Fundamentos de la Flotación de Minerales: Procesos y Propiedades Superficiales

Fundamentos de la Flotación de Minerales

La flotación es un proceso heterogéneo que involucra más de una fase: sólido (mineral), líquido (agua) y gaseoso (burbujas).

Fases del Proceso

• Fase gaseosa: Constituida generalmente por aire y, en algunos casos, por otro gas que se introduce y dispersa en forma de pequeñas burbujas.
• Fase líquida: Constituida por agua con reactivos. El agua es polar, siendo esta la causa de la hidratación superficial de algunos minerales en soluciones acuosas; generalmente contiene iones, impurezas y contaminantes naturales. La naturaleza polar del agua permite la formación de dipolos.
• Fase sólida: Constituida por partículas de mineral finamente molidas. Las propiedades superficiales de los minerales dependen de su composición y estructura. En esta fase, juegan un rol importante los siguientes factores:

Factores determinantes en la fase sólida

1. Carácter de la superficie creada en la ruptura del sólido.
2. Imperfecciones en la red cristalina natural.
3. Contaminantes provenientes de los sólidos, líquidos y gases.
4. La presencia de elementos traza, que pueden concentrarse en la superficie de los granos y tener una influencia mucho mayor que su concentración mineral.

Afinidad con el Agua

En relación con su afinidad con el agua, los minerales pueden presentar propiedades hidrofóbicas (sin afinidad) o hidrofílicas (con afinidad), lo cual determina su flotabilidad natural:

• Minerales apolares: Son hidrofóbicos y no reaccionan con los dipolos del agua (ej. azufre nativo, grafito). Su estructura es simétrica, no intercambian electrones dentro de sus moléculas, no se disocian y presentan enlaces covalentes.
• Minerales polares: Son hidrofílicos; los sólidos tienen la capacidad de hidratarse (ej. óxidos). En estos minerales, su estructura es asimétrica, intercambian electrones en la formación de enlaces y poseen una extraordinaria actividad química en general.

Reactivos y Mecanismos

• Colector: Compuestos que se adsorben en la superficie de los minerales produciendo la hidrofobización artificial y selectiva de los minerales de interés, favoreciendo la "colección" de partículas en la flotación.
• Doble capa eléctrica: Cuando una partícula mineral está en contacto con un líquido, se desarrolla una carga eléctrica superficial que es compensada por una distribución equivalente de carga en la fase acuosa. Entre esta capa y el seno del líquido se forma una capa difusa de contraiones. Ambas capas forman la doble capa eléctrica, que influye directamente en la adsorción de los reactivos sobre la superficie de los minerales.