Flotacion Del Plomo y Zinc
Flotacion Del Plomo y Zinc
Flotacion Del Plomo y Zinc
INTRODUCCIN
La separacin y recuperacin por flotacin de
concentrados de Plomo y Zinc de minerales que
contienen galena (PbS) y esfalerita (ZnS) est bien
establecida y normalmente se logra con bastante
eficacia.
La flotacin se define como un proceso fsico-qumico
mediante el cual se produce la separacin de los
minerales sulfurados del metal a recuperar del resto de
los minerales y especies que componen la mayor parte
de la roca original.
En cuanto a la tostacin es un proceso al cual se
somete a los sulfuros metlicos, consiste en el
calentamiento del mineral con la presencia del oxgeno
(del aire), lo que lleva a la formacin del xido del metal
y de dixido de azufre en estado gaseoso.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Conocer el proceso de
recuperacin de plomo,
zinc por flotacin,
sulfuros, tostacin.
OBJETIVOS
ESPECFICOS
Conocer el principio en el
que se basa el proceso de
flotacin, tostacin para la
recuperacin de plomo, zinc.
Conocer la maquinaria
empleada para el proceso de
flotacin, tostacin para la
recuperacin de plomo, zinc
AFINIDAD DE PARTCULAS
Minerales
hidroflicos
Minerales
hidrofbicos
LA FLOTACIN ES UN PROCESO
HETEROGNEO
SLIDA
LQUIDA
GASEOSA
Reactivos
La mayora de los minerales son naturalmente
hidroflicos!!!
Compuestos
orgnicos
Tornar
hidrofbicas
las superficies
de los
minerales
COLECTORES
La parte apolar
se orienta
hacia la fase
lquida, sin
interactuar con
sta.
Su grupo polar es
la parte activa
que se adsorbe
(fsica o
qumicamente)
en la superficie
de un mineral.
COLECTOR
Son
reactivos
orgnicos de
carcter
heteropolar
Permiten la
formacin de
una espuma
estable y
burbujas
ESPUMANTES
Los colectores
es activo para
reaccionar con
la superficie de
los minerales.
Y los
espumantes
con el gas
Los
espumantes es
un grupo con
gran afinidad
con el agua
(OH-).
ESPUMANTE
Mineralizacin de la Burbuja
En la pulpa, para que exista la unin entre burbujas y partculas
(mineralizacin de la burbuja) deben concurrir 3 mecanismos
ETAPAS DE FLOTACIN
El mineral proveniente de la conminucin es alimentado a una primera etapa
de flotacin rougher o primaria.
Celdas con agitacin mecnica, maximizacin de la recuperacin (relave libre
de especies de inters).
CONCENTRADO
RELAVE
Equipos de flotacin
Una mquina de flotacin es esencialmente un reactor
que recibe el nombre de celda de flotacin.
Ah se produce: el contacto burbuja partcula, la adhesin entre ellas y la
separacin selectiva de especies.
Posibilitar la incorporacin de
gas (aire)
Ser adecuada a las necesidades
de recuperacin y/o calidad (ley)
del concentrado
Permitir la variacin de algunos
parmetros operacionales (flujo
de aire, nivel, etc.).
Celdas
neumticas
Celdas
mecnicas
Celdas
mecnicas
Celdas
neumticas
Las celdas de columna son los equipos
neumticos ms usados en flotacin, en
especial en etapas de limpieza de
concentrados, debido a las mejores leyes
que es capaz de producir, aunque con
menores recuperaciones.
Tpicamente tienen una altura de 9 a 15
m (la gran mayora del orden de 13 m) y
estn compuestas de secciones
cuadradas o rectangulares, con lados
comnmente de 1 m.
Siendo normal el combinarlas en una
misma estructura de 4 -16 unidades
(secciones de 1 m2).
Diseos actuales
COLECTORES
Son los compuestos heteropolares que se absorben en
la interfase slido/lquido y de ese modo transforman la
superficie hidroflica en una hidrofbica: xantatos,
tiocompuestos, cidos grasos y sus sales alkil sulfatos.
Algunos agentes quelantes y aceites funcionan como
colectores.
XANTATOS
DITIOFOSFATOS
TIONOCARBONATOS
ESPUMANTES
Son reactivos activadores de la superficie que ayudan
en la formacin y estabilizacin de la espuma en la cual
las partculas hidrofbicas son colectadas.
TIPOS DE ESPUMANTES
Se usan alcoholes, aldehdos y glicoles para modificar la
tensin superficial y generar una burbuja de tamao ms
MODIFICADORES
Son compuestos que modulan el sistema de flotacin regulando la
qumica de la solucin o la dispersin o aglomeracin de partculas
Algunos agentes
reguladores de pH o
modificadores de ste son
los siguientes:
LCALIS
cido sulfrico
cido fluorhdrico
OTROS
AGENTES
MODIFICADORES
Sulfato de cobre
Cal
Sulfato de zinc
Carbonato de sodio
Nitrato de plomo
Silicatos alcalinos
Hidrosulfato de sodio
Hidrxido de sodio
CIDOS
DEPRESORES
Son compuestos que mejoran la interaccin de la
superficie del mineral con las molculas de agua y por
lo tanto evitan la adsorcin del colector. Silicato de
sodio, cianuros, cromatos, dicromatos, sulfuro de
flotacin.
ACTIVADORES
Son compuestos qumicos agregados a la pulpa de flotacin para
causar la adsorcin del colector sobre un mineral particular. Sales
Esta
es
una
forma
qumica
alcalina
es
un
poco
autoamortiguadora a un pH de 9,0.
Zinc
primario
El zinc, al igual que otros metales no
frreos, puede producirse mediante
procesos
hidrometalrgicos
o
pirometalrgicos.
Zinc secundario
Actualmente
la
produccin de metales
secundarios ha crecido
debido
al
abaratamiento
de
costes.
Las
instalaciones
dedicadas a la fusin
de chatarra de zinc
utilizan
principalmente matas,
espumas y cenizas de
galvanizado, polvos de
acera, aleaciones de
TOSTACIN
Es un proceso al cual se somete a los sulfuros
metlicos, consiste en el calentamiento del mineral
con la presencia del oxgeno (del aire), lo que lleva a la
formacin del xido del metal y de dixido de azufre
en estado gaseoso. Dicho gas puede ser usado con
posterioridad para la fabricacin del cido sulfrico,
evitando as la contaminacin del medio ambiente, ya
La tostacin se realiza en hornos de tostacin, los cuales tienen
que
es uno de los gases causantes de la lluvia cida.
diferentes formas.
El
tostacin
proceso
de
La
tostacin
debe
efectuarse por encima de
los 700C, en aire y con
continua agitacin. El
exceso de aire hay que
controlarlo con el fin de
que no baje del 4,5% el
contenido de SO2 en los
gases del horno; esto
para
el
control
del
proceso
y
para
los
requerimientos
de
la
planta de cido sulfrico.
Tostacin y depuracin de
gases
La tostacin del concentrado se realiza en tres
hornos, del tipo denominado de lecho fluido, cuyas
capacidades de tostacin son 300, 400, y 850
toneladas diarias de concentrados.
En esta fase, el concentrado se tuesta con aire,
formndose xido de zinc (ZnO), denominado calcine,
y dixido de azufre gaseoso (SO2), que
posteriormente se transforma en cido sulfrico
(H2SO4) una vez enfriado y purificado el gas que
sale de los hornos de tostacin.
Tostacin y depuracin de
gases
Plantas de cido
sulfrico
El SO2 contenido en la corriente de gas impuro
procedente del horno de tostacin, se transforma en
primer lugar en trixido de azufre, debido a la
reaccin con el oxgeno en la torre de catlisis.
Posteriormente, en la denominada torre de
absorcin intermedia, el trixido de azufre
resultante se absorbe en cido sulfrico del 99% de
concentracin, transformndose en cido sulfrico
concentrado apto para uso en todo tipo de
industrias, ya que las instalaciones estn dotadas
de un sistema de depuracin de gases que permite
la eliminacin del mercurio, con carcter previo a
su entrada en la planta de cido.
Lixiviacin
El zinc y los otros
metales contenidos
en la calcine se
disuelven en cido
sulfrico diluido, en
dos
etapas
de
lixiviacin:
lixiviacin neutra y
lixiviacin cida.
Purificacin
La disolucin de sulfato de zinc
procedentes de la etapa de
lixiviacin neutra se trata
mediante un proceso continuo
realizado en dos etapas, para
eliminar otros metales disueltos,
como el cobre, el cadmio o el
cobalto, que se recuperan como
subproductos. Una vez realizada
la filtracin, la disolucin de
sulfato de zinc se enfra
mediante torres de refrigeracin
y se bombea al tanque de
almacenamiento de electrolito
Electrlisis
Fusin y colada
Las
lminas
de
zinc
producidas por electrlisis
son fundidas en hornos de
induccin elctrica. Una
vez fundido el zinc, se enva
a las maquinas de colada
con el objeto de producir las
diversas
formas
comerciales de lingote que
requiere el mercado.
Esquema de la cadena
TOSTACION DE CONCENTRADO
DE MINERALES
Es un proceso al cual se somete a los sulfuros metlicos, consiste en el
calentamiento del mineral con la presencia del oxgeno (del aire), lo que lleva
a la formacin del xido del metal y de dixido de azufre en estado gaseoso.
Dicho gas puede ser usado con posterioridad para la fabricacin del cido
sulfrico, evitando as la contaminacin del medio ambiente, ya que es uno
de los gases causantes de la lluvia cida. Las menas tpicas que se tuestan
son los sulfuros de cobre, zinc, y plomo. La tostacin de sulfuros de zinc y de
plomo, se produce a travs de las siguientes reacciones:
La tostacin se efecta por debajo de los puntos de fusin de los sulfuros y
xidos que intervienen, generalmente, debajo de 900C a 1000C. Por otro
lado para que las reacciones sucedan a la velocidad suficientemente
elevada, la temperatura debe estar por arriba delos 500C a 600C.
TEMPERATURA EN EL HORNO DE
TOSTACIN
El margen de temperatura recomendado en el
lecho de un horno de tostacin es entre 900-970
C; siendo el valor ms favorable de 950 C: Para
mantener esta temperatura se enfra el lecho
fluidizado indirectamente por medio de
superficies de enfriamiento y directamente por
inyeccin de una pequea cantidad de agua
pulverizada.
FLUIDIZACION EN LA TOSTACIN
Durante la fluidizacin se
observan las siguientes
etapas:
De lo anterior se deduce
que el flujo del fluido (que
da origen a
la velocidad superficial) es
una de las variables ms
importantes en la
fluidizacin.
TOSTACION DE CONCENTRADO DE
PLOMO:
Tiene como objeto la transformacin de PbS en PbO.
Consiste en la eliminacin del azufre con una volatilizacin
de As y Sb (impurezas) que se podra obtener. En presencia
de Cu y S, puede formarse en el horno de cuba mata de
Cu-Pb, de otro modo pasa el Cu al Pb de obra y es
eliminado por lodacin. El ZnO se escorifica con facilidad.
Es por ello que debe tostarse con corriente forzada de aire
o pasar por las mquinas de sinterizacion Dwight lloyd. En
este proceso se debe evitar la formacin de mata. La
temperatura debe controlarse porque la galena puede
formar sulfato de plomo, lo cual retrasa la tostacin.
En estas mquinas se sinteriza material cuyo tamao oscila entre las partculas de
polvo y un dimetro de 1.25cm como mximo.
La oxidacin es tan intensa que el calor generado es suficiente para iniciar la fusin
de la carga y aglomerar o sinterizar las partculas.
Este procesos se lleva a cabo en dos etapas:
La primera, se elimina una parte de azufre, donde el producto sinterizado se tritura
hasta un tamao de 6mm.
La segunda, se alimenta nuevamente el producto obtenido de la primera etapa,
para eliminar por completo el azufre que no se haba eliminado en la primera.
FUNDICIN DE CONCENTRADOS DE
PLOMO EN HORNO
El concentrado de galena que llega a
la fundicin es compleja, porque
adems de ganga, lleva consigo
sulfuros de zinc, hierro, cobre,
antimonio y arsnico. Por lo que la
carga de plomo debe pasar,
previamente, por los hornos de
tostacin Dwight Lloyd para
llevarse a cabo la aglomeracin con
la finalidad de que no se forme una
cantidad indebida de mata durante la
fundicin en el horno de cuba.
Reactivos
El reactivo ms usado es el sulfuro de sodio, en contacto con el
agua se hidroliza por ser una sal que proviene de una base fuerte y
cido fuerte:
FLOTACIN DIRECTA
En flotacin directa con
xantatos, el colector amlico
fue empleado para flotar
anglesita y cerusita, este
sistema de flotacin se lleva a
cabo despus que el plomo
disuelto es precipitado por el
xantato amlico.
Lamentablemente el alto
costo y elevado consumo del
reactivo hace que su
aplicacin a nivel industrial
sea muy escasa o nula.
La adsorcin qumica
del xantato sobre la
galena es originada por
monocapas de
xantatos y precipitados
de xantato de plomo en
multicapas.