257021014008

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Tecnura
ISSN: 0123-921X
tecnura@udistrital.edu.co
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Colombia
SUÁREZ CÁRDENAS, GIOVANNA ALEXANDRA; GARCÍA RUSSI, EFRAÍN; AMARIZ BARBOSA,
JUAN JOSÉ DE JESÚS
Flotación en columna como técnica de beneficio para minerales finos
Tecnura, vol. 9, núm. 17, 2005, pp. 4-15
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Bogotá, Colombia
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4 Tecnura año 9 No.17 segundo semestre de 2005
imágenes
Flotación en columna como técnica de
beneficio para minerales finos
Column flotation as technique for the benefit
of fine minerals
R E S U M E N
El propósito de este artículo es presentar los
principales conceptos relacionados con la flotación
en columna y sus avances como una alternativa de
procesamiento de gran beneficio para minerales de
tamaño fino y ultrafino. Se consideran aquí las
variables más influyentes que intervienen en el
proceso y su importancia relativa.
A B S T R A C T
The objective of this paper is to carry out a review
about column flotation and its advances, as a new
alternative for the benefit of fine and ultrafine
minerals. Also, the principal variables interacting
in the process and its importance are considered.
Palabras clave: flotación en columna, minerales ultrafinos, técnicas de beneficio, procesamiento de minerales.
Key words: column flotation, ultrafine minerals, benefit process, mineral processing.
GIOVANNA ALEXANDRA SUÁREZ CÁRDENAS
Ingeniera Metalúrgica de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC). Estudiante
de Maestría en Metalurgia y Ciencia de los Materiales de la misma Universidad.
nuevmat@tunja.uptc.edu.co
EFRAÍN GARCÍA RUSSI
Ingeniero Metalúrgico, Master of Technology U. Brunel (Londres). Profesor titular de la Escuela de
Metalurgia, Facultad de Ingeniería de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC).
Director del Grupo de Investigación en Nuevos Materiales y sus Tecnologías de Fabricación.
nuevmat@tunja.uptc.edu.co
JUAN JOSÉ DE JESÚS AMARIZ BARBOSA
Ingeniero de Materiales de la Universidad de Antioquia. Estudiante de Maestría en Materiales y
Procesos de la Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín. Auxiliar de investigación Grupo de
Investigación en Nuevos Materiales y sus Tecnologías de Fabricación, Universidad Pedagógica y
Tecnológica de Colombia.
nuevmat@tunja.uptc.edu.co
Clasificación del artículo: revisión
Fecha de recepción: agosto 08 de 2005 Fecha de aceptación: diciembre 16 de 2005
5
Flotación en columna como técnica de beneficio para minerales finos
GIOVANNA ALEXANDRA SUÁREZ CÁRDENAS / EFRAÍN GARCÍA RUSSI / JUAN JOSÉ DE JESÚS AMARIZ BARBOSA
imágenes
Desde la invención de los procesos de flotación y
su introducción exitosa en plantas de procesamien-
to de minerales ha sido de gran interés entender los
mecanismos y variables que intervienen en la ope-
ración. Se ha encontrado que la flotación en columna
tiene mejor desempeño que las celdas de flotación
convencional, en particular con partículas finas.
La flotación en columna es una técnica atractiva
para minerales complejos que presentan problemas
de selectividad; con una sola etapa de limpieza, ella
permite elevar sustancialmente el grado del con-
centrado y una mayor recuperación. Como en todo
proceso, solo después de que todas las variables
involucradas son examinadas puede lograrse su
buen entendimiento. El objeto de este artículo es
presentar la información más importante relacio-
nada con el proceso de flotación en columna:
generalidades, variables más influyentes en el pro-
ceso y algunos de los avances alcanzados hasta la
fecha.
2. Generalidades
Con frecuencia, en el procesamiento de mezclas
de partículas finas es necesario que ciertos de sus
componentes sean separados físicamente de otros.
Para llevar a cabo la separación sólido-sólido, és-
tos deben tener diferencias suficientes en algunas
de las propiedades físicas o químicas (Klimpel,
1998) como densidad, susceptibilidad magnética,
conductividad eléctrica, diferencias en fricción, ra-
dioactividad o color y propiedades superficiales.
De acuerdo con estas propiedades, los métodos
de separación en el procesamiento de minerales
se clasifican en gravimétricos, magnéticos, elec-
trostáticos y fisicoquímicos (véase figura 1); en
ellos es muy importante el grado de liberación, que
corresponde al punto donde las especies minera-
les de interés presentes en una mena se encuentran
separadas.
El método más común es la concentración gravi-
métrica para partículas gruesas (con tamaños que
1. Introducción oscilan en el rango de 10
3
-10
5
 mm). El tamaño de
partículas que pueden separarse usando métodos
magnéticos y electrostáticos se encuentra en el ran-
go de 10
2
-10
3
 mm; en los métodos de flotación, tales
tamaños puede estar en el rango de 10
1
-10
2
 mm
(Laskowsky y Ralston, 1992: 225).
Figura 1. Clasificación de los métodos de separación en el
procesamiento de minerales
La flotación espumante es un proceso de concen-
tración físico-químico para minerales de tamaño
fino que ha sido ampliamente estudiado en el área
minero-metalúrgica y se encuentra totalmente in-
corporado en la mayoría de los procesos
extractivos (Laskowsky y Ralston, 1992; Rubio y
Tessele, 2001). Se basa en la hidrofobicidad de
las partículas, es decir, la tendencia de la superfi-
cie de la partícula a no asociarse estrechamente
con el agua ni a formar hidruros sobre la misma. Las
partículas que repelen el agua de su superficie tie-
nen la tendencia a preferir asociarse con materiales
hidrocarbonados o aceitosos (Laskowsky y Ralston,
1992). El tratamiento de partículas finas requiere de
mucha atención, pues su recuperación por flotación
puede ser mucho más baja que para el mismo mate-
rial en tamaños grandes (King, 1982).
En el procesamiento de minerales pueden distin-
guirse tres clases de minerales finos (Laskowsky y
Ralston, 1992):
• Minerales de arcilla que ocurren naturalmente,
como caolinita, illita y montmorillonita, los cua-
les están compuestos por partículas muy
pequeñas (en general por debajo de 2 mm).
• Los finos, producidos durante la trituración y
molienda de minerales en operaciones de be-
neficio.
6 Tecnura año 9 No.17 segundo semestre de 2005
imágenes
• Los residuos de la lixiviación de minerales tritu-
rados en procesos hidrometalúrgicos. Estos
lodos se componen parcialmente de partículas
minerales insolubles y precipitados (productos
de reacciones químicas).
Los desarrollos en técnicas y tecnología de flota-
ción están asociados estrechamente a la mejora en
las máquinas de flotación; esto sucede porque para
reforzar estos procesos se requiere de la creación
de máquinas de este tipo, altamente productivas.
Los requerimientos actuales en el campo de airea-
ción de la pulpa y las teorías de mineralización de
burbujas imponen el diseño de máquinas de flota-
ción neumática tipo columna, las cuales presentan
mejor desempeño que las celdas de flotación con-
vencionales, particularmente cuando se trabaja con
partículas finas; además, encuentran aplicación en
la flotación de minerales ferrosos, no ferrosos, no-
bles, raros, carbón y otras fuentes minerales
(Kremena y Metodi, 2002: 85-88; Cruz, 1997).
La flotación en columna surgió hace más de dos
décadascomo una importante mejora en el campo
de la concentración por flotación.
3. Flotación en columna
3.1 Antecedentes
Esta técnica fue patentada a principios de 1960 por
Boutin y Tremblay
1
. Las primeras descripciones
de la columna y las primeras pruebas de aplicación
industrial fueron hechas por Wheeler (1996) y
Boutin y Wheeler (1967). Considerando el número
de variaciones, algunas veces este diseño es llama-
do columna “canadiense”, ahora puede llamarse
columna “convencional” (Finch y Dobby, 1990).
Se han realizado investigaciones para la flotación
de minerales de cobre y molibdeno; en Chile, en la
década de los noventa, se incorporaron columnas
para la flotación de estos minerales (Castro, 2002).
Recientemente, en Estados Unidos, Australia y al-
gunos países de Sudamérica se han realizado
investigaciones y aplicaciones comerciales sobre
este nuevo proceso, principalmente para procesar
sulfuros de cobre-molibdeno, óxidos de hierro, car-
bón y grafito.
En las investigaciones que usan dispositivos en co-
lumna en particular, se ha desarrollado una estrategia
que puede ser implementada en la recuperación de
minerales de intervalo de tamaño fino (Kremena y
Metodi, 2002: 85-88) y ultrafino, combinando ele-
mentos de fisicoquímica de superficies tradicionales
con elementos de la mecánica de fluidos, relacio-
nados principalmente con la disminución de la
turbulencia en las celdas de flotación. Esta es una
nueva técnica que emplea el principio del flujo a
contracorriente entre burbujas de aire y la pulpa
2
;
allí las partículas que descienden de la parte supe-
rior (alimentación) colisionan con las burbujas que
ascienden de la parte inferior (distribuidores de
burbujas). Muchos investigadores reconocen la im-
portancia de usar burbujas de aire pequeñas para
incrementar la recuperación de partículas finas.
Para producir burbujas de aire pequeñas, con fre-
cuencia es necesario usar espumantes más fuertes,
que a su vez hacen difícil controlar la espuma que
desciende.
Es importante señalar que, además de la geometría
(relación altura/diámetro), existen dos característi-
cas adicionales que distinguen la columna de otros
dispositivos usados en flotación: el sistema de ge-
neración de burbujas y el uso de una ducha (wash
water) (Cruz, 1997; Finch y Dobby, 1990). En la
flotación convencional se usa agitación mecánica
con un gasto extra de energía; además, las burbu-
jas se desplazan en la misma dirección y velocidad
que las partículas, por lo que éstas no se unen con
facilidad (Gaceta UNAM, 1996). Los mismos prin-
cipios de fisicoquímica de superficie que se aplican
a la flotación en celdas convencionales son válidos
para la flotación en columna.
Las efectividad del trabajo con máquinas de flota-
ción depende de las condiciones en la dispersión de
1 Patentes canadienses 680.576 y 694.547.
2 United States Patent 5.332.100, 1994.
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Flotación en columna como técnica de beneficio para minerales finos
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aire (Kremena y Metodi, 2002: 85-88). El método
de generación de burbujas es una de las principales
diferencias entre las columnas de flotación y las
celdas convencionales, dado que las primeras no
utilizan agitación mecánica para suspender las par-
tículas y dispersar el aire, haciéndolas más eficientes
en energía y menos costosas de mantener.
Existen otras ventajas de la flotación en columna
frente a las celdas mecánicas y neumamecánicas,
entre las cuales se destacan (Cruz, 1999; Pitta,
2002):
• Instalación rentable.
• Menor costo de instalación y operación.
• Menor consumo de energía para la generación
de burbujas (no requiere de impellers).
• Menor ocupación de espacio.
El movimiento de partículas y burbujas es un factor
importante que determina la velocidad de la flota-
ción y el consumo de energía del proceso. Las
fuerzas inerciales que destruyen el complejo partí-
cula-burbuja en la columna son insignificantes; esto
se encuentra asociado con la ausencia de un dispo-
sitivo de agitación y un flujo de pulpa a baja
turbulencia (Kremena y Metodi, 2002: 85-88).
El incremento de la actividad de la flotación por
burbujas de aire está asociado al aumento de su
tiempo de acondicionamiento, es decir, al intervalo
entre el momento de formación y mineralización de
la burbuja.
3.2 Aspectos fundamentales de los procesos de
flotación con burbujas finas
• Propiedades interfaciales de las burbujas
finas. En la flotación, son de interés las si-
guientes: distribución de agentes de superficie
activa sobre la superficie de la burbuja, densi-
dad de carga y potencial eléctrico en la
interfase burbuja/solución. Se ha demostrado
que estas propiedades afectan los mecanismos
de adhesión de las burbujas a las superficies
(Laskowsky y Ralston, 1992: 225; Bailey et al.,
2005: 125-126).
• Adhesión burbuja-partícula. En un sistema
de flotación, la adhesión de la partícula a la bur-
buja de gas es el resultado de una serie de etapas
consecutivas, cada una determinada por las di-
ferentes propiedades del sistema. Generalmente
se acepta que para que una partícula pueda ser
colectada y flotada por una burbuja debe haber:
a) una colisión entre ellas; b) una adhesión, para
que la partícula y la burbuja formen un agrega-
do; c) el agregado partícula-burbuja debe ser
bastante estable para resistir la acción de las fuer-
zas de desunión.
Estudios experimentales (Laskowsky y Rals-
ton, 1992: 225; Bailey et al., 2005: 125-126) han
demostrado que se logran varias ventajas al re-
ducir el tamaño de las burbujas; para un tamaño
de partícula constante el uso de burbujas podría
incrementar la probabilidad de colisión, la pro-
babilidad de adhesión y la rata de flotación.
• Colección de partículas por burbujas finas.
La colisión burbuja-partícula está determinada
básicamente por la hidrodinámica del flujo alre-
dedor de la burbuja, que es función de los
tamaños de las burbujas y de las partículas.
3.3 Zonas de la celda de flotación en columna
De acuerdo con investigaciones recientes (Las-
kowsky y Ralston, 1992: 225; Cruz, 1997); United
Tecnol Patent 5.332.100, 1994; Finch y Salas), las
columnas de flotación tienen varias zonas diferen-
tes a lo largo del eje vertical (figura 2); dos de ellas
se encuentran separadas por una interfase visible
pulpa-espuma.
3.3.1 Zona de colección o recuperación
Está localizada entre la interfase de espuma y los
difusores. En ella ocurre el contacto partícula/bur-
buja y el material flotable proveniente de la
alimentación es colectado formando agregados par-
tícula/burbuja. El material devuelto después de ser
rechazado en la zona de espuma (dropback) pue-
de ser colectado nuevamente por las burbujas que
van subiendo.
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imágenes
3.3.1.1 Tiempo de residencia (Finch y Salas)
En una columna de sección circular el tiempo de
residencia medio de la pasta (t
pasta
) dentro de la
columna puede obtenerse usando la siguiente ecua-
ción (Chuk, O.D. et al., 2002 y 2005; Yianatos, J.B.
et al., 1994):
 (1)
En (1) V
C
 es la velocidad superficial de las colas,
H
f
 es la altura o profundidad de espuma, H es la
altura total de la columna y ∈
g
 se asume como un
valor constante a través de la columna, el cual no
es estrictamente verdadero en columnas industria-
les, pero es una buena aproximación.
El tiempo de residencia de una partícula es:
 (2)
En (2) U
sp
 es la velocidad de asentamiento de una
partícula. Esta ecuación es estrictamente válida para
un sistema de dos fases, pero puede aplicarse para
un sistema de tres fases si el tamaño de partícula
es pequeño.
Figura 2. Zonas de la columna de flotación
3.3.2 Zona espumante o de limpieza
Se extiende desde la zona de colección o desde la
interfase pulpa-espuma hasta el borde de la colum-
na; allí se recogen las burbujas cargadasde mineral
hidrófobo. El agua de lavado estabiliza las burbujas
y reduce la coalescencia. Dado que las burbujas
ascienden a la zona de espuma, cierta cantidad de
coalescencia ocurre; esto reduce el área superfi-
cial de la burbuja disponible y disminuye el volumen
de espacios entre las burbujas, los cuales son ocu-
pados por agua (Finch y Salas).
La zona se divide en:
• Zona de limpieza fase espuma: se extiende
hacia arriba desde la interfase pulpa-espuma
hasta el rebalse de la columna. La estabilidad
de la espuma es mantenida mediante agua de
lavado, la cual fluye hacia abajo a través de las
películas que separan las burbujas inhibiendo la
coalescencia.
• Zona de limpieza fase pulpa-espuma: región
de longitud arbitraria en la interfase pulpa-es-
puma, ubicada sobre y por debajo de dicha
interfase.
• Zona de limpieza fase pulpa: región que se
extiende hacia abajo desde la interfase pulpa-
espuma hasta la tobera de inyección del material
de alimentación.
3.4. Factores influyentes en la flotación
columnar
3.4.1 Relación altura: diámetro (Yianatos et al.,
1988)
El volumen de la celda de flotación está determina-
do por el tiempo de retención requerido y la rata
volumétrica de alimentación; una variedad de rela-
ciones altura-diámetro (es decir, geometrías de la
columna) pueden dar el mismo tiempo de reten-
ción; sin embargo, al variar la geometría se ocasionan
cambios que afectan el funcionamiento de la co-
lumna (Kremena y Metodi, 2002: 85-88; Cruz, 1997;
Finch y Dobby, 1990; Canadian Process Technolo-
gies Inc, 2002).
Fuente: modificado de Finch, j. A, and Dobby, G. S. (1990).
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Flotación en columna como técnica de beneficio para minerales finos
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3.4.2 Concentración de gas (Gas holdup)∈g
Cuando se introduce aire (burbujas) en una colum-
na de líquido (o pasta) éste sufre un desplazamiento;
la fracción volumétrica desplazada es llamada gas
holdup (∈
g
) y se refiere a la fracción volumétrica (o
porcentaje) ocupado por el gas en cualquier punto
de la columna (Kremena y Mettodi, 2002: 85-88;
Cruz, 1997; Finch y Dobby, 1990; Canadian Pro-
cess Technologies Inc, 2002).
Para medir la concentración de gas ∈
g
 existen nu-
merosos métodos, algunos de ellos se citan a
continuación y se muestran en la figura 3:
Figura 3. Algunos métodos para medir la concentración de
aire en la columna ∈
g
a) Midiendo el total de altura alcanzado por efecto
del desplazamiento de aire.
b) Por diferencia de presión.
c) Mediante el uso de sensores de conductividad.
La relación entre ∈
g
 y la velocidad del gas (J
g
) [cm/s]
define el régimen del flujo en la zona de colección
(figura 4).
Fuente: modificado de Finch, j. A, and Dobby, G. S. (1990: 9).
Figura 4. Relación general del ∈
g
 como una función de la
velocidad del gas.
Velocidad superficial del gas J
g
 (cm/s)
Fuente: modificado de Finch, j. A, and Dobby, G. S. (1990: 3).
La velocidad superficial del gas se define como la
rata de flujo volumétrico del material (pasta) divi-
dido en el área de la sección transversal de la
columna expresada normalmente en cm/s; esta
variable permite la evaluación de las característi-
cas de funcionamiento de la columna,
independientemente de su diámetro. No obstante,
es un parámetro dependiente de otras variables
como la velocidad volumétrica de aire, el tamaño
de burbujas, la densidad de la pasta, la carga de
sólidos en las burbuja y velocidad de la pasta. El
incremento del ∈
g
 reduce el tiempo de residencia
en la zona de colección; esto puede suceder debido
a tres factores:
• Un incremento en el flujo de gas incrementará
el número de burbujas presentes en la columna
de modo que más burbujas se generen en un
mismo periodo de tiempo.
• Una disminución en el tamaño de burbuja cau-
sado por la operación del burbujeador o
dosificación del espumante causará que cada
burbuja suba más lentamente a través de la
pasta; además, se incrementa la cantidad de aire
en la columna.
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imágenes
• Un incremento en la velocidad descendente de
la pasta disminuirá la velocidad de ascenso de
la burbuja respecto de la columna, resultando
un aumento en la cantidad de aire “mantenido”
en la columna.
Un valor típico del ∈
g
 es 0,15 (ó 15%), pero puede
oscilar entre 0,05 y 0,25 (5% a 25%) (Finch y Salas).
3.4.3 Tamaño de partícula y generación de
burbujas
Esta es otra característica que distingue las colum-
nas de las máquinas convencionales (Finch y Dobby,
1990). El tamaño promedio de las burbujas y la dis-
tribución de sus tamaños son importantes en la
flotación en columna; ellos afectan la máxima rata
de gas, la probabilidad de colectar partículas so-
bre la burbuja y la capacidad de arrastre de sólidos
por el gas (Cg). Las burbujas usadas típicamente
tienen entre 0,8 y 1,6 mm de diámetro, dependien-
do de las condiciones de los reactivos, el diseño
del burbujeador y la presión de operación (Finch y
Salas).
Dependiendo de la ubicación del burbujeador
 
exis-
ten dos métodos de generación (Finch y Dobby,
1990; Finch y Salas):
• Burbujeadores internos: el método más co-
mún de generación de burbujas es empleando
burbujeadores ubicados cerca de la base de la
columna. Pueden ser de dos categorías: poro-
sos (por ejemplo, de vidrio sinterizado) y de
boquilla simple o múltiple; los porosos exhiben
una concentración de gas ∈
g
 similar, más alta
que la presente en los multiboquillas.
• Burbujeadores externos: un segundo método
de generación es ubicando el burbujeador fue-
ra de la columna. “Externo” significa que el gas
y el líquido (o pasta) están en contacto fuera de
la columna y la mezcla se dirige luego al fondo
de ella. En comparación con los burbujeadores
internos, sus ventajas son la menor oportunidad
de taponamiento con sólidos o precipitados y el
control sobre el tamaño de las burbujas (me-
diante la manipulación del agua y el gas); las
principales desventajas son la entrada de agua
extra por la parte inferior de la columna y su
operación más complicada.
3.4.4 Bias
Este término (bias superficial J
B
) es usado para
describir el flujo neto de agua (magnitud y direc-
ción) a través de la zona de limpieza (equivalente a
la diferencia en el flujo de agua entre las colas y el
alimento). Frecuentemente se calcula como la di-
ferencia neta entre el flujo volumétrico de pasta en
las colas y el flujo volumétrico de la rata de alimen-
tación de la pasta, dividida por el área de la sección
transversal de la columna (Chuck et al.). Para una
limpieza eficiente, el bias debe ser mayor que cero
en la dirección descendente (bias positivo), con el
fin de garantizar que las partículas no deseables en
el concentrado se dirijan a las colas.
3.4.5 Rata de aire
La máxima rata de aire que una columna es capaz
de soportar está determinada por tres límites:
• La rata de alimentación debe ser menor que la
velocidad de subida de las burbujas. La veloci-
dad de la burbuja que sube depende de su
tamaño. Una distribución de tamaños de bur-
bujas es producida por cualquier sistema
burbujeador; sin embargo, cuando la rata de ali-
mentación de la pasta excede la velocidad de
subida de la burbuja más pequeña, un porcen-
taje de aire se pierde en el las colas.
• La densidad de la zona de recolección debe ser
más grande que la densidad de la zona de espu-
ma. Cuando la rata de gas de la columna se
incrementa, la densidad de la zona de colección
disminuye; a la vez, la densidad de la zona de
espuma se incrementará hasta que las dos sean
iguales. En este punto, la concentración de gas
∈
g
 se incrementará repentinamente desde
aproximadamente el 15% a valores superiores
al 50%; cuando esto ocurre se dice que la co-
lumna se satura de espuma y en estas
condiciones la recuperación y selectividad caen
significativamente.
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Flotación en columna como técnicade beneficio para minerales finos
GIOVANNA ALEXANDRA SUÁREZ CÁRDENAS / EFRAÍN GARCÍA RUSSI / JUAN JOSÉ DE JESÚS AMARIZ BARBOSA
imágenes
• La coalescencia de burbujas no debe formar
bolsones de aire. El incremento de la turbulen-
cia y las burbujas más grandes formadas a altas
ratas del gas causan un aumento en la coales-
cencia de las burbujas que resulta en una
disminución en el incremento de la concentra-
ción de gas ∈
g
. Finalmente, resultará una
coalescencia severa en la formación de grandes
bolsones de aire; este efecto cambia las ca-
racterísticas de mezcla de la columna, reduce
el área superficial disponible para la flotación y
la recolección de partículas sobre la superficie
de la burbuja. Uno de estos factores probable-
mente limitará la máxima velocidad del gas en
la columna a valores entre 1 y 3,5 cm/s (Yiana-
tos, J. et al., 1988).
3.5 Nuevos modelos de columnas de flotación
Con el fin de mejorar el desempeño y operación de
las columnas de flotación se han desarrollado otros
modelos que involucran modificaciones adicionales
al modelo original en el cuerpo de la columna y/o
en el uso de burbujeador. Entre ellos se destacan:
a) Modelo de laboratorio de una máquina de flota-
ción en columna vibratoria (figura 5) (Dedelyanova
et al., 2002: 85-88).
Figura 5. Partes básicas de la columna de flotación vibratoria
Fuente: Dedelyanova, K. et al. (2002: 86).
b) Modelo de columna de flotación de tres pro-
ductos - C3P (figura 6) (Ortiz A. et al., 2003):
permite una salida de partículas mixtas para su
posterior remolienda y retorno al circuito de flo-
tación.
Figura 6. Celda columna de 3 productos
Fuente: Valderrama, L; Santander, M y Rubio, J. (2001: 13-18).
c) Otras celdas: Actualmente existen otras alter-
nativas para el procesamiento de minerales por
flotación. Los nuevos procesos comercialmen-
te disponibles (Williamson, M. et al., 1996)
pueden dividirse en dos categorías: columna de
flotación propiamente dicha, representada por
la Microcel, y la flotación flash en columna (las
celdas Jameson, Ekof e Imhoflot). La diferen-
cia fundamental entre estos procesos está en la
generación de burbujas finas, la posición del ali-
mentador de la pulpa y la forma del equipo. Los
diferentes modelos se muestran en la figura 7.
d) Actualmente se comercializan burbujeadores
con las configuraciones mostradas en las figu-
ra 8 (Canadian Process Technologies Inc,
2002).
3.6 Discusión
La necesidad de buscar equipos industriales que
satisfagan las expectativas de las empresas en tér-
minos de mayor economía, menores costos de
operación, mayor selectividad y eficiencia ha cul-
12 Tecnura año 9 No.17 segundo semestre de 2005
imágenes
minado con la creación de las columnas de flotación de amplio uso industrial, particularmente para el
tratamiento de minerales finos.
Figura 7. Otros modelos de celdas de flotación para el procesamiento de minerales: a. Celda Jamenson; b. Microcel; c. Celda Ekof
a b c
Fuente: Williamson, M. and Sanders, J. (1996, octubre).
Figura 8. Burbujeadores disponibles comercialmente: a. SparJet
TM
 burbujeadores de orificio único; b. Standard Air /Water
(burbujeadores estándar aire/agua); c. Burbujeadores metálicos porosos
El ahorro energético por sustitución de los agitado-
res, la reducción en el mantenimiento de los equipos
y la mayor eficiencia de las columnas de flotación
han hecho que se reemplacen las baterías de cel-
das convencionales de flotación (Denver, Wemco)
por estos nuevos diseños, los cuales se presentan
como alternativas muy atractivas para el procesa-
miento de partículas finas o ultrafinas, material que
puede provenir no solo de minerales arcillosos (< 2
µm), subproductos de trituración y molienda (que
todavía contienen material útil que generalmente se
deshecha), sino también de residuos de lixiviación o
sólidos en suspensión en aguas residuales.
Aunque los principios fisicoquímicos que gobiernan
los procesos de flotación son los mismos, los nue-
vos desarrollos hasta ahora están en sus primeras
etapas de implementación, por lo que se requiere
conocer y entender los aspectos más importantes
involucrados tanto en el funcionamiento básico de
los equipos como en el proceso, favoreciendo la
selección del equipo más apropiado.
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Flotación en columna como técnica de beneficio para minerales finos
GIOVANNA ALEXANDRA SUÁREZ CÁRDENAS / EFRAÍN GARCÍA RUSSI / JUAN JOSÉ DE JESÚS AMARIZ BARBOSA
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Todo lo anterior permite que a futuro se genere un
impacto fuerte sobre las plantas de procesamiento
en cuanto a su funcionamiento, compatibilidad con
otros procesos, mantenimiento, etc.; sin embargo,
la extensión de este impacto sólo se dará en la
medida en que se gane experiencia en la operación
a nivel industrial.
3.7 Conclusiones
• La necesidad de aprovechar yacimientos cada
vez de menor ley ha presionado a los ingenie-
ros a diseñar nuevas técnicas capaces de
recuperar las especies minerales de interés de
fuentes de menores tenores.
• Las técnicas de concentración de minerales son
variadas; no obstante, la flotación constituye el
método más generalizado en el mundo para el
beneficio de minerales. Por las ventajas que
ofrece, se constituye en una alternativa eficiente
y eficaz para el aprovechamiento de diferentes
minerales.
• Las variables presentes en un proceso de flota-
ción en columna son complejas; por tal razón,
se requiere mayor investigación y desarrollo
tanto a nivel de laboratorio como de plantas pi-
loto a fin de optimizar las condiciones de opera-
ción.
• Con el propósito de encontrar las mejores con-
diciones de trabajo se han estudiado no solo los
fundamentos físico-químicos del fenómeno de
la flotación, sino que paralelamente se han di-
señado diferentes modelos de columnas con
variantes en altura, diámetro, ubicación de los
burbujeadores, zona de recolección, zona de
espuma y sistemas de ducha para la espuma,
entre otras.
• Con el transcurso del tiempo la columna con-
vencional de flotación ha sufrido modificaciones
importantes, como la celda Jameson, la Micro-
cel y la Ekof, entre otras; ellas ofrecen nuevas
alternativas para el tratamiento de minerales
finos.
• Las plantas actualmente en operación en diver-
sas partes del mundo y los nuevos proyectos
dan testimonio de la creciente utilización de la
flotación en columna. Con esta revisión de lite-
ratura para conocer el estado del arte se pretende
incursionar a nivel de laboratorio en el beneficio
de arcillas blancas para aplicación industrial en
el sector cerámico nacional.
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