Galena (Español)

Zn oxidado y minerales de Pb

Es bien sabido que existe una diferencia entre los minerales sulfurados y oxidados en cuanto a su separación por flotación. Es fácil recuperar Zn de la esfalerita y Pb de la galena incluso usando recolectores de xantato, pero no es lo mismo para el Zn de la smithsonita (Zn CO3) y el Pb de la cerusita (PbCO3).

Flotación de Zn y Pb Los minerales oxidados son difíciles porque no se conocen colectores de acción directa capaces de producir concentrados de un solo metal. La necesidad de nuevos colectores específicos se siente particularmente en el caso de minerales de plomo y zinc oxidados porque su superficie, a diferencia de la variedad de sulfuro, no es fácilmente hidrofóbica por los colectores generalmente utilizados, para lograr una flotación eficiente. Además, la solubilidad de estos minerales de óxido es alta. En consecuencia, el colector también interactúa con los cationes metálicos que se han disuelto, aumentando así en gran medida la cantidad de reactivo necesario para la flotación. Por lo tanto, es una práctica común sulfurar dichos minerales antes de la flotación para preparar su superficie para recibir xantatos, los recolectores generalmente adoptados para concentrar sulfuros. Generalmente, los recolectores normalmente utilizados en plantas de beneficio actúan solo si el mineral ha sido sometido a una fase preliminar de sulfuración que es extremadamente delicada y crítica. De hecho, la sulfuración requiere una dosificación cuidadosa para evitar que la superficie mineral sea inerte.

Por lo tanto, los colectores clásicos tienen afinidad hacia determinadas clases mineralógicas, mientras que los reactivos quelantes, cuando se adsorben químicamente en la superficie mineral, tienen especificidad hacia determinadas clases de minerales. cationes, independientemente de la forma mineralógica del sólido.

Sin embargo, este enfoque también tiene dos desventajas principales, en primer lugar, el consumo excesivo (Marabini 1973, Marabini et al. 1983), y en segundo lugar, la falta de una cadena alifática lo que hace que la superficie del mineral sea hidrófoba.

De hecho, los reactivos quelantes disponibles comercialmente son casi todos moléculas aromáticas sin una larga cadena de hidrocarburos; por tanto, aunque la partícula de mineral quelado es bastante hidrófoba, no es suficientemente aerófila para asegurar la flotación. Se realizaron estudios sobre minerales oxidados (Usoni et al. 1971, Rinelli et al. 1973, Marabini 1975, Rinelli et al. 1976) haciendo que las partículas sean hidrofóbicas haciendo que los grupos orgánicos de cadena larga disponibles en la actualidad (como fuel-oil o espumador oleoso) y agentes quelantes.

Sobre la base de los puntos expuestos hasta ahora, es evidente que los compuestos quelantes conocidos forman una clase de reactivos que pueden utilizarse para la flotación de minerales metálicos, proporcionando artificialmente la cadena larga porción orgánica mediante la introducción de un aceite neutro (fuel oil). Pero la introducción de una nueva fase líquida en la pulpa de flotación es perjudicial para el sistema en su conjunto y no está disponible a escala industrial.

Los estudios, por lo tanto, se han orientado hacia la síntesis de nuevas moléculas orgánicas que contienen tanto grupos quelantes aromáticos funcionales selectivos como porciones hidrófobas de cadena de alquilo larga. Esto se hace modificando colectores quelantes conocidos.

De hecho, se realizaron muchas investigaciones sobre el diseño de colectores quelantes selectivos; Esto resultó en la propuesta y síntesis de numerosas estructuras para pruebas a escala de laboratorio en minerales de plomo / zinc antes de la realización de pruebas a escala piloto y a escala de planta.

Sobre la base de cálculos termodinámicos para la selección de colectores complejantes teóricamente selectivos hacia un catión (Marabini et al. 1983), Marabini et al. han propuesto dos clases de reactivos. (Marabini et al. 1988 y 1989, Nowak et al. 1991) para la flotación de Zn y Pb oxidados en una planta piloto. Se ha escrito mucho sobre el papel de la cadena alifática en los colectores convencionales (Cases 1968, Predali 1968, Somasundaran 1964), pero el trabajo se refiere a nuevos reactivos de tipo quelato, de los tipos mercaptobenzotiazol (MBT) y aminotiofenol (ATP) que tienen una mezcla aromática. –Estructura alifática. La parte aromática contiene grupos quelantes funcionales específicos que son selectivos hacia el zinc o el plomo de minerales oxidados (MBT es selectivo hacia el plomo y ATP hacia el zinc) mientras que la parte alifática consiste en una cadena de hidrocarburo que hace que el complejo de superficie sea hidrofóbico.

La acción colectora de MBT se puede atribuir, por tanto, a la formación de una película superficial quimisorbida selectivamente sobre la superficie mineral convertida en hidrófoba por la cadena alifática.

De hecho, en el caso de los hidrófilos oxidados minerales, la porción aromático-heterocíclica del MBT por sí sola no es suficiente para hacer que la superficie sea suficientemente hidrófoba para asegurar la flotación. Por tanto, se debe introducir una cadena alifática en la estructura molecular. La cadena alifática es necesaria para garantizar una condición hidrófoba y, por lo tanto, el poder de recolección del reactivo quelante aromático (MBT o ATP).

Se ha demostrado que tres átomos de carbono es la longitud mínima de cadena necesaria para asegurar el poder de recolección. que mejora con la longitud de la cadena alifática. El rendimiento se mejora ligeramente por la presencia de un átomo de oxígeno de éter.

La formación de una película superficial quimisorbida es lo suficientemente estable para tener en cuenta la acción de recolección. La selectividad de moléculas que contienen ATP y diferentes cadenas alifáticas ha sido estudiada mediante pruebas de flotación.

En este caso el papel de la cadena alifática y del oxígeno del éter es de mayor importancia que el MBT para asegurar la estabilidad. de la fase adsorbida y, por tanto, la flotabilidad. La selectividad aumenta con el número de átomos de carbono en la cadena.

En particular, la presencia de oxígeno en la cadena mejora la selectividad, mientras que en los reactivos de clase MBT solo es eficaz la longitud de la cadena. Esta diferencia se puede explicar por la diferente estructura química de los dos reactivos. En el caso de MBT, el efecto del sustituyente alifático se debe principalmente a su efecto hidrofobizante, y por tanto a su longitud que favorece la atracción recíproca de las cadenas de la capa adsorbida.

Por el contrario, en el caso de ATP, el efecto del sustituyente alifático se debe no solo a su efecto hidrofobizante, sino también a su efecto sobre la reactividad de la cabeza polar aromática de la molécula. De hecho, el grupo funcional quelante ATP tiene una reactividad más débil en comparación con MBT y, por lo tanto, es más sensible al efecto del sustituyente en su anillo bencénico único (mientras que MBT tiene dos estructuras aromáticas). Por esta razón, en el caso del ATP se puede observar que la presencia del oxígeno en la cadena potencia mucho la selectividad. El efecto positivo del grupo RO en la posición para vis-à-vis el nitrógeno del ATP se puede explicar con el efecto de liberación de electrones debido a la resonancia del oxígeno con el anillo de benceno, lo que aumenta la reactividad con el grupo nitrógeno (Morrison 1973 ).

En el caso del ATP, que forma un enlace menos estable con el catión mineral y que consta de un solo anillo de benceno, el efecto conjugativo del oxígeno del éter y el efecto hiperconjugativo de los grupos alquilo son más evidente que para MBT. La selectividad se mejora mediante la inserción de oxígeno en la cadena y también mediante un aumento en la longitud de la cadena. Aquí el efecto de la cadena de alquilo sobre el grupo funcional aromático es más marcado, permitiendo la modulación de la selectividad.

Esta investigación basada en el diseño y síntesis de nuevos reactivos de flotación abre nuevas posibilidades en el campo del Pb metálico y Recuperación de mineral de Zn por flotación.