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MOLY-COP ADESUR S.A.
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Planta Lima: Calle Santa Rosa 110, Santa Anita. Lima, Perú
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Planta Arequipa: Jacinto Ibáñez 131, Parque Industrial. Arequipa, Perú
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METODOLOGIA DE EVALUACION Y SELECCIÓN DE
ESPUMANTES
Por:
Levi Guzman Rivera
Ing° de Aplicaciones y Jefe de
Desarrollo de Productos Químicos
Moly-Cop Adesur S.A.
RESUMEN.-
En la práctica, los espumantes para flotación de mienrales se seleccionan siguiendo
lineamientos generales y evaluaciones a nivel laboratorio y/o pruebas en planta de planta.
Los términos “enérgico”, “selectivo”, “cinético”, etc qué normalmente se usan para
caracterizar los espumantes tienen mas un sustento intuitivo y/o de experiencia en lugar de
un sustento científico. Moly-Cop Adesur S.A. seleccionado diferentes metodologías
desarrolladas por Klimpel, RR y Isherwood S. (1991) “modificación de la estructura de los
espumantes” y últimamente por Laskowski J,S (2003), índice de espumación dinámica “DFI”
y Concentración critica de coalescencia “CCC”, los cuales proveen de la información
necesaria para clasificar los espumantes.
INTRODUCCIÓN.-
El proceso de flotación de minerales requiere normalmente una gran variedad de agentes de
flotación. Aunque se cree que los reactivos más importantes son los colectores, los cuales
usan para dar a los minerales valiosos las características hidrofobicas, el proceso de
flotación no puede aislarse de la generación de la espuma como medio de transporte. La
generación de la espuma requiere de uso de reactivos denominados espumantes, los cuales
se utilizan para facilitar la dispersión del aire en pequeñas burbujas y para lograr una
espuma estable como medio de transporte.
La dificultad de dar una clasificación científica y comprensiva de los espumantes de flotación
ha sido analizada por Wrobel desde hace 50 años. Esta situación después de 50 años no es
diferente y los términos “enérgico” y “selectivo” todavía se utilizan para describir las
propiedades de los espumantes.
Los reactivos espumantes que son comercializados, normalmente vienen con información
relacionada con sus propiedades físicas y químicas como la que se detalla en la tabla 1
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TABLA No 1
CARACTERISTICA COMERCIALES DE ESPUMANTES
Propiedad DF200 DF250 DF1012
Peso Molecular 200 250 400
Viscosidad 7 12 27
Densidad 0.970 0.980 0.988
Punto de congelación C° < 50 < 50 < 50
Punto de Inflamación F° 250 285 325
La información proporcionada en la tabla 1 es importante para el manipuleo de estos
productos pero no dice a nada sobre sus propiedades de flotación. Por consiguiente, algunos
fabricantes proporcionan alguna información técnica adicional sobre su aplicación
referiendose a los productos como “selectivos” o “enérgicos” y o “cinéticos”.
METODOLOGIAS SELECCIONADAS.-
a.- Efecto de la estructura del espumante sobre el tamaño de partícula.-
El trabajo desarrollado por Klimpel R,R y Isherwood S. (1991) con respecto al efecto de la
modificacion de la estructura de los espumantes sobre la flotabilidad del tamaño de partícula
esta resumido en la figura No 1
Figura No 1 .- Influencia de la estructura del espumante sobre el tamaño de partícula.-

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Esta figura muestra cómo cada una de las estructuras de los espumantes esta directamente
relacionado a un rango de tamaño de partícula donde su acción será mas eficaz. De acuerdo
a la figura No 1, hay tres implicancias principales; la primera implicancia es que se nota
claramente que ningún espumante puede flotar el rango completo de tamaños de partículas
que se encuentran en un sistema de flotación de minerales; La segunda implicancia es por
necesidad obvia, de realizar una mezcla de espumantes; combinando sus propiedades y
flotabilidad en diferentes tamaños de partículas, para este efecto, esta figura podría usarse
como una guía de mezclado. La tercera implicancia es quizás la mas importante, ya que
postula que haciendo al espumante mas hidrofóbico, es posible flotar las partículas más
gruesas que normalmente son difíciles de flotar. Este último concepto viene siendo aplicado
por Moly-Cop Adesur S.A. para el diseño y aplicación de los espumantes MCFROTH que
vienen utilizando en la minería peruana, lo cual puede ser apreciado en la figura No 2
CAPACIDAD DE LEVANTE POR TAMAÑOS
5,00
7,00
9,00
11,00
13,00
15,00
10 35 60 85 110 135 160 185 210 235
Tamaño de Particula (micrones)
%RecuperacionenPeso
MIBC
H508
H225
DF200
Figura No 2.- Efecto del tipo de espumante sobre el tamaño de particula
En la figura 2 anterior, se puede apreciar claramente el efecto sobre el tamaño de partícula,
por ejemplo los espumantes MIBC y DF200 diseñados para partículas/finas medias,
muestran una mejor recuperación para partículas inferiores a 100 micrones, mientras que el
espumante H-225 muestra un comportamiento intermedio y el H508 diseñado para partículas
gruesas muestra mejor recuperación para partículas superiores a 150 micrones.

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Por ultimo si tomamos en consideración que el peso molecular de los espumantes es una
propiedad química y estructural de los espumantes y analizamos el cuadro propuesto por
Laskoswki, (figura No 3) podemos verificar que esta clasificación por el efecto del espumante
sobre el tamaño de partícula tiene una relación directa con el peso molecular del espumante.
Por ejemplo en la figura No 3 podemos observar que los reactivos mas selectivos tienen un
peso molecular mas bajo (MIBC, Hexanol) y se encuentran ubicados en la zona inferior
izquierda de la figura No 3, mientras que los espumantes mas enérgicos (DF400, DF1012)
muestran un peso molecular mas alto.
Figura No 3.- Clasificación de espumantes por el peso Molecular
b.- Cinética de Flotación.-
De igual manera debido a que es muy difícil el saber porque un cambio a nivel industrial de
algún parámetro es positivo en ciertos casos y negativo en otros. La mejor manera que se ha
encontrado para demostrar la influencia de los diferentes parámetros es utilizar el concepto
de los perfiles de la tiempo-recuperación, denominada cinética de flotación, los cuales se
pueden ajustar con dos parámetros simples; es decir, una constante de primer orden (K) y un
parámetro de la equilibrio-recuperación (R), denotados por la ecuación No 1.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Molecular Weight
4
5
6
7
8
9
10
11
12
CalculatedHLB
a-Terpineol
Hexanol
Hexanol-2PO
MIBC-2PO
MIBC
T402
T411
DF400
DF1012
DF1263
Glycerol(PO)n
CH
3(C
3H
6O)nOH
POWERFUL
SELECTIVE

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[ ]
þ
ý
ü
î
í
ì
---= )exp(1)
1
(1 Kt
Kt
RRi (1)
Donde:
Ri = Recuperación acumulada
T = Tiempo
R = Recuperación de equilibrio
K = Constante de primer orden
Figura No 4.- perfiles de cinética de 2 tipos de espumantes para un mismo Mineral
La figura No 4 demuestra un ejemplo típico de variación de parámetros de flotación, lo cual
conduce a una modificación de los perfiles tiempo-recuperación, dando dos valores
diferentes de R y de K, sobre los cuales los límites de confianza pueden ser establecidos.
En los programas de evaluación del escalamiento laboratorio-planta, fue encontrado que al
cambiar un cierto parámetro conduce casi siempre a una modificación de los perfiles de las
curvas tiempo-recuperación.
La figura 5 muestra diferentes perfiles de tiempo-recuperación para 4 diferentes tipos de
espumante, se puede notar claramente las diferencias entre un espumante del tipo alcohol
(MIBC)que poseen una mayor cinética de flotación comparado con uno tipo poliglicol
DF200), sin embargo logran una recuperación de equilibrio similar diferenciándose

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básicamente por la cinética de flotación inicial ya que ambos reactivos están diseñados para
la flotación de un mismo rango de tamaños de partículas.
CINETICA FLOTACION - klimpel
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 2 4 6 8 10 12 14 16
T (min)
%RecPeso
MIBC H508 H225 DF200
Figura No 5.- Perfiles de cinética para diferentes tipos de espumante
c.- Indice Dinámico de Espumación y Concentración (DFI) Critica de Coalescencia
(CCC).-
En un reciente trabajo desarrollado por J.S. Laskwoski , se presenta una metodología para
realizar una clasificación de los espumantes, basado en dos conceptos denominados DFI
(Indice Dinámico de espumación ) y el CCC (concentración critica de coalescencia).
Tabla No 2
Common
Name
Purity Chemical formula Molecular Weight
g/mol
HLB
MIBC Technical CH3CHCH2CH(OH)CH 102.2 6.1
HEX Reagent C6H13OH 102.2 6.0
DF-200 Technical CH3(PO)3OH 206.29 8.0
DF-250 Technical CH3(PO)4OH 264.37 7.8
DF-1012 Technical CH3(PO)6.3OH 397.95 7.5
El DFI de los espumantes detallados en la tabla No 2, fueron determinados por J.S
Laskoswki siguiendo la metodología empleada por Malysa y sus colegas (Malysa, et al); este
FDI requiere la medición de tiempos de retención (rt), físicamente, el tiempo de retención, es
el promedio de vida de una burbuja en el sistema (solución + espuma).

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Q
V
rt
D
D
= (2)
el índice dinámico de espumación (DFI) queda definido por la siguiente ecuación
0¾®¾
÷
ø
ö
ç
è
æ
¶
¶
=
CC
rt
DFI (3)
El DFI puede ser gráficamente determinado de la pendiente de la parte inicial del tiempo de
retención (rt) vs la concentración, tal como se menciona en las publicaciones de Laskowski.
Tabla No 3
De igual forma en el trabajo de Laskowski se muestra la determinación grafica del CCC para
los diferentes espumantes evaluados, tal como se ve en la figura No 6. En esta grafica se
puede apreciar claramente que el espumante MIBC requiere de una mayor concentración
para lograr una mayor CCC, mientras que el espumante del tipo poliglicol DF1012 requiere
de menos concentración.
Frother DFI
s.L/mol
CCC
mmol/
L
DFI x CCC
S
MIBC
HEX
DEMPH
DEH
MPDEH
(PO)1
(PO)2
DF-200
DF-250
DF-1012
34,000
33,000
290,000
94,000
170,000
5,700
35,000
196,000
208,000
267,000
0.11
0.079
0.013
0.031
0.016
0.52
0.17
0.089
0.033
0.015
3.74
2.61
3.77
2.91
2.72
2.96
5.95
18.44
6.86
4.0

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Figura No 6.- Determinación del CCC para diferentes espumntes
Por ultimo basado en las determinaciones del DFI y del CCC del trabajo de Laskwoski, se
resume una grafica donde se realiza una clasificación de los espumantes, con una base mas
ciéntifica que experimental, sin embargo la clasificación se puede considerar similar al
trabajo realizado por Klimpel, ya que obtienen un agrupamiento similar.
Figura No 7.- Grafico DFI-CCC para clasificación de los espumantes
0 0.2 0.4 0.6
CCC (mmol/L)
0
100000
200000
300000
DFI(s.L/mol)
DF1012
DF250 DF200
MIBC
(PO)1
(PO)2
MPDEX
DEMPH
DEH
HEX
0 0.1 0.2 0.3 0.4
Concentration (mmol/L)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
SauterDiameter(mm)
DF200
DF250
DF1012
MIBC
CCC for DF200
CCC for
DF250
CCC for
DF1012
CCC for MIBC

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La Figura No 7, muestra el diagrama DFI-CCC donde los espumantes denominados
enérgicos (DF1012, DEMPH) se encuentran ubicados en la parte superior izquierda del
grafico, mientras que los espumantes mas selectivos (MIBC, Hexanol, etc) se encuentran en
la parte inferior derecha. Cabe anotar que un caso especial es el espumante DF200, el cual
ha mostrado un efecto intermedio, lo cual no coincide con la realidad práctica; la verificación
de la información obtenida con el DF200 deberá ser revisada para su correcta identificación.
CONCLUSIONES.-
Las metodologías presentadas en este trabajo para la selección de espumantes, mas que
recomendar una de ellas, quiere incentivar al lector la profundización en la investigación de
las mismas, lo cual puede llevar a obtener una metodología lo suficientemente confiable para
la selección de espumantes.
Por otro lado no hay duda que los trabajos desarrollados básicamente por Klimpel y
Laskoswki, tienen una gran semejanza en los resultados obtenidos, ya que en ambos
metodologías los espumantes enérgicos son clasificados de manera similar y los selectivos
de igual forma.
Por aspectos prácticos, Moly-Cop Adesur ha seleccionado la metodología desarrollada por
Klimpel para la selección y diseño de espumantes para la flotación de minerales, ya que ha
permitido desarrollar la serie de espumantes MCFROTH™ que han demostrado su
aplicación a nivel industrial.
Bibliografía.-
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Adesur S.A
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