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AULA 4 – Reagentes: espumantes e modificadores

Profa Elenice Schons

PROBABILIDADE DE FLOTAÇÃO

�

� Onde:� Pa: probabilidade de adesão

� Pc: probabilidade de colisão

� Pt: probabilidade de transporte

ESPUMANTE� Reagente que reduz a tensão superficial na interface

água-ar, proporcionando um maior "tempo de vida" àbolha.

� Indispensável para que se complete a terceira etapa daflotação: 0 transporte.

ESPUMANTE� Os espumantes são surfactantes: possuem uma cadeia

hidrocarbônica e um grupo polar não-iônico (neutro).

� Os surfactantes neutros, com o grupo hidroxila (OH-),não costumam adsorver-se na superfície mineral 0 queresulta na ausência de poder coletor.

Representação da molécula de surfactante:A – região apolar (hidrofóbica) e

B – região polar (hidrofílica)

ESPUMANTE� Deve ter uma cadeia orgânica com, no mínimo, seis

átomos de carbono.

� O abaixamento da tensão superficial da interfacelíquido-gás e, consequentemente, a espumação tende acrescer com o comprimento da cadeia até um limite.

ESPUMANTE� Coalescência

� A membrana interfacial existente nas bolhas épermeável, permitindo a migração do ar. No contatoentre duas bolhas de diferentes tamanhos, ocorre apassagem do ar da bolha menor para a bolha maior.

� Esse fenômeno é conhecido como coalescência eresulta na formação de bolhas cada vez maiores, deforma a diminuir a área superficial total disponível e,consequentemente, a probabilidade de colisão bolha-partícula.

Colisão entre duas bolhas de raio r1 e r2 com coalescência


� Pode provocar o colapso da bolha e ocorre devido à maiorpressão interna existente na bolha menor.

� A pressão do gás nas bolhas com raios R1 e R2 é dada, por:

��

e ��

��

�

� Onde:� P1 e P2 representam a pressão interna do gás nas bolhas 1 e 2;

� Pa é a pressão atmosférica;

� γ é a tensão superficial na interface líquido-gás;

� R1 e R2 representam os raios das bolhas 1 e 2, respectivamente.


� Os valores da pressão atmosférica e da tensão superficialsão os mesmos para as duas bolhas: a pressão interna émaior na bolha com menor raio.

� A velocidade de difusão do ar é inversamenteproporcional ao raio da bolha.

ESPUMANTE� Atuam, principalmente:

� Na redução da tensão superficial na interface líquido-gás;

� Evitando a coalescência;

� Interagindo com a cadeia hidrocarbônica do coletor.

ESPUMANTE� Redução da tensão superficial

� A adsorção de um surfactante na interface água-ar reduza tensão superficial resultando em uma maiorestabilidade da bolha.

� É proporcional à concentração do espumante, até aformação da monocamada (Concentração MiceçarCrítica – CMC): a partir da qual a tensão superficialpermanece inalterada.

Influência da concentração do espumante na tensão superficial da interface Iíquido-gás

C2> C1 > Co →→→→ γγγγ2 < γγγγ1 < γγγγ0

ESPUMANTE� Evitar a coalescência

� A adsorção do espumante na interface água-ar diminui apermeabilidade da membrana interfacial, dificultando ofenômeno da coalescência.

� Isso contribui para manter as bolhas pequenas edispersas, de modo a aumentar a probabilidade decolisão com as partículas hidrofóbicas.

ESPUMANTE� Pequena adição de espumante influencia fortemente

no tamanho das bolhas:� O diâmetro médio diminui à medida que se aumenta a

concentração do espumante – só se aplica até umadeterminada concentração (concentração crítica decoalescência - CCC).

� A partir da CCC o aumento da concentração doespumante não tem mais efeito sobre o tamanho dasbolhas – as bolhas estão em seu tamanho mínimo.

ESPUMANTE� O espumante também favorece a probabilidade de

colisão pelo fato de reduzir a velocidade de movimentodas bolhas (Jameson, 1984; Laskowski, 1989):� Maior permanência na célula e, consequentemente,

mais oportunidades de choques bolha-partícula.

ESPUMANTE� Favorecer a adesão partícula-bolha

� No momento da aproximação da bolha com a partículamineral, a interação hidrofóbica entre as cadeiashidrocarbônicas do espumante e do coletor contribuifavoravelmente para a adesão partícula-bolha.

� O tempo de contato da partícula com a bolha após ochoque, é maior quando a bolha está recoberta commoléculas do espumante: favorece a probabilidade deadesão.

ESPUMANTE� Adsorção na interface líquido-gás

� Em solução aquosa, a parte polar (hidrofílica) damolécula interage com o dipolo formado pela moléculada água, enquanto a cadeia hidrocarbônica, apolar ehidrofóbica, permanece praticamente indiferente,orientando-se no sentido da fase gasosa.

� Esse fenômeno ocorre espontaneamente e resulta naadsorção preferencial da molécula na interface água-ar.


� As moléculas dos espumantes apresentamcaracterísticas semelhantes àquelas das moléculas doscoletores. A diferença está no grupo funcional.

� O coletor tem na parte polar da molécula um grupoativo, iônico e solidofílico, a molécula do espumantepossui o grupo polar não ionizável.


� O coletor tende a adsorver-se na interface sólido-líquidoenquanto a molécula do espumante tem preferência pelainterface líquido-gás.

� Os espumantes iônicos apresentam, ao mesmo tempo,características de coletor e de espumante. Isso éprejudicial porque dificulta bastante o controle doprocesso - a concentração ideal para o coletor, em geral,não coincide com a concentração ideal para 0espumante.

ESPUMANTE� Os espumantes mais utilizados são:

� Metilisobutilcarbinol (MIBC)

� Éteres poliglicólicos

� Espumantes naturais:� Óleo de pinho

� Óleo de eucalipto

� Ácido cresílico

ESPUMANTE� Óleo de pinho:

� É um óleo natural que contém álcoois aromáticos em suacomposição, apresentando entre 60% e 70% deterpineol, até 10% de álcoois terciários e entre 20% e 30%de outras substâncias.

Molécula de terpineol

ESPUMANTE� Características do óleo de pinho:

� Falta de padronização na composição dos produtoscomerciais, o que acarreta numa variação dodesempenho que dificulta o controle do processo;

� Leve atividade na superfície mineral (pouco podercoletor) que é atribuída à presença de pequenasquantidades de ácidos orgânicos;

ESPUMANTE� O terpineol tem uma solubilidade baixa (2g/L);

� Favorece a preservação das bolhas com pequenodiâmetro;

� Forma espuma com dificuldade de drenagem;

� Proporciona espumas com facilidade de colapso nadescarga do concentrado.

ESPUMANTE� Ácido cresílico:

� É um espumante natural obtido a partir a destilação doalcatrão do carvão.

� É constituído, essencialmente, de uma mistura de fenóis,xilenóis e cresóis.

� Não é um ácido, mas um fenol.

ESPUMANTE� Características do ácido cresílico:

� Falta de uniformidade na composição;

� Atividade na superfície mineral;

� Reagente tóxico;

� Pouca solubilidade em água (em torno de 1,7 g/L);

� Produz espumas frágeis.

ESPUMANTE� Metilisobutilcarbinol – MIBC:

� É 0 espumante mais utilizado na indústria mineral,produzindo uma espuma frágil com textura fina.

� Fórmula química:

CH3CH(CH3)CH2CH(OH)CH3

ESPUMANTE� Características do MIBC:

� Composição definida, contribuindo para facilitar 0controle do processo;

� Facilidade de colapso da espuma na descarga;

� Atividade na superfície mineral quase inexistente(contribui para a seletividade do sistema);

ESPUMANTE� Elevada solubilidade em água (17 g/L);

� Produz uma espuma aberta que facilita a drenagem daganga;

� Inflamável;

� Volátil.

ESPUMANTE� Éteres poliglicólicos:

� Fórmula química:

CH3(OC3H6)nOH

ESPUMANTE� Características dos éteres poliglicólicos:

� Padronização na qualidade (composição químicadefinida);

� A solubilidade depende de sua massa molecular -moléculas menores exibem uma elevada solubilidade emágua;

� Não apresentam ação coletora (seletivos);

� Produzem uma espuma frágil que colapsa na descarga.

ESPUMANTE� Requisitos de um bom espumante:

� Não adsorver-se na superfície mineral, ou seja, nãoapresentar atividade de coletor;

� Proporcionar bolhas suficientemente estáveis paracompletar o transporte das partículas hidrofóbicas;

� Produzir espumas que permitam a drenagem da águaretida entre as bolhas;

ESPUMANTE� A espuma produzida deve sofrer colapso na descarga do

flotado;

� Ser tanto quanto possível insensível à variação de pH e àpresença de sais dissolvidos na polpa;

� Ser ativo em pequenas concentrações;

� Atender ao requisito da disponibilidade;

� Ter baixo custo.

ESPUMANTE� Concentração de espumante: entre 5 a 50g/t.

� O aumento da concentração resulta em um acréscimona recuperação e na velocidade de flotação. Aocontrário, o teor do concentrado tende a diminuir.

� A espumação aumenta até uma determinadaconcentração: um excesso de espumante provoca adiminuição e desaparecimento da espuma.

ESPUMANTE� Espuma:

� É um sistema termodinamicamente instável formadopor uma dispersão de gás em líquido.

� Dois termos para diferenciar a espuma:� Bifásica (foam)

� Trifásica: com a presença de sólidos (froth)

ESPUMANTE� Espumas bifásicas (líquido e gás): costumam ser

classificadas como instáveis ou metaestáveis.� Espumas instáveis, ou úmidas: apresentam baixa

estabilidade e as bolhas tem formas aproximadamenteesféricas. É produzido por espumantes com moléculasneutras e colapsa quando cessa 0 borbulhamento.

� Espumas metaestáveis, ou secas: possuem elevadaestabilidade, com as bolhas assumindo formaspoliédricas. Esse tipo de espuma é verificado na presençade surfactantes com moléculas iônicas.

ESPUMANTE� O colapso da espuma se deve a(o):

� Redistribuição de tamanhos das bolhas, devido àcoalescência;

� Afinamento do filme existente entre as bolhas, devido àdrenagem do líquido;

� Ruptura do filme com destruição da bolha.

ESPUMANTE� Estabilidade da espuma:

� Associada à estabilidade da película de água existenteentre as bolhas – quanto mais rápido é o escoamento,mais instável é a espuma.

� A velocidade de escoamento da película de águadepende:� Das características do espumante;

� Da presença de partículas minerais na película delíquido.

ESPUMANTE� Características do espumante: têm influência na

espessura da película de líquido entre as bolhas e nochamado efeito de Marangoni.

� Durante o movimento de retorno do líquido contidona película, as moléculas do espumante adsorvidas nabolha são arrastadas para a parte inferior, provocandoo surgimento de um gradiente de concentração demoléculas ao longo da superfície da bolha, o queimplica em um gradiente de tensão superficial.

ESPUMANTE� Devido a elasticidade da superfície da bolha

(elasticidade de Marangoni) ocorre umdeslocamento das moléculas das regiões de baixatensão superficial (parte inferior da bolha) para asregiões de alta tensão superficial.

� Como resultado desse movimento das moléculas,surge um movimento de líquido que se opõe aoescoamento por gravidade. Esse obstáculo aoescoamento do líquido que forma a película,naturalmente, resulta na estabilidade da espuma.

Efeito Marangoni: a drenagem da películade líquido provoca um gradiente de tensão superficial na

superfície das bolhas

ESPUMANTE� Influência das partículas minerais presentes na

película de líquido:� Partículas finas: provocam uma redução da velocidade de

drenagem do líquido, contribuindo para aumentar aestabilidade da espuma. A presença de finos na espuma éverificada pela formação de bolhas grandes, que apresentamdificuldade de quebra.

� Partículas hidrofóbicas: a estabilidade é aumentada até umdeterminado grau de hidrofobicidade (65o) e provoca umaumento da velocidade de escoamento da água retida, demodo a facilitar o colapso da espuma na descarga doconcentrado. Quando estão aderidas as bolhas produzemuma espuma mineralizada bastante espessa.

A espuma (A) está bastante mineralizada, enquanto a espuma (B) aparece com poucas partículas aderidas às bolhas

Camada de espuma

ESPUMANTE� A espuma não deve ter pouca estabilidade nem ser

demasiadamente estável:� Quando não são suficientemente estáveis, as bolhas

mineralizadas podem colapsar antes que a espuma sejarecolhida na parte superior da célula. Com isso, as partículashidrofóbicas retornam à polpa prejudicando a recuperação.

� Uma espuma demasiadamente estável carrega muitaspartículas hidrofílicas aprisionadas na película de líquidoresultando numa diminuição do teor, podendo ainda causardificuldades operacionais no bombeamento e espessador.

ESPUMANTE� Características da espuma na flotação:

� Permitir a minimização da contaminação doconcentrado. Para isso, deve ser úmida na base (parafacilitar a drenagem das partículas hidrofílicasarrastadas) e seca no topo da coluna de espumação;

� Ser estável o suficiente para assegurar a remoção daspartículas hidrofóbicas;

� Entrar em colapso na descarga do concentrado (a fim denão causar problemas na operação de bombeamento).

MODIFICADORES� São utilizados com o objetivo de melhorar a

seletividade e/ou recuperação do processo.

� Funções:� Favorecer ou inibir a adsorção do coletor sobre um

determinado mineral;

� Promover a dispersão de partículas;

� Ajustar o pH da polpa.

MODIFICADORES� A ação dos modificadores pode ocorrer de diferentes

formas:� Diretamente sobre a superfície mineral;

� Provocando a precipitação do coletor;

� Anulando a ação de outros íons presentes no sistema;

� Promovendo a dispersão das partículas.

MODIFICADORES� Depressor

� É usado com a finalidade de aumentar a seletividadedo processo de flotação, ou seja, atua no sentido deaumentar o teor do concentrado.

� Sua ação consiste em inibir a adsorção do coletor emdeterminados minerais, evitando a hidrofobização dassuperfícies dos minerais que não devem flotar.

MODIFICADORES� Depressor

� Pode ser de origem inorgânica ou orgânica.� Inorgânicos: silicato de sódio, sulfeto de sódio,

cromato e dicromato de potássio, cianeto de sódio eoutros sais.

� Orgânicos: polissacarídeos (amido,carboxilmetilcelulose, goma guar etc.) e os polifenóis,entre os quais os derivados do ácido tânico(quebracho).

MODIFICADORES� Depressor inorgânico – Silicato de sódio (Na2O-

SiO2)� A solução aquosa de silicato de sódio produz uma reação

alcalina, ou seja, a adição desse reagente provoca umaelevação do pH, geralmente, com efeito dispersante.

MODIFICADORES� Depressor inorgânico – Sulfeto de sódio (Na2S)

� Atua como depressor de sulfetos na flotação comxantatos. A partir de uma determinada concentraçãotambém deprime minerais oxidados.

� Ao ser adicionado à polpa hidrolisa e se dissocia:

Na2S + 2H2O → 2Na+ + H2S + 2OH-

H2S → H+ + HS-

HS- → H+ + S2-

MODIFICADORES� Depressor inorgânico – Sulfeto de sódio (Na2S)

� Como a espécie HS- tem uma constante de dissociaçãomaior do que a espécie H2S favorece a presença daespécie iônica na polpa.

� A adsorção do HS-, além de conferir à superfície mineraluma carga negativa que dificulta a adsorção de coletoresaniônicos, resulta na estabilização do sulfeto metálico,na superfície mineral, de forma a dificultar a necessáriaoxidação superficial para a adsorção do coletor.

MODIFICADORES� Depressor inorgânico – Cromato (K2CrO4 ) e dicromato

de potássio (K2Cr2O7)� São usados como depressores de galena (PbS) na flotação com

coletores sulfidrílicos. As espécies iônicas (CrO42- e Cr2O7

2-)adsorvem-se em determinadas áreas da PbS formando orespectivo sal de chumbo.

� O sal aumenta a hidratação da superfície e impede a adsorçãodo coletor naqueles sítios, ainda que 0 coletor possa adsorver-se em outras áreas da superfície .

K2Cr2O7 → 2K+ + Cr2O72-

K2CrO4 → 2K+ + Cr2O42-

MODIFICADORES� Depressor inorgânico – Cianeto de sódio (NaCN)

� Utilizado como depressor de sulfetos. Sua ação éexplicada pela maior estabilidade dos complexosformados com Zn, Cu, Fe, Ni e Ag, entre outros metais.

� Reagente altamente tóxico que exige extremo cuidado nomanuseio e uso. Deve ser usado apenas em meio alcalino(pH = 11,5), para evitar a liberação de cloreto decianogênio (ClCN), gás extremamente tóxico.

MODIFICADORES� Depressor inorgânico – Cianeto de sódio (NaCN)

� O íon cianeto é considerado um excelente desativadorpara a blenda, ativada com sulfato de cobre, nas plantasque adotam a rota da flotação sequencial, nas quais, osulfeto de zinco é deprimido no segundo estágio docircuito.

� O mecanismo de ação do cianeto está relacionado àremoção da espécie Cu2+ da superfície da blenda.

2NaCN + CuS(superfície) →Cu(CN)2 + 2Na+ + S2-(superfície)

MODIFICADORES� Depressor inorgânico – Outros sais

� Podem atuar em diversos sistemas:

� A situação mais comum está relacionada à competição entreespécies catiônicas em solução e os cátions coletores (aminas)por sítios negativos da superfície mineral.

� Nesses sistemas, dependendo da concentração, qualquerespécie catiônica pode atuar como depressor, diminuindo adensidade de adsorção do coletor na superfície e,consequentemente, a recuperação.

MODIFICADORES� Depressor inorgânico – Outros sais

� Podem atuar em diversos sistemas:� A presença de determinados íons em solução, em geral da

mesma espécie daqueles da superfície mineral, pode provocar0 consumo parcial ou total do coletor residual, por meio daformação de precipitados, de modo a impedir a adsorção docoletor.

MODIFICADORES� Depressor orgânico

� São produtos naturais ou modificados que tem comocaracterística comum moléculas grandes e grupospolares bastante hidratados.

� A adsorção dessas moléculas na superfície mineralprovoca a sua hidratação de forma a impedir a adsorçãodo coletor.

MODIFICADORES� Depressor orgânico

� Em relação aos depressores inorgânicos apresentamcomo principais vantagens 0 fato de serem:� Biodegradáveis;

� Mais baratos;

� Mais resistentes à oxidação.

� Alguns polímeros sintéticos também podem ser usadoscomo reagente depressor.

MODIFICADORES� Depressor orgânico – Polissacarídeos

� São compostos orgânicos naturais, encontrados emdiversas fontes vegetais (milho, batata, arroz, trigo,macaxeira, feijão etc.) na forma de macromoléculasformadas a partir da polimerização e perda de água damolécula de glicose.

Molécula da glicose


� Na adsorção de um polissacarídeo à uma superfície comhidrofobicidade inerente: talco, grafita, molibdenita,carvão etc., prevalecem as interações hidrofóbicas entrea cadeia hidrocarbônica dos monômeros do depressor ea superfície mineral. Nesses casos, a adsorção independedo pH.

� Demais espécies minerais: os mecanismos maisfrequentes são as ligações de hidrogênio e formação decomplexo químico na superfície.


� A adsorção nos minerais hidrofílicos ocorre entre gruposhidroxilas do polímero e espécies metal-hidroxilados dasuperfície mineral – a intensidade da adsorção éfortemente dependente do pH.

� A formação hidróxidos superficiais ocorre com maisfacilidade na faixa de pH que coincide com aproximidade do PIE.

Formação de um complexo superficial como hipótesepara a adsorção de um polissacarídeo em uma superfície mineral

MODIFICADORES� Definição de Brφφφφnsted-Lowry

� É uma definição protônica: ácido é uma espécie quetende a doar um próton e base é uma espécie que tende areceber um próton.

� Uma reação ácido-base é uma reação de transferência deprótons.

HCl + H2O → H3O+ + Cl-

ácido1 + base2 → ácido2 + base1


� Um mineral que atinge o seu PIE em pH alcalino temuma tendência a liberar OH- (comportando-se comouma base de Bronsted-Lowry) e desenvolver um excessode carga positiva.

� Ao contrário, um mineral com PIE em pH baixo é umaindicação de que a sua superfície se comporta como umácido de Bronsted-Lowry.


� Exemplo:� O hidróxido metálico formado na superfície da hematita

tem seu PIE em torno de 6,5 – base de Bronsted-Lowry.

� O quartzo tem o seu PIE em torno do pH 3 (a sua superfícietem um forte caráter ácido – ácido de Bronsted-Lowry) e aadsorção da macromolécula do polissacarídeo é bastantefrágil.

� Essa é a principal razão da seletividade do amido naflotação de minério de ferro.


� A seletividade desses depressores está associada àtendência em doar ou receber prótons do metal-hidroxilado da superfície.

� Os polissacarídeos adsorvem-se por ligações dehidrogênio nos sistemas com interações ácido-basefrágeis e por formação de complexo químico nossistemas com interações ácido-base fortes.


� Amido: fórmula geral – (C6H1oO6)n, onde n pode variarda ordem de dezenas a centenas de milhares.� É uma macromolécula formada por monômeros D-glicose

nos quais cinco átomos de carbono e um átomo de oxigênioformam uma estrutura cíclica.

� A ligação entre os monômeros pode ocorrer entre os carbonos1 e 4 (dando origem a uma cadeia linear) ou entre oscarbonos 1 e 6 (formando uma cadeia ramificada).

� A molécula do amido tem duas partes distintas: a amilose(cadeia linear) e a amilopectina (cadeia ramificada).

Estrutura básica da molécula do amido


� Amido: é obtido a partir de diversas fontes vegetais(milho, batata, trigo, arroz, macaxeira etc.).

� A sua composição varia de acordo com a fonte: tem entre20-30% de moléculas de amilose e 70-80% de moléculasde amilopectina.

� No Brasil é utilizado em plantas de flotação de fluorita,silvita, apatita e na flotação reversa de minério de ferro.

MODIFICADORES

MODIFICADORES� Os amidos são insolúveis em água fria e seu

emprego como reagente de flotação depende dautilização de um processo de gelatinização que sebaseia na capacidade que os grânulos de amidotêm de absorver água, quando molhados ouexpostos à umidade e expandir de formairreversível.

MODIFICADORES�Existem dois processos de gelatinização de

amidos de milho:� por efeito térmico

� por adição de soda cáustica

MODIFICADORES� A gelatinização por efeito térmico consiste em:

� Aquecimento de uma suspensão de amido em água auma temperatura maior que 56° C que permita oenfraquecimento das pontes de hidrogêniointergranulares e, como conseqüência, o inchamentodos grânulos.

� Nem todos os grânulos se gelatinizarão ao mesmo tempoe à mesma temperatura, já que alguns são maisresistentes que outros.

MODIFICADORES� O processo de gelatinização por soda cáustica é o mais

aplicado industrialmente no Brasil.

� Consiste na absorção de parte do álcali da soluçãodiluída de hidróxido de sódio pelas moléculas dasuspensão de amido.


� Dextrina: é obtida, a partir do amido, por meio de umprocesso baseado em degradação térmica sob condiçõesácidas.

� Durante o processo as cadeias de amido são quebradasem pequenos fragmentos que, em seguida, são unidospara formar pequenas moléculas bastante ramificadas.


� Carboximetilcelulose (CMC): é um polissacarídeomodificado por eterificação através da reação do ácidomonocloroacético, ou seus sais de sódio, com a celulose.� A celulose é uma macromolécula formada por monômeros

D-glicose. É 0 principal constituinte de células vegetaisparticipando com cerca de 50% da composição de umamadeira típica.

Molécula de celulose


� Carboximetilcelulose (CMC)� Reação de eterificação:

RONa + ClCH2COONa →→→→ ROCH2COONa + NaCl

� R: molécula da celulose.


� Carboximetilcelulose (CMC)� Há duas possibilidades para a adsorção: através do grupo OH-

ou do grupo COO-.

� O grupo hidroxila (OH-) adsorve-se nos sítios hidróxido-metálicos da superfície, enquanto 0 grupo carboxila (COO-)pode interagir com cátions metálicos da superfície.

� Nas duas situações, a adsorção depende do pH da polpa.


� Carboximetilcelulose (CMC)� O pH influencia na ionização do grupo carboxila, pois o grupo

COO- se torna aniônico a partir de um pH em torno de 4,4.

� Em meio muito alcalino (quando as superfícies costumamapresentar um potencial negativo elevado), um CMC com umgrau de substituição alto pode ter dificuldade de adsorçãodevido à intensidade da repulsão eletrostática.


� Goma guar: a unidade básica de sua cadeia molecularramificada é constituída de galactose e manose. Omonômero apresenta os grupos OH- nos átomos decarbono localizados nas posições 2 e 3, 0 que significaque podem participar de reações com formação decomplexos com outros compostos.

� Adsorve-se por ligação de hidrogênio ou interaçãoquímica com os grupos hidróxido-metálicos nasuperfície mineral.


� Goma guar

MODIFICADORES� Depressor orgânico – Polifenóis

� Os mais usados são os taninos e derivados.� Tanino: é uma substância de origem vegetal, formada a partir

de misturas de polifenóis naturais.

� Derivados de tanino: 0 mais usado, em flotação, é 0quebracho.

� Uma das principais fontes vegetais de taninos é a árvoreQuebrachia lorentzii com um conteúdo de extratos aquososque varia entre 20-30%.


� Costumam ser usados para a depressão de ganga decarbonatos, hematita, minerais com íons Ca2+ nasuperfície e celestita.

Monômero cuja polimerização dá origem à molécula do quebracho. O n pode chegar a 200.


� Três possibilidades para a adsorção do quebracho na superfície dacalcita:� Atração eletrostática na superfície com excesso de carga positiva;

� Ligações de hidrogênio;

� Formação de um tanato de cálcio na calcita;

� Adsorção por interações hidrofóbicas (em superfícies apolares).

� A adsorção do quebracho em diferentes minerais (fluorita, calcita,hematita e quartzo) está relacionada à presença de íons cálcio queserviriam de elo com a superfície.

MODIFICADORES� Ativadores

� São adicionados com o objetivo de intensificar a adsorção docoletor sobre o mineral (ou minerais) que se deseja flotar.Deve ser usado em situações onde há necessidade deaumentar a recuperação.

� Essa função é sempre exercida por reagentes inorgânicos,solúveis em água, que podem atuar:� Diretamente na superfície do mineral, modificando a sua

composição química pela formação de um composto;� Como elo entre a superfície e 0 coletor;� Pela corporação de um íon (determinante de potencial) na rede

cristalina do mineral.

MODIFICADORES� Ativadores – Sulfato de cobre (CuSO4)

� Usado para ativar a blenda (ZnS) em flotação comxantato.� Considerando-se que: a) 0 raio iônico do cobre é compatível

com 0 do zinco e b) 0 enxofre tem mais afinidade pelo cobredo que pelo zinco.

� A adição de CuSO4, no sistema, vai provocar a substituiçãosuperficial do Zn2+ pelo Cu2+, formando uma película decovelita (CuS) na superfície da blenda.

ZnS + Cu2+ →→→→ CuS + Zn2+


� Os coletores sulfidrílicos formam compostos,medianamente solúveis, com o zinco, possibilitando aflotação, porém não sendo suficientes para garantir umaboa recuperação do sulfeto.

� Como o xantato de cobre tem menor solubilidade secomparado ao xantato de zinco, a substituição iônica doZn2+ pelo Cu2+, assegura uma hidrofobização maisestável, de forma a intensificar a flotação e aumentar arecuperação da blenda.


� É importante adicionar o ativador na concentração ótima:� Quantidade menor: vai acarretar uma substituição incompleta na

superfície da blenda.

� Excesso de CuSO4: pode significar a perda parcial, ou total, docoletor devido à formação de precipitado, na forma de sal insolúvel,com 0 Cu2+ residual.

� A escolha do sulfato de cobre, como fonte de Cu2+, deve-se aofato de ter preço mais baixo, entre os sais de cobre, e de nãohaver efeito prejudicial do íon SO4

2- na flotação.

MODIFICADORES� Ativadores – Eletrólitos

� Se for um íon determinante de potencial (IDP), 0 cátiondesloca o ponto de carga zero (PCZ) para um maior valor depH e aumenta a disponibilidade de sítios atrativos nasuperfície para a adsorção eletrostática de um coletoraniônico.

� Aumento da concentração do IDP, na superfície mineral, podefacilitar a formação de composto no caso de uma adsorçãoquímica.� Exemplo: a adição de Ca2+ na flotação de fluorita (CaF2)

aumentaria a concentração de cálcio na superfície do mineral,favorecendo a formação do oleato de cálcio e, consequente,hidrofobização da superfície.

MODIFICADORES� Ativadores – Eletrólitos

� Pode adsorver-se na superfície servindo de elo para a adsorçãode coletor aniônico.� Exemplo: 0 quartzo pode ser ativado por espécies como Fe2+ ou

Cu2+ e flotar através da formação de oleato do respectivo metal nasuperfície do mineral. Essa ativação, em geral, é involuntária eprejudica a seletividade do processo.

MODIFICADORES� Ativadores – Sulfeto de sódio (Na2S)

� Pequenas concentrações provocam a sulfetaçãosuperficial de carbonatos.

� Nesse caso, a espécie mais ativa é o íon S2- que forma umcomposto superficial mais favorável à adsorção decoletores sulfidrílicos.

MODIFICADORES� Ativadores – Sulfeto de sódio (Na2S)� Uma aplicação típica do sulfeto de sódio como ativador é

na flotação de cerusita (PbCO3) com xantato:

PbCO3 + Na2S →→→→ PbS + Na2CO3

� A partir de uma determinada concentração, no entanto,ocorre a estabilização do sulfeto formado de modo adificultar a adsorção do xantato. Portanto, na flotação dacerusita, dependendo da concentração, pode atuar comodepressor ou ativador.

MODIFICADORES� Regulador de pH

� Reagentes inorgânicos utilizados para o controle do pHdo sistema visando a maior eficiência do processo.

� Podem ser ácidos (sulfúrico ou clorídrico) ou básicos(hidróxidos de cálcio, magnésio, sódio ou potássio,carbonato de sódio etc.)

MODIFICADORES� Regulador de pH

� Como as condições de pH do sistema de flotação afetama estabilidade da suspensão e as condições para aadsorção do coletor (especialmente no caso de umaadsorção por atração eletrostática), esses reagentescostumam ter múltiplas funções no processo, tambématuando como dispersante, depressor, ativador ousequestrante.

Consumo de reguladores de pH em algumas plantasbrasileiras (Sampaio et alli, 2001)

MODIFICADORES� Regulador de pH – Cal (CaO) e hidróxido de cálcio

(Ca(OH)2)� Obtenção da cal virgem:

CaCO3 →→→→ CaO + CO2↑↑↑↑ T = 1100 a 1300º C

� Obtenção do Ca(OH)2:

CaO + H2O →→→→ Ca(OH)2 + calor

Ca(OH)2 →→→→ Ca2+ 2OH-


(Ca(OH)2)� Para evitar possíveis problemas de agregação dos finos,

recomenda-se não utilizar esse tipo de regulador paraajustes de pH acima de 11.

� Essa precaução justifica-se pela valência do cálcio (+2)que favorece a formação de agregados.� Compressão da DCE e possibilidade de aproximação de

partículas coloidais.


(Ca(OH)2)� Também pode ser utilizado na forma de Mg a partir da

calcinação da dolomita:

CaCO3. MgCO3 →→→→ CaO.MgO + 2CO2↑↑↑↑ T = 1000 a 1200º C

� Esse produto é mais caro, se comparado com a cal, noentanto, apresenta um poder para neutralizar ácidomaior devido à presença do MgO.

MODIFICADORES� Regulador de pH – Carbonato de sódio (Na2CO3)

� Costuma ser comercializado na forma de um póanidro de cor branca, cuja qualidade é relacionadaao teor em Na2O contido. A preparação da solução éfeita no local da planta de flotação.

� A adição do Na2CO3 provoca variações discretas depH.� Exemplo: o aumento da dosagem do regulador de 0,03%

para 30% provoca uma alteração do pH de 10,5 para 11,7facilitando, portanto, o ajuste desejado.

MODIFICADORES� Regulador de pH – Hidróxido de sódio (NaOH)

� Obtido a partir da eletrólise de sais de sódio. Provocabruscas variações de pH com pequenas dosagens, sendoconsiderado como o mais forte dentre os reguladores depH, para a faixa alcalina, utilizado na indústria mineral.

NaOH →→→→ Na+ + OH-

� Possui uma considerável ação corrosiva: necessidade decuidados especiais durante o transporte, manuseio epreparo das soluções.

MODIFICADORES� Dispersantes

� Partículas coloidais tendem a depositarem-se nassuperfícies das partículas maiores (slime coating) ouformar agregados: diminui a seletividade do processo.

� São usados para individualizar as partículas.

� Atuam no sentido de provocar o aumento da repulsãoelétrica, sendo recomendados quando há uma presençasignificativa de finos que dificultam a seletividade doprocesso.

MODIFICADORES� Dispersantes

� A dispersão das partículas finas pode ser obtida atravésdo controle do pH.

� Reagentes dispersantes: metafosfato de sódio (NaPO3),silicato de sódio (Na2O-SiO2) e carboxilmetilcelulose(CMC).

aula 4 – reagentes: espumantes e modificadores · modificadores depressor orgânico–...

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