Análisis estructural y dinámico de espuma para la evaluación de mejoras tecnológicas del lavado de espuma-mineralizada en columnas de flotación

Abstract

En concentradoras, juega un importante rol la existencia de un sistema que permita mejorar la ley o el porcentaje de las especias valiosas. En columnas de flotación las tecnologías de agua de lavado permiten subir la ley de concentrado final para su posterior comercialización. Habitualmente dichas tecnologías consisten en un conjunto de cañerías agujereadas ubicadas en la parte superior de la columna, por las cuales circula agua, mojando la espuma en forma de ducha . El objetivo de este trabajo es analizar espumas, de dos y tres fases, desde una perspectiva estructural y dinámica que permita desarrollar un nuevo sistema de lavado para columnas de flotación de minerales. La espuma y el sistema de lavado clásico fueron estudiados utilizando una celda que representa un corte longitudinal de una celda de flotación emulando un sistema en dos dimensiones. Se observó los efectos de la concentración de espumante y la velocidad superficial de gas en la distribución de tamaño de burbuja, contenido de gas, líquido y altura de espuma. Adicionalmente se estudió el comportamiento del transporte de espuma en la celda mediante un modelo para la velocidad de las burbujas. El agua de lavado fue inyectada sobre la espuma utilizando un tubo vertical. Por separado, una nueva tecnología de lavado de espuma fue puesta a prueba en una columna de flotación piloto para compararla con el sistema clásico de lavado. Los resultados muestran que aumentar la velocidad superficial de gas implica un aumento en el tamaño de burbuja y el contenido de agua en la espuma. Aumentar la concentración de espumante disminuye el tamaño de burbuja pero la hace más estable, aumentando la altura de espuma y el contenido de agua en ella. La distribución de tamaño de las burbujas en una espuma se ajusta a una distribución log normal. El radio promedio de burbuja aumenta con el tiempo proporcionalmente según r ~ t^α, con α entre 0,52 y 0,53. Se midió la zona efectiva de lavado y corresponde a entre 9,7 y 13 veces el diámetro del jet de líquido de agua de lavado. En las pruebas a escala piloto, tras comparar el efecto del sistema de lavado clásico con el de lavado homogéneo a una misma altura sobre la superficie de espuma, lavar la espuma en la condición de presión de agua en que el lavado homogéneo genera el mayor tamaño de gota le entrega mayor movilidad a la espuma y provoca que el líquido penetre de mejor forma en ella, obteniendo mejoras en la recuperación y ley de las especies valiosas en el concentrado.