RS CuRS RSSR
3.1. MEDICIÓN DEL POTENCIAL ( ) DEL SULFURO DE ZINC:
Cuando las partículas de una pulpa se desplazan en relación al fluido, surge un plano en el cual la doble capa eléctrica se parte, el plano de cizallamiento.
Este desplazamiento diferencial de las partes de la doble capa eléctrica origina un potencial eléctrico llamado potencial zeta o potencial electrocinético, el cual puede ser medido por diferentes métodos. El punto donde el potencial zeta se anula se denomina punto isoeléctrico (PIE).
La medición Σ nos muestra sin embargo en forma objetiva y visual el fenómeno de la activación de ZnS con Cu++ y la subsecuente adsorción del xantato Fig. Nº 3.1.1.
Las mediciones del Σ para el ZnS en presencia de xantato hexílico, cuyas curvas se muestran en la Fig. Nº 3.1.2., indican que este colector es absorbido sobre la superficie del sulfuro a pesar de que su carácter aniónico no lo hace compatible con la superficie negativa del ZnS.
Fig. N° 3.1.1 – Potencial Zeta del ZnS como función del pH en ausencia y presencia de CuSO4.5H2O y xantato etílico, concentraciones de 25mg/l de
CuSo4.5H2O y 25mg/l de xantato etílico.
Fig. N° 3.1.2 – Isoterma Potencial Zeta – pH con y sin 1.25x10-4 mol/l de hexilxantato, también se muestra la isoterma Potencial Zeta – pH para el xantato
de Zinc precipitado.
De acuerdo al espectro de adsorción de radiación infrarroja mostrada en la Fig. Nº 3.1.3., el compuesto formado en la superficie de la blenda es el xantato hexálico de zinc, el
cual previamente precipita en la solución y es luego absorbido sobre la superficie del sulfuro.
Fig. N° 3.1.3 – Espectro de adsorción de: (a) esfalerita, (b) xantato hexilico de zinc y (c) esfalerita en contacto con xantato hexilico a pH 5.5.
Las curvas de la Fig. Nº 3.1.4 corroboran la flotabilidad de la blenda luego de la interacción con el xantato hexílico, mostrando igualmente que con xantatos de menos carbones la flotación es menos efectiva.
Se ha indicado que la solubilidad de los sulfuros tiene cierta influencia sobre la flotación con xantatos o colectores similares, así los sulfuros mas solubles como la blenda y la pirrotita requieren de activación para flotar con los xantatos normalmente empleados en la practica; sin embargo, a medida que se incrementa la longitud de la cadena del xantato empleado se incrementa también la insolubilidad del xantato de zinc correspondiente y con ello disminuye la concentración necesaria para la flotación de la blenda (Fig. N° 3.1.5).
Fig. N° 3.1.5 – recuperación de esfalerita como función de la concentración de xantato y la longitud de la cadena hidrocarbonada, pH 3.5
Al igual que con los otros sulfuros, el pH tiene un marcado efecto sobre la flotación de la blenda, para la blenda en presencia de xantato amilico; se ha indicado que la interacción entre el pH y la concentración del xantato requerida para que ocurra la flotación se debe a la competencia entre los iones hidroxilo y xantato por los átomos superficiales de zinc,
para formar el hidróxido de zinc o el xantato amilico de zinc de acuerdo a la siguiente reacción:
AX = Xantato Amílico, K = 3.4 x 104
De tal modo que con concentraciones del xantato que
superen la relación indicada, , se
puede lograr la flotación de la esfalerita, aun a pH alcalinos y sin el concurso de agente activantes.
La activación de la esfalerita por los iones cúpricos es bastante conocida y practicada en la flotación industrial del mismo.
Sin embargo otros iones metálicos normalmente presentes en las pulpas minerales como los agentes, también activan la esfalerita; As, Sb, Co, Pb, Cd, Ag, Hg y Bi entre otros; la efectividad de estos elementos como activadores se debe a que las sales y/o sulfuros de los mismos responden igualmente bien a la flotación con xantatos.
Después de la esfalerita ha adsorbido el metal activante, su superficie exhibe un comportamiento, durante la flotación, similar al del sulfuro del elemento activador.
La activación de la esfalerita por iones cúpricos ocurre de acuerdo a la siguiente reacción:
2 2
2 2Zn AX OH Zn OH AX
4/ 3.4 10
El alto valor de K es indicativo de la gran afinidad del Cu++ por la superficie de la esfalerita, y motivan que puede lograrse una efectiva activación y flotación, con pequeñas adiciones de Cu++.
La desactivación y depresión del ión activador de la superficie de la esfalerita, puede ocurrir con la adición de cantidades suficientemente grandes de una sal de zinc hasta superar el valor de 6x1010 (Cu).
Sin embargo el producto de solubilidad de la esfalerita es tan grande con respecto al del sulfuro del metal activador que la única manera efectiva de controlar el radio Zn/Cu es mediante el concurso de agentes acomplejantes tales como el cianuro.
La desactivación de la esfalerita mediante la adición de cianuro es empleada en la práctica industrial por su efectividad para eliminar el cobre y plata de la superficie de la esfalerita; en el caso de activación por iones plomo la adición de acetato de zinc extrae los iones de plomo de la superficie y desactiva efectivamente la esfalerita.
Se han evaluado otros agentes acomplejantes como el amoniaco, EDTA, etc., para la desactivación de la esfalerita
10
6 10
ZnS
Cu
CuS
Zn
Zn
K
Cu
pero desafortunadamente ninguno actúa con la efectividad del cianuro.
Quizás uno de los trabajos mas elaborados en la teoría de flotación es el realizado por R. Woods sobre la teoría electroquímica de flotación de sulfuros.
En forma análoga a la metodología empleada para el estudio de la corrosión de metales, la voltimetría célica, en el cual el potencial es variado linealmente con respecto al tiempo, y el flujo de corriente registrado como función del potencial, se ha aplicado el estudio de la interacción del colector y depresor con la superficie de los sulfuros, en este caso el mineral hace las veces de electrodo mixto.
La aplicación de esta técnica ha permitido explicar con mayor claridad y contundencia que cualquier otra el tan conocido efecto del oxigeno en la flotación de los sulfuros empleado xantatos como colector.