CONC Cu
CONC Pb-Cu
SO2
*
*
*
*
Prim Cu Agot Cu
Limpia 1 Cu
Limpia 2
Limpia 3
*Adición de almidón Cáustico
CONC Pb
CONC Cu
CONC Pb-Cu
SO2
*
*
*
*
Prim Cu Agot Cu
Limpia 1 Cu
Limpia 2
Limpia 3
Figura 14
Esquema del circuito de flotación para la separación plomo/cobre en Minera México,
Unidad Charcas, México. Se muestran los puntos de adición de SO2(g) y almidón para
la depresión de plomo (Aviléz Galinzoga, 2004).
El concentrado primario de cobre se limpia dos veces. Las colas de la segunda limpia
se envían a la primera limpia; mientras que la cola de la tercera limpia se recicla a la
segunda limpia. Cuando se procesan minerales con un alto grado de plomo, la relación
plomo/cobre aumenta, entonces la cola de la primera limpia es muy alto en grado de
plomo y envía como concentrado final junto con la cola del agotativo de cobre. La
tabla II, presenta los resultados metalúrgicos de este circuito (Aviléz Galinzoga, 2004).
Tabla II.
Balance metalúrgico en circuito de separación plomo/cobre, Minera México, Unidad
Charcas, México (Aviléz Galinzoga, 2004).
Grado, por ciento Distribución, por ciento
Producto Pb Cu Zn Pb Cu Zn
Cabeza 38.40 13.00 7.30 100.00 100.00 100.00
Conc Pb 47.04 8.66 7.90 93.26 50.70 74.08
Conc Cu 10.79 26.75 7.90 6.74 49.31 25.95
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En el concentrado plomo-cobre los minerales de plomo y cobre pueden estar adheridos
formando coágulos, lo cual disminuye la eficiencia de la separación. En estos casos, es
muy importante dispersar los minerales para mejorar la eficiencia metalúrgica. La
Tabla III contiene balances metalúrgicos del concentrado primario, para un esquema
de depresión de plomo de un concentrado agotativo bulk de un mineral muy complejo
del tipo Kuroko de Minera Tizapa, México, con y sin el empleo de agente dispersante,
utilizando dextrina como depresor de plomo (García Martínez, 2002).
Tabla III.
Balance metalúrgico de depresión de plomo con dextrina de concentrado agotativo
bulk con y sin dispersante antes de la adición del depresor; pH 6. Sin dispersante:
2500 g/ton dextrina, 50 g/ton xantato etílico. Con dispersante: 5 kg/ton Na6(PO3)6, 3
kg/ton dextrina, 50 g/ton xantato etílico, (García Martínez, 2002).
Con dispersión antes de acondicionamiento y flotación
Grado, por ciento Distribución, por ciento
Producto Peso, % Pb Cu Fe Pb Cu Fe
Conc Cu 13.0 4.52 12.20 31.8 11.22 84.75 11.85
Conc Pb 87.0 5.54 0.34 37.7 88.78 15.25 88.15
Alimentación 100.00 5.40 1.93 37.0 100.00 100.00 100.00
Sin dispersión
Conc Cu 12.90 14.60 1.24 25.5 34.98 9.80 9.28
Conc Pb 87.10 4.02 1.59 36.9 65.02 90.20 90.72
Alimentación 100.00 5.38 1.63 35.4 100.00 100.00 100.00
La coagulación heterogénea en el concentrado plomo/cobre, parece ser que es un
problema común en los procesos de separación y una de las causas de la diferencia de
resultados metalúrgicos entre nivel laboratorio y nivel planta. A nivel laboratorio, el
acondicionamiento de la pulpa generalmente se lleva a cabo a una alta velocidad, por
lo que es posible que los coágulos se destruyan; esta condición no se tiene en la planta
donde el acondicionamiento es a baja velocidad. Esta diferencia fue notado por Sharp
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(1976), quién logró reproducir los resultados de laboratorio, sólo con la
implementación de atricionadores de alta intensidad para la cabeza de flotación y el
concentrado primario de cobre, en un esquema similar a la colocación de los tanques
acondicionadores en el circuito de separación plomo/cobre en Minera México, Unidad
Charcas. Un esquema de los atricionadores de alta intensidad se presenta en la figura
14. Los resultados metalúrgicos a nivel planta, se presentan en la tabla IV, con y sin el
empleo de los atricionadores. En esta planta se emplea almidón y SO2(g) para la
depresión de plomo en el proceso de separación.
Figura 15
Esquema del atricionador de alta velocidad para el acondicionamiento de concentrado
bulk y concentrado primario de cobre empleado en el circuito de separación
plomo/cobre de la planta concentradora Magmont, Missouri, USA, (Sharp, 1976).
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Tabla IV.
Resultados metalúrgicos en la planta concentradora Magmont, Missouri, USA, con y
sin el empleo de atricionadores de alta velocidad para el acondicionamiento de la
alimentación y el concentrado primario de cobre en el circuito de separación
plomo/cobre, donde la depresión de plomo es con dextrina y SO2(g) (Sharp, 1976).
Con atricionadores en circuito de separación plomo/cobre
Grado, por ciento Distribución, por ciento
Producto Pb Cu Zn Pb Cu Zn
Cabeza 7.63 0.50 1.08 100.00 100.00 100.00
Conc Pb 76.50 0.36 1.48 96.12 6.85 13.20
Conc Cu 5.57 30.16 0.40 0.92 76.35 0.47
Conc Zn 1.60 0.30 59.61 0.29 0.82 75.25
Colas 0.23 0.09 0.14 2.67 15.98 11.08
Sin Atricionadores en circuito de separación plomo/cobre
Cabeza 7.38 0.32 1.07 100.00 100.00 100.00
Conc Pb 74.25 0.69 1.16 95.13 20.22 10.27
Conc Cu 13.19 27.58 0.50 1.33 63.91 0.35
Conc Zn 2.39 0.33 56.73 0.47 1.49 77.00
Colas 0.26 0.05 0.15 3.07 15.38 12.38
OTRO PROCESO DE SEPARACIÓN PLOMO/COBRE.
La separación plomo/cobre también se ha efectuado calentando la pulpa, con lo cual
se promueve la oxidación y desadsorción del colector de la superficie de galena, sin
alterar las condiciones hidrofóbicas de la superficie de la calcopirita. Este esquema se
ha implementado en la planta concentradora de Kosaka-Uchinotai, Japón, para
procesar un mineral de Pb-Cu-Zn muy complejo del tipo Kuroko. En esta planta el
concentrado plomo/cobre se obtiene con el colector ditifosfato dibutílico a pH 5
ajustado con SO2(g) para deprimir esfalerita; la separación plomo/cobre se lleva a
cabo a pH 6 y 70oC, sin la adición de reactivos depresores (Kubota et al., 1975). Se
ha reportado que los resultados metalúrgicos con el calentamiento de la pulpa, fueron
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superiores a los que se obtuvieron con los depresores de plomo convencionales
dicromato y almidón-SO2(g). Estos resultados metalúrgicos, se presentan en la Tabla
V.
Tabla V.
Balance metalúrgico en la planta concentradora de Kosaka-Uchinotai, Japón, donde la
depresión de plomo en el circuito de separación plomo/cobre se realiza con el
calentamiento de la alimentación a 70oC sin el empleo de depresores (Kubota et al.
1975)
Grado, por ciento Distribución, por ciento
Producto Pb Cu Zn Pb Cu Zn
Cabeza 2.1 2.2 5.5 100.00 100.00 100.00
Conc Pb 60.4 3.5 6.5 65.96 3.73 2.72
Conc Cu 2.5 23.5 3.4 17.18 83.94 4.37
Conc Zn 0.2 1.4 55.9 10.21 5.59 87.55
Colas 0.17 0.18 0.33 6.64 6.74 4.96
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo fue preparado gracias al soporte económico del Consejo Nacional de
Ciencia y tecnología, México, a través del convenio U39536-Y, así como de MOLY-COP
ADESUR.
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