WO2022169374A1 - Modificador superficial de minerales como aditivo no toxico para mejorar el proceso de flotación de minerales cúpricos, férricos y polimetálicos - Google Patents

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flotation
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acid
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Felipe REY BUSTAMANTE
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Rey Bustamante Felipe
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/001—Flotation agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/02—Froth-flotation processes

Definitions

  • the present invention is located in the technological sector of additives for flotation processes; particularly, it relates to a non-toxic mineral surface modifier for improving the flotation process of cupric, ferric and polymetallic minerals.
  • This is an inorganic chemical product that improves the performance of the reagent system that acts synergistically with collectors, depressants, and classic additives used in mining without affecting the recovery of the valuable mineral object of the process.
  • patent document US20100021370A1 of CYTEC TECHNOLOGY CORP mentions the use of certain modifiers that improve the structure of the foam, reducing its viscosity and/or improve the recovery and/or grade of valuable sulphide minerals and precious metals and/or the rejection of unwanted gangue silicate minerals.
  • foam phase modifiers can be used alone or with monovalent ion modifier enhancing agents in the recovery process of valuable sulfide minerals or in combination with certain collectors and other desired reagents, such as depressants, foaming agents. , dispersants and the like.
  • the subject matter described also relates to a mineral value recovery process carried out under basic or alkaline conditions, or under acidic conditions.
  • any compound having acidic properties can be used as a pH modifier in the froth flotation process, where examples of acidic compounds include sulfamic acid.
  • acidic compounds include sulfamic acid.
  • most sulfide minerals float effectively.
  • gangue sulphides such as pyrite, p ⁇ rrotita and arsenopihta, in addition to rejecting the problems of silicates.
  • the present invention describes a process for preparing a surface modifier agent for mineral particles, the formula of the surface modifier agent and mineral recovery processes that include the proposed surface modifier.
  • the surface modifier agent preparation process includes the following steps, given in percentage by weight: mix 5-25% citric acid and 85-95% sulfamic acid at room temperature, add 0-5% fulvic acid, preferably 1 to 4% of fulvic acid, maintaining the temperature conditions, then add 0.01 -0.10% of tartrazine until a completely homogenized product is obtained, add 0-5% of excipients, such as carboxymethylcellulose, acrylic dispersants, etc, and add to the formulation 0- 90% water, being able to have different solutions according to the conditions of the mineral treated or the process that is carried out.
  • the advantage of the proposed invention is given by its different improvements and its applicability in the following mineral flotation processes: a. Improvement in the percentage of recovery of copper sulfide concentrate without lead, in a Cu-Pb separation process: In the separation processes of copper and lead by a flotation method, sodium bichromate is used, working with sodium bichromate as a depressant agent for lead sulfides, allowing copper to float and thus obtain a cleaner copper concentrate of lead, leaving a cleaner lead concentrate of copper as residual. By adding the present invention to these separation processes, it allows copper to float in a greater proportion, and thus obtain a cleaner lead concentrate (Tail). The process is simple from the Cu-Pb concentrate.
  • the concentrate is conditioned by reducing the pH from around 10 and must be brought to a pH of 7.5 with the surface modifier, add the RCS depressant (sodium bichromate), give it about seven minutes (7') of conditioning and finally float to obtain the concentrates separately, copper sulfide concentrate in the recovery and lead concentrate in the tailings (Tail).
  • RCS depressant sodium bichromate
  • the process includes three steps, the first is grinding, where the surface modifier is incorporated in a dose of 90g /Tm and part of the primary collector that can be a Thionocarbamate, previously the pH was adjusted with 0.5g/Tm of Cal and it was worked at 60% solids, as indicated in graph 11. Then it goes through a conditioning where both the Xanthate and Thionocarbamate collectors, as well as the foaming agent, are added. Finally, it is floated and the concentrate is obtained, it must be taken into account that the pH at the end must remain at 11.54, this can be achieved by adding Cal. c.
  • Figure 1 Table of concentration of sulfur species in Cu-Pb concentrate, for the improvement in Cu recovery in Cu-Pb separation.
  • Figure 2 Table of recovery and degree of the species floated without modifier and with modifier.
  • Figure 3 Table of ore grades to be tested in flotation tests.
  • Figure 4 Table of recovery and degree of the species floated with and without surface modifier.
  • Figure 5 The comparison of Yield Stress in pascals per percentage of solids for a standard process and a process that includes the proposed surface modifier is shown.
  • Figure 6 Iron ore grade table for flotation tests.
  • Figure 7 Recovery table and degree of the species floated with and without surface modifier.
  • Figure 8 Head ore grade table for flotation tests.
  • Figure 9 Recovery table and degree of the floated species with and without surface modifier.
  • Figure 10 Example of copper and lead flotation process.
  • Figure 11 Example of copper and silver flotation process.
  • Figure 12 Example of a flotation process for ferrous sulphides with seawater.
  • Figure 1 shows the concentration table of sulfur species in a mineral pulp from a mine for the separation of lead and copper species, where the percentages of the bulk concentrate sample that will be subject to flotation are shown.
  • Figure 2 shows the table of results in relation to figure 1 with the recovery percentage of copper increasing and that of lead having a slight reduction favoring the separation of both minerals, as well as other valuable metals such as Ag, Zn and Fe, also shows a copper kinetic factor with an increase from 29.74% to 50.93%.
  • Figure 3 shows the table of ore grades to be tested in copper and silver flotation tests, the percentage of fed copper, silver and iron ore with two representative samples of each one and taking an average of this.
  • Figure 4 shows the table of results in relation to figure 3 with the recovery percentage and degree percentage of the species floated with a standard and with the surface modifier for each of the valuable metals, having a recovery of Cu and Ag of 79.35 and 71.7% respectively separately and a metallurgical factor of 19883.27 higher than that obtained without the modifier.
  • Figure 5 shows that for a Cu-Ag recovery process, the Yield Stress is lower in a process that uses the proposed surface modifier compared to a process that does not, so it is possible to work at higher tonnage since the lower Yield stress does not limit the capacity of the flotation machine.
  • Figure 6 shows the iron ore grade table for flotation tests for Fe, S, FeO and insoluble minerals.
  • Figure 7 shows the table of results in relation to figure 5 with the recovery and degree of the floated species with and without surface modifier, where the recovery with modifier gives a higher recovery than the standard, maintaining the same pH.
  • Figure 8 shows the head ore grade table for flotation tests for Mo, Cu, Ca and Mg ores in two samples and a 1:1 composite.
  • Figure 9 shows the table of results in relation to figure 7, with the recovery and degree of the floated species with and without surface modifier where a notable increase in the recovery of Cu and Mo is displayed, the quality of the concentrate is also higher since the degree of Cu was increased considerably and there was a reduction in the recovery of Ca and Mg, which are not valuable minerals.
  • Iron sulfide ores contain sulfur and insolubles that have to be separated from the iron in order to obtain a usable iron species. This process promotes the recovery of iron oxides (mainly magnetite), obtaining sulfides as gangue, these are floated at a pH of between 4-5 for which oxalic acid has been used to regulate the pH in amounts that exceed 300% of the consumption of this product.
  • the continuous use and at these volumes of oxalic acid generates insoluble solids (oxalates), whose caliche accumulation generates obstruction problems and reduces the usual rate of process due to necessary maintenance.
  • the present invention improves the recovery of Fe and FeO at the same working pH and even with a lower dose compared to the standard and also acts as a descaling agent avoiding obstructions (See percentage of recovery with surface modifier of Figure 7).
  • NAHS and gaseous N2 in the copper and molybdenum separation process.
  • a copper depressant other than NaHS is added, such as disodium carboxymethyltrithiocarbonate (known under the Orfom D8 brand), then Rouger Mo flotation is carried out, controlling the pH without the use of gaseous N2, only with forced air since the product does not affect the stability of the pulp (See recovery percentage of Cu and Mo in Figure 9).
  • the purpose of the proposed modifying agent is to completely replace NaHS and gaseous N2 in flotation processes according to what has been done in the state of the art, and even improves the filtering of the concentrate, avoiding congestion problems and a notable increase.
  • Fulvic acid is very stable at acidic pHs, which favors the stability of the product over time. Unlike humic acid which works at higher pH's where it maintains its nature.
  • fulvic acid has the role of improving the separation of sulfides due to the effect of increased controlled recovery thanks to its cation exchanger capacity
  • tartrazine is a photoprotector that prevents deterioration of the components due to solar radiation.
  • the proposed invention has a synergistic effect since it is formulated with components in certain proportions that remain stable in the same condition. If any of the components were not available in the specific proportions indicated above, we would have a product that It could not be used in the spectra of the flotation processes mentioned and with the aforementioned functionalities.

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Non-Alcoholic Beverages (AREA)

Abstract

La invención propuesta se refiere a un agente modificador superficial de partículas minerales y su proceso de elaboración que incluye, en porcentaje en peso: 5-25 % ácido citrico y 85-95% ácido sulfámico a temperatura ambiente, 0-5% ácido fúlvico, 0.01-0.10% tartrazina, 0-5% de excipientes, 0-90% agua para generar un producto que cumple la función de mejorar la recuperación de Cu en un proceso de flotación y separación Cu-Pb y en un proceso de flotación de minerales Cu-Ag; también tiene la función de mejorar la flotación de minerales ferrosos con agua de mar y de reemplazar NAHS y N2 en un proceso de separación de Cu-Mo.

Description

MODIFICADOR SUPERFICIAL DE MINERALES COMO ADITIVO NO TOXICO PARA MEJORAR EL PROCESO DE FLOTACIÓN DE MINERALES CÚPRICOS, FÉRRICOS Y POLIMETÁLICOS
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se ubica en el sector tecnológico de los aditivos para procesos de flotación; particularmente, se refiere a un modificador superficial de minerales no tóxico para mejorar el proceso de flotación de minerales cúpricos, férricos y polimetálicos. Este es un producto químico inorgánico que mejora el desempeño del sistema de reactivos que actúa sinérgicamente con los colectores, depresores, y aditivos clásicos utilizados en minería sin afectar la recuperación del mineral valioso objeto del proceso.
ESTADO DE LA TÉCNICA
Se conocen actualmente productos que permiten mejorar las separaciones selectivas del proceso de flotación como el reportado en el documento de patente US8425781 B2 que describe un coadyuvante que comprende un ácido policarboxílico como el ácido cítrico, junto con el empleo alternativo de reactivos sulfatados o sulfonados como ácido sulfámico, donde lo anterior se podría combinar con un agente supresor del polvo en suspensión, tal como un ácido húmico, para mejorar eficazmente el rendimiento del proceso; sin embargo, este antecedente tiene la desventaja de emplear ácido húmico, el cual requiere de pH más altos para poder mantener su naturaleza, a diferencia del empleo de ácido fúlvico de la invención propuesta el cual permanece estable en pH ácidos lo que favorece la estabilidad del producto en el tiempo. Asimismo, el ácido fúlvico tiene el rol de mejorar la separación de sulfuros por efecto del aumento de la recuperación controlada gracias a su capacidad de intercambiador catiónico.
Así mismo, el documento de patente US20100021370A1 de CYTEC TECHNOLOGY CORP hace mención al empleo de ciertos modificadores que mejoran la estructura de la espuma, reduciendo la viscosidad de esta y/o mejoran la recuperación y/o el grado de minerales de sulfuro de valor y metales preciosos y/o el rechazo de minerales de silicato de ganga no deseados. Además, refiere que los modificadores de la fase de espuma se pueden usar solos o con agentes potenciadores del modificador de ión monovalente en el proceso de recuperación de minerales de sulfuros de valor o en combinación con ciertos colectores y otros reactivos deseados, como depresores, espumantes, dispersantes y similares. La materia descrita también se relaciona con un proceso de recuperación de valor mineral llevado a cabo en condiciones básicas o alcalinas, o en condiciones ácidas. En este antecedente se menciona que cualquier compuesto que tenga propiedades ácidas se puede utilizar como un modificador de pH en el proceso de flotación por espuma, en donde los ejemplos de compuestos ácidos incluyen ácido sulfámico. En condiciones ácidas, la mayor parte de los minerales de sulfuro flotan con eficacia. Para algunos minerales, tales como mineral de Cu, mineral de Cu-Mo, mineral de Cu-Au y mineral de Ni, puede ser necesaria la flotación selectiva de sulfuros de valor y metales preciosos, mientras que se rechazan los sulfuros de ganga como la pirita, p¡ rrotita y arsenopihta, además de rechazar los problemas de los silicatos. Sin embargo en la recuperación Cu-Mo, no se tiene en cuenta a un mineral que contiene calcio y magnesio en un nivel bastante alto y otro donde es moderado, en este proceso es usual usar NaHS y N2 gaseoso para la separación, siendo NaHS peligroso para la salud y también se debe tomar en cuenta que el uso de nitrógeno en este proceso hace costoso y dependiente de nueva maquinaria para poder sostener el proceso, la presente invención resuelve este problema reemplazando al NaHS completamente haciendo de este un proceso limpio y menos riesgoso para la salud, reduce la presencia de carbonatos y otros interferentes que reducen el grado y la recuperación del molibdeno.
En el estado del arte, para la flotación de minerales ferrosos con agua de mar, donde el proceso promueve la recuperación de óxidos de hierro (principalmente magnetita), obteniendo como ganga los sulfuros, se conoce el empleo del ácido oxálico para regular el pH entre 4-5 en cantidades que superan el 300% del consumo de este producto. El uso continuo y a estos volúmenes del ácido oxálico genera solidos insolubles, que genera acumulación de caliche en las tuberías de transporte de mineral, resultando eventualmente en paradas innecesarias, problemas operativos y elevación del costo de producción. No existiendo una alternativa para mitigar estos efectos de obstrucción de tuberías, que con la presente invención se logra resolver.
Asimismo, si bien existen algunos trabajos de investigación que emplean la combinación de ácido sulfámico y ácido cítrico, estos no incluyen además al ácido fúlvico, tartrazina, excipientes y agua, con cada componente en una proporción específica, para ser empleados para mejorar la recuperación de cobre en procesos de separación de cobre y plomo, asimismo los antecedentes no son aptos ni mejoran la recuperación de Cu-Ag por efecto de la reducción del Yield Stress y aumento del factor metalúrgico total premiado, no mejoran la recuperación de hierro en la flotación empleando agua de mar, no actúan como agentes desincrustantes evitando problemas de congestionamiento, a un mismo pH de trabajo, y no comprenden componentes para evitar el deterioro del producto por efecto de la radiación solar y de algún agente bacteriano.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Como solución a los problemas antes mencionados se desarrolló la presente invención, que describe un proceso para elaborar un agente modificador superficial de partículas minerales, la fórmula del agente modificador superficial y procesos de recuperación de minerales que incluyen el modificador superficial propuesto.
El proceso de elaboración del agente modificador superficial incluye los siguientes pasos, dados en porcentaje en peso: mezclar 5-25 % de ácido cítrico y 85-95% de ácido sulfámico a temperatura ambiente, añadir de 0-5% ácido fúlvico, preferiblemente 1 a 4% de ácido fúlvico, manteniendo las condiciones de temperatura, posteriormente agregar 0.01 -0.10% de tartrazina hasta obtener un producto homogenizado completamente, añadir 0-5% de excipientes, tales como carboximetilcelulosa, dispersantes acñlatos, etc, y añadir en la formulación 0- 90% de agua, pudiendo tener diferentes disoluciones de acuerdo a las condiciones del mineral tratado o del proceso que se realice.
La ventaja de la invención propuesta está dada por sus diferentes mejoras y su aplicabilidad en los siguientes procesos de flotación de minerales: a. Mejora en el porcentaje de recuperación de concentrado de sulfuro de cobre sin plomo, en un proceso de separación Cu-Pb: En los procesos de separación de cobre y plomo por un método de flotación se viene empleado bicromato de sodio, trabajando el bicromato de sodio como un agente depresor de sulfuros de plomo, permitiendo al cobre flotar y así obtener un concentrado de cobre más limpio de plomo, dejando como residual un concentrado de plomo más limpio de cobre. Al adicionar la presente invención en estos procesos de separación, permite al cobre flotar en mayor proporción, y de esta manera obtener un concentrado de plomo (Tail) más limpio. El proceso es simple a partir del concentrado de Cu-Pb. El concentrado es acondicionado reduciendo el pH desde alrededor de 10 y se debe llevar a un pH de 7.5 con el modificador superficial, adicionar el depresor RCS (bicromato de sodio), darle unos siete minutos (7') de acondicionamiento y finalmente se flota para obtener los concentrados por separado, concentrado de sulfuro de cobre en la recuperación y concentrado de plomo en el relave (Tail). b. Mejora en la recuperación de minerales Cu-Ag por efecto de la reducción del yield stress y aumento de factor metalúrgico premiado: En este caso el proceso incluye tres pasos, el primero es la molienda, donde se incorpora el modificador superficial en una dosis de 90g/Tm y parte del colector primario que puede ser un Tionocarbamato, previamente se ajustó el pH con 0.5g/Tm de Cal y se trabajó en un 60% de sólidos, tal como se indica en el gráfico 11. Luego se pasa por un acondicionamiento en donde se añaden tanto los colectores Xantato, Tionocarbamato, así como el espumante. Finalmente se flota y se obtiene el concentrado, se debe tener en cuenta que el pH al final debe quedar en 11 .54, esto se puede lograr añadiendo Cal. c. Para mejorar la flotación de sulfuros ferrosos empleando agua de mar: En la flotación de sulfuros ferrosos es necesario retirar el contenido de azufre del concentrado para poder obtener un concentrado de sulfuro ferroso más limpio. El proceso inicia con una etapa denominada separación magnética de partículas gruesas, luego una molienda en donde se añade el colector y un activador de óxidos para una mejor flotación, una etapa siguiente denominada separación magnética de partículas que se liberaron en la molienda y finalmente la flotación para retirar los sulfuros no deseados. El modificador superficial se adiciona en la flotación de acuerdo con la cinética de la flotación; es decir se puede agregar al inicio en donde la recuperación es alta o al minuto en donde se reduce y se compensa con Xantato amílico adicional. d. Como reemplazo de NaHS y N2 gaseoso en el proceso de separación de Cobre y molibdeno: Se obtiene un incremento notable en la recuperación de cobre, molibdeno, la calidad del concentrado también es mayor ya que se aumentó considerablemente el grado de Cu. Además, entre las ventajas encontradas esta que reduce la presencia de carbonatos y otros interferentes que reducirán el grado y la recuperación del molibdeno. Se reemplaza al NaSH completamente haciendo de este un proceso limpio y menos riesgoso para la salud. Se mejora el filtrado del concentrado evitando problemas de congestionamiento.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de figuras en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado algunos ejemplos de realización.
Figura 1 : Tabla de concentración de especies sulfuradas en concentrado Cu- Pb, para la mejora en recuperación de Cu en separación de Cu-Pb. Figura 2: Tabla de recuperación y grado de las especies flotadas sin modificador y con modificador.
Figura 3: Tabla de leyes del mineral a probar en pruebas de flotación.
Figura 4: Tabla de recuperación y grado de las especies flotadas con y sin modificador superficial.
Figura 5: Se muestra la comparativa de Yield Stress en pascales por porcentaje de sólidos para un proceso estándar y un proceso de incluye el modificador superficial propuesto.
Figura 6: Tabla de ley de mineral de hierro para pruebas de flotación.
Figura 7: Tabla de Recuperación y grado de las especies flotadas con y sin modificador superficial.
Figura 8: Tabla de Ley de mineral de cabeza para pruebas de flotación.
Figura 9: Tabla de Recuperación y grado de las especies flotadas con y sin modificador superficial.
Figura 10: Ejemplo de proceso de flotación de cobre y plomo.
Figura 11 : Ejemplo de proceso de flotación de cobre y plata.
Figura 12: Ejemplo de proceso de flotación de sulfuros ferrosos con agua de mar.
MODALIDADES PREFERENTES DE REALIZACIÓN Y/O DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS FIGURAS A continuación, se desarrollan algunos ensayos realizados para comprobar la funcionalidad técnica de la invención propuesta.
En la figura 1 se observa la tabla de concentración de especies sulfuradas en una pulpa de mineral de una mina para la separación de especies de plomo y cobre, donde se muestran los porcentajes de muestra de concentrado bulk que será sujeta a flotación.
En la figura 2 se observa la tabla de resultados en relación con la figura 1 con el porcentaje de recuperación de cobre en aumento y la de plomo tiene una ligera reducción favoreciendo la separación de ambos minerales, así como de otros metales valiosos como Ag, Zn y Fe, además muestra un factor cinético del cobre con un aumento de 29.74% a 50.93%.
En la figura 3 se observa la tabla de leyes de mineral a probar en pruebas de flotación de cobre y plata, el porcentaje de mineral alimentado de cobre, plata y hierro con dos muestras representativas de cada una y sacando un promedio de este.
En la figura 4 se observa la tabla de resultados en relación con la figura 3 con el porcentaje de recuperación y porcentaje de grado de las especies flotadas con un estándar y con el modificador superficial para cada uno de los metales valiosos, teniendo una recuperación de Cu y Ag de 79.35 y 71.7% respectivamente por separado y un factor metalúrgico de 19883.27 superior al que se obtiene sin el modificador.
En la figura 5 se observa que para un proceso de recuperación de Cu-Ag, el Yield Stress es menor en un proceso que emplea el modificador superficial propuesto comparado con un proceso que no, por lo que es posible trabajar a mayor tonelaje ya que el menor Yield stress no limita la capacidad de la máquina de flotación. En la figura 6 se observa la tabla de ley de mineral de hierro para pruebas de flotación para minerales de Fe, S, FeO e insolubles.
En la figura 7 se observa la tabla de resultados en relación con la figura 5 con la recuperación y grado de las especies flotadas con y sin modificador superficial, donde la recuperación con modificador da una recuperación superior al estándar, manteniéndose en el mismo pH.
En la figura 8 se observa la tabla de ley de mineral de cabeza para pruebas de flotación para minerales de Mo, Cu, Ca y Mg en dos muestras y un composite 1 :1.
En la figura 9 se observa la tabla de resultados en relación con la figura 7, con la recuperación y grado de las especies flotadas con y sin modificador superficial donde se visualiza incremento notable en la recuperación de Cu y Mo, la calidad del concentrado también es mayor ya que se aumentó considerablemente el grado de Cu y hubo una reducción de la recuperación de Ca y Mg que no son minerales valiosos.
Por lo expuesto líneas arriba, se puede confirmar que la invención propuesta reemplaza y evita el empleo de NaHS y el N2 gaseoso, se conoce que el NaHS es contraproducente para la salud y el N2 es un gas que implica mayor costo comparado con el empleo de solo el aire forzado, asimismo, este último requiere de una logística bastante disciplinada para evitar su desabastecimiento.
En mayor grado de detalle de explicación de los ensayos realizados, se tiene: a. Mejora en recuperación de Cu en separación de Cu-Pb aplicando separador Bicromato de sodio.
Para estas pruebas se utilizó una pulpa de mineral de una mina, se empleó un proceso de flotación para la separación de las especies de plomo y cobre con un depresor de plomo conocido como dicromato de sodio (Ver concentración de especies sulfuradas en pulpa de mineral de la Figura 1 ). La adición del producto propuesto comprende: 5-25% de ácido cítrico, 85-95% de ácido sulfámico, 0-5% de ácido fúlvico, 0.01 -0.10% de tartrazina, 0-5% de excipientes y 0-90% de agua, se logró reducir el pH, la recuperación de cobre aumentó y la de plomo tuvo una ligera reducción favoreciendo la separación de ambos minerales, es decir, con el modificador superficial propuesto se permite al cobre flotar en mayor proporción, y de esta manera obtener un concentrado de plomo más limpio. Por otra parte, observamos que el factor cinético del cobre tiende a mejorar como se muestra en la Figura 2. b. Para mejorar la recuperación de minerales Cu-Ag por efecto de la reducción del yield stress y aumento de factor metalúrgico premiado.
Se realizaron las pruebas de flotación sobre la muestra de un mineral de una empresa de la zona sur del Perú. La empresa minera que tiene este mineral tenía problemas de baja recuperación y capacidad de tonelaje en el procesamiento del mineral (Ver porcentaje de alimentación del mineral de la Figura 3).
Se comprobó que la inclusión del modificador reológico propuesto en minerales oxidados mejora considerablemente la cinética de recuperación de Cu y Ag, así también el factor metalúrgico premiado, mediante la reducción del yield stress, permitiendo trabajar a más altas concentraciones de mineral sin problemas operativos ya que el menor yield stress no limita la capacidad de la máquina de flotación (Ver Figuras 4 y 5), aumentando así, la cantidad de mineral procesado en el mismo tiempo de operación. c. Para flotación de sulfuros ferrosos empleando agua de mar.
El desarrollo y el estado operativo de los procesos de flotación son relativos a los minerales de hierro no magnéticos.
Los minerales de sulfuros de hierro contienen azufre e insolubles que tienen que ser separados del hierro para poder obtener una especie aprovechable de hierro. Este proceso promueve la recuperación de oxidos de hierro (principalmente magnetita), obteniendo como ganga los sulfuros, estos son flotados a pH de entre 4-5 para lo cual se viene usando acido oxálico para regular el pH en cantidades que superan el 300% del consumo de este producto. El uso continuo y a estos volúmenes del ácido oxálico genera solidos insolubles (oxalatos), cuya acumulación de caliche genera problemas de obstrucciones y reduce el ritmo habitual de proceso por mantenimientos necesarios. (Ver porcentaje de mineral de prueba en la Figura 6) la presente invención mejora la recuperación de Fe y FeO a un mismo pH de trabajo e incluso con una menor dosis respecto del estándar y actúa también como un agente desincrustante evitando las obstrucciones (Ver porcentaje de recuperación con modificador superficial de la Figura 7). d. Como reemplazo de NAHS y N2 gaseoso en el proceso de separación de cobre y molibdeno.
Se ha mencionado en el estado de la técnica que en el proceso para la separación selectiva de ambas especies de Cu y Mo de un concentrado usualmente se usa el sistema tradicional de gas nitrógeno y NaHS; sin embargo, es conocido que el uso de NaSH es peligroso para la salud y también se debe tomar en cuenta que el uso de nitrógeno en este proceso hace costoso y dependiente de nueva maquinaria para poder sostener el proceso. El uso del modificador superficial propuesto usado para la recuperación de cobre y molibdeno, cuyo mineral tiene parte donde el nivel de calcio y magnesio es bastante alto y otro donde es moderado (ver blending de ambos 1 :1 de Figura 8) para lo cual se adiciona el producto propuesto en el acondicionamiento o en la molienda primaria previa a la flotación Rouger a una dosis apropiada, preferiblemente, 2000g/Tm. En esta misma etapa se adiciona un depresor de cobre diferente a NaHS, tal como carboximetiltritiocarbonato disódico (conocido bajo la marca Orfom D8), luego se realiza la flotación Rouger Mo controlando el pH sin el uso de N2 gaseoso, solamente con aire forzado ya que el producto no afecta la estabilidad de la pulpa( Ver porcentaje de recuperación de Cu y Mo de la Figura 9). El agente modificador propuesto tiene la finalidad de reemplazar en su totalidad al NaHS y N2 gaseoso en procesos de flotación de acuerdo a como se viene realizando en el estado de la técnica e incluso se mejora el filtrado del concentrado evitando problemas de congestionamiento y un incremento notable en la recuperación de Cobre y Molibdeno, la calidad del concentrado también es mayor ya que se aumentó considerablemente el grado de Cu y hubo una reducción de la recuperación de Ca y Mg que no son materia comercial para esta aplicación, siendo posible seleccionar separadamente minerales que contienen calcio, tales como la fluorita y calcita de cada uno de ellos. Lo anterior es un logro o efecto técnico que en los antecedentes no se observa ni se puede deducir.
El ácido fúlvico es muy estable en pH ácidos lo que favorece la estabilidad del producto en el tiempo. A diferencia del ácido húmico que trabaja en pH más altos donde mantiene su naturaleza.
Se ha encontrado que el uso de ácido fúlvico en flotación de minerales promueve la recuperación de sulfuros de hierro y sulfuros de Molibdeno lo que lo hace muy útil en las distintas aplicaciones que proponemos; ya que se trata de un intercambiador catiónico selectivo para estos elementos o minerales los cuales se requiere separar de sus componentes naturales en su estado nativo.
Entre algunos roles de los componentes de la invención propuesta se tiene que el ácido fúlvico tiene el rol de mejorar la separación de sulfuros por efecto del aumento de la recuperación controlada gracias a su capacidad de intercambiador catiónico, la tartrazina es un fotoprotector que evita el deterioro de los componentes debido a la radiación solar.
La invención propuesta posee un efecto sinérgico desde que se formula con componentes en proporciones determinadas que se mantienen estables en la misma condición. En caso no se tuviese alguno de los componentes en las proporciones específicas indicadas anteriormente, tendríamos un producto que no se podría emplear en los espectros de procesos de flotación mencionados y con las funcionalidades anteriormente referidas.

Claims

REIVINDICACIONES
1 Un proceso de elaboración de un agente modificador superficial de partículas minerales CARACTERIZADO POR comprender, en porcentaje en peso, las etapas de: mezclar 5-25 % de ácido cítrico y 85-95% de ácido sulfámico a temperatura ambiente; añadir 0-5% de ácido fúlvico manteniendo las condiciones de temperatura, posteriormente agregar 0.01 -0.10% de tartrazina hasta obtener un producto homogenizado y añadir en la formulación 0-90% de agua.
2.- El proceso de elaboración del agente modificador superficial, de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO PORQUE se adiciona la etapa de agregar 0-5% excipientes.
3.- Un agente modificador superficial de partículas minerales CARACTERIZADO POR comprender, en porcentaje en peso:
5-25 % de ácido cítrico;
85-95% de ácido sulfámico;
0-5% de ácido fúlvico;
0.01 -0.10% de tartrazina; y, 0-90% de agua.
4.- El agente modificador superficial de partículas minerales, de acuerdo con la reivindicación 3, CARACTERIZADO POR incluir 0-5% de excipientes.
5.- Un proceso de flotación para la recuperación de cobre con separación de cobre-plomo, que emplea bicromato de sodio como agente depresor de sulfuros de plomo, CARACTERIZADO POR añadir un agente modificador superficial en una etapa de acondicionamiento o en la molienda primaria, mejorando la recuperación cobre; donde el agente modificador comprende los siguientes componentes en porcentaje en peso: 5-25 % de ácido cítrico, 85-95% de ácido sulfámico, 0-5% de ácido fúlvico, 0.01 -0.10% de tartrazina y 0-90% agua.
6.- El proceso de flotación, de acuerdo con la reivindicación 5, CARACTERIZADO PORQUE se adiciona 0-5% de excipientes en el agente modificador superficial.
7.- Un proceso de flotación para la recuperación de minerales cobre-plata, CARACTERIZADO POR añadir el agente modificador superficial en una etapa de acondicionamiento o en la molienda primaria; donde el agente modificador comprende 5-25% de ácido cítrico, 85-95% de ácido sulfámico, 0-5% de ácido fúlvico, 0.01 -0.10% de tartrazina y 0-90% de agua.
8.- El proceso de flotación, de acuerdo con la reivindicación 7, CARACTERIZADO PORQUE se adiciona 0-5% de excipientes en el agente modificador superficial.
9.- Un proceso de flotación de minerales ferrosos con agua de mar, que incluye etapas de separación magnética de partículas gruesas, molienda, separación magnética de partículas que se liberaron en la molienda y posterior flotación CARACTERIZADO POR añadir un agente modificador superficial en una etapa posterior a la separación magnética de partículas que se separaron en la molienda; donde el agente modificador comprende 5-25 % de ácido cítrico, 85- 95% de ácido sulfámico, 0-5% de ácido fúlvico, 0.01 -0.10% de tartrazina y 0-90% de agua.
10.- El proceso de flotación, de acuerdo con la reivindicación 9, CARACTERIZADO PORQUE se adiciona 0-5% de excipientes en el agente modificador superficial.
1 1 .- Un proceso de flotación para la recuperación de minerales con separación de cobre-molibdeno, CARACTERIZADO POR añadir un agente modificador superficial en una etapa de acondicionamiento o en la molienda previa a la flotación, en esta misma etapa se adiciona un depresor de cobre diferente del NaHS, por ejemplo, carboximetiltñtiocarbonato disódico, luego se realiza la flotación controlando el pH con aire forzado y sin el empleo de N2 gaseoso, donde el agente modificador comprende los siguientes componentes en porcentaje en peso: 5-25 % de ácido cítrico, 85-95% de ácido sulfámico, 0-5% de ácido fúlvico, 0.01 -0.10% de tartrazina y 0-90% de agua.
12.- El proceso de flotación para la recuperación de minerales con separación de cobre-molibdeno, de acuerdo con la reivindicación 11 , CARACTERIZADO PORQUE se adiciona 0-5% de excipientes en el agente modificador superficial.
15
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