ES3008951T3 - Flotation cell - Google Patents
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Abstract
Se describe una celda de flotación (1) para tratar partículas suspendidas en lodo y separarlo en un rebosadero (400) y un rebosadero (500). La celda de flotación comprende un tanque de flotación (10) con un centro (11), un perímetro (12), un fondo prácticamente horizontal (13) y una pared lateral (14); una canaleta (2) y un labio de canaleta (21) que rodean el perímetro (12) del tanque (11); y una estructura de fondo (7) dispuesta sobre el fondo (13), cuya forma permite que las partículas suspendidas en lodo se mezclen en una zona de mezcla (A) sobre la estructura de fondo y se sedimenten en una zona de sedimentación (B) que rodea dicha estructura. El tanque de flotación comprende además tubos de soplado (4) para introducir la alimentación de lodo (100) en el tanque. Además, se describe una línea de flotación y su uso. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)A flotation cell (1) is described for treating suspended particles in sludge and separating it in an overflow (400) and an overflow (500). The flotation cell comprises a flotation tank (10) with a center (11), a perimeter (12), a substantially horizontal bottom (13), and a side wall (14); a trough (2) and a trough lip (21) surrounding the perimeter (12) of the tank (11); and a bottom structure (7) arranged above the bottom (13), the shape of which allows the suspended particles in sludge to mix in a mixing zone (A) above the bottom structure and to settle in a sedimentation zone (B) surrounding said structure. The flotation tank further comprises blow tubes (4) for introducing the sludge feed (100) into the tank. In addition, a flotation line and its use are described. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Celda de flotación Flotation cell
CAMPO DE LA TÉCNICAFIELD OF TECHNIQUE
La presente divulgación se refiere a una celda de flotación para separar partículas que contengan material valioso de partículas suspendidas en lechada y a una línea de flotación y su uso. The present disclosure relates to a flotation cell for separating particles containing valuable material from particles suspended in slurry and to a flotation line and its use.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
El documento CN 107 362 911 A divulga una celda de flotación que comprende un tanque de flotación que comprende una batea y un reborde de batea que rodea el perímetro del tanque, una superficie de espuma abierta en la parte superior del tanque de flotación, tubos de chorro para introducir lechada en el tanque de flotación y una estructura inferior dispuesta sobre el fondo del tanque de flotación. Document CN 107 362 911 A discloses a flotation cell comprising a flotation tank comprising a pan and a pan flange surrounding the perimeter of the tank, an open foam surface at the top of the flotation tank, jet tubes for introducing slurry into the flotation tank and a lower structure arranged on the bottom of the flotation tank.
El documento WO 2015/108044 A1 divulga un tanque de flotación que comprende una unidad rociadora con una boquilla de entrada para introducir lechada en la unidad rociadora y una entrada para gas presurizado. El mecanismo rociador de la unidad rociadora rocía el gas en la dispersión de burbujas y la unión de las partículas a las burbujas se produce en la unidad rociadora antes de que la mezcla de lechada y burbujas se descargue en el tanque de flotación. La unidad rociadora comprende además una boquilla de salida que restringe la salida de flujo de la lechada desde la unidad rociadora.RESUMEN DE LA INVENCIÓNDocument WO 2015/108044 A1 discloses a flotation tank comprising a sparging unit with an inlet nozzle for introducing slurry into the sparging unit and an inlet for pressurized gas. The sparging mechanism of the sparging unit sprays the gas into the bubble dispersion and the attachment of the particles to the bubbles occurs in the sparging unit before the mixture of slurry and bubbles is discharged into the flotation tank. The sparging unit further comprises an outlet nozzle that restricts the flow of the slurry out of the sparging unit. SUMMARY OF THE INVENTION
La celda de flotación según la presente divulgación se caracteriza por lo presentado en la reivindicación 1. The flotation cell according to the present disclosure is characterized by what is presented in claim 1.
La línea de flotación según la presente divulgación se caracteriza por lo presentado en la reivindicación 17. The waterline according to the present disclosure is characterized by what is presented in claim 17.
El uso de la línea de flotación según la presente divulgación se caracteriza por lo presentado en la reivindicación 20. Se proporciona una celda de flotación para el tratamiento de partículas suspendidas en lechada y para la separación de la lechada en un flujo de desbordamiento inferior y un flujo de desbordamiento superior. La celda de flotación comprende un tanque de flotación que comprende un centro, un perímetro, un fondo plano, esencialmente horizontal, y una pared lateral; una batea y un reborde de batea que rodea el perímetro del tanque; y una estructura inferior dispuesta sobre el fondo y con una forma que permite que las partículas suspendidas en lechada se mezclen en una zona de mezcla sobre la estructura inferior, y que se asienten en una zona de sedimentación que rodea la estructura inferior. La celda de flotación se caracteriza por que el tanque de flotación comprende además tubos de chorro para introducir la carga de lechada en el tanque de flotación. Un tubo de chorro comprende una boquilla de entrada para introducir la carga de lechada en el tubo de chorro; una entrada para gas presurizado, la carga de lechada sometida al gas presurizado a medida que se descarga desde la boquilla de entrada; una cámara alargada dispuesta para recibir a presión la carga de lechada; y una boquilla de salida configurada para restringir el flujo de carga de lechada desde la boquilla de salida, y para mantener la carga de lechada en la cámara alargada bajo presión; y por que los tubos de chorro están dispuestos en una posición relativa a la estructura inferior de manera que se induce la mezcla en la zona de mezcla. The use of the flotation line according to the present disclosure is characterized by that presented in claim 20. A flotation cell is provided for the treatment of suspended particles in slurry and for separating the slurry into an underflow flow and an overflow flow. The flotation cell comprises a flotation tank comprising a center, a perimeter, a flat, essentially horizontal bottom, and a side wall; a pan and a pan flange surrounding the perimeter of the tank; and a lower structure disposed above the bottom and shaped to allow particles suspended in slurry to mix in a mixing zone above the lower structure, and to settle in a settling zone surrounding the lower structure. The flotation cell is characterized in that the flotation tank further comprises jet tubes for introducing the slurry charge into the flotation tank. A jet tube comprises an inlet nozzle for introducing the slurry charge into the jet tube; an inlet for pressurized gas, the slurry charge being subjected to the pressurized gas as it is discharged from the inlet nozzle; an elongated chamber arranged to pressurize the slurry charge; and an outlet nozzle configured to restrict the flow of the slurry charge from the outlet nozzle and to maintain the slurry charge in the elongated chamber under pressure; and wherein the jet tubes are arranged in a position relative to the lower structure such that mixing is induced in the mixing zone.
Según un aspecto de la invención, se proporciona una línea de flotación. La línea de flotación comprende varias celdas de flotación conectadas en cuanto a los fluidos, y se caracteriza por que al menos una de las celdas de flotación es una celda de flotación según la invención. According to one aspect of the invention, a flotation line is provided. The flotation line comprises a plurality of fluidly connected flotation cells, and is characterized in that at least one of the flotation cells is a flotation cell according to the invention.
Según otro aspecto de la invención, el uso de la línea de flotación según la invención está destinado a la recuperación de partículas que comprendan un material valioso suspendidas en lechada. According to another aspect of the invention, the use of the flotation line according to the invention is intended for the recovery of particles comprising a valuable material suspended in slurry.
Con la invención aquí descrita, puede mejorarse la recuperación de partículas finas en un proceso de flotación. Las partículas pueden, por ejemplo, comprender partículas de mena de mineral tales como partículas que comprendan un metal. With the invention described herein, the recovery of fine particles in a flotation process can be improved. The particles can, for example, comprise mineral ore particles, such as particles comprising a metal.
En la flotación por espuma para mena de mineral, la concentración del concentrado se dirige a un rango de tamaños de partícula intermedios de entre 40 pm y 150 pm. Las partículas finas son, por tanto, partículas con un diámetro de entre 0 y 40 pm, y las partículas ultrafinas pueden identificarse como comprendidas en el extremo inferior del rango de tamaños de partículas finas. Las partículas gruesas tienen un diámetro superior a 150 pm. En la flotación por espuma del carbón, la concentración del concentrado se dirige a un rango de tamaños de partícula intermedios de entre 40 pm y 300 pm. En el tratamiento del carbón, las partículas finas son partículas con un diámetro de entre 0 y 40 pm, y las partículas ultrafinas son aquellas que se encuentran en el extremo inferior del rango de tamaños de partículas finas. Las partículas gruesas de carbón tienen un diámetro superior a 300 pm. In froth flotation for mineral ore, the concentrate is concentrated to an intermediate particle size range of between 40 pm and 150 pm. Fine particles are therefore particles with a diameter between 0 and 40 pm, and ultrafine particles can be identified as falling at the lower end of the fine particle size range. Coarse particles have a diameter greater than 150 pm. In froth flotation of coal, the concentrate is concentrated to an intermediate particle size range of between 40 pm and 300 pm. In coal processing, fine particles are particles with a diameter between 0 and 40 pm, and ultrafine particles are those at the lower end of the fine particle size range. Coarse coal particles have a diameter greater than 300 pm.
La recuperación de partículas muy gruesas o muy finas supone un reto, ya que, en una celda de flotación mecánica tradicional, las partículas finas no pueden ser atrapadas con facilidad por las burbujas de gas de flotación, por lo que 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 así generadas tienen un rango de tamaños relativamente grandes, normalmente de entre 0,8 y 2,0 mm, o incluso mayores, y no son especialmente adecuadas para recoger partículas que tengan un tamaño de partícula más fino. Recovering very coarse or very fine particles is challenging because, in a traditional mechanical flotation cell, fine particles cannot be easily trapped by flotation gas bubbles and can therefore be lost in the tailings. Typically, in froth flotation, flotation gas is introduced into a flotation cell or tank through a mechanical agitator. The flotation gas bubbles thus generated have a relatively large size range, typically between 0.8 and 2.0 mm, or even larger, and are not particularly suitable for collecting finer particles.
La recuperación de partículas finas puede mejorarse aumentando el número de celdas de flotación dentro de una línea de flotación, o haciendo recircular el material una vez flotado (flujo de desbordamiento superior) o el flujo de relaves (flujo de desbordamiento inferior) de regreso al principio de la línea de flotación, o a celdas de flotación anteriores. Se puede utilizar una línea de flotación de acabado para mejorar la recuperación de partículas finas. Además, se han ideado varias disposiciones de flotación que emplean burbujas de gas de flotación finas o incluso las denominadas microburbujas. La introducción de estas burbujas de menor tamaño o microburbujas puede realizarse antes de introducirse la lechada en la celda de flotación, es decir, las partículas de mena se someten a burbujas finas en una conexión de alimentación o similar para promover la formación de aglomerados de partículas de mena y burbujas finas, que pueden entonces flotar en celdas de flotación tales como celdas de flotación flash o celdas de columna. De manera alternativa, se pueden introducir burbujas finas o microburbujas directamente en la celda de flotación, por ejemplo, mediante rociadores que utilicen cavitación. Estos tipos de soluciones no son necesariamente viables en relación con las celdas de flotación mecánica, ya que la turbulencia causada por la agitación mecánica puede hacer que los aglomerados de partículas de mena y burbujas finas se desintegren antes de que puedan ascender a la capa de espuma para ser recogidos en el flujo de desbordamiento superior y, por tanto, recuperados. Fine particle recovery can be improved by increasing the number of flotation cells within a flotation line, or by recirculating the floated material (overflow overflow) or tailings flow (underflow overflow) back to the beginning of the flotation line or to previous flotation cells. A finishing flotation line can be used to improve fine particle recovery. In addition, various flotation arrangements have been devised that employ fine flotation gas bubbles or even so-called microbubbles. The introduction of these smaller bubbles or microbubbles can be carried out before the slurry is introduced into the flotation cell; that is, the ore particles are subjected to fine bubbles at a feed connection or similar to promote the formation of agglomerates of ore particles and fine bubbles, which can then be floated in flotation cells such as flash flotation cells or column cells. Alternatively, fine bubbles or microbubbles can be introduced directly into the flotation cell, for example, by spargers utilizing cavitation. These types of solutions are not necessarily viable for mechanical flotation cells, as the turbulence caused by mechanical agitation can cause agglomerates of ore particles and fine bubbles to disintegrate before they can rise to the froth layer to be collected in the upper overflow and thus recovered.
Las celdas de flotación de columna actúan como sedimentadores trifásicos en los que las partículas se mueven hacia abajo en un entorno de sedimentación obstaculizada a contracorriente de un flujo de burbujas de gas de flotación ascendentes generadas por rociadores situados cerca del fondo de la celda. Aunque las celdas de flotación de columna pueden mejorar la recuperación de partículas más finas, el tiempo de permanencia de las partículas depende de la velocidad de sedimentación, lo que puede repercutir en la flotación de las partículas grandes. Expresado de otro modo, mientras que las soluciones de flotación mencionadas anteriormente pueden tener un efecto beneficioso para la recuperación de partículas finas, el rendimiento global de la flotación (recuperación de todo el material valioso, calidad del material recuperado) puede verse menoscabado por el efecto negativo en la recuperación de partículas de mayor tamaño. Column flotation cells act as three-phase settlers in which particles move downward in a hindered settling environment against a flow of rising flotation gas bubbles generated by spargers located near the bottom of the cell. Although column flotation cells can improve the recovery of finer particles, particle residence time depends on the settling velocity, which can impact the flotation of large particles. In other words, while the flotation solutions mentioned above can have a beneficial effect on the recovery of fine particles, overall flotation performance (recovery of all valuable material, quality of recovered material) can be undermined by the negative effect on the recovery of larger particles.
Para 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 alta cizalladura tal como un tubo descendente con carga de lechada, creándose así burbujas de gas de flotación más finas que pueden atrapar también partículas más finas ya durante la formación de burbujas en el tubo de chorro. Sin embargo, estas celdas de flotación de alto rendimiento pueden requerir la creación de un vacío en el tubo descendente para alcanzar eficazmente la velocidad de formación de burbujas necesaria para atrapar las partículas deseadas en el breve lapso de tiempo que la carga de lechada permanece en el tubo de chorro. To overcome the above problems, so-called pneumatic flotation cells are used. In this way, the flotation gas is introduced into a high-shear device such as a slurry-laden downcomer, thereby creating finer flotation gas bubbles that can trap even finer particles during bubble formation in the jet tube. However, these high-performance flotation cells may require the creation of a vacuum in the downcomer to effectively achieve the bubble formation rate necessary to trap the desired particles in the short time the slurry load remains in the jet tube.
Una vez que han salido del tubo descendente, los aglomerados de partículas y burbujas de gas de flotación ascienden inmediatamente hacia la capa de espuma situada sobre la parte superior de la celda de flotación, y no se atrapan más partículas en la parte de la celda de flotación hacia abajo desde la salida del tubo de chorro. Esto puede provocar que una parte significativa de las partículas que comprendan 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. Once they exit the downcomer, the particle agglomerates and flotation gas bubbles immediately rise to the froth layer above the flotation cell, and no more particles are trapped in the section of the flotation cell downstream from the jet tube outlet. This can cause a significant portion of the particles comprising a desired material (mineral) to simply fall to the bottom of the flotation tank and end up in the tailings, reducing the flotation cell's recovery rate.
Sin embargo, normalmente las denominadas celdas de flotación de alto rendimiento o celdas de flotación neumática del tipo de celda Jameson no incluyen ninguna restricción del flujo para controlar la presión dentro del tubo descendente después de que se haya producido la formación de aglomerados de partículas y burbujas de aire de flotación. 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, ya que la tasa de captura de partículas por las burbujas de gas de flotación disminuye a medida que aumenta el tamaño de la burbuja (siempre que la relación aire a líquido siga siendo la misma). However, so-called high-performance flotation cells or pneumatic flotation cells of the Jameson cell type typically do not include any flow restrictions to control the pressure within the downcomer tube after the formation of particle agglomerates and flotation air bubbles. Such pressure control is advantageous not only in view of the pressure at which the flotation gas bubbles form (effect on bubble size), but also for adjusting the relative pressure to that at which they will be used in the flotation tank. In this way, bubble coalescence after formation can be minimized. This is particularly advantageous since the particle capture rate by the flotation gas bubbles decreases as bubble size increases (provided the air-to-liquid ratio remains the same).
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 tales 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 del proceso hace circular el agua desde la parte final del circuito (es decir, desde la línea de flotación y un circuito de deshidratación) de regreso al circuito frontal (inicio del circuito de liberación). Los productos químicos de flotación, especialmente los espumantes, suelen causar problemas en los procesos que preceden a la línea de flotación. Los problemas pueden atenuarse en cierta medida minimizando el uso de espumantes en la línea de flotación, pero si no se añade suficiente espumante al proceso de flotación, la formación de espuma en los tubos de chorro según el estado de la técnica puede resentirse, lo que conlleva unas condiciones del proceso inestables y a un funcionamiento especialmente inestable del tubo descendente 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 lechada se ve afectada a medida que aumenta el tamaño de las burbujas con una menor dosificación de espumante, en particular la de las partículas gruesas. Furthermore, so-called high-performance flotation cells can be used in coal liberation operations, where there is typically a flotation line comprising one or two such flotation cells at the end of the liberation circuit for the recovery of particularly fine coal particles. In the liberation circuit, a process water recirculation system circulates water from the final part of the circuit (i.e., from the flotation line and a dewatering circuit) back to the front circuit (start of the liberation circuit). Flotation chemicals, especially frothers, often cause problems in processes upstream of the flotation line. The problems can be mitigated somewhat by minimizing the use of frothers in the waterline, but if insufficient frother is added to the flotation process, froth formation in prior-art jet tubes can be impaired, leading to unstable process conditions and particularly unstable operation of the downcomer and froth layer in a flotation cell, which in turn adversely affects the recovery of the desired particles. Particle recovery within the entire particle size distribution of a slurry is impaired as bubble size increases with lower frother dosage, particularly for coarse particles.
En los tubos descendentes de la técnica anterior, el gas de flotación se introduce de manera autoaspirante debido a la formación de un vacío dentro del tubo descendente. El tiempo de permanencia del aire de flotación que ha de arrastrarse al interior de la lechada es muy breve, 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 con el fin de mantener las condiciones lo más constantes posible para el acoplamiento burbuja-partícula, ya que los espumantes impiden que las burbujas se fusionen y vuelvan a subir al espacio de aire no llenado por la lechada en el interior del tubo descendente. Sin embargo, la adición de una cantidad de espumantes requerida por la utilización constante de un tubo descendente de la técnica anterior crea problemas en otras partes del proceso, especialmente en las operaciones con carbón, como se ha descrito anteriormente. Por lo tanto, la solución ha sido disminuir la dosificación de espumante, lo que afecta negativamente al vacío en el tubo descendente, a la formación de burbujas, así como al tamaño de las burbujas y al área superficial, y disminuye de manera significativa la recuperación de las partículas deseadas, haciendo que las celdas de flotación de alto rendimiento conocidas en la técnica anterior sean ineficientes en esa aplicación. In prior art downcomers, the flotation gas is introduced in a self-priming manner due to the formation of a vacuum within the downcomer. The residence time of the flotation air that must be entrained within the slurry is very short, making the system very sensitive to process variations. It is necessary to constantly add frothers to overcome the restriction effect of the air flow rate required to maintain or even increase the vacuum inside the downcomer in order to keep conditions as constant as possible for bubble-particle coupling, since frothers prevent bubbles from coalescing and rising back into the air space not filled by the slurry inside the downcomer. However, the addition of a quantity of frothers required by the constant use of a prior art downcomer creates problems in other parts of the process, particularly in coal operations, as described above. Therefore, the solution has been to decrease the froth dosage, which negatively affects the vacuum in the downcomer, bubble formation, as well as bubble size and surface area, and significantly decreases the recovery of the desired particles, making the high-performance flotation cells known in the prior art inefficient in that application.
Mediante el uso de una celda de flotación según la presente invención, la cantidad de espumante requerida para optimizar el proceso de flotación puede reducirse de manera significativa sin comprometer de manera significativa la formación de burbujas, el acoplamiento de las burbujas a las partículas, la formación de una capa de espuma estable o la recuperación del material deseado. De manera simultánea, se pueden mitigar los problemas asociados a la recirculación del agua del proceso desde el circuito posterior al circuito frontal. 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 espumante, ya que el funcionamiento del tubo de chorro no depende de la dosificación de espumante. By using a flotation cell according to the present invention, the amount of froth agent required to optimize the flotation process can be significantly reduced without significantly compromising bubble formation, bubble attachment to particles, the formation of a stable froth layer, or the recovery of the desired material. Simultaneously, problems associated with recirculating process water from the downstream to the front-end circuit can be mitigated. A pressurized jet tube is completely independent of the flotation tank. Improved flotation gas flow rates can be achieved, finer bubbles can be created, and froth agent usage can be optimized, since the jet tube's operation is independent of froth agent dosage.
En las soluciones conocidas de la técnica anterior, los problemas están relacionados especialmente con las limitaciones de la cantidad de gas de flotación que puede suministrarse con respecto a la cantidad de líquido que fluye a través del tubo descendente, y con la necesidad de concentraciones relativamente elevadas de espumantes u otros agentes tensioactivos caros para producir burbujas pequeñas. Con la invención que aquí se presenta, puede mejorarse la flotación de las partículas finas y ultrafinas que comprendan, por ejemplo, mena de mineral o carbón reduciéndose el tamaño de las burbujas de gas de flotación introducidas en la carga de lechada en un tubo de chorro, aumentándose la tasa de suministro de gas de flotación en relación con el caudal de partículas suspendidas en la lechada, y aumentándose la intensidad de cizalladura o la tasa de disipación de energía en el tubo de chorro o de manera adyacente a él. Aumenta la probabilidad de que las partículas más finas se adhieran a o queden atrapadas por burbujas de gas de flotación de menor tamaño, y mejora la tasa de recuperación del material deseado tal como un mineral o carbón. En una celda de flotación según la invención, pueden crearse burbujas de gas de flotación suficientemente pequeñas, las llamadas burbujas ultrafinas, para garantizar que las partículas finas de mena se atrapen de manera eficaz. Normalmente, las burbujas ultrafinas pueden tener una distribución de tamaños de burbuja de entre 0,05 mm y 0,7 mm. Por ejemplo, la disminución del tamaño medio de las burbujas de gas de flotación a un diámetro de entre 0,3 y 0,4 mm significa que el número de burbujas en 1 m3 de lechada puede llegar a ser de entre 30 y 70 millones, y el área superficial media total de las burbujas, de entre 15 y 20 m2. En cambio, si el tamaño medio de las burbujas es de aproximadamente 1 mm, el número de burbujas en 1 m2 de lechada es de unos 2 millones, y el área superficial media total, de 6 m2. En la celda de flotación según la invención puede por tanto ser posible alcanzar un área superficial de burbuja entre 2,5 y 3 veces mayor que en las celdas de flotación según las soluciones de la técnica anterior. Huelga decir que el efecto de dicho aumento del área superficial de las burbujas es significativo en la recuperación de partículas que comprendan material valioso. In known prior art solutions, problems are primarily related to limitations in the amount of flotation gas that can be supplied relative to the amount of liquid flowing through the downcomer, and to the requirement for relatively high concentrations of expensive frothers or other surfactants to produce small bubbles. With the invention presented herein, the flotation of fine and ultrafine particles comprising, for example, mineral ore or coal can be improved by reducing the size of the flotation gas bubbles introduced into the slurry charge in a jet tube, by increasing the flotation gas supply rate relative to the flow rate of particles suspended in the slurry, and by increasing the shear intensity or energy dissipation rate in or adjacent to the jet tube. This increases the probability that finer particles will adhere to or be trapped by smaller flotation gas bubbles, and improves the recovery rate of the desired material such as mineral or coal. In a flotation cell according to the invention, sufficiently small flotation gas bubbles, so-called ultrafine bubbles, can be created to ensure that the fine ore particles are effectively trapped. Typically, ultrafine bubbles can have a bubble size distribution between 0.05 mm and 0.7 mm. For example, decreasing the average size of the flotation gas bubbles to a diameter of between 0.3 and 0.4 mm means that the number of bubbles in 1 m of slurry can reach between 30 and 70 million, and the total average surface area of the bubbles between 15 and 20 m. In contrast, if the average bubble size is approximately 1 mm, the number of bubbles in 1 m of slurry is approximately 2 million, and the total average surface area is 6 m. In the flotation cell according to the invention, it may therefore be possible to achieve a bubble surface area between 2.5 and 3 times greater than in flotation cells according to prior art solutions. Needless to say, the effect of such an increase in bubble surface area is significant for the recovery of particles comprising valuable material.
De manera simultánea, la recuperación de partículas más gruesas puede mantenerse a un nivel aceptable mediante la consecución de una fracción elevada de gas de flotación en la lechada, y por la ausencia de zonas de gran turbulencia en la región situada debajo de la capa de espuma. Es decir, se pueden emplear las ventajas conocidas de las celdas de flotación mecánica, aunque pueda no haber necesariamente agitación mecánica presente en la celda de flotación. Asimismo, el movimiento ascendente de la lechada o pulpa 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 lechada. At the same time, the recovery of coarser particles can be kept at an acceptable level by achieving a high flotation gas fraction in the slurry and by avoiding highly turbulent zones below the froth layer. This means that the well-known advantages of mechanical flotation cells can be utilized, even though mechanical agitation may not necessarily be present in the flotation cell. Furthermore, the upward movement of the slurry or pulp within the flotation tank increases the likelihood that coarser particles will also rise toward the froth layer with the slurry flow.
Uno de los efectos que pueden obtenerse con la presente invención es el aumento de la profundidad o el espesor de una capa de espuma. Una capa de espuma más espesa contribuye a aumentar la recuperación de las partículas de menor tamaño, y puede suprimirse un paso separado de lavado de la espuma, habitual en las celdas de flotación de columna. One of the effects that can be achieved with the present invention is the increase in the depth or thickness of a froth layer. A thicker froth layer contributes to increased recovery of smaller particles, and a separate froth washing step common in column flotation cells can be eliminated.
Al disponer una cantidad de tubos de chorro en una celda de flotación según la invención, se puede aumentar la probabilidad de colisiones entre burbujas de gas de flotación, así como entre burbujas de gas y 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 de manera uniforme por todo el tanque de flotación, las áreas de distribución de los tubos de chorro individuales tienen la posibilidad de intersecarse entre sí y converger, promoviendo así una distribución de las burbujas de gas de flotación en gran medida uniforme en el tanque de flotación, lo que a su vez puede afectar de manera beneficiosa a la recuperación de partículas especialmente pequeñas, y contribuir también a la ya mencionada capa de espuma uniforme y espesa. Cuando hay varios tubos de chorro, se promueven las colisiones entre las burbujas de gas de flotación y/o las partículas en la carga de lechada de diferentes tubos de chorro, ya 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. By arranging a number of jet tubes in a flotation cell according to the invention, the probability of collisions between flotation gas bubbles, as well as between gas bubbles and particles, can be increased. Having several jet tubes can ensure a better distribution of the flotation gas bubbles within a flotation tank, and the bubbles exiting the jet tubes are distributed evenly throughout the flotation tank. The distribution areas of the individual jet tubes have the possibility of intersecting each other and converging, thus promoting a largely uniform distribution of the flotation gas bubbles in the flotation tank, which in turn can beneficially affect the recovery of especially small particles and also contribute to the aforementioned uniform and thick froth layer. When there are several jet tubes, collisions between flotation gas bubbles and/or particles in the slurry feed from different jet tubes are promoted, since the different flows intermingle and create local mixing sub-zones. As collisions increase, more bubble-particle agglomerates are created and captured in the foam layer, so the recovery of valuable material can be improved.
Mediante la generación de burbujas finas de gas de flotación o burbujas ultrafinas, poniéndolas en contacto con las partículas, y controlando la mezcla de la lechada líquido-aglomerados de partículas y burbujas de gas de flotación, puede ser posible maximizar la recuperación de partículas hidrófobas en la capa de espuma y en el flujo de desbordamiento superior o concentrado de la celda de flotación, aumentando así la recuperación del material deseado con independencia de su distribución granulométrica dentro de la lechada. Puede ser posible lograr una calidad elevada para una parte de la corriente de lechada, y a la vez, una recuperación elevada para toda la corriente de lechada que pasa a través de una línea de flotación. By generating fine flotation gas bubbles or ultrafine bubbles, bringing them into contact with the particles, and controlling the mixing of the liquid slurry, particle agglomerates, and flotation gas bubbles, it may be possible to maximize the recovery of hydrophobic particles in the froth layer and in the overflow or concentrate from the flotation cell, thereby increasing the recovery of the desired material regardless of its particle size distribution within the slurry. It may be possible to achieve high quality for a portion of the slurry stream, while simultaneously achieving high recovery for the entire slurry stream passing through a flotation line.
Disponiendo los tubos de chorro en una posición relativa a la estructura inferior se puede inducir y mejorar la mezcla de la lechada en una zona de mezcla que rodea la estructura inferior. Por ejemplo, las boquillas de salida de los tubos de chorro pueden disponerse a una profundidad adecuada, es decir, disponiéndolas a una distancia vertical específica del reborde de batea, la distribución de las burbujas de gas de flotación puede optimizarse de manera uniforme y constante. Como el tiempo de permanencia de las burbujas dentro de una zona de mezcla puede mantenerse lo suficientemente extenso mediante una profundidad adecuada de las boquillas de salida del tubo de chorro, las burbujas pueden ser capaces de entrar en contacto y adherirse a las partículas finas de la lechada de manera eficaz, mejorando así la recuperación de partículas más pequeñas, y también promoviendo la profundidad de la espuma, la estabilidad y la uniformidad en la parte superior del tanque de flotación. By arranging the jet tubes in a position relative to the lower structure, mixing of the slurry can be induced and improved in a mixing zone surrounding the lower structure. For example, by arranging the jet tube outlet nozzles at a suitable depth, i.e., arranging them at a specific vertical distance from the pan flange, the distribution of the flotation gas bubbles can be optimized in a uniform and consistent manner. Since the bubble residence time within a mixing zone can be kept sufficiently long by a suitable depth of the jet tube outlet nozzles, the bubbles can be able to contact and adhere to the fine slurry particles effectively, thereby improving the recovery of smaller particles and also promoting froth depth, stability, and uniformity in the upper portion of the flotation tank.
Por zona de mezcla se entiende aquí una parte o región vertical del tanque de flotación en la que tenga lugar la mezcla activa de partículas suspendidas en la lechada 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 en las que los flujos de lechada dirigidos radialmente hacia fuera por percutores individuales se encuentran y entremezclan. Esto puede favorecer aún más los contactos entre las burbujas de gas de flotación y las partículas, aumentando así la recuperación de partículas valiosas. Asimismo, esta mezcla adicional puede eliminar la necesidad de un mezclador mecánico para los sólidos en suspensión en la lechada. A mixing zone is understood here as a vertical portion or region of the flotation tank in which active mixing of suspended particles in the slurry with flotation gas bubbles takes place. In addition to this mixing zone created over an entire vertical section of the flotation tank, individual, separate, regional mixing subzones can be created in areas where the radially outwardly directed slurry flows from individual strikers meet and intermingle. This can further promote contact between the flotation gas bubbles and the particles, thereby increasing the recovery of valuable particles. Furthermore, this additional mixing can eliminate the need for a mechanical mixer for the suspended solids in the slurry.
Por zona de sedimentación se entiende una parte vertical de región del tanque de flotación en la que las partículas no asociadas a burbujas de gas de flotación o que de otro modo no pueden ascender hacia la zona de espuma sobre la parte superior del tanque de flotación descienden y se depositan hacia el fondo del tanque para ser eliminadas en los relaves como flujo de desbordamiento inferior. La zona de sedimentación está por debajo de la zona de mezcla. The settling zone refers to a vertical portion of the flotation tank region where particles not associated with buoyant gas bubbles or otherwise unable to rise to the froth zone above the flotation tank descend and settle to the bottom of the tank to be eliminated in the tailings as an underflow. The settling zone is below the mixing zone.
La celda de flotación, y la línea de flotación y su uso según la invención tienen el efecto técnico de permitir la recuperación flexible de diversos tamaños de partícula, así como la recuperación eficaz de partículas de mena que contengan mineral valioso a partir de materia prima de mineral de baja ley 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. The flotation cell, the flotation line, and their use according to the invention have the technical effect of enabling the flexible recovery of various particle sizes, as well as the efficient recovery of ore particles containing valuable minerals from low-grade ore feedstock with relatively low amounts of valuable minerals initially. The advantages provided by the flotation line structure allow the structural parameters of the flotation line to be precisely adjusted according to the target valuable material of each installation.
Tratando la lechada según la presente invención como se define en la presente divulgación, puede aumentarse la recuperación de partículas que contengan material valioso. La calidad inicial del material recuperado puede ser inferior, pero el material (es decir, la lechada) también se prepara por tanto con facilidad para su posterior procesamiento, que puede incluir, por ejemplo, una remolienda y/o su limpieza. By treating the slurry according to the present invention as defined in the present disclosure, the recovery of particles containing valuable material can be increased. The initial quality of the recovered material may be lower, but the material (i.e., the slurry) is also therefore easily prepared for further processing, which may include, for example, regrind and/or cleaning.
En esta divulgación, se utilizan las siguientes definiciones relativas a la flotación. In this disclosure, the following definitions relating to flotation are used.
Básicamente, la flotación tiene por objeto recuperar un concentrado de partículas de mena que comprendan un mineral valioso. Por concentrado se entiende aquí la parte de la lechada recuperada en el flujo de desbordamiento superior o el flujo de desbordamiento inferior conducidos al exterior de una celda de flotación. Por mineral valioso se entiende cualquier mineral, metal u otro material de valor comercial. Fundamentally, the purpose of flotation is to recover a concentrate of ore particles containing a valuable mineral. Concentrate here refers to the portion of the slurry recovered in the overflow or underflow conveyed outside a flotation cell. Valuable mineral refers to any mineral, metal, or other material of commercial value.
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, flotación por espuma, flotación por aire disuelto (DAF) o flotación por gas inducido. La flotación por espuma es un proceso para separar materiales hidrófobos de materiales hidrófilos mediante la adición de gas, por ejemplo, aire o nitrógeno o cualquier otro medio adecuado, al proceso. La flotación por espuma puede basarse en una diferencia hidrófila/hidrófoba natural o en diferencias hidrófilas/hidrófobas producidas por la adición de un surfactante o un producto químico colector. Se puede añadir gas a la materia prima objeto de flotación (lechada o pulpa) de varias maneras diferentes. Flotation involves phenomena related to the relative buoyancy of objects. The term flotation includes all flotation techniques. Flotation can be, for example, froth flotation, dissolved air flotation (DAF), or induced gas flotation. Froth flotation is a process for separating hydrophobic materials from hydrophilic materials by adding gas, for example, air or nitrogen, or any other suitable medium, to the process. Froth flotation can be based on a natural hydrophilic/hydrophobic difference or on hydrophilic/hydrophobic differences produced by the addition of a surfactant or a collecting chemical. Gas can be added to the raw material to be flotated (slurry or pulp) in several different ways.
Una celda de flotación destinada al tratamiento por flotación de partículas de mena de mineral suspendidas en lechada. De este modo, a partir de las partículas de mena suspendidas en la lechada se recuperan las partículas de mena que contienen metales valiosos. Por línea de flotación se entiende aquí una disposición de flotación en la que varias celdas de flotación están dispuestas en conexión de fluidos entre sí, de modo que el flujo de desbordamiento inferior de cada celda de flotación anterior se dirige a la celda de flotación siguiente o posterior como carga de entrada hasta la última celda de flotación de la línea de flotación, desde la cual el flujo de desbordamiento inferior se dirige afuera de la línea como relaves o flujo rechazado. La lechada se introduce 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 ser parte de una planta o disposición de flotación de mayores dimensiones que contenga una o más líneas de flotación. Por lo tanto, varios dispositivos o etapas de pretratamiento y postratamiento diferentes pueden estar en conexión operativa con los componentes de la disposición de flotación, tal y como es conocido para el experto en la materia. A flotation cell is intended for the flotation treatment of mineral ore particles suspended in slurry. In this way, ore particles containing valuable metals are recovered from the ore particles suspended in the slurry. A flotation line is understood here as a flotation arrangement in which several flotation cells are arranged in fluid connection with one another, such that the underflow from each preceding flotation cell is directed to the next or subsequent flotation cell as inlet charge up to the last flotation cell in the flotation line, from which the underflow is directed out of the line as tailings or reject flow. The slurry is introduced through a feed inlet to the first flotation cell in the flotation line to initiate the flotation process. A flotation line may be part of a larger flotation plant or arrangement containing one or more flotation lines. Therefore, several different pre-treatment and post-treatment devices or stages may be in operative connection with the components of the flotation arrangement, as is known to those skilled in the art.
Las celdas de flotación de una línea de flotación están conectadas entre sí en cuanto a los fluidos. La conexión de fluidos puede conseguirse mediante conductos de diferentes longitudes, tales como tuberías o tubos, cuya longitud dependerá de la construcción física general de la disposición de flotación. De manera alternativa, las celdas de flotación pueden estar dispuestas entre sí en conexión directa de celdas. Por conexión directa de celdas se entiende aquí una disposición mediante la que las paredes exteriores de dos celdas de flotación sucesivas cualesquiera estén conectadas entre sí para que una salida de una primera celda de flotación pueda estar conectada a la entrada de la siguiente celda de flotación sin ningún conducto separado. Un contacto directo reduce la necesidad de tuberías entre dos celdas de flotación adyacentes. Así, reduce la necesidad de componentes durante la construcción de la línea de flotación, acelerándose el proceso. Asimismo, 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. The flotation cells of a flotation line are fluidly connected to one another. The fluid connection can be achieved through conduits of varying lengths, such as pipes or tubes, the length of which depends on the overall physical construction of the flotation arrangement. Alternatively, the flotation cells can be arranged with one another in a direct cell connection. A direct cell connection refers to an arrangement whereby the outer walls of any two successive flotation cells are connected to one another so that an outlet of a first flotation cell can be connected to the inlet of the next flotation cell without any separate conduit. Direct contact reduces the need for piping between two adjacent flotation cells. This reduces the need for components during waterline construction, speeding up the process. It could also reduce sanding and simplify waterline maintenance. The fluid connections between the flotation cells can comprise various regulating mechanisms.
Por celda de flotación «contigua», «adyacente» o «colindante» se entiende aquí la celda de flotación inmediatamente posterior o anterior a cualquier celda de flotación, corriente abajo o corriente arriba, o 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 dirija el flujo de desbordamiento inferior de la celda de flotación de la línea de flotación de desbaste. By "contiguous", "adjacent" or "abutting" flotation cell is meant here the flotation cell immediately after or before any flotation cell, downstream or upstream, or whether on a roughing waterline, on a swept waterline or the relationship between a flotation cell on a roughing waterline and a flotation cell on a swept waterline to which the bottom overflow flow from the flotation cell on the roughing waterline is directed.
Por celda de flotación se entiende aquí un tanque o recipiente en el que se realice un paso 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 que sea simétrica radialmente de otro modo. El número de celdas de flotación puede variar de conformidad con una línea de flotación específica y/u operación para tratar un tipo y/o calidad específicos de mena, como es conocido para un experto en la materia. A flotation cell is understood here as a tank or vessel in which a flotation process step is performed. A flotation cell is typically cylindrical in shape, defined by one or more outer walls. Flotation cells typically have a circular cross-section. Flotation cells may also have a polygonal cross-section, such as rectangular, square, triangular, hexagonal, or pentagonal, or may be otherwise radially symmetrical. The number of flotation cells may vary according to a specific flotation line and/or operation for processing a specific type and/or quality of ore, as is known to those skilled in the art.
La celda de flotación puede ser una celda de flotación por 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 flujo de desbordamiento superior, dispuesto para recibir la lechada agitada del primer recipiente. La celda de flotación también puede ser una celda de flotación de lecho fluidizado (tal como una celda HydroFloatTM), donde el aire u otras burbujas de gas de flotación dispersadas por el sistema de fluidización se filtran a través de la zona de sedimentación obstaculizada y se adhieren al componente hidrófobo alterando su densidad y haciéndolo suficientemente flotante para que flote y sea 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 flujo de desbordamiento superior que funcione con un flujo de desbordamiento superior constante de la lechada. En una celda de flotación de flujo de desbordamiento superior, la lechada se trata introduciendo burbujas de gas de flotación en la lechada y creando un flujo ascendente continuo de lechada en la dirección vertical de la primera celda de flotación. Al menos parte de las partículas de mena que contienen metales valiosos se adhieren a las burbujas de gas y ascienden hacia arriba por flotabilidad, al menos parte de las partículas de mena que contienen metales valiosos se adhieren a las burbujas de gas y ascienden hacia arriba con el flujo ascendente continuo de la lechada, y al menos parte de las partículas de mena que contienen metales valiosos ascienden hacia arriba con el flujo ascendente continuo de la lechada. Las partículas de mena que contienen metales valiosos se recuperan conduciendo el flujo ascendente continuo de lechada afuera de la al menos una celda de flotación de flujo de desbordamiento superior como flujo de desbordamiento superior de lechada. Como la celda de flujo de desbordamiento superior funciona prácticamente sin profundidad de espuma ni capa de espuma, en la práctica no se forma ninguna zona de espuma sobre la superficie de la pulpa en la parte superior de la celda de flotación. La espuma puede no ser continua por la celda. El resultado de esto es que más partículas de mena que contengan mineral valioso pueden ser arrastradas a la corriente de concentrado, y la recuperación total de material valioso puede aumentar. The flotation cell may be a froth flotation cell such as a mechanically agitated cell, for example, a TankCell, a column flotation cell, a Jameson cell, or a double flotation cell. In a double flotation cell, the cell comprises at least two separate vessels, a first mechanically agitated pressure vessel with a mixer and a flotation gas inlet, and a second vessel with a tailings outlet and an overflow froth discharge, arranged to receive the agitated slurry from the first vessel. The flotation cell may also be a fluidized bed flotation cell (such as a HydroFloat™ cell), where air or other flotation gas bubbles dispersed by the fluidization system percolate through the hindered settling zone and adhere to the hydrophobic component, altering its density and rendering it sufficiently buoyant for it to float and be recovered. In a fluidized bed flotation cell, axial mixing is not required. The flotation cell may also be a top overflow flotation cell operating with a constant top overflow flow of slurry. In a top overflow flotation cell, the slurry is treated by introducing flotation gas bubbles into the slurry and creating a continuous upward flow of slurry in the vertical direction of the first flotation cell. At least some of the ore particles containing valuable metals adhere to the gas bubbles and rise upward by buoyancy, at least some of the ore particles containing valuable metals adhere to the gas bubbles and rise upward with the continuous upward flow of slurry, and at least some of the ore particles containing valuable metals rise upward with the continuous upward flow of slurry. The ore particles containing valuable metals are recovered by conducting the continuous upward flow of slurry out of the at least one top overflow flotation cell as an overflow flow of slurry. Since the top overflow cell operates with virtually no froth depth or froth layer, in practice, no froth zone forms on the pulp surface at the top of the flotation cell. The froth may not be continuous throughout the cell. This results in more ore particles containing valuable mineral being entrained into the concentrate stream, and the total recovery of valuable material may increase.
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 barrido en la parte de barrido, y las celdas de flotación de acabado del barrido de la línea de flotación de acabado del barrido pueden ser de un solo tipo de celda de flotación de manera que la disposición de flotación comprenda solamente un tipo de celdas de flotación como se ha citado anteriormente. De manera alternativa, una cantidad de celdas de flotación puede ser de un tipo, mientras que otras celdas son de uno o más tipos, de modo que la línea de flotación comprenda dos o más tipos de celdas de flotación como las citadas anteriormente. All of the flotation cells of a waterline according to the invention may be of a single type, i.e., the roughing flotation cells in the roughing portion, the sweeping flotation cells in the sweeping portion, and the sweep finishing flotation cells of the sweep finishing waterline may be of a single flotation cell type such that the flotation arrangement comprises only one type of flotation cells as recited above. Alternatively, a number of the flotation cells may be of one type, while other cells are of one or more types, such that the waterline comprises two or more types of flotation cells as recited above.
Dependiendo de su tipo, la celda de flotación puede comprender un mezclador para agitar la lechada y mantenerla en suspensión. Por mezclador se entiende aquí cualquier medio adecuado para agitar la lechada dentro de la celda de flotación. El mezclador puede ser un agitador mecánico. El agitador mecánico puede comprender un rotor-estátor con un motor y un eje de accionamiento, la construcción del rotor-estátor dispuesta en la parte inferior de la celda de flotación. La celda puede tener agitadores auxiliares dispuestos a mayor altura en la dirección vertical de la celda, para garantizar un flujo ascendente de la lechada continuo y suficientemente intenso. Depending on its type, the flotation cell may comprise a mixer for agitating the slurry and keeping it in suspension. A mixer here refers to any means suitable for agitating the slurry within the flotation cell. The mixer may be a mechanical agitator. The mechanical agitator may comprise a rotor-stator with a motor and a drive shaft, the rotor-stator structure arranged at the bottom of the flotation cell. The cell may have auxiliary agitators arranged at a higher height in the vertical direction of the cell to ensure a continuous and sufficiently intensive upward flow of the slurry.
Una celda de flotación puede comprender uno o más aglomeradores de espuma. Por aglomerador de espuma se entiende aquí un bloqueador de espuma, un deflector de espuma, una tabla de aglomeración o un dispositivo de tabla de aglomeración, o cualquier otra estructura o estructura lateral de este tipo, por ejemplo, una pared lateral, inclinada o vertical, que tenga un efecto de aglomeración, es decir, una pared lateral de aglomeración, que también puede ser una pared lateral de aglomeración interna al tanque de flotación, es decir, un aglomerador perimetral interno. A flotation cell may comprise one or more froth agglomerators. A froth agglomerator is understood here to mean a froth blocker, a froth deflector, an agglomeration board or an agglomeration board device, or any other such structure or side structure, for example, a side wall, inclined or vertical, having an agglomerating effect, i.e., an agglomeration side wall, which may also be an agglomeration side wall internal to the flotation tank, i.e., an internal perimeter agglomerator.
Mediante la utilización de un aglomerador de espuma, puede ser posible dirigir la denominada «espuma quebradiza», es decir, una capa de espuma de textura suelta que comprende por lo general burbujas de gas de flotación más grandes aglomeradas con las partículas de mena de mineral destinadas a la recuperación, de manera más eficaz y fiable hacia el reborde de flujo de desbordamiento superior de espuma y la batea de recogida de espuma. Una espuma quebradiza puede romperse con facilidad, ya que los aglomerados de burbujas de gas y partículas de mena son menos estables y tienen una tenacidad reducida. Dicha espuma o capa de espuma no puede sostener fácilmente el transporte de partículas de mena, y especialmente de partículas más gruesas, hacia el reborde de flujo de desbordamiento superior de espuma para su recogida en la batea, dando lugar por tanto a un retroceso de las partículas a la pulpa o lechada dentro de la celda o tanque de flotación, y a una recuperación reducida del material deseado. La espuma quebradiza se asocia normalmente a una mineralización baja, es decir, aglomerados de burbujas de gas y partículas de mena con una cantidad limitada de partículas de mena que comprendan un mineral deseado que hayan podido adherirse a las burbujas de gas durante el proceso de flotación dentro de una celda o tanque de flotación. El problema es especialmente acentuado 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 reborde de flujo de desbordamiento superior de espuma, para reducir la distancia de transporte de la espuma (reduciendo así el riesgo de retroceso) y, a la vez, mantener o incluso reducir la longitud del reborde de flujo de desbordamiento superior. Expresado de otro modo, el manejo y la dirección de la capa de espuma en una celda o tanque de flotación por espuma pueden ser más eficaces y sencillos. By using a froth agglomerator, it may be possible to direct so-called "friable froth," i.e., a loose-textured froth layer typically comprising larger flotation gas bubbles agglomerated with the mineral ore particles intended for recovery, more efficiently and reliably toward the froth overflow flange and the froth collection pan. A friable froth can break easily, since agglomerates of gas bubbles and ore particles are less stable and have reduced toughness. Such a froth or froth layer cannot readily sustain the transport of ore particles, and especially coarser particles, toward the froth overflow flange for collection in the pan, thereby resulting in retrogression of the particles into the pulp or slurry within the flotation cell or tank, and reduced recovery of the desired material. Brittle froth is typically associated with low mineralization, i.e., agglomerates of gas bubbles and ore particles with a limited amount of ore particles comprising a desired mineral that have been able to adhere to the gas bubbles during the flotation process within a flotation cell or tank. The problem is particularly acute in large flotation cells or in large-volume and/or large-diameter tanks. With the present invention, it may be possible to agglomerate and direct the froth toward the upper overflow froth flange, thereby reducing the froth transport distance (thus reducing the risk of backflow) while maintaining or even reducing the length of the upper overflow froth flange. In other words, the handling and direction of the froth layer in a froth flotation cell or tank can be more efficient and simpler.
También puede ser posible mejorar la recuperación de espuma y, con ello, la recuperación de partículas de minerales valiosos en celdas o tanques de flotación de gran tamaño a partir de espuma quebradiza específicamente en las etapas posteriores de una línea de flotación, por ejemplo, en las etapas de desbaste y/o de barrido de un proceso de flotación. It may also be possible to improve froth recovery and thus the recovery of valuable mineral particles in large flotation cells or tanks from brittle froth specifically in the later stages of a flotation line, for example, in the roughing and/or sweeping stages of a flotation process.
Asimismo, con la invención descrita en el presente documento, el área de espuma sobre la superficie de la lechada dentro de un tanque de flotación puede reducirse de una manera mecánicamente robusta y sencilla. De manera simultánea, puede reducirse la longitud total del reborde de flujo de desbordamiento superior en una unidad de flotación por espuma. En este caso, ha de entenderse que robustez significa simplicidad estructural y durabilidad. Al reducirse el área superficial de espuma de una unidad de flotación mediante un aglomerador de espuma en lugar de añadir bateas de recogida de espuma adicionales, la unidad de flotación por espuma en su conjunto puede ser una construcción más sencilla, por ejemplo, porque no haya necesidad de conducir la espuma recogida ni/o el flujo de desbordamiento superior afuera del aglomerador añadido. Por el contrario, desde una batea adicional, el flujo de desbordamiento superior recogido tendría que ser conducido al exterior, lo que aumentaría las piezas de construcción de la unidad de flotación. Furthermore, with the invention described herein, the froth area on the slurry surface within a flotation tank can be reduced in a mechanically robust and simple manner. Simultaneously, the overall length of the top overflow flange in a froth flotation unit can be reduced. Robustness in this case is to be understood as meaning structural simplicity and durability. By reducing the froth surface area of a flotation unit by using a froth agglomerator instead of adding additional froth collection pans, the froth flotation unit as a whole can be a simpler construction, for example, because there is no need to channel the collected froth and/or the top overflow flow away from the added agglomerator. Conversely, from an additional pan, the collected top overflow flow would have to be channeled to the outside, which would increase the construction of the flotation unit.
Especialmente en el extremo corriente abajo de una línea de flotación, la cantidad de material deseado que puede quedar atrapado en la espuma dentro de la lechada puede ser muy reducida. Para recoger este material de la capa de espuma a las bateas de recogida de espuma, debe reducirse el área superficial de espuma. Disponiendo un aglomerador de espuma en el tanque de flotación, se puede controlar la superficie de espuma abierta entre los rebordes de flujo de desbordamiento superior de espuma. El aglomerador puede utilizarse para dirigir o guiar la lechada que fluye hacia arriba dentro del tanque de flotación aproximándola a un reborde de flujo de desbordamiento superior de espuma de una batea de recogida de espuma, permitiendo o facilitando así la formación de espuma muy cerca del reborde de flujo de desbordamiento superior de espuma, lo que puede aumentar la recogida de partículas de mena valiosa. 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 mena y burbujas de gas en la capa de espuma. Por ejemplo, si las burbujas de gas y/o el flujo del aglomerado de partículas de mena y burbujas de gas se dirige hacia el centro de un tanque de flotación, puede utilizarse un aglomerador de espuma para aumentar el área de espuma en el perímetro del tanque, y/o más cerca de cualquier reborde de flujo de desbordamiento superior de espuma deseado. Además, puede ser posible reducir la superficie de espuma abierta en relación con la longitud del reborde, mejorándose así la eficacia de la recuperación en la celda de flotación por espuma. Particularly at the downstream end of a flotation line, the amount of desired material that can be entrapped in the froth within the slurry can be very small. To collect this material from the froth bed to the froth collection pans, the froth surface area must be reduced. By providing a froth agglomerator in the flotation tank, the open froth surface between the froth overflow ribs can be controlled. The agglomerator can be used to direct or guide the upwardly flowing slurry within the flotation tank toward a froth overflow rib of a froth collection pan, thereby allowing or facilitating froth formation very close to the froth overflow rib, which can enhance the collection of valuable ore particles. The froth agglomerator can also influence the overall convergence of flotation gas bubbles and/or agglomerates of ore particles and gas bubbles in the froth bed. For example, if the gas bubbles and/or the agglomerate flow of ore particles and gas bubbles is directed toward the center of a flotation tank, a froth agglomerator can be used to increase the froth area at the perimeter of the tank, and/or closer to any desired froth overflow ridge. Furthermore, it may be possible to reduce the open froth surface area relative to the ridge length, thereby improving recovery efficiency in the froth flotation cell.
Por tubo de chorro se entiende un dispositivo doble de alta cizalladura en el que se introduzca gas de flotación en la carga de lechada, creando así burbujas de gas de flotación más finas que puedan 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 según la invención funciona bajo presión, y no se necesita vacío. A jet tube is understood to mean a high-shear double device in which flotation gas is introduced into the slurry feed, thereby creating finer flotation gas bubbles that can also trap finer particles during bubble formation in the jet tube. In particular, a jet tube in a flotation cell according to the invention operates under pressure, and no vacuum is required.
Por flujo de desbordamiento superior se entiende aquí la parte de la lechada recogida en la batea de la celda de flotación y que por tanto sale de la celda de flotación. El flujo de desbordamiento superior puede comprender espuma, espuma y lechada o, en algunos casos, solo o en su mayor parte lechada. En algunas formas de realización, el flujo de desbordamiento superior puede ser un flujo aceptado que contenga las partículas de material valioso recogidas de la lechada. En otras formas de realización, el flujo de desbordamiento superior puede ser un flujo rechazado. Este es el caso cuando la disposición, planta y/o método de flotación se utilizan en flotación inversa. The term "overflow" refers here to the portion of the slurry collected in the flotation cell pan and thus exiting the flotation cell. The overflow may comprise froth, froth and slurry, or in some cases, only or mostly slurry. In some embodiments, the overflow may be an accepted flow containing the valuable material particles collected from the slurry. In other embodiments, the overflow may be a rejected flow. This is the case when the flotation arrangement, plant, and/or method are used in reverse flotation.
Por flujo de desbordamiento inferior se entiende aquí la fracción o parte de la lechada que no flota a la superficie de la lechada en el proceso de flotación. En algunas formas de realización, el flujo de desbordamiento inferior puede ser un flujo rechazado que salga de una celda de flotación a través de una salida, que normalmente está dispuesta en la parte inferior de la celda de flotación. Finalmente, el flujo de desbordamiento inferior de la celda de flotación final de una línea de flotación o de una disposición de flotación puede salir de toda la disposición como flujo de relaves o residuo final de una planta de flotación. En algunas formas de realización, el flujo de desbordamiento inferior puede ser un flujo aceptado que contenga las partículas de minerales valiosos. Este es el caso en el que la celda de flotación o la línea de flotación se utiliza en flotación inversa. The term "bottom overflow" refers to the fraction or portion of the slurry that does not float to the surface of the slurry during the flotation process. In some embodiments, the bottom overflow may be a rejected flow exiting a flotation cell through an outlet, typically arranged at the bottom of the flotation cell. Finally, the bottom overflow from the final flotation cell of a flotation line or flotation arrangement may exit the entire arrangement as tailings or final residue from a flotation plant. In some embodiments, the bottom overflow may be an accepted flow containing valuable mineral particles. This is the case where the flotation cell or flotation line is used in reverse flotation.
Por flotación inversa se entiende aquí un proceso de flotación inversa utilizado normalmente en la recuperación de hierro. En ese caso, el proceso de flotación es dirigido para recoger la parte no valiosa del flujo de lechada en el flujo de desbordamiento superior. En el proceso de flotación inversa para el hierro, el flujo de desbordamiento superior suele contener silicatos, mientras que las partículas de minerales valiosos que contienen hierro se recogen en el flujo de desbordamiento inferior. La flotación inversa también puede utilizarse para minerales industriales, es decir, minerales geológicos extraídos por sus valores comerciales que no sean combustibles ni fuentes de metales, tales como la bentonita, la sílice, el yeso y el talco. Reverse flotation refers here to a reverse flotation process typically used in iron recovery. In this case, the flotation process is directed to collect the non-valuable portion of the slurry flow in the upper overflow. In the reverse flotation process for iron, the upper overflow typically contains silicates, while valuable iron-containing mineral particles are collected in the lower overflow. Reverse flotation can also be used for industrial minerals, i.e., geological minerals mined for their commercial value other than fuels or sources of metals, such as bentonite, silica, gypsum, and talc.
Por corriente abajo se entiende aquí la dirección coincidente con el flujo de lechada hacia los relaves (corriente de avance, indicada en las figuras con flechas), y por corriente arriba se entiende aquí la dirección contracorriente a o contra el flujo de lechada. Downstream here refers to the direction coinciding with the flow of slurry towards the tailings (forward flow, indicated in the figures by arrows), and upstream here refers to the direction countercurrent to or against the flow of slurry.
Por concentrado se entiende aquí la parte flotada o fracción de lechada de partículas de mena que comprende un mineral valioso. En la flotación normal, el concentrado es la parte de la lechada que flota a la capa de espuma y que, por tanto, se recoge en las bateas como flujo de desbordamiento superior. Un primer concentrado de concentración puede incluir partículas de mena que comprendan un mineral valioso, mientras que un segundo concentrado de concentración puede comprender partículas de mena que comprendan otro mineral valioso. De manera alternativa, las definiciones distintivas primera, segunda, pueden referirse a dos concentrados de concentración de partículas de mena que comprendan el mismo mineral valioso pero dos distribuciones granulométricas claramente diferentes. The term "concentrate" refers here to the floated portion or slurry fraction of ore particles comprising a valuable mineral. In normal flotation, the concentrate is the portion of the slurry that floats to the froth layer and is therefore collected in the pans as an overflow. A first concentration concentrate may include ore particles comprising a valuable mineral, while a second concentration concentrate may comprise ore particles comprising another valuable mineral. Alternatively, the distinctive definitions first and second may refer to two concentration concentrates of ore particles comprising the same valuable mineral but with two distinctly different particle size distributions.
Por flotación de desbaste, parte de desbaste de la línea de flotación, etapa de desbaste y/o celdas de desbaste se entiende aquí una etapa de flotación que produzca un concentrado. El objetivo es extraer la máxima cantidad del mineral valioso con un tamaño de partícula tan grueso como sea posible. El objetivo principal de una etapa de desbaste es recuperar la mayor cantidad posible de minerales valiosos, con menor énfasis en la calidad del concentrado producido. The term rough flotation, rough flotation part of the waterline, rough stage, and/or roughing cells refers to a flotation stage that produces a concentrate. The objective is to extract the maximum amount of valuable mineral with as coarse a particle size as possible. The primary objective of a rough stage is to recover as much valuable mineral as possible, with less emphasis on the quality of the concentrate produced.
El concentrado del desbaste se somete normalmente a etapas adicionales de flotación de acabado en una línea de flotación de acabado del desbaste para rechazar más de los minerales indeseables que también se hayan trasladado a la espuma, en un proceso conocido como acabado. El producto del acabado se conoce como concentrado de acabado o concentrado final. The rough concentrate typically undergoes additional finishing flotation stages in a rough finishing flotation line to reject more of the undesirable minerals that have also migrated to the froth, in a process known as finishing. The finished product is known as the finishing concentrate or final concentrate.
A la flotación de desbaste le sigue a menudo la flotación de barrido que se aplica a los relaves del 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 sea recuperar cualquier material mineral valioso que no se haya recuperado durante la etapa de desbaste inicial. Esto podría conseguirse cambiando las condiciones de flotación para hacerlas más rigurosas que el desbaste inicial o, en algunas formas de realización de la invención, mediante la introducción de microburbujas en la lechada. El concentrado de una celda o etapa de barrido podría devolverse a la alimentación de desbaste para su reflotación o dirigirse a una etapa de remolienda y, tras ello, a una línea de flotación de acabado del barrido. Rough flotation is often followed by sweep flotation, which is applied to the rough tailings. A sweep flotation, part-waterline sweep, sweep stage, and/or sweep cell refers to a flotation stage in which the objective is to recover any valuable mineral material not recovered during the initial roughing stage. This could be achieved by changing the flotation conditions to make them more stringent than the initial roughing or, in some embodiments of the invention, by introducing microbubbles into the slurry. The concentrate from a sweep cell or stage could be returned to the rough feed for refloating or directed to a regrind stage and, thereafter, to a sweep finishing flotation line.
Por flotación de acabado, una línea de acabado del desbaste/barrido, etapa de acabado/acabadora y/o una celda de acabado se entiende una etapa de flotación en la que el objetivo del acabado sea producir una calidad del concentrado tan elevada como sea posible. Finishing flotation, a roughing/sweeping finishing line, finishing/finishing stage and/or a finishing cell means a flotation stage in which the finishing objective is to produce as high a quality of concentrate as possible.
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 para un experto en la materia. Un procesamiento posterior puede incluir también al menos uno de los siguientes: una celda de flotación adicional, que puede ser una celda de flotación de acabado convencional, una celda de recuperación, una celda de desbaste o una celda de barrido. Pretreatment and/or post-treatment and/or further processing means, for example, crushing, grinding, separation, screening, classification, fractionation, conditioning, or cleaning, all of which are conventional processes known to those skilled in the art. Further processing may also include at least one of the following: an additional flotation cell, which may be a conventional finishing flotation cell, a recovery cell, a roughing cell, or a sweeping cell.
Por nivel de la superficie de la lechada se entiende aquí la altura de la superficie de la lechada dentro de la celda de flotación medida desde el fondo de la celda de flotación hasta el reborde de batea de la celda de flotación. En efecto, la altura de la lechada es igual a la altura de un reborde de batea de una celda de flotación, medida desde el fondo de la celda de flotación hasta el reborde de batea de la celda de flotación. A modo de ejemplo, dos celdas de flotación sucesivas cualesquiera pueden estar dispuestas de manera escalonada en una línea de flotación, de modo que el nivel de la superficie de la lechada de tales celdas de flotación sea diferente (es decir, que el nivel de la superficie de la lechada de la primera de tales celdas de flotación sea más alto que el nivel de la superficie de la lechada de la segunda de tales celdas de flotación). Esta diferencia en los niveles de la superficie de las lechadas se define aquí como «escalón» entre dos celdas de flotación sucesivas cualesquiera. El escalón o la diferencia en los niveles de la superficie de las lechadas es una diferencia que permite que el flujo de lechada sea conducido por la fuerza de la gravedad o gravitatoria, mediante la creación de un cabezal hidráulico entre las dos celdas de flotación sucesivas. The slurry surface level here refers to the height of the slurry surface within the flotation cell, measured from the bottom of the flotation cell to the pan flange of the flotation cell. The slurry height is, in fact, equal to the height of a pan flange of a flotation cell, measured from the bottom of the flotation cell to the pan flange of the flotation cell. For example, any two successive flotation cells may be arranged in a staggered manner on a waterline, such that the slurry surface level of such flotation cells is different (i.e., the slurry surface level of the first such flotation cell is higher than the slurry surface level of the second such flotation cell). This difference in slurry surface levels is defined here as the "step" between any two successive flotation cells. The step or difference in slurry surface levels is a difference that allows the slurry flow to be driven by the force of gravity, by creating a hydraulic head between the two successive flotation cells.
Por línea de flotación se entiende aquí un conjunto o disposición que comprenda varias unidades de flotación o celdas de flotación en las que se realice una etapa de flotación, y que estén dispuestas en conexión de fluidos entre sí para permitir el flujo de lechada conducido por la gravedad o bombeado entre celdas de flotación, para formar una línea de flotación. En una línea de flotación, varias celdas de flotación están dispuestas en conexión de fluidos entre sí, de modo que el flujo de desbordamiento inferior de cada celda de flotación anterior se dirige a la celda de flotación siguiente o posterior como carga de entrada hasta la última celda de flotación de la línea de flotación, desde la cual el flujo de desbordamiento inferior se dirige afuera de la línea como relaves o flujo rechazado. También es concebible que una línea de flotación pueda comprender solo una etapa de flotación realizada en una celda de flotación o, por ejemplo, en dos o más celdas de flotación paralelas. A waterline is understood here as an assembly or arrangement comprising several flotation units or flotation cells in which a flotation stage is carried out, and which are arranged in fluid connection with one another to allow the flow of slurry driven by gravity or pumped between flotation cells, to form a waterline. In a waterline, several flotation cells are arranged in fluid connection with one another, such that the underflow from each preceding flotation cell is directed to the next or subsequent flotation cell as inflow charge up to the last flotation cell of the waterline, from which the underflow is directed out of the line as tailings or reject flow. It is also conceivable that a waterline may comprise only one flotation stage carried out in one flotation cell or, for example, in two or more parallel flotation cells.
La lechada se introduce 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 ser parte de una planta de tratamiento de mayores dimensiones que contenga una o más líneas de flotación, y una serie de otras etapas del proceso para la liberación, la limpieza y otros tratamientos de un material deseado. Por lo tanto, varios dispositivos o disposiciones de pretratamiento y postratamiento diferentes pueden estar en conexión operativa con los componentes de la línea de flotación, tal y como es conocido para el experto en la materia. The slurry is introduced through a feed inlet into the first flotation cell of the waterline to initiate the flotation process. The waterline may be part of a larger treatment plant containing one or more waterlines and a series of other process steps for the liberation, cleaning, and other treatment of a desired material. Thus, several different pretreatment and posttreatment devices or arrangements may be in operative connection with the components of the waterline, as is known to those skilled in the art.
Por burbujas ultrafinas se entienden aquí burbujas de gas de flotación que se encuentren en un rango de tamaños de entre 0,05 mm y 0,7 mm, introducidas en la lechada en un tubo de chorro. En cambio, las burbujas de gas de flotación «normales» utilizadas en la flotación por espuma presentan un rango de tamaños de aproximadamente entre 0,8 y 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 carga de lechada antes de que esta se introduzca en un tanque de flotación, no es probable que se produzca tal coalescencia con las burbujas ultrafinas, y su tamaño puede seguir siendo más pequeño a lo largo de su permanencia en la celda de flotación, afectando así a la capacidad de las burbujas ultrafinas de atrapar partículas finas. Ultrafine bubbles are understood here to mean flotation gas bubbles in the size range of 0.05 mm to 0.7 mm, introduced into the slurry in a jet tube. In contrast, "normal" flotation gas bubbles used in froth flotation have a size range of approximately 0.8 to 2 mm. Larger flotation gas bubbles may tend to coalesce into even larger bubbles during their residence in the mixing zone, where collisions occur between particles and flotation gas bubbles, as well as between flotation gas bubbles alone. Since ultrafine bubbles are introduced into the slurry batch before it is introduced into a flotation tank, such coalescence with ultrafine bubbles is unlikely to occur, and their size may remain smaller throughout their residence in the flotation cell, thereby affecting the ability of ultrafine bubbles to entrap fine particles.
En la celda de flotación según la invención, la boquilla de salida está configurada para producir una onda de choque supersónica en la carga de lechada, induciendo la onda de choque supersónica la formación de aglomerados de partículas y burbujas de gas de flotación. In the flotation cell according to the invention, the outlet nozzle is configured to produce a supersonic shock wave in the slurry charge, the supersonic shock wave inducing the formation of particle agglomerates and flotation gas bubbles.
Se crea una onda de choque supersónica cuando la velocidad de la carga de lechada que pasa a través de la boquilla de salida supera la velocidad del sonido, es decir, el flujo de carga de lechada 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 carga de lechada corriente abajo de la parte estranguladora 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 carga de lechada se dividen en otras aún más pequeñas al ser forzadas a través de la onda de choque, y son forzadas a entrar en contacto con las partículas de mena hidrófobas en la carga de lechada, creando así aglomerados de burbujas de gas de flotación y partículas de mena. La onda de choque supersónica producida en la carga de lechada en la descarga de la boquilla de salida se traslada a la lechada dentro del tanque de flotación inmediatamente adyacente a una boquilla de salida, promoviendo así la formación de burbujas de gas de flotación también en la lechada fuera de las boquillas de salida. Después de salir de la boquilla de salida, las partículas finas de mena pueden entrar en contacto con las pequeñas burbujas de gas de flotación por segunda vez, ya que hay varios de tales 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 de lechada que se entremezclan que salen de los tubos de chorro. A supersonic shock wave is created when the velocity of the slurry charge passing through the outlet nozzle exceeds the speed of sound, i.e., the slurry charge flow is throttled when the ratio of the absolute pressure upstream of the outlet nozzle to the absolute pressure downstream of the outlet nozzle throttle exceeds a critical value. When the pressure ratio exceeds the critical value, the slurry charge flow downstream of the throttling portion of the outlet nozzle becomes supersonic, and a shock wave is formed. The small buoyancy gas bubbles in the slurry charge mixture are broken up into even smaller ones as they are forced through the shock wave, and are forced into contact with the hydrophobic ore particles in the slurry charge, thereby creating agglomerates of buoyancy gas bubbles and ore particles. The supersonic shock wave produced in the slurry charge at the outlet nozzle discharge transfers to the slurry within the flotation tank immediately adjacent to an outlet nozzle, thereby promoting the formation of flotation gas bubbles also in the slurry outside the outlet nozzles. After exiting the outlet nozzle, the fine ore particles may come into contact with the small flotation gas bubbles for a second time, since there are several such jet tubes/outlet nozzles discharging into a common mixing zone in which the probability of secondary bubble-particle contacts increases due to the intermixing slurry flows exiting the jet tubes.
En una forma de realización de la celda de flotación, una altura del tanque de flotación, medida como la distancia desde el fondo hasta el reborde de batea, es en el perímetro del tanque de flotación como máximo un 20 % menor que en el centro del tanque de flotación. In one embodiment of the flotation cell, a height of the flotation tank, measured as the distance from the bottom to the rim of the pan, is at most 20% lower at the perimeter of the flotation tank than at the center of the flotation tank.
En una forma de realización de la celda de flotación, la sección transversal vertical de la estructura inferior es un triángulo funcional que comprende un primer vértice que señala en la dirección contraria al fondo del tanque de flotación, un segundo vértice y un tercer vértice; un primer lado entre el primer vértice y el segundo vértice; un segundo lado entre el primer vértice y el tercer vértice; y una base entre el segundo y tercer vértices sobre el fondo del tanque de flotación; y un eje central esencialmente concéntrico al centro del tanque de flotación. In one embodiment of the flotation cell, the vertical cross-section of the lower structure is a functional triangle comprising a first vertex pointing away from the bottom of the flotation tank, a second vertex, and a third vertex; a first side between the first vertex and the second vertex; a second side between the first vertex and the third vertex; and a base between the second and third vertices on the bottom of the flotation tank; and a central axis substantially concentric with the center of the flotation tank.
En otra forma de realización de la celda de flotación, el ángulo de base entre el primer lado y la base, o el segundo lado y la base con respecto al fondo del tanque de flotación es de entre 20 y 60 °. In another embodiment of the flotation cell, the base angle between the first side and the base, or the second side and the base with respect to the bottom of the flotation tank is between 20 and 60°.
En otra forma de realización de la celda de flotación, el ángulo incluido entre el primer lado y el segundo lado es de entre 20 y 100 °, preferentemente de entre 20 y 80 °. In another embodiment of the flotation cell, the included angle between the first side and the second side is between 20 and 100°, preferably between 20 and 80°.
En otra forma de realización de la celda de flotación, la estructura inferior comprende una base sobre el fondo del tanque de flotación y definida por la base del triángulo funcional, y un revestimiento definido al menos por los vértices primero, segundo y tercero del triángulo funcional. In another embodiment of the flotation cell, the lower structure comprises a base on the bottom of the flotation tank and defined by the base of the functional triangle, and a lining defined at least by the first, second and third vertices of the functional triangle.
En otra forma de realización más de la celda de flotación, el revestimiento está definido al menos parcialmente por los lados primero y segundo del triángulo funcional. In yet another embodiment of the flotation cell, the liner is at least partially defined by the first and second sides of the functional triangle.
En una forma de realización de la celda de flotación, una altura de la estructura inferior es mayor que 1/5 y menor que 3/4 de una altura del tanque de flotación (10), medida como la distancia desde el fondo hasta el reborde de batea. In one embodiment of the flotation cell, a height of the lower structure is greater than 1/5 and less than 3/4 of a height of the flotation tank (10), measured as the distance from the bottom to the pan rim.
Disponiendo una estructura inferior en el fondo de un tanque de flotación, extendiéndose la estructura inferior hacia arriba en el tanque de flotación, puede ser posible obtener una mejor distribución de partículas finas y/o pequeñas suspendidas en la lechada. En el centro del tanque de flotación, las partículas no pueden descender y depositarse, ya que el flujo de carga de lechada 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 han podido desprender de las burbujas de gas de flotación e iniciar su descenso pueden ser capturadas de nuevo 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, con la mayor probabilidad sin valor, se asienten y desciendan para ser eliminadas de manera eficiente del tanque de flotación. Esta zona de sedimentación no se ve afectada por el flujo de carga de lechada procedente de los tubos de chorro. Asimismo, tal zona relativamente en calma puede impedir la formación de cortocircuitos de los flujos de lechada dentro del tanque de flotación, donde el mismo material de lechada se mantiene recirculando dentro del tanque sin ser separado adecuadamente ni depositarse. Las características anteriores pueden favorecer una mayor recuperación de partículas finas. By providing a substructure at the bottom of a flotation tank, extending the substructure upward into the flotation tank, it may be possible to achieve a better distribution of fine and/or small particles suspended in the slurry. In the center of the flotation tank, the particles cannot descend and settle, since the slurry charge flow from the jet tubes can reach the elevated central part of the flotation tank, ensuring good mixing in that part. Particles that have already been able to detach from the flotation gas bubbles and begin their descent can be captured again by the bubbles due to the turbulent conditions of the mixing zone. Furthermore, the bottom of the flotation tank closest to the tank perimeter has a zone of sufficient depth to allow unfloated particles, most likely worthless, to settle and descend to be efficiently removed from the flotation tank. This settling zone is not affected by the slurry charge flow from the jet tubes. Furthermore, such a relatively calm zone can prevent the formation of short-circuits in slurry flows within the flotation tank, where the same slurry material continues to recirculate within the tank without being adequately separated or settled. The above characteristics can favor greater recovery of fine particles.
En una forma de realización de la celda de flotación, el tanque de flotación comprende además un aglomerador de espuma central dispuesto a una distancia del fondo del tanque de flotación. In one embodiment of the flotation cell, the flotation tank further comprises a central froth agglomerator arranged at a distance from the bottom of the flotation tank.
En otra forma de realización de la celda de flotación, una altura de la estructura inferior es entre 1/3 y 3/4 de la distancia del aglomerador de espuma central con respecto al fondo del tanque de flotación. In another embodiment of the flotation cell, a height of the lower structure is between 1/3 and 3/4 of the distance of the central froth agglomerator from the bottom of the flotation tank.
En una forma de realización de la celda de flotación, el tanque de flotación comprende además un aglomerador de espuma perimetral interno, un punto más bajo del aglomerador de espuma perimetral interno dispuesto a una distancia del fondo del tanque de flotación. In one embodiment of the flotation cell, the flotation tank further comprises an internal perimeter foam agglomerator, a lowest point of the internal perimeter foam agglomerator arranged at a distance from the bottom of the flotation tank.
En otra forma de realización de la celda de flotación, la relación entre una altura de la estructura inferior y la distancia del punto más bajo del aglomerador de espuma perimetral interno con respecto al fondo del tanque de flotación es 1,0 o inferior. In another embodiment of the flotation cell, the ratio of a height of the lower structure to the distance of the lowest point of the inner perimeter foam agglomerator relative to the bottom of the flotation tank is 1.0 or less.
En una forma de realización de la celda de flotación, un diámetro de una base de la estructura inferior es entre 1/4 y 3/4 de un diámetro del fondo del tanque de flotación. In one embodiment of the flotation cell, a diameter of a base of the lower structure is between 1/4 and 3/4 of a diameter of the bottom of the flotation tank.
En una forma de realización de la celda de flotación, el área superficial de una base de la estructura inferior es entre el 25 y el 80 % del área superficial del fondo del tanque de flotación. In one embodiment of the flotation cell, the surface area of a base of the lower structure is between 25 and 80% of the surface area of the bottom of the flotation tank.
En una forma de realización de la celda de flotación, la relación de la altura del tanque de flotación, medida como la distancia desde el fondo hasta el reborde de batea, con respecto al diámetro del tanque de flotación, medido a una altura de la boquilla de salida desde el fondo es de entre 0,5 y 1,5; es decir, la relación entre la altura del tanque y el diámetro del tanque es de entre 0,5 y 1,5. In one embodiment of the flotation cell, the ratio of the height of the flotation tank, measured as the distance from the bottom to the rim of the pan, to the diameter of the flotation tank, measured at a height of the outlet nozzle from the bottom, is between 0.5 and 1.5; that is, the ratio of the height of the tank to the diameter of the tank is between 0.5 and 1.5.
En una forma de realización de la celda de flotación, el volumen del tanque de flotación es de al menos 20 m3, preferentemente de entre 20 y 1.000 m3. In one embodiment of the flotation cell, the volume of the flotation tank is at least 20 m3, preferably between 20 and 1,000 m3.
Disponiendo un tanque de flotación para que tenga un volumen suficiente se puede controlar mejor el proceso de flotación. La distancia de ascenso a la capa de espuma sobre 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 mena y burbujas de gas de flotación permanezcan juntos hasta que la capa de espuma y el retroceso de partículas puedan reducirse. Asimismo, se puede alcanzar una velocidad de ascenso de las 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, mediante un rotor, y las partículas que comprenden mineral valioso, mejorando así la tasa de recuperación del mineral valioso, así como la eficiencia general de la disposición de flotación. Las celdas de flotación de mayor tamaño tienen una mayor selectividad, ya que pueden producirse más colisiones entre las burbujas de gas y las partículas de mena debido al mayor tiempo que la lechada permanece en la celda de flotación. Por lo tanto, la mayoría de las partículas de mena que comprenden mineral valioso pueden flotar. Además, el retroceso de las partículas de mena flotantes puede ser mayor, lo que significa que las partículas de mena que comprendan una cantidad muy baja de mineral valioso vuelven a caer al fondo de la celda de flotación. Por lo tanto, la calidad del flujo de desbordamiento superior y/o concentrado de las celdas de flotación más grandes puede ser mayor. By arranging a flotation tank with sufficient volume, the flotation process can be better controlled. The rise distance to the froth layer above the top of the flotation tank does not become too great, which can help ensure that the agglomerates of ore particles and flotation gas bubbles remain together until the froth layer and particle setback can be reduced. Likewise, an adequate bubble rise velocity can be achieved to maintain good concentrate quality. Using flotation cells with a sufficient volumetric size increases the probability of collisions between gas bubbles created in the flotation cells, for example, by a rotor, and particles comprising valuable mineral, thereby improving the recovery rate of the valuable mineral as well as the overall efficiency of the flotation arrangement. Larger flotation cells have greater selectivity, as more collisions can occur between gas bubbles and ore particles due to the longer time the slurry remains in the flotation cell. Therefore, most of the ore particles containing valuable minerals can float. Furthermore, the setback of floating ore particles can be greater, meaning that ore particles containing very little valuable mineral fall back to the bottom of the flotation cell. Therefore, the quality of the overflow and/or concentrate from larger flotation cells can be higher.
Estos tipos de celdas de flotación pueden garantizar una calidad elevada. Asimismo, puede mejorarse la eficiencia global de la celda de flotación y/o de toda la línea de flotación. Además, en el caso de que las primeras celdas de flotación en una línea de flotación tengan un volumen relativamente elevado, puede suceder 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 mena que comprendan mineral valioso de ley alta. 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. These types of flotation cells can guarantee high quality. Furthermore, the overall efficiency of the flotation cell and/or the entire flotation line can be improved. Furthermore, if the first flotation cells in a flotation line have a relatively high volume, there may be no need for large subsequent flotation cells; instead, the flotation cells downstream of the first flotation cell(s) can be smaller and therefore more efficient. In the flotation processes of certain minerals, it may be easy to float a significant portion of the ore particles comprising high-grade valuable mineral. In that case, it may be possible to have smaller volume flotation cells downstream of the flotation line and still achieve a high recovery rate.
En una forma de realización de la celda de flotación según la invención, la celda de flotación comprende entre 2 y 40 tubos de chorro, preferentemente entre 4 y 24 tubos de chorro. In one embodiment of the flotation cell according to the invention, the flotation cell comprises between 2 and 40 jet tubes, preferably between 4 and 24 jet tubes.
El número de tubos de chorro influye directamente en la cantidad de gas de flotación que puede dispersarse en la lechada. 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 a burbuja de entre 0,50 y 0,60. El aumento del tamaño medio de las burbujas afectará negativamente al flujo del área superficial de las burbujas (Sb), lo que significa que la recuperación puede disminuir. En una celda de flotación según la invención, con tubos de chorro presurizados, puede introducirse significativamente más gas de flotación en el proceso sin aumentar el tamaño de las burbujas ni disminuir el Sb, ya que las burbujas de gas de flotación creadas en la carga de lechada siguen siendo relativamente pequeñas en comparación con los procesos convencionales. Por otro lado, manteniendo el número de tubos de chorro lo más reducido posible, los costes de reacondicionamiento de las celdas de flotación existentes, o las inversiones en la puesta en marcha de tales celdas de flotación pueden mantenerse bajo control sin causar ninguna pérdida de rendimiento de flotación de las celdas de flotación. The number of jet tubes directly influences the amount of flotation gas that can be dispersed in the slurry. In conventional froth flotation, dispersing an increasing amount of flotation gas would lead to an increase in the size of the flotation gas bubbles. For example, in a Jameson cell, an air-to-bubble ratio of between 0.50 and 0.60 is used. Increasing the average bubble size will negatively affect the bubble surface area (Sb) flux, meaning that recovery may decrease. In a flotation cell according to the invention, with pressurized jet tubes, significantly more flotation gas can be introduced into the process without increasing bubble size or decreasing Sb, since the flotation gas bubbles created in the slurry charge remain relatively small compared to conventional processes. On the other hand, by keeping the number of jet tubes as small as possible, the costs of reconditioning existing flotation cells, or the investments in commissioning such flotation cells, can be kept under control without causing any loss of flotation performance of the flotation cells.
En una forma de 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. In one embodiment of the flotation cell, the jet tubes are arranged concentrically to the perimeter of the flotation tank at a distance from the center of the flotation tank.
En una forma de realización de la celda de flotación, los tubos de chorro están dispuestos en paralelo a la pared lateral del tanque de flotación, a una distancia de la pared lateral. In one embodiment of the flotation cell, the jet tubes are arranged parallel to the side wall of the flotation tank, at a distance from the side wall.
La cantidad exacta 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. Al disponerse una cantidad suficiente de tubos de chorro en una celda de flotación, y al disponerlos de una manera específica con respecto al centro del tanque de flotación y el perímetro y/o la pared lateral, se puede asegurar una distribución uniforme de las burbujas ultrafinas, así como un efecto de mezcla uniforme causado por las fuerzas de cizalladura dentro del tanque asegurado. The exact number of jet tubes within a flotation cell can depend on the size or volume of the flotation tank, the type of material to be collected, and other process parameters. By arranging a sufficient number of jet tubes in a flotation cell, and by arranging them in a specific manner relative to the center of the flotation tank and the perimeter and/or sidewall, an even distribution of ultrafine bubbles can be ensured, as well as a uniform mixing effect caused by the shear forces within the secured tank.
En una forma de realización de la celda de flotación, un tubo de chorro comprende además un percutor configurado para entrar en contacto con un flujo de carga de lechada procedente de la boquilla de salida y para dirigir el flujo de carga de lechada radialmente hacia fuera y hacia arriba del percutor. In one embodiment of the flotation cell, a jet tube further comprises a striker configured to contact a slurry charge flow from the outlet nozzle and to direct the slurry charge flow radially outward and upward from the striker.
Un percutor desvía el flujo de carga de lechada radialmente hacia fuera 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 modo que los aglomerados de partículas de mena y burbujas finas de gas de flotación no entren en cortocircuito en los relaves. Toda la carga de lechada de los tubos de chorro es forzada a ascender 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 trasladarse al flujo de relaves o al flujo de desbordamiento inferior. De este modo, puede disminuirse la probabilidad de cortocircuito de las partículas que contengan material valioso. La lechada es agitada con intensidad por la energía del flujo desviado, y forma vórtices de mezcla en los que el tamaño de las burbujas puede reducirse en mayor medida por las fuerzas de cizalladura que actúan sobre ellas. Las condiciones de alta cizalladura también inducen de manera favorable un elevado número de contactos entre las burbujas de gas de flotación y las partículas de la lechada dentro del tanque de flotación. A medida que el flujo de lechada 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 de partículas y burbujas de gas de flotación, especialmente aquellos que comprendan partículas más gruesas. A striker deflects the slurry charge flow radially outward toward the sidewall of the flotation tank and upward toward the upper surface of the flotation tank (i.e., toward the froth layer), so that agglomerates of ore particles and fine flotation gas bubbles do not short-circuit in the tailings. The entire slurry charge from the jet tubes is forced upward toward the froth layer in the upper region of the flotation tank before gravity has a chance to influence particles not adhering to the flotation gas bubbles, forcing them down and eventually into the tailings flow or the overflow below. In this way, the probability of short-circuiting of particles containing valuable material can be reduced. The slurry is intensely agitated by the energy of the diverted flow, forming mixing vortices in which the bubble size can be further reduced by the shear forces acting on them. High shear conditions also favorably induce a high number of contacts between flotation gas bubbles and slurry particles within the flotation tank. As the slurry flow is forced upward toward the froth layer, turbulence is reduced and the flow becomes relatively uniform, which can contribute to the stability of already formed bubbles and of particle agglomerates and flotation gas bubbles, especially those comprising coarser particles.
Disponiendo la boquilla de salida y el percutor a una distancia óptima entre sí, el percutor puede configurarse para desviar y dirigir el flujo de carga de lechada radialmente hacia fuera y hacia arriba del percutor para crear las zonas de mezcla anteriormente mencionadas dentro del tanque de flotación, y para promover el ascenso de partículas hacia la capa de espuma. A la vez, puede ser necesario minimizar el desgaste causado por los flujos de lechada a alta velocidad sobre el percutor. Posicionando la boquilla de salida y el percutor 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 percutor. By arranging the outlet nozzle and the striker at an optimal distance from each other, the striker can be configured to deflect and direct the slurry charge flow radially outward and upward from the striker to create the aforementioned mixing zones within the flotation tank and to promote particle ascent toward the froth layer. At the same time, it may be necessary to minimize the wear caused by high-velocity slurry flows on the striker. By positioning the outlet nozzle and the striker in a certain relationship to each other, it may be possible to optimize the flotation process within a flotation cell equipped with jet tubes, as well as minimize wear on the striker parts.
En otra forma de realización de la celda de flotación, el volumen del tanque de flotación tomado por la estructura inferior es de entre el 30 y el 70 % del volumen del tanque de flotación tomado por la zona de mezcla. In another embodiment of the flotation cell, the volume of the flotation tank taken by the lower structure is between 30 and 70% of the volume of the flotation tank taken by the mixing zone.
Disponiendo la estructura inferior 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 permanencia 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 esta materia sólida se desplome y, a la vez, bloquee una salida de relaves y/o una salida de recirculación situada en la zona de sedimentación. By arranging the lower structure to a specific size, especially with respect to the mixing zone, the mixing zone and the settling zone can be designed to have the desired characteristics (size, depth, turbulence, particle residence time in the mixing zone, settling velocity, and probability of a worthless fraction in the settling zone, etc.). In a conventional flotation cell, most of this zone (without mechanical mixing at the bottom of the flotation tank) would be subject to sanding, as there is little or no mixing. If the zone fills with solids, there is a risk that this solid matter will collapse and, in turn, block a tailings outlet and/or a recirculation outlet located in the settling zone.
En una forma de realización de la celda de flotación, esta comprende además un circuito de acondicionamiento. In one embodiment of the flotation cell, it further comprises a conditioning circuit.
En otra forma de realización de la celda de flotación, el circuito de acondicionamiento comprende un tanque de bomba en comunicación de fluidos con el tanque de flotación, en el que la carga del tanque de bomba de lechada nueva y una fracción de lechada tomada del tanque de flotación a través de una salida están dispuestas para combinarse en la carga de lechada. In another embodiment of the flotation cell, the conditioning circuit comprises a pump tank in fluid communication with the flotation tank, wherein the pump tank charge of fresh slurry and a slurry fraction taken from the flotation tank through an outlet are arranged to combine into the slurry charge.
En otra forma de realización más 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. In yet another embodiment of the flotation cell, the outlet is arranged on the side wall of the flotation tank, at a distance from the bottom of the flotation tank.
En otra forma de realización más de la celda de flotación, la distancia de la salida desde el fondo del tanque de flotación es de entre el 0 y el 50 % de la altura del tanque de flotación. In yet another embodiment of the flotation cell, the distance of the outlet from the bottom of the flotation tank is between 0 and 50% of the height of the flotation tank.
En otra forma de realización de la celda de flotación, el circuito de acondicionamiento comprende además una bomba dispuesta para recibir la fracción de lechada desde el tanque de flotación y para impulsar la carga de lechada desde el tanque de bomba. In another embodiment of the flotation cell, the conditioning circuit further comprises a pump arranged to receive the slurry fraction from the flotation tank and to drive the slurry charge from the pump tank.
En otra forma de realización de la celda de flotación, el circuito de acondicionamiento comprende además una unidad de distribución dispuesta para distribuir la carga de lechada. In another embodiment of the flotation cell, the conditioning circuit further comprises a distribution unit arranged to distribute the slurry load.
Tomando lechada del fondo de una celda de flotación se puede asegurar que las partículas más finas asentadas en el fondo del tanque de flotación puedan reintroducirse de manera eficiente en la parte del tanque de flotación donde tiene lugar el proceso de flotación activa, antes de que las partículas más finas se trasladen a los relaves. De este modo, la tasa de recuperación de material valioso puede mejorarse, ya que las partículas que comprenden incluso cantidades mínimas de material valioso pueden recogerse en el concentrado. By removing slurry from the bottom of a flotation cell, it is possible to ensure that the finest particles settled at the bottom of the flotation tank can be efficiently reintroduced into the part of the flotation tank where the active flotation process takes place, before the finest particles move to the tailings. This improves the recovery rate of valuable material, as particles comprising even minimal amounts of valuable material can be collected in the concentrate.
Haciendo recircular al interior de los tubos de chorro una fracción de lechada 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 así en una zona en la que la lechada 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, puede suceder que las partículas, no obstante, sigan comprendiendo material valioso. Especialmente en la zona de sedimentación más cercana a la pared lateral del tanque de flotación, la lechada puede comprender partículas que comprendan tal material valioso que no hayan sido capturadas por las burbujas de gas de flotación ni/o por el flujo de lechada dirigido hacia arriba cerca de los percutores en la zona de mezcla. En esta posición, la lechada también se ve afectada por el flujo de carga de lechada procedente de un único tubo de chorro, lo que crea turbulencias. Por lo tanto, hay una mayor probabilidad de que las partículas que comprendan material valioso no sean capturadas por las burbujas de gas de flotación ni/o el flujo de lechada dirigido hacia arriba. Para recuperar también material valioso de estas partículas, puede ser favorable tratar de nuevo esta fracción de lechada en la misma celda de flotación, por ejemplo, como parte de la carga de lechada. Por lo tanto, la recuperación global puede mejorarse en mayor medida By recirculating a slurry fraction from the bottom of the flotation tank into the jet tubes through an outlet arranged in the side wall of the flotation tank, the recirculated fraction is thus obtained in a zone where the slurry largely comprises particles that sink or settle to the bottom of the tank. Due to the probabilistic nature of a flotation process, it may happen that the particles nevertheless still comprise valuable material. Particularly in the settling zone closest to the side wall of the flotation tank, the slurry may comprise particles comprising such valuable material that they have not been captured by the flotation gas bubbles and/or by the upwardly directed slurry flow near the strikers in the mixing zone. In this position, the slurry is also affected by the slurry feed flow from a single jet tube, which creates turbulence. Therefore, there is a greater likelihood that particles comprising valuable material will not be captured by the flotation gas bubbles or/and the upwardly directed slurry flow. To also recover valuable material from these particles, it may be advantageous to reprocess this slurry fraction in the same flotation cell, for example, as part of the slurry charge. Overall recovery can therefore be further improved.
En una forma de realización de la celda de flotación, el tanque de flotación comprende además una salida de relaves para extraer el flujo de desbordamiento inferior. In one embodiment of the flotation cell, the flotation tank further comprises a tailings outlet for removing the bottom overflow flow.
En otra forma de realización de la celda de flotación, la salida de relaves está dispuesta en la pared lateral del tanque de flotación, a una distancia del fondo del tanque de flotación. In another embodiment of the flotation cell, the tailings outlet is arranged on the side wall of the flotation tank, at a distance from the bottom of the flotation tank.
En otra forma de realización más de la celda de flotación, que la distancia de la salida de relaves con respecto al fondo del tanque de flotación es de entre el 1 y el 15 % de una altura del tanque de flotación, medida como la distancia desde el fondo hasta el reborde de batea. In yet another embodiment of the flotation cell, the distance of the tailings outlet from the bottom of the flotation tank is between 1 and 15% of a height of the flotation tank, measured as the distance from the bottom to the pan rim.
La salida de relaves puede estar situada en el fondo del tanque de flotación, o en la pared lateral del tanque de flotación, en la zona de sedimentación. The tailings outlet may be located at the bottom of the flotation tank, or on the side wall of the flotation tank, in the sedimentation zone.
Mediante la disposición de una salida de relaves en la pared lateral del tanque de flotación, el flujo de desbordamiento inferior se puede extraer en una zona en la que la lechada en su mayor parte comprenda partículas que descienden o se sedimentan hacia el fondo del tanque. En la celda de flotación según la invención, la zona de sedimentación se encuentra a mayor profundidad 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 que se sedimentan que, en su mayor parte, no comprenden ningún material valioso, o comprenden solo una cantidad muy pequeña de material valioso. En esta parte es donde más acentuada es la acción de sedimentación 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, extrayendo el flujo de desbordamiento inferior del tanque de flotación en una posición dispuesta sobre esta zona de sedimentación relativamente tranquila, se puede asegurar que se extraiga del tanque de flotación la menor cantidad posible de las partículas que comprendan material valioso (estas partículas deberían, más bien, flotar o, si por alguna razón han terminado en la zona de sedimentación, recircular de regreso al tanque de flotación como carga de lechada a través de los tubos de chorro). Asimismo, mediante la extracción del flujo de desbordamiento inferior desde 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 formas de realización, es incluso previsible que el volumen del tanque de flotación pueda reducirse en el centro del tanque, disminuyendo así el volumen de la zona de sedimentación, donde la turbulencia causada por la carga de lechada de los tubos de chorro puede influir en la probabilidad de que las partículas se depositen hacia el fondo del tanque, y permitiendo el uso completo del volumen del tanque de flotación. El volumen del tanque de flotación puede reducirse en el centro del tanque, por ejemplo, disponiéndose una estructura inferior 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) a una profundidad relativa en el tanque de flotación, y aun así garantizar una zona de sedimentación tranquila suficiente en la pared lateral del tanque de flotación. Además, esto también promueve el uso eficiente de todo el volumen del tanque de flotación. By providing a tailings outlet in the side wall of the flotation tank, the lower overflow flow can be extracted in a zone where the slurry mostly comprises particles that descend or settle to the bottom of the tank. In the flotation cell according to the invention, the settling zone is located at a greater depth near the side wall of the flotation tank. In this zone, the mixing action and turbulence created by the jet tubes do not affect the settling particles, which, for the most part, do not comprise any valuable material, or comprise only a very small amount of valuable material. It is in this part where the settling action is most pronounced due to the absence of turbulence that would interfere with the gravity descent of the particles. Furthermore, the frictional forces created by the side wall of the tank further reduce the turbulence and/or flows. In this way, by withdrawing the bottom overflow from the flotation tank at a position arranged above this relatively calm settling zone, it can be ensured that as little valuable particles as possible are removed from the flotation tank (these particles should instead float or, if for some reason they have ended up in the settling zone, be recirculated back to the flotation tank as slurry feed via the jet tubes). Furthermore, by withdrawing the bottom overflow from the settling zone near the side wall of the flotation tank, the entire volume of the flotation tank can be utilized efficiently (there is no need to set up a separate bottom settling zone below the jet tubes, as is the case, for example, in a Jameson cell). In some embodiments, it is even envisaged that the volume of the flotation tank may be reduced in the center of the tank, thereby decreasing the volume of the settling zone, where turbulence caused by the slurry loading of the jet tubes may influence the likelihood of particles settling to the bottom of the tank, and allowing full use of the flotation tank volume. The volume of the flotation tank may be reduced in the center of the tank, for example, by arranging a bottom structure at the bottom of the flotation tank, in the center of the tank. Furthermore, it may be possible to arrange the jet tubes (the outlet nozzles) at a relative depth in the flotation tank, while still ensuring a sufficiently calm settling zone on the side wall of the flotation tank. Furthermore, this also promotes efficient use of the entire volume of the flotation tank.
En una forma de realización de la línea de flotación según 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. In one embodiment of the inventive flotation line, the inventive flotation cell is preceded by a flotation cell. The flotation cell may be of any suitable type.
En una forma de realización de la línea de flotación, la celda de flotación según la invención está precedida por una celda de flotación mecánica. In one embodiment of the flotation line, the flotation cell according to the invention is preceded by a mechanical flotation cell.
En otra forma de 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 de desbordamiento inferior de la parte de desbaste; y una parte de acabado del barrido con una celda de flotación dispuesta para recibir el flujo de desbordamiento superior de la parte de barrido, donde la última celda de flotación de la parte de barrido y/o de la parte de acabado del barrido es una celda de flotación según la invención. In another embodiment of the waterline, the waterline comprises a roughing portion with a flotation cell; a sweeping portion with a flotation cell arranged to receive the lower overflow flow from the roughing portion; and a sweeping finishing portion with a flotation cell arranged to receive the upper overflow flow from the sweeping portion, where the last flotation cell of the sweeping portion and/or the sweeping finishing portion is a flotation cell according to the invention.
En otra forma de realización más de la línea de flotación, la celda de flotación según la invención está precedida por una celda de flotación mecánica. In yet another embodiment of the waterline, the flotation cell according to the invention is preceded by a mechanical flotation cell.
Una forma de realización del uso de la línea de flotación según la invención está destinada en particular a recuperar partículas de mena de mineral que comprendan minerales no polares tales como el grafito, el azufre, la molibdenita, el carbón y el talco. An embodiment of the use of the flotation line according to the invention is intended in particular to recover mineral ore particles comprising non-polar minerals such as graphite, sulfur, molybdenite, coal and talc.
El tratamiento de lechadas para la recuperación de tales minerales industriales como la bentonita, el sílice, el yeso o talco, puede mejorarse utilizando flotación inversa. En la recuperación de minerales industriales, el objetivo de la flotación puede ser, por ejemplo, el descarte de las partículas oscuras al flujo de desbordamiento superior rechazado, y la recuperación de las partículas blancas al flujo de desbordamiento inferior aceptado. En ese tipo de proceso, algunas de las partículas blancas más ligeras y finas pueden acabar en el flujo de desbordamiento superior. Esas partículas podrían recuperarse eficazmente mediante la invención según la presente divulgación. En la flotación inversa, las partículas que comprenden material no deseable se eliminan de la lechada disponiendo las burbujas de gas para que se adhieran a esas partículas y retirándolas de la celda de flotación en el flujo de desbordamiento superior, mientras que las partículas que comprenden material valioso se recuperan en el flujo de desbordamiento inferior, invirtiendo así los flujos de flotación convencionales aceptados en el flujo de desbordamiento superior y rechazados en el flujo de desbordamiento inferior. Normalmente, en la flotación inversa, el gran arrastre de masa de material invaluable puede causar problemas significativos en el control del proceso de flotación. The treatment of slurries for the recovery of such industrial minerals as bentonite, silica, gypsum, or talc can be enhanced by utilizing reverse flotation. In the recovery of industrial minerals, the objective of flotation may be, for example, the removal of dark particles to the rejected overflow stream and the recovery of white particles to the accepted underflow stream. In such a process, some of the lighter, finer white particles may end up in the overflow stream. Such particles could be effectively recovered by the invention according to the present disclosure. In reverse flotation, particles comprising undesirable material are removed from the slurry by arranging gas bubbles to adhere to those particles and removing them from the flotation cell in the overflow stream, while particles comprising valuable material are recovered in the underflow stream, thereby reversing the conventional flotation flows of being accepted in the overflow stream and rejected in the underflow stream. Typically, in reverse flotation, the large mass entrainment of valuable material can cause significant problems in the control of the flotation process.
Una forma de realización del uso de la línea de flotación según la invención está destinada en particular a la recuperación de partículas que comprendan minerales polares. An embodiment of the use of the flotation line according to the invention is intended in particular for the recovery of particles comprising polar minerals.
Una forma de realización del uso de la línea de flotación está destinada en particular a la recuperación de partículas de minerales que tengan una dureza Mohs de entre 2 y 3, tales como la galena, los minerales de sulfuro, los minerales PGM, y/o los minerales REO. An embodiment of the use of the flotation line is intended in particular for the recovery of mineral particles having a Mohs hardness of between 2 and 3, such as galena, sulfide minerals, PGM minerals, and/or REO minerals.
Otra forma de realización del uso de la línea de flotación está destinada en particular a la recuperación de partículas que comprendan Pt. Another embodiment of the use of the flotation line is intended in particular for the recovery of particles comprising Pt.
Una forma de realización del uso de la línea de flotación está destinada en particular a la recuperación de partículas que comprendan Cu de minerales con una dureza Mohs de entre 3 y 4. An embodiment of the use of the flotation line is intended in particular for the recovery of particles comprising Cu from minerals with a Mohs hardness of between 3 and 4.
Otra forma de realización del uso de la línea de flotación está destinada en particular a la recuperación de partículas que comprendan Cu de mineral de baja ley. Another embodiment of the use of the flotation line is intended in particular for the recovery of particles comprising Cu from low-grade ore.
El mineral valioso puede ser, por ejemplo, Cu, Zn, Fe, pirita o sulfuro metálico tal como el sulfuro de oro. También pueden recuperarse, de conformidad con los diferentes aspectos de la presente invención, partículas de mena de mineral que contengan otros minerales valiosos tales como Pb, Pt, PGM (metales del grupo del platino Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), mineral de óxido, minerales industriales tales como Li (es decir, espodumena), petalita y minerales de tierras raras. The valuable mineral may be, for example, Cu, Zn, Fe, pyrite, or metal sulfide such as gold sulfide. Ore particles containing other valuable minerals such as Pb, Pt, PGM (platinum group metals Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), oxide mineral, industrial minerals such as Li (i.e., spodumene), petalite, and rare earth minerals may also be recovered in accordance with the different aspects of the present invention.
Por ejemplo, en la recuperación de cobre a partir de minerales de baja ley obtenidos de yacimientos pobres de mena de mineral, las cantidades de cobre pueden ser tan bajas como el 0,1 % en peso de la alimentación, es decir, de la carga de lechada que entre en la línea de flotación. La línea de flotación según la invención puede ser muy práctica para recuperar cobre, ya que el cobre es un mineral denominado fácilmente flotable. En la liberación de partículas de mena que comprenden cobre, puede ser posible obtener una calidad relativamente elevada de las primeras celdas de flotación de la línea de flotación. La recuperación puede incrementarse en mayor medida mediante una celda de flotación según la invención. For example, in the recovery of copper from low-grade ores obtained from poor ore deposits, the amounts of copper can be as low as 0.1% by weight of the feed, i.e., of the slurry charge entering the flotation line. The flotation line according to the invention can be very practical for recovering copper, since copper is a mineral that is considered easily floatable. In the liberation of ore particles comprising copper, it may be possible to obtain a relatively high quality of the first flotation cells of the flotation line. Recovery can be further increased by a flotation cell according to the invention.
Utilizando la disposición de flotación según la presente invención, la recuperación de tales pequeñas cantidades de mineral valioso, por ejemplo, cobre, puede incrementarse de manera eficiente, e incluso los yacimientos pobres pueden utilizarse de forma rentable. Puesto que los yacimientos ricos conocidos ya se han explotado cada vez más, existe una necesidad tangible de procesar también los yacimientos menos favorables, que con anterioridad podían haberse dejado sin explotar por falta de tecnología y procesos adecuados para recuperar el material valioso en cantidades muy bajas de la mena. By using the flotation arrangement according to the present invention, the recovery of such small quantities of valuable mineral, e.g., copper, can be efficiently increased, and even poor deposits can be profitably utilized. Since the known rich deposits have already been increasingly exploited, there is a tangible need to also process less favorable deposits, which previously may have been left unexploited due to a lack of suitable technology and processes for recovering valuable material in very small quantities from the ore.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Los dibujos adjuntos, que se incluyen para proporcionar una mejor comprensión de la presente divulgación y que constituyen una parte de esta memoria descriptiva, ilustran las formas de realización de la divulgación y junto con la descripción ayudan a explicar los principios de la presente divulgación. En los dibujos: The accompanying drawings, which are included to provide a better understanding of the present disclosure and which constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the disclosure and, together with the description, help to explain the principles of the present disclosure. In the drawings:
la figura 1 es una proyección en 3D de una celda de flotación según una forma de realización de la invención, la figura 2 representa una celda de flotación según una forma de realización de la invención, vista desde arriba, la figura 3 representa una celda de flotación según una forma de realización de la invención en vista lateral, la figura 4a es una sección transversal vertical de la celda de flotación de la figura 3 a lo largo de una sección A-A, Figure 1 is a 3D projection of a flotation cell according to an embodiment of the invention, Figure 2 represents a flotation cell according to an embodiment of the invention, seen from above, Figure 3 represents a flotation cell according to an embodiment of the invention in side view, Figure 4a is a vertical cross-section of the flotation cell of Figure 3 along a section A-A,
la figura 4b muestra una sección transversal vertical de otra forma de realización de la celda de flotación de la figura 3 a lo largo de la sección A-A, Figure 4b shows a vertical cross-section of another embodiment of the flotation cell of Figure 3 along section A-A,
la figura 5 es una ilustración esquemática de una celda de flotación según la invención, en la que se detallan las dimensiones de la celda de flotación, Figure 5 is a schematic illustration of a flotation cell according to the invention, detailing the dimensions of the flotation cell,
las figuras 6a y 6b son dibujos esquemáticos de líneas de flotación según formas de realización de la invención, la figura 7 muestra secciones transversales verticales esquemáticas de formas de realización de tanques de flotación según la invención, y Figures 6a and 6b are schematic drawings of waterlines according to embodiments of the invention, Figure 7 shows schematic vertical cross-sections of embodiments of flotation tanks according to the invention, and
la figura 8 es una presentación esquemática de formas de la estructura inferior según las formas de realización de la celda de flotación. Figure 8 is a schematic presentation of the shapes of the lower structure according to the embodiments of the flotation cell.
DESCRIPCIÓN DETALLADADETAILED DESCRIPTION
A continuación, se va a hacer referencia detalladamente a las formas de realización de la presente divulgación, un ejemplo de las cuales se ilustra en los dibujos adjuntos. Reference will now be made in detail to embodiments of the present disclosure, an example of which is illustrated in the accompanying drawings.
La descripción que sigue a continuación divulga algunas formas de realización con tal detalle que un experto en la materia podrá utilizar la celda de flotación, la línea de flotación y su uso basándose en la divulgación. No todos los pasos de las formas de realización se exponen en detalle, ya que muchos de los pasos resultarán obvios para el experto en la materia basándose en esta divulgación. The description that follows discloses some embodiments in such detail that a person skilled in the art will be able to use the flotation cell, the waterline, and their use based on the disclosure. Not all steps of the embodiments are set forth in detail, as many of the steps will be obvious to a person skilled in the art based on this disclosure.
Por motivos de simplicidad, los números de referencia se van a mantener en las siguientes formas de realización a modo de ejemplo en el caso de componentes que se repitan. For the sake of simplicity, the reference numbers will be retained in the following exemplary embodiments in the case of repeated components.
Las figuras adjuntas 1-5 y 7-8 ilustran con cierto detalle una celda de flotación 1. Las figuras no están dibujadas proporcionadas, y muchos de los componentes de la celda de flotación 1 se omiten para una mayor claridad. Las figuras 6a y 6b ilustran de manera esquemática formas de realización de la línea de flotación. La dirección de los flujos de lechada se muestra en las figuras mediante flechas. The accompanying Figures 1-5 and 7-8 illustrate a flotation cell 1 in some detail. The figures are not drawn proportionally, and many of the components of the flotation cell 1 are omitted for clarity. Figures 6a and 6b schematically illustrate embodiments of the waterline. The direction of the slurry flows is shown in the figures by arrows.
La celda de flotación 1 según la invención está destinada a tratar partículas de mena de mineral suspendidas en lechada y a separar la lechada en un flujo de desbordamiento inferior 400 y un flujo de desbordamiento superior 500, comprendiendo el flujo de desbordamiento superior 500 un concentrado de un mineral deseado. The flotation cell 1 according to the invention is intended for treating mineral ore particles suspended in slurry and for separating the slurry into a lower overflow flow 400 and an upper overflow flow 500, the upper overflow flow 500 comprising a concentrate of a desired mineral.
Haciendo referencia en 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 una batea 2 y un reborde de batea 21 que rodea el perímetro 12 del tanque de flotación 10. Referring in particular to Figures 1-5, the flotation cell 1 comprises a flotation tank 10 having a center 11, a perimeter 12, a bottom 13 and a side wall 14. The flotation cell 1 further comprises a pan 2 and a pan rim 21 surrounding the perimeter 12 of the flotation tank 10.
En las figuras adjuntas, la batea 2 es una batea perimetral. Ha de entenderse que una batea 2 puede comprender, de manera alternativa o adicional, una batea central dispuesta en el centro 11 del tanque de flotación 10, como es conocido en el campo de la técnica. Un reborde de batea de una batea central puede estar dirigido hacia el perímetro 12 del tanque de flotación 10, o hacia el centro 11 del tanque de flotación 10, o hacia ambos. El flujo de desbordamiento superior 500 se recoge en la batea 2 o bateas al pasar por encima de un reborde de batea 21, desde 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. In the accompanying figures, the pan 2 is a perimeter pan. It is to be understood that a pan 2 may alternatively or additionally comprise a central pan arranged in the center 11 of the flotation tank 10, as is known in the art. A pan flange of a central pan may be directed toward the perimeter 12 of the flotation tank 10, or toward the center 11 of the flotation tank 10, or toward both. The upper overflow flow 500 is collected in the pan 2 or pans by passing over a pan flange 21, from a foam layer formed on top of the flotation tank 10. The foam layer comprises an open foam surface Af on the top of the flotation tank 10.
El flujo de desbordamiento inferior 400 se retira o se conduce afuera del tanque de flotación a través de una salida de relaves 140. Según una forma de realización, la salida de relaves 140 puede estar dispuesta en la pared lateral 14 del tanque de flotación 10 (véase la figura 5). La salida de relaves 140 puede estar dispuesta en la pared lateral 14 del tanque de flotación 10 a una distancia L6 del 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 %, el 5 %, el 7,5 % o el 12 % de la altura H. De manera alternativa, la salida de relaves 140 puede estar dispuesta en el fondo 13 del tanque de flotación 10 (véase la figura 1). En cualquier caso, la salida de relaves 140 está dispuesta en una zona de sedimentación B, en la parte inferior del tanque de flotación 10. La salida de relaves 140 puede ser controlada por una válvula de dardo, o de cualquier otra manera adecuada conocida en el campo, para controlar el caudal del flujo de desbordamiento inferior del tanque de flotación 10. Incluso si la salida de relaves 140 está controlada por estructuras internas o externas tales 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 de manera adyacente al fondo 13 del tanque de flotación, o incluso en el fondo 13 del tanque de flotación 10. Más concretamente, el flujo de desbordamiento inferior 400 o los relaves se extraen desde la parte inferior del tanque de flotación 10, y en o cerca de la pared lateral 14 del tanque de flotación 10. The bottom overflow flow 400 is removed or led out of the flotation tank through a tailings outlet 140. According to one embodiment, the tailings outlet 140 may be arranged in the side wall 14 of the flotation tank 10 (see Figure 5). The tailings outlet 140 may be arranged in the side wall 14 of the flotation tank 10 at a distance L6 from the bottom 13 of the flotation tank 10. The distance is to be understood as the distance of the lowest point of the tailings outlet 140 or outlet opening in the side wall 14 of the flotation tank 10 from the bottom of the tank 13. The distance L6 may be 1 to 15% of the height H of the flotation tank 10. For example, the distance L6 may be 2%, 5%, 7.5% or 12% of the height H. Alternatively, the tailings outlet 140 may be arranged at the bottom 13 of the flotation tank 10 (see FIG. 1). In any case, the tailings outlet 140 is arranged in a settling zone B, at the bottom of the flotation tank 10. The tailings outlet 140 may be controlled by a dart valve, or in any other suitable manner known in the field, to control the flow rate of the underflow flow from the flotation tank 10. Even if the tailings outlet 140 is controlled by internal or external structures such as upflow or downflow dart boxes, respectively, the tailings outlet 140 is ideally located at the bottom of the flotation tank 10, i.e., near or adjacent to the bottom 13 of the flotation tank, or even at the bottom 13 of the flotation tank 10. More specifically, the underflow flow 400 or tailings are withdrawn from the bottom of the flotation tank 10, and at or near the side wall 14 of the flotation tank 10.
El tanque de flotación 10 tiene una altura H, medida como la distancia desde el fondo 13 del tanque de flotación 10 hasta el reborde de batea 21. En el perímetro 12 del tanque de flotación 10, la altura H es esencialmente igual a o mayor que la altura H en el centro 11 del tanque de flotación 10. Expresado de otro modo, el tanque de flotación 10 puede tener diferentes secciones transversales verticales (véase la figura 7), por ejemplo, la pared lateral 14 del tanque de flotación 10 puede incluir en su parte inferior una sección que esté inclinada hacia el centro 11 del tanque de flotación 10. The flotation tank 10 has a height H, measured as the distance from the bottom 13 of the flotation tank 10 to the pan rim 21. At the perimeter 12 of the flotation tank 10, the height H is essentially equal to or greater than the height H at the center 11 of the flotation tank 10. Expressed another way, the flotation tank 10 may have different vertical cross sections (see figure 7), for example, the side wall 14 of the flotation tank 10 may include at its bottom a section that is inclined towards the center 11 of the flotation tank 10.
Asimismo, el tanque de flotación 10 tiene un diámetro D, medido a una distancia h1 de una boquilla de salida 43 con respecto al fondo 13 del tanque de flotación 10. En una forma de realización, la relación H/D altura H a diámetro D del tanque de flotación 10 es de entre 0,5 y 1,5. Furthermore, the flotation tank 10 has a diameter D, measured at a distance h1 from an outlet nozzle 43 with respect to the bottom 13 of the flotation tank 10. In one embodiment, the ratio H/D height H to diameter D of the flotation tank 10 is between 0.5 and 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 1.000 m3. Por ejemplo, el volumen del tanque de flotación 10 puede ser de 100 m3, 200 m3, 450 m3, o de 630 m3. The flotation tank 10 may have a volume of at least 20 m3. The flotation tank 10 may have a volume between 20 and 1,000 m3. For example, the volume of the flotation tank 10 may be 100 m3, 200 m3, 450 m3, or 630 m3.
El tanque de flotación 10 comprende tubos de chorro 4 para introducir la carga de lechada 100 en el tanque de flotación 10. Un tubo de chorro 4 comprende una boquilla de entrada 41 para introducir la carga de lechada 100 en el tubo de chorro 4; una entrada 42 para aire u otro gas presurizado, de modo que la carga de lechada 100 pueda someterse a aire u otro gas presurizado a medida que se descarga desde la boquilla de entrada 41; una cámara alargada 40 dispuesta para recibir a presión la carga de lechada 100; una boquilla de salida 43 configurada para restringir el flujo de la carga de lechada 100 desde la boquilla de salida 43, y para mantener la carga de lechada en la cámara alargada 40 bajo presión. The flotation tank 10 comprises jet tubes 4 for introducing the slurry charge 100 into the flotation tank 10. A jet tube 4 comprises an inlet nozzle 41 for introducing the slurry charge 100 into the jet tube 4; an inlet 42 for air or other pressurized gas, such that the slurry charge 100 can be subjected to air or other pressurized gas as it is discharged from the inlet nozzle 41; an elongated chamber 40 arranged to pressurizedly receive the slurry charge 100; an outlet nozzle 43 configured to restrict the flow of the slurry charge 100 from the outlet nozzle 43, and to maintain the slurry charge in the elongated chamber 40 under pressure.
El gas de flotación es arrastrado a través de una acción de mezcla turbulenta provocada por el chorro, y se dispersa en pequeñas burbujas en la carga de lechada 100 a medida que se desplaza hacia abajo a través de la cámara 40 alargada hasta una boquilla de salida 43 configurada para restringir el flujo de la carga de lechada 100 desde la boquilla de salida 43, y configurada además para mantener la carga de lechada 100 bajo presión en la cámara 40 alargada. The flotation gas is entrained through a turbulent mixing action caused by the jet, and is dispersed into small bubbles in the slurry charge 100 as it travels downwardly through the elongated chamber 40 to an outlet nozzle 43 configured to restrict the flow of the slurry charge 100 from the outlet nozzle 43, and further configured to maintain the slurry charge 100 under pressure in the elongated chamber 40.
La boquilla de salida 43 puede estar configurada además para producir una onda de choque supersónica en la carga de lechada, induciendo la onda de choque supersónica la formación de aglomerados de partículas y burbujas de gas de flotación. Por ejemplo, y a la boquilla de salida 43 puede inducir una onda de choque supersónica en la carga de lechada 100 a medida que sale del tubo de chorro 40. Además, la onda de choque supersónica puede extenderse a la lechada adyacente o circundante a la boquilla de salida, de modo que incluso fuera del tubo de chorro es posible por tanto la creación de aglomerados de partículas y burbujas de gas de flotación de pequeño tamaño. The outlet nozzle 43 may further be configured to produce a supersonic shock wave in the slurry charge, the supersonic shock wave inducing the formation of particle agglomerates and buoyant gas bubbles. For example, the outlet nozzle 43 may induce a supersonic shock wave in the slurry charge 100 as it exits the jet tube 40. In addition, the supersonic shock wave may extend into the slurry adjacent to or surrounding the outlet nozzle, such that the formation of particle agglomerates and small buoyant gas bubbles is therefore possible even outside the jet tube.
Para 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 carga de lechada 100 sale a presión al interior del tanque de flotación 10. A medida que la carga de lechada 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 alta cizalladura 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 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. Expresado de otro modo, la boquilla de salida 43 está configurada para inducir una onda de choque supersónica en la carga de lechada 100. El flujo de carga de lechada 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 un estrangulador u otra estructura de restricción de la boquilla de salida 43 supera un valor crítico. Cuando la relación de presión es superior al valor crítico, el flujo de carga de lechada 100 corriente abajo del estrangulador 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 de carga de lechada 100 se dividen en otras aún más pequeñas al ser forzadas a través de la onda de choque, y son forzadas a entrar en contacto con partículas de mena hidrófobas en la carga de lechada 100, creando así aglomerados de burbujas de gas de flotación y partículas de mena. To restrict the flow, an outlet nozzle 43 may comprise a throttle such as a throat-shaped restriction structure. From the outlet nozzle 43, more specifically the choke, the slurry charge 100 is forced out under pressure into the flotation tank 10. As the slurry charge 100 passes through the outlet nozzle 43, or through the choke in the outlet nozzle 43, the flotation gas bubbles are reduced in size by pressure changes and the high shear environment downstream of the outlet nozzle 43. The velocity of the gas-liquid mixture in the outlet nozzle 43, or in the choke, may exceed the speed of sound when the flow becomes choked and the flow downstream of the choke becomes supersonic, and a shock wave is formed at the diverging section of the outlet nozzle 43. Stated another way, the outlet nozzle 43 is configured to induce a supersonic shock wave in the slurry charge 100. The slurry charge flow 100 is throttled when the ratio of the absolute pressure upstream of the outlet nozzle 43 to the absolute pressure downstream of a choke or other restricting structure of the outlet nozzle 43 exceeds a critical value. When the pressure ratio exceeds the critical value, the slurry charge flow 100 downstream of the choke of the outlet nozzle 43 becomes supersonic, and a shock wave is formed. Small buoyancy gas bubbles in the slurry charge mixture 100 break up into even smaller ones as they are forced through the shock wave, and are forced into contact with hydrophobic ore particles in the slurry charge 100, thereby creating agglomerates of buoyancy gas bubbles and ore particles.
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 posicionada a una distancia vertical L5 del reborde de batea 21, siendo la distancia L5 de al menos 1,5 m. Expresado de otro modo, la longitud de la porción de un tubo de chorro 4 dispuesto dentro del tanque de flotación 10 por debajo del nivel del reborde de batea 21 es de al menos 1,5 m. En una forma de realización, la distancia L5 es de al menos 1,7 m, y la distancia h1 de la boquilla de salida 43 con respecto al fondo 13 del tanque de flotación 10 es de al menos 0,4 m. Por ejemplo, la distancia L5 puede ser 1,55 m, 1,75 m, 1,8 m, 2,2 m, 2,45 m o 5,25 m; y la distancia h-i, con independencia de la distancia L5, puede ser 0,45 m, 0,55 m, 0,68 m, 0,9 m o 1,2 m. Asimismo, la relación entre la distancia L5 y la altura H del tanque de flotación 10 puede ser de 0,9 o inferior. La profundidad a la que están dispuestos los tubos de chorro 4 dentro del tanque de flotación 10 puede depender de varios factores, por ejemplo, de las características de la lechada 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 h1 de una boquilla de salida 43 con respecto al fondo 13 del tanque de flotación 10 y la altura H del tanque de flotación 10, h-i/H puede ser de entre 0,1 y 0,75. An outlet nozzle 43 may be arranged within the flotation tank 10 at a desired depth. An outlet nozzle 43 may be positioned at a vertical distance L5 from the pan rim 21, the distance L5 being at least 1.5 m. In other words, the length of the portion of a jet tube 4 arranged within the flotation tank 10 below the level of the pan rim 21 is at least 1.5 m. In one embodiment, the distance L5 is at least 1.7 m, and the distance h1 of the outlet nozzle 43 relative to the bottom 13 of the flotation tank 10 is at least 0.4 m. For example, the distance L5 may be 1.55 m, 1.75 m, 1.8 m, 2.2 m, 2.45 m, or 5.25 m; and the distance h-i, independently of the distance L5, may be 0.45 m, 0.55 m, 0.68 m, 0.9 m, or 1.2 m. Likewise, the ratio of the distance L5 to the height H of the flotation tank 10 may be 0.9 or less. The depth at which the jet tubes 4 are arranged within the flotation tank 10 may depend on various factors, for example, on the characteristics of the slurry and/or the valuable mineral to be treated in the flotation cell 1, or on the configuration of a flotation line on which the flotation cell 1 is arranged. The ratio of a distance h1 of an outlet nozzle 43 relative to the bottom 13 of the flotation tank 10 to the height H of the flotation tank 10, h-i/H, may be between 0.1 and 0.75.
Un diámetro de una boquilla de salida 43 puede ser de entre el 10 y el 30 % del diámetro de una cámara 40 alargada de un tubo de chorro 4. El diámetro de una boquilla de salida 43 puede ser de entre 40 y 100 mm. A modo de ejemplo, el diámetro de la boquilla de salida 43 puede ser de 55 mm, 62 mm o 70 mm. A diameter of an outlet nozzle 43 may be between 10 and 30% of the diameter of an elongated chamber 40 of a jet tube 4. The diameter of an outlet nozzle 43 may be between 40 and 100 mm. By way of example, the diameter of the outlet nozzle 43 may be 55 mm, 62 mm or 70 mm.
Disponiendo una boquilla de salida de forma que tenga un diámetro determinado, la velocidad de la carga de lechada puede mantenerse a un nivel favorable para la creación de burbujas de gas de flotación de pequeño tamaño, y para que sea probable que estas burbujas entren en contacto con las partículas de mena en la lechada. En particular, para mantener una onda de choque después de la boquilla de salida, es necesario mantener una velocidad de lechada 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 la carga de lechada en distintos tipos de celdas de flotación. By arranging an outlet nozzle with a specific diameter, the velocity of the slurry charge can be maintained at a level favorable for the creation of small flotation gas bubbles, and for these bubbles to be more likely to come into contact with the ore particles in the slurry. In particular, to maintain a shock wave after the outlet nozzle, a slurry velocity of 10 m/s or higher is required. The design of the outlet nozzle in relation to the size of the jet tube allows the effect of the slurry charge flow rate to be taken into account in different types of flotation cells.
Un tubo de chorro 4 puede comprender además un percutor 44 configurado para entrar en contacto con un flujo de carga de lechada 100 procedente de la boquilla de salida 43 y para dirigir el flujo de carga de lechada 100 radialmente hacia fuera y hacia arriba del percutor 44. Por lo tanto, la carga de lechada 100 que sale de la boquilla de salida 43 es dirigida para que entre en contacto con el percutor 44. Una distancia L3 desde un fondo 440 del percutor 44 a la boquilla de salida 43 puede ser de entre 2 y 20 veces el diámetro de la boquilla de salida 43. Por ejemplo, la distancia L3 puede ser 5 veces, 7 veces, 12 veces o 15 veces el diámetro de la boquilla de salida 43. A jet tube 4 may further comprise a striker 44 configured to contact a slurry charge flow 100 from the outlet nozzle 43 and to direct the slurry charge flow 100 radially outward and upward of the striker 44. Thus, the slurry charge 100 exiting the outlet nozzle 43 is directed to contact the striker 44. A distance L3 from a bottom 440 of the striker 44 to the outlet nozzle 43 may be between 2 and 20 times a diameter of the outlet nozzle 43. For example, the distance L3 may be 5 times, 7 times, 12 times, or 15 times a diameter of the outlet nozzle 43.
La relación entre la distancia L3 y la distancia h1 de una boquilla de salida 43 con respecto al fondo 13 del tanque de flotación 10, L3/h-i, puede ser inferior a 1,0. Asimismo, una distancia h3 de un fondo 440 del percutor 44 con respecto al 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, 0,55 m, 0,75 m o 1,0 m. The ratio of the distance L3 to the distance h1 of an outlet nozzle 43 relative to the bottom 13 of the flotation tank 10, L3/h-i, may be less than 1.0. Also, a distance h3 of a bottom 440 of the striker 44 relative to the bottom 13 of the flotation tank 10 may be at least 0.3 m. For example, the distance h3 may be 0.4 m, 0.55 m, 0.75 m, or 1.0 m.
El percutor 44 puede comprender una superficie de impacto destinada a entrar en contacto con el flujo de carga de lechada 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. The striker 44 may comprise an impact surface adapted to come into contact with the grout charge flow 100 exiting the outlet nozzle 43. The impact surface may be made of wear-resistant material to reduce the need for replacements or maintenance.
La lechada, que en esencia es una mezcla trifásica de gas-líquido-sólidos, que sale del percutor 44 entra en la parte superior del tanque de flotación 10, y las burbujas de gas de flotación suben hacia arriba y se separan del líquido para formar una capa de espuma. La espuma se eleva hacia arriba y se descarga por encima del reborde de batea 21 en la batea 2 y fuera de la celda de flotación 1 como flujo de desbordamiento superior 500. Los relaves o el flujo de desbordamiento inferior 400, del que se ha eliminado esencialmente el material deseado, salen del tanque de flotación 10 a través de una salida dispuesta en o cerca del fondo 13 del tanque de flotación 10. The slurry, which is essentially a three-phase gas-liquid-solids mixture, exiting the striker 44 enters the top of the flotation tank 10, and the flotation gas bubbles rise upward and separate from the liquid to form a froth layer. The froth rises upward and is discharged over the pan flange 21 into the pan 2 and out of the flotation cell 1 as the top overflow 500. The tailings or the bottom overflow 400, from which substantially all the desired material has been removed, exits the flotation tank 10 through an outlet disposed at or near the bottom 13 of the flotation tank 10.
Algunas de las partículas hidrófobas gruesas que se transportan a la espuma pueden desprenderse posteriormente 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 tales partículas vuelven a caer en el tanque de flotación 10 de tal manera 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. Some of the coarse hydrophobic particles carried into the froth may subsequently detach from the buoyancy gas bubbles and fall back into the flotation tank 10 as a result of bubble coalescence in the froth. However, the majority of such particles fall back into the flotation tank 10 in such a manner and position that they can be captured by the bubbles that have just entered the flotation tank 10 from the jet tubes 4 and transported back into the froth layer.
Puede haber 2-40 tubos de chorro 4, o 4-24 tubos de chorro 4 dispuestos en una celda de flotación 1. En una forma de realización, hay 16 tubos de chorro 4. En otra forma de realización, hay 24 tubos de chorro 4. En otra forma de realización, hay 8 tubos de chorro 4. La cantidad exacta de tubos de chorro 4 puede escogerse en función de la operación específica, por ejemplo, el tipo de lechada que se trate 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. Para dispersar adecuadamente el gas de flotación dentro del tanque de flotación 10, pueden emplearse entre 4 y 6 tubos de chorro 4. There may be 2-40 jet tubes 4, or 4-24 jet tubes 4 arranged in a flotation cell 1. In one embodiment, there are 16 jet tubes 4. In another embodiment, there are 24 jet tubes 4. In another embodiment, there are 8 jet tubes 4. The exact number of jet tubes 4 may be chosen based on the specific operation, for example, the type of slurry being treated in the flotation cell 1, the volumetric feed rate to the flotation cell 1, the mass feed rate to the flotation cell 1, or the volume or dimensions of the flotation tank 10. To properly disperse the flotation gas within the flotation tank 10, between 4 and 6 jet tubes 4 may be employed.
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 estar además dispuestos de modo que cada tubo de chorro 4 esté situado a una distancia L1 de una boquilla de salida 43 con respecto al centro 11 del tanque de flotación 10, siendo la distancia preferiblemente igual para cada tubo de chorro 4. Por ejemplo, la distancia L1 puede ser de entre el 10 y el 40 % del diámetro D del tanque de flotación 10. Según diferentes formas de realización de la celda de flotación 1, la distancia L1 puede ser del 12,5 %, el 15 %, el 25 % o el 32,5 % del diámetro D del tanque de flotación 10. The jet tubes 4 may be arranged concentrically to the perimeter 12 of the flotation tank 10 at a distance from the center 11 of the flotation tank 10. This may be the case when the flotation tank 10 has a circular cross-section. The jet tubes 4 may further be arranged such that each jet tube 4 is located at a distance L1 from an outlet nozzle 43 with respect to the center 11 of the flotation tank 10, the distance preferably being the same for each jet tube 4. For example, the distance L1 may be between 10 and 40% of the diameter D of the flotation tank 10. According to different embodiments of the flotation cell 1, the distance L1 may be 12.5%, 15%, 25% or 32.5% of the diameter D of the flotation tank 10.
Los tubos de chorro 4 pueden estar dispuestos en paralelo 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 con respecto a la pared lateral 14 del tanque de flotación 10 puede ser de entre el 10 y el 40 % del diámetro D del tanque de flotación 10. En una forma de realización, la distancia L2 es el 25 % del diámetro D del tanque de flotación 10. Según distintas formas de realización de la celda de flotación 10, la distancia L2 puede ser del 12,5 %, el 15 %, el 27 % o el 32,5 % del diámetro D de la celda de flotación 10. De manera adicional, los tubos de chorro 4 dispuestos en paralelo pueden estar dispuestos además en línea recta dentro del tanque de flotación 10. The jet tubes 4 may be arranged parallel to the side wall 14 of the flotation tank 10, at a distance from the side wall 14. This may be the case when the flotation tank 10 has a rectangular cross-section. A distance L2 of the outlet nozzle 43 of a jet tube 4 with respect to the side wall 14 of the flotation tank 10 may be between 10 and 40% of the diameter D of the flotation tank 10. In one embodiment, the distance L2 is 25% of the diameter D of the flotation tank 10. According to different embodiments of the flotation cell 10, the distance L2 may be 12.5%, 15%, 27% or 32.5% of the diameter D of the flotation cell 10. Additionally, the jet tubes 4 arranged in parallel may also be arranged in a straight line within the flotation tank 10.
Asimismo, en todas las formas de realización mencionadas anteriormente, los tubos de chorro 4 pueden estar dispuestos a igual distancia unos de otros de modo que una distancia entre dos boquillas de salida 43 adyacentes cualquiera sea la misma. Furthermore, in all the aforementioned embodiments, the jet tubes 4 can be arranged at the same distance from each other so that a distance between any two adjacent outlet nozzles 43 is the same.
El tanque de flotación 10 comprende una estructura inferior 7 (véanse especialmente las figuras 2, 4a, 4b, 5 y 8), dispuesta sobre el fondo (13), y con una forma que permite que las partículas suspendidas en lechada se mezclen en una zona de mezcla A creada por el flujo de carga de lechada 100 procedente de las boquillas de salida 43 de los tubos de chorro 4 sobre la estructura inferior 7, y que se asienten en una zona de sedimentación B que rodea la estructura inferior 7. The flotation tank 10 comprises a lower structure 7 (see especially figures 2, 4a, 4b, 5 and 8), arranged on the bottom (13), and with a shape that allows the particles suspended in slurry to mix in a mixing zone A created by the flow of slurry charge 100 coming from the outlet nozzles 43 of the jet tubes 4 on the lower structure 7, and to settle in a sedimentation zone B surrounding the lower structure 7.
La forma de la estructura inferior 7 puede definirse como sigue a continuación (véase la figura 8): puede entenderse que la sección transversal vertical de la estructura inferior presenta la forma de un triángulo funcional 700 que comprende un primer vértice (superior) 71, que señala en la dirección contraria al fondo 13 del tanque de flotación 10; un segundo vértice 71a; y un tercer vértice 71b, estando estos dos últimos dispuestos en el fondo 13 del tanque de flotación 10. Entre el primer vértice 71 y el segundo vértice 71a está formado un primer lado a. Entre el primer vértice 71 y el tercer vértice 71b está formado un segundo lado b. Entre el segundo vértice 71a y el tercer vértice 71b está formada una base c, por lo que la base c es paralela al y se encuentra sobre el fondo 13 del tanque de flotación 10. Un eje central 70 del triángulo funcional 700 es esencialmente concéntrico al centro 11 del tanque de flotación 10. «Esencialmente" ha de entenderse en este contexto de manera que, durante la fabricación y/o instalación de la estructura inferior 7, sea posible que se produzcan de forma natural ligeras desviaciones con respecto al 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. The shape of the lower structure 7 can be defined as follows (see Figure 8): it can be understood that the vertical cross-section of the lower structure has the shape of a functional triangle 700 comprising a first (upper) vertex 71, pointing away from the bottom 13 of the flotation tank 10; a second vertex 71a; and a third vertex 71b, the latter two being arranged on the bottom 13 of the flotation tank 10. Between the first vertex 71 and the second vertex 71a, a first side a is formed. Between the first vertex 71 and the third vertex 71b, a second side b is formed. Between the second vertex 71a and the third vertex 71b a base c is formed, whereby the base c is parallel to and lies on the bottom 13 of the flotation tank 10. A central axis 70 of the functional triangle 700 is essentially concentric with the center 11 of the flotation tank 10. "Essentially" is to be understood in this context as meaning that during manufacture and/or installation of the lower structure 7 slight deviations from the center 11 of the flotation tank 10 may naturally occur. The intention is, however, that the two axes, the central axis 70 of the functional triangle (which is also the central axis of the lower structure 7) and the center of the flotation tank 10, are coaxial.
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), con respecto al fondo 13 del tanque de flotación 10, es de entre 20 y 60 °. Por ejemplo, el ángulo a puede ser de 22 °, 27,5 °, 35 °, 45 ° o 53,75 °. Asimismo, un ángulo incluido p entre el primer lado a y el segundo lado b es de entre 20 y 100 °. Preferiblemente, el ángulo incluido p es de entre 20 y 80 °. A modo de ejemplo, el ángulo incluido p puede ser de 22 °, 33,5 °, 45 °, 57,75 °, 64 ° o 85,5 °. Por tanto, el triángulo funcional puede ser un triángulo isósceles o un triángulo equilátero. A base angle a between the first side a and the base c (and/or between the second side b and the base c), with respect to the bottom 13 of the flotation tank 10, is between 20 and 60°. For example, the angle a may be 22°, 27.5°, 35°, 45°, or 53.75°. Likewise, an included angle p between the first side a and the second side b is between 20 and 100°. Preferably, the included angle p is between 20 and 80°. By way of example, the included angle p may be 22°, 33.5°, 45°, 57.75°, 64°, or 85.5°. Therefore, the functional triangle may be an isosceles triangle or an equilateral triangle.
El triángulo funcional es en esencia una forma que puede identificarse a través de las características mencionadas anteriormente, con independencia 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 puede ser una forma adecuada 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. The functional triangle is essentially a shape that can be identified by the aforementioned characteristics, regardless of the actual shape of the lower structure 7, which may be, depending on the cross-section and other structural details of the flotation tank 10, for example a cone, a truncated cone, a pyramid, or a truncated pyramid. A cone or a truncated cone may be a suitable shape for a flotation tank with a circular cross-section. A pyramid or a truncated pyramid may be a suitable shape for a flotation tank with a rectangular cross-section.
La estructura inferior 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 inferior 7), y dispuesta sobre el fondo 13 del tanque de flotación 10. Además, la estructura inferior comprende un revestimiento 72. El revestimiento 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 simétrica rotacionalmente, encajaría en el triángulo funcional 700 en su totalidad (véase la última imagen de la figura 8). En una forma de realización, el revestimiento 72 está definido al menos parcialmente por el primer lado a y el segundo lado b del triángulo funcional. Un ejemplo de tal forma de realización es una estructura inferior 7 que tiene forma de cono truncado (véase la imagen central de la figura 8). En una forma de realización, el revestimiento 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 figura 8) . The lower structure 7 comprises a base 73, corresponding to the base c of the functional triangle 700 (i.e., the base c of the functional triangle 700 defines the base 73 of the lower structure 7), and arranged on the bottom 13 of the flotation tank 10. Furthermore, the lower structure comprises a liner 72. The liner 72 is defined at least by the first vertex 71, the second vertex 71a and the third vertex 71b of the functional triangle 700. Therefore, regardless of the actual shape of the lower structure 7, the functional triangle 700 defines the extreme physical dimensions of the lower structure 7. For example, if the lower structure 7 has an irregular shape but is rotationally symmetrical, it would fit into the functional triangle 700 in its entirety (see the last image of Figure 8). In one embodiment, the liner 72 is at least partially defined by the first side a and the second side b of the functional triangle. An example of such an embodiment is a lower structure 7 having the shape of a truncated cone (see the middle image of Figure 8). In one embodiment, the covering 72 is essentially entirely defined by the first side a and the second side b of the functional triangle 700, i.e. the lower structure 7 has the shape of a cone (see the first image of Figure 8).
La estructura inferior 7 tiene una altura h4, medida desde la parte más elevada de la estructura inferior 7 hasta el fondo 13 del tanque de flotación 10. En el caso de que la forma de la estructura inferior sea un cono o una pirámide, la parte más elevada es también el primer vértice 71 del triángulo funcional 700. En el caso de que la estructura inferior 7 tenga algún tipo de forma truncada, la altura h4 se mide desde la parte superior plana de la forma truncada (véase la imagen central de la figura 8) hasta el fondo 13 del tanque de flotación 10. La altura tu es mayor que 1/5 y menor que 3/4 de la altura H del tanque de flotación 10. Asimismo, el diámetro d3 de la base 73 de la estructura inferior 7 puede ser entre 1/4 y 3/4 de un diámetro d1 del fondo 13 del tanque de flotación 10. En el caso de que un tanque de flotación 10 y/o la estructura inferior 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 forma de realización, el área superficial de una base 73 de la estructura inferior 7 es inferior al 80 % del área superficial del fondo 13 del tanque de flotación 10. El área superficial de la base 73 puede ser de entre el 25 y el 80 % del área superficial del fondo 13 del tanque de flotación 10. The lower structure 7 has a height h4, measured from the highest part of the lower structure 7 to the bottom 13 of the flotation tank 10. In the case where the shape of the lower structure is a cone or a pyramid, the highest part is also the first vertex 71 of the functional triangle 700. In the case where the lower structure 7 has some kind of truncated shape, the height h4 is measured from the flat top of the truncated shape (see the middle image of figure 8) to the bottom 13 of the flotation tank 10. The height tu is greater than 1/5 and less than 3/4 of the height H of the flotation tank 10. Likewise, the diameter d3 of the base 73 of the lower structure 7 can be between 1/4 and 3/4 of a diameter d1 of the bottom 13 of the flotation tank 10. In the case where a flotation tank 10 and/or the lower structure 7 have a non-circular cross-section, the diameters being measured as the maximum diagonals of the respective parts (base 73 and bottom 13). In one embodiment, the surface area of a base 73 of the lower structure 7 is less than 80% of the surface area of the bottom 13 of the flotation tank 10. The surface area of the base 73 may be between 25 and 80% of the surface area of the bottom 13 of the flotation tank 10.
Asimismo, el volumen del tanque de flotación 10 tomado por la estructura inferior 7 puede ser de entre el 30 y el 70 % del volumen del tanque de flotación 10 tomado por la zona de mezcla A. Likewise, the volume of the flotation tank 10 taken by the lower structure 7 may be between 30 and 70% of the volume of the flotation tank 10 taken by the mixing zone A.
La estructura inferior 7 puede comprender adicionalmente cualquier estructura de soporte y/o estructura de conexión adecuada para instalar la estructura inferior 7 en el tanque de flotación 10, sobre 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. The lower structure 7 may further comprise any support structure and/or connection structure suitable for installing the lower structure 7 in the flotation tank 10, on the bottom 13 of the flotation tank 10. The lower structure 7 may be made of any suitable material such as metal, for example, stainless steel.
El tanque de flotación 10 puede comprender además un aglomerador de espuma 6 conformado para dirigir la espuma en la superficie de espuma abierta Af hacia el reborde de batea 21, tal y como se muestra en las figuras 4b y 5. El aglomerador de espuma 6 puede ser un aglomerador de espuma central 61, y/o un aglomerador de espuma perimetral interno dispuesto dentro del tanque de flotación 10 a una profundidad deseada, junto a la pared lateral del tanque de flotación 10. The flotation tank 10 may further comprise a froth agglomerator 6 shaped to direct froth at the open froth surface Af toward the pan flange 21, as shown in Figures 4b and 5. The froth agglomerator 6 may be a central froth agglomerator 61, and/or an internal perimeter froth agglomerator disposed within the flotation tank 10 at a desired depth adjacent the side wall of the flotation tank 10.
Un aglomerador de espuma central 61 está dispuesto concéntricamente al centro 11 del tanque de flotación 10. El aglomerador de espuma central 61 puede tener forma de cono o de cono truncado. El aglomerador de espuma central 61 puede tener forma de pirámide o de pirámide truncada. Expresado de otro modo, una sección transversal vertical de un aglomerador 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 aglomerador de espuma central 61 tenga una estructura o forma truncada, el vértice es solo funcional, es decir, debe visualizarse como el punto más bajo de la estructura o forma continua hastaunaforma completa no truncada, por lo que un ángulo incluido a puede identificarse independientemente de la forma o conformación real del aglomerador de espuma central. El ángulo incluido a puede ser de entre 20 y 80 °. Por ejemplo, el ángulo incluido a puede ser de 22 °, 37,5 °, 45 °, 55 °, 63,75 ° o 74 °. En una forma de realización, el aglomerador de espuma central 61 está dispuesto para bloquear entre el 25 y el 40 % de la superficie de espuma abierta Af. A central froth agglomerator 61 is arranged concentrically with the center 11 of the flotation tank 10. The central froth agglomerator 61 may be in the shape of a cone or a truncated cone. The central froth agglomerator 61 may be in the shape of a pyramid or a truncated pyramid. Expressed another way, a vertical cross-section of a central froth agglomerator 61 may be an inverted triangle with an apex pointing toward the bottom 13 of the flotation tank. In the case where the central froth agglomerator 61 has a truncated structure or shape, the apex is only functional, i.e., it should be visualized as the lowest point of the continuous structure or shape up to a complete non-truncated shape, so that an included angle α can be identified independently of the actual shape or conformation of the central froth agglomerator. The included angle α may be between 20 and 80°. For example, the included angle a may be 22°, 37.5°, 45°, 55°, 63.75°, or 74°. In one embodiment, the central foam agglomerator 61 is arranged to block between 25 and 40% of the open foam surface Af.
De manera alternativa o adicional 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 manera que un punto más bajo 620 del aglomerador perimetral interno esté situado a una distancia fu del fondo 13 del tanque de flotación 10. La distancia h2 puede ser de entre 1/2 y 2/3 de la altura H del tanque de flotación 10. El aglomerador perimetral interno 62 puede estar formado para comprender una entrada diagonal 14c que parte del punto más bajo 620, y en ángulo hacia el centro 11 del tanque de flotación 10, y que se extiende entre una primera parte 14a de la pared lateral 14 del tanque de flotación 10 y una segunda parte 14b de la pared lateral 14 de modo que un ángulo de inclinación p de la entrada diagonal 14c con respecto a la primera parte 14a de la pared lateral 14 es de entre 20 y 80 °. El ángulo de inclinación p puede ser, por ejemplo, de 22 °, 37,5 °, 45 °, 55 °, 63,75 ° o 74 °. El aglomerador perimetral interno 62 puede estar dispuesto para bloquear entre 1/5 y % 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 con respecto al fondo 13 del tanque de flotación 10, en una zona de mezcla A. La zona de mezcla A, es decir, la parte o zona del tanque de flotación en dirección vertical en la que la lechada se agita o induce de otro modo para que se mezclen las partículas de mena suspendidas en la lechada con las burbujas de gas de flotación, se forma aproximadamente junto a una sección vertical del tanque de flotación 10 alrededor de las partes inferiores de los tubos de chorro 4 y las cubetas de impacto 44 (véase la figura 5) . Alternatively or in addition to the central froth agglomerator 61, the flotation tank may comprise an inner perimeter agglomerator 62, arranged in the side wall 14 of the flotation tank 10 such that a lowest point 620 of the inner perimeter agglomerator is located at a distance fu from the bottom 13 of the flotation tank 10. The distance h2 may be between 1/2 and 2/3 of the height H of the flotation tank 10. The inner perimeter agglomerator 62 may be formed to comprise a diagonal inlet 14c starting from the lowest point 620, and angled towards the center 11 of the flotation tank 10, and extending between a first part 14a of the side wall 14 of the flotation tank 10 and a second part 14b of the side wall 14 such that an angle of inclination p of the diagonal inlet 14c with respect to the first part 14a of the wall lateral 14 is between 20 and 80°. The angle of inclination p can be, for example, 22°, 37.5°, 45°, 55°, 63.75° or 74°. The inner perimeter agglomerator 62 may be arranged to block between 1/5 and % of a pulp area Ap, which is measured at a distance h1 from an outlet nozzle 43 of a jet tube 4 with respect to the bottom 13 of the flotation tank 10, in a mixing zone A. The mixing zone A, i.e. that part or zone of the flotation tank in the vertical direction in which the slurry is agitated or otherwise induced so that the ore particles suspended in the slurry are mixed with the flotation gas bubbles, is formed approximately adjacent to a vertical section of the flotation tank 10 around the lower parts of the jet tubes 4 and the impaction troughs 44 (see figure 5).
Una fracción de lechada 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 lechada 300 se recircula a los tubos de chorro 4 como lechada de entrada. En una forma de realización, la carga de lechada 100 comprende un 40 % o menos de fracción de lechada 300. En una forma de realización, la carga de lechada 100 comprende un 50 % o menos de fracción de lechada 300. A modo de ejemplo, la carga de lechada puede comprender el 5 %, el 12,5 %, el 20 %, el 30 % o el 45 % de fracción de lechada 300. De manera alternativa, la carga de lechada 100 puede comprender un 0 % de fracción de lechada 300, es decir, no se produce recirculación de lechada tomada del tanque de flotación 10 de vuelta a la celda de flotación, sino que la carga de lechada 100 comprende un 100%de lechada recién llegada 200, por ejemplo, de una celda de flotación anterior (es decir, flujo de desbordamiento inferior 400 de una celda de flotación anterior), o de un paso anterior del proceso. A slurry fraction 300 can be withdrawn from the flotation tank 10 through an outlet 31 arranged in the side wall 14 of the flotation tank 10. This slurry fraction 300 is recirculated to the jet tubes 4 as inlet slurry. In one embodiment, the slurry charge 100 comprises 40% or less of slurry fraction 300. In one embodiment, the slurry charge 100 comprises 50% or less of slurry fraction 300. By way of example, the slurry charge may comprise 5%, 12.5%, 20%, 30%, or 45% of slurry fraction 300. Alternatively, the slurry charge 100 may comprise 0% of slurry fraction 300, i.e., there is no recirculation of slurry taken from the flotation tank 10 back to the flotation cell, but rather the slurry charge 100 comprises 100% of newly arrived slurry 200, for example, from a previous flotation cell (i.e., underflow 400 of a flotation cell). previous), or from a previous step in the process.
La fracción de lechada 300 puede recircularse a todos los tubos de chorro 4 del tanque de flotación 10 o, de manera alternativa, a algunos de los tubos de chorro 4, mientras que otros tubos de chorro 4 reciben lechada recién llegada 200, que comprende el flujo de desbordamiento inferior 400 de una celda de flotación anterior o un flujo de lechada de algún paso previo del proceso, 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 con respecto al fondo 13 del tanque. La distancia L4 es entre el 0 y el 50 % de la altura H del tanque de flotación 10. La salida 31 puede estar posicionada ventajosamente en una zona de sedimentación en la que las partículas suspendidas en lechada y no capturadas por las burbujas de gas de flotación y/o el flujo ascendente de lechada desciendan hacia el fondo 13 del tanque de flotación 10. En una forma de realización, la salida 31 está dispuesta en la parte inferior del tanque de flotación 10. Por ejemplo, la distancia L4 puede ser el 2 %, el 8 %, el 12,5 %, el 17 o el 25 % de la altura H del tanque de flotación 10. Incluso si la salida 31 es 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 de o de manera adyacente al fondo 13 del tanque de flotación. Más específicamente, la fracción de lechada 300 se extrae de la parte inferior del tanque de flotación 10. The slurry fraction 300 may be recirculated to all of the jet tubes 4 of the flotation tank 10 or alternatively to some of the jet tubes 4, while other jet tubes 4 receive newly arrived slurry 200, comprising the underflow flow 400 from a previous flotation cell or a slurry flow from some previous process step, depending on the location of the flotation cell 1 within a waterline 8. The outlet 31 may be arranged at a distance L4 from the bottom 13 of the flotation tank 10. The distance is to be understood as the distance of the lowest point of the outlet or outlet opening in the side wall 14 of the flotation tank 10 relative to the bottom 13 of the tank. The distance L4 is between 0 and 50% of the height H of the flotation tank 10. The outlet 31 may advantageously be positioned in a settling zone where particles suspended in slurry and not captured by the flotation gas bubbles and/or the upward flow of slurry descend towards the bottom 13 of the flotation tank 10. In one embodiment, the outlet 31 is arranged at the bottom of the flotation tank 10. For example, the distance L4 may be 2%, 8%, 12.5%, 17% or 25% of the height H of the flotation tank 10. Even if the outlet 31 is controlled by internal or external structures, such as upflow or downflow dart boxes, respectively, the outlet 31 is ideally located at the bottom of the flotation tank 10, i.e., close to or adjacent to the bottom 13 of the flotation tank. More specifically, slurry fraction 300 is removed from the bottom of flotation tank 10.
La celda de flotación 1 también puede comprender un circuito de acondicionamiento 3. El circuito de acondicionamiento 3 puede comprender un tanque de bomba 30, u otro recipiente adicional de este tipo, en comunicación de fluidos con el tanque de flotación 10. En el tanque de bomba 30, la carga de lechada recién llegada 200 y una fracción de lechada 300 tomada del tanque de flotación 10 a través de una salida 31 están dispuestas para combinarse en la carga de lechada 100, que a continuación se conduce a los tubos de chorro 4 del tanque de flotación 10. La lechada recién llegada 200 puede ser, por ejemplo, el flujo de desbordamiento inferior 400 de una celda de flotación previa o, en el caso de que la celda de flotación 1 sea la primera celda de flotación de una línea de flotación, una carga de lechada procedente de una unidad/paso de molienda o de una unidad/paso de clasificación. También es posible que la fracción de lechada 300 y la lechada recién llegada 200 se distribuyan entre los tubos de chorro 4 sin combinarse primero en un tanque de bomba 30. The flotation cell 1 may also comprise a conditioning circuit 3. The conditioning circuit 3 may comprise a pump tank 30, or another such additional vessel, in fluid communication with the flotation tank 10. In the pump tank 30, the newly arrived slurry charge 200 and a slurry fraction 300 taken from the flotation tank 10 through an outlet 31 are arranged to combine into the slurry charge 100, which is then conducted to the jet tubes 4 of the flotation tank 10. The newly arrived slurry 200 may be, for example, the underflow 400 from a previous flotation cell or, in the case where the flotation cell 1 is the first flotation cell in a flotation line, a slurry charge from a grinding unit/step or a classification unit/step. It is also possible for the slurry fraction 300 and the newly arrived slurry 200 to be distributed between the jet tubes 4 without first being combined in a pump tank 30.
La lechada combinada puede recircularse a todos los tubos de chorro 4 del tanque de flotación 10 o, de manera alternativa, a algunos de los tubos de chorro 4, mientras que otros tubos de chorro 4 reciben lechada recién llegada 200, que comprende el flujo de desbordamiento inferior 400 de una celda de flotación anterior o un flujo de lechada de algún paso previo del proceso, dependiendo de la ubicación de la celda de flotación 1 dentro de una línea de flotación 8. The combined slurry may be recirculated to all jet tubes 4 of the flotation tank 10 or alternatively to some of the jet tubes 4, while other jet tubes 4 receive newly arrived slurry 200, comprising the underflow flow 400 from a previous flotation cell or a slurry flow from some previous process step, depending on the location of the flotation cell 1 within a waterline 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 del 0 al 50 % de la altura H del tanque de flotación 10. Por ejemplo, la distancia L4 puede ser el 2 %, el 8 %, el 12,5 %, el 20 % o el 33 % de la altura H del tanque de flotación 10. The outlet 31 may be arranged in the side wall 14 of the flotation tank 10, at a distance L4 from the bottom 13 of the flotation tank 10. The distance L4 may be 0 to 50% of the height H of the flotation tank 10. For example, the distance L4 may be 2%, 8%, 12.5%, 20% or 33% of the height H of the flotation tank 10.
De manera adicional, el circuito de acondicionamiento puede comprender una bomba 32 dispuesta para recibir la fracción de lechada 300 desde el tanque de flotación 10, y para impulsar la carga de lechada 100 desde el tanque de bomba 30 a los tubos de chorro 4. La fracción de lechada 300 puede comprender partículas de baja velocidad de sedimentación tales como partículas finas de flotación lenta. La fracción de lechada puede tomarse del o de cerca del fondo del tanque de flotación 10. De manera adicional o alternativa, el circuito de acondicionamiento 3 puede comprender además una unidad de distribución (no mostrada en las figuras), dispuesta para distribuir la carga de lechada 100 entre los tubos de chorro 4. La bomba 32 también puede utilizarse para impulsar la carga de lechada 100 al interior de los tubos de chorro 4. Para distribuir de manera uniforme la carga de lechada 100 entre los tubos de chorro 4, puede utilizarse una unidad de distribución. La unidad de distribución puede, por ejemplo, comprender un tubo de alimentación dentro del tanque de flotación 10, configurado para distribuir la fracción de lechada 300 directamente entre los tubos de chorro 4. A modo de ejemplo, la unidad de distribución puede comprender conductos dispuestos fuera del tanque de flotación 10 , que conduzcan a un distribuidor de alimentación separado configurado para distribuir la fracción de lechada 300, o una combinación de fracción de lechada 300 y lechada recién llegada 200, entre los tubos de chorro 4. Additionally, the conditioning circuit may comprise a pump 32 arranged to receive the slurry fraction 300 from the flotation tank 10, and to drive the slurry charge 100 from the pump tank 30 to the jet tubes 4. The slurry fraction 300 may comprise low settling velocity particles such as slow floating fines. The slurry fraction may be taken from or near the bottom of the flotation tank 10. Additionally or alternatively, the conditioning circuit 3 may further comprise a distribution unit (not shown in the figures), arranged to distribute the slurry charge 100 between the jet tubes 4. The pump 32 may also be used to drive the slurry charge 100 into the jet tubes 4. In order to evenly distribute the slurry charge 100 between the jet tubes 4, a distribution unit may be used. The distribution unit may, for example, comprise a feed pipe within the flotation tank 10, configured to distribute the slurry fraction 300 directly between the jet tubes 4. By way of example, the distribution unit may comprise conduits arranged outside the flotation tank 10, leading to a separate feed distributor configured to distribute the slurry fraction 300, or a combination of slurry fraction 300 and newly arrived slurry 200, between the jet tubes 4.
Según otro aspecto de la invención, las líneas de flotación 8 se presentan en las figuras 6a y 6b. Una línea de flotación 8 comprende varias celdas de flotación 1 a conectadas en cuanto a los fluidos, y al menos una de las celdas de flotación es una celda de flotación 1 según las formas de realización descritas anteriormente de la celda de flotación 1 según la invención. En una forma de realización de la línea de flotación 8, la celda de flotación 1 según la invención está precedida por una celda de flotación 1a. Una celda de flotación 1a puede ser de cualquier tipo conocido en el campo. De manera alternativa o adicional, la celda de flotación 1 puede ir precedida de una celda de flotación mecánica 1 b (véase la figura 6a). According to another aspect of the invention, the flotation lines 8 are shown in Figures 6a and 6b. A flotation line 8 comprises a plurality of fluidly connected flotation cells 1a, and at least one of the flotation cells is a flotation cell 1 according to the above-described embodiments of the flotation cell 1 according to the invention. In one embodiment of the flotation line 8, the flotation cell 1 according to the invention is preceded by a flotation cell 1a. A flotation cell 1a may be of any type known in the art. Alternatively or additionally, the flotation cell 1 may be preceded by a mechanical flotation cell 1b (see Figure 6a).
En una forma de realización de la línea de flotación 8, esta 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 de desbordamiento inferior 400 para la parte de desbaste 81; y una parte de acabado del barrido 820 con una celda de flotación 1 a dispuesta para recibir el flujo de desbordamiento superior 500 de la parte de barrido 82 (véase la figura 6b). En la línea de flotación 8, la última celda de flotación 1 de la parte de barrido 82 y, de manera alternativa o adicional, la última celda de flotación 1 de la parte de acabado del barrido 820 es una celda de flotación 1 según la invención, con tubos de chorro 4. De manera adicional, en la línea de flotación 8, tal y como se ha descrito anteriormente, la celda de flotación 1 según la invención, con los tubos de chorro 4, puede ir precedida de una celda de flotación mecánica 1b. In one embodiment of the waterline 8, it comprises a roughing portion 81 with a flotation cell 1a; a sweeping portion 82 with a flotation cell 1a arranged to receive the lower overflow flow 400 for the roughing portion 81; and a sweeping finishing portion 820 with a flotation cell 1a arranged to receive the upper overflow flow 500 from the sweeping portion 82 (see Figure 6b). At the waterline 8, the last flotation cell 1 of the sweeping part 82 and, alternatively or additionally, the last flotation cell 1 of the sweep finishing part 820 is a flotation cell 1 according to the invention, with jet tubes 4. Additionally, at the waterline 8, as described above, the flotation cell 1 according to the invention, with the jet tubes 4, may be preceded by a mechanical flotation cell 1b.
La línea de flotación 8 puede ir precedida de otros procesos tales como molienda, clasificación, cribado, proceso de levigación, proceso de recuperación de partículas gruesas, espirales y otros procesos de separación; y otros procesos de flotación. A la línea de flotación 8 le pueden seguir varios procesos tales como la remolienda, el acabado u otros procesos de flotación, la centrifugación, el filtrado, el cribado o la deshidratación. Flotation line 8 may be preceded by other processes such as grinding, classification, screening, levigation, coarse particle recovery, spirals, and other separation processes; and other flotation processes. Flotation line 8 may be followed by various processes such as regrind, finishing, or other flotation processes, centrifugation, filtering, screening, or dewatering.
Según otro aspecto de la invención, la línea de flotación 8 puede utilizarse en la recuperación de partículas que comprendan un material valioso suspendido en lechada. En una forma de realización, el uso puede estar dirigido a la recuperación de partículas que comprendan minerales no polares como el grafito, el azufre, la molibdenita, el carbón, el talco. According to another aspect of the invention, the flotation line 8 can be used for the recovery of particles comprising a valuable material suspended in slurry. In one embodiment, the use can be directed toward the recovery of particles comprising non-polar minerals such as graphite, sulfur, molybdenite, coal, or talc.
Según otra forma de realización, el uso puede estar dirigido a la recuperación de partículas que comprendan minerales polares. According to another embodiment, the use may be directed to the recovery of particles comprising polar minerals.
En otra forma de realización, el uso está dirigido a la recuperación de partículas de minerales con una dureza Mohs de entre 2 y 3, tales como la galena, los minerales de sulfuro, los PGM, los minerales REO. En otra forma de realización más, el uso se dirige específicamente a la recuperación de partículas que comprendan platino. In another embodiment, the method is directed toward the recovery of mineral particles with a Mohs hardness of between 2 and 3, such as galena, sulfide minerals, PGMs, and REO minerals. In yet another embodiment, the method is specifically directed toward the recovery of particles comprising platinum.
En otra forma de realización, el uso está dirigido a la recuperación de partículas que comprendan cobre a partir de partículas minerales que tengan una dureza Mohs de entre 3 y 4. En otra forma de realización más, el uso se dirige específicamente a la recuperación de partículas que comprendan cobre a partir de mineral de baja ley. In another embodiment, the use is directed to the recovery of particles comprising copper from mineral particles having a Mohs hardness of between 3 and 4. In yet another embodiment, the use is specifically directed to the recovery of particles comprising copper from low-grade ore.
Las formas de realización descritas hasta aquí pueden utilizarse en cualquier combinación entre sí. Varias de las formas de realización pueden combinarse entre sí para formar otra forma de realización. Una celda de flotación a la que se refiere la divulgación puede comprender al menos una de las formas de realización descritas anteriormente. Resulta obvio para un experto en la materia que, con el avance de la tecnología, la idea básica de la invención puede llevarse a la práctica de diversas maneras. Así pues, la invención y sus formas de realización no se limitan a losejemplosdescritos anteriormente, sino que pueden variar dentro del alcance de las reivindicaciones. The embodiments described herein can be used in any combination with one another. Several of the embodiments can be combined with one another to form another embodiment. A flotation cell to which the disclosure relates may comprise at least one of the embodiments described above. It is obvious to one skilled in the art that, with the advancement of technology, the basic idea of the invention can be implemented in various ways. Thus, the invention and its embodiments are not limited to the examples described above, but may vary within the scope of the claims.
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