1. Entienda qué tipo de flotación necesita su mineral de cobre
El mineral de cobre no es uniforme. La calcopirita, la bornita y la calcosina responden de manera diferente a la flotación, y el tipo de celda que funciona para una no es necesariamente el óptimo para otra.Las máquinas de flotación mecánica son las más comunes en plantas de cobre. Generan burbujas mediante un rotor que agita la pulpa y aspira aire. Son robustas, fáciles de operar, y se adaptan a una amplia gama de minerales. La desventaja es un mayor consumo energético y desgaste del rotor y el estator.
Las máquinas de flotación neumática utilizan aire forzado desde un soplador externo. No tienen rotor de aspiración, por lo que el consumo energético es menor y el desgaste se reduce. Son adecuadas para minerales de grano fino donde se requiere una dispersión de burbujas más uniforme.
Para la mayoría de las operaciones de cobre, la elección se reduce a una celda mecánica autoaspirante (como SF o BF) o una celda de agitación neumática (como JJF). La primera es más simple y autónoma; la segunda es más eficiente energéticamente y adecuada para circuitos de mayor capacidad.
2. Dimensione la celda por cinética de flotación, no solo por volumen
El tamaño de la celda determina el tiempo de residencia, y el tiempo de residencia determina la recuperación. Pero la relación no es lineal. Un mineral con alta velocidad de flotación necesita menos tiempo de residencia que uno con velocidad baja.La cinética de flotación se mide con la constante de velocidad (k). Minerales de cobre con k alta flotan rápido y pueden procesarse en celdas más pequeñas o en circuitos más cortos. Minerales con k baja requieren más tiempo de residencia, lo que significa celdas más grandes o más celdas en serie.
Estudios recientes en la mina de cobre Dexing demuestran que las celdas de mayor volumen tienen constantes de velocidad de flotación significativamente más altas para la calcopirita. Eso significa que una celda grande no solo procesa más pulpa, sino que también captura el cobre más rápido. La simulación del circuito mostró que una configuración de flujo corto con celdas de 680 m³ logró una recuperación de cobre de 85.19% con una ley de concentrado de 5.39%.
Para plantas de capacidad media, la tabla de modelos de Baichy cubre celdas desde 0.13 m³ hasta 8 m³ por unidad. La selección del volumen depende del tiempo de residencia requerido, que se calcula a partir de la cinética de su mineral específico.
3. Verifique la compatibilidad con la granulometría de alimentación
La flotación de cobre requiere que el mineral esté liberado. El tamaño de liberación típico para pórfidos de cobre es de 80% pasando 250 µm para la alimentación rougher, con remolienda de concentrados a 80% pasando 75 µm para mayor liberación.La celda de flotación debe ser capaz de manejar esa granulometría sin problemas de sedimentación. Partículas demasiado gruesas se sedimentan antes de que las burbujas puedan capturarlas. Partículas demasiado finas generan lamas que consumen reactivos y reducen la selectividad.
Para mineral de cobre con liberación fina, las celdas con mayor relación altura/diámetro ofrecen mejor estratificación y permiten un lecho de espuma más profundo, lo que mejora la limpieza del concentrado. Para liberación más gruesa, las celdas convencionales de poca profundidad son suficientes.
4. Confirme el sistema de aire y la dispersión de burbujas
La flotación es un proceso de contacto partícula-burbuja. La eficiencia con que las burbujas capturan las partículas de cobre depende de tres factores: tamaño de burbuja, velocidad superficial de gas y retención de gas en la celda.Burbujas más pequeñas tienen mayor área superficial por unidad de volumen, lo que aumenta la probabilidad de colisión con partículas de cobre. Pero burbujas demasiado pequeñas ascienden lentamente y pueden no tener suficiente flotabilidad para transportar partículas gruesas.
El flujo de gas es la variable operativa más importante para controlar la recuperación. Aumentar el flujo de gas incrementa el área superficial de burbujas y la descarga de espuma al concentrado. Pero un flujo excesivo genera turbulencia, arrastra ganga fina al concentrado y puede colapsar la interfase pulpa-espuma.
Las celdas de flotación de Baichy utilizan un sistema de dispersión de aire diseñado para producir burbujas de tamaño uniforme en el rango operativo. La configuración del rotor y el estator determina la dispersión y el consumo energético.
5. Planifique el circuito: rougher, cleaner, scavenger
Una sola celda no es un circuito. La flotación de cobre se configura en etapas: rougher (recuperación primaria), scavenger (recuperación de valores remanentes en los relaves rougher), y cleaner (limpieza del concentrado rougher para alcanzar ley de fundición).La configuración típica para pórfido de cobre es una etapa rougher con múltiples celdas en serie, seguida de scavenger para maximizar recuperación, y luego cleaner (a menudo con remolienda) para alcanzar la ley de concentrado requerida por el fundidor.
El número de celdas en cada etapa se determina por el tiempo de residencia requerido y la cinética del mineral. Para plantas de cobre de capacidad media, Baichy configura circuitos con celdas SF o BF en arreglos rougher-scavenger-cleaner, con opción de celdas de flotación en columna para la etapa cleaner si se requiere ley de concentrado alta.
