Estudio del efecto de las condiciones hidrodinámicas, la presencia de iones y de arcilla, en el proceso de floculación de un relave de sulfuro de cobre

Abstract

Existe una necesidad en la industria minera de mejorar sus técnicas de recuperación de agua desde relaves, ya sea por la existencia de estándares ambientales cada vez más exigentes que demandan menores consumos de agua y/o por el aumento de la complejidad de los minerales a ser tratados. La operación más utilizada en la industria minera para la recuperación de agua es el espesamiento de relaves por gravedad asistido por floculación. Para responder a los nuevos requerimientos de la industria se necesita conocer en profundidad esta operación de espesamiento, en particular la interacción entre cada uno de los elementos presentes en este tipo de procesos: el relave, el floculante y el agua. El objetivo del presente trabajo es estudiar los cambios en el proceso de floculación de un relave de sulfuro de cobre al (1) variar las condiciones hidrodinámicas de mezcla relave-floculante-agua, (2) al incluir iones típicamente encontrados en el agua de mar y (3) al reemplazar parte del relave por arcilla caolinita. Para estudiar estos tres puntos, se realizaron pruebas de floculación en un reactor agitado bajo (1) diferentes intensidades de mezcla (2) variando la presencia de sales (NaCl 10 g/L, CaCl2 1,1 g/L, MgCl2 4,8 g/L y agua de mar) y (3) reemplazando parte del relave por caolinita (20%). El análisis consideró la caracterización de los agregados formados en términos de su tamaño y velocidad de sedimentación, la calidad del sobrenadante y las características del lodo obtenido una vez sedimentado. La presencia de sales, a pesar de su efecto positivo como agente coagulante, tuvo una acción negativa neta en sedimentación dando como resultado velocidades de sedimentación más bajas bajo cualquier condición hidrodinámica estudiada; esto sucedió posiblemente producto de un apantallamiento del floculante (a la concentración de sales utilizada en los ensayos) lo que disminuyó sus sitios activos y, por ende, su interacción con el mineral. Los resultados mostraron que existe un valor de intensidad de mezcla (descrito a través de G) que maximiza la velocidad de sedimentación -independiente del medio y de las especies mineralógicas presentes- y que este valor es cercano al reportado en la literatura afín. Sin embargo, este valor no coincide con el mínimo valor de turbidez, el cual corresponde al mayor valor de G estudiado, poniendo en evidencia que es necesaria una conciliación entre las metas de recuperación de agua impuestas y la calidad del agua obtenida o sugiriendo que a futuro los procesos de sedimentación y eliminación de turbidez podrían ser llevado a cabo en operaciones unitarias separadas.