Comportamiento de la enargita en flotación utilizando agua de mar.

Abstract

Como consecuencia del agotamiento de los yacimientos mineros del tipo pórfidos de cobre, se ha observado una tendencia a la disminución de la ley de cobre y al mismo tiempo, un aumento de la ley de arsénico. El arsénico puede presentarse en la corteza terrestre principalmente en forma de enargita (Cu3AsS4). La enargita es una sulfosal de arsénico y cobre cuya presencia en el pórfido cuprífero repercutirá negativamente en las características del concentrado de cobre obtenido por flotación, provocando el incumplimiento de las normas ambientales. La flotación de enargita ha sido estudiada a nivel experimental y se ha demostrado que responde a los colectores tiólicos de manera similar que la calcopirita en los procesos de flotación convencionales. Para lograr la separación selectiva de la enargita de los concentrados calcopiríticos por flotación se ha propuesto la modificación superficial a través del control del potencial electroquímico de la pulpa. La utilización del control de potencial electroquímico de la pulpa ha mostrado resultados interesantes en flotación diferencial de calcopirita y molibdenita en condiciones oxidantes utilizando H2O2 (Hirajima et al., 2016). Del mismo modo se ha demostrado que la separación selectiva de enargita y de calcopirita es factible bajo condiciones estrictamente acotadas de Eh y pH utilizando un medio acuoso con poca carga iónica (Fornasiero et al. 2001; Woods, 2003; Guo and Yen 2005). En la actualidad uno de los problemas relevantes en la minería chilena está asociado a la escasez de agua fresca, lo que ha impulsado la búsqueda de fuentes alternativas del recurso hídrico, entre las cuales el agua de mar ha resultado ser una de las más atractivas. El uso de agua de mar en procesos de flotación ha resultado eficaz para concentrar minerales de naturaleza hidrofóbica debido a que electrólitos como el cloruro de sodio mejora su flotabilidad. Sin embargo, algunos iones como calcio y magnesio provocan un mal desempeño metalúrgico por precipitar como hidróxidos metálicos hidrofílicos a pH>9. La adsorción de complejos hidroxi-metálicos sobre superficies minerales hidrofóbicas puede conducir a menudo a la hidrofilicidad de los minerales y consecuentemente, la depresión en el proceso de la flotación (Fuerstenau et al., 1988). Para evitar los perjuicios económicos y ambientales provocados por la presencia de enargita en el concentrado de cobre, el trabajo de esta tesis doctoral consistió en estudiar el comportamiento superficial de este mineral en agua de mar bajo distintas condiciones de potencial electroquímico y pH, y comprender como estas variables afectan la recuperación metalúrgica de la enargita y su selectividad respecto a la calcopirita. Cabe destacar que el comportamiento de este mineral no se ha estudiado en agua de mar que es el hecho que da origen a la presente tesis doctoral. Los resultados de esta tesis muestran que la enargita es fuertemente depresada cuando es flotada en agua de mar a pH superior a 9. Este efecto depresor sobre la enargita es dominado por el Ca2+ y el Mg2+ debido a la capacidad de estos cationes para hidrolizarse cuando el pH del sistema en que se encuentran es superior a 9. Como resultando se formarán especies tales como Ca(OH)2 y Mg(OH)2, los cuales se adhieren en la superficie de la enargita. El análisis SEM-EDS reveló además que no solo precipitarán hidróxidos de calcio y magnesio sobre la superficie de la enargita bajo condiciones alcalinas, sino que además se formarán precipitados como Ca3(AsO4)2 y Ca5(AsO4)3OH que son muy poco solubles e hidrofílicos. Los resultados obtenidos en las pruebas con control de potencial electroquímico (Eh), revelan que cuando se flota enargita en agua de mar a pH 9 con condiciones altamente oxidantes, la recuperación de disminuye significativamente. Los procesos de depresión de enargita en agua de mar cuando el pH es superior a 9 son diferentes a los que suceden en la molibdenita y la calcopirita debido que los arseniatos de calcio y magnesio sólo se formarán en presencia de iones como el arseniato (AsO4 3-) o el hidrogenoarseniato (HAsO4 2-) y que, el catión calcio afecta en mayor medida que el catión magnesio la recuperación de la enargita cuando es flotada a pH 9 o superior. Este resultado puede explicarse debido a que los complejos formados por el ion arseniato y el calcio en condiciones altamente oxidantes y alcalinas, son muy poco solubles.