1.3. Rol de oxígeno y oxidación de minerales sulfurados en la flotación

En la primera etapa de flotación, la presencia de oxígeno se considera perjudicial para la flotación.

Gaudin considera que la oxidación de la superficie de sulfuros producen especies oxígeno-azufre,

que interactúan (intercambian) más con el ion colector para formar sales en el metal.

Plaksin encontró que la presencia de oxígeno consumía los electrones libres de la superficie de la

galena y cambiaba su Superficie de tipo n con el de tipo p, lo que resultó en la adsorción de iones

de xantato debido a la presencia de la superficie semiconductora del tipo p de la galena.

Lo más importante, Tolun y Kitchener (1963, 1964), Fuerstenau et al. (1968) y Majima (1968, 1969) encontraron que la presencia de oxígeno como catódico era Componente indispensable para la reacción Electroquímica en la Superficie de los sulfuros basado en la teoría electroquímica. Estos Trabajos sirvieron de base de párrafo más Adelante en "posible modelo mixto".

En 1975, Biegler, investigaron la reducción de oxígeno en la superficie de diferentes tipos de pirita

utilizando la técnica del disco de electrodos rotatorios y se encontró que la diferencia en su

comportamiento de reducción de oxígeno era debido a la diferente estructura electrónica en

superficie.

Rand (1975) reporto el comportamiento de la reducción de oxígeno en calcopirita, galena,

arsenopirita, covelita, calcocita, pirita, etc para demostrar que el oxígeno era más activo en la

superficie de la pirita e inerte en la superficie de la galena.

Consideró que la diferencia de reducción catódica del oxígeno afectó la adsorción del colector en

las superficies minerales, lo cual quedó demostrado por Neeraj (2000) a la luz de sus

investigaciones utilizando espectroscopia de impedancia electroquímica

Ahlberg y Broo (1988, 1996, y 1997) estudiaron la reducción de oxígeno en el oro, el platino, pirita

y galena en presencia de xantato usando la técnica de electrodo de disco rotatorio. Ellos

encontraron que el producto de reducción de oxígeno era dominado como perhidróxido en la

superficie de pirita y como agua en la superficie de la galena. La corriente del proceso catódico de

reducción de oxígeno fue mayor en pirita que en la galena y la formación de di-xantato en pirita

puede referirse a la presencia de peróxido de hidrógeno.

Recientemente, más investigaciones se centraron en los productos de la oxidación y la velocidad

de la superficie mineral de sulfuro. Se informó de que los productos de oxidación de minerales de

sulfuro se vieron afectados por el potencial de la pulpa y el pH, así como el tiempo. En bajo

potencial relativo, la superficie de galena se oxida para producir azufre elemental resultante en la

flotación de colectores. En alto potencial, la superficie de galena se oxida para producir sulfato de

plomo a pH = 6, tiosulfato de plomo a pH = 9 y el hidróxido de plomo y sulfato a pH> 12.

La pirita se oxida para formar hidróxido ferroso y sulfato en la etapa inicial y hidróxido férrico en

solución tampón (buffer) a pH = 9,2.

Hubo acuerdo general en que la tasa de oxidación de minerales de sulfuro fue más rápido a alto

potencial que a baja potencia. La tasa de oxidación de minerales de sulfuro estaban en el orden de

pirrotita> pirita> calcopirita> esfalerita> galena. Brion (1980) informó que la tasa de oxidación de

calcopirita y pirita era mayor que la de galena y blenda en términos de los resultados de XPS y

curva polarizada.

Por lo Tanto, se ha concluido Que la Reducción de Oxígeno de Como Como un Proceso catódico es

esencial Para La reacción Electroquímica en la Superficie de Diferentes sulfuros. La reducción de

oxígeno afectó a la oxidación de sulfuros y las interacciones con los colectores, que tenían una

gran influencia sobre el comportamiento de flotación de minerales de sulfuro.

1.4. Las interacciones entre colector-sulfuro y modelo de potencial mixto

Antes de establecer el "modelo de potencial mixto", hubo mucha controversia sobre las

interacciones entre el thio-colector y minerales de sulfuro. El producto químico de reacción, se

había sugerido la adsorción de iones o disociación de ácido. Desde la década de 1960 el modo en

que el thio-colector afecta a la reacción anódica de oxidación es que transfiere electrones al

mineral y éstos son devueltos a la fase de solución por la reducción catódica del oxígeno con el

apoyo de muchas investigaciones. Según este modelo, la reacciones electroquímicas entre

colector y mineral de sulfuro incluidos la reducción catódica del oxígeno en la ecuación. (1-1)

Y el proceso anódico anódico en que el colector transfiere electrones a el mineral de diferentes

maneras aparecen en las ecuaciones. (1-2), (1-3) y (1-4).

La adsorción electroquímica del ion thio-colector:

La oxidación de thio-colector a dithiolate

El mecanismo de quimio-absorción de la reacción

Donde X- representa el ion thio y MS representa el mineral sulfurado.

Las reacciones generales fueron

Para las reacciones generales tales como (1-5) o (1-6) para continuar, debe haber un potencial,

denominado potencial mixto, en el que las reacciones anódicas, tales como (1-3) y (1-4)y la

reacción catódica de oxígeno proceder a tasas finitas.El modelo de potencial mixto demostró la

importancia de potencial de electrodo en sistemas de flotación. El potencial mixto o el resto de

potenciales de un electrodo proporciona información para determinar la identidad de las

reacciones que tienen lugar en la superficie del mineral y las tasas de estos procesos.Un enfoque

consiste en comparar el potencial de reposo medido con potencial de equilibrio para varios

procesos derivados a partir de datos termodinámicos. Allison et al. (1971, 1972) consideró que

una condición necesaria para la formación electroquímica de ditiolato en la superficie de mineral

es que el potencial mixto medido derivado de la reducción del oxígeno y la oxidación del colector

en la superficie debe ser un equilibrio del potencial anódico para la pareja thio ion/ditiolato.. Se

correlacionaron el potencial de reposo de un rango de minerales sulfurados con diferentes thio-

colectores en solución con los productos extraídos desde la superficie como se muestra en la tabla

1.2 and 1.3. Se puede observar a partir estas Tablas que sólo los minerales que exhiben potencial

de reposo en exceso del ion thio/disulfato forman ditiolato como un importante producto de la

reaccion . Los minerales que tenían un potencial de reposo por debajo de este valor formaron el

compuesto colector-metal, excepto covelita en el que se formó dixanthogen pesar de que el

potencial de reposo fue medido por debajo del potencial reversible. Allison et al. (1972) atribuyo

el comportamiento a la descomposición de xantato cúprico.

Los estudios electroquímicos de la pirita / oxígeno /xantato se han llevado a cabo utilizando el

método polarográfico y técnica potencial barrido por muchos investigadores (Majima y Takeda,

1968; Usul y Tolun, 1974; Janetski et al, 1977;. .Gardnery Woods, 1977). Ellos encontraron que una

corriente anódica, que se inició en un potencial termina en un valor reversible para la pareja

xantato / dixanthogen. Los resultados típicos investigados por Gardner y Woods (1977) se

muestran en la figura. 1.5. Esto demuestra que la oxidación del xantato comienza a un potencial

cerca del potencial de equilibrio del correspondiente par xantato / dixanthogen, y que los ángulos

de contacto finitos se forman sólo en el potencial donde dixanthogen es formado: También

encontraron que era necesario flotar una monocapa de dixanthogen en un lecho de partículas de

pirita con etilxantato a pH = 9,2.

Tabla 1.2 Productos de la interacción de los minerales de sulfuro con acetato de potasio xantato

y el potencial de reposo medido. Etilxantato de potasio (6,25 x 10-4 mol / L a pH = 7) el potencial

para la oxidación reversible a dixanthogen es 0,13 V (Allison et al., 1972)

Tabla 1.3 Productos de la interacción de los minerales de sulfuro de dimetilo con sodio

ditiocarbamato (5,8 x 10-4 mol / L a pH = 8) y el potencial de reposo medido (potencial

reversible de oxidación para thiouramdisulfuro es 0,176 V) (Finkelsteiny Goold, 1972)

Guy y Trahar (1984) compararon los datos de flotación con los resultados de voltajes dados por

Woods (1971), como se muestra en la fig. 1.6. Se puede observar en la figura. 1.6 que si galena se

reduce inicialmente, la flotación de galena comienza en la misma región del potencial en donde un

peak anódico se produjo en los voltamogramas. Si galena fue molida en un entorno oxidante, la

corriente anódica apareció en alrededor de -0,5 V mientras ocurria la flotación, lo que se atribuyó

a la formación de xantato de plomo en la superficie formada por las condiciones de oxidación.

Algunos métodos instrumentales se han utilizado para la investigación de sulfuros en sistemas

mineral-thioColector tales como la espectroscopia infrarroja (IR). Las sensibles técnicas de

espectroscopia para superficie de minerales se pueden aplicar para la determinación directa de la

composición de la superficie en las condiciones relacionadas con la flotación.

Figura 1.5 electrodo de pirita a pH = 9,2 en mol/L solución detetraborato de sodio 0,05 mol que

contiene 1.000 mg / L de tres alkylxanthates de potasio. (a) voltamogramas cíclico en4 mV / s;

(b) Los ángulos de contacto medidos después de mantener el electrodo en cadapotencial para

30s. Las líneas verticales son el potencial reversible de lasxantato / parejas dixanthogen(Gardner

y Woods, 1977)

Figura 1.6 corriente anódica y la flotabilidad de la galena como una función del potencial en la

presencia de etilxantato a pH = 8 después de la preparación en oxidantes y reductores medio

ambiente (Guy y Trahar, 1985)

Leppinen (1990) utiliza técnicas de FTIR-ATR para estudiar la adsorción de etil-xantato en pirita,

pirrotita y calcopirita. Los espectros FTIR de los productos de la reacción en la pirita, pirrotita y

calcopirita después del tratamiento con 1x10-4 mol / L KEX solución a pH = 5 se presenta en la

figura 1.7. Él encontró que las señales de FTIR del xantato de las especies de la pirita ocurrieron

aproximadamente en la misma posición que los de dixanthogen en la superficie de los productos,

la señal coincidió bien con la de etilxantato férrico. El producto de adsorción de KEX en pirrotita es

similar en la pirita, pero no se observa ninguna señal de xantato de hierro en la superficie de

pirrotita. En calcopirita las señales de dietildixantato y una composición de xantatometalico se

asemejan estrechamente al xantato de cobre I observado. Estos resultados llevaron a Leppinen

(1990) a concluir que el producto de la adsorción principal del etilxantato en pirita y pirrotita es

dietíldixanthogen. Un compuesto superficial dexantato de hierro también se observa en la pirita

en cobertura de monocapa. Una mezcla del compuesto de xantato de cobre y dietildixanthogen

ocurre en calcopirita.

Figura 1.7 FTIR Los espectros de reflexión de la pirita, calcopirita y piorita después de 15 min de

tratamiento con solución de 10-4 mol/L KEX a pH = 5 (Leppinen, 1990)

1.5. Efecto de las propiedades semiconductoras de un mineral sulfurado en

su comportamiento electroquímico.

La mayoría de los minerales de sulfuro son semiconductores, como se muestra en la Tabla 1.4. la

diferencia de las interacciones de los minerales de sulfuro con un colector en ciertas condiciones

es originado a partir de sus diferentes propiedades semiconductoras. Plaksin y Bessonov(1957)

reportaron que la galena de tipo p absorbía xantato más fácilmente. Más tarde, Eadington y

Prosser (1969) investigaron el efecto de la irradiación de luz sobre elas propiedades

semiconductoras de la galena y su interacción con xantato mostrando que el aumento del agujero

en la superficie de galena después de la irradiación de luz promovió la adsorción de xantato.

Esposito et al., 1987 señaló que la pirita en el mineral valioso es de tipo p y la pirita en el carbón es

la que da lugar a su comportamiento de flotación diferente de tipo n. Salvador y Tafalla (1991) y

Mishra (1992) encontraron que la pirita de tipo n era útil para la reducción de oxígeno. Richardson

y Yoon (1993) pusieron de manifiesto el cambio de la estructura electrónica (por ejemplo, nivel de

energía Femi) en la superficie de galena y pirita con el pH y la concentración de reactivo y señaló

que la interacción entre mineral y el reactivo dependía de su energía. Lo más importante, se

informó que el comportamiento de los minerales sulfurados en flotación puede ser controlado

cambiando la estructura electrónica de superficie o nivel de energía a través de la irradiación de

luz y otros métodos (Cata et ai, 1973;.Cheng, 1999).

Tabla 1.4 propiedades semiconductores de diferentes minerales de sulfuro

Los autores (Sun et ai, 1991, 1993c, d, 1994b;.. Hu et ai, 2000;. Wang et ai, 1992) utilizaron el

método CNDO / 2 de la química cuántica y la teoría de bandas para estudiarel mecanismo de

flotación de sulfuros en presencia y en ausencia de colectores. La figura 1.8 muestra el diagrama

de niveles de energía de los orbitales moleculares de galena, pirita, común y activada con oxigeno

y iones de etilxantato. El orbital molecular (HOMO) más alto ocupado en la superficie de la galena

se compone principalmente del orbital 3p de átomos de azufre, y el orbital más bajo desocupado

(LUMO) principalmente consiste en orbital 6p del átomo de plomo.Se indica que el vínculo Pb-S en

la superficie de la galena contiene un gran enlace iónico y un pequeño enlace covalente.En el caso

de pirita, el orbital atómico de hierro y azufre tienen igual contribución al HOMO y LUMO.Hay una

gran tendencia entre el orbital atómico del hierro y del azufre a superponerse, que muestra que la

unión Fe-S exhibe en su mayoría carácter de enlace covalente y el enlace Fe-Fe exhibe

parcialmente un enlace metálico. Como anteriormente, la estructura electrónica de la superficie es

muy diferente entre el mineral del tipo galena y la del tipo pirita. Oxígeno posee el siguiente

orbital molecular

Figura 1.8 Simetría y la energía de frontera orbital molecular (HOMO y LUMO)

En sus dos anti-π orbitales (π*), hay dos electrones individuales. El orbital puede aceptar o donar

un electrón, que puede ser HOMO o LUMO. De la figura. 1.8, los valores de energía y la simetría de

la frontera molecular del orbital de galena, pirita, HS-, EX-, y el oxígeno se muestran en la Tabla 1.5.

1.6. Los comportamientos electroquímicos en sistema de molienda

La molienda de sulfuros es esencial para la liberación a fin de lograr una flotación eficaz. Los

procesos de molienda, sin embargo, también puede tener un efecto perjudicial en la flotación

porque el sistema de molienda es abierto a la atmósfera. Las interacciones entre los medios de

molienda tales como el acero, activos y minerales nobles, y reactivos de flotación tienen unos

efectos pronunciados en la reacción electroquímica de la superficie de sulfuros y su flotación.

Había una gran cantidad de investigaciones sobre el comportamiento electroquimicoen sistema de

molienda (Rao et ai, 1976;.Hoey et ai, 1977;.Guy y Trahar, 1984; Dai et aI., 2000).

Al principio, la fuga, la dislocación y las impurezas de un cristal de mineral pueden ser producidos

durante la molienda que resulta en el cambio de la superficie y con ello las propiedades del

mineral, tal como en el nivel de energía de los electrones y el potencial del electrodo. Rey y

Formanek (1960) informó por primera vez el efecto de medios de molienda en flotación. Los

medios de conminución de acero disminuye la actividad de esfalerita y la separación por flotación

selectiva de galena con esfalerita. Thornton (1973) y Fahlstrom (1974, 1975) observado la mejora

de la flotación del mineral de cobre en la molienda autógena de medios de acero .Rao et al. (1976)

consideró que las partículas de hierro fino adherido al sulfuro de superficie durante la molienda

disminuyo el potencial de electrodo y debilito la adsorción de xantato que resulta en la

disminución de la flotabilidad de minerales de sulfuro. Harris (1988) encontró que los fenómenos

empeoran la flotacionde esfalerita debido a la sustitución de Fe2 + por Zn2 + durante el

rectificado. el compuesto que contiene hierro en la superficie de galena y blenda se detectó por

XPS. eraobvio que la molienda cambió el potencial de electrodo y afectó a la flotacióny el

comportamiento de los minerales de sulfuro. Tabla 1.6 resume el potencial de reposo de varios

sulfuro, sulfarsenide(minerales de sulfuro que contienen arsénico) y minerales de arsenco a pH

casi neutro. Esta tabla muestra que el potencial de reposo de minerales individuales varían

dependiendo de la fuente y en condiciones experimentales; sin embargo, los de diferentes

minerales son diferentes.

Tabla 1.6 resto potencial de minerales de sulfuro, sulfarsenide y Arsenico en medios de

conminución de acero a pH casi neutro

Con su potencial de reposo mucho más alta que la del medio de acero enumerados en

Tabla 1.6, minerales de sulfuro actúan como cátodo, mientras que los actos medianas de acero

como un ánodo.

Durante la molienda, los minerales y los medios de molienda (acero) vienen en contacto entre sí,

corrientes galvánicas fluyen entre las dos superficies de los minerales de sulfuro alterandolos. Otra

influencia importante de la molienda en la flotabilidad de minerales de sulfuro son las

interacciones galvánicas entre los medios de molienda y los diferentes minerales, junto con la

atmosfera de molienda y flotación. Elementos galvánicos son establecidos por reacciones redox

que tienen lugar debido a la diferencia en su potencial de reposo. Uno de mayor potencial actúa

como un cátodo, mientras que la de menor potencial como ánodo. En circuito de molienda y

flotación de minerales de sulfuro, existen interacciones galvánicas entre minerales y medios de

molienda, generalmente de acero, entre mineral y mineral, y 'entre sistema de medios de

molienda (acero) y mineral múltiple. Las reacciones galvánicas También se rigen por el principio

potencial mixto. El efecto de la interacción galvánica entre los medios de trituración y un sulfuro

de flotación se ha estudiado con respecto a pirrotita (Adam et aI., 1984; Nakazava y Iwasaki,

1985), galena (Learmont y Iwasaki, 1984), calcopirita (YellojiRao y Natarajan, 1989a y 1989b), y

blenda (YellojiRao y Natarajan, 1989c) .Los bolas someten una disolución anódica, mientras que la

reducción del oxígeno podría ser la reacción catódica en las superficies de los minerales de sulfuro.

Lareacción anódica prominente de la bola de acero sería la disolución de hierro:

Por lo tanto la disolución de especies ferrosasreaccionarían más con los iones hidroxilo generado

en los sulfuros catódicos formando especies oxi-hidróxidos de hierro:

La reacción catódica es la reducción de oxígeno en la ecuación. (1-1). Debido a Fe (OR) 3 forma

especies de metal oxi-hidróxido de hierro, plomo y zinc que cubrirá la superficie catódica del

mineral, que afecta a su flotabilidad. En el caso de interacciones mineral-mineral, un mineral con

mayor potencial actúa como cátodo, mientras de menor potencial como un ánodo. Para un

sistema de molienda de mineral de medios de molienda(de acero). Las interacciones galvánicas

son mas complejas que los sistemas de dos electrodos. Las reacciones galvánicas entre los

sistemas multielectrodo también se rigen por el principio de potencial mixto como se muestra en

un ejemplo de curvas de polarización que implica pirita, pirrotita y templado de acero en la fig. 1,9

(Pozzo y Iwasaki, 1987).

Figura 1.9 Determinación de corrientes de corrosión para el acero-pirita leve (Py-MS) pirrotita-

acero dulce (Po-MS) y los sistemas de pirita-pirrotita-acero dulce (Py-Po-MS) bajo la abrasión en

una suspensión cuarcita ajustando a las relaciones de área de superficie de suelo minerales y

bolas de acero (Pozzo y Iwasaki, 1987)

El efecto de las interacciones galvánicas entre los minerales de sulfuro, tales como calcopirita,

galena y blenda en presencia y ausencia de una bola de molienda el material en la flotación de

calcopirita, fue estudiado por Rao y Natarajan (1989, 1990). Ellos encontraron que la flotabilidad

de la calcopirita se vio afectada significativamente cuando la calcopirita entro en contacto con

minerales activos (galena y esfalerita), ya sea solos o juntos. Tal efecto se hizo más pronunciado en

el agregado en presencia de un medio de molienda, así como de oxígeno. Nakazawa árido Iwasaki

(1985) y Pozzo, MalicsiyIwasaki (1988) investigaron un contacto-pirita pirrotita y un contacto de

los medios de comunicación-pirita-pirrotita molienda en flotación, respectivamente.Ellos

encontraron que la flotabilidad de pirrotita aumentó en la presencia de pirita, mientras que

disminuyó en presencia de pirita y otros medios de trituración (acero dulce). Del mismo modo, un

contacto galvánico entre el arsenico de níquel y pirrotita disminuyó la flotabilidad de pirrotita

(Nakazawa y Iwasaki, 1986). Wang y Xie (1990), la revisión de la influencia de molienda y medios

de conminución en medio ambiente en las respuestas de flotación de minerales de sulfuro, la

conclusión de que los medios de molienda y entorno afectado las propiedades de la superficie y la

flotabilidad de minerales de sulfuro principalmente por la interacción electroquímica, la

morfología superficial y la reacción mecano-químico.

Otros factores importantes son la superficie, composición de la solución, etc

Para minimizar la interacción galvánica, es necesario escoger una molienda de ambiente inerte,

tales como bolas de molino de acero de cerámica o de acero inoxidable y la aireación de

nitrógeno. Cases et al. (1990, 1991) estudiaron la influencia de los medios de molienda en la

adsorción de xantato de galena y pirita utilizando XPS y FTIR. Ellos encontraron que sólo conducen

xantato, ya sea monocordinadoo en la forma tridimensional se formó en la superficie de galena

después de la molienda seca y que sin embargo, la molienda húmeda genera una capa

heterogénea formada con xantato de plomo mono cordinadoy dixanthogen a baja concentración;

plomo estequiométrica o no estequiométrica xantato, dixanthogen, y el regulador de la

monothiocarbonate en mayor concentración. También encontraron que sólo di-xantato se

observó en la superficie de la pirita después de usar las barras de acero inoxidable. Considerando

que, xantato de hierro férrico y físicamente iones absorbidos de xantato se formaron cuando se

utilizaron barras de hierro. Un diagrama de polarización mixta (donde el comportamiento de

polarización de los dos diferentes electrodos está representado) para la combinación esfalerita-

hypersteel es dada en la fig. 1,10 (VathsalaandNatarajan, 1989), en el que la curva de polarización

catódica para la esfalerita y las curvas de polarización anódica para la pelota de material

hypersteel se superpone. La naturaleza activa de la material de la bola es evidente. se observaron

menores valores de corriente en la ausencia de oxígeno que indica una disolución anódica inferior

de la hypersteel en medios de molienda enausencia de oxígeno. La presencia de oxígeno mejora

las interacciones galvánicas. Pozzo et al. (1990) encontro que la flotabilidad de la pirita y pirrotita

en la flotación de sus mezclas fueron muy poco afectados a pH neutro o ácido cuando la mezcla se

MOLIÓ en un atmósfera de nitrógeno, mientras que la recuperación de la pirrotita se mejora en

gran medida cuando la mezcla se MOLIÓ en una atmósfera de oxígeno. Por lo tanto, la cantidad de

oxígeno utilizado en la flotación se debe controlar cuidadosamente a fin de aliviar la interacciones

entre minerales. Trahar (1984) señaló que las interacciones entre diferentes minerales podrían

reducirse si los minerales se MOLIERON por separado y combinada inmediatamente antes de la

flotación, demostrando así el efecto de electrodos múltiples contactos galvánicas.

La separación de calcopirita y pirrotita al pH natural fué reportada a ser posible cuando adiciones

de limaduras de acero dulce combinada con el tratamiento de magnetización se utiliza bajo

aireación de oxígeno (Cheng y Iwasaki, 1992). Limaduras de acero leves adhieren a la superficie

pirrotita por la interacción magnética. Ellos forman una celda galvánica localizada que implica la

reducción de oxígeno y el ion hidroxilo reacciona con ello generados con el ion ferroso de la

pirrotita, así como de las limaduras de acero dulce y los resultados en una capa de hidróxido de

hierro.

La presencia de oxígeno mejora la formación de la capa superficial y deprime la flotación de

pirrotita. Parece, por tanto, que aunque la flotabilidad de mineral individual puede ser controlada

por el potencial de la pulpa, la presencia de varios minerales de sulfuro, particularmente cuando

se muelen con bolas de acero, conduce a la interacción galvánica entre ellos y la alteración de

ciertas superficies minerales puede ser acelerado. Entonces la dependencia del potencial de pulpa

de su flotabilidad puede no seguir los de mineral individual.

Capitulo 4 Colector de flotación de minerales sulfurados

Abstract En el principio, el modelo de potencial mixto, que se utiliza generalmente para explicar la

adsorción de los colectores en los minerales de sulfuro, es ilustrado. Y el colector de flotación de

varios tipos de minerales, tales como minerales de sulfuro de cobre, minerales de sulfuro de

plomo, minerales de sulfuro de zinc y minerales de sulfuro de hierro se discute en el aspecto de la

pulpa y el potencial de la naturaleza de la entidad hidrófoba es concluido a partir de la

dependencia de la flotación en el potencial de la pulpa . En la siguiente sección, los diagramas de

fase electroquímicos para sistema de xantato / agua butilo y calcocita / oxígeno / sistema xantato

están todos demostrado desde el que se obtienen alguna información útil sobre las especies

hidrofóbicas. Y algunos métodos instrumentales incluyendo análisis de UV, análisis de FTIR y

análisis XPS también se pueden utilizar para sistema de sulfuro de mineral-tio-colector

investigado. Y algunos ejemplos sobre que se enumeran en la última parte de este capítulo.

Desde que se ha propuesto el modelo de potencial mixto, el mecanismo de interacción entre tio-

colector y sulfuros minerales ha sido por lo general explicado sobre la base de este modelo. El

principio del modelo de potencial mixto puede ser mostrado esquemáticamente en la figura. 4.1.

Aquí EO2rev, E

Xadsrev, E

X2rev, E

MX2 rev representan respectivamente el potencial de reacciones

reversibles (1-1), (1-2), (1-3), (1-4), ESrestpotential representa el potencial de reposo de un mineral.

Figura 4.1 demuestra que la reducción de oxígeno es el único proceso catódico. Cuando EXadsrev <

ESrestpotential < EMX2 rev, la interacción de tio colector con un mineral es dominante por adsorción

electroquímica en la ecuación. (1-2). Cuando EMX2 rev < ESrestpotential < EX2

rev, la reacción

electroquímica del tio colector en un mineral produce sales de colector de metal en la ecuación.

(1-4). Cuando EX2rev < ES

restpotential < EO2rev, el colector tio se oxida a su ditiolato como Eq. (1-3).

Tabla 4.1 muestra el potencial de reposo medido del electrodo de sulfuro en soluciones tio

colector a pH = 6,86 y el potencial de equilibrio calculado para posibles procesos. En términos del

modelo de potencial mixto, productos de reacción deben ser sales metálicas colector entre cuatro

tio colectores y galena y jamesonite; y debe ser disulfuro entre cuatro colectores tio y pirita y

arsenopirita. Para calcopirita los productos de reacción pueden ser dixanthogen compuesto en

solución y el colector de metal xantato en otra solución colector.

Aunque ha habido una gran cantidad de investigaciones sobre las interacciones de los minerales

de sulfuro con tio-colectores en términos del principio de potencial mixto, todavía hay mucha

controversia acerca de los productos que se forman en un mineral de sulfuro en presencia de un

colector en diferentes condiciones. En las secciones siguientes, los efectos de potencial en la

flotación y la formación de productos de superficie de muchos tipos de minerales de sulfuro se

introducirán sobre la base de los resultados de la flotación, la medición electroquímica, la

superficie de análisis y cálculos termodinámicos.

4.1. Dependencia del potencial de pulpa del colector de flotación y entidad

hidrofobica

4.1.1. Minerales de sulfuros de cobre

1. Calcocita

El colector de flotación de calcosina ha sido estudiada con cierto detalle. Figura 4.2 compara los

resultados reportados por diferentes autores. Se puede observar que el límite inferior del

potencial de flotación que se encuentra en las diferentes condiciones experimentales está de

acuerdo favorable y es independiente del pH; pero el límite superior depende del pH.

Gaudin y Schuhmann (1936) y Harris y Finkelstein (1977) han demostrado que lo más probable

adsorbido entidad hidrófoba es xantato cuproso que podría estar formado por una combinación

de la oxidación de calcosina y la reacción del producto de oxidación (-ion cúprico) con xantato

(Repel y Pomianowski, 1977). Se supuso, pues, que las reacciones para dar cuenta de la formación

de xantato cuproso puede ser :

De acuerdo con la fecha de la literatura

El cambio de la energía libre estándar de la reacción (4-2) es:

Ya que

Por lo tanto

Similarmente

Sin embargo, el potencial calculado para la formación de CuEX correspondiente a una

concentración de xantato de 4,7 x 10 5 mol / L son, respectivamente, 0.021 V para la ecuación (4-

6), 0.082V para la ecuación. (4-7b) y -0.391V para Eq. (4-8b) (pH = 11 y una concentración de iones

sulfato de 10-4 mol / L), que no están de acuerdo con el bajo limite de potencial de flotación

observada de Heyes y Trahar (1979) en la figura. 4,2 (curva 2). El potencial calculado para las

reacciones (4-1) tampoco corresponden con los resultados de la curva 1 y 3 en la figura. 4.2.

Se encontraron medidas de barrido de potencial en un lecho de partículas calcocita electrodos en

soluciones que contienen etil xantato (O'Dell et al., 1986) para mostrar las mismas características

que en un solo electrodo de partículas de calcopirita naturales mostrando tres anódica que fueron

reportados por primera vez por Kowal y Pomianowski (1973). Los resultados del voltamograma y

flotación se comparan en la figura. 4.3. Se puede observar que una corriente anódica se produce

en el mismo potencial que el borde de flotación. Se acepta generalmente que el primer peak

anódico en este sistema surge de la quimisorción de xantato en la superficie del mineral. El

segundo peak anódico es debido a la formación de mayor etil xantato de cobre. Por lo tanto si la

corriente anódica y el borde de flotación corresponden a la formación de CUX, hay una diferencia

sustancial entre el potencial observado y calculado. Sin embargo, si se asume que la reacción es

Eq. (4-9), el potencial calculado para la formación de CuX son -0.11V a pH = 8 y -0.24V a pH = 11,

que están en acuerdo de forma razonable con el potencial de flotación limitante inferior que

indica que una reacción de la forma de reacción (4-9a) puede ser la reacción de formación de CuX.

Figura 4.3 también muestra que hay una arista superior de flotación y que su potencial varía con

los cambios de pH. Heyes y Trahar (1984) atribuyeron el cese de la flotación a la descomposición

por las reacciones del tipo:

El potencial de descomposición calculados son 0.783 Vat pH = 5, 0.516 V a pH = 8, y 0.251 V a pH =

11 para [HCuO2 (-)] = 10 ^ -6 mol / L para la reacción (4-10a). Tampoco se ajusta a los datos de la

figura. 4.2. El potencial calculado de descomposición sin embargo son 0,59 V a pH = 5,0.411 V a pH

= 8 y 0,23 V a pH = 11 para la reacción (4-10b), que están en excelente acuerdo con los resultados

de Basilio en la fig. 4,2, aunque los resultados de Heyes y Trahar en la figura. 4.2 muestran que no

hay límite superior potencial para calcosina a pH = 8 Así, la caída en la recuperación se iniciará en

el potencial predicho por la reacción del tipo (4-10b). La reacción (4-10) también da una evidencia

de que dixanthogen dosis no confiere flotabilidad en calcosina en la región de potencial en la

figura. 4.2.

2. Calcopirita

La influencia de potencial de la pulpa en la flotabilidad de la calcopirita se muestra en la figura. 4,4

para una concentración inicial de 2 x 10-5 mol / L etil xantato y xantato de butilo. El potencial de

flotación inferior es -0,1V para KBX y 0V para KEX. La entidad hidrófoba se asume generalmente

que es dixanthogen por la reacción (1-3). El potencial calculado en términos de la reacción (1-3),

son, sin embargo, 0.217V y 0.177, respectivamente, etilo y butilo para la oxidación xantato a

dixanthogen para una concentración de 2 x 10-5 mol / L, que corresponde a la región de

recuperación máxima pero no a limitar el potencial más bajo para la flotación, lo que indica que

alguna otra hidrofobicidad de la superficie al mineral. Richardson y Walker (1985) consideraron

que etil xantato de flotación de calcopirita puede ser inducida por la reacción:

Para [EX] = 2 x 10 5 mol / L, CuX se produce a 0.18 V. Una vez más, no se corresponde con el

potencial de flotación límite inferior observado.

Voltamogramas obtenidos con electrodo de calcopirita (véase la fig. 4.5) muestran que la corriente

anódica aparece en el potencial correspondiente a la formación de dixanthogen por la reacción de

la forma (1-3). Por lo tanto, es razonable suponer que dixanthogen puede ser responsable de la

hidrofobicidad de la calcopirita en la flotación inducida por xantato-. Recientemente, Cheng y

Iwasaki (1992) informaron de que la flotación de calcopirita comenzó sólo en potencial oxidante

(por encima de 0.4V) con xantato de isopropilo de sodio como colector a pH casi neutro bajo

aireación de nitrógeno, que es obviamente atribuye a dixanthogen.

4.2. Diagramas Eh-pH para sistema Colector/Agua/Mineral

Diagramas de fase electroquímicos se han utilizado para investigar el sistema colector agua

mineral en el que el potencial experimental para la flotación se compara con los equilibrios

termodinámicos para reacciones en el sistema de mineral / oxígeno / colector para obtener la

información útil sobre las especies hidrófobas y área de Eh-pH de la formación de la entidad

hidrófoba con el fin de predecir comportamientos de flotación. Abramov et aI. (1977) dibuja un

diagrama de fases para el sistema electroquímico xantato chalcocitelbutyl / oxígeno y el potencial

de reposo observado que dan burbuja de fijación firme, supone la concentración total de especies

disueltas que es 10-6 mol / L y la concentración de carbonato total que es 10-4 mol / L con la

concentración de xantato de butilo de 10-4 mol / L y muestra que se observa la fijación

experimental de burbujas a la superficie calcosina cuando el potencial corresponden al campo de

la coexistencia estable de colector quimisorbida, xantato cuproso y dixanthogen indica que no

debe ser el especies hidrófobas.

4.2.2. Sistema Butil Xantato/Agua

La reacción electroquímica que conduce a la producción de dixanthogen es

El límite superior de Eh para la estabilidad del agua se define por la reacción:

El límite inferior Eh de la estabilidad agua es definido por la reacción:

Por lo tanto, las distintas líneas de equilibrio, junto con el potencial experimental en el que la

recuperación de flotación es mayor que 50%, se muestran en la figura. 4.30 y la fig. 4.31. Se puede

observar en la figura. 4.30 que el área Eh-pH para la flotación de galena debe estar en la misma

zona que la formación de xantato butil plomo, mientras que el potencial limitante inferior de la

calcopirita corresponde a la de la formación de xantato cuproso pero la flotabilidad se extiende a

más amplia eh rango donde dixanthogen es dominante. Figura 4.31 muestra que la región Eh-pH

de la flotación de la pirita y arsenopirita se produce sólo en la zona donde se encuentra

dixanthogen.

4.2.2. Sistema Calcosina-Oxigeno-Xantato

La reacción electroquímica de formación de xantato cuproso se define por la siguiente ecuación

La descomposición de xantato cuproso por oxidación se define por las siguientes reacciones:

La estabilidad de xantato cuproso en los medios de alto pH se determina por la reacción del tipo:

La disolución de hidróxido de cobre a pH alto es

La oxidación de iones de xantato en dixanthogen se define por la ecuación. (4-35), en la que

E0EX/(EX)2 = -0,06.

En la elaboración de las líneas de equilibrio, la concentración de las especies disueltas se supone

que es de 10-6 mol / l. Los diagramas de fase electroquímicos para el sistema de calcosina /

xantato / oxígeno se muestran en la figura. 4,32 con una concentración de etil xantato de 4,7 x10-

5 mol / L. Figura 4.32 muestra que el limite inferior y superior del potencial de área de pH de la

flotación de calcosina en la que la recuperación es mayor que 50% se encuentra en la región

donde etil xantato cuproso es estables, lo que indica que la entidad hidrófoba es xantato de

acetato cuproso. La flotación deja un mayor potencial por la oxidación en Cu2(OH)2, CuO-22 y

dixanthogen, y en condiciones de pH alto de la descomposición en CuO-22, S2O3

2-.