Este documento describe las propiedades y usos de los xantatos, que son colectores sulfidrílicos utilizados en la flotación de minerales. Los xantatos se disocian en solución acuosa formando aniones que se adhieren a las superficies minerales. Su efectividad depende del tamaño de la cadena hidrocarbonada, siendo los ramificados más efectivos. Los xantatos se usan comúnmente en la flotación de minerales como pirita, galena y blenda. Deben almacenarse en recipientes her
Este documento describe las propiedades y usos de los xantatos, que son colectores sulfidrílicos utilizados en la flotación de minerales. Los xantatos se disocian en solución acuosa formando aniones que se adhieren a las superficies minerales. Su efectividad depende del tamaño de la cadena hidrocarbonada, siendo los ramificados más efectivos. Los xantatos se usan comúnmente en la flotación de minerales como pirita, galena y blenda. Deben almacenarse en recipientes her
Este documento describe las propiedades y usos de los xantatos, que son colectores sulfidrílicos utilizados en la flotación de minerales. Los xantatos se disocian en solución acuosa formando aniones que se adhieren a las superficies minerales. Su efectividad depende del tamaño de la cadena hidrocarbonada, siendo los ramificados más efectivos. Los xantatos se usan comúnmente en la flotación de minerales como pirita, galena y blenda. Deben almacenarse en recipientes her
Este documento describe las propiedades y usos de los xantatos, que son colectores sulfidrílicos utilizados en la flotación de minerales. Los xantatos se disocian en solución acuosa formando aniones que se adhieren a las superficies minerales. Su efectividad depende del tamaño de la cadena hidrocarbonada, siendo los ramificados más efectivos. Los xantatos se usan comúnmente en la flotación de minerales como pirita, galena y blenda. Deben almacenarse en recipientes her
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XANTATOS O XANTOGENATOS
1. INTRODUCCION:
Los xantatos son colectores sulfidrlicos, forman parte de este grupo todas las sustancias que tienen como mnimo un tomo de azufre en la parte polar, es decir solidfilo de su anin. Los xantatos es el principal grupo de colectores sulfidrlicos, pudindose utilizar de manera universal en la flotacin de todos los minerales sulfurosos e incluso, de mi-nerales no frricos no sulfurosos (Cu, Pb, Sb), que pueden convertirse superficialmente en sulfuros mediante agentes sulfurantes tales como Na 2 S o NaHS, tambin son buenos promotores de menas oxidadas de Pb y Cu. Se ha comprobado que las propiedades hidrofbicas de los xantatos aumentan con el largo de la cadena del hidrocarburo y adems los hidrocarburos ramificados son colectores ms fuertes que los normales con el mismo nmero de carbonos, de ello se deduce que cada xantato tiene su aplicacin preferente. Por ejemplo, los etil xantatos e isopropil xantatos se utilizan para sulfuros (piritas de Cu y sulfuro, galena) que flotan con facilidad, as como aquellos procesos en que dos o ms concentrados de minerales deben flotarse diferencialmente y con alta selectividad. Los butil xantatos son los colectores clsicos para la blenda. El xantato de butanol secundario goza gran aceptacin para la flotacin de oro puro o de piritas aurferas, pirrotita, piritas de cobre, etc. Estas son slo las aplicaciones m s corrientes. Los xantatos con radicales aromticos no son colectores muy eficientes y por esto, no se fabrican. Para la eleccin definitiva del xantato ms idneo para un mineral determinado, debe recurrirse a ensayos en el laboratorio y en la prctica. En forma general se preparan 10 a 20% o 20 a 70 gr/TM de mineral a tratarse.
2. VENTAJAS DE LOS XANTATOS.
a. Este grupo de colectores tienen gran difusin, debido a su bajo costo.
b. Tienen fuertes propiedades colectoras y buena selectividad.
c. Se puede flotar en medio cido con los dixantatos, stos tienen buenas propiedades colectoras para metales nativos y cementados (cemento de cobre).
d. En la flotacin del cobre con xantogenatos se puede aadir un aceite lubricante, cuya adicin da un incremento en la velocidad de flotacin de grandes partculas y mejora la separacin del cobre en los tamaos ms grandes; an mejor en la flotacin de los minerales de plomo.
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NOTA. Los cidos xnticos son inestables y se hidrolizan con desprendimiento de carbono sulfurado, por lo tanto, no son colectores o promotores.
4. CARACTERSTICAS FSICAS.
Cyanamid, produce xantatos en forma de pelotillas cilindriformes que los hace prcticamente libres de polvo y fciles de manejar. Las pelotillas de xantatos tienen mayor densidad a granel que el xantato en polvo. Las pelotillas de xantato son lo suficientemente pequeas para no alterar su grado de solubilidad. Color : De amarillo a naranja claro. Textura : Pelotillas de 1/4" de dimetro con longitud variable de 3/16" a 1/2". Solubilidad: Muy solubles en agua. Este reactivo se utiliza en soluciones de 5 a 20% de concentracin. American Cyanamid Company ofrece los siguientes xantatos: Xantatos AERO 301, 303, 317, 343 y 350. 5. DISOCIACIN DE LOS XANTOGENATOS.
Las molculas de los xantatos o xantogenatos se disocian o se ionizan en iones cuando estn en soluciones acuosas (H 2 O), formando aniones que reaccionan fuertemente con las superficies de las partculas minerales.
6. EFECTOS DE LOS XANTATOS.
a. Cuando se agregan un exceso de estos reactivos (colectores), flotan todo tipo de sulfuros, no hay seleccin, es decir ensucian los concentrados. Tambin flotan pirita e insolubles.
b. Cuando se agregan en pequeas cantidades de xantato, tampoco hay seleccin, los sulfuros valiosos pasan al relave.
7. SOLUBILIDAD.
La solubilidad vara sobre un rango muy amplio, dependiendo fundamentalmente del largo del radical hidrocarburo y del metal incluido en la composicin molecular. a. Los xantogenatos de metales alcalinos (Na y K) son altamente solubles en agua, alcohol y ligeramente solubles en ter. b. Los xantatos de metales pesados son prcticamente insolubles en agua y ligeramente solubles en alcohol y ter. c. Los xantogenatos ms eficientes como colectores incluyen en su grupo no polar radical hidrocarburo ramificado de cadena corta, porque bajo esta condicin este reactivo orgnico es ms soluble en agua en comparacin a su homlogo de cadena normal. Por lo tanto, todo colector muy eficiente debe ser totalmente soluble en agua, por consiguiente, la seleccin de partculas minerales deseables es ms ptima. Ejemplo: Z-11 o A-343. P g i n a | 3
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8. TOXICIDAD DE LOS XANTATOS.
Los xantatos son txicos. Evitar el contacto del producto con la piel y ropa, evitar inhalacin de los vapores, mantener buena ventilacin. Se recomienda el empleo de anteojos y guantes en su manejo. En caso de derrame en la piel se recomienda un lavado prolongado con jabn neutro. En caso de salpicaduras a los ojos, se recomienda un lavado con abundante agua y obtener atencin mdica inmediata. La concentracin lmite admitida de xantatos en las aguas residuales es de 0.01 mg/lt.
9. MANTENIMIENTO DE LOS XANTATOS.
Los reactivos de flotacin utilizados en la concentracin de minerales valiosos, para que no pierda el carcter selectivo deben mantenerse del modo siguiente: a. Deben mantener en recipientes hermticamente cerrados.
b. Se debe almacenar en un ambiente fresco y seco, para mantener su estabilidad colectora durante largos perodos de tiempo, no observndose prcticamente prdida de eficacia.
c. Su estabilidad resulta considerablemente afectada si se mantiene en recipientes abiertos expuestos a la accin del calor y de la humedad.
d. Es conveniente preparar cada da las soluciones que deben consumirse dentro de la misma jornada de trabajo.
10. PREPARACIN DE LOS XANTATOS.
El rea destinada a la preparacin de reactivos debe estar provista de un buen sistema de drenaje para el caso de derrames accidentales. Los drenajes deben estar conectados a una red de desecho, donde la eliminacin de tales derrames no produzca efectos nocivos. Los reactivos generalmente se preparan en soluciones de concentracin predeterminada y pueden ser ajustados segn sea necesario. Normalmente, los tanques de almacenamiento deben tener capacidad suficiente para una operacin continua de 24 horas. De esta manera los reactivos se preparan nicamente durante el turno de da, que es cuando puede realizar mejor supervisin.
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11. CUIDADOS EN SU MANIPULEO DE LOS XANTATOS.
Las personas que manejan fsicamente los xantatos o las soluciones de stos, se deben tomar ciertas precauciones:
a. Debe evitarse la llama viva o el fuego, puesto que los xantatos y algunos de sus productos de descomposicin son combustibles.
b. Los xantatos en s arden similar al azufre.
b. A las personas alrgicas al xantato se les desarrolla una irritacin en la piel cuando llegan a tener contacto con la solucin. Por lo que se recomienda lavarse perfectamente la piel que haya estado en contacto con xantatos.
d. Deben almacenarse en un lugar fresco y seco, preferentemente aislados del calor y de la luz solar.
d. En trminos generales, los xantatos deben manejarse con el mismo grado de precaucin que se aconseja con otros productos qumicos orgnicos normalmente empleados en las plantas de flotacin.
12. SNTESIS DEL XANTATO EN EL LABORATORIO.
Inicialmente se hace reaccionar un alcohol con hidrxido de sodio o potasio, en seguida se agrega sulfuro de carbono y utilizando como catalizador ter etlico. Aplicar la estequiometra respectivamente.
Obtencin del ISOPROPIL XANTATO SODICO.
CH 3 - CH - OH + NaOH CH 3 - CH - ONa + H 3 O I I CH 3 CH 3
Isopropilato de Na S // CH 3 -CH- ONa + CS 2 CH 3 -CH- O - C - S - Na I I CH 3 CH 3
Isopropl xantato sdico
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Obtencin del AMIL XANTATO POTASICO. C 4 H 9 - CH 2 - OH + KOH C 4 H 9 - CH 2 - O - K + H 2 O Pentilato de potasio S // C 4 H 9 - CH 2 - O - K + CS 2 C 4 H 9 - CH 2 - O -C - S - K Amil xantato potsico 13. NOMBRES COMERCIALE S DE LOS XANTATOS. NOMBRE QUIMICO FORMULA GLOBAL DOW CHEMECAL AMERICAN CYANAMID CANADIAN Ind. Ltd. RENASA XANTATO Etil potsico Etil sdico Amil potsico sec. Amil potsico (XAP) Isopropl potsico Isopropil sdico Butil sdico sec. Isobutil sdico C2H5-OCS2K C2H5- OCS2Na C5H11- OCS2K C5H11- OCS2K C3H7-OCS2K C3H7- OCS2Na C4H9- OCS2Na C4H9- OCS2Na Z-3 Z-4 Z-5 Z-6 -- Z-11 Z-12 Z-14 AERO 303 AERO 325 --------- AERO 350 AERO 322 AERO 343 AERO 301 AERO 317 CX 51 CX 31 CX - 71 Comercializa con su nombre qumico completo
14. USOS Y APLICACIONES ESPECIALES DE XANTATOS.
a. Xantato AERO 301 - Xantato butlico secundario de sodio. S // CH 3 - CH - CH 2 - O -C - S - Na I CH 3 Se usa en la flotacin conjuntiva de todos los minerales sulfurosos, para la flotacin selectiva de menas de cobre y esfalerita, despus de la activacin de sulfato de cobre. Combinando con el AEROFLOAT 208 se usa ampliamente en la flotacin de menas de oro. P g i n a | 6
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b. Xantato AERO 303 - Xantato etlico de potasio. c. Xantato AERO 325 - Xantato etlico de sodio. S // CH 3 - CH 2 - O -C - S - K AERO 303 S // CH 3 - CH 2 - O -C - S - Na AERO 325
Estos xantatos son semejantes en su estructura. Pueden ser usados en combinacin con uno o ms de los Promotores AEROFLOAT. Se aplica especialmente cuando se busca la mxima selectividad.
d. Xantato AERO 317 - Xantato isobutlico de sodio. S // (CH 3 ) 2 - CH - CH 2 - O - C - S - Na
Es un promotor muy enrgico y no selectivo para todos los minerales sulfurosos, es considerado como el mejor para la flotacin de pirita en circuitos naturales, o sea que el pH no ha sido ajustado con cal ni con cido.
e. Xantato AERO 343 - Xantato isoproplico de sodio.
S // (CH 3 )2 - CH -O - C - S - Na
Es un promotor ms usado en la flotacin de minerales sulfurosos, debido principalmente a su bajo costo. Se emplea en gran escala en la flotacin de sulfuros de Cu, Pb y Zn.
f. Xantato AERO 350 - Xantato amlico de Potasio (XAP) S // CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -O - C - S - K Es til en las operaciones que requieren un promotor potente y no selectivo para los minerales sulfurosos. Con frecuencia se usa como promotor secundario en laflotacin agotativa que sigue a una flotacin "bulk", donde se utiliza un colector ms selectivo.
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El xantato AERO 350, es preferido para la recuperacin de los minerales oxidados de plomo y cobre despus de la sulfurizacin, pero en algunos casos, por motivos de economa, se da preferencia al Xantato AERO 343.
15. CONSUMO DE XANTATOS.
Las frmulas para calcular el consumo de reactivos para la concentracin de minerales por flotacin, son:
a. REACTIVOS LIQUIDOS (SOLUCIONES) cc/min x G.e. sol. x % sol Lb/Ton = ----------------------------------------- 31,7 x Ton por 24 horas
b. REACTIVOS SOLIDOS. gr/min Lb/Ton = --------------------------------------- 0,317 x Ton por 24 horas
16. REACCIONES QUMICAS DE LOS XANTATOS.
16.1. REACCIN DE OXIDACIN.- De la reaccin de oxidacin de los xantogenatos, resulta la formacin de dixantogenatos siendo los reactivos oxidantes: K 2 Cr 2 O 7 , HNO 3 , KMnO 4 , etc. que se encuentran en el almacn de reactivos. Tomar las precauciones necesarias para su buen estado de conservacin.
S S S // // // 2C 2 H 5 -O-C-S-Na + 1/2O 2 C 2 H 5 -O- C -S-S- C -O-C 2 H 5 + Na 2 O Dixantogenato de etilo El dixantogenato de etilo reacciona con una solucin acuosa de sal cprica. S S // // 2 C 2 H 5 -O- C -S-S- C -O-C 2 H 5 + Na 2 O + CuSO4
Dixantogenato de etilo
S S S S // // // // 2 C 2 H 5 -O- C -S-Cu-S- C -O-C 2 H 5 + C 2 H 5 -O- C -S-S- C -O-C 2 H 5 + Na 2 SO 4
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Dixantogenato cprico de etilo Dixantogenato de etilo Insoluble en agua
Los dixantogenatos, es un buen colector por s mismo, debido a su baja solubilidad en agua resulta poco satisfactorio, a menos que se utilice como emul-sin de agua. Son utilizados como colectores para metales nativos y cementados.
16.2. REACCIN CON YODO.- Todos los xantogenatos alcalinos reaccionan con el yodo, de esta combinacin se forman los dixantogenatos, siendo prcticamente una reaccin de oxidacin. El resultado es un lquido pesado, aceitoso e insoluble en agua.
16.3. REACCIN DE HIDROLISIS.- La descomposicin de los xantatos tiene lugar con particular facilidad en presencia de la humedad y el calor, rompiendo a los xantogenatos en sus componentes de obtencin.
Para evitar esta hidrlisis deben mantenerse secos y en lugares fros, sin permitir el acceso de la humedad normalmente presente en el aire. S // calor R-O- C -S-Me + HOH R - OH + MeOH + CS 2
S // C 5 H 11 - O-C-S-Na + HOH C 5 H 11 -OH + NaOH + CS 2
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PRACTICAS EN EL LABORATORIO
1.- MATERIALES: Alcohol amlico
Alcohol Isoamilico
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Xantato z-6
Sulfuro carbnico
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Etanol
Hidrxido de sodio
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2.-Propiedades Fsicas: Xantato z-6 + H2O; Primero agregar etanol en el tubo de ensayo.
Despus agregar hidrxido de sodio y notamos que no se produce nada, despus agregamos sulfuro carbnico y notamos que nos da un color amarillo de olor desagradable.
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R + H2O; primero agregamos alcohol amlico.
Despus agregar hidrxido de sodio, y notamos que es de un color amarillo de olor desagradable y adems es graso.
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Agregamos sulfuro carbnico y observamos que se vuelve de un color amarillo, un olor desagradable y cuyo nombre es alcohol pentilico.
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Agregar H2O al etil xantato sdico y notamos que se vuelve de un color amarillo cuyo nombre es xantato etlico sdico.
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Luego agregamos al etil xantato sdico H2O y nos da un color amarillo.
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Luego agregar alcohol isoamilico + hidrxido de sodio, observamos que la sustancia blanca y grasosa cuyo nombre es amilato sdico.
Luego agregamos el amilato sdico + sulfuro carbnico y nos un color amarillo plido de olor desagradable muy graso cuyo nombre es pentil xantato sdico .
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NOTA: Una comparacin entre el alcohol amlico y el alcohol isoamilico. Determinamos que el alcohol amlico no es graso mientras que el alcohol isoamilico es graso.
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SOLUBILIDAD: Xantato isoamilico sdico: No es muy soluble en agua. Xantato amilico sdico: No es muy soluble en agua.
NOTA: El alcohol ms soluble en agua es el alcohol isoamilico.