Un impulsor de flotación afecta el tamaño de las burbujas principalmente a través de la turbulencia y la circulación que crea dentro de la pulpa. Una velocidad más alta del impulsor generalmente aumenta la ruptura de las burbujas y reduce el tamaño medio de las burbujas en condiciones de flujo de aire fijo, mientras que un flujo de aire más alto tiende a aumentar el tamaño medio de las burbujas. Sin embargo, la geometría del impulsor, el diseño del estator, la concentración de espuma y las propiedades de la suspensión también dan forma al comportamiento final de dispersión del gas, por lo que la velocidad del impulsor por sí sola nunca determina el rendimiento de la flotación.

Conclusiones clave

• Una mayor velocidad del impulsor aumenta la turbulencia y la ruptura de las burbujas, produciendo burbujas más pequeñas, pero con rendimientos decrecientes y costos energéticos crecientes.

• El aumento del caudal de aire a RPM fijas generalmente aumenta el tamaño medio de las burbujas, por lo que la velocidad y el caudal de aire deben estar equilibrados.

• El diámetro del impulsor, la geometría de las palas, la velocidad de la punta y el diseño del estator influyen en la distribución de las burbujas incluso a RPM idénticas.

• El impulsor y el estator funcionan como un solo sistema; El diseño del estator puede reducir el diámetro medio de las burbujas de Sauter y mejorar la estabilidad de la espuma.

• El desgaste del impulsor cambia silenciosamente la geometría del flujo, degradando la circulación, la dispersión del aire y la consistencia de la flotación con el tiempo.

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Tabla resumen

Definición: ¿Qué es un impulsor de flotación?

Un impulsor de flotación es el componente giratorio dentro de una celda de flotación mecánica que aspira y dispersa aire en la suspensión mineral. Genera el campo de flujo turbulento necesario para romper el aire en burbujas y mantener las partículas sólidas en suspensión. Trabajando junto con un estator estacionario, el impulsor define el entorno hidrodinámico en el que se produce la unión de las partículas de burbujas. En los circuitos de procesamiento de minerales, el impulsor es parte de un sistema más amplio.FLOTACIÓNetapa, y normalmente se suministra como un conjunto de rotor-estator combinado dentroCÉLULAS DE FLOTACIÓN.

Principio de funcionamiento

El impulsor gira dentro de la celda de flotación, creando una zona de baja presión cerca del eje que atrae aire hacia la pulpa. Cuando el aire se encuentra con las palas giratorias, el campo de corte turbulento se deforma y rompe las burbujas grandes en otras más pequeñas. Al mismo tiempo, las burbujas chocan y se fusionan, por lo que la distribución final del tamaño de las burbujas refleja un equilibrio dinámico entre ruptura y coalescencia.

Las burbujas más pequeñas proporcionan una mayor área interfacial gas-líquido para la unión de partículas, lo que generalmente favorece la recuperación. Sin embargo, las burbujas extremadamente finas pueden reducir la flotabilidad y ralentizar la cinética de flotación. El estator rodea el impulsor y redirige el flujo radial, convirtiendo la energía rotacional en un patrón de circulación controlada que distribuye burbujas por todo el volumen de pulpa en lugar de concentrarlas cerca del impulsor.

La investigación a escala industrial ha demostrado que el tamaño medio de las burbujas disminuye a medida que aumenta la velocidad del impulsor, mientras que el aumento del caudal de aire aumenta el tamaño medio de las burbujas. Un ejemplo de laboratorio informó una reducción del diámetro medio de la burbuja de aproximadamente 727 μm a 284 μm cuando la velocidad del impulsor aumentó de 700 a 1200 rpm en condiciones controladas de aireación y formación de espuma.

Beneficios de la selección correcta del impulsor y el estator

• Accesorio mejorado de partículas de burbujas:Las burbujas más pequeñas y bien dispersas aumentan la probabilidad de colisión con partículas hidrofóbicas.

• Espuma estable:El diseño correcto del estator limita la turbulencia excesiva en la interfaz pulpa-espuma, protegiendo la estabilidad de la espuma.

• Suspensión de sólidos consistente:La geometría adecuada del impulsor evita el lijado y las zonas muertas en la celda.

• Menor coste energético:Hacer coincidir la velocidad del impulsor con el funcionamiento evita la turbulencia excesiva y el desperdicio de energía.

• Mayor vida útil:La selección correcta del material para la química de la lechada extiende los intervalos de servicio del rotor y el estator.

• Mantenimiento predecible:El desgaste controlado por la geometría permite el reemplazo planificado en lugar de paradas reactivas.

Aplicaciones

Los impulsores y estatores de flotación se utilizan en una amplia gama de tareas de procesamiento de minerales:

• Flotación de mineral de cobre:Celdas más rugosas, limpiadoras y limpias donde la dispersión del aire incide directamente en la recuperación.

• Flotación de mineral de oro:Circuitos de oro asociados a sulfuros que requieren una generación estable de burbujas.

• Flotación de mineral de plomo-zinc:Flotación diferencial donde la unión selectiva de partículas de burbujas es fundamental.

• Flotación de mineral de níquel:Circuitos de sulfuro de grano fino sensibles a la distribución del tamaño de las burbujas.

• Flotación de fosfato:Celdas de gran volumen donde se debe mantener la suspensión de sólidos y la distribución de aire a través del tanque.

• Flotación de carbón:Circuitos de carbón fino donde la estabilidad de la espuma y el tamaño de las burbujas influyen en el rendimiento del carbón limpio.

El impulsor no funciona de forma aislada. Preparación del alimento medianteMOLIENDAyCLASIFICACIÓNdetermina la distribución del tamaño de las partículas que llegan a la flotación, mientras que aguas abajoDESHIDRATACIÓNyFILTRACIÓNmanejar los concentrados y relaves producidos.

Comparación de materiales

Las piezas de caucho del rotor y del estator funcionan bien en pulpas gruesas y de baja acidez donde la resistencia al impacto es más importante que el desgaste de las partículas finas. El poliuretano ofrece una mejor resistencia a los lodos abrasivos finos y mantiene la precisión dimensional por más tiempo, lo que es importante cuando la geometría del flujo debe permanecer estable entre reemplazos. Las opciones de aleación y cerámica generalmente se reservan para las zonas de mayor desgaste donde la vida útil del elastómero es inaceptable.

Comparación de aplicaciones