Medición de pH en aplicaciones robustas

Aplicación en Procesos de Flotación de Minerales

Las operaciones de flotación, como un proceso de concentración, tienen como objetivo la recuperación de los metales de interés, como cobre, níquel, molibdeno o zinc, contenidos en un mineral en forma impura pero al mismo tiempo enriquecida. En este tipo de operaciones se basan las características hidrofóbicas de ciertos componentes de los minerales, a efectos que al introducir aire se formen burbujas (flotación por espumas) y estas partículas de mineral se adhieran a las burbujas y floten a la superficie, donde son extraídos como concentrados.

La flotación muchas veces requiere de cierta inducción por reactivos, aunque inicialmente la flotación era una operación recomendada sólo para minerales sulfurados, también es posible flotar minerales oxidados debido a esta aplicación.

La flotación se realiza utilizando la pulpa proveniente de la molienda que tiene ya incorporados los reactivos necesarios para la flotación, la pulpa se introduce en recipientes llamados celdas de flotación, en la cual se hace burbujear aire manteniendo la mezcla en constante agitación para que el contacto entre las partículas sea intenso.

Para obtener el producto de la fase de flotación se requiere que la pulpa pase por varios ciclos donde las burbujas obtenidas generen el concentrado. Por ejemplo, el concentrado de cobre que aumenta desde valores de 1% de la roca original hasta 31% de cobre total. El concentrado final es secado mediante equipos apropiados y llevados al proceso de fundición.

La flotación espumante o conocida como flotación convencional funciona con una granulometría entre 0.3 a 0.002 mm dependiendo del peso especifico de las especies y de su grado de liberación.

La capacidad de un mineral a flotar depende de ciertas condiciones.

Una variable importante es el pH de flotación, que afecta a:

  • La forma de muchas especies iónicas presentes
  • El estado de carga de las superficies minerales

FLOTACIÓN DE MINERAL

¿Qué es el pH?

pH es el término que indica la concentración de iones de hidrógeno en una disolución. Se trata de una medida de la acidez de la disolución.

El término se define como el logaritmo de la concentración de iones H+ (protones) cambiado de signo: pH = -log [H+], donde [H+] es la concentración de iones H+ en moles por litro. Debido a que los iones H+ se asocian con las moléculas de agua para formar iones hidronio (H3O+), el pH también se expresa a menudo en términos de concentración de iones hidronio.

En agua pura a 22°C de temperatura, existen cantidades iguales de iones H3O+ y de iones hidroxilos (OH-); la concentración de cada uno es 10-7 moles/litro. Por lo tanto, el pH del agua pura es -log (0.107), que equivale a 7. Sin embargo, al añadirle un ácido al agua, se forma un exceso de iones H3O+ en consecuencia, su concentración puede variar entre 10-6 y 10-1 moles/litro, dependiendo de la fuerza y de la cantidad de ácido. Así, las disoluciones ácidas tienen un pH que varía desde 6 (ácido débil) hasta 1 (ácido fuerte). En cambio, una disolución básica tiene una concentración baja de iones H3O+ y un exceso de iones OH- y el pH varía desde 8 (base débil) hasta 14 (base fuerte).

El pH de una disolución puede medirse mediante una valoración, que consiste en la neutralización del ácido (o base) con una cantidad determinada de base (o ácido) de concentración conocida, en presencia de un indicador (un compuesto cuyo color varía con el pH). También puede determinarse midiendo el potencial eléctrico que se origina en ciertos electrodos especiales sumergidos en la disolución.

Mediciones de pH

La medición del pH se origina en el sistema del electrodo. Este sistema consiste en un sensor de pH, cuyo voltaje varía proporcionalmente a la actividad de iones de hidrógeno de la solución (se trata del electrodo indicador), y un electrodo de referencia, que proporciona un voltaje de referencia constante y estable en el tiempo independientemente de las condiciones externas.

El electrodo de pH consiste en una fina membrana de cristal sensible al hidrógeno en el extremo de un tubo de cristal inerte. Este tubo está lleno de un electrolito y la señal es transportada a través de un cable de Ag/AgCl (que actúa como referencia).

El medidor (voltímetro) mide la diferencia del potencial establecido entre el electrodo sensible de pH y el electrodo de referencia. Este valor en milivoltios es leído por la unidad y visualizado en unidades mV o pH.

Procesamiento de cobre 

Un pH alto es importante en el procesamiento de mineral de cobre para maximizar las propiedades de este mineral de flotación. La mayor parte del cobre, mezclas de minerales tienden a ser ácidas. Las plantas suelen añadir cal a la mezcla en el molino o medios de flotación del circuito, aumentando su  alcalinidad.

Una operación típica de cobre contiene muchas celdas de flotación, a menudo con un sensor de pH en cada celda. El número de sensores y  sus ubicaciones varían de planta a planta, dependiendo en gran medida  de la solución química. Tiempo de vida del sensor  y el mantenimiento que se  convierten  en importantes factores económicos.

El sensor de pH debe montarse para proporcionar suficiente velocidad de muestreo y así minimizar la cal tanto como  la acumulación de material.

Electrodo TB556: El Instrumento más robusto para medición del pH

ABB a heredado la familia de instrumentos medidores de PH y ORP originales de “TBI – Bailey” destacando las series de sensores de estado sólido Next step y Next step advantage.

TB556 Multi-Propósito – En línea o sumergible

  • Kynar (PVDF) 
  • Sumergible, en línea 3/4”
  • Máx 6.9 bar, 100C

Ventajas:

  • Robusto
  • Resiste a la contaminación
  • Usos con productos químicos y residuos industriales.

Limpieza para aplicaciones sumergibles:

El líquido del circuito de flotación o de flotación de alimentación,  siempre tendrá un alto porcentaje de sólidos. El sensor de pH debe ser resistente para soportar la abrasión por partículas inevitables, los purines y la acumulación de la escala  como resultado de adiciones de cal.

Características:

  • Este sensor tiene tecnología patentada  (Next steep)
  • Referencia de estado sólido
  • Cubierta de membrana plana con un vidrio anti adherente que reducen en gran medida el efecto por encalichamiento.
  • Reducido coeficiente de fricción que minimizan el daño de la abrasión.

Por todas estas razones el electrodo TB556 es el más robusto en aplicaciones de procesamiento de minerales, plantas de tratamiento de agua, operaciones de mezcla, separación, operaciones con productos químicos y efluentes industriales.

distribuidor autorizado de ABB.

Información proporcionada por: Ing. Carlos Vértiz

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