Celda de flotación por lotes para laboratorio

La celda de flotación por lotes es el primer equipo que convierte un informe mineralógico en una decisión de diagrama. Antes de comprometerse con un circuito rougher–scavenger–cleaner hay que responder tres preguntas sobre unos cientos de gramos de mineral: cuánta masa arrastrar para alcanzar la ley objetivo, con qué rapidez flota el mineral valioso y qué esquema de reactivos lo logra con la menor dosis. Las tres son mediciones de banco.

La unidad es una celda de agitación mecánica con aire dosificado, impulsor de velocidad variable y raspador de espuma temporizado. Los ensayos se corren lote a lote, de modo que cada condición —granulometría, pH, dosis de colector, dosis de depresor, caudal de aire— se cambia sin perturbar las demás: eso aísla variables que una celda piloto continua mezclaría.

Cómo se corre un ensayo

La alimentación se pesa, típicamente 50–1000 g según el volumen del vaso, y se hace pulpa a la densidad objetivo, comúnmente 25–40% de sólidos en sulfuros de metales base. El vaso se llena hasta la marca, el impulsor se ajusta a la velocidad de acondicionamiento y los reactivos se agregan en secuencia con tiempo fijo entre adiciones. Luego entra aire al caudal dosificado y arranca el raspador. Los concentrados se recogen en bandejas separadas a intervalos fijos —0,5, 1, 2, 4 y 8 minutos es una serie habitual—, lo que convierte un ensayo en una curva de cinética y no en un número agregado.

Cada concentrado temporizado se pesa húmedo y seco y se analiza, lo que entrega arrastre másico y ley por intervalo. La recuperación acumulada contra el arrastre acumulado da la curva ley–recuperación con la que se juzga si el circuito puede alcanzar una ley pagable con recuperación aceptable.

Volúmenes de vaso y agitación

Los vasos intercambiables cubren desde el estudio exploratorio hasta el ciclo cerrado. Los de 0,5 L y 1 L sirven para muestras pequeñas y ensayos de cleaner con alimentación limitada; los de 3 L y 8 L manejan rougher sobre moliendas más gruesas, donde la representatividad importa más que la economía de reactivo.

La velocidad del impulsor varía de 0 a 2000 rpm con lectura digital, así que la misma velocidad periférica se reproduce en distintos volúmenes: ese detalle hace comparables los resultados de un vaso de 1 L con los de uno de 8 L. El aire pasa por rotámetro con válvula de ajuste fino; en esta clase de celda el rango de trabajo es 0,05–1,0 m³/h, suficiente a escala de banco.

Qué incluye la construcción estándar

• Vasos intercambiables con impulsores y estatores resistentes al desgaste.
• Accionamiento de velocidad variable con rpm digital y realimentación de tacómetro.
• Aire dosificado con control fino de caudal y rotámetro.
• Raspador de velocidad variable, con altura de paleta y frecuencia ajustables.
• Tablero con interruptores independientes para agitador, aire y raspador.
• Bandejas de recolección y bastidor de soporte a altura de banco.

Leer los resultados con honestidad

Los resultados por lotes no son directamente escalables. La celda de banco no tiene distribución de tiempos de residencia, ni recirculación de agua de proceso, ni el arrastre de un lecho de espuma profundo, ni desgaste mecánico. Lo que entrega es un ordenamiento relativo —este colector supera a aquel, esta molienda es demasiado gruesa, esta dosis ya pasó el codo de la curva— más los parámetros cinéticos que alimentan el dimensionamiento de planta.

El escalamiento en flotación es empírico y propio de cada circuito. En vez de trasladar un tiempo de residencia de banco, lleve el esquema de reactivos y la curva cinética a una campaña piloto continua. Para el lado de lixiviación del mismo diagrama, vea la base de conocimientos; el conjunto de equipos está en el catálogo de equipos.

Cuándo la celda por lotes deja de servir

Tres situaciones piden otra herramienta. Si la pregunta es si un lecho de espuma soporta agua de lavado, necesita una columna y no una celda mecánica. Si la pregunta es si el circuito aguanta ocho horas en estado estacionario, necesita operación continua. Y con menos de unos 20 g de muestra, el error de balance sobre un concentrado temporizado pesa más que la información: eso corresponde a una microcelda o a un tubo Davis.

Opciones que conviene especificar desde el principio

• Cuerpo transparente para observar profundidad de espuma y nivel de pulpa.
• Vaso encamisado para ensayos sobre temperatura ambiente, con baño circulante.
• Temporización automática del raspador, para cortar intervalos de forma reproducible.
• Puertos para sondas de pH, oxígeno disuelto o registro de temperatura.

¿Cuánta muestra necesita un ensayo?

Entre 50 g y 1000 g según volumen de vaso y densidad de pulpa. Un vaso de 1 L al 30% de sólidos contiene unos 300–350 g de sólidos; el de 8 L toma varios kilogramos. Para un programa rougher–cleaner–scavenger completo, prevea 5–10 kg de alimentación representativa, bien chancada y homogeneizada.

¿Puede la misma celda correr cleaner y scavenger?

Sí, y es lo habitual. El cleaner usa el mismo equipo con vaso de menor volumen y el concentrado rougher como alimentación, repulpado a la densidad del cleaner. El scavenger corre más tiempo y con mayor dosis de colector. Ambos son por lotes, así que las condiciones quedan aisladas.

¿Vale la pena variar la velocidad del impulsor?

Sí. La recuperación de partículas gruesas, compuestas o débilmente hidrofóbicas suele estar limitada por la agitación más que por la química, así que fijar la velocidad en una comparación de reactivos puede ocultar la solución. Varíela a propósito y regístrela con cada resultado.

Indíquenos la masa de muestra, la molienda objetivo y el esquema de reactivos a tamizar, y especificamos volúmenes de vaso y tiempos de raspado.