CONFIGURACIÓN PERMITE SU AUTO-LIMPIEZA.

MEMORIA DESCRIPTIVA

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo para medir el nivel de la interíace entre pulpa y espumas dentro de una celda y/o columna de flotación para la concentración de minerales, en forma preferente se refiere a un dispositivo sensor electroquímico para medir la interface entre la pulpa y espuma en un proceso de flotación de minerales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

La flotación es un proceso fisicoquímico de tres fases, solido-liquido-gaseoso, que tiene por objeto la separación de especies minerales mediante la adhesión selectiva de partículas minerales a burbujas de aire.

El proceso de flotación de espuma permite selectivamente separar minerales hidrófobos de los hidrófilos, de forma tal que el mineral de interés se adhiera a burbujas de aire que son insufladas mediante la utilización de reactivos, que arrastran consigo hacia la superficie formando una fase de pulpa liquida y una fase de espuma en donde se concentra el mineral de interés.

Las plantas y/o equipos de flotación comprenden al menos una celda y/o columna de flotación, en donde la solución (mineral molido, reactivos, agua) a ser tratada es dispuesta, dentro de la cual aire es alimentado siendo mezclados para formar una mezcla de burbujas de aire y partículas de material solido de la solución, formando una capa de espuma por sobre la pulpa liquida, conteniendo dicha espuma el mineral concentrado, desde donde es removida o bien escurre para su recolección. Las dimensiones de una celda y/o columna de flotación, ancho, largo y alto son conocidas, lo cual también permite conocer en cierta medida el porcentaje de ambas fases que se forman dentro de una celda en el proceso de flotación, la cual corresponde a un 80% de su altura a pulpa liquida y el 20% restante a espuma.

La relación de altura entre la pulpa liquida y la espuma es fundamental para optimizar el proceso de flotación, ya que al mantener una altura óptima la pulpa liquida dentro de la celda, permite aumentar la cantidad de minerales de interés contenida dentro ésta que se pretenden extraer y separar maximizando la recuperación, mientras que el mantener una altura óptima de la espuma, dentro de la celda de flotación, permite disminuir la cantidad de impurezas contenidas en la espuma de mineral concentrado, maximizando la limpieza del concentrado. Por lo tanto, es fundamental y de gran interés el poder controlar la altura a la cual se produce la interíace entre la pulpa liquida y la espuma dentro de una celda de flotación, estableciendo un nivel óptimo de interíace, ya que, al bajar el nivel de la interíace desde el nivel óptimo, la recuperación también baja, dejando de recuperar así mineral de interés, y cuando sube el nivel de la interíace desde el nivel óptimo, la contaminación del mineral de interés recuperado aumenta.

En la técnica existen una serie de dispositivos, aparatos, procedimientos, sistemas y/o instrumentos que permiten medir el nivel de la interíace de la pulpa liquida y la espuma dentro de una celda de flotación, como por ejemplo, el método que utiliza el diferencial de presión entre dos manómetros ubicados en la parte superior e inferior de una celda o columna de flotación, método por flotadores, procedimiento de medición ultrasónica, método de medición con varillas sensores conductiva/capacitiva, o métodos con transductores acústicos. Un ejemplo de un sistema y/o procedimiento de medición de una interíace en una columna o celda de flotación, es divulgado en el documento CL 201202413 (Outotec OY) de fecha 31 de agosto del 2012, el cual describe un método, aparato y programa informático para detectar las ubicaciones de los límites entre los distintos materiales en un volumen de medición deseado, utilizando una sonda de medición cuyos electrodos en conjunto forman una configuración que difiere de una línea recta, donde las mediciones son realizadas de manera remota, donde por medio de la medición de tomografía de impedancia eléctrica, son detectadas las distribuciones de conductividad eléctrica en la columna del medio, permitiendo detectar las ubicaciones de los posibles límites entre los distintos materiales o bien los diferentes espesores de las capas de los distintos materiales.

Otro dispositivo y método para monitorear la operación de una celda de flotación, es divulgado en el documento WO 2007/048869 (Genologian Tukimuskes GTK) de fecha 03 Abril 2007, que describe un método y un dispositivo donde la conductividad eléctrica del material en la celda de flotación es medida para observar cualquier variación en el movimiento, las propiedades y/o la estructura interior del material, el dispositivo comprende un número de sensores de medición de conductividad eléctrica, los cuales pueden ser insertados en la celda de flotación e incrustar en el material.

Las soluciones que se encuentran dentro de una celda de flotación en un proceso de concentración de mineral, poseen un pH alcalino, el cual es logrado normalmente mediante la adición de cal, adicionalmente el agua utilizada en dicho proceso, proviene de medios en los cuales dichas aguas son duras, es decir con alto contenido calcáreo. Estos ambientes, a los cuales se ven expuestos los sensores para la medición de la interface dentro de una columna y/o celda de flotación, producen incrustaciones y/o la formación de una capa de sarro, es decir una capa calcárea sobre la superficie de medición, lo cual claramente afecta la medición de dicho dispositivo.

Hoy en día, existe la tendencia a utilizar agua de mar en los procesos de tratamiento mineral para su concentración, sin embargo es sabido que el agua de mar posee altas concentraciones de sales y/o cloro que producen corrosión en los medios a los cuales se ven expuestos, produciendo a la vez incrustaciones en los dispositivos, tuberías, así como todos los medios y/o elementos que se encuentran expuestos a ésta, provocando que se produzca una capa de sarro sobre dicha superficie expuesta al agua de mar en el transcurso del tiempo. Es decir, la utilización de agua de mar, en el tiempo, en un proceso de flotación, producirá que los dispositivos de medición de la interface de la solución, en dicha celda y/o columna de flotación, se vea expuesta a la formación de una capa de sarro que deberá ser eliminada y/o removida.

Todas estas condiciones producen que el medio en el cual sea utilizado un dispositivo para medir la interface entre la pulpa y la espuma en una solución de flotación, produzca la incrustación de la superficie del dispositivo que se encuentra dentro de la solución de flotación, formándose sobre ésta una capa de sarro, tal como una capa calcárea. Esta capa que la precisión de las mediciones realizadas, con dicho dispositivo, no sea la correcta, entregando mediciones erróneas que conllevan a realizar operaciones de regulación erradas y/o equivocadas, que van en desmedro de la productividad y eficiencia en un proceso de flotación.

En el estado del arte existen una serie de publicaciones que hacen referencia a sistemas y procedimientos para remover incrustaciones calcáreas desde superficies, donde a modo de ejemplo, el documento DE 19957406 (Zeppenfeld Kai) de fecha 31 de mayo del 2001 , describe un proceso para remover las incrustaciones de estanques y tuberías de agua, donde un electrodo cátodo de cobre o acero inoxidable es introducido y acoplado a una corriente directa de 6 a 12 volt, donde la cara interior del estanque o tubería funciona como un ánodo, una electrólisis subsecuente del agua separa la calcita, mientras el ion H ^" liberado en el ánodo baja el pH, disolviendo ligeramente la capa más interior de las incrustaciones de calcio, donde las burbujas de 0 ₂ generado permiten incrementar la liberación de dicha cara interior, la cual cae y puede ser completamente removida por filtración o sedimentación.

Los dispositivos para la medición de la interface entre la pulpa y la espuma en una celda de flotación utilizados en la técnica actual, no consideran en su operación los efectos adversos que produce una capa calcárea depositada sobre la superficie de medición, la cual incide directamente en la exactitud para determinar en forma precisa en donde se encuentra ubicada dicha interíace entre pulpa y espuma, produciendo una distorsión en la medición, lo cual afecta la eficiencia del proceso.

Por lo tanto, existe la necesidad de proporcionar un sistema, dispositivo aparato, y/o procedimiento para la medición de la interíace entre la pulpa y espuma en una celda de flotación, cuya configuración permita que la medición no sea afectada por una capa calcárea depositada sobre la superficie de medición. Es deseable que la configuración de un dispositivo sensor para medir la interíace entre pulpa y espuma en una celda o columna de flotación, permita poder determinar con exactitud, precisión y certeza la ubicación de dicha interíace en una solución de minerales en una celda de flotación, de forma de poder maximizar la recuperación de mineral y con un menor grado de contaminación, y que a la vez permita eliminar la capa calcárea que se deposita sobre la superficie de medición, sin tener que detener el proceso de medición, para la mantención y/o limpieza de dicho dispositivo.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

El objeto primario de la invención, es proporcionar un dispositivo sensor electroquímico, cuya configuración permita medir en forma precisa y exacta la ubicación de la interíace entre la pulpa y espuma de una solución en una celda de flotación.

Otro objeto de la invención es proporcionar sistemas y/o procesos para la medición en forma precisa de una interíace entre una pulpa y espuma en una celda de flotación, sin que dicha medición sea vea afectada por incrustaciones sobre la superficie de medición, tal como por ejemplo en procesos de flotación de minerales, en donde se producen capas calcáreas sobre las superficies, que se ven expuesta a la solución de flotación.

Aun otro objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo sensor electroquímico y/o procedimiento para la medición de una interíace entre una pulpa y espuma dentro de una celda y/o columna de flotación, cuya configuración permita medir una respuesta dinámica en el tiempo frente a cambios en el estímulo eléctrico en el medio en el cual se sitúa, y a la vez permita remover y/o auto-limpiar la superficie sensora expuesta al medio de incrustaciones con las cuales se pueda ver afectada, para lograr mediciones precisas y efectivas para determinar dicha interíace.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento para la operación de un dispositivo sensor electroquímico para la determinación de la interíace entre pulpa y espuma dentro de una celda y/o columna de flotación, cuya operación en forma predeterminada permita eliminar y/o auto limpiar una capa calcárea que pueda comprender la superficie de medición, de forma de permitir evitar y/o minimizar las detenciones por mantención y/o limpieza al que deba de ser sometido dicho dispositivo, para lograr su funcionamiento preciso y/o eficiente en el tiempo. Para lograr dichos resultados la invención consiste en un dispositivo sensor electroquímico para medir el nivel de la interíace entre la pulpa y la espuma en un proceso de flotación, tal como por ejemplo en forma preferente flotación de minerales, que comprende una varilla sensora y un alojamiento, donde la varilla sensora es el elemento que se introduce al interior de una celda y/o columna de flotación, formada por un soporte central, de material aislante eléctrico, sobre el cual son fijados electrodos conductores, en forma de anillos, dispuestos en forma alternada con anillos aislantes, donde dichos electrodos se encuentran conectados a un conductor eléctrico que extrae las señales desde cada electrodo, y el alojamiento principal es estanco a la humedad y contaminación, y que posee la electrónica interna y una base que sostiene a la varilla sensora. Cada anillo conductor representa un nivel de medición, los cuales al ser estimulados en un par consecutivo reaccionan enviando una respuesta que es medida y analizada para determinar si el contenido al interior de la celda es pulpa o espuma, y donde cada punto de los electrodos en donde se produce dicha estimulación electrónica se produce una micro-electrolisis que permite levantar la capa de calcita que pudiera comprender la superficie del electrodo, de forma tal de evitar una distorsión en la medición de la respuesta al estímulo eléctrico efectuado en cada uno de los electrodos en el tiempo. Adicionalmente los estímulos eléctricos aplicados bajo una condición de operación predeterminada de los electrodos, que comprende la varilla sensora, permiten realizar un proceso de limpieza generalizado de la superficie de éstos, para lograr la eliminación de una capa calcárea que pudiera estar depositada sobre la superficie de la varilla sensora, y el cual se basa en la electrólisis.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de la realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de la descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado la invención.

La figura 1 .- corresponde a una vista lateral en perspectiva del dispositivo sensor electroquímico de la presente invención.

La figura 2.- corresponde a una vista lateral del dispositivo sensor electroquímico de la presente invención. La figura 3.- corresponde a una vista ampliada lateral se una sección de la varilla sensora o sonda del dispositivo sensor electroquímico de la presente invención.

La figura 4.- corresponde a una vista ampliada lateral en perspectiva de un despiece de parte de la varilla sensora o sonda representada en la figura 3.

La figura 5.- corresponde a una vista ampliada en perspectiva de un despiece de una sección de la varilla sensora o sonda del dispositivo sensor electroquímico de la presente invención.

La figura 6 corresponde a una vista ampliada lateral y en perspectiva de una unidad de anillo de electrodo del dispositivo sensor electroquímico de la presente invención. La figura 7.- corresponde a una vista en perspectiva de una unidad de anillo de electrodo del dispositivo sensor electroquímico de la presente invención. La figura 8.- corresponde a una vista lateral y en perspectiva de un corte longitudinal de una sección de la varilla sensora del dispositivo sensor electroquímico de la presente invención.

La Figura 9.- corresponde a una vista lateral de una sección de la varilla sensora del dispositivo sensor electroquímico que representa las incrustaciones que se forman en la superficie de la varilla y su desprendimiento.

La figura 10.- corresponde a una vista en perspectiva de un despiece de la unidad de control del dispositivo sensor electroquímico en una primera modalidad de la presente invención.

La figura 1 1 .- corresponde a una vista en perspectiva y un despiece de la unidad de control del dispostivo sensor electroquímico en una segunda modalidad de la presente invención.

La figura 12.- corresponde a una vista en perspectiva de una celda de flotación que representa la forma que es dispuesto el dispositivo sensor electroquímico dentro de dicha celda.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCION

El dispositivo sensor electroquímico (1 ) comprende como elementos básicos, una varilla sensora o sonda (2) y una unidad de control (3), unidas entre sí, de forma tal que la varilla sensora o sonda (2) pueda ser dispuesta, introducida y/o mantenida en una celda de flotación, para poder medir el nivel de la interíace que se forma entre pulpa y espuma, tal como se aprecia en la figura 12. A modo de ejemplo en una realización preferida, de acuerdo a lo ilustrado en las figuras 1 y 2, la varilla sensora o sonda (2) se encuentra formada mediante una serie de anillos (4) y un vástago (5) el cual es unido a una base (6), que comprende la unidad de control, la cual además comprende un alojamiento o cubierta (7) fijado en forma estanca a dicha base (6).

Haciendo referencia a las figuras 4 a 8, en una forma de la realización preferente del dispositivo sensor electroquímico de la presente invención, la varilla sensora o sonda (2) se encuentra configurada por una serie de anillos (4) unidos entre sí, que comprende anillos conductores y/o electrodos (8) y anillos aislantes (9). Los anillos conductores o electrodos (8) se encuentran configurados a través de materiales conductores de electricidad, de forma tal que funcionen como electrodos. En forma preferente dichos electrodos, se encuentran formados por un cuerpo cilindrico (10) anular hueco con extremos (1 1 ) maquinados, a través de toda la periferia del cuerpo, para formar medios de unión (12), tal como por ejemplo pestañas, que permiten que sean unidos a los anillos aislantes (9), y donde en la parte interior de su cuerpo poseen una ranura (13). (Ver figuras 4, 5, 6).

Los anillos aislantes (9) se encuentran configurados a través de materiales que permiten aislar dos anillos conductores dispuestos en forma adyacente entre sí, de forma tal de mantenerlos a una distancia predeterminada, en la configuración de la varilla sensora o sonda (2), donde dichos anillos aislantes comprenden un cuerpo (14) cilindrico anular hueco que posee extremos (15) que se encuentran maquinados para formar medios de unión (16) que posee una forma tal que coinciden y permiten recibir los medios de unión (12) de los anillos conductores (8), para ser unidos entre sí. (Ver figuras 4 y 5).

La varilla sensora o sonda (2), tal como se puede apreciar en la figura 8, comprende al menos un medio de soporte (17), en la forma de al menos un cuerpo huerco circular anular de material aislante eléctrico, sobre el cual son dispuestos y/o fijados al menos un anillo conductor (8) y al menos un anillo aislante (9), de forma tal que dichos anillos son unidos entre sí en forma adyacente a través de los medios de unión respectivos (12, 16), de cada uno de dichos anillos. Cada al menos un anillo conductor (8) se encuentra conectado a al menos un cable conductor eléctrico (18), donde la ranura interior permite que el cable puede ser alojado en forma segura para ser insertado a través de al menos un orificio (19) que es practicado en dicha al menos un medio de soporte (17), para que pueda ser guiado y dispuesto en forma segura a través del centro hueco del medio de soporte hacia la unidad de control (3), tal como a modo de ejemplo es ilustrado a través de la figuras 7 y 8. La varilla sensora además comprende al menos una sección o vástago (5), a través de la cual permite ser unida a la unidad de control, donde en una forma de realización dicha sección o vástago (5) de la varilla, comprende al menos una sección hilada (20). Dicho vástago además puede comprender al menos un refuerzo que permite fortalecer y proveer sujeción a la parte superior de la varilla sensora cuando se encuentra conectada.

El al menos un cable conductor (18) que es fijado en cada al menos un anillo conductos o electrodo (8), puede ser fijado directamente a la superficie interior del cuerpo del anillo, tal como por ejemplo a través de soldadura (21 ) (figura 7), así como también puede ser soldada una platina o placa sobre la superficie interior del cuerpo del anillo conductor o electrodo (8) y sobre ésta es fijado el cable conductor. El material del cable conductor, así como el de la placa o platina, debe poseer una alta conductividad, tal como por ejemplo cobre.

Cada cable conductor (8) que comprende la varilla sensora, que es fijado a cada uno de los anillos conductores, sale hacia la parte en la cual es fijada la unidad de control (3), terminando cada cabe en un conector que es conectado en dicha unidad de control.

Haciendo referencia a la figura 1 1 , la unidad de control (3) comprende al menos un alojamiento y/o cubierta (7) fijado en forma estanca a al menos una base (6), donde dicha al menos una base comprende medios y/o elementos (22) para fijar el vástago (5) de la varilla sensora a dicha al menos una unidad de control (3). Además, al menos una base posee al menos un medio y/o elemento de unión y/o soporte (23), para fijar al menos un sistema de soporte y/o de retención (24), que permite ubicar y soportar el dispositivo sensor electroquímico (1 ) en al menos una celda de flotación (25), tal como se aprecia en la figura 12 a modo de ejemplo. El alojamiento y/o cubierta comprende al menos una carcasa (26) que es dispuesta y/o fijada sobre la base (6) de la unidad de control, donde el soporte de dicha carcasa además se puede lograr a través de al menos un medio o elemento de fijación que sobresale desde la base, tal como por ejemplo varillas de fijación (28) con extremos hilados, que pueden ser fijados en orificios de fijación (29) que comprende al menos una tapa (27) que puede comprender el alojamiento y/o cubierta (7) de la unidad de control, de forma tal que la unión y/o fijación entre dichos componentes permite formar una compartimiento interno de alojamiento (30) en donde son dispuestos, soportados y/o fijados los componentes electrónicos que comprende la unidad de control. Tal como se puede apreciar en la figura 10, otra forma de unir la base con el alojamiento de la unidad de control, podría corresponder a un medio de unión (32) entre dichos elementos, donde una forma de mantener en forma hermética y estanca el interior del alojamiento podría corresponder a través de la utilización de una tapa (33).

La unidad de control comprende una placa de control (31 ), la cual puede ser dispuesta y soportada dentro del alojamiento (30), donde la electrónica de éste puede comprender, a modo de ejemplo, al menos un bloque de control, al menos un bloque de comunicación, al menos un bloque de multiplicación de señales y/o al menos un bloque de alimentación. El bloque de control corresponde a un circuito en base a un micro controlador con una variedad de periféricos internos, cuyo objetivo es permitir la comunicación y medición del sistema. El bloque de comunicaciones corresponde a un circuito para la comunicación externa de los datos de medición y diagnósticos locales. El bloque de multiplicación de señales permite definir el paso de corriente entre dos electrodos, definir corrientes de medición y corrientes de limpieza. El bloque de alimentación es el encargado de proveer los voltajes de operación y además incluye protecciones eléctricas para la tarjeta de procesamiento. La unidad de control (3) puede ser conectado a un ordenador para controlar dicha unida y el correcto funcionamiento del dispositivo en general.

Los materiales para la fabricación de los electrodos o anillos conductores, deben de ser conductores eléctricos, siendo en forma preferente fabricados en acero inoxidable, grafito, titanio y/o una combinación de éstos, entre otros materiales conductores de electricidad. Los anillos aislantes y/o el medio de soporte de la varilla sensora, pueden ser fabricados de cualquier material que permita aislar la conductividad eléctrica, tal como por ejemplo son fabricados en forma de preferente de PVC, PE, PP, y/o una combinación de éstos, entre otros. La varilla sensora en su fabricación considera la utilización de resinas, con el objeto de sellar su interior y proteger los cables, y la utilización de pegamentos para pegar los material conductores y no conductores entre sí, tal como pegamentos para unir PVC, así como para unir PVC con acero u otro tipo de metal, o componente eléctrico como el grafito. El vástago de la varilla sensora puede ser fabricado de acero inoxidable para dar mayor rigidez a la fijación de la varilla sensora en la unión con la unidad de control.

En funcionamiento el dispositivo sensor electroquímico (1 ) es dispuesto, anclado y/o soportado a la estructura de al menos una celda de flotación (25), de forma tal que sea soportado y/o retenido mediante el sistema de soporte y/o retención (24) encontrándose fijado al medio de unión (23) que comprende la base (6) de la unidad de control, de forma tal que dicha unidad de control quede dispuesta sobre y a una distancia desde el borde superior de la celda de flotación, para evitar que se encuentre expuesta a contaminación y/o humedad, y de forma que la varilla sensora (5) sea dispuesta y/o sea introducida al interior de la celda de flotación, es decir dentro de la solución contendida en dicha celda para mediar su interface entre espuma y pulpa. La operación del dispositivo sensor electroquímico (1 ) es realizada mediante la estimulación eléctrica de al menos dos electrodos o anillos conductores (8) contiguos y distanciados entre sí mediante al menos un anillo aislante (9), para medir la respuesta transitoria y/o dinámica del medio en el que se sitúan los electrodos, frente a cambios de estímulo. De acuerdo a lo anterior el resultado del modo de operación es la detección por barrido electroquímico, de forma tal que el circuito direcciona a cada electrodo de la varilla sensora (5), es inyectada una forma de onda de voltaje y mide la forma de la corriente que circula entre una par de electrodos contiguos, donde la forma de corriente medida es diferente entre el contenido de la pulpa y la espuma. Mediante un algoritmo se calcula el valor RMS de la forma de corriente y este valor como resultado se asocia a pulpa o espuma.

La medición entre electrodos tiene la limitante de la altura y distancia entre dichos electrodos, variando las mediciones en múltiplos de la distancia entre electrodos, lo cual se puede mejorar al utilizar la interpolación entre niveles, que se basa en el hecho que la variación de la corriente medida entre electrodos disminuye aproximadamente en forma lineal. Este tipo de medición permite utilizar las mediciones de los electrodos adyacentes o bien contiguos que detectan el cambio de nivel, logrando así estimar la altura de la pulpa entre niveles. En forma preferente la distancia entre electrodos varía entre al menos 1 ,5 cm a al menos 4,5 cm, que puede corresponder al tamaño de los anillos aislantes.

La forma de los electrodos, así como el tamaño de los mismos es fundamental para la resolución de la medición, por lo cual una forma preferente del al menos un electrodo que comprende el dispositivo sensor electroquímico de la presente invención, es en forma de anillo, de forma de proporcionar una superficie de contacto pareja sin puntas, para evitar los efectos de acumulación de carga, además permite dar robustez a la varilla sensora. El tamaño del al menos un electrodo es inversamente proporcional a la resolución de medición, sin embargo es proporcional al resultado de una buena soldadura del cable conductor, por lo cual debe de poseer un tamaño tal que permita maximizar el desempeño de acuerdo a cada uno de dichos parámetros que son condicionantes directos a la resolución de medición. En forma preferente el tamaño del al menos un electrodo varía entre al menos un 1 cm a al menos 1 ,5 cm de altura.

A modo de ejemplo en forma limitante un proceso de operación, del dispositivo sensor electroquímico de la presente invención, para la medición de la interíace entre pulpa y espuma en una columna y/o celda de flotación, comprende las etapas de proporcionar un dispositivo sensor electroquímico, disponer, fijar y/o soportar dicho dispositivo sensor en una celda y/o columna de flotación, activar un sistema de control del dispositivo, activar un sistema de control del dispositivo, provocar un estímulo eléctrico en al menos cada electrodo que comprende el dispositivo, durante un periodo de tiempo predeterminado, a un voltaje y corriente predeterminada, medir la respuesta dinámica en el tiempo de un cambio en el estímulo eléctrico efectuado en un electrodo en el medio que se sitúa, enviar el valor de medición y/o información a un procesador controlador, procesar las mediciones realizadas a través de los electrodos que comprende el dispositivo, determinar la ubicación de la interíace entre pulpa y espuma dentro de la columna y/o celda de flotación.

Un sistema para medir la interface entre pulpa y espuma en un procesos de flotación dentro de una celda y/o columna de flotación, mediante un dispositivo sensor electroquímico, comprende un dispositivo sensor electroquímico de acuerdo a la presente invención, un sistema de soporte para la disposición de dicho sensor dentro de una celda y/o columna de flotación, una varilla sensora o sonda, un dispositivo de control que posee una unidad de control para activar y/o desactivar la medición en una varilla sensora, así como activar y/o desactivar un modo de limpieza del dispositivo sensor electroquímico, un sistema de transmisión de datos, y al menos un controlador que comprende un programa que recibe, procesa y/o transmite los datos y ordenes de medición y/o limpieza del dispositivo sensor, de acuerdo a parámetros preestablecidos. La configuración del dispositivo sensor electroquímico, el cual se encuentra formado por una varilla que comprende una serie de electrodos contiguos aislados alternadamente dispuestos sobre un soporte central aislado a una distancia per- determina, y con un tamaño predeterminado de los electrodos, permiten medir en forma precisa la ubicación de la respuesta dinámica en el tiempo de un cambio en el estímulo eléctrico efectuado en un electrodo en el medio que se sitúa, donde la precisión de la medición se ve condicionada directamente al tamaño de cada electrodo que comprende la varilla sensora y la distancia entre los electrodos que conforman dicha varilla. A lo anterior se suma la limpieza de la superficie de medición y/o estimulada eléctricamente, la cual normalmente se ve expuesta a incrustaciones calcáreas o capas de calcitas, que afectan y distorsionan la ubicación de medición de acuerdo al medio en que se ubica. La configuración del dispositivo sensor electroquímico (1 ) permite que posea características de auto-limpieza, respecto de la capa de calcita que generalmente se deposita sobre la superficie de ésta. El procedimiento u operación de auto-limpieza de la superficie expuesta a la capa de calcita se produce bajo dos condiciones, una primera condición caracteriza por una micro-electrolisis que se produce por el estímulo eléctrico en el electrodo para realizar las mediciones, y un proceso de operación de auto-limpieza del dispositivo, que considera una serie de etapas bajo condiciones y parámetros determinados, que permiten generar electrólisis a través de todos los electrodos, permitiendo disgregar o bien separar la capa de calcita (35) desde la superficie (34) que se ve expuesta al ambiente de los electrodos (8) que comprende la varilla sensora (4), tal como se aprecia a modo de ejemplo en la figura 9. Como resultado la configuración del dispositivo sensor electroquímico de la presente invención, permite medir la respuesta transitoria o dinámica en el tiempo, del medio en él que se sitúan los electrodos frente a cambios en el estímulo, donde la respuesta dinámica permite identificar claramente si el medio en el cual se encuentran inmersos, los electrodos, corresponde a un sector con contenido de pulpa o espuma, pudiendo identificar claramente la interíace.

A lo anterior se suma que el estímulo electrónico, a dichos electrodos, genera una micro-electrólisis del agua, descomponiéndola en oxígeno e hidrógeno, lo cual se produce sobre la superficie activa de los electrodos, pero bajo la capa formada por la incrustaciones de cal, logrando que el oxígeno liberado produzca burbujas sobre dicha superficie activa, levantando dicha capa y desprendiéndola de dicha superficie, logrando así la auto limpieza del sensor de forma de mantener en forma óptima la operación de los electrodos durante la medición de cada uno de los estímulos provocados durante la operación de medición para determinar la interíace, lo cual ayuda a mejorar la precisión de medición. Además una operación especifica del dispositivo sensor electroquímico permite auto-limpiar dicho dispositivo que se basa en la electrólisis, durante un tiempo determinado, mediante la estimulación eléctrica de los electrodos que comprende la varilla sensora, logrando separar la capa de calcita que puede estar depositada sobre la superficie de la varilla sensora, proporcionado así una operación y/o funcionamiento del dispositivo sensor electroquímico libre de mantención, logrando mantener las superficies de los electrodos siempre limpias y/o libre de incrustaciones.

EJEMPLO DE APLICACIÓN:

Fueron realizadas una serie de ensayos a nivel de laboratorio que permitieron determinar la configuración del dispositivo de la presente invención, donde las pruebas iniciales comprendieron la medición de corriente en un par de electrodos bajo diferentes condiciones, tal como por ejemplo aire, espuma y una solución. A dicho par de electrodos fue aplicado un pulso cuadrado, tal como el ilustrado en la gráfica N° 1 , de aproximadamente al menos ±3 [V] a al menos 50 [Hz] entre electrodos, donde en aire fueron medidos aproximadamente al menos 0, 14 [mA], en espuma aproximadamente al menos 5 [mA] y en agua aproximadamente al menos 70 [mA], lo cual permitió ajustar el circuito electrónico para la reacción electroquímica, bajo las diferentes condiciones del medio en el cual se encontraba, para determinar así los parámetros de control entre las reacciones en cada uno de dichos estados del medio, permitiendo identificar claramente cada una de las fases liquidas y/o espuma.

Gráfico N° 1 , muestra el pulso cuadrado aplicado a un par de electrodos para medición de corriente en aire, espuma y solución.

El dispositivo de la invención fue utilizado industrialmente, donde dicho dispositivo comprende una configuración como la descrita a modo de ejemplo en la presente invención, incorporando como unidades básicas la varilla sensora y una unidad de control, tal como es ilustrado a modo de ejemplo en las figuras N° 1 y 1 1. La varilla sensora consiste de al menos 1 par a al menos 16 pares de electrodos distanciados entre sí, a través de un anillo aislante, siendo dispuestos sobre un cuerpo de soporte aislante. El voltaje aplicado se encuentra en el rango de aproximadamente al menos ±4 a al menos ±6 [V] a aproximadamente al menos 50 [Hz] a al menos 150 [Hz] con corriente de aproximadamente al menos 500 [μΑ] en pulpa de mineral, y de al menos aproximadamente entre 100 a 500 [μΑ] en espuma.

El proceso para determinar la interíace entre la pulpa y espuma de minerales mediante el dispositivo de la presente invención considera la utilización de un circuito que comprende un multiplexador, para alimentar un estímulo de corriente a los electrodos, direccionado dos electrodos contiguos, es decir de acuerdo a una serie de electrodos definida a través de la relación N, N+1 , inyectando el estímulo eléctrico a través de la forma indicada en el Gráfico N° 1 . La reacción del estímulo, es decir corriente del circuito, es medida a través de un circuito de medición, que envía el valor de medición y/o información a un procesador controlador, que direcciona la información al multiplexador y/o la entrega a un sistema de control. La corriente RMS del par (N, N+1 ) es calculada, recorre desde el electrodo 1 a al menos el electrodo 32, guarda los datos en la memoria y despliega la información, la que a modo de ejemplo como resultado se muestra en la Gráfico N° 2.

Gráfico N° 2, muestra los resultados de medición del dispositivo de la invención en una celda y/o columna de flotación de minerales.

Las mediciones realizadas en los diferentes electrodos, de acuerdo al procedimiento explicado precedentemente, muestran que en el par 4-5 de electrodos de produce una baja en los [Hz] medidos, en aproximadamente un rango de al menos 8% a al menos 10%, donde dicho resultado al ser comparados con los parámetros de control del programa, muestran la interíace que se produce entre la pulpa y la espuma. Los datos obtenidos de la medición también muestran una baja de medición entre los pares de electrodos 6-7 a 12-13, indicando que la espuma, que se encuentra en la columna en esa ubicación por sobre la interíace, posee mayor contenido de mineral, siendo menos transparente, y donde posteriormente sube la medición entre los pares 12-13 a 19-20 indicando que el contenido de espuma posee menos contenido de mineral, siendo menos transparente. (Ver gráfica N° 3) Gráfico N°3 muestra la interpretación de los resultados obtenidos a través de la medición de los electrodos del dispositivo de la presente invención.

Al conocer punto a punto las condiciones dentro de una celda y/o columna de flotación de minerales, se puede identificar claramente en forma precisa la interíace entre pulpa y espuma, así como también el tipo de espuma, y lo cual se logra al saber en forma precisa la distancia entre electrodos, así como sus dimensiones, y la medición de interpolación entre electrodos.

De acuerdo a lo anterior queda claramente demostrado que el dispositivo sensor electroquímico de la presente invención, permite, que al ser conocidas las dimensiones de una celda y/o columna de flotación, ancho, largo y alto, permiten establecer claramente y en forma precisa el punto y/o ubicación de la interíace, logrando así poder determinar el porcentaje de ambas fases, que se forman dentro de una celda y/ columna en el proceso de flotación, permitiendo controlar, regular y/o mantener una altura óptima de la pulpa liquida dentro de la celda, aumentando la cantidad de minerales de interés contenida dentro ésta que se pretenden extraer y separar maximizando la recuperación, mientras se logra controlar, regular y/o mantener una altura óptima de la espuma, dentro de la celda de flotación, disminuyendo la cantidad de impurezas contenidas en la espuma de mineral concentrado, maximizando la limpieza del concentrado.

El proceso de limpieza del dispositivo y/o de los electrodos que comprende el dispositivo de la presenta invención se basa en la electrólisis del agua, que permite remover los residuos adheridos a la superficie de éstos.

Para realizar dicho proceso el dispositivo es operado a través de un programa de limpieza que funciona a través de un circuito de limpieza, en donde un par de electrodos contiguos, las cuales son operados en la forma de al menos un electrodo como un Ánodo y al menos otro electrodo como Cátodo, durante un periodo de tiempo predeterminado, siendo realizada dicha etapa a través de al menos todos los pares de electrodos que pudiera comprende al menos una varilla sensora del dispositivo sensor electroquímico.

La limpieza es realizada a través de ciclos de limpieza que varían en tiempo entre al menos un rango de al menos 10 a al menos 16 minutos, en al menos un rango de voltaje de al menos 1 [V] a al menos 5 [V], y al menos una corriente que oscila en al menos un rango de al menos 20 [mA] a al menos 50 [mA]. El proceso de limpieza además puede comprender la inversión de polaridad entre al menos un par de electrodos en al menos un ciclo que varía entre al menos 1 segundo a al menos 8 segundos, por al menos un par de electrodos.

Como resultado de este proceso de limpieza, el electrodo positivo (Ánodo) produce Oxígeno gaseoso (O ₂ ) que presiona a la capa de calcita depositada sobre la superficie del electrodo e Hidrógeno ionizado (H ⁺ ) acuoso, que disuelve la capa de calcita, y donde el electrodo negativo (Cátodo) produce Hidrogeno gaseoso (H ₂ ) y anión Hidroxilo acuoso (OH ^" ). Este proceso de micro-electrolisis definida por cada uno de los estímulos eléctricos a cada electrodo para obtener las mediciones, durante el procesos de medios para determinar la interíace entre pulpa y espuma, y proceso de limpieza generalizado de la varilla sensora a través de electrólisis, logra desprender la capa de calcita que se deposita sobre la superficie de dicha varilla, logrando así mantener limpia la superficie de medición, permitiendo evitar y/o minimizar las detenciones por mantención y/o limpieza al que debe de ser sometido dicho dispositivo, para lograr su funcionamiento preciso y/o eficiente en el tiempo.

Si bien la forma y configuración del dispositivo sensor electroquímico aquí descrito constituye una inclusión preferida de esta invención, se debe entender que la invención no se limita a esta forma y configuración precisa de dispositivo sensor electroquímico, y que se pueden hacer cambios en éste sin apartarse del alcance de la invención, que se definen en las reivindicaciones adjuntas.