Estudio experimental para la detección de floculante en el sobrenadante de operaciones de espesamiento de relaves mineros

Abstract

En el proceso de concentración de sulfuros de cobre la recuperación de agua a través del espesamiento de relaves es fundamental. Sin embargo, el agua clarificada resultante contiene trazas de minerales y aditivos que reingresan al proceso y perjudican el desempeño de las demás etapas. Por tanto, indicadores que permitan llevar la trazabilidad del uso y gestión de aditivos como el floculante polimérico adicionado en el espesamiento se vuelven herramientas útiles para diagnosticar el proceso y evaluar la calidad del agua recuperada. En el presente trabajo se evalúa la implementabilidad de la técnica analítica de espectroscopia UV-visible como metodología para cuantificar trazas de hasta 12 ppm de poliacrilamida aniónica (floculante polimérico orgánico) en el agua clarificada de faenas mineras. Para lograr este objetivo se midió la absorbancia de soluciones acuosas con contenido de floculante y especies encontradas de forma usual en el sistema: Na2SO4, KCl, CaCl2, NaHCO3 y espumante orgánico, considerando intervalos de concentración respectivos de 150-2950, 60-630, 550-1100, 40-80 y 0-12 ppm. Luego, se implementó una metodología de superficie de respuesta y un análisis de regresión lineal para ajustar los datos obtenidos a modelos univariados y multivariados y así estimar el efecto individual de cada especie sobre la absorbancia de una muestra. La absorbancia de soluciones con contenido individual de las especies analizadas resultó ser linealmente dependiente de la concentración del aditivo respectivo. Destaca que la variación en 1 ppm de la concentración de polímero genera un cambio en la absorbancia igual a 0,013 unidades. Este valor es 5 veces mayor al efecto que posee el espumante y, al menos, 20 veces mayor al efecto de las otras especies. No obstante, compuestos derivados de especies como el Na2SO4 y el CaCl2 se encuentran típicamente en concentraciones mayores a la del floculante, por lo que añaden una señal de fondo importante que se suma a la señal total y es comparable al efecto específico del analito. Los resultados también indican que el efecto de la concentración de polímero sobre la absorbancia de una muestra aumenta si en la solución hay presencia de reactivo espumante y, en cambio, disminuye si hay presencia de Na2SO4, KCl, CaCl2 o NaHCO3. Este fenómeno sugiere la existencia de un cambio en el comportamiento del polímero, sin embargo, la evidencia estadística disponible impide concluir que las variaciones de su efecto son significativas. Si bien la técnica de espectroscopia UV-visible es capaz de detectar y cuantificar trazas de floculante polimérico en solución acuosa, las demás especies presentes en el agua clarificada en faenas mineras interfieren la medición. En consecuencia, se concluye que la técnica no es selectiva ni específica para el sistema estudiado, por lo que su implementación carece de utilidad práctica, salvo que la variabilidad de los interferentes sea mínima. No obstante, cabe mencionar que con la optimización de las condiciones operacionales y la implementación de pretratamientos se esperaría que su aplicación resultara viable en múltiples escenarios.