ES2965512T3

ES2965512T3 - Celda de flotación

Info

Publication number: ES2965512T3
Application number: ES18928676T
Authority: ES
Inventors: Peter Bourke; Steve Schmidt; Antti Rinne; Jere Tuominen; Valtteri Vaarna; Aleksi Peltola
Original assignee: Metso Finland Oy
Current assignee: Metso Finland Oy
Priority date: 2018-08-01
Filing date: 2018-08-01
Publication date: 2024-04-15
Anticipated expiration: 2038-08-01
Also published as: ZA202101402B; CN110787913A; AU2018435310A1; EP3829777B8; CN210646840U; AU2019100827A4; MX2021001127A; CA3108438A1; FI3829777T3; EP3829777A1; WO2020025849A1; CL2019002140U1; PL3829777T3; PT3829777T; EP3829777A4; US20210323002A1; BR112021001867A2; PE20210790A1; EP3829777B1; EA202190258A1

Abstract

Se describe una celda de flotación (1) para tratar partículas suspendidas en una suspensión y para separar la suspensión en un flujo inferior (400) y un flujo superior (500). La celda de flotación comprende un tanque de flotación (10) que comprende un centro (11), un perímetro (12), un fondo (13) y una pared lateral (14); y un canal (2) y un labio de canal (21) que rodean el perímetro (12) del tanque de flotación. El tanque de flotación comprende además tubos de explosión (4) para introducir la alimentación de lodo (100) en el tanque de flotación. También se divulga una línea de flotación, así como un uso de la línea de flotación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Celda de flotación

Campo técnico

La presente divulgación se refiere a una celda de flotación para separar material valioso que contiene partículas de partículas suspendidas en lodo, y a una línea de flotación y su uso.

Antecedentes de la invención

El documento US 2008/0251427 A1 desvela una celda de flotación que comprende una unidad de pulverización y un tanque de separación. La unidad de pulverización incluye un mecanismo de pulverización configurado para dispersar burbujas de gas dentro del lodo y una boquilla de salida para descargar el lodo y la dispersión de burbujas en el tanque de separación.

El documento US 2013/0341252 A1 desvela una celda de flotación que comprende un tanque de flotación y un tubo de chorro para introducir lodo en el tanque de flotación. El tubo de chorro comprende una boquilla de salida configurada para producir una onda de choque supersónica en el lodo.

Sumario de la invención

La celda de flotación de acuerdo con la presente divulgación se caracteriza por lo presentado en la reivindicación 1.

La línea de flotación de acuerdo con la presente divulgación se caracteriza por lo presentado en la reivindicación 12.

El uso de la línea de flotación de acuerdo con la presente divulgación se caracteriza por lo presentado en la reivindicación 15.

Se proporciona una celda de flotación para tratar partículas suspendidas en lodo y para separar el lodo en un flujo inferior y un flujo superior. La celda de flotación comprende un tanque de flotación que comprende un centro, un perímetro, un fondo sustancialmente horizontal y nivelado, y una pared lateral; y una lava y un labio de lava que rodean el perímetro del tanque. Una altura del tanque de flotación, medida como la distancia desde el fondo hasta el labio de lavado, en el perímetro del tanque de flotación es como máximo un 20 % inferior a la altura (H) en el centro del tanque. El flujo inferior está dispuesto para ser retirado de la parte inferior del tanque de flotación, y en o cerca de la pared lateral a través de una salida de relaves dispuesta en la pared lateral del tanque de flotación. La celda de flotación se caracteriza porque el tanque de flotación comprende además tubos de chorro para introducir la alimentación de lodo en el tanque de flotación. Un tubo de chorreado comprende una boquilla de entrada para alimentar el tubo de chorreado con lodo; una entrada para gas a presión; el lodo se somete al gas a presión cuando se descarga desde la boquilla de entrada; una cámara alargada dispuesta para recibir a presión el lodo; una boquilla de salida configurada para restringir el flujo de la entrada de lodo desde la boquilla de salida, y para mantener la entrada de lodo en la cámara alargada bajo presión; y para producir una onda de choque supersónica en la entrada de lodo, la onda de choque supersónica induce la formación de burbujas de gas de flotación - aglomerados de partículas. El tubo de chorro comprende además un impulsor configurado para entrar en contacto con un flujo de entrada de lodo procedente de la boquilla de salida y para dirigir el flujo de entrada de lodo radialmente hacia fuera y hacia arriba del impulsor.

De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona una línea de flotación. La línea de flotación comprende un número de celdas de flotación conectadas fluidamente, y se caracteriza en que al menos una de las celdas de flotación es una celda de flotación según la invención.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, el uso de la línea de flotación de acuerdo con la invención está destinado a recuperar partículas que comprenden un material valioso suspendido en el lodo.

Con la invención descrita en la presente memoria, puede mejorarse la recuperación de partículas finas en un proceso de flotación. Las partículas pueden, por ejemplo, comprender partículas de mineral, tales como partículas que comprenden un metal.

En la flotación por espuma para minerales, la mejora del concentrado se dirige a un intervalo de tamaño de partícula intermedio entre 40 pm y 150 pm. Las partículas finas son, por tanto, partículas con un diámetro de 0 a 40 pm, y las partículas ultrafinas pueden identificarse como comprendidas en el extremo inferior de la gama de tamaños de partículas finas. Las partículas gruesas tienen un diámetro superior a 150 pm. En la flotación por espuma del carbón, la mejora del concentrado se dirige a un intervalo de tamaño de partícula intermedio entre 40 pm y 300 pm. En el tratamiento del carbón, las partículas finas son las que tienen un diámetro de 0 a 40 pm, y las ultrafinas, las que se sitúan en el extremo inferior del intervalo de tamaño de las partículas finas. Las partículas gruesas de carbón tienen un diámetro superior a 300 pm.

Recuperar partículas muy gruesas o muy finas es un reto, dado que en una celda de flotación mecánica tradicional, las partículas finas no son fácilmente atrapadas por las burbujas de gas de flotación y por lo tanto pueden perderse en los relaves. Normalmente, en la flotación por espuma, el gas de flotación se introduce en una celda o tanque de flotación a través de un agitador mecánico. Las burbujas de gas de flotación generadas de este modo tienen un intervalo de tamaño relativamente grande, típicamente de 0,8 a 2,0 mm, o incluso mayor, y no son particularmente adecuadas para recoger partículas que tengan un tamaño de partícula más fino.

La recuperación de partículas finas puede mejorarse al aumentar el número de celdas de flotación dentro de una línea de flotación, o recircular el material una vez flotado (sobreflujo) o el flujo de relaves (subflujo) de vuelta al principio de la línea de flotación, o a celdas de flotación precedentes. Se puede utilizar una línea de flotación más limpia para mejorar especialmente la calidad, también para las partículas finas. Además, se han ideado varios sistemas de flotación que emplean finas burbujas de gas de flotación o incluso las denominadas microburbujas. La introducción de estas burbujas más pequeñas o microburbujas puede hacerse antes de alimentar el lodo a la celda de flotación, es decir, las partículas de mineral se someten a burbujas finas en una conexión de alimentación o similar para promover la formación de aglomerados de partículas de mineral-burbujas finas, que luego pueden flotar en celdas de flotación tales como celdas de flotación flash o celdas de columna. Alternativamente, se pueden introducir burbujas finas o microburbujas directamente en la celda de flotación, por ejemplo, por medio de rociadores que utilicen la cavitación. Este tipo de soluciones no son necesariamente viables en relación con las celdas de flotación mecánica, dado que la turbulencia causada por la agitación mecánica puede hacer que los aglomerados de partículas de mineral y burbujas finas se desintegren antes de que puedan subir a la capa de espuma para ser recogidos en el rebosadero y recuperados de este modo.

Las celdas de flotación en columna actúan como sedimentadores trifásicos en los que las partículas se mueven hacia abajo en un entorno de sedimentación obstaculizada en contracorriente con un flujo de burbujas de gas de flotación ascendentes generadas por rociadores situados cerca del fondo de la celda. Aunque las celdas de flotación en columna pueden mejorar la recuperación de partículas más finas, el tiempo de residencia de las partículas depende de la velocidad de sedimentación, lo que puede repercutir en la flotación de partículas grandes. En otras palabras, mientras que las soluciones de flotación antes mencionadas pueden tener un efecto beneficioso para la recuperación de partículas finas, el rendimiento global de la flotación (recuperación de todo el material valioso, grado del material recuperado) puede verse socavado por el efecto negativo en la recuperación de partículas más grandes.

A fin de superar los problemas anteriores, se utilizan las denominadas celdas de flotación neumática, en las que el gas de flotación se introduce en un dispositivo de alto cizallamiento, tal como un tubo descendente con entrada de lodo, para de este modo crear burbujas de gas de flotación más finas que son capaces de atrapar también partículas más finas ya durante la formación de burbujas en el tubo descendente. Sin embargo, estas celdas de flotación de alto rendimiento pueden requerir la creación de un vacío en el tubo descendente para lograr eficazmente la tasa de formación de burbujas necesaria para atrapar las partículas deseadas en el corto tiempo que la entrada de lodo permanece en el tubo descendente.

Una vez que han salido del tubo descendente, los aglomerados de partículas y burbujas de gas de flotación se elevan inmediatamente hacia la capa de espuma en la parte superior de la celda de flotación, y no se produce ningún otro atrapamiento de partículas en la parte de la celda de flotación situada más abajo de la salida del tubo descendente. Esto puede llevar a que una parte significativa de las partículas que componen un material deseado (mineral) simplemente caigan al fondo del tanque de flotación y acaben en los relaves, lo que reduce la tasa de recuperación de la celda de flotación.

Sin embargo, típicamente las llamadas celdas de flotación de alto rendimiento o celdas de flotación neumáticas del tipo de celda Jameson no incluyen ninguna restricción de flujo para controlar la presión dentro del tubo descendente después de que la formación de aglomerados de partículas-burbujas de aire de flotación ha tenido lugar. Dicho control de la presión es ventajoso también en vista de la presión a la que se forman las burbujas de gas de flotación (efecto sobre el tamaño de las burbujas), pero también para el ajuste de la presión relativa a la que se van a utilizar en el tanque de flotación. De este modo, se puede minimizar la coalescencia de las burbujas tras su formación. Esto es especialmente ventajoso, dado que la tasa de atrapamiento de partículas por las burbujas de gas de flotación disminuye a medida que aumenta el tamaño de la burbuja (siempre que la proporción de aire y líquido permanezca invariable).

Además, las denominadas celdas de flotación de alto rendimiento pueden utilizarse en operaciones de liberación de carbón, en las que normalmente hay una línea de flotación que comprende una o dos de estas celdas de flotación al final del circuito de liberación para la recuperación de partículas de carbón especialmente finas. En el circuito de liberación, un sistema de recirculación de agua de proceso hace circular el agua desde la parte final del circuito (es decir, desde la línea de flotación y un circuito de deshidratación) de vuelta al circuito frontal (comienzo del circuito de liberación). Los productos químicos de flotación, especialmente los espumantes, suelen causar problemas en los procesos posteriores al circuito de flotación. Los problemas pueden aliviarse hasta cierto punto minimizando el uso de espumógenos en la línea de flotación, pero si no se añade suficiente espumógeno al proceso de flotación, la formación de espuma en los tubos descendentes de acuerdo con el estado de la técnica puede sufrir, lo que conduce a condiciones de proceso inestables y especialmente a un funcionamiento inestable de los tubos descendentes y de la capa de espuma en una celda de flotación, lo que a su vez afecta negativamente a la recuperación de las partículas deseadas. La recuperación de partículas dentro de toda la distribución granulométrica de una pulpa se ve afectada a medida que aumenta el tamaño de la burbuja con una menor dosificación de espumógeno, en particular la de partículas gruesas.

En los tubos descendentes de la técnica anterior, el gas de flotación se introduce de forma autoaspirante debido a la formación de un vacío dentro del tubo descendente. El tiempo de residencia del aire de flotación que se arrastra en el lodo es muy corto (de 3 a 5 segundos), por lo que el sistema es muy sensible a las variaciones del proceso. Es necesario añadir constantemente espumantes para superar el efecto de restricción del caudal de aire necesario para mantener o incluso aumentar el vacío en el interior del tubo descendente a fin de mantener las condiciones lo más constantes posible para el acoplamiento burbuja-partícula, dado que los espumantes impiden que las burbujas se fusionen y vuelvan a subir al espacio de aire no llenado por la pasta en el interior del tubo descendente. Sin embargo, la adición de una cantidad de espumógenos requerida por la utilización constante de un tubo descendente de la técnica anterior crea problemas en otras partes del proceso, particularmente en las operaciones de carbón, como se describió anteriormente. Por lo tanto, la solución ha sido disminuir la dosificación de espumógeno, lo que afecta negativamente al vacío del tubo descendente, a la formación de burbujas, así como al tamaño de las burbujas y al área superficial, y disminuye significativamente la recuperación de las partículas deseadas, lo que hace que las celdas de flotación de alto rendimiento conocidas en la técnica anterior sean ineficientes en esa aplicación.

Mediante el uso de una celda de flotación de acuerdo con la presente invención, la cantidad de espumógeno requerida para optimizar el proceso de flotación puede reducirse significativamente sin comprometer significativamente la formación de burbujas, el compromiso entre burbujas y partículas, la formación de una capa de espuma estable o la recuperación del material deseado. Al mismo tiempo, se pueden aliviar los problemas asociados a la recirculación del agua de proceso desde el circuito posterior al anterior. Un tubo de chorro que funciona a presión es completamente independiente del tanque de flotación. Se puede alcanzar un mejor caudal de gas de flotación, crear burbujas más finas y optimizar el uso de espumógeno, dado que el funcionamiento del tubo de chorro no depende de la dosificación de espumógeno.

En las soluciones conocidas de la técnica anterior, los problemas se refieren especialmente a las limitaciones de la cantidad de gas de flotación que puede suministrarse en relación con la cantidad de líquido que fluye a través del tubo descendente, y a la necesidad de concentraciones relativamente altas de espumantes u otros agentes tensioactivos caros para producir pequeñas burbujas. Con la invención que aquí se presenta, la flotación de partículas finas y ultrafinas que comprenden, por ejemplo, mineral o carbón, se puede mejorar al reducir el tamaño de las burbujas de gas de flotación introducidas en la entrada del lodo en un tubo de chorro, aumentar la tasa de suministro de gas de flotación en relación con la tasa de flujo de partículas suspendidas en el lodo, y aumentar la intensidad de cizallamiento o la tasa de disipación de energía en el tubo de chorro o adyacente a él. Aumenta la probabilidad de que las partículas más finas se adhieran o queden atrapadas por burbujas de gas de flotación más pequeñas, y mejora la tasa de recuperación del material deseado, tal como un mineral o carbón. En una celda de flotación de acuerdo con la invención, pueden crearse burbujas de gas de flotación suficientemente pequeñas, las llamadas burbujas ultrafinas, para garantizar un atrapamiento eficaz de las partículas finas de mineral. Típicamente, las burbujas ultrafinas pueden tener una distribución de tamaño de burbuja de 0,05 mm a 0,7 mm. Por ejemplo, si se reduce el tamaño medio de las burbujas de gas de flotación a un diámetro de 0,3 a 0,4 mm, el número de burbujas en 1 m3 de lodo puede llegar a ser de 30 a 70 millones, y la superficie media total de las burbujas de 15 a 20 m2. En cambio, si el tamaño medio de las burbujas es de aproximadamente 1 mm, el número de burbujas en 1 m2 de lodo es de unos 2 millones, y la superficie media total de 6 m2. En la celda de flotación de acuerdo con la invención puede ser posible alcanzar una superficie de burbuja de 2,5 a 3 veces mayor que en las celdas de flotación de acuerdo con soluciones de la técnica anterior. No es necesario decir que el efecto de dicho aumento de la superficie de la burbuja en la recuperación de material valioso que comprende partículas es significativo.

Al mismo tiempo, la recuperación de partículas más gruesas puede mantenerse a un nivel aceptable por medio del logro de una alta fracción de gas de flotación en el lodo, y por la ausencia de zonas de alta turbulencia en la región por debajo de la cuarta capa. En otras palabras, se pueden emplear los beneficios conocidos de las celdas de flotación mecánica, aunque no necesariamente haya agitación mecánica presente en la celda de flotación. Además, el movimiento ascendente de los lodos o el lodo dentro del tanque de flotación aumenta la probabilidad de que también las partículas más gruesas asciendan hacia la capa de espuma con el flujo de los lodos.

Uno de los efectos que pueden obtenerse con la presente invención es el aumento de la profundidad o espesor de una capa de espuma. Una capa de espuma más gruesa contribuye a una mayor ley, pero también a una mayor recuperación de partículas más pequeñas, y se puede prescindir de una etapa separada de lavado de la espuma, típica de las celdas de flotación en columna.

Al disponer varios tubos de chorro en una celda de flotación de acuerdo con la invención, se puede aumentar la probabilidad de colisiones entre las burbujas de gas de flotación, así como entre las burbujas de gas y las partículas. Disponer de varios tubos de chorro puede garantizar una mejor distribución de las burbujas de gas de flotación dentro de un tanque de flotación, y las burbujas que salen de los tubos de chorro se distribuyen uniformemente por todo el tanque de flotación, las áreas de distribución de los tubos de chorro individuales tienen la posibilidad de intersectarse entre sí y converger, para de este modo promover una distribución ampliamente uniforme de las burbujas de gas de flotación en el tanque de flotación, lo que a su vez puede afectar beneficiosamente a la recuperación de partículas especialmente pequeñas, y contribuir también a la mencionada capa de espuma uniforme y gruesa. Cuando hay varios tubos de chorro, se promueven las colisiones entre las burbujas de gas de flotación y/o las partículas en la entrada de lodo de diferentes tubos de chorro, dado que los diferentes flujos se entremezclan y crean subzonas de mezcla locales.

A medida que aumentan las colisiones, se crean más aglomerados burbuja-partícula y se capturan en la capa de espuma, por lo que se puede mejorar la recuperación de material valioso.

Por medio de la generación de burbujas finas de gas de flotación o burbujas ultrafinas, poniéndolas en contacto con las partículas, y por medio del control de la mezcla burbuja de gas de flotación-aglomerado de partículas-líquido del lodo, puede ser posible maximizar la recuperación de partículas hidrófobas en la cuarta capa y en el rebosadero o concentrado de la celda de flotación, para de este modo aumentar la recuperación del material deseado independientemente de su distribución granulométrica dentro del lodo. Puede ser posible lograr una alta ley para una parte de la corriente de lodo, y al mismo tiempo, una alta recuperación para toda la corriente de lodo que pasa a través de una línea de flotación.

Por medio de la disposición de las boquillas de salida de los tubos de chorro a una profundidad adecuada, es decir, disponiéndolas a una distancia vertical específica del labio de la lavadora, la distribución de la burbuja de gas de flotación puede optimizarse de manera uniforme y constante. Como el tiempo de residencia de las burbujas dentro de una zona de mezcla puede mantenerse lo suficientemente alto por medio de una profundidad adecuada de las boquillas de salida del tubo de chorro, las burbujas pueden ser capaces de contactar y adherirse a las partículas finas del lodo de manera eficiente, para de este modo mejorarla recuperación de partículas más pequeñas, y también promover la profundidad de la espuma, la estabilidad y la uniformidad en la parte superior del tanque de flotación.

Por zona de mezcla se entiende en la presente memoria una parte o sección vertical del tanque de flotación en la que tiene lugar la mezcla activa de partículas suspendidas en el lodo con burbujas de gas de flotación. Además de esta zona de mezcla creada en toda una sección vertical del tanque de flotación, pueden crearse subzonas de mezcla individuales separadas y regionales en áreas donde los flujos de pulpa dirigidos radialmente hacia fuera por impulsores individuales se encuentran y entremezclan. Esto puede favorecer aún más los contactos entre las burbujas de gas de flotación y las partículas, para de este modo aumentar la recuperación de partículas valiosas. Además, este mezclado adicional puede eliminar la necesidad de un mezclador mecánico para suspender los sólidos en el lodo.

Por zona de sedimentación se entiende una parte vertical de la sección del tanque de flotación en la que las partículas no asociadas con las burbujas de gas de flotación o que de otro modo no pueden ascender hacia la zona de espuma en la parte superior del tanque de flotación descienden y se sedimentan hacia el fondo del tanque para ser eliminadas en los relaves como flujo inferior. La zona de sedimentación está por debajo de la zona de mezcla.

Por medio de la disposición de una salida de relaves en la pared lateral del tanque de flotación, el flujo inferior puede ser eliminado en una zona donde el lodo en su mayor parte comprende partículas que descienden o se asientan hacia el fondo del tanque. En la celda de flotación de acuerdo con la invención, la zona de decantación es más profunda cerca de la pared lateral del tanque de flotación. En esta zona, la acción de mezcla y las turbulencias creadas por los tubos de chorro no afectan a las partículas sedimentadas, que, en su mayor parte, no comprenden ningún material valioso, o comprenden sólo una cantidad muy pequeña de material valioso. En esta parte, la acción de sedimentación es también más pronunciada debido a la ausencia de turbulencias que interfieran en el descenso por gravedad de las partículas. Además, las fuerzas de fricción creadas por la pared lateral del tanque disminuyen aún más la turbulencia y/o los flujos. De este modo, sacando el flujo inferior del tanque de flotación en una posición dispuesta en esta zona de sedimentación relativamente tranquila, se puede asegurar que se extraiga del tanque de flotación la menor cantidad posible del material valioso que comprende partículas - estas partículas deberían, más bien, flotar, o, si por alguna razón han terminado en la zona de sedimentación, recircular de nuevo al tanque de flotación como entrada de lodo a través de los tubos de chorro. Además, mediante la eliminación del flujo inferior de la zona de sedimentación cerca de la pared lateral del tanque de flotación, todo el volumen del tanque de flotación puede ser utilizado de manera eficiente - no hay necesidad de configurar una zona de sedimentación inferior separada por debajo de los tubos de chorro, como es el caso, por ejemplo, en una celda Jameson. En algunas realizaciones, es incluso previsible que el volumen del tanque de flotación pueda reducirse en el centro del tanque, para de este modo disminuir el volumen de la zona de sedimentación, en la que la turbulencia causada por la entrada de lodo de los tubos de chorro puede influir en la probabilidad de que las partículas se depositen hacia el fondo del tanque, y permitir el uso completo del volumen del tanque de flotación. El volumen del tanque de flotación puede reducirse en el centro del tanque, por ejemplo, disponiendo una estructura de fondo en el fondo del tanque de flotación, en el centro del tanque. Además, puede ser posible disponer los tubos de chorro (las boquillas de salida) relativamente profundo en el tanque de flotación, y aun así garantizar una suficiente zona de sedimentación tranquila en la pared lateral del tanque de flotación. Además, esto favorece el uso eficiente de todo el volumen del tanque de flotación.

La celda de flotación y la línea de flotación y su uso de acuerdo con la invención tienen el efecto técnico de permitir la recuperación flexible de diversos tamaños de partículas, así como la recuperación eficiente de partículas de mineral que contienen minerales valiosos a partir de materia prima mineral pobre con cantidades relativamente bajas de mineral valioso inicialmente. Las ventajas que proporciona la estructura de la línea de flotación permiten ajustar con precisión los parámetros estructurales de la línea de flotación en función del material valioso objetivo de cada instalación.

Al tratar el lodo de acuerdo con la presente invención, tal como se define en esta divulgación, puede aumentarse la recuperación de material valioso que contenga partículas. El grado inicial del material recuperado puede ser inferior, pero el material (es decir, el lodo) también se prepara fácilmente para su posterior procesamiento, que puede incluir, por ejemplo, una nueva molienda y/o limpieza.

En la presente divulgación, se utilizan las siguientes definiciones relativas a la flotación.

Básicamente, la flotación tiene por objeto recuperar un concentrado de partículas de mena que comprenden un mineral valioso. Por concentrado se entiende la parte del lodo recuperada en el desbordamiento o el reflujo que sale de una celda de flotación. Por mineral valioso se entiende cualquier mineral, metal u otro material de valor comercial.

La flotación implica fenómenos relacionados con la flotabilidad relativa de los objetos. El término flotación incluye todas las técnicas de flotación. La flotación puede ser, por ejemplo, por espuma, por aire disuelto (DAF) o por gas inducido. La flotación espumosa es un proceso para separar materiales hidrofóbicos de materiales hidrofílicos por medio de la adición de gas, por ejemplo aire o nitrógeno o cualquier otro medio adecuado, al proceso. La flotación espumosa se puede basar en una diferencia hidrófila/hidrófoba natural o en diferencias hidrófilas/hidrófobas producidas por la adición de un tensioactivo o un producto químico colector. Se puede añadir gas a la materia prima objeto de flotación (lodo o pulpa) de varias maneras diferentes.

Celda de flotación destinada al tratamiento por flotación de partículas minerales suspendidas en suspensión. De este modo, se recuperan las partículas de mineral que contienen metales valiosos a partir de las partículas de mineral suspendidas en el lodo. Por línea de flotación se entiende un sistema de flotación en el que varias celdas de flotación están dispuestas en conexión fluida entre sí, de forma que el flujo inferior de cada celda de flotación precedente se dirige a la celda de flotación siguiente o subsiguiente como alimentación hasta la última celda de flotación de la línea de flotación, desde la cual el flujo inferior se dirige fuera de la línea como flujo de relaves o de rechazo. El lodo se alimenta a través de una entrada de alimentación a la primera celda de flotación de la línea de flotación para iniciar el proceso de flotación. Una línea de flotación puede formar parte de una planta de flotación más grande o de un arreglo que contenga una o más líneas de flotación. Por lo tanto, un número de diferentes dispositivos de pretratamiento y post-tratamiento o etapas pueden estar en conexión operativa con los componentes de la disposición de flotación, como es conocido por el experto en la técnica.

Las celdas de flotación en una línea de flotación están conectadas fluidamente entre sí. La conexión de fluidos puede lograrse por medio de conductos de diferentes longitudes, tales como tuberías o tubos, que también pueden comprender bombas o unidades de trituración; la longitud del conducto depende de la construcción física general del sistema de flotación. Entre las celdas de flotación de una línea de flotación también pueden disponerse bombas o unidades de trituración. Alternativamente, las celdas de flotación pueden estar dispuestas en conexión celular directa entre sí. Por conexión directa de celdas se entiende una disposición en la que las paredes exteriores de dos celdas de flotación posteriores cualesquiera están conectadas entre sí para permitir que la salida de una primera celda de flotación se conecte a la entrada de la celda de flotación posterior sin ningún conducto separado. Un contacto directo reduce la necesidad de tuberías entre dos celdas de flotación adyacentes. De este modo, reduce la necesidad de componentes durante la construcción de la línea de flotación, acelerando el proceso. Además, podría reducir el lijado y simplificar el mantenimiento de la línea de flotación. Las conexiones de fluidos entre las celdas de flotación pueden comprender diversos mecanismos de regulación.

Por celda de flotación "vecina", "adyacente" o "contigua" se entiende en el presente documento la celda de flotación inmediatamente posterior o anterior a cualquier celda de flotación, ya sea corriente abajo o corriente arriba, ya sea en una línea de flotación de desbaste, en una línea de flotación de barrido, o la relación entre una celda de flotación de una línea de flotación de desbaste y una celda de flotación de una línea de flotación de barrido a la que se dirige el flujo inferior de la celda de flotación de la línea de flotación de desbaste.

Por celda de flotación se entiende un tanque o recipiente en el que se realiza una etapa de un proceso de flotación. Una celda de flotación suele tener forma cilíndrica, definida por una o varias paredes exteriores. Las celdas de flotación suelen tener una sección transversal circular. Las celdas de flotación también pueden tener una sección transversal poligonal, tal como rectangular, cuadrada, triangular, hexagonal o pentagonal, o de otro modo radialmente simétrica. El número de celdas de flotación puede variar de acuerdo con una línea de flotación y/o operación específica para tratar un tipo y/o grado específico de mineral, como es conocido por un experto en la técnica.

La celda de flotación puede ser una celda de flotación de espuma, tal como una celda agitada mecánicamente, por ejemplo una TankCell, una celda de flotación de columna, una celda Jameson o una celda de flotación doble. En una celda de flotación doble, la celda comprende al menos dos recipientes separados, un primer recipiente a presión agitado mecánicamente con un mezclador y una entrada de gas de flotación, y un segundo recipiente con una salida de relaves y una descarga de espuma de desbordamiento, dispuesto para recibir el lodo agitada del primer recipiente. La celda de flotación también puede ser una celda de flotación de lecho fluidizado (tal como una celda HydroFloatTM), en la que el aire u otras burbujas de gas de flotación dispersadas por el sistema de fluidización se filtran a través de la zona de fraguado impedido y se adhieren al componente hidrófobo alterando su densidad y haciéndolo suficientemente flotante para flotar y ser recuperado. En una celda de flotación de lecho fluidizado no es necesaria la mezcla axial. La celda de flotación también puede ser una celda de flotación de desbordamiento operada con un desbordamiento constante del lodo. En una celda de flotación de desbordamiento, el lodo se trata introduciendo burbujas de gas de flotación en el lodo y creando un flujo ascendente continuo de pulpa en la dirección vertical de la primera celda de flotación. Al menos una parte de las partículas de mineral que contienen metales valiosos están adheridas a las burbujas de gas y ascienden por flotabilidad, al menos una parte de las partículas de mineral que contienen metales valiosos están adheridas a las burbujas de gas y ascienden con el flujo ascendente continuo del lodo, y al menos una parte de las partículas de mineral que contienen metales valiosos ascienden con el flujo ascendente continuo del lodo. Las partículas de mineral que contienen metales valiosos se recuperan conduciendo el flujo ascendente continuo de lodo fuera de la al menos una celda de flotación de desbordamiento como desbordamiento de lodo. Como la celda de desbordamiento funciona prácticamente sin profundidad de espuma ni capa de espuma, efectivamente no se forma ninguna zona de espuma en la superficie del lodo en la parte superior de la celda de flotación. La espuma puede no ser continua sobre la celda. El resultado de esto es que más partículas de mineral valioso pueden ser arrastradas a la corriente de concentrado, y la recuperación total de material valioso puede aumentar.

Todas las celdas de flotación de una línea de flotación de acuerdo con la invención pueden ser de un solo tipo, es decir, las celdas de flotación de desbaste en la parte de desbaste, las celdas de flotación de limpieza en la parte de limpieza y las celdas de flotación de limpieza de la línea de flotación de limpieza pueden ser de un solo tipo de celda de flotación de forma que el arreglo de flotación comprenda sólo un tipo de celdas de flotación como se enumeró anteriormente. Alternativamente, un número de celdas de flotación puede ser de un tipo mientras que otras celdas son de uno o más tipos, de forma que la línea de flotación comprenda dos o más tipos de celdas de flotación como las enumeradas anteriormente.

Dependiendo de su tipo, la celda de flotación puede incluir un mezclador para agitar el lodo y mantenerlo en suspensión. Por mezclador se entiende cualquier medio adecuado para agitar el lodo dentro de la celda de flotación. El mezclador puede ser un agitador mecánico. El agitador mecánico puede comprender un rotor-estator con un motor y un eje de transmisión, la construcción del rotor-estator dispuesta en la parte inferior de la celda de flotación. La celda puede tener agitadores auxiliares dispuestos más arriba en la dirección vertical de la celda, para garantizar un flujo ascendente suficientemente fuerte y continuo del lodo.

Una celda de flotación puede comprender uno o más aglomeradores de espuma. En el presente documento se entiende por "apilador de espuma" un bloqueador de espuma, un deflector de espuma, una tabla de apilamiento o un dispositivo de tabla de apilamiento, o cualquier otra estructura o estructura lateral de este tipo, por ejemplo, una pared lateral, inclinada o vertical, que tenga un efecto de apilamiento, es decir, una pared lateral de apilamiento, que también puede ser una pared lateral de apilamiento interna al tanque de flotación, es decir, un apilador perimetral interno.

Por medio de la utilización de un aglomerador de espuma, puede ser posible dirigir la llamada "espuma quebradiza", es decir, una capa de espuma de textura suelta que comprende burbujas de gas de flotación generalmente más grandes aglomeradas con las partículas de mineral destinadas a la recuperación, de manera más eficiente y fiable hacia el labio de desbordamiento y el lavadero de recogida de espuma. Una espuma quebradiza puede romperse fácilmente, dado que los aglomerados de burbujas de gas y partículas de mineral son menos estables y tienen una tenacidad reducida. Dicha espuma o capa anterior no puede sostener fácilmente el transporte de partículas de mineral, y especialmente de partículas más gruesas, hacia el labio de rebose de la espuma para su recogida en el lavadero, dando lugar por tanto a un retroceso de las partículas a el lodo o lodo dentro de la celda o tanque de flotación, y a una recuperación reducida del material deseado. La espuma quebradiza se asocia típicamente con una mineralización baja, es decir, aglomerados de burbujas de gas y partículas de mineral con una cantidad limitada de partículas de mineral que comprenden un mineral deseado que ha podido adherirse a las burbujas de gas durante el proceso de flotación dentro de una celda o tanque de flotación. El problema es especialmente pronunciado en las celdas de flotación de gran tamaño o en los tanques de gran volumen y/o gran diámetro. Con la invención que nos ocupa, puede ser posible aglomerar y dirigir la espuma hacia el labio de rebose de la espuma, para reducir la distancia de transporte de la espuma (para de este modo reducir el riesgo de caída hacia atrás) y, al mismo tiempo, mantener o incluso reducir la longitud del labio de rebose. En otras palabras, el manejo y la dirección de la capa de espuma en una celda o tanque de flotación por espuma pueden ser más eficientes y sencillos.

También puede ser posible mejorar la recuperación de espuma y, por lo tanto, la recuperación de partículas minerales valiosas en grandes celdas o tanques de flotación a partir de espuma quebradiza, específicamente en las últimas etapas de una línea de flotación, por ejemplo en las etapas de desbaste y/o de barrido de un proceso de flotación.

Además, con la invención descrita en el presente documento, el área de espuma en la superficie del lodo dentro de un tanque de flotación puede ser disminuida de una manera mecánica robusta y simple. Al mismo tiempo, puede reducirse la longitud total del labio de rebose en una unidad de flotación por espuma. En este caso, robustez significa simplicidad estructural y durabilidad. Al disminuir la superficie de espuma de una unidad de flotación por medio de un aglomerador de espuma en lugar de añadir colectores de recogida de espuma adicionales, la unidad de flotación de espuma en su conjunto puede ser una construcción más sencilla, por ejemplo porque no hay necesidad de conducir la espuma recogida y/o el desbordamiento fuera del aglomerador añadido. Por el contrario, en el caso de un lavador adicional, el rebosadero recogido tendría que ser conducido al exterior, lo que aumentaría las piezas de construcción de la unidad de flotación.

Especialmente en el extremo corriente abajo de una línea de flotación, la cantidad de material deseado que puede ser atrapado en la espuma dentro del lodo puede ser muy baja. A fin de recoger este material de la capa de espuma a los lavaderos de recogida de espuma, debe disminuirse la superficie de espuma. Por medio de la disposición de un aglomerador de espuma en el tanque de flotación, se puede controlar la superficie de espuma abierta entre los cuartos labios de rebose. El aglomerador puede utilizarse para dirigir o guiar el lodo que fluye hacia arriba dentro del tanque de flotación más cerca de un labio de desbordamiento de espuma de un lavadero de recogida de espuma, para de este modo permitir o facilitar la formación de espuma muy cerca del labio de desbordamiento de espuma, lo que puede aumentar la recogida de partículas de mineral valiosas. El aglomerador de espuma también puede influir en la convergencia general de las burbujas de gas de flotación y/o de los aglomerados de partículas de mineral y burbujas de gas en la capa de espuma. Por ejemplo, si el flujo de burbujas de gas y/o de aglomerado de partículas de mineral se dirige hacia el centro de un tanque de flotación, se puede utilizar un aglomerador de espuma para aumentar el área de espuma en el perímetro del tanque, y/o más cerca de cualquier labio de desbordamiento de espuma deseado. Además, puede ser posible reducir la superficie de espuma abierta en relación con la longitud del labio, para de este modo mejorar la eficacia de la recuperación en la celda de flotación por espuma.

Una celda de flotación puede comprender una estructura de fondo dispuesta en el fondo del tanque de flotación, y que tiene una forma que permite que las partículas suspendidas en el lodo se mezclen en una zona de mezcla creada por el flujo de entrada de lodo desde las boquillas de salida de los tubos de chorro sobre la estructura de fondo; y que se asienten en una zona de sedimentación que rodea la estructura de fondo.

Por medio de la disposición de una estructura de fondo en el fondo de un tanque de flotación, la estructura de fondo extendiéndose hacia arriba en el tanque de flotación, puede ser posible obtener una mejor distribución de partículas finas y/o pequeñas suspendidas en el lodo. En el centro del tanque de flotación, las partículas no pueden descender y sedimentarse, dado que el flujo de entrada de lodo procedente de los tubos de chorro puede alcanzar la parte central elevada del tanque de flotación, lo que garantiza una buena mezcla en esa parte. Las partículas que ya se hayan desprendido de las burbujas de gas de flotación e iniciado su descenso pueden ser recapturadas por las burbujas debido a las condiciones turbulentas de la zona de mezcla. Por otro lado, el fondo del tanque de flotación más cercano al perímetro del tanque tiene una zona de una profundidad suficiente que permite que las partículas no flotadas, probablemente sin valor, se asienten y desciendan para ser eliminadas eficazmente del tanque de flotación. Esta zona de decantación no se ve afectada por el flujo de entrada de lodo procedente de los tubos de chorro. Además, dicha zona relativamente tranquila puede inhibir la formación de cortocircuitos de los flujos de lodo dentro del tanque de flotación, en el que el mismo material de lodo sigue recirculando dentro del tanque sin separarse o sedimentarse adecuadamente. Las características anteriores pueden favorecer una mayor recuperación de partículas finas.

Por medio de la disposición de la estructura del fondo para que tenga un tamaño determinado, especialmente con respecto a la zona de mezcla, la zona de mezcla y la zona de sedimentación pueden diseñarse para que tengan las características deseadas (tamaño, profundidad, turbulencia, tiempo de residencia de las partículas en la zona de mezcla, velocidad de sedimentación y probabilidad de fracción sin valor en la zona de sedimentación, etc.). En una celda de flotación convencional, la mayor parte de esta zona (sin mezcla mecánica en el fondo del tanque de flotación) estaría sometida a lijado, ya que la mezcla es escasa o nula. Si la zona se llena de sólidos, existe el riesgo de que estos sólidos se desplomen y, al mismo tiempo, bloqueen una salida de residuos y/o una salida de recirculación situada en la zona de decantación.

Por tubo de chorro se entiende un dispositivo doble de alto cizallamiento en el que se introduce gas de flotación en la entrada de lodo, para de este modo crear burbujas de gas de flotación más finas que son capaces de atrapar también partículas más finas ya durante la formación de burbujas en el tubo de chorro. En particular, un tubo de chorro en una celda de flotación de acuerdo con la invención funciona bajo presión, y no se necesita vacío.

Por desbordamiento se entiende en la presente memoria la parte del lodo recogida en el lavadero de la celda de flotación y que de este modo sale de la celda de flotación. El desbordamiento puede estar formado por espuma, espuma y lodo o, en algunos casos, sólo o en su mayor parte por lodo. En algunas realizaciones, el desbordamiento puede ser un flujo de aceptación que contiene las partículas de material valioso recogidas del lodo. En otras realizaciones, el desbordamiento puede ser un flujo de rechazo. Este es el caso cuando el arreglo, planta y/o procedimiento de flotación se utiliza en flotación inversa.

Por subflujo se entiende en la presente memoria la fracción o parte del lodo que no flota en la superficie del lodo en el proceso de flotación. En algunas realizaciones, el flujo inferior puede ser un flujo de rechazo que sale de una celda de flotación a través de una salida que normalmente está dispuesta en la parte inferior de la celda de flotación. Eventualmente, el flujo inferior de la celda de flotación final de una línea de flotación o de un arreglo de flotación puede salir de todo el arreglo como flujo de relaves o residuo final de una planta de flotación. En algunas realizaciones, el flujo inferior puede ser un flujo de aceptación que contiene las partículas minerales valiosas. Este es el caso cuando la celda de flotación o la línea de flotación se utiliza en flotación inversa.

Por flotación inversa se entiende en la presente memoria un proceso de flotación inversa típicamente utilizado en la recuperación de hierro. En ese caso, el proceso de flotación se dirige a recoger la parte no valiosa del flujo de lodo en el rebosadero. El rebose en el proceso de flotación inversa para el hierro contiene típicamente silicatos, mientras que las partículas minerales valiosas que contienen hierro se recogen en el rebose inferior. La flotación inversa también puede utilizarse para minerales industriales, es decir, minerales geológicos extraídos por sus valores comerciales que no son combustibles ni fuentes de metales, tales como la bentonita, la sílice, el yeso y el talco.

Por corriente abajo se entiende en la presente memoria la dirección concurrente con el flujo de lodo hacia los relaves (corriente de avance, denotada en las figuras con flechas), y por corriente arriba se entiende en la presente memoria la dirección contracorriente con o contra el flujo de lodo hacia los relaves.

Por concentrado se entiende la parte o fracción flotante de la suspensión de partículas de mineral que contiene un mineral valioso. En la flotación normal, el concentrado es la parte del lodo que flota en la capa de espuma y, por tanto, se recoge en los lavaderos como rebosadero. Un primer concentrado de concentración puede incluir partículas de mineral que contengan un mineral valioso, mientras que un segundo concentrado de concentración puede incluir partículas de mineral que contengan otro mineral valioso. Alternativamente, las definiciones distintivas primera, segunda, pueden referirse a dos concentrados de partículas de mena que comprenden el mismo mineral valioso pero dos distribuciones granulométricas claramente diferentes.

Por flotación de desbaste, parte de desbaste de la línea de flotación, etapa de desbaste y/o celdas de desbaste se entiende la primera etapa de flotación que produce un concentrado. El objetivo es extraer la máxima cantidad de mineral valioso con una granulometría lo más gruesa posible. El objetivo principal de una etapa de desbaste es recuperar la mayor cantidad posible de minerales valiosos, con menos énfasis en la calidad del concentrado producido.

El concentrado de desbaste se somete normalmente a etapas adicionales de flotación más limpia en una línea de flotación más limpia de desbaste para rechazar más de los minerales indeseables que también se han reportado a la espuma, en un proceso conocido como limpieza. El producto de la limpieza se conoce como concentrado limpiador o concentrado final. Es posible realizar una fase de reafilado antes del proceso de limpieza.

La flotación de desbaste suele ir seguida de una flotación de barrido que se aplica a los relaves de desbaste. Por flotación de barrido, parte de barrido de la línea de flotación, etapa de barrido y/o celda de barrido se entiende una etapa de flotación en la que el objetivo es recuperar cualquier material mineral valioso que no se haya recuperado durante la etapa desbaste inicial. Esto podría lograrse cambiando las condiciones de flotación para hacerlas más rigurosas que el desbaste inicial o, en algunas realizaciones de la invención, por medio de la introducción de microburbujas en el lodo. El concentrado de una celda o etapa de barrido podría devolverse a la alimentación del desbaste para su reflotación o dirigirse a una etapa de remolienda y posteriormente a una línea de flotación del limpiador de barrido.

Por flotación limpiadora, línea limpiadora de desbaste/de barrido, etapa limpiadora/limpiadora y/o celda limpiadora se entiende una etapa de flotación en la que el objetivo de la limpieza es producir un grado de concentrado lo más alto posible.

Por pretratamiento y/o postratamiento y/o procesamiento posterior se entiende, por ejemplo, trituración, molienda, separación, cribado, clasificación, fraccionamiento, acondicionamiento o limpieza, todos los cuales son procesos convencionales conocidos por un experto en la técnica. Una etapa posterior de procesamiento puede incluir también al menos una de las siguientes: una celda de flotación adicional, que puede ser una celda de flotación limpiadora convencional, una celda de recuperación, una celda de desbaste o una celda de barrido.

Por nivel de la superficie del lodo se entiende la altura de la superficie del lodo dentro de la celda de flotación, medida desde el fondo de la celda de flotación hasta el labio de la celda de flotación. En efecto, la altura del lodo es igual a la altura de un labio de lavado de una celda de flotación, medida desde el fondo de la celda de flotación hasta el labio de lavado de la celda de flotación. Por ejemplo, cualquiera de las dos celdas de flotación subsiguientes puede estar dispuesta de manera escalonada en una línea de flotación, de modo que el nivel de la superficie del lodo de dichas celdas de flotación sea diferente (es decir, el nivel de la superficie del lodo de la primera de dichas celdas de flotación sea más alto que el nivel de la superficie del lodo de la segunda de dichas celdas de flotación). Esta diferencia en los niveles de superficie de los lodos se define en el presente documento como "escalón" entre dos celdas de flotación posteriores cualesquiera. El escalón o la diferencia en los niveles de superficie del lodo es una diferencia de altura que permite que el flujo de lodo sea impulsado por la fuerza de gravedad o gravitación, creando una cabeza hidráulica entre las dos celdas de flotación subsiguientes.

Por línea de flotación se entiende un conjunto o arreglo que comprende varias unidades de flotación o celdas de flotación en las que se realiza una etapa de flotación, y que están dispuestas en conexión fluida entre sí para permitir el flujo de lodo por gravedad o bombeado entre las celdas de flotación, para formar una línea de flotación. En una línea de flotación, varias celdas de flotación están dispuestas en conexión fluida entre sí, de forma que el flujo inferior de cada celda de flotación precedente se dirige a la celda de flotación siguiente o subsiguiente como alimentación hasta la última celda de flotación de la línea de flotación, desde la cual el flujo inferior se dirige fuera de la línea como flujo de relaves o de rechazo. También es concebible que una línea de flotación comprenda sólo una etapa de flotación realizada en una celda de flotación o, por ejemplo, en dos o más celdas de flotación paralelas.

El lodo se alimenta a través de una entrada de alimentación a la primera celda de flotación de la línea de flotación para iniciar el proceso de flotación. La línea de flotación puede formar parte de una planta de tratamiento más grande que contenga una o más líneas de flotación, y una serie de otras etapas de proceso para la liberación, limpieza y otros tratamientos de un material deseado. Por lo tanto, un número de diferentes dispositivos de pretratamiento y post tratamiento o arreglos pueden estar en conexión operativa con los componentes de la línea de flotación, como es conocido por el experto en la técnica.

Por burbujas ultrafinas se entienden en la presente memoria las burbujas de gas de flotación de un tamaño comprendido entre 0,05 mm y 0,7 mm, introducidas en el lodo en un tubo de chorro. Por el contrario, las burbujas de gas de flotación "normales" utilizadas en la flotación por espuma presentan un intervalo de tamaño de aproximadamente 0,8 a 2 mm. Las burbujas de gas de flotación de mayor tamaño pueden tender a fusionarse en burbujas aún mayores durante su permanencia en la zona de mezcla, donde se producen colisiones entre las partículas y las burbujas de gas de flotación, así como únicamente entre las burbujas de gas de flotación. Dado que las burbujas ultrafinas se introducen en la entrada del lodo antes de su alimentación a un tanque de flotación, no es probable que se produzca dicha coalescencia con las burbujas ultrafinas, y su tamaño puede permanecer más pequeño a lo largo de su residencia en la celda de flotación, para de este modo afectar a la capacidad de las burbujas ultrafinas para atrapar partículas finas.

Un impulsor desvía el flujo de entrada del lodo radialmente hacia afuera, hacia la pared lateral del tanque de flotación y hacia arriba, hacia la superficie superior del tanque de flotación (es decir, hacia la capa de espuma), de forma que los aglomerados de partículas de mineral y las burbujas finas de gas de flotación no entren en cortocircuito en los relaves. Todos los lodos de entrada de los tubos de chorro se ven obligados a subir hacia la capa de espuma en la región superior del tanque de flotación antes de que la gravedad tenga la oportunidad de influir en las partículas no adheridas a las burbujas de gas de flotación, obligándolas a descender y, finalmente, a reportarse al flujo de relaves o al flujo inferior. De este modo puede disminuirse la probabilidad de cortocircuito del material valioso que contiene partículas. El lodo se agita mucho por la energía del flujo desviado y forma vórtices de mezcla en los que el tamaño de las burbujas puede reducirse aún más por las fuerzas de cizallamiento que actúan sobre ellas. Las condiciones de alto cizallamiento también inducen favorablemente un elevado número de contactos entre las burbujas de gas de flotación y las partículas del lodo dentro del tanque de flotación. A medida que el flujo de lodo es forzado hacia arriba, hacia la capa de espuma, la turbulencia se reduce y el flujo se vuelve relativamente uniforme, lo que puede contribuir a la estabilidad de las burbujas ya formadas, y de los aglomerados burbuja-partícula de gas de flotación, especialmente los que comprenden partículas más gruesas.

La boquilla de salida está configurada para producir una onda de choque supersónica en la entrada de lodo cuando sale del tubo de chorro, la onda de choque supersónica induce la formación de aglomerados de partículas - burbujas de gas de flotación.

Se crea una onda de choque supersónica cuando la velocidad de la entrada de lodo que pasa a través de la boquilla de salida supera la velocidad del sonido, es decir, el flujo de entrada de lodo se estrangula cuando la relación entre la presión absoluta corriente arriba de la boquilla de salida y la presión absoluta corriente abajo del estrangulador de la boquilla de salida supera un valor crítico. Cuando la relación de presión es superior al valor crítico, el flujo de entrada del lodo corriente abajo de la parte del acelerador de la boquilla de salida se vuelve supersónico y se forma una onda de choque. Las pequeñas burbujas de gas de flotación en la mezcla de entrada de lodo se dividen en partes aún más pequeñas al ser forzadas a través de la onda de choque, y son forzadas a entrar en contacto con las partículas hidrofóbicas de mineral en la entrada de lodo, para de este modo crear aglomerados de burbujas de gas de flotación y partículas de mineral. La onda de choque supersónica producida en la entrada de lodo en la descarga de la boquilla de salida se transporta al lodo dentro del tanque de flotación inmediatamente adyacente a una boquilla de salida, para de este modo promover la formación de burbujas de gas de flotación también en el lodo fuera de las boquillas de salida. Después de salir de la boquilla de salida, las partículas finas de mineral pueden entrar en contacto con las pequeñas burbujas de gas de flotación por segunda vez, dado que hay varios de estos tubos de chorro/boquillas de salida que descargan en una zona de mezcla común en la que la probabilidad de contactos secundarios entre burbujas y partículas aumenta debido a los flujos entremezclados de lodo que salen de los tubos de chorro.

En una realización de la celda de flotación, la celda de flotación comprende de 2 a 40 tubos de chorro, preferentemente de 4 a 24 tubos de chorro.

El número de tubos de chorro influye directamente en la cantidad de gas de flotación que puede dispersarse en el lodo. En la flotación por espuma convencional, la dispersión de una cantidad creciente de gas de flotación conduciría a un aumento del tamaño de las burbujas de gas de flotación. Por ejemplo, en una celda Jameson, se utiliza una relación aire-burbuja de 0,50 a 0,60. El aumento del tamaño medio de las burbujas afectará negativamente al flujo de superficie de las burbujas (Sb), lo que significa que la recuperación puede disminuir. En una celda de flotación de acuerdo con la invención, con tubos de chorro presurizados, puede introducirse significativamente más gas de flotación en el proceso sin aumentar el tamaño de la burbuja ni disminuir el Sb, dado que las burbujas de gas de flotación creadas en la entrada del lodo siguen siendo relativamente pequeñas en comparación con los procesos convencionales. Por otra parte, manteniendo el número de tubos de chorro lo más pequeño posible, los costes de reacondicionamiento de las celdas de flotación existentes, o los gastos de capital de la creación de tales celdas de flotación pueden mantenerse bajo control sin causar ninguna pérdida de rendimiento de flotación de las celdas de flotación.

En una realización de la celda de flotación, los tubos de chorro están dispuestos concéntricamente al perímetro del tanque de flotación a una distancia del centro del tanque de flotación.

En otra realización de la celda de flotación, la distancia de una boquilla de salida de un tubo de chorro desde el centro del tanque de flotación es del 10 al 40 % del diámetro del tanque de flotación, medido a una distancia de la boquilla de salida desde el fondo del tanque de flotación, preferentemente el 25 % del diámetro del tanque de flotación.

En una realización de la celda de flotación, los tubos de chorro están dispuestos paralelamente a la pared lateral del tanque de flotación, a una distancia de la pared lateral.

En otra realización de la celda de flotación, la distancia de la boquilla de salida de un tubo de chorro desde la pared lateral del tanque de flotación es del 10 al 40 % del diámetro del tanque de flotación, medido a una distancia de la boquilla de salida desde el fondo del tanque de flotación; preferentemente el 25 % del diámetro del tanque de flotación.

En una realización de la celda de flotación, los tubos de chorro están dispuestos a igual distancia unos de otros, de forma que la distancia entre dos boquillas de salida adyacentes cualesquiera es la misma.

El número exacto de tubos de chorro dentro de una celda de flotación puede depender del tamaño o volumen del tanque de flotación, del tipo de material a recoger y de otros parámetros del proceso. Por medio de la disposición de un número suficiente de tubos de chorro en una celda de flotación, y disponiéndolos de una manera específica en relación con el centro del tanque de flotación y el perímetro y/o la pared lateral, se puede asegurar una distribución uniforme de burbujas finas y, al mismo tiempo, una alta probabilidad de colisión entre burbujas y burbujas y partículas de mineral. Se puede asegurar un efecto de mezcla uniforme causado por las fuerzas de cizallamiento dentro del tanque de flotación.

En una realización de la celda de flotación, la relación entre la altura del tanque de flotación, medida como la distancia desde el fondo hasta el labio de lavado, y el diámetro del tanque de flotación, es de 0,5 a 1,5, es decir, la relación entre la altura del tanque y el diámetro del tanque es de 0,5 a 1,5.

En una realización de la celda de flotación, el volumen del tanque de flotación es de al menos 20 m3, preferentemente de 20 a 1000 m3.

Por medio de la disposición de un tanque de flotación para que tenga un volumen suficiente, el proceso de flotación puede controlarse mejor. La distancia de ascenso a la capa de espuma en la parte superior del tanque de flotación no llega a ser demasiado grande, lo que puede ayudar a garantizar que los aglomerados de partículas de mineral y burbujas de gas de flotación permanezcan juntos hasta que la capa de espuma y la caída de partículas puedan reducirse. Además, puede alcanzarse una velocidad de ascenso de burbujas adecuada para mantener una buena calidad del concentrado. La utilización de celdas de flotación con un tamaño volumétrico suficiente de aumenta la probabilidad de colisiones entre las burbujas de gas creadas en las celdas de flotación, por ejemplo por medio de un rotor, y las partículas que comprenden mineral valioso, para de este modo mejorar la tasa de recuperación del mineral valioso, así como la eficiencia general de la disposición de flotación. Las celdas de flotación más grandes tienen una mayor selectividad, dado que pueden producirse más colisiones entre las burbujas de gas y las partículas de mineral debido al mayor tiempo que el lodo permanece en la celda de flotación. Por lo tanto, la mayoría de las partículas de mineral valioso pueden flotar. Además, el retroceso de las partículas de mineral flotante puede ser mayor, lo que significa que las partículas de mineral que contienen una cantidad muy baja de mineral valioso vuelven a caer al fondo de la celda de flotación. Por lo tanto, el grado de rebose y/o concentrado de las celdas de flotación más grandes puede ser mayor. Este tipo de celdas de flotación puede garantizar un alto grado junto con una alta recuperación. Además, puede mejorarse la eficiencia global de la celda de flotación y/o de toda la línea de flotación. Además, en caso de que las primeras celdas de flotación de una línea de flotación tengan un volumen relativamente grande, puede que no haya necesidad de grandes celdas de flotación posteriores, sino que las celdas de flotación corriente abajo de la primera o primeras celdas de flotación pueden ser más pequeñas y, por lo tanto, más eficientes. En los procesos de flotación de ciertos minerales, puede ser fácil hacer flotar una parte significativa de las partículas de la mena que comprenden mineral valioso de alta ley. En ese caso, puede ser posible tener celdas de flotación de menor volumen corriente abajo en la línea de flotación y aun así lograr una alta tasa de recuperación.

En una realización de la celda de flotación, el diámetro de una boquilla de salida es del 10 % al 30 % del diámetro de una cámara alargada de un tubo de chorro.

En otra realización de la celda de flotación, el diámetro de la boquilla de salida (43) es de 40 a 100 mm.

Por medio de la disposición de una boquilla de salida para que tenga un cierto diámetro, la velocidad de entrada del lodo puede mantenerse a un nivel favorable para la creación de burbujas de gas de flotación de pequeño tamaño, y para la probabilidad de que estas burbujas entren en contacto con las partículas de mineral en el lodo. Especialmente, para mantener una onda de choque después de la boquilla de salida, es necesario mantener una velocidad del lodo de 10 m/s o superior. El diseño de la boquilla de salida en relación con el tamaño del tubo de chorro permite tener en cuenta el efecto del caudal de entrada de los lodos en distintos tipos de celdas de flotación.

En otra realización de la celda de flotación, la distancia desde el fondo del impulsor hasta la boquilla de salida es de 2 a 20 veces el diámetro de la boquilla de salida.

En otra realización de la celda de flotación, la distancia entre el fondo del impulsor y la boquilla de salida y la distancia entre la boquilla de salida y el fondo del tanque de flotación es inferior a 1,0.

Por medio de la disposición de la boquilla de salida y el impulsor a una distancia óptima entre sí, el impulsor puede configurarse para desviar y dirigir el flujo de entrada de lodo radialmente hacia fuera y hacia arriba del impulsor para crear las zonas de mezcla antes mencionadas dentro del tanque de flotación, y para promover el ascenso de partículas hacia la capa de espuma. Al mismo tiempo, puede ser necesario minimizar el desgaste causado por los flujos de lodo a alta velocidad en el impulsor. Por medio del posicionamiento de la boquilla de salida y el impulsor en una cierta relación entre sí, puede ser posible optimizar el proceso de flotación dentro de una celda de flotación equipada con tubos de chorro, así como minimizar el desgaste de las piezas del impulsor.

En una realización de la celda de flotación, una fracción de lodo, extraída del tanque de flotación a través de una salida dispuesta en la pared lateral del tanque de flotación, se recircula a los tubos de chorro como lodo de entrada.

De forma similar a la salida de relaves, por medio de la recirculación en tubos de chorro de una fracción de lodo procedente de la parte inferior del tanque de flotación a través de una salida dispuesta en la pared lateral del tanque de flotación, la fracción recirculada se obtiene de este modo en una zona en la que el lodo en su mayor parte comprende partículas que descienden o se sedimentan hacia el fondo del tanque. Debido a la naturaleza probabilística de un proceso de flotación, las partículas pueden, sin embargo, seguir conteniendo material valioso. Especialmente en la zona de decantación más cercana a la pared lateral del tanque de flotación, el lodo puede contener material valioso que comprende partículas que no han sido capturadas por las burbujas de gas de flotación y/o por el flujo de pulpa dirigido hacia arriba cerca de los impulsores en la zona de mezclado. En esta posición, el lodo también se ven afectados por el flujo de entrada de lodo procedente de un único tubo de chorro, lo que crea turbulencias. Por lo tanto, hay una mayor probabilidad de que las partículas que contienen material valioso no sean capturadas por las burbujas de gas de flotación y/o el flujo de lodo dirigido hacia arriba. A fin de recuperar también material valioso de estas partículas, puede ser favorable tratar de nuevo esta fracción de lodo en la misma celda de flotación, por ejemplo como parte de la entrada de lodo. Por lo tanto, la recuperación global puede mejorarse aún más.

En otra realización de la celda de flotación, la entrada de lodo comprende un 40 % o menos de fracción de lodo.

En una realización de la celda de flotación, ésta comprende además un circuito de acondicionamiento.

En otra realización de la celda de flotación, el circuito de acondicionamiento comprende un tanque de bombeo en comunicación fluida con el tanque de flotación, en el que la entrada del tanque de bombeo de lodo fresco y una fracción de lodo tomada del tanque de flotación a través de una salida están dispuestas para combinarse en la entrada de lodo.

En otra realización de la celda de flotación, la salida está dispuesta en la pared lateral del tanque de flotación, a una distancia del fondo del tanque de flotación.

En otra realización de la celda de flotación, la distancia de la salida desde el fondo del tanque de flotación es de 0 a 50 % de la altura del tanque de flotación.

El proceso de flotación puede hacerse más eficiente cuando sólo una parte del lodo dentro del tanque de flotación se recircula de vuelta al mismo tanque de flotación como entrada de pulpa a través de los tubos de chorro. Especialmente como los impulsores, diseñados para dirigir el flujo de lodo radialmente hacia fuera y hacia arriba para formar condiciones turbulentas a la zona de mezcla y a las subzonas de mezcla adicionales, como se explicó anteriormente, son altamente eficientes en la creación de condiciones favorables para la creación de burbujas de gas de flotación -aglomerado de partículas y por lo tanto asegurar la recuperación efectiva de partículas que comprenden material valioso, puede no ser necesario recircular cantidades sustanciales de lodo para ser tratado de nuevo en la misma celda de flotación. Puede bastar con tratar los residuos de una celda de flotación en otra celda de flotación para garantizar una alta recuperación. Como la probabilidad de que las partículas que contienen material valioso hagan cortocircuito en los relaves/flujo inferior, puede que no sea necesario recircular una fracción del lodo del tanque de flotación, o puede que sólo sea necesario recircular una pequeña parte para mejorar la recuperación de ese modo.

En otra realización de la celda de flotación, el circuito de acondicionamiento comprende además una bomba dispuesta para aspirar la fracción de lodo del tanque de flotación y para reenviar la entrada de lodo desde el tanque de la bomba.

En otra realización de la celda de flotación, el circuito de acondicionamiento comprende además una unidad de distribución dispuesta para distribuir la entrada de lodo en los tubos de chorro.

Al tomar el lodo del fondo de una celda de flotación se puede asegurar que las partículas más finas asentadas en el fondo del tanque de flotación puedan ser eficientemente reintroducidas en la parte del tanque de flotación donde tiene lugar el proceso de flotación activa, antes de que las partículas más finas sean reportadas a los relaves. De este modo, la tasa de recuperación de material valioso puede mejorarse, dado que las partículas que contienen incluso cantidades mínimas de material valioso pueden recogerse en el concentrado.

En una realización de la celda de flotación, la entrada de lodo comprende 100 % de lodo fresco.

Como se mencionó anteriormente, los tubos de chorro y especialmente los impulsores pueden crear condiciones favorables con respecto a la recuperación de partículas, que una celda de flotación puede estar dispuesta para tratar sólo pulpa fresca, es decir, una entrada de pulpa de una celda de flotación anterior o una etapa de proceso anterior. Puede que no sea necesario recircular el lodo del tanque de flotación para volver a tratarlo en el mismo tanque de flotación, pero cualquier material valioso que comprenda partículas que permanezcan en la parte del lodo que desciende hacia el fondo del tanque puede ser conducido a un tratamiento adicional a un tanque de flotación posterior, y la recuperación de material valioso aún mejorada por la invención.

En una realización de la línea de flotación de acuerdo con la invención, la celda de flotación según la invención está precedida por una celda de flotación. La celda de flotación anterior puede ser de cualquier tipo adecuado.

En una realización de la línea de flotación, la celda de flotación de acuerdo con la invención está precedida por una celda de flotación mecánica.

En otra realización de la línea de flotación, la línea de flotación comprende una parte de desbaste con una celda de flotación; una parte de barrido con una celda de flotación dispuesta para recibir el flujo inferior de la parte de desbaste; y una parte de barrido con una celda de flotación dispuesta para recibir el flujo superior de la parte de barrido, en la que la última celda de flotación de la parte de barrido y/o de la parte de barrido es una celda de flotación de acuerdo con la invención.

En otra realización de la línea de flotación, la celda de flotación de acuerdo con la invención está precedida por una celda de flotación mecánica.

Una realización del uso de la línea de flotación de acuerdo con la invención está particularmente destinada a recuperar partículas de mena mineral que comprenden minerales no polares tales como el grafito, el azufre, la molibdenita, el carbón y el talco.

El tratamiento de lodos para la recuperación de minerales industriales tales como la bentonita, la sílice, el yeso o el talco, puede mejorarse mediante el uso de la flotación inversa. En la recuperación de minerales industriales, el objetivo de la flotación puede ser, por ejemplo, la eliminación de las partículas oscuras en el rechazo de desbordamiento, y la recuperación de las partículas blancas en la aceptación de desbordamiento. En ese tipo de proceso, algunas de las partículas blancas más ligeras y finas pueden acabar en el rebosadero. Esas partículas podrían recuperarse eficazmente por medio de la invención de acuerdo con la presente divulgación. En la flotación inversa, las partículas que comprenden material indeseable se eliminan del lodo disponiendo las burbujas de gas para que se adhieran a esas partículas y retirándolas de la celda de flotación en el rebose, mientras que las partículas que comprenden material valioso se recuperan en el reflujo inferior, para de este modo invertir los flujos de flotación convencionales de aceptación en el rebose y rechazo en el reflujo inferior. Normalmente, en la flotación inversa, el gran arrastre de masa de material inapreciable puede causar problemas importantes en el control del proceso de flotación.

Una realización del uso de la línea de flotación de acuerdo con la invención está particularmente destinada a la recuperación de partículas que comprenden minerales polares.

Una realización del uso de la línea de flotación está particularmente destinada a la recuperación de partículas de minerales que tienen una dureza Mohs de 2 a 3, tales como galena, minerales de sulfuro, minerales PGM, y/o minerales REO.

Otra realización del uso de la línea de flotación está particularmente destinada a la recuperación de partículas que comprenden Pt.

Una realización del uso de la línea de flotación se destina particularmente a recuperar partículas que comprenden Cu de minerales que tienen una dureza Mohs de 3 a 4.

Otra realización del uso de la línea de flotación está particularmente destinada a la recuperación de partículas que comprenden Cu a partir de mineral de baja ley.

El mineral valioso puede ser, por ejemplo, Cu, o Zn, o Fe, o pirita, o sulfuro metálico tal como el sulfuro de oro. También pueden recuperarse, de acuerdo con los diferentes aspectos de la presente invención, partículas de mineral que contengan otros minerales valiosos tales como Pb, Pt, PGMs (metales del grupo del platino Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), mineral de óxido, minerales industriales tales como Li (es decir, espodumeno), petalita y minerales de tierras raras.

Por ejemplo, en la recuperación de cobre a partir de minerales de baja ley obtenidos de depósitos pobres de mineral, las cantidades de cobre pueden ser tan bajas como el 0,1 % en peso de la alimentación, es decir, de la entrada de lodo en la línea de flotación. La línea de flotación de acuerdo con la invención puede ser muy práctica para recuperar cobre, dado que el cobre es un mineral fácilmente flotable. En la liberación de partículas de mineral que comprenden cobre, puede ser posible obtener un grado relativamente alto de las primeras celdas de flotación de la línea de flotación. La recuperación puede incrementarse aún más por medio de una celda de flotación de acuerdo con la invención.

Mediante el uso de la línea de flotación de acuerdo con la presente invención, la recuperación de cantidades tan bajas de mineral valioso, por ejemplo cobre, puede incrementarse eficientemente, e incluso los depósitos pobres pueden utilizarse de forma rentable. Como los yacimientos ricos conocidos ya se han explotado cada vez más, existe una necesidad tangible de procesar también los yacimientos menos favorables, que antes podían haberse dejado sin explotar por falta de tecnología y procesos adecuados para recuperar el material valioso en cantidades muy bajas en el mineral.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos, que se incluyen para proporcionar una mayor comprensión de la presente divulgación y que constituyen una parte de esta especificación, ilustran realizaciones de la divulgación y, junto con la descripción, ayudan a explicar los principios de la presente divulgación. En los dibujos:

La Fig. 1 es una proyección en 3D de una celda de flotación de acuerdo con una realización de la invención, La Fig. 2 representa una celda de flotación de acuerdo con una realización de la invención, vista desde arriba, La Fig. 3 representa una celda de flotación de acuerdo con una realización de la invención en vista lateral, La Fig. 4 es una sección transversal vertical de la celda de flotación de la Fig. 3 a lo largo de una sección A-A, La Fig. 5 es una ilustración esquemática de una celda de flotación de acuerdo con la invención, en la que se detallan las dimensiones de la celda de flotación,

Fig. 6a y b son dibujos esquemáticos de líneas de flotación de acuerdo con realizaciones de la invención, y La Fig. 7 muestra secciones transversales verticales esquemáticas de realizaciones de tanques de flotación de acuerdo con la invención.

La Fig. 8 es una presentación esquemática de las formas de la estructura del fondo de acuerdo con las realizaciones de la celda de flotación.

Descripción detallada

Ahora se hará referencia en detalle a las realizaciones de la presente divulgación, un ejemplo de las cuales se ilustra en los dibujos adjuntos.

La descripción a continuación divulga algunas realizaciones con tal detalle que un experto en la técnica es capaz de utilizar la celda de flotación, la línea de flotación y su uso basado en la divulgación. No todas las etapas de las realizaciones se discuten en detalle, dado que muchas de las etapas serán obvias para el experto en la técnica basado en esta divulgación.

Por propósitos de simplicidad, los números de artículo se mantendrán en las siguientes realizaciones ejemplares en el caso de componentes repetitivos.

Las figuras adjuntas 1-5 y 7 ilustran una celda de flotación 1 con cierto detalle. Las figuras no están dibujadas en proporción, y muchos de los componentes de la celda de flotación 1 se omiten para mayor claridad. Las figuras 6a-b ilustran de forma esquemática realizaciones de la línea de flotación. La dirección de los flujos de lodo se muestra en las figuras por medio de flechas.

La celda de flotación 1 de acuerdo con la invención está destinada a tratar partículas de mineral suspendidas en un lodo y a separar el lodo en un flujo inferior 400 y un flujo superior 500, comprendiendo el flujo superior 500 un concentrado de un mineral deseado.

En referencia particular a las figuras 1-5, la celda de flotación 1 comprende un tanque de flotación 10 que tiene un centro 11, un perímetro 12, un fondo 13 y una pared lateral 14. La celda de flotación 1 comprende además un lavadero 2 y un labio de lavadero 21 que rodea el perímetro 12 del tanque de flotación 10.

En las figuras adjuntas, la lavadora 2 es una lavadora perimetral. Debe entenderse que un lavador 2 puede comprender, alternativa o adicionalmente, un lavador central dispuesto en el centro 11 del tanque de flotación 10, como es conocido en el campo técnico. El labio de un lavador central puede estar orientado hacia el perímetro 12 del tanque de flotación 10, o hacia el centro 11 del tanque de flotación 10, o hacia ambos. El rebosadero 500 se recoge en lavador 2 o lavaderos al pasar por encima de un labio de lavador 21, a partir de una capa de espuma formada en la parte superior del tanque de flotación 10. La capa de espuma comprende una superficie de espuma abierta Af en la parte superior del tanque de flotación 10.

El flujo inferior 400 es retirado o conducido fuera del tanque de flotación a través de una salida de relaves 140. De acuerdo con una realización, la salida de relaves 140 puede estar dispuesta en la pared lateral 14 del tanque de flotación 10 (véase la Fig. 4). La salida de relaves 140 puede estar dispuesta en la pared lateral 14 del tanque de flotación 10 a una distancia L6 desde el fondo 13 del tanque de flotación 10. La distancia debe entenderse como la distancia del punto más bajo de la salida de relaves 140 o abertura de salida en la pared lateral 14 del tanque de flotación 10 desde el fondo del tanque 13. La distancia L6 puede ser del 1 al 15 % de la altura H del tanque de flotación 10. Por ejemplo, la distancia L6 puede ser del 2%, o del 5%, o del 7,5%, o del 12% de la altura H. Alternativamente, la salida de residuos 140 puede estar dispuesta en el fondo 13 del tanque de flotación 10 (véase la Fig. 1). En cualquier caso, la salida de relaves 140 está dispuesta en una zona de decantación B, en la parte inferior del tanque de flotación 10. La salida de relaves 140 puede ser controlada por una válvula de dardo, o por cualquier otra manera adecuada conocida en el campo, para controlar el caudal de flujo inferior del tanque de flotación 10. Incluso si la salida de relaves 140 está controlada por estructuras internas o externas, como cajas de dardos de flujo ascendente o descendente, respectivamente, la salida de relaves 140 está situada idealmente en la parte inferior del tanque de flotación 10, es decir, cerca o adyacente al fondo 13 del tanque de flotación, o incluso en el fondo 13 del tanque de flotación 10. Más específicamente, el flujo inferior 400 o relaves se retiran de la parte inferior del tanque de flotación 10, y en o cerca de la pared lateral 14 del tanque de flotación 10.

El tanque de flotación 10 puede comprender además un aglomerador de espuma 6 formado para dirigir la espuma en la superficie de espuma abierta Af hacia el labio de lavado 21. El apilador de espuma 6 puede ser un apilador de espuma central, como se muestra en la Fig. 2, o un apilador de espuma perimetral interno dispuesto dentro del tanque de flotación 10 a una profundidad deseada, en la pared lateral del tanque de flotación 10.

Un agitador de espuma central 61 está dispuesto concéntricamente al centro 11 del tanque de flotación 10. El agitador de espuma central 61 puede tener forma de cono o de cono truncado. El espumador central 61 puede tener forma de pirámide o de pirámide truncada. En otras palabras, una sección transversal vertical de un agitador de espuma central 61 puede ser un triángulo invertido con un vértice apuntando hacia el fondo 13 del tanque de flotación. En el caso de que el espumador central 61 tenga una estructura o forma truncada, el vértice es sólo funcional, es decir, debe visualizarse como el punto más bajo de la estructura o forma en continuidad con una forma completa no truncada, por lo que puede identificarse un ángulo incluido a independientemente de la forma real del espumador central. El ángulo a incluido puede ser de 20 a 80°. Por ejemplo, el ángulo incluido a puede ser de 22°, o 37,5° o 45°, o 55°, o 63,75°, o 74°. En una realización, el aglomerador de espuma central 61 está dispuesto para bloquear entre el 25% y el 40% de la superficie de espuma abierta Af.

Alternativa o adicionalmente al aglomerador de espuma central 61, el tanque de flotación puede comprender un aglomerador perimetral interno 62, dispuesto en la pared lateral 14 del tanque de flotación 10 de forma que un punto más bajo 620 del aglomerador perimetral interno esté situado a una distancia h2 desde el fondo 13 del tanque de flotación 10. La distancia h2 puede ser de 1/2 a 2/3 de la altura H del tanque de flotación 10. El alimentador perimetral interno 62 puede estar formado por una entrada diagonal que parte del punto más bajo 620, y está inclinada hacia el centro 11 del tanque de flotación 10, y se extiende entre una primera parte de la pared lateral 14 del tanque de flotación 10 y una segunda parte de la pared lateral 14, de modo que el ángulo de inclinación de la entrada diagonal con respecto a la primera parte de la pared lateral 14 es de 20 a 80°. El ángulo de inclinación puede ser, por ejemplo, de 22°, o 37,5°, o 45°, o 55°, o 63,75°, o 74°. El aglomerador perimetral interno 62 puede estar dispuesto para bloquear 1/5 a 1/4 de un área de pulpa Ap, que se mide a una distancia h1 de una boquilla de salida 43 de un tubo de chorro 4 desde el fondo 13 del tanque de flotación 10, en un área de mezcla A. El área de mezcla A, es decir, la parte o zona del tanque de flotación en dirección vertical en el que el lodo se agita o se induce de otro modo para mezclar las partículas de mineral suspendidas en el lodo con las burbujas de gas de flotación, se forma aproximadamente en una sección vertical del tanque de flotación 10 alrededor de las partes inferiores de los tubos de explosión 4 y los impulsores 44 (véase la Fig. 5).

Adicional o alternativamente, el tanque de flotación 10 puede comprender además una estructura de fondo 7 (véanse las Figs. 5 y 7), dispuesta en el fondo (13), y que tiene una forma que permite que las partículas suspendidas en el lodo se mezclen en una zona de mezcla creada sobre la estructura del fondo 7, y se asienten en una zona de decantación que rodea la estructura del fondo 7.

La forma de la estructura de fondo 7 puede definirse como sigue (véase la Fig. 8): la sección transversal vertical de la estructura de fondo puede entenderse que presenta la forma de un triángulo funcional 700 que comprende un primer vértice (superior) 71, apuntando hacia fuera del fondo 13 del tanque de flotación 10; un segundo vértice 71a; y un tercer vértice 71b, estos dos últimos dispuestos en el fondo 13 del tanque de flotación 10. Entre el primer vértice 71 y el segundo vértice 71a se forma un primer lado a. Entre el primer vértice 71 y el tercer vértice 71b se forma un segundo lado b. Entre el segundo vértice 71a y el tercer vértice 71b se forma una base c, que es paralela al fondo 13 de la cuba de flotación 10 y se encuentra en él. Un eje central 70 del triángulo funcional 700 es sustancialmente concéntrico con el centro 11 del tanque de flotación 10. "Sustancialmente" en este contexto debe entenderse de forma que durante la fabricación y/o instalación de la estructura de fondo 7, es posible que se produzcan de forma natural ligeras desviaciones del centro 11 del tanque de flotación 10. La intención es, no obstante, que los dos ejes, el eje central 70 del triángulo funcional (que es también el eje central de la estructura inferior 7) y el centro del tanque de flotación 10 sean coaxiales.

Un ángulo de base a entre el primer lado a y la base c (y/o entre el segundo lado b y la base c), en relación con el fondo 13 del tanque de flotación 10 es de 20 a 60°. Por ejemplo, el ángulo a puede ser de 22°, o 27,5° o 35°, o 45°, o 53,75°. Además, un ángulo incluido p entre el primer lado a y el segundo lado b es de 20 a 100°. Preferentemente, el ángulo incluido p es de 20 a 80°. Por ejemplo, el ángulo incluido p puede ser de 22°, o 33,5°, o 45°, o 57,75°, o 64°, o 85,5°. Por tanto, el triángulo funcional puede ser un triángulo isósceles o un triángulo equilátero.

El triángulo funcional es en esencia una forma que puede identificarse a través de las características mencionadas, independientemente de la forma real de la estructura inferior 7, que puede ser, dependiendo de la sección transversal y otros detalles estructurales del tanque de flotación 10, por ejemplo, un cono, un cono truncado, una pirámide o una pirámide truncada. Un cono o un cono truncado pueden ser adecuados para un tanque de flotación con una sección transversal circular. Una pirámide o una pirámide truncada puede ser una forma adecuada para un tanque de flotación con una sección transversal rectangular.

La estructura de fondo 7 comprende una base 73, correspondiente a la base c del triángulo funcional 700 (es decir, la base c del triángulo funcional 700 define la base 73 de la estructura de fondo 7), y dispuesta en el fondo 13 del tanque de flotación 10. Además, la estructura inferior comprende un manto 72. El manto 72 está definido al menos por el primer vértice 71, el segundo vértice 71a y el tercer vértice 71b del triángulo funcional 700. Por lo tanto, independientemente de la forma real de la estructura inferior 7, el triángulo funcional 700 define las dimensiones físicas extremas de la estructura inferior 7. Por ejemplo, en el caso de que la estructura inferior 7 tenga una forma irregular pero sea rotacionalmente simétrica, encajaría en el triángulo funcional 700 en su totalidad (véase la última imagen de la Fig. 8). En una realización, el manto 72 está definido al menos en parte por el primer lado a y el segundo lado b del triángulo funcional. Un ejemplo de tal realización es una estructura inferior 7 que tiene la forma de un cono truncado (véase la imagen central de la Fig. 8). En una realización, el manto 72 está definido esencialmente en su totalidad por el primer lado a y el segundo lado b del triángulo funcional 700, es decir, la estructura inferior 7 tiene forma de cono (véase la primera imagen de la Fig. 8).

La estructura inferior 7 tiene una altura tu, medida desde la parte superior de la estructura inferior 7 hasta el fondo 13 del tanque de flotación 10. En caso de que la forma de la estructura inferior sea un cono o una pirámide, la parte superior es también el primer vértice 71 del triángulo funcional 700. En caso de que la estructura inferior 7 tenga algún tipo de forma truncada, la altura tu se mide desde la parte superior nivelada de la forma truncada (véase la imagen central de la Fig. 8) hasta el fondo 13 del tanque de flotación 10. La altura tu es superior a 1/5 e inferior a 3/4 de la altura H del tanque de flotación 10. Además, el diámetro d3 de la base 73 de la estructura inferior 7 puede ser de 1/4 a 3/4 de un diámetro d1 del fondo 13 del tanque de flotación 10. En caso de que el tanque de flotación 10 y/o la estructura de fondo 7 tengan una sección transversal no circular, los diámetros se miden como las diagonales máximas de las partes respectivas (base 73 y fondo 13). En una realización, la superficie de una base 73 de la estructura de fondo 7 es inferior al 80% de la superficie del fondo 13 del tanque de flotación 10. La superficie de la base 73 puede ser del 25 al 80% de la superficie del fondo 13 del tanque de flotación 10.

Además, el volumen del tanque de flotación 10 ocupado por la estructura inferior 7 puede ser del 30 al 70% del volumen del tanque de flotación 10 ocupado por la zona de mezcla A.

La estructura de fondo 7 puede comprender además cualquier estructura de soporte adecuada y/o estructuras de conexión para instalar la estructura de fondo 7 en el tanque de flotación 10, en el fondo 13 del tanque de flotación 10. La estructura inferior 7 puede estar hecha de cualquier material adecuado, tal como metal, por ejemplo acero inoxidable.

El tanque de flotación 10 tiene una altura H, medida como la distancia desde el fondo 13 del tanque de flotación 10 hasta el labio de lavado 21. En el perímetro 12 del tanque de flotación 10, la altura H es como máximo un 20 % inferior a la altura H en el centro 11 del tanque de flotación 10. En otras palabras, el tanque de flotación 10 puede tener diferentes secciones transversales verticales (véase la Fig. 7); por ejemplo, la pared lateral 14 del tanque de flotación 10 puede incluir en su parte inferior una sección inclinada hacia el centro 11 del tanque de flotación 10.

Además, el tanque de flotación 10 tiene un diámetro D, medido a una distancia h1 de una boquilla de salida 43 desde el fondo 13 del tanque de flotación 10. En una realización, la relación entre la altura H y el diámetro D H/D del tanque de flotación 10 es de 0,5 a 1,5.

El tanque de flotación 10 puede tener un volumen de al menos 20 m3. El tanque de flotación 10 puede tener un volumen comprendido entre 20 y 1000 m3. Por ejemplo, el volumen del tanque de flotación 10 puede ser de 100 m3, o 200 m3, o 450 m3, o 630 m3.

El tanque de flotación 10 comprende tubos de chorro 4 para introducir la alimentación de lodo 100 en el tanque de flotación 10. Un tubo de chorro 4 comprende una boquilla de entrada 41 para alimentar la entrada de lodo 100 al tubo de chorro 4; una entrada 42 para aire a presión u otro gas, de forma que la entrada de lodo 100 pueda someterse a aire a presión u otro gas a medida que se descarga de la boquilla de entrada 41; una cámara alargada 40 dispuesta para recibir bajo presión la entrada de lodo 100; una boquilla de salida 43 configurada para restringir el flujo de la entrada de lodo 100 desde la boquilla de salida 43, y para mantener la entrada de lodo en la cámara alargada 40 bajo presión.

El gas de flotación es arrastrado a través de una acción de mezclado turbulento provocada por el chorro, y se dispersa en pequeñas burbujas en la alimentación de lodo 100 a medida que viaja bajo presión hacia abajo a través de la cámara alargada 40 hasta una boquilla de salida 43 configurada para restringir el flujo de la alimentación de lodo 100 desde la boquilla de salida 43, y configurada además para mantener la alimentación de lodo 100 bajo presión en la cámara alargada 40.

La boquilla de salida 43 puede además estar configurada para producir una onda de choque supersónica en la entrada de lodo, la onda de choque supersónica induce la formación de aglomerados de partículas - burbujas de gas de flotación. Por ejemplo, y hacia la boquilla de salida 43 puede inducir una onda de choque supersónica en la entrada de lodo 100 a medida que sale del tubo de chorro 40. Además, la onda de choque supersónica puede extenderse al lodo adyacente o circundante a la boquilla de salida, de forma que incluso fuera del tubo de chorro es posible la creación de aglomerados de partículas - burbujas de gas de flotación de pequeño tamaño.

A fin de restringir el flujo, una boquilla de salida 43 puede comprender un estrangulador tal como una estructura de restricción en forma de garganta. Desde la boquilla de salida 43, más concretamente desde el estrangulador, la entrada de lodo 100 sale a presión hacia el tanque de flotación 10. A medida que el lodo de entrada 100 pasa a través de la boquilla de salida 43, o a través del estrangulador de la boquilla de salida 43, las burbujas de gas de flotación se reducen de tamaño por los cambios de presión, y por el entorno de alto cizallamiento corriente abajo de la boquilla de salida 43. La velocidad de la mezcla gas-líquido en la boquilla de salida 43, o en el estrangulador, puede superar la velocidad del sonido cuando el flujo de lodo de entrada 100 se convierte en un flujo estrangulado y el flujo corriente abajo del estrangulador se vuelve supersónico, y se forma una onda de choque en la sección divergente de la boquilla de salida 43. En otras palabras, la boquilla de salida 43 está configurada para inducir una onda de choque supersónica en la entrada de lodo 100. El flujo de entrada de lodo 100 se estrangula cuando la relación entre la presión absoluta corriente arriba de la boquilla de salida 43 y la presión absoluta corriente abajo de una estructura de restricción de la boquilla de salida 43 supera un valor crítico. Cuando la relación de presiones es superior al valor crítico, el flujo de entrada de lodo 100 corriente abajo de la estructura de restricción de la boquilla de salida 43 se vuelve supersónico y se forma una onda de choque. Las pequeñas burbujas de gas de flotación en la mezcla del lodo de entrada 100 se dividen en burbujas aún más pequeñas al ser forzadas a través de la onda de choque, y son forzadas a entrar en contacto con partículas de mineral hidrofóbicas en el lodo de entrada 100, para de este modo crear aglomerados de burbujas de gas de flotación y partículas de mineral.

Una boquilla de salida 43 puede estar dispuesta dentro del tanque de flotación 10 a una profundidad deseada. Una boquilla de salida 43 puede estar situada a una distancia vertical L5 del labio de lavado 21, siendo la distancia L5 de al menos 1,5 m. En otras palabras, la longitud de la porción de un tubo de chorro 4 dispuesto dentro del tanque de flotación 10 por debajo del nivel del labio de lavado 21 es de al menos 1,5 m. En una realización, la distancia L5 es de al menos 1,7 m, y la distancia h1 de la boquilla de salida 43 desde el fondo 13 del tanque de flotación 10 es de al menos 0,4 m. Por ejemplo, la distancia L5 puede ser de 1,55 m, o 1,75 m, o 1,8 m, o 2,2 m, o 2,45 m, o 5,25 m. Por ejemplo, la distancia L5 puede ser 1,55 m, o 1,75 m, o 1,8 m, o 2,2 m, o 2,45 m, o 5,25 m; y la distancia h-i, independientemente de la distancia L5, puede ser 0,45 m, 0,55 m, 0,68 m, 0,9 m, o 1,2 m. Además, la relación entre la distancia L5 y la altura H del tanque de flotación 10 puede ser 0,9 o inferior. La profundidad a la que se disponen los tubos de chorro 4 dentro del tanque de flotación 10 puede depender de varios factores, por ejemplo de las características del lodo y/o del mineral valioso a tratar en la celda de flotación 1, o de la configuración de una línea de flotación en la que esté dispuesta la celda de flotación 1. La relación entre una distancia h de una boquilla de salida 43 desde el fondo 13 del tanque de flotación 10 y la altura H del tanque de flotación 10, IVH puede ser de 0,1 a 0,75.

El diámetro de una boquilla de salida 43 puede ser del 10 al 30 % del diámetro de una cámara alargada 40 de un tubo de chorro 4. El diámetro de una boquilla de salida 43 puede ser de 40 a 100 mm. Por ejemplo, el diámetro de la boquilla de salida 43 puede ser de 55 mm, 62 mm o 70 mm.

Un tubo de chorro 4 comprende además un impulsor 44 configurado para entrar en contacto con un flujo de entrada de lodo 100 procedente de la boquilla de salida 43 y para dirigir el flujo de entrada de lodo 100 radialmente hacia fuera y hacia arriba del impulsor 44. Por lo tanto, la entrada de lodo 100 que sale de la boquilla de salida 43 se dirige para entrar en contacto con el impulsor 44. Una distancia L3 desde un fondo 440 del impulsor 44 hasta la boquilla de salida 43 puede ser de 2 a 20 veces el diámetro de la boquilla de salida 43. Por ejemplo, la distancia L3 puede ser 5 veces, 7 veces, o 12 veces, o 15 veces el diámetro de la boquilla de salida 43.

La relación entre la distancia L3 y la distancia h de una boquilla de salida 43 desde el fondo 13 del tanque de flotación 10, L3/h1, puede ser inferior a 1,0. Además, una distancia h3 de un fondo 440 del impulsor 44 desde el fondo 13 del tanque de flotación 10 puede ser de al menos 0,3 m. Por ejemplo, la distancia h3 puede ser de 0,4 m, o 0,55 m, o 0,75 m, o 1,0 m.

El impulsor 44 puede comprender una superficie de impacto destinada a entrar en contacto con el flujo de entrada de lodo 100 que sale de la boquilla de salida 43. La superficie de impacto puede estar hecha de material resistente al desgaste para reducir la necesidad de sustituciones o mantenimiento.

El lodo, que en esencia es una mezcla trifásica de gas-líquido-sólido, que sale del impulsor 44 entra en la parte superior del tanque de flotación 10, y las burbujas de gas de flotación suben y se separan del líquido para formar una capa de espuma. La espuma se eleva hacia arriba y se descarga por encima del labio de la lavadora 21 en la lavadora 2 y fuera de la celda de flotación 1 como rebosadero 500. Los relaves o el flujo inferior 400, del que se ha eliminado sustancialmente el material deseado, salen del tanque de flotación 10 a través de una salida dispuesta en el fondo 13 del tanque de flotación 10 o cerca de él.

Algunas de las partículas hidrofóbicas espesas que son transportadas a la espuma pueden posteriormente desprenderse de las burbujas de gas de flotación y caer de nuevo en el tanque de flotación 10, como resultado de la coalescencia de burbujas en la espuma. Sin embargo, la mayoría de estas partículas vuelven a caer en el tanque de flotación 10 de forma que y en tal posición que pueden ser capturadas por las burbujas que acaban de entrar en el tanque de flotación 10 desde los tubos de chorro 4, y transportadas de nuevo a la capa de espuma.

Puede haber 2-40 tubos de chorro 4, o 4-24 tubos de chorro 4 dispuestos en una celda de flotación 1. En una realización, hay 16 tubos de chorro 4. En otra realización, hay 24 tubos de chorro 4. En otra realización, hay 8 tubos de chorro 4. El número exacto de tubos de chorro 4 puede elegirse en función de la operación específica, por ejemplo, el tipo de lodo que se trata en la celda de flotación 1, el caudal volumétrico de alimentación a la celda de flotación 1, el caudal másico de alimentación a la celda de flotación 1, o el volumen o las dimensiones del tanque de flotación 10. A fin de dispersar adecuadamente el gas de flotación dentro del tanque de flotación 10, pueden emplearse de 4 a 6 tubos de chorro 4.

Los tubos de chorro 4 pueden estar dispuestos concéntricamente al perímetro 12 del tanque de flotación 10 a una distancia del centro 11 del tanque de flotación 10. Este puede ser el caso cuando el tanque de flotación 10 es de sección transversal circular. Los tubos de chorro 4 pueden disponerse además de modo que cada tubo de chorro 4 esté situado a una distancia L1 de una boquilla de salida 43 del centro 11 del tanque de flotación 10, siendo la distancia preferentemente igual para cada tubo de chorro 4. Por ejemplo, la distancia L1 puede ser del 10 al 40 % del diámetro D del tanque de flotación 10. De acuerdo con diferentes realizaciones de la celda de flotación 1, la distancia L1 puede ser del 12,5%, o del 15%, o del 25% o del 32,5% del diámetro D del tanque de flotación 10.

Los tubos de chorro 4 pueden estar dispuestos paralelamente a la pared lateral 14 del tanque de flotación 10, a una distancia de la pared lateral 14. Este puede ser el caso cuando el tanque de flotación 10 es de sección transversal rectangular. Una distancia L2 de la boquilla de salida 43 de un tubo de chorro 4 desde la pared lateral 14 del tanque de flotación 10 puede ser del 10 al 40% del diámetro D del tanque de flotación 10. En una realización, la distancia L2 es el 25 % del diámetro D del tanque de flotación 10. De acuerdo con diferentes realizaciones del tanque de flotación 10, la distancia L2 puede ser del 12,5%, o del 15%, o del 27% o del 32,5% del diámetro D del tanque de flotación 10. Además, los tubos de chorro 4 dispuestos en paralelo pueden estar dispuestos en línea recta dentro del tanque de flotación 10.

Además, en todas las formas de realización mencionadas anteriormente, los tubos de chorro 4 pueden estar dispuestos a la misma distancia unos de otros, de modo que la distancia entre dos boquillas de salida 43 adyacentes sea la misma.

Una fracción de lodo 300 puede extraerse del tanque de flotación 10 a través de una salida 31 dispuesta en la pared lateral 14 del tanque de flotación 10. Esta fracción de lodo 300 se recircula en los tubos de chorro 4 como lodo de entrada. En una realización, la alimentación de lodo 100 comprende un 40% o menos de fracción de lodo 300. En una realización, la alimentación de lodo 100 comprende un 50% o menos de fracción de lodo 300. Por ejemplo, la alimentación de lodo puede comprender el 5%, o el 12,5%, o el 20%, o el 30%, o el 37,5%, o el 45% de la fracción 300 de lodo. Alternativamente, la entrada de lodo 100 puede comprender un 0 % de fracción de lodo 300, es decir, no se produce recirculación de lodo tomado del tanque de flotación 10 de vuelta a la celda de flotación, sino que la entrada de lodo 100 comprende un 100 % de lodo fresco 200, por ejemplo de una celda de flotación anterior (es decir, flujo inferior 400 de una celda de flotación anterior), o de una etapa de proceso anterior.

La fracción de lodo 300 puede ser recirculada a todos los tubos de chorro 4 del tanque de flotación 10, o, alternativamente, a algunos de los tubos de chorro 4, mientras que otros tubos de chorro 4 reciben lodo fresco 200, que comprende ya sea el flujo inferior 400 de una celda de flotación anterior, o un flujo de lodo de alguna etapa del proceso precedente, dependiendo de la ubicación de la celda de flotación 1 dentro de una línea de flotación 8. La salida 31 puede estar dispuesta a una distancia L4 del fondo 13 del tanque de flotación 10. La distancia debe entenderse como la distancia del punto más bajo de la salida o abertura de salida en la pared lateral 14 del tanque de flotación 10 desde el fondo del tanque 13. La distancia L4 es de 0 a 50 % de la altura H del tanque de flotación 10. La salida 31 puede situarse ventajosamente en una zona de sedimentación en la que las partículas suspendidas en el lodo y no capturadas por las burbujas de gas de flotación y/o el flujo ascendente de lodo descienden hacia el fondo 13 del tanque de flotación 10. En una realización, la salida 31 está dispuesta en la parte inferior del tanque de flotación 10. Por ejemplo, la distancia L4 puede ser del 2%, o del 8%, o del 12,5%, o del 17, o del 25% de la altura H del tanque de flotación 10. Incluso si la salida 31 está controlada por estructuras internas o externas, tales como cajas de dardos de flujo ascendente o descendente, respectivamente, la salida 31 está situada idealmente en la parte inferior del tanque de flotación 10, es decir, cerca o adyacente al fondo 13 del tanque de flotación. Más concretamente, la fracción de lodo 300 se extrae de la parte inferior del tanque de flotación 10.

La celda de flotación 1 también puede comprender un circuito de acondicionamiento 3. El circuito de acondicionamiento 3 puede comprender un tanque de bombeo 30, u otro recipiente adicional de este tipo, en comunicación fluida con el tanque de flotación 10. En el tanque de bombeo 30, la entrada de lodo fresco 200 y una fracción de lodo 300 tomada del tanque de flotación 10 a través de la salida 31 están dispuestas para combinarse en la entrada de lodo 100, que luego se conduce a los tubos de chorro 4 del tanque de flotación 10. El lodo fresco 200 puede ser, por ejemplo, el flujo inferior 400 de una celda de flotación precedente o, en caso de que la celda de flotación 1 sea la primera celda de flotación de una línea de flotación, una entrada de lodo procedente de una unidad/etapa de molienda o de una unidad/etapa de clasificación. También es posible que la fracción de lodo 300 y el lodo fresco 200 se distribuyan en los tubos de chorro 4 sin combinarse primero en un tanque de bombeo 30.

El lodo combinado puede recircularse a todos los tubos de chorro 4 del tanque de flotación 10, o, alternativamente, a algunos de los tubos de chorro 4, mientras que otros tubos de chorro 4 reciben lodo fresco 200, que comprende ya sea el flujo inferior 400 de una celda de flotación anterior, o un flujo de lodo de alguna etapa de proceso precedente, dependiendo de la ubicación de la celda de flotación 1 dentro de una línea de flotación 8.

La salida 31 puede estar dispuesta en la pared lateral 14 del tanque de flotación 10, a una distancia L4 del fondo 13 del tanque de flotación 10. La distancia L4 puede ser de 0 a 50% de la altura H del tanque de flotación 10. Por ejemplo, la distancia L4 puede ser el 2%, o el 8%, o el 12,5%, o el 20%, o el 33% de la altura H del tanque de flotación 10.

Además, el circuito de acondicionamiento puede comprender una bomba 32 dispuesta para admitir la fracción de lodo 300 desde el tanque de flotación 10, y para enviar la alimentación de lodo 100 desde el tanque de bombeo 30 a los tubos de chorro 4. La fracción de lodo 300 puede comprender partículas de baja velocidad de sedimentación, tales como partículas finas de flotación lenta. La fracción de lodo puede tomarse del fondo del tanque de flotación 10 o cerca de él. Adicional o alternativamente, el circuito de acondicionamiento 3 puede comprender además una unidad de distribución (no mostrada en las figuras), dispuesta para distribuir la entrada de lodo 100 en los tubos de chorro 4. La bomba 32 también puede utilizarse para enviar la entrada de lodo 100 a los tubos de chorro 4. A fin de distribuir uniformemente el lodo de entrada 100 en los tubos de chorro 4, puede utilizarse una unidad de distribución. La unidad de distribución puede, por ejemplo, comprender una tubería de alimentación dentro del tanque de flotación 10, configurada para distribuir la fracción de lodo 300 directamente en los tubos de chorro 4. Por ejemplo, la unidad de distribución puede comprender conductos dispuestos fuera del tanque de flotación 10, que conducen a un distribuidor de alimentación independiente configurado para distribuir la fracción de lodo 300, o una combinación de fracción de lodo 300 y lodo fresco 200 en los tubos de chorro 4.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, las líneas de flotación 8 se presentan en las figuras 6a y 6b. Una línea de flotación 8 comprende un número de celdas de flotación 1a conectadas fluidamente, y al menos una de las celdas de flotación es una celda de flotación 1 según las realizaciones descritas anteriormente de la celda de flotación 1 de acuerdo con la invención. En una realización de la línea de flotación 8, la celda de flotación 1 de acuerdo con la invención está precedida por una celda de flotación 1a. Una celda de flotación 1a puede ser de cualquier tipo conocido en la materia. Alternativa o adicionalmente, la celda de flotación 1 puede ir precedida de una celda de flotación mecánica 1b (véase la Fig. 6a).

En una realización de la línea de flotación 8, ésta comprende una parte de desbaste 81 con una celda de flotación 1a; una parte de barrido 82 con una celda de flotación 1a dispuesta para recibir el flujo inferior 400 de la parte de desbaste 81; y una parte limpiadora de barrido 820 con una celda de flotación 1a dispuesta para recibir el flujo superior 500 de la parte de barrido 82 (véase la Fig. 6b). En la línea de flotación 8, la última celda de flotación 1 de la parte de barrido 82, y alternativamente o adicionalmente, la última celda de flotación 1 de la parte limpiadora de barrido 820 es una celda de flotación 1 de acuerdo con la invención, con tubos de chorro 4. Además, en la línea de flotación 8, como se ha descrito anteriormente, la celda de flotación 1 de acuerdo con la invención, con los tubos de chorro 4, puede ir precedida de una celda de flotación mecánica 1b.

La línea de flotación 8 puede ir precedida de otros procesos tales como la molienda, la clasificación, el cribado, el proceso pesado-medio, el proceso de recuperación de partículas gruesas, las espirales y otros procesos de separación; y otros procesos de flotación. A la línea de flotación 8 pueden seguir varios procesos, tales como la remolienda, el limpiador u otros procesos de flotación, la centrifugación, el filtrado, el cribado o la deshidratación.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, la línea de flotación 8 puede utilizarse para recuperar partículas que comprenden un material valioso suspendido en el lodo. En una realización, el uso puede estar dirigido a recuperar partículas que comprenden minerales no polares tales como grafito, azufre, molibdenita, carbón, talco.

De acuerdo con otra realización, el uso puede estar dirigido a recuperar partículas que comprenden minerales polares.

En otra realización, el uso está dirigido a recuperar partículas de minerales que tienen una dureza Mohs de 2 a 3, tales como galena, minerales de sulfuro, PGMs, minerales REO. En otra realización, el uso se dirige específicamente a la recuperación de partículas que contienen platino.

En otra realización, el uso está dirigido a la recuperación de partículas que comprenden cobre a partir de partículas minerales que tienen una dureza Mohs de 3 a 4. En una realización adicional, el uso se dirige específicamente a la recuperación de partículas que comprenden cobre a partir de mineral de baja ley.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una celda de flotación (1) para el tratamiento de partículas suspendidas en un lodo y para la separación del lodo en flujo inferior (400) y flujo superior (500), comprendiendo la celda de flotación

un tanque de flotación (10) que comprende un centro (11), un perímetro (12), un fondo (13) y una pared lateral (14); y

un lavador (2) y un labio de lavador (21) que rodea el perímetro (12) del tanque de flotación;

en el que el tanque de flotación comprende además tubos de chorro (4) para introducir la alimentación de lodo (100) en el tanque de flotación, un tubo de chorro que comprende

una boquilla de entrada (41) para alimentar el tubo de chorreado con lodo (100),

una entrada (42) para gas presurizado, la entrada de lodo sometida al gas presurizado a medida que se descarga de la boquilla de entrada,

una cámara alargada (40) dispuesta para recibir a presión la alimentación de lodo,

una boquilla de salida (43) configurada para restringir el flujo de entrada de lodo desde la boquilla de salida, y para mantener la entrada de lodo en la cámara alargada bajo presión, y para producir una onda de choque supersónica en la entrada de lodo (100), induciendo la onda de choque supersónica la formación de aglomerados de partículas - burbujas de gas de flotación, y

un impulsor (44) configurado para entrar en contacto con un flujo de entrada de lodo procedente de la boquilla de salida (43) y para dirigir el flujo de entrada de lodo (100) radialmente hacia fuera y hacia arriba del impulsor,caracterizado porqueel flujo inferior (400) está dispuesto para ser retirado de la parte inferior del tanque de flotación (10), y en o cerca de la pared lateral (14) a través de una salida de relaves (140) dispuesta en la pared lateral (14) del tanque de flotación, y una altura (H) del tanque de flotación, medida como la distancia desde el fondo (13) hasta el labio de lavado (21), en el perímetro (12) del tanque de flotación es como máximo un 20 % inferior a la altura (H) en el centro (11) del tanque de flotación para proporcionar una zona de sedimentación más profunda cerca de la pared lateral del tanque de flotación.

2. La celda de flotación de acuerdo con la reivindicación 1, en la que los tubos de chorro (4) están dispuestos concéntricamente al perímetro (12) del tanque de flotación (10) a una distancia del centro (11) del tanque de flotación.

3. La celda de flotación de acuerdo con la reivindicación 2, en la que una distancia (L1) de una boquilla de salida (43) desde el centro (11) del tanque de flotación (10) es del 10 al 40 % del diámetro (D) del tanque de flotación, medido a una distancia (h-i) de la boquilla de salida desde el fondo (13) del tanque de flotación; preferentemente el 25 % del diámetro del tanque de flotación.

4. La celda de flotación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que los tubos de chorro (4) están dispuestos paralelamente a la pared lateral (14) del tanque de flotación (10), a una distancia de la pared lateral.

5. La celda de flotación de acuerdo con la reivindicación 4,en la que una distancia (L2) de una boquilla de salida (43) desde la pared lateral (14) del tanque de flotación (10) es del 10 al 40 % del diámetro (D) del tanque de flotación, medido a una distancia (h-i) de la boquilla de salida desde el fondo (13) del tanque de flotación; preferentemente el 25 % del diámetro del tanque de flotación.

6. La celda de flotación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la relación entre la altura (H) del tanque de flotación (10) y el diámetro (D) del tanque de flotación, medida a una distancia (h-i) de la boquilla de salida (43) del fondo (13) del tanque de flotación, es de 0,5 a 1,5.

7. Una celda de flotación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el diámetro de una boquilla de salida (43) es del 10 % al 30 % del diámetro de una cámara alargada (40) de un tubo de chorro (4).

8. La celda de flotación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que una distancia (L3) desde un fondo (440) del impulsor (44) a la boquilla de salida (43) es de 2 a 20 veces el diámetro de la boquilla de salida.

9. La celda de flotación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que una fracción de lodo (300), extraída del tanque de flotación a través de una salida (31) dispuesta en la pared lateral del tanque de flotación, se recircula a los tubos de chorro (4) como lodo de entrada (100).

10. La celda de flotación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además un circuito de acondicionamiento (3).

11. La celda de flotación de acuerdo con la reivindicación 10, en la que el circuito de acondicionamiento comprende un tanque de bombeo (30) en comunicación fluida con el tanque de flotación (10), en el que la entrada del tanque de bombeo de lodo fresco (200) y una fracción de lodo (300) tomada del tanque de flotación (10) a través de una salida (31) están dispuestas para combinarse en la entrada de lodo (100).

12. Una línea de flotación (8) que comprende un número de celdas de flotación (1a) conectadas fluidamente, en la que al menos una de las celdas de flotación es una celda de flotación (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.

13. La línea de flotación de acuerdo con la reivindicación 12, en la que la celda de flotación (1) está precedida por una celda de flotación (1a) de cualquier tipo.

14. La línea de flotación de acuerdo con la reivindicación 13, en la que la línea de flotación comprende

una parte de desbaste (81) con una celda de flotación (1a);

una parte de barrido (82) con una celda de flotación (1a) dispuesta para recibir el flujo inferior (400) de la parte depuradora; y

una parte limpiadora por barrido (820) con una celda de flotación (1a) dispuesta para recibir el rebosadero (500) de la parte limpiadora por barrido, en la que la última celda de flotación de la parte limpiadora por barrido y/o de la parte limpiadora por barrido es una celda de flotación (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1a11.

15. Uso de una línea de flotación (8) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14 para recuperar partículas que comprenden un material valioso suspendido en el lodo.