Interacción fisicoquímica del acido oleico con iones en solución en el proceso de flotación de espodumeno

Abstract

SQM, empresa productora más grande de litio en Chile, se encuentra desarrollando pruebas de flotación de espodumeno (LiAl (SiO_3 )_2 ), utilizando agua de sitio y ácido oleico (AO) como colector. El agua de sitio se caracteriza por ser altamente salina, llegando a contener casi el doble de iones que el agua de mar. Ya que es probable que la química del agua de sitio tenga un efecto significativo en el rendimiento de flotación, se hace necesario conocer y entender los efectos sinérgicos o nocivos que manifiestan los iones con el surfactante. El presente trabajo tiene como objetivo determinar la influencia que tienen los cationes Na^+,Mg^(2+) y Ca^(2+)sobre el ácido oleico en su rol como colector del proceso de flotación de espodumeno. En específico, se estudia el efecto de los cationes en la agregación del ácido oleico mediante la determinación de la concentración micelar crítica (CMC) de este tensoactivo y los efectos de los iones en la adsorción del colector en el tiempo. Además de pruebas de potencial Z, mediante el método de potencial de flujo, para evaluar los cambios en la carga de la superficie del mineral con el pH de la pulpa y espectroscopia FTIR para determinar la interacción de los grupos funcionales del ácido oleico con el espodumeno en condiciones de distinta carga iónica. Se encontró que la conductividad es un método efectivo para determinar la CMC del ácido oleico. Por lo demás, se evidenció una disminución en la CMC al aumentar la concentración de iones, explicada por la disminución de la doble capa eléctrica y procesos cada vez más espontáneos de micelización. La disminución en la CMC del AO es la más significativa en presencia de Mg^(2+) (64%) y menor en el caso de Na^+ (28%) entre los iones en estudio. La concentración de ácido oleico se determinó por pruebas de carbono orgánico total y absorción UV VIS. El aumento en la concentración de iones, muestra una disminución en la velocidad de adsorción que sigue la secuencia: V_salmuera<V_(MgCl_2 )<V_(CaCl_(2 ) )<V_NaCl<V_(Agua destilada), coherente con la serie de Hofmeister, es decir, con la capacidad de hidratación de los iones en solución. La espectroscopia FTIR del AO-Mineral y agua, muestra picos asociados a la adsorción de los grupos CH_2,-CH_3 y COOH del ácido oleico, mientras que, en salmuera, no es visible el pico del grupo carboxilo. Como principal conclusión se tiene que los resultados relacionados a la adsorción fueron negativamente afectados por estos cationes. Esto puede deberse a una condición en la que la concentración de 〖Ca〗^(2+) y/o 〖Mg〗^(2+) supera la de los oleatos de calcio o magnesio que se puedan estar formando, lo que provoca la precipitación del colector y, por lo tanto, la depresión del mineral, afectando la flotación del espodumeno. Se recomienda realizar pruebas de pruebas de temperatura Krafft del surfactante, con el objetivo de determinar la solubilidad de este en distintas soluciones. Por otro lado, se propone estudiar la eficiencia de una mezcla de colectores aniónicos y catiónicos, dada la sinergia reportada en bibliografía entre ambos. Finalmente, en el caso de que se deba trabajar con el mismo colector, contemplar la posibilidad de precipitar los iones 〖Ca〗^(2+) y 〖Mg〗^(2+) antes de que entren en contacto con el ácido oleico.