Ámbito técnico

La presente invención se refiere a un método de preparación de un colector de flotación utilizado en una planta de concentración de fluorita, y, concretamente, a un método para preparar un colector de flotación de fluorita utilizando, como materias primas básicas, ácido graso bruto o ácido graso mixto, que son productos intermedios en la producción de ácido oleico y se utilizan habitualmente como colectores de flotación de fluorita en las actuales plantas de flotación de fluorita.

Imagen de fondo

En la actualidad, el ácido oleico se utiliza ampliamente como colector de flotación en las plantas de concentración de fluorita, tanto a nivel nacional como internacional. El ácido oleico puede producirse utilizando aceites comestibles como materia prima, pero debido al elevado precio y a los recursos limitados de dichos aceites, algunos fabricantes han pasado a utilizar «soapstock» o aceite acidificado como materia prima para la producción de ácido oleico en los últimos años. En este contexto, por «residuo de jabón» se entiende el subproducto generado durante el procesamiento de aceites comestibles de origen animal y vegetal en las almazaras, es decir, la capa emulsionada y el sedimento que quedan tras la extracción del aceite acabado; el «aceite acidificado» se refiere a la mezcla de ácidos grasos y aceite no hidrolizado obtenida tras la acidificación preliminar y la hidrólisis de los residuos de jabón, con un índice de acidez de 110 a 130 (mg de KOH/g de muestra).

El proceso general para la preparación del ácido oleico es el siguiente: la pasta de jabón en bruto o el aceite acidificado se hidrolizan en condiciones ácidas o alcalinas para producir ácidos grasos brutos; una vez eliminada la capa de agua de los ácidos grasos brutos, estos se secan, se deshidratan y se destilan para obtener una mezcla de ácidos grasos que representa aproximadamente el 85% de la cantidad total de ácidos grasos brutos, al tiempo que se genera un subproducto denominado «residuo de destilación»; a continuación, los ácidos grasos mezclados se someten a congelación y prensado para obtener el producto final, el ácido oleico, cuyo rendimiento representa entre el 65% y el 75% de los ácidos grasos mezclados, generándose ácido sólido como subproducto.

Como se desprende del proceso de producción anterior, el ciclo de producción del ácido oleico es largo, el consumo energético para la destilación y el prensado en frío es elevado, y se generan dos subproductos de escaso valor (residuo de destilación y ácido sólido). La proporción del ácido oleico final con respecto al ácido graso crudo intermedio inicial es de solo entre el 50% y el 65%, lo que encarece el ácido oleico y, por lo tanto, aumenta el coste de producción de las plantas de flotación de fluorita que lo utilizan. Además, debido a un prensado en frío imperfecto en algunas plantas, a menudo se produce ácido oleico que contiene una mayor cantidad de ácidos sólidos. Cuando dicho ácido oleico se utiliza como colector en la flotación de fluorita, el rendimiento de la flotación se deteriora significativamente en condiciones de baja temperatura y la capacidad de recogida disminuye drásticamente.

Resumen de la invención

El objetivo de la presente invención es proporcionar un método de preparación de un colector para la flotación de fluorita que presente un bajo coste de producción, una elevada capacidad de recogida y que sea adecuado para la flotación a baja temperatura, teniendo en cuenta los problemas mencionados anteriormente que se plantean en la producción de ácido oleico y su aplicación en la flotación de fluorita.

El método de preparación del colector de flotación de fluorita según la presente invención se lleva a cabo siguiendo el proceso y los pasos siguientes: utilizar como materias primas ácidos grasos brutos o ácidos grasos mixtos, que son productos intermedios en la producción de ácido oleico, con un índice de acidez superior a 165 mg de KOH/g de muestra y un contenido de ácidos insaturados >80%; añadir ácido sulfúrico concentrado en una cantidad de entre 3% y 15% en peso del ácido graso, controlando la temperatura de reacción entre 20 °C y 40 °C, con un tiempo de reacción de entre 40 y 90 minutos; una vez finalizada la reacción de sulfatación, se lava, se deja reposar, se separa la capa de agua y, a continuación, se añade un agente espumante de flotación en una cantidad de 0,4% a 3% en peso del ácido graso, y se mezcla uniformemente para obtener el producto final.

En el método de preparación del colector de flotación de fluorita descrito en la presente invención, la cantidad óptima de ácido sulfúrico concentrado que se añade es de 5% a 8% en peso del ácido graso. Si la cantidad añadida es demasiado elevada, la capacidad espumante del producto final resulta excesiva y la selectividad disminuye; si la cantidad es demasiado baja, la reacción de sulfatación resulta insuficiente. La cantidad de agente espumante de flotación añadida es, preferiblemente, de 0,5% a 1% en peso del ácido graso. Si la cantidad añadida es demasiado elevada, la capacidad de espumación resulta excesiva y la selectividad se ve reducida; si la cantidad es demasiado baja, se reduce el rendimiento de recogida del reactivo.

El agente espumante de flotación añadido puede ser uno de los siguientes: alcoholes, como el alcohol terpénico; éteres de poliglicol, como el éter de polipropilenglicol; o alcanos, como el trietoxibutano; u otros agentes espumantes con propiedades similares a las de los tipos mencionados, todos ellos bien conocidos por los expertos en la materia. Es preferible utilizar aceite de flotación n.º 2 (tipo alcohol, cuyo componente principal y activo es el alcohol terpénico), que se encuentra ampliamente disponible en el mercado.

En comparación con el método de producción de ácido oleico, el método de preparación del colector de flotación de fluorita descrito en la presente invención presenta las siguientes ventajas:

(1) No es necesario desechar subproductos de escaso valor, lo que permite aprovechar al máximo las materias primas y reducir los costes de producción.

(2) En comparación con el proceso de preparación del ácido oleico, la tecnología de procesamiento del agente de flotación de fluorita producido mediante la presente invención sustituye el largo ciclo de producción —que incluye secado, deshidratación, destilación y prensado en frío— necesario para el ácido oleico por una reacción de sulfatación de entre 40 y 90 minutos, lo que reduce significativamente el consumo de energía y, por lo tanto, disminuye los costes.

(3) El tratamiento de sulfatación hace que parte de los ácidos grasos insaturados de la materia prima sufran una reacción de sulfatación. Los productos sulfatados introducen grupos sulfato, que pueden mejorar la adsorción del reactivo sobre el mineral, aumentando así el rendimiento de recogida del reactivo. Los productos sulfatados presentan una buena solubilidad en agua. Junto con el agente espumante de bajo punto de fusión, se incorporan a la estructura molecular de los ácidos grasos, mejorando la emulsificación y la dispersión del reactivo en la pulpa, aumentando su cobertura sobre la superficie del mineral y, por lo tanto, mejorando sustancialmente la capacidad de recogida del reactivo.

(4) El colector para la flotación de fluorita elaborado mediante el presente método presenta mejores propiedades de emulsificación y disolución, así como una buena solubilidad en agua y dispersabilidad, lo que lo hace adecuado para la flotación de fluorita a temperaturas normales o bajas.

Descripción detallada de las realizaciones

A continuación se describe con mayor detalle el método objeto de la presente invención, haciendo referencia a los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1

Utilizando como materia prima 100 g de ácido graso bruto o de ácido graso mixto —un producto intermedio en la producción de ácido oleico—, con un índice de acidez superior a 165 mg de KOH/g de muestra y un contenido de ácidos insaturados del 80,0%, se añadieron 3 g de ácido sulfúrico concentrado bajo agitación continua. La temperatura de reacción se mantuvo dentro del intervalo de 35 °C a 40 °C mediante agua de refrigeración. Tras la adición del ácido sulfúrico concentrado, se continuó agitando durante un total de 40 minutos. A continuación, se añadieron 20 g de agua del grifo, se agitó durante 1 minuto para el lavado y se dejó reposar durante 1-2 horas. Una vez se produjo una buena separación en capas, se separó la capa de agua y se añadieron 3 g de aceite de flotación n.º 2 (espumante), tras lo cual se mezcló uniformemente para obtener el producto.

Ejemplo 2

Condiciones del proceso: La cantidad de ácido graso bruto utilizada fue de 100 g, con un índice de acidez superior a 175 mg de KOH/g de muestra y un contenido de ácidos grasos insaturados de 85%; la temperatura de la reacción de sulfatación se situó en el intervalo de 30 °C a 35 °C; el tiempo de reacción de sulfatación fue de 60 minutos; la cantidad de ácido sulfúrico concentrado añadida fue de 7 g; la cantidad de aceite de flotación n.º 2 (agente espumante) añadida fue de 1 g. Las etapas del proceso fueron las mismas que en el ejemplo 1.

Ejemplo 3

Condiciones del proceso: La cantidad de ácido graso bruto utilizada fue de 100 g, con un índice de acidez superior a 180 mg de KOH/g de muestra y un contenido de ácidos grasos insaturados del 88,51 %; la temperatura de la reacción de sulfatación se situó en el intervalo de 20 °C a 30 °C; el tiempo de reacción de sulfatación fue de 90 minutos; la cantidad de ácido sulfúrico concentrado añadida fue de 15 g; la cantidad de agente espumante de flotación añadida fue de 0,4 g. Las etapas del proceso fueron las mismas que en el ejemplo 1.

Ejemplo 4

Condiciones del proceso: La cantidad de ácido graso bruto utilizada fue de 100 g; la cantidad de ácido sulfúrico concentrado añadida fue de 8 g; la cantidad de aceite de flotación n.º 2 (agente espumante) añadida fue de 0,5 g. El resto de condiciones del proceso fueron las mismas que en el ejemplo 2. Las etapas del proceso fueron las mismas que en el ejemplo 1.

Ejemplo 5

Condiciones del proceso: La cantidad de ácido graso bruto utilizada fue de 100 g; la cantidad de ácido sulfúrico concentrado añadida fue de 5 g; la cantidad de aceite de flotación n.º 2 (agente espumante) añadida fue de 0,8 g. El resto de condiciones del proceso fueron las mismas que en el ejemplo 2. Las etapas del proceso fueron las mismas que en el ejemplo 1.

Ejemplo 6

El agente espumante añadido para la flotación fue el trietoxibutano. El resto de condiciones del proceso fueron las mismas que en el Ejemplo 2. Las etapas del proceso fueron las mismas que en el Ejemplo 1.

Ejemplo 7

El agente espumante añadido para la flotación fue éter de polipropilenglicol. El resto de condiciones del proceso fueron las mismas que en el ejemplo 2. Las etapas del proceso fueron las mismas que en el ejemplo 1.

El equipo utilizado en el método de preparación del colector de flotación de fluorita de la presente invención es un equipo convencional bien conocido por los expertos en la materia.

El colector de flotación de fluorita preparado mediante el presente método tiene un punto de solidificación comprendido entre 14 °C y 20 °C y un índice de acidez de entre 170 y 200 mg de KOH/g de muestra. El producto conserva en su mayor parte las propiedades del ácido graso bruto. Dependiendo de la cantidad de ácido añadida, entre un tercio y una cuarta parte del producto sufre una reacción de sulfatación con el ácido sulfúrico concentrado para formar productos sulfatados y sus productos de hidrólisis R‑CH=CH‑(CH₂)ₙ‑COOH. Por lo tanto, el producto es una mezcla de ácidos grasos, productos sulfatados de ácidos grasos insaturados y sus productos de hidrólisis, además de un agente espumante de flotación, y se presenta como un líquido oleoso y viscoso a temperatura ambiente.