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CENTRO DE FORMAO PROFISSIONAL PEDRO MARTINS GUERRA

CONCENTRAO

Itabira

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Presidente da FIEMG Robson Braga de Andrade Gestor do SENAI Petrnio Machado Zica Diretor Regional do SENAI e Superintendente de Conhecimento e Tecnologia Alexandre Magno Leo dos Santos Gerente de Educao Profissional Edmar Fernando de Alcntara

Unidade Operacional Centro de Formao Profissional Pedro Martins Guerra Reviso Equipe Tcnica Centro de Formao Profissional Pedro Martins Guerra

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Sumrio

1- Introduo e Princpios..............................................................................5

2- Mtodos Densitrios e Gravticos (Jigues, Mesa Concentradora e

Espirais Humpheys, Variveis de Controle Operacional) .............................6

3- Concentrao Magntica.........................................................................32

4- Concentrao Eletrosttica .....................................................................42

5- Flotao ...................................................................................................49

5.1- Flotao Convencional ......................................................................49

5.2- Flotao em Coluna ..........................................................................55

6- Referncias Bibliogrficas .......................................................................66

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Apresentao

Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento.

Peter Drucker O ingresso na sociedade da informao exige mudanas profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produo, coleta, disseminao e uso da informao. O SENAI, maior rede privada de educao profissional do pas,sabe disso , e ,consciente do seu papel formativo , educa o trabalhador sob a gide do conceito da competncia: formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resoluo de problemas, com conhecimentos tcnicos aprofundados, flexibilidade

e criatividade, empreendedorismo e conscincia da necessidade de educao continuada. Vivemos numa sociedade da informao. O conhecimento , na sua rea tecnolgica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualizao se faz necessria. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliogrfico, da sua infovia, da conexo de suas escolas rede mundial de informaes internet- to importante quanto zelar pela produo de material didtico. Isto porque, nos embates dirios,instrutores e alunos , nas diversas oficinas e laboratrios do SENAI, fazem com que as informaes, contidas nos materiais didticos, tomem sentido e se concretizem em mltiplos conhecimentos. O SENAI deseja, por meio dos diversos materiais didticos, aguar a sua curiosidade, responder s suas demandas de informaes e construir links entre os diversos conhecimentos, to importantes para sua formao continuada !

Gerncia de Educao Profissional

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1- Introduo e Princpios

O termo concentrao significa, geralmente, remover a maior parte da ganga, presente em grande proporo no minrio. A purificao, por sua vez, consiste em remover do minrio (ou pr-concentrado) os minerais contaminantes que ocorrem em pequena proporo. Na maioria das vezes, as operaes de concentrao so realizadas a mido. Antes de se ter um produto para ser transportado, ou mesmo adequado para a indstria qumica ou para a obteno do metal por mtodos hidro-pirometalrgicos (reas da Metalurgia Extrativa), necessrio eliminar parte da gua do concentrado. Estas operaes compreendem desaguamento (espessamento e filtragem) e secagem e, geralmente, na ordem citada. Em um fluxograma tpico de tratamento de minrios as operaes unitrias so assim classificadas: cominuio: britagem e moagem; peneiramento (separao por tamanhos) e classificao (ciclonagem, classificador espiral); concentrao gravtica, magntica, eletrosttica, concentrao por flotao etc. desaguamento: espessamento e filtragem; secagem: secador rotativo, spray dryer, secador de leito fluidizado; disposio de rejeito. Operaes, aplicadas aos bens minerais, visando modificar a granulometria, a concentrao relativa das espcies minerais presentes ou a forma, sem contudo modificar a identidade qumica ou fsica dos minerais. As operaes de concentrao, separao seletiva de minerais, baseiam-se nas diferenas de propriedades entre o mineral-minrio e os minerais de ganga. Entre estas propriedades se destacam: peso especfico (ou densidade), suscetibilidade magntica, condutividade eltrica, propriedades fsico-qumicas de superfcies, cor, radioatividade, forma etc. Para um minrio ser concentrado, e necessrio que os minerais estejam fisicamente liberados. Isto implica que uma partcula deve apresentar, idealmente, uma nica espcie mineralgica. Para se obter a liberao do mineral, o minrio submetido a uma operao de reduo de tamanho (cominuio), isto , britagem e/ou moagem, que pode variar de centmetros at micrmetros. O termo concentrao significa, geralmente, remover a maior parte da ganga, presente em grande proporo de minrio. A purificao, por sua vez, consiste em remover do minrio (ou pr-concentrado) os minerais contaminantes que ocorrem em pequena proporo.

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2- Mtodos Densitrios e Gravticos (Jigues, Mesa Concentradora e Espirais Humpheys, Variveis de Controle Operacional)

A concentrao gravtica pode ser definida como um processo no qual partculas de diferentes densidades, tamanhos e formas so separadas uma das outras por ao da fora de gravidade ou por foras centrfugas. uma das mais antigas formas de processamento mineral e, apesar de tantos sculos de utilizao, seus mecanismos ainda no so perfeitamente compreendidos.

Os principais mecanismos atuantes no processo de concentrao gravtica(1-6) so os seguintes: a) acelerao diferencial; b) sedimentao retardada; c) velocidade diferencial em escoamento laminar; d) consolidao intersticial; e) ao de foras cisalhantes.

Acelerao Diferencial Na maioria dos concentradores gravticos, uma partcula sofre a interferncia das paredes do concentrador ou de outras partculas e, portanto, pode mover-se apenas por tempo e distncia curtos antes que pare, ou seja, desviada por uma superfcie ou por outra partcula. Assim, as partculas esto sujeitas a seguidas aceleraes (e desaceleraes) e, em algumas condies, esses perodos de acelerao podem ocupar uma proporo significante do perodo de movimento das partculas. A equao de movimento de uma partcula sedimentada em um fluido viscoso de densidade :

onde: m = massa do mineral; a = a acelerao; R = a resistncia do fluido ao movimento da partcula; g = acelerao gravidade; m' = a massa do fluido deslocado; A acelerao inicial ocorre quando v = 0; assim, a resistncia R, que tambm depende de v, pode ser desconsiderada. Desde que a partcula e o fluido deslocado tenham o mesmo volume, tem-se:

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Figura 1 Efeitos dos mecanismos de concentrao gravtica

Fonte: Tratamento de Minrio: Concentrao Gravtica - Cap. 6

onde a densidade da partcula. Portanto, a acelerao inicial dos minerais independente do tamanho e depende apenas das densidades do slido e do fluido (ou polpa). Teoricamente, se a durao da queda bastante curta e freqente, a distncia

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total percorrida pelas partculas ser mais afetada pela acelerao diferencial inicial (e pela densidade) do que pela velocidade terminal (e pelo tamanho). Sedimentao Retardada Uma partcula em queda livre em um fluido (gua, por exemplo) acelerada por um certo tempo pela ao da fora de gravidade, aumentando sua velocidade at alcanar um valor mximo, a velocidade terminal, que ento permanece constante. A razo de sedimentao livre em gua (= 1) de duas partculas esfricas de dimetros d1, d2 e densidades 1 e 2, expressa pela relao:

O expoente m varia de 0,5 para partculas pequenas (< 0,1 mm) obedecendo lei de Stokes, a 1, para partculas grossas (> 2 mm) obedecendo lei de Newton.

A relao d a razo de tamanho requerida para duas partculas apresentarem a mesma velocidade terminal. Verifica-se que, para um dado par de minerais, a relao ser maior nas condies de Newton (m = 1). Em outras palavras, a diferena de densidade entre partculas minerais tem um efeito mais pronunciado nas faixas grossas, ou ainda, do outro lado, nas faixas granulomtricas mais finas, a separao por este mecanismo menos efetiva. Por exemplo, uma pepita esfrica de ouro de 2 mm de dimetro apresenta a mesma velocidade terminal, em queda livre, que uma partcula de quartzo de 20 mm. J a velocidade terminal de uma partcula de ouro de 20 m se iguala de uma partcula de quartzo apenas trs vezes maior, de 60 m de dimetro.

Na prtica, equivale a dizer que, para um determinado par de minerais, a separao destes, em granulometria grossa (regime de Newton), pode ser alcanada em intervalos de tamanhos relativamente mais largos. J em granulometria fina (regime de Stokes), necessrio um maior estreitamento do intervalo de tamanho para uma separao mais eficiente por este mecanismo.

Se ao invs de gua houver a sedimentao em uma polpa (gua e minerais) o sistema se comporta como um lquido pesado, e a densidade da polpa mais importante que a da gua. A condio de sedimentao retardada, ou com interferncia, agora prevalece.

Considerando as partculas esfricas, a relao de sedimentao retardada semelhante relao anterior, substituindo-se a densidade da gua pela densidade da polpa. fcil verificar que esta relao sempre maior que na situao de sedimentao livre. Se a densidade da polpa fosse 2, por exemplo, os dimetros do quartzo e ouro seriam 48/2 mm e 100/20 m, respectivamente, para comparao como o exemplo acima, ou seja, os dimetros em que as partculas de quartzo e ouro apresentariam a mesma velocidade terminal nos dois regimes.

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Consolidao Intersticial

Este mecanismo ocorre devido formao de interstcios entre partculas grossas de um ou mais minerais, proporcionando liberdade de movimentao das partculas finas nos vazios formados. Por exemplo, no final do impulso em um jigue, o leito comea a se compactar e as partculas pequenas podem ento descer atravs dos interstcios sob a influncia da gravidade e do fluxo de gua descendente, este provocado pela suco que se inicia.

Velocidade Diferencial em Escoamento Laminar

O princpio em que se baseia a concentrao em escoamento laminar o fato que quando uma pelcula de gua flui sobre uma superfcie inclinada e lisa, em condies de fluxo laminar (Re < 500), a distribuio de velocidade parablica, nula na superfcie e alcana seu mximo na interface do fluido com o ar. Este princpio se aplica concentrao em lmina de gua de pequena espessura, at aproximadamente dez vezes o dimetro da partcula.

Quando partculas so transportadas em uma lmina de gua, elas se arranjam na seguinte seqncia, de cima para baixo em um plano inclinado: finas pesadas, grossas pesadas e finas leves, e grossas leves. A forma influencia este arranjo, com as partculas achatadas se posicionando acima das esfricas. Note-se que este arranjo o inverso do que ocorre na sedimentao retardada, sugerindo que uma classificao hidrulica (que se vale do mecanismo de sedimentao) do minrio a ser concentrado por velocidade diferencial mais adequada que um peneiramento.

Ao de Foras de Cisalhamento

Se uma suspenso de partculas submetida a um cisalhamento contnuo, h uma tendncia ao desenvolvimento de presses atravs do plano de cisalhamento e perpendicular a este plano, podendo resultar na segregao das partculas. Este fenmeno foi primeiramente determinado por Bagnold em 1954. O esforo de cisalhamento pode surgir de uma polpa fluindo sobre uma superfcie inclinada, ou ser produzido por um movimento da superfcie sob a polpa, ou ainda da combinao dos dois. O efeito resultante desses esforos de cisalhamento sobre uma partcula diretamente proporcional ao quadrado do dimetro da partcula e decresce com o aumento da densidade. Deste modo, as foras de Bagnold provocam uma estratificao vertical: partculas grossas e leves em cima, seguindo-se finas leves e grossas pesadas, com as finas pesadas prximas superfcie do plano. Note-se que este mecanismo de separao produz uma estratificao oposta resultante da sedimentao retardada ou classificao hidrulica.

Quando o cisalhamento promovido apenas pelo fluxo de polpa, a vazo tem que ser substancial para criar esforos de cisalhamento suficientes para uma separao, requerendo-se normalmente maiores inclinaes da superfcie. Onde o cisalhamento , principalmente, devido ao movimento da superfcie, podem ser usadas baixas vazes e menores ngulos de inclinao da superfcie.

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Critrio e Eficincia de Concentrao Gravtica O critrio de concentrao (CC) usado em uma primeira aproximao e fornece uma idia da facilidade de se obter uma separao entre minerais por meio de processos gravticos, desconsiderando o fator de forma das partculas minerais. O critrio de concentrao originalmente sugerido por Taggart, com base na experincia industrial aplicado separao de dois minerais em gua definido como segue:

onde: p e = so as densidades dos minerais pesado e leve, respectivamente, considerando a densidade da gua igual a 1,0.

Para o par wolframita/quartzo, por exemplo, a relao acima assume os valores: CC = (7,5 - 1)/(2,65 - 1) = 3,94 A tabela abaixo mostra a relao entre o critrio de concentrao e a facilidade de se fazer uma separao gravtica.

Fonte: Tratamento de Minrio: Concentrao Gravtica - Cap. 6

Segundo Burt, para incluir o efeito das formas das partculas a serem separadas, o critrio de concentrao deve ser multiplicado por um fator de razo de forma (FRF). Este fator o quociente entre os fatores de sedimentao (FS) dos minerais pesados () e leves (). O fator de sedimentao para um mineral definido como a razo das velocidades terminais (v) de duas partculas do mesmo mineral, de mesmo tamanho, mas de formas diferentes; a primeira partcula sendo aquela para a qual se deseja calcular o fator de sedimentao (FS), e a segunda partcula uma esfera. De acordo com Burt, o critrio de concentrao (CC) pode ser muito til se a forma das partculas for considerada; caso contrrio, surpresas desagradveis quanto eficincia do processo podem se verificar na prtica. As equaes abaixo redefinem o critrio de concentrao, segundo a sugesto de Burt .

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De qualquer modo, os dados da tabela indicam a dificuldade de se alcanar uma separao eficiente quando tratando fraes abaixo (74 m). Aquele critrio de concentrao, no entanto, foi sugerido com base em equipamentos que operam sob a ao da gravidade; a introduo da fora centrfuga amplia a possibilidade de uma separao mais eficiente com materiais finos e superfinos.

EQUIPAMENTOS GRAVTICOS

Calha Simples(3,8)

O uso de calha concentradora (sluice box) para o tratamento de cascalhos aurferos j era disseminado desde o sculo XVI, conforme atestou Agrcola, descrevendo vrios modelos de calhas em seu trabalho "De Re Metlica" publicado em 1556. As calhas so aplicadas at hoje, em vrias partes do mundo, concentrao de aluvies aurferos. No Sudeste Asitico as calhas presentes nas instalaes de concentrao de cassiterita aluvionar so referidas como palongs, diferenciando-se das calhas comuns, primeira vista, pelo longo comprimento, variando de 50 a 300 m.

Uma calha (Figura 2) consiste essencialmente de uma canaleta inclinada, feita normalmente de madeira e de seo transversal retangular. Inicialmente, no fundo da calha so instalados vrios septos ou obstculos (riffles), arranjados de modo a prover alguma turbulncia e possibilitar a deposio das partculas pesadas, enquanto as leves e grossas passam para o rejeito. Atualmente, os obstculos foram substitudos por carpete que so mais eficientes para aprisionar as partculas de ouro. O minrio alimenta a calha na forma de polpa diluda. O pr-concentrado removido manualmente da calha aps interrupo ou desvio da alimentao, em alguns casos, requerendo um tratamento adicional de limpeza em outro equipamento de menor capacidade

Figura 2 - Seo transversal de uma calha simples e esquema de riffle hngaro

(normalmente empregado). Fonte: Tratamento de Minrio: Concentrao Gravtica - Cap. 6

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As calhas simples so usadas para o beneficiamento de minrio com faixa granulomtrica muito ampla e onde o mineral valioso de tamanho mdio e grosso. A quantidade de gua e a inclinao so reguladas para que os seixos passem, por rolamento, sobre os riffles. O cascalho grosso transportado ao longo das calhas por deslizamento e rolamento por sobre os riffles, enquanto o cascalho fino move-se em curtos saltos logo acima dos riffles. As areias sedimentam nos espaos entre os riffles.

O que ocorre acima dos riffles essencialmente uma classificao por tamanho, embora possa ser tambm encarado como uma concentrao, medida que as partculas valiosas sejam finas. As areias so mantidas em um estado de sedimentao retardada e consolidao intersticial pelo turbilhonamento da gua e, em menor extenso, pela vibrao causada pelos seixos rolando por cima dos riffles. As partculas pesadas sedimentam atravs do leito at o fundo da calha, enquanto as leves so gradualmente deslocadas em direo fluxo de polpa. O requisito principal para a recuperao de ouro mais fino, por exemplo, a manuteno de um leito de areia frouxo, no compactado, entre os riffles.

Como se depreende, os riffles so de grande importncia no processo, e devem atender a trs objetivos:

Retardar o mineral valioso, mais denso, que sedimenta na parte inferior do fluxo;

Concentrao Gravtica 248 formar uma cavidade para ret-lo;

Proporcionar certo turbilhonamento da gua para que haja separao mais eficiente entre os minerais com diferentes densidades.

No caso de concentrao de ouro fino, para recuperao mais eficiente, recomendvel um fluxo menor, implicando em calhas mais largas. Verses em miniatura dos riffles hngaros podem ser usadas, embora seja mais comum a utilizao de revestimento de carpete, borracha natural ou tecido grosso, coberto por uma tela metlica expandida com a funo dos riffles.

As principais variveis da calhas so largura, profundidade, inclinao, comprimento (quanto maior este, maior tende a ser a recuperao) e a quantidade de gua (maior quantidade para minrios finos).

No Brasil as calhas no so muito utilizadas nas instalaes de empresas de minerao, embora algumas faam uso da calha para o tratamento dos rejeitos gravticos, possibilitando alguma recuperao adicional de ouro. Nos empreendimentos de garimpeiros, no entanto, sua aplicao (em diversas verses) mais difundida. Nas barcaas e dragas que operam na Amaznia comum o emprego de um tipo de calha denominada de "Cobra Fumando". Como seu comprimento pequeno (< 3 m) previsvel que seja eficiente apenas na recuperao de ouro grosso(8, 9).

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Calha Estrangulada

As calhas estranguladas (pinched sluice) diferem da calha com riffles em dois aspectos: na calha estrangulada o fundo regular (desprovido de riffles) e a remoo do concentrado contnua. Sua aplicao espordica em algumas instalaes aconteceu nas primeiras dcadas do sculo XX. Seu maior desenvolvimento foi na Austrlia, nos anos 50, associado concentrao de minerais pesados de praias.

Uma calha estrangulada tpica (Figura 3a) consiste de um canal inclinado que decresce em largura ("se estrangula") no sentido do fluxo. A polpa, com alta percentagem de slidos, alimentada na parte mais larga da calha em um fluxo relativamente laminar, ocorrendo uma variao de velocidade de modo que as partculas finas e pesadas se concentram na parte inferior do fluxo, por meio de uma combinao de sedimentao retardada e consolidao intersticial. Na calha estrangulada normal, a diminuio da largura resulta em um aumento da espessura do leito da polpa e naturalmente facilita a separao entre os minerais leves e pesados. No final da calha, a camada inferior do fluxo, de movimento mais lento e enriquecida com minerais pesados, separada das camadas superiores por um cortador ajustado adequadamente.

A calha estrangulada um equipamento relativamente ineficiente, pois, apesar de boa recuperao, a razo de enriquecimento em uma passagem pequena, requerendo-se, portanto, mltiplas passagens para a obteno de um concentrado com teor alto.

Algumas calhas estranguladas foram ou so comercializadas: Cannon Circular Concentrador, Carpco Fanning Concentrador e Lamflo Separador (com reduo da largura da calha com auxlio de paredes laterais curvas), nos EUA; York Sluice, Belmond Multiple Sluice, Cudgen Multi-Variable, Diltray, Xatal Multi-Product e Wright Impact Plate Concentrator, na Austrlia. Esses equipamentos foram consagrados no beneficiamento de minerais pesados de praias e aluvies. Geralmente no so empregados na concentrao de minrios aurferos.

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Figura 3 - (a) Calha estrangulada; (b) Cone Reichert. Fonte: Minrios e minerales

Ernst Reichert, trabalhando para a Mineral Deposits Ltd., Australia, concluiu que uma grande deficincia nas calhas estranguladas era o efeito da parede lateral, concebendo, ento, um equipamento sem paredes, ou um cone invertido. Desenvolvido no incio dos anos 60 com um ou dois cones operando em srie, j nos anos 70 a unidade padro de um concentrador Reichert era composta de multi-estgios, com at oito cones duplos e simples; sua aplicao tambm foi alm dos minerais pesados de areias de praia, incluindo minrios de ferro, estanho e ouro, entre outros. O concentrador Reichert consiste de uma srie de cones invertidos sobrepostos por distribuidores cnicos, arranjados verticalmente e empregando vrias combinaes de Tratamento de Minrios. A Figura 3b ilustra um cone duplo seguido de um cone simples. A alimentao feita homogeneamente sobre a superfcie do distribuidor cnico; nenhuma concentrao ocorre nesta etapa. Quando a polpa flui no cone concentrador em direo ao centro, a espessura do leio cresce devido menor seo transversal. No ponto de remoo do concentrado, por uma abertura anular regulvel, a espessura do leito cerca de quatro vezes quela da periferia do cone. Os minerais

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mais densos tendem a permanecer prximos superfcie, formando uma camada estratificada. As partculas leves passam por sobre a abertura anular e so conduzidas a uma tubulao central que alimenta outro estgio de cones. Os cones so fabricados com material leve (poliuretano, fibra de vidro). O concentrador montado em estrutura metlica, circular, com altura varivel, dependendo do nmero de estgios. O dimetro tpico do cone de 2 m, estando em desenvolvimento unidades com 3 a 3,5 m, este ltimo apresentando capacidade trs vezes maior que o cone de 2 m. Os cones apresentam um ngulo de inclinao fixo de 17. At o tamanho mximo de partcula de 2 mm no h interferncia no regime do fluxo, entretanto, o mximo tamanho a ser efetivamente concentrado 0,5 mm. O limite inferior cerca de 50 m, embora em certas condies este limite possa ser menor. Os mecanismos de separao das calhas e cones fazem com que os pesados finos sejam preferencialmente recuperados em relao aos pesados grossos. Por isso, so mais apropriados aos minrios aluvionares e areias de praia, uma vez que os minerais valiosos so significativamente mais finos que os minerais leves. Para minrios submetidos moagem recomendvel uma classificao prvia. A presena de lama coloidal aumenta a viscosidade da polpa e deve ser mantida a menos de 5% para uma operao eficiente. A percentagem de slidos da polpa um fator crtico, devendo ser controlada em 2% do valor timo, que se situa normalmente entre 55% e 65% de slidos em peso. Os valores baixos so indicados quando a distribuio granulomtrica dos pesados similar dos leves. Para percentagem de slidos elevada, a viscosidade da polpa aumenta, dificultando a separao dos pesados mais finos. A taxa de alimentao tambm deve ser bem controlada. Para uma determinada abertura anular do cone, a quantidade de concentrado recuperado praticamente invarivel, dentro de certos limites de alimentao. Assim, um aumento na alimentao implicar em menor recuperao dos minerais pesados, enquanto uma diminuio na taxa acarretar um menor teor de concentrado. A capacidade tpica de uma unidade concentradora de 60 a 90 t/h. A aplicao do concentrador Reichert verificada atualmente em outras reas alm daquelas de minerais pesados de areia. utilizado por algumas mineraes de ouro Concentrao Gravtica 252 aluvionar na Austrlia, para recuperar ouro fino. Sua aplicao em aluvies aurferos recomendada em usinas de grande porte e com bom controle operacional. Devida grande capacidade, h uma tendncia sua utilizao nos circuitos de moagem de sulfetos para recuperao de ouro (ex.: Boliden AB, na Sucia). Similarmente, sua aplicao a minrios de ouro livre e minrios complexos promissora. Outro emprego promissor do concentrador Reichert seria na recuperao de partculas mistas de ouro de rejeitos de flotao.

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Apesar desse equipamento (uma variao da calha estrangulada) apresentar uma recuperao prxima da mesa oscilatria, alm de uma alta capacidade, as razes de concentrao e enriquecimento - tipicamente 3 a 5 - so inferiores s obtidas em jigues e mesas. So necessrias normalmente vrias etapas de concentrao. Mesa Plana A mesa plana (plane table) tambm denominada de mesa fixa ou mesa esttica, foi concebida e primeiramente empregada em 1949 na empresa Rand Lease Gold Mine, na frica do Sul, para recuperar partculas de ouro. Este equipamento consiste de uma mesa inclinada coberta com tapete de borracha com sulcos longitudinais, em forma de "V", paralelos aos lados da mesa e na direo do fluxo de polpa. No final de cada mesa - normalmente h trs sees em seqncia - existe uma abertura regulvel e transversal ao fluxo de polpa. Os minerais mais densos e o ouro movimentam-se prximos superfcie, percorrendo os sulcos longitudinais, e so recolhidos continuamente naquela abertura. A parte majoritria da polpa passa para a mesa plana seguinte, havendo oportunidade de se recuperar mais partculas de ouro. A funo dos sulcos no tapete de borracha proteger as partculas pequenas e pesadas j sedimentadas, que percorrem estes sulcos, dos gros maiores e leves que se movimentam com maior velocidade na parte mais superior do fluxo de polpa. A Figura 4 mostra o esquema de uma mesa plana. A mesa plana s vezes classificada como uma calha estrangulada, embora rigorosamente no o seja. No entanto, como o concentrado flui nas camadas inferiores do leito de polpa e separado continuamente das camadas superiores, justifica-se sua incluso nesta categoria. Alm disso, o mecanismo de ao dos sulcos longitudinais em "V" guarda uma certa semelhana com o estrangulamento de uma calha tpica, uma vez que tambm h uma reduo na largura efetiva da camada inferior do leito e, conseqentemente, aumento da sua profundidade, com a vantagem de manter a mesma largura na superfcie do leito, resultando em maior capacidade unitria que uma calha tpica. O comprimento total da mesa, dado pelo nmero de sees, funo da recuperao desejada. A largura usual em torno de 1,0 m, sendo freqente considerar que a mesa plana apresenta uma capacidade de 60 t/h por metro de largura. A distncia vertical entre cada seo de aproximadamente 8 cm, enquanto o afastamento entre as mesmas, regulvel, cerca de 2,5 cm. Valores tpicos para as dimenses dos sulcos em "V" so: 3,2 mm de largura mxima, 3,0 mm de profundidade e 3,2 mm de distncia entre os sulcos. Definidas as dimenses da mesa, as variveis inclinao e percentagem de slidos da polpa so as mais importantes. A inclinao oscila normalmente entre 8 e 10. A

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percentagem de slidos em peso geralmente est entre 60 e 70% e corresponde percentagem de slidos da descarga de um moinho, que o material que de modo geral a alimentao da mesa plana.

Figura 4- Esquema de uma mesa plana

Fonte: Minrios e minerales A utilizao da mesa plana em diversas usinas da frica do Sul d-se na descarga do moinho secundrio. O concentrado da mesa plana submetido a etapas de limpeza em mesa oscilatria ou concentrador de correia. Os rejeitos retornam ao circuito de moagem. A cianetao ou a flotao geralmente complementa o circuito, tratando o overflow dos ciclones. No Brasil, as nicas aplicaes conhecidas ocorreram nas unidades industriais da Minerao Morro Velho em Jacobina, BA e em Nova Lima, MG (Projeto Cuiab/Raposos) e na So Bento Minerao - MG. Em Jacobina, a mesa plana era alimentada pela descarga do moinho semi-autgeno e o concentrado da mesa plana passava por limpeza em mesa oscilatria, cujo concentrado apresentava cerca de 20% de ouro, com recuperao em torno de 50% do ouro alimentado na usina. O concentrado seguia direto para a etapa de fuso. As caractersticas deste equipamento, como alta razo de concentrao, alta capacidade, baixo custo de investimento (normalmente construdo na prpria usina), e baixos custos operacionais e de manuteno, faziam com que a mesa plana tivesse grande potencial de aplicao no Brasil para minrios aurferos; no entanto, tal potencial no se concretizou. Jigue O processo de jigagem provavelmente o mtodo gravtico de concentrao mais complexo, por causa de suas contnuas variaes hidrodinmicas. Nesse processo, a

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separao dos minerais de densidades diferentes realizada em um leito dilatado por uma corrente pulsante de gua, produzindo a estratificao dos minerais (Figura 5). Existem duas abordagens para a teoria de jigagem, a clssica, hidrodinmica - a qual iremos nos ater aqui - e a teoria do centro de gravidade. O conceito clssico considera o movimento das partculas, cuja descrio tpica foi feita por Gaudin, que sugeriu trs mecanismos: sedimentao retardada, acelerao diferencial e consolidao intersticial. Grande parte da estratificao supostamente ocorre durante o perodo em que o leito est aberto, dilatado, e resulta da sedimentao retardada, acentuada pela acelerao diferencial. Estes mecanismos colocam os gros finos/leves em cima e os grossos/pesados no fundo do leito. A consolidao intersticial, durante a suco, pe as partculas finas/pesadas no fundo e as grossas/leves no topo do leito. Os efeitos de impulso e suco, se ajustados adequadamente, devem resultar em uma estratificao quase perfeita, segundo a densidade dos minerais. Os jigues so classificados de acordo com a maneira pela qual se efetua a dilatao do leito. Nos jigues de tela mvel, j obsoletos, a caixa do jigue move-se em tanque estacionrio de gua (ex.: jigue Hancock). Os jigues de tela (ou crivo) fixa, nos quais a gua que submetida ao movimento, so subclassificadas segundo o mecanismo de impulso da gua. Nesses, a tela, na maioria dos casos, aberta, quer dizer, o concentrado passa atravs da mesma.

Figura 5. - Esquema simplificado de um jigue.

Fonte: Minrios e minerales

O jigue de diafragma tipo Denver o representante mais conhecido dessa subclasse. O impulso da gua causado pelo movimento recproco de um mbolo com borda selada por uma membrana flexvel que permite o movimento vertical sem que haja passagem da gua pelos flancos do mesmo. Este movimento se faz em um compartimento adjacente cmara de trabalho do jigue e resulta da ao de um eixo excntrico. No jigue o Denver original h uma vlvula rotativa comandada pelo excntrico que s d passagem entrada de gua na cmara durante o movimento de

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ascenso do diafragma, ou seja, atenua o perodo de suco do leito, melhorando as condies para que haja a sedimentao retardada das partculas atravs de um leito menos compactado. No entanto, em casos de minrios com finos valiosos, a recuperao depender de um perodo de suco (consolidao intersticial) acentuado. As chances de se obter um concentrado mais impuro, no entanto, aumentam, uma vez que as partculas finas e leves passam a ter maior oportunidade de um movimento descendente intersticial. O jigue tipo Denver geralmente utilizado no Brasil na jigagem terciria de minrios aluvionares aurferos e de cassiterita ou na etapa de apurao, que seria a etapa final de concentrao. Os jigues tipo Denver fabricados no Brasil no possuem vlvula rotativa para admisso de gua, sendo, portanto mais apropriados recuperao dos finos pesados. Nos jigues tipo Yuba, o diafragma se movimenta na parede da cmara. No jigue Pan-American, o diafragma se situa diretamente embaixo da cmara, movimentando-se verticalmente. Esses jigues so bastante empregados na concentrao primria e secundria de aluvies, no Brasil e na Amrica do Norte, em instalaes fixas ou mveis, ou em dragas. Na frica do Sul, o jigue Yuba empregado em algumas instalaes no circuito de moagem, para recuperar a pirita j liberada e partculas de ouro; os concentrados dos jigues contm de 20 a 40% da pirita do minrio, com teor de 38% deste mineral e 25 a 35% do ouro livre. Pode-se citar ainda o jigue que tem a seco de trabalho trapezoidal, ao invs de retangular, como comum nos jigues mencionados anteriormente. O jigue trapezoidal utilizado freqentemente na concentrao secundria de aluvies aurferas e de cassiterita. H alguns anos, foi desenvolvido o jigue circular (IHC) que consiste no arranjo de vrios jigues trapezoidais, formando um crculo, com a alimentao distribuda centralmente. Como o fluxo tem a sua componente horizontal de velocidade diminuda, estes jigues so particularmente apropriados para a recuperao de minerais finos pesados, como a cassiterita e o ouro de aluvies; apresentam ainda a vantagem de consumir menos gua e ocupar menor espao que os jigues retangulares, para uma mesma capacidade. Na, ento Unio Sovitica, a participao dos placers na produo de ouro era muito significativa, sendo os jigues bastante utilizados nas dragas, comumente tratando o rejeito das calhas. A abertura da tela do jigue deve ser entre duas e trs vezes o tamanho mximo das partculas do minrio. Como dimenso mdia das partculas da camada de fundo (ragging), natural ou artificial, deve-se tomar aquela igual ao dobro da abertura da tela, e com variaes nessas dimenses, no sendo recomendvel uma camada de fundo de um s tamanho. As condies do ciclo de jigagem devem ser ajustadas para cada caso, citando-se apenas como diretriz que ciclos curtos e rpidos so apropriados a materiais finos, o contrrio para os grossos.

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Uma varivel importante a gua de processo, que introduzida na arca do jigue, sob a tela. No deve haver alterao no fluxo dessa gua, pois perturba as condies de concentrao no leito do jigue. recomendvel que as tubulaes de gua de processo para cada jigue, ou mesmo para cada cmara do jigue, sejam alimentadas separadamente a partir de um reservatrio de gua, por gravidade. comum, no entanto, que as instalaes gravticas no Brasil no dispensam a devida ateno a esse aspecto. VARIVEIS DE PROCESSO Alimentao A vazo tem que ser controlada de acordo com a capacidade do jigue (mx. 70 t/h). A distribuio deve ser a mais uniforme de maneira a ocupar toda a rea til do leito. Adio de gua A quantidade de gua admitida no jigue constitui o principal meio controlador do processo. - gua de topo - adicionada na calha de alimentao. Objetiva manter o material suficientemente fluido (repolpado) e bem distribudo sobre o leito. - gua das arcas - introduzida abaixo do crivo, atravs de uma tubulao especfica para cada arca. Tem a finalidade de ajudar na estratificao do leito e suco dos finos para dentro das arcas. As arcas tm que estar cheias de gua durante todo o tempo de operao. Quando no se admite gua em determinada arca, a gua do topo totalmente drenada para essa arca, em cada pulsao para baixo, ao mesmo tempo que a parte do leito que estiver sobre essa arca submetida a uma suco mxima, piorando a estratificao, e em conseqncia disto, reduzindo a vazo do concentrado e vice-versa. Aumentando-se a quantidade da gua de entrada da arca aumentar-se- a fluidez do leito, com um conseqente aumento na vazo do concentrado de crivo e vice-versa. Mesa Oscilatria A mesa oscilatria tpica consiste de um deque de madeira revestido com material com alto coeficiente de frico (borracha ou plstico), parcialmente coberto com ressaltos, inclinado e sujeito a um movimento assimtrico na direo dos ressaltos, por meio de um mecanismo que provoca um aumento da velocidade no sentido da descarga do concentrado e uma reverso sbita no sentido contrrio, diminuindo suavemente a velocidade no final do curso. Os mecanismos de separao atuantes na mesa oscilatria podem ser melhor compreendidos se considerarmos separadamente a regio da mesa com riffles e a regio lisa. Naquela, as partculas minerais, alimentadas transversalmente aos riffles,

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sofrem o efeito do movimento assimtrico da mesa, resultando em um deslocamento das partculas para frente; as pequenas e pesadas deslocando-se mais que as grossas e leves. Nos espaos entre os riffles, as partculas estratificam-se devido dilatao causada pelo movimento assimtrico da mesa e pela turbulncia da polpa atravs dos riffles, comportando-se este leito entre os riffles como se fosse um jigue em miniatura - com sedimentao retardada e consolidao intersticial (improvvel a acelerao diferencial) - fazendo com que os minerais pesados e pequenos fiquem mais prximos superfcie que os grandes e leves (Figura 6a e Figura 6b). As camadas superiores so arrastadas por sobre os riffles pela nova alimentao e pelo fluxo de gua de lavagem transversal. Os riffles, ao longo do comprimento, diminuem de altura de modo que, progressivamente, as partculas finas e pesadas so postas em contato com o filme de gua de lavagem que passa sobre os riffles. A concentrao final tem lugar na regio lisa da mesa, onde a camada de material apresenta-se mais fina (algumas partculas de espessura). A resultante do movimento assimtrico na direo dos riffles e da velocidade diferencial em escoamento laminar, perpendicularmente, o espalhamento dos minerais segundo o esquema mostrado na Figura 6c. provvel tambm que haja a ao das foras de Bagnold oriundas do movimento da mesa e do fluxo de polpa sobre esta.

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Figura 6. - Mesa oscilatria: (a) estratificao vertical entre os riflles, (b) arranjo das

partculas ao longo dos riffles, (c) distribuio na mesa. Fonte: Minrios e minerales

A mesa oscilatria empregada h vrias dcadas, sendo um equipamento disseminado por todo o mundo para a concentrao gravtica de minrios e carvo. considerada de modo geral o equipamento mais eficiente para o tratamento de materiais com granulometria fina. Sua limitao a baixa capacidade de processamento (< 2 t/h), fazendo com que seu uso, particularmente com minrios de aluvies, se restrinja s etapas de limpeza. um equipamento muito usado na limpeza de concentrado primrio ou secundrio de minrios de ouro livre e minrios aluvionares. Quando tratando minrios de granulometria muito fina, a mesa oscilatria opera com menor capacidade (< 500 kg/h), sendo comum a colocao, aps uma srie de 6 a 10 riffles, com altura um pouco maior e mais larga para criar melhores condies de sedimentao; a chamada mesa de lamas.

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Concentrador Espiral O concentrador espiral construdo na forma de um canal helicoidal de seo transversal semicircular (Figura 7). Muito embora sejam comercializadas espirais com caractersticas diferentes - dimetro e passo da espiral, perfil do canal e modo de remoo do concentrado - conforme o fabricante e o fim a que se destina, os mecanismos de separao atuantes so similares. Quando a espiral alimentada, a velocidade da polpa varia de zero na superfcie do canal at um valor mximo na interface com o ar, devido ao escoamento laminar. Ocorre tambm uma estratificao no plano vertical, usualmente creditada combinao de sedimentao retardada e consolidao intersticial, sendo tambm provvel que haja a ao de esforos cisalhantes. O resultado final que no plano vertical, os minerais pesados estratificam-se na superfcie do canal, com baixa velocidade, e os minerais leves tendem a estratificar-se na parte superior do fluxo, nas regies de maiores velocidades. A trajetria helicoidal causa tambm um gradiente radial de velocidade no plano horizontal, que tem um efeito menor na trajetria dos minerais pesados e substancial na dos minerais leves. Estes, devido fora centrfuga, tendem a uma trajetria mais externa.

Figura 7 - Esquema de uma espiral (Humphreys).

Fonte: Minrios e minerales

A resultante desses mecanismos a possibilidade de se remover os minerais pesados por meio de algumas aberturas regulveis existentes na parte interna do canal - como o caso da maioria das espirais, inclusive a tradicional espiral de Humphreys - ou por

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meio de cortadores no final do canal, caso da Mark 7. Uma caracterstica comum a muitas espirais tradicionais a introduo de gua de lavagem aps cada abertura de remoo do pesado, com o fim de limpar a pelcula de minerais pesados dos minerais leves finos e tambm manter a diluio da polpa. Neste contexto, a Mineral Deposits, Austrlia, colocou no mercado, recentemente, a espiral com gua de lavagem (Wash-Water Spiral), cujo sistema de lavagem mais eficiente do que aquele utilizado na tradicional espiral de Humphrey. A gua de lavagem alimentada, sob presso, na parte central da espiral, atravs de uma mangueira, com furos entre as aberturas que coletam os minerais pesados. Essa gua, ao sair sob presso, centrifuga os minerais leves para a parte perifrica da espiral, favorecendo o processo de separao. Essa espiral, com gua de lavagem, tem sido usada na etapa de purificao de concentrados. Para aplicao a minrios de ouro, tem havido referncias sobre a espiral Mark 7, desenvolvida h quinze anos mais recentemente na Austrlia. As diferenas principais quando comparada com a espiral de Humphreys so: separao do concentrado no final da ltima espira, ausncia de gua de lavagem, passo varivel, alm de diferente perfil. Tal como a tendncia atual, a Mark 7 construda de fibra de vidro e plstico, com revestimento de borracha, e comercializada tambm com duas ou trs espirais superpostas na mesma coluna. O emprego da Mark 7 na concentrao de minrios de ouro livre e de aluvies mostrou um bom desempenho com recuperao variando de 75 a 90 % e razo de enriquecimento de 10 a 80, com recuperao significativa de ouro fino. Na Sucia, foi introduzido na usina da Boliden um sistema de concentrao gravtica (cone Reichert, espiral Mark 7 e mesa oscilatria) para tratar o produto da moagem primria de um minrio de sulfetos de Cu, Pb, Zn e ouro; mais de 50% do ouro passou a ser recuperado por gravidade e enviado diretamente para fuso, ao mesmo tempo em que melhorou a recuperao global de ouro na usina, antes limitada flotao. A capacidade de uma espiral simples normalmente de 2 t/h, semelhante mesa oscilatria, mas ocupando uma rea muito menor. Hidrociclone O hidrociclone usado para concentrao gravtica projetado para minimizar o efeito de classificao e maximizar a influncia da densidade das partculas. Quando comparado com o ciclone classificador, apresenta maior dimetro e comprimento do vortex finder e com ngulo do pex bem superior (Figura 8). Quando a polpa alimentada tangencialmente, sob presso, um vortex gerado em torno do eixo longitudinal. A fora centrfuga, inversamente proporcional ao raio, bastante grande perto do vortex e causa a estratificao radial das partculas de diferentes densidades e tamanhos (por acelerao diferencial). As partculas pesadas, sendo mais sujeitas a uma ao da fora centrfuga, dirigem-se para a parte superior da parede cnica, com a formao de um leito por sedimentao retardada, no qual as partculas leves e

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grossas situam-se mais para o centro do cone e as finas, por consolidao intersticial, preenchem os espaos entre os minerais pesados e grossos. As partculas grossas e leves, primeiro, e as mistas ou de densidade intermediria, depois, so arrastadas para o overflow pelo fluxo aquoso ascendente, enquanto o leito estratificado se aproxima do pex. Prximo ao pex as partculas finas e leves so tambm carregadas para o overflow pela corrente ascendente e as pesadas, finas e grossas, so descarregadas no pex (ver Figura 8a).

Figura 8. -Hidrociclone: (a) esquema de um hidrociclone; (b) tipos.

Fonte: Minrios e minerales

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Os hidrociclones (ou ciclones concentradores) recebem na lngua inglesa os nomes de short-cone, wide-angle cyclone, water-only cyclone e hydrocyclone. H tambm um tipo de ciclone cuja parte cnica composta de trs sees com ngulos diferentes; em ingls so referidos como compound water cyclone, tricone ou multicone. Todos eles se assemelham quanto aos princpios de separao descritos anteriormente. Na Figura 8b esto esquematizados um ciclone classificador e dois tipos de ciclone concentradores. Os hidrociclones tm no dimetro da parte cilndrica sua dimenso caracterstica, relacionada com a sua capacidade. O ngulo do cone, o dimetro e a altura do vortex finder, e a presso de alimentao, entre outros, so os parmetros mais estudados no Por ser um equipamento compacto, de baixo custo e de fcil instalao, tem sido objeto de muitas experincias e aplicaes industriais em muitos pases, inclusive no Brasil, na indstria carbonfera. Os ciclones do tipo water only cyclone, tambm chamado de ciclone autgeno (para marcar a diferena do ciclone de meio denso), e do tipo tricone so geralmente indicados para a preconcentrao de finos de carvo abaixo de 0,6 mm, onde a frao leve resultante em seguida tratada por flotao. Este tipo de circuito muito usado nos casos de dessulfurao de carves em que o enxofre est associado pirita. A aplicao do hidrociclone foi estudada com minrios aurferos da frica do Sul, como alternativa aos ciclones classificadores, objetivando enriquecer a alimentao para o circuito gravtico e diminuir a massa de material a ser concentrada, ao mesmo tempo em que reduz o teor de ouro do overflow a ser cianetado. Em um nico estgio foi alcanada uma razo de concentrao de at 5, com recuperao de ouro de 62%. Concentrador Centrfugo Estes equipamentos de concentrao apresentam a vantagem de contarem com a ao de fora centrfuga muito grande. Na Ex-Unio Sovitica e na China foram testados alguns desses equipamentos; pelo menos algumas unidades estiveram em operao. Um equipamento de duas dcadas que se disseminou para o tratamento de metais preciosos de granulometria fina o concentrador centrfugo Knelson. Outros fabricantes tambm desenvolveram e comercializam concentradores centrfugos com princpios de operao similares ao Knelson. Posteriormente foi desenvolvido o concentrador Falcon, (tambm no Canad), com fora centrfuga at cinco vezes maior que a presente nos concentradores Knelson. O jigue centrfugo e o muti gravity separator (MGS) so outros equipamentos que utilizam a fora centrfuga para melhorar a eficincia de recuperao de minerais finos, e que tambm foram desenvolvidos nos ltimos 20-30 anos. Nos concentradores tipo Knelson, a fora centrfuga empregada cerca de cinqenta vezes a fora de gravidade, ampliando a diferena entre a densidade dos vrios

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minerais. Esta fora centrfuga enclausura as partculas mais pesadas em uma srie de anis localizados na parte interna do equipamento, enquanto o material leve gradualmente deslocado para fora dos anis, saindo na parte superior do concentrador (ver Figura 9). A colocao do cone numa camisa d'gua e a injeo de gua sob presso dentro deste atravs de perfuraes graduadas nos anis evitam que o material se compacte em seu interior. A operao desse concentrador centrfugo contnua por um perodo, tipicamente, de 8 a 10h para minrios aurferos, at que os anis estejam ocupados predominantemente por minerais pesados. Quanto maior a proporo de minerais pesados na alimentao, menor ser o perodo de operao do concentrador. Portanto, esta varivel deve ser otimizada de acordo com as caractersticas de cada minrio a ser tratado. Aps a paralisao do equipamento, faz-se a drenagem do material retido em seu interior, operao esta realizada em 10-15 min.

Figura 9 - Concentrador centrfugo (a) viso externa, (b) seo transversal.

Fonte: Minrios e minerales

Do ponto de vista de eficincia de recuperao, uma das variveis mais importantes a gua de contrapresso. Se a presso da gua for muito alta, haver uma fluidificao excessiva no interior dos anis que poder fazer com que as partculas finas ou

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superfinas pesadas saiam no rejeito. Ao contrrio, no caso de presso muito baixa, haver pouca fluidificao, dificultando a penetrao das partculas pesadas nos espaos intersticiais do leito semicompactado nos anis, implicando tambm em perdas. A regulagem da gua feita, com freqncia, no caso de minrios aurferos, pelo tratamento do rejeito com bateia; varia-se a presso at no se detectar partculas do mineral pesado de interesse no concentrado da bateia. Percebe-se que esse mtodo de controle fica limitado eficincia de recuperao do ouro pela bateia, a qual se sabe no ser satisfatria para as partculas superfinas. A prtica de concentrao de minrios aluvionares aurferos tem indicado que presses entre 8 e 12 psi (55 e 83 kPa) so suficientes para fluidificar o leito e permitir boa recuperao. H as seguintes sugestes: 5 psi para material fino, 10 psi para areias e 16 psi para material grosso. Contudo, a presso adequada (assim como o perodo de operao) dependente das caractersticas de cada minrio. O concentrador Knelson foi concebido para a concentrao de minrios aluvionares, podendo ser usado com minrios de ouro livre, aps a moagem, e no tratamento de rejeitos de instalaes gravticas. Segundo o fabricante, em uma nica passagem, o equipamento pode alcanar um enriquecimento de 1.000 vezes ou mais. Foram realizadas experincias na Austrlia com concentrado de sulfeto de nquel, obtido por flotao. A recuperao do ouro contido neste concentrado variou entre 64 e 71%, indicativo da recuperao de ouro superfino, uma vez que 50 a 80% da alimentao estava abaixo de 75 m. Estes resultados incentivaram a instalao do concentrador Knelson no circuito de moagem. Muitas unidades desse equipamento, ou similares, foram comercializadas na Amrica do Norte e na Austrlia. No Brasil tambm j h muitas em uso, em instalaes garimpeiras ou de empresas, para recuperao de ouro. Mais recentemente, cogita-se o emprego do concentrador centrfugo para o retratamento de rejeitos gravticos de minerais pesados contidos nas fraes finas, assim como na limpeza de carves. Alguns dos fabricantes dedicam-se ao aperfeioamento de equipamentos com descarga contnua do concentrado (Falcon) ou descarga semi-contnua (Knelson). Registra-se a aplicao da concentrao centrfuga a vrios tipos de minrios, para recuperao de finos de cassiterita, scheelita, separao de pirita fina de carves, etc. RECUPERAO DE FINOS Os equipamentos de concentrao gravtica de finos baseiam-se em vrios mecanismos. Um deles a velocidade diferencial em escoamento laminar. Sua limitao que se aplica apenas a pelculas com algumas partculas de espessura, implicando que quanto menor a granulometria dos minerais, maior deve ser a rea do deque. Como conseqncia, os equipamentos usando apenas este princpio apresentam capacidade muito baixa.

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Os equipamentos que se utilizam da fora centrfuga so talvez mais promissores na separao de finos; com a vantagem de apresentarem capacidades muito superiores queles que se baseiam nas foras de cisalhamento. Para ilustrar o desempenho de vrios equipamentos gravticos, sero considerados a cassiterita e o ouro. A recuperao de finos de cassiterita em vrios equipamentos mais conhecida que a recuperao de ouro. Para efeito de comparao foram montadas na Figura 10 as curvas de recuperao versus granulometria para a cassiterita e o ouro, para granulometria a baixo de 100 m . As curvas de cassiterita foram extradas do livro de Burt e para o ouro fez-se uso de outras referncias. Verifica-se que a cassiterita, apesar de ter densidade bem menor que o ouro, melhor recuperada por gravidade na faixa fina e superfina. A explicao para isso que as partculas do ouro apresentam uma certa hidrofobicidade (averso gua) que em tamanhos muito pequenos, e principalmente quando as partculas so achatadas, faz com que o ouro tenda a ficar na superfcie do fluxo aquoso, saindo nos rejeitos. interessante tambm citar a influncia do pH da polpa na eficincia de concentrao de superfinos em lminas d'gua de algumas partculas de espessura. Foi verificado que os fenmenos eletrocinticos atuam significativamente na separao de uma frao superfina de minrio de cassiterita. Usando-se o concentrador Bartles-Mozley em pH neutro foi obtida a melhor recuperao. A viscosidade da polpa tambm afetou a eficincia de concentrao. A recuperao de finos menos preocupante quando os rejeitos so tratados por outro processo, como flotao ou cianetao (para o caso do ouro). No entanto, quando so descartados e h ainda substancial quantidade de finos valiosos, configura-se um problema. A questo geralmente um desafio para o tratamentista de minrios.

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Figura 10 - Curvas de recuperao x granulometria (m) para cassiterita e ouro <

100m. Fonte: Tratamento de Minrio: Concentrao Gravtica - Cap. 6

Eficincia dos Equipamentos Depende de uma variedade de fatores como taxa de alimentao, faixa granulomtrica, percentagem de slidos entre outros. O desempenho de qualquer concentrador gravtico est relacionado com a adequada escolha e controle dos fatores acima, dentro de resultados aceitveis de recuperao e enriquecimento. Preparao da Alimentao Em circuitos de concentrao gravtica, em geral, o peneiramento grosso principalmente usado em circuitos de britagem e na rejeio de grossos estreis e materiais estranhos nas operaes com minrios aluvionares. Usa-se para este fim a peneira vibratria e o trommel. Quando, no caso de minrios aluvionares, h grande quantidade de argilas, difceis de serem desagregadas, mesmo com a presso dos monitores - no caso de lavra hidrulica -, pode haver perda de ouro no oversize do peneiramento, carreado pelos blocos de argila. Jatos de gua sob presso durante o peneiramento podem ajudar na desagregao. Pode-se tambm empregar um atricionador cilndrico acoplado a um trommel, com defletores radiais para possibilitar quedas mais vigorosas no interior do escrubador. Os seixos do minrio tambm contribuem para a desagregao. Experincias recentes foram relatadas e do conta da eficincia do concentrador centrfugo na desagregao de aglomerados de argila.

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Uma operao de deslamagem, ou remoo de ultrafinos, geralmente realizada com o objetivo de manter baixa a viscosidade da polpa a ser concentrada, pois seu aumento nocivo ao processo. Isto feito, em pequenas usinas, com auxlio de tanques deslamadores, onde ocorre a sedimentao dos slidos enquanto a lama sai pelo overflow. So tambm usados para desaguamento. Em usinas com bom controle operacional, o ciclone usado para estas funes. A deslamagem deve evitar a perda de finos valiosos passveis de recuperao numa etapa seguinte de concentrao. Uma deslamagem tambm ocorre nas etapas de concentrao, de modo que o concentrado secundrio ou tercirio se apresenta com menos lama e finos do que a alimentao da primeira etapa de concentrao. A classificao do minrio em duas ou trs faixas granulomtricas para concentrao gravtica recomendvel para melhorar a eficincia do processo. Os classificadores hidrulicos so usados para este fim, normalmente precedidos de uma etapa de deslamagem e/ou desaguamento.

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3- Concentrao Magntica

Funo do Equipamento Concentrador Magntico (Jones como mais conhecido nas reas operacionais) a mido de alta intensidade um equipamento que utiliza da propriedade magntica para fazer a separao das espcies minerais. Funo no processo O concentrador magntico Jones, tem a funo de separar as partculas magnticas (hematita) das no magnticas (slica). As partculas magnticas so atradas pelo magnetismo (concentrado), as no magnticas so descartadas (no rejeito) por arraste hidrulico e pela gravidade, as partculas mistas so descartadas (no mdio) por ao entre foras competitivas.

Figura 11 Representao esquemtica de um separador magntico a mido

Fonte: Tratamento de Minrio: Separao Magntica e Eletrosttica - Cap. 8 Diferena entre Jones de finos e grossos Basicamente os equipamentos so idnticos, porm so diferenciados pelas caractersticas fsicas do minrio que o alimenta. O Jones de finos alimentado por partcula 0,15mm, circuito de Pellet Feed e o Jones de grossos alimentado por partculas de (-1,4mm + 0,15mm) circuito de Sinter Feed 3.

Componentes do Concentrador Magntico Rotor O Jones do tipo DP317 de rotor duplo nos quais so montados 54 blocos de placas de imantao ( 27 RS, 27 RI ).

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Placas de Imantao So fabricadas com ao resistente ao desgaste, inoxidado e de boa permeabilidade magntica, classificado como X8CR17, segundo norma din e que possui em sua constituio os seguintes elementos: C 0,10%, Si 1,00%, Mn 1,00%, P 0,045%, S 0,30%, Cr 15,50-17,50%. Cada bloco contm 20 placas ranhuradas espassadas em 2,5mm (gap), montadas verticalmente e suas ranhuras acompanham o sentido do fluxo do material a ser concentrado.

Caixa de alimentao Tem a finalidade de distribuir a alimentao sobre as placas dos Jones. Esto posicionadas sobre o campo magntico e possuem dois pontos de alimentao por rotor. Caixa de presso do mdio responsvel pela remoo de partculas mistas retidas entre as placas, esto posicionadas no final do campo magntico. Cada rotor possui dois pontos de presso de mdio.

Caixa de lavagem de concentrado responsvel pela limpeza das placas, ficam localizadas na zona magneticamente neutra para retirar as partculas magnticas que permanecem aderidas a superfcie das placas.

Filtro de gua de concentrado e de mdio Instalados nas tubulaes de concentrado e de mdio dos Jones de Grossos e tem a finalidade de reter partculas grossas, presentes na gua, que possam causar entupimentos nas caixas de concentrado e de mdio de Jones.

Retificador de corrente responsvel pela transformao da corrente alternada em contnua, para alimentar as bobinas do campo magntico dos Jones.

Bobina eletromagntica So 4 caixas contendo 4 bobinas no total de 16 bobinas. Nas caixas, esto ligadas em srie e entre caixas em paralelo. O campo medido por mapeamento de Jones devendo estar acima de 8 000 gauss, o ideal de 9 500 10 000. Jones imantando fora da rea de concentrao caracteriza campo invertido ou dissipando, correo com a manuteno eltrica. Jones apresentando baixa ou nenhuma imantao no ncleo caracteriza bobina queimada ou desligada. Ventiladores o sistema de refrigerao das bobinas eletromagnticas que normalmente trabalham com alta temperatura devido a alta intensidade de corrente nelas aplicada.

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Variveis de Processo e as Consequncias de Variao

Densidade de polpa uma varivel que tem influncia direta nos teores de concentrado e rejeito. A faixa de densidade ideal para os Jones de:

Finos 1,70 a 1,80 t/m3 Grossos 1,50 a 1,65 t/m3

Densidade mais alta Ocorre a reduo da fluidez da polpa entre as placas imantadas aumentando a reteno de partculas magnticas, porm partculas no magnticas tambm ficaro retidas entre elas, aumentando o teor de SIO2 no concentrado.

Densidade mais baixa Ocorre o aumento da fluidez da polpa entre as placas imantadas diminuindo a reteno de partculas magnticas, o que facilita a liberao das partculas magnticas mais finas e das no magnticas. A densidade baixa gera um concentrado com teor de slica mais baixo e rejeito com teor de ferro mais alto.

Corrente/Campo magntico

Variao da corrente A variao da corrente atua diretamente na fora do campo magntico.

Corrente mais alta Corrente mais alta aumenta a fora do campo magntico aumentando a reteno de partculas magnticas entre as placas, porm partculas no magnticas tambm ficam retidas entre as magnticas, gerando um concentrado com teor de slica mais alto e um rejeito com teor de ferro mais baixo.

Corrente mais baixa Corrente mais baixa reduz o campo magntico, que por sua vez reduz a reteno de partculas magnticas entre as placas facilitando o descarte das partculas no magnticas e de partculas de ferro finas, por arraste gerando um concentrado com baixo teor de slica e um rejeito com alto teor de ferro. Normalmente trabalha com o mximo (300 A). Taxa de alimentao dos Jones Esta varivel definida em funo da granulometria e do teor de ferro na alimentao, dos teores de concentrado e rejeito e da recuperao metalrgica dos Jones.

Taxa de alimentao dos Jones de Finos e de Grossos

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A taxa de alimentao ideal para os Jones de finos de 120 t/h e para os Jones de grossos de 100 t/h. Estas taxas devem considerar as cargas circulantes. As taxas acima dos limites geram sobrecarga nas placas causando perda da eficincia e contaminao dos produtos. MS = VP x dp x %S MS = massa de slido dp = densidade de polpa %S = % de slido

Presso de gua de lavagem de mdios e concentrados

Presso de gua de lavagem de mdios Esta varivel atua diretamente no teor de slica do concentrado. A gua sob presso retira as partculas mistas e as no magnticas que ficam retidas nas placas entre as partculas magnticas. A bomba de gua (3/9.59) abastece as caixas de mdio. A presso de gua de lavagem de mdios varia de 10 a 60% (0,4 a 2,4 Kg/cm2). Presso de gua mais alta Presso mais alta de gua remove partculas indesejveis retidas junto s partculas magnticas, reduzindo a presena de impurezas no concentrado. Presso de gua mais baixa Presso de gua mais baixa reduz a remoo de partculas indesejveis gerando um concentrado com maior presena de impurezas. Recirculao do Mdio A presso de gua de mdio gera um produto intermedirio denominado mdio, e aps desaguado recircula na alimentao dos Jones ( a recirculao permitida de 10 a 20% da alimentao). Sempre que se alterar a presso do mdio importante observar a taxa de alimentao, pois maiores recirculaes aumentam a taxa de alimentao e menores recirculaes reduzem a taxa de alimentao . Presso de gua de lavagem de concentrados a injeo de gua sobre as placas que tem a funo de fazer a remoo das partculas que permanecem presas s placas fora da rea de magnetismo. fundamental que a presso seja suficiente para a limpeza total das placas, evitando a contaminao do rejeito e entupimentos de placas. A presso de gua de lavagem de concentrados normalmente de at 3 Kg/cm2

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Alimentao, Produtos / Teores Fluxos que compem a alimentao dos Jones de finos

Underflow dos ciclones do primeiro estgio de deslamagem do Itabirito; Underflow dos ciclones do segundo estgio de deslamagem de Itabirito,

com opo para alimentar o agitador; Underflow dos ciclones de adensamento dos mdios dos Jones de Finos; Na Usina II, a alimentao dos Jones tem a participao dos superfinos da

Britagem Quaternria; Fluxos que compem a alimentao dos Jones de grossos

Undersize das peneiras de proteo para a Usina I (Itabirito);

Underflow dos ciclones de mdios dos Jones de Grossos;

Cuidados Operacionais

Conferir sentido de rotao dos Jones O sentido de rotao deve ser horrio, as placas devem passar pelo ponto de alimentao depois pelo mdio e finalmente pelo concentrado. RPM o nmero de rotao que o rotor executa em um minuto. Rotao dos Jones de Finos e Grossos

Jones de Fino Jones de Grosso 5,75 rpm 5,00 rpm

Conferir posio das caixas de alimentao e de mdios As caixas de alimentao e mdios devem ficar posicionados dentro da zona magntica. Tais posicionamentos so definidos em funo do maior aproveitamento da rea magntica, sem comprometer o rejeito e o concentrado.

Padronizao de posicionamento das caixas Como padronizao de posicionamento usa-se:

Para alimentao 550mm do centro at o incio do campo magntico; Para o mdio 550mm do centro da caixa at o fim do campo magntico; As medidas prevalecem para Jones de finos e grossos; A inspeo quanto ao posicionamento deve ser feita diariamente e

principalmente aps as manutenes.

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Acompanhar as variveis de processo atravs de indicaes locais: Instrumentos com indicao local, como densmetros, medidor de vazo e

de corrente devem ser acompanhados todo o turno; Medidas fora de controle devem ser detectadas pelo operador que tomar

providencias para corrigi-las; Quando constatar defeito de instrumento, dever ser passado

imediatamente ao tcnico responsvel para providenciar a manuteno; O operador dever tambm estar ciente das variveis de controle que esto

sendo monitoradas da sala de controle como, taxa de alimentao, presso de mdio, presso de concentrado, densidade e vazo de alimentao.

Verificar a ocorrncia de entupimentos nas placas de Jones e suas origens O entupimento de placas se caracteriza quando parte do material retido entre elas (gap) no consegue se soltar fora da rea de magnetismo mesmo com a presso de gua do concentrado, neste caso a tendncia de sobrecarga e obstruo total dos gaps.

Para sanar o entupimento necessrio:

Cortar a alimentao dos Jones; Zerar o campo magntico; Abrir o mximo de gua de mdio e concentrado; Abrir o spray auxiliar de limpeza; Lavar as placas de cima para baixo usando o spray Parar o Jones e retirar partculas granuladas com o auxlio de esptulas.

Normalmente os entupimentos so causados por partculas de tamanho prximo abertura das placas. O excesso dessas partculas leva a reteno de partculas finas entre elas. A presena das partculas maiores que o desejado proveniente de:

Deficincia nas peneiras de proteo como: desgaste de telas, telas danificadas, rguas laterais soltas ou mal posicionadas.

Entupimento de underflow em ciclones de classificao; Limpeza de rea com mangueira, direcionando o jato para dentro das

caixas de peneiras e sumps de bombas.

Entupimento nas caixas de alimentao e presso de gua de mdio de jones Alimentao O entupimento nestas caixas acontecem por:

Sobrecarga no distribuidor do Jones; Densidade na alimentao muito alta; Tamponamento do ponto de alimentao dando, passagem quando o Jones

esta parado; Corpo estranho dentro do mangote.

O entupimento de qualquer natureza tem que ser solucionado o mais rpido possvel, para evitar sobrecarga nos outros pontos de alimentao.

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Presso de mdio e concentrado Entupimentos nestas caixas se devem a presena de partculas grossas presentes na gua obstruindo a passagem pelos orifcios. Nestes casos deve-se providenciar a limpeza das caixas e inspecionar os filtros, pois os mesmos podero estar danificados, permitindo a passagem de partculas.

Contaminao nas bandejas de coleta de concentrado, mdio e rejeito

A inspeo para detectar alguma contaminao importante e pode acontecer quando ocorrem excessos de partculas de ferro passantes para o rejeito que aderem bandeja por induo magntica formando uma camada espessa e consequentemente transbordando para o concentrado e mdio.

Borrachas fixadas s laterais da bandeja estejam soltas ou danificadas, permitindo a contaminao dos produtos.

Acmulo de minrios nos rotores

Causados por transbordamento das placas dos Jones por sobre carga ou entupimento de placas;

Por excesso de vazo, ou presso dos mdios, ou concentrado; Vazamentos nas caixas de alimentao; Este material caindo sobre os rotores distribudo nas bandejas que

coletam os produtos atravs de orifcios contidos nos rotores.

Instrumentos de Medio e Controle Localizao e identificao dos instrumentos na rea O operador deve saber onde est localizado o instrumento de medio e controle do equipamento, bem como verificar se as informaes esto de acordo com as solicitaes do controle operacional. Para informar- se dos valores solicitados, o operador dever comunicar-se com a sala de controle, ou com o tcnico do controle operacional.

Medidor de densidade o instrumento que mede a densidade da polpa que alimenta o Jones. Os valores de densidade esto disponveis nos visores locais, para o operador da rea e nos terminais da sala de controle, e variam entre: Jones de finos 1.70 a1.80 t/m Jones de grossos 1.50 a 1,65 t/m

Medidor de corrente Mede a corrente aplicada as bobinas do campo magntico dos Jones. Variam entre 270 e 300 ampres para Jones de finos e de grossos. A indicao da corrente esta disponvel no painel retificador de cada Jones e nos terminas da sala de controle.

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Medidor de presso de gua de mdio e concentrado. Mede a presso de gua para lavagem de mdio e de concentrado cada Jones possui um medidor para mdio e outro para concentrado sendo que os valores de presso do mdio esto disponveis nos terminas da sala de controle e no local, varia de 0 a 60% (0 a 2,4 kg/cm2).

Controle de densidade manual Balana Marcy Na falta de informao de densidade pelo instrumento o operador dever fazer a medida atravs da balana Marcy, coletando a amostra no recipiente padro (1 000ml) e colocando na balana. A leitura da densidade deve ser feita na faixa branca externa. Proveta Para o mtodo da proveta, o operador coleta uma amostra na proveta e leva at uma balana de preciso. Calcula-se a densidade pela seguinte frmula:

Onde: D = densidade (t/m3) M = Peso/massa da polpa Proveta (g) V = volume da polpa lido na proveta (ml)

Limite de proteo dos Jones

Detecta o desgaste do rolamento de apoio do eixo; Situado entre a base superior e o redutor dos Jones, tem a funo de

proteger os componentes de acionamento dos rotores.

D = M V

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x 100

Loop de controle

Figura 12 Exemplo de um Loop de controle

Fonte: Tratamento de Minrio: Separao Magntica e Eletrosttica - Cap. 8

Performance dos Jones Desgaste de placas Acontece em funo de:

Contato da polpa com a superfcie das placas; Contato com esptulas durante a limpeza; Presso da gua de lavagem; Horas rodadas; Atualmente as placas conseguem trabalhar com bom rendimento at com

65 000 horas para Jones de finos e 25 000 horas para Jones de grossos. Recuperao metalrgica Calculada atravs dos teores de ferro de alimentao, concentrado e rejeito utilizando a frmula: Rec. Met. = C (A-R) A (C-R)

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A recuperao metalrgica abaixo de 85% para Jones de finos e de grossos, podem determinar o desgaste excessivo das placas, a queima parcial das bobinas eletromagnticas ou a ligao errada destas.

Equipamentos Auxiliares

Bombas de gua de presso do mdio Alimentam as caixas de presso do mdio dos Jones sendo que sua presso mxima de 4,0 kg/cm . Usa-se normalmente 0,4 at 2,4 Kg/cm2 (0 a 60%).

Bombas de gua de lavagem do concentrado Alimentam as caixas de lavagem dos Jones, sendo que sua presso mxima de 3,0 kg/cm . Usualmente busca-se o mximo possvel de presso.

Bombas de gua de lavagem de placas: So bombas de alta presso utilizadas para auxiliar na limpeza das placas dos Jones . As vlvulas so operadas manualmente.

Peneiras de proteo dos Jones de finos e grossos Para o Jones de finos tem a finalidade de evitar que partculas maiores que 1,4mm cheguem ao Jones protegendo-os contra entupimentos.

Para o Jones de grossos tem a finalidade de retirar partculas maiores que 1,4mm que vo para os jigues, protegendo assim o Jones de grossos contra entupimentos.

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4- Concentrao Eletrosttica A separao eletrosttica um processo de concentrao de minrios que se baseia nas diferenas de algumas de suas propriedades, tais como: condutibilidade eltrica, susceptibilidade em adquirir cargas eltricas superficiais, forma geomtrica, densidade entre outras. Para promover a separao necessria a existncia de dois fatores eltricos:

um campo eltrico de intensidade suficiente para desviar uma partcula eletricamente carregada, quando em movimento na regio do campo;

carga eltrica superficial das partculas, ou polarizao induzida, que lhes permitam sofrer a influncia do campo eltrico.

O termo eletrosttico empregado com freqncia porque os primeiros separadores eram de natureza puramente eletrosttica, sem o chamado fluxo inico. Atualmente so usados equipamentos avanados, com maior aplicao comercial, em que a energia eltrica aplicada em forma de fluxo inico e denominada de eletrodinmica. Os primeiros equipamentos a serem utilizados em escala industrial datam de 1800 e foram empregados na separao de ouro e sulfetos metlicos da ganga silicosa com baixa condutividade. No perodo de 1920-1940, com o advento da flotao, houve pouca utilizao do processo. Somente a partir de 1940, com o progresso obtido no uso de fontes de alta tenso e os aperfeioamentos obtidos nas reas de eletricidade e eletrnica, tornou-se a separao eletrosttica competitiva, se comparada com outros processos na rea do processamento de minrios. A separao eletrosttica est condicionada, entre outros fatores, ao mecanismo do sistema que produz as cargas superficiais nos diversos minerais a serem separados, como tambm granulometria de liberao, que deve proporcionar uma partcula com massa suficiente para que haja uma atrao efetiva por parte do campo eltrico aplicado. Para os equipamentos modernos tal granulometria mnima pode ser estimada na faixa de 20 m. Neste trabalho h uma descrio da eletrizao das partculas dos minerais, dos tipos de separadores utilizados, condicionantes ambientais do processo, granulometria da alimentao e implicaes industriais. Eletrizao de Partculas Minerais O sucesso da separao eletrosttica dos minerais est relacionado eficincia do mecanismo de eletrizao dos mesmos. As espcies mineralgicas devem responder de forma diferente tanto ao carregamento superficial de cargas como ao campo eltrico aplicado a elas, e, ainda, sua natureza, composio qumica, etc. Para que ocorra a separao dos minerais os mesmos devem estar individualizados, o que favorece a sua eletrizao seletiva. Outro fator a ser considerado o limite inferior da granulometria de liberao que deve ser da ordem de 20 m. Em tais condies

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deve haver uma quantidade mnima de massa, suficiente para que haja uma atrao efetiva por parte da fora eltrica aplicada. Dentre os processos de eletrizao, trs deles apresentam relevncia para o mtodo de separao. So usadas eletrizaes por contato ou atrito, por induo e por bombardeamento inico. Cada processo proporciona, certo aumento na carga superficial das partculas; no entanto, as operaes prticas so levadas a efeito por dois ou mais mecanismos conjuntamente. Eletrizao por Contato ou Atrito Quando minerais com naturezas diferentes so postos em contato e separados posteriormente, pode ocorrer, dependendo das condies, o aparecimento de cargas eltricas com sinais opostos nas superfcies dos mesmos. O fenmeno conhecido desde a antigidade, pois Thales de Mileto (500 A. C.) observou que o mbar atritado tinha o poder de atrair pequenas partculas de minerais. Tal processo de eletrizao est ligado natureza e a forma das partculas envolvidas. Bons resultados so obtidos com operaes repetidas, que so necessrias por causa da pequena rea de contato entre as partculas. Por isso cuidados especiais devem ser tomados com as superfcies das mesmas, que devem estar limpas e secas. Para materiais com baixa condutividade eltrica pode-se chegar a uma densidade elevada de carga superficial, o que favorece separao. Dois aspectos devem ser observados no processo de eletrizao por contato. Em primeiro lugar, est a transferncia de cargas atravs da interface nos pontos de contato entre os materiais que, sob condies rgidas de controle, permitem prever a polaridade da eletrizao. Em segundo lugar, est a carga residual de cada material aps interrompido o contato entre eles, fenmeno ainda sem explicao.(18) Na verdade, pouco se sabe como controlar ou quantificar a carga eltrica que pode permanecer aps cessar o contato entre os materiais. As aplicaes industriais com esse tipo de eletrizao so baseadas em resultados experimentais, consistindo em elevado nmero de ensaios, os quais levam em considerao as influncias devidas ao ambiente operacional: umidade, temperatura, campo eltrico, entre outros. Eletrizao por Induo Quando as partculas minerais, em contato com uma superfcie condutora e aterrada, so submetidas a um campo eltrico, observa-se a induo de uma carga superficial nas mesmas. Tal carga depende da intensidade de campo e da natureza das partculas, lembrando que no existem condutores e dieltricos perfeitos. Por meio da induo, tanto o material condutor quanto o dieltrico adquirem cargas eltricas; no entanto os primeiros apresentam uma superfcie eqipotencial quando em contato com a superfcie aterrada. As partculas dieltricas submetidas induo tornam-se polarizadas devido transferncia de cargas. As partculas condutoras deixam fluir suas cargas atravs da superfcie aterrada. Ficam ento, com carga de mesmo sinal ao

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da superfcie aterrada e so repelidas por ela. J as no condutoras sofrem apenas polarizao. Elas ficam ento aderidas superfcie como conseqncia da atrao eletrosttica. As diferentes respostas dadas pelas partculas minerais ao processo de induo de cargas so utilizadas na separao das mesmas pelo mtodo eletrosttico. Eletrizao por Bombardeamento Inico Os gases, nas CNTP, no conduzem a corrente eltrica, comportando-se como dieltricos. Por outro lado, se submetido a um potencial elevado, ocorre uma descarga inica e, conseqentemente, a conduo da corrente eltrica. A intensidade da descarga depende da forma dos eletrodos, que estabelecem o potencial. Na realidade, o que ocorre um fluxo inico entre os eletrodos de pequenas dimenses. Na prtica, os melhores resultados so obtidos usando-se eletrodo fabricado com fio de tungstnio e dimetro da ordem de 0,25 mm. Denomina-se efeito corona ao fluxo inico obtido com tais eletrodos, quando submetidos a potenciais elevados. O efeito corona utilizado na eletrizao de partculas de minerais durante a separao eletrosttica, sendo um dos mecanismos mais eficientes de carregamento. Todas as partculas de formas e dimenses diferentes, condutoras e no condutoras, adquirem cargas com a mesma polaridade do eletrodo. Tal mecanismo usado no processamento de minrios, quase que exclusivamente para separar os materiais condutores dos dieltricos. Trata-se de um processo caro, envolvendo equipamento de alta tenso e, na prtica, os melhores resultados so obtidos quando o mecanismo est associado a outro, como exemplo, a eletrizao por contato e com repetidas etapas de limpeza. O procedimento prtico consiste em fazer passar, atravs da regio do espao onde est situado o fluxo inico, as partculas a serem carregadas. Todas aquelas situadas sobre a superfcie aterrada recebem um bombardeamento intenso: as condutoras transferem suas cargas superfcie, enquanto que as dieltricas as retm, permanecendo coladas mesma. A fora que mantm as no condutoras coladas superfcie chamada de "fora de imagem". Tipos de Separadores Os equipamentos utilizados na prtica tm em comum alguns componentes bsicos: sistemas de alimentao e coleta dos produtos, campo eltrico externo, mecanismos de carregamento e dispositivos de adesivos na trajetria das partculas dieltricas. O potencial e/ou campo eltrico variam com o tipo de separador. Usualmente opera-se com potenciais entre 10 a 100 kV, enquanto que o campo eltrico est compreendido na faixa de 4 x 104 at 3 x 106 V/m. A forma de um separador est essencialmente relacionada ao tipo de mecanismo utilizado no carregamento das diferentes espcies mineralgicas presentes separao. Com efeito, exitem dois tipos bsicos de equipamentos; os eletrodinmicos e os eletrostticos. Nos primeiros empregam-se o fluxo inico com transferncia de cargas, enquanto que nos ltimos no h fluxo inico. Na prtica so encontrados os

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separadores eletrodinmicos, comumente chamados "de alta tenso" e os separadores eletrostticos de placas condutoras. Separadores Eletrodinmicos Eles possuem um tambor rotativo (T) e aterrado, os eletrodos, escova de limpeza e as vrias trajetrias das partculas. A mistura, constituda de minerais com diferentes susceptibilidades eletrizao superficial, alimentada em A sobre a superfcie do tambor onde recebe o bombardeamento inico (trecho BC) por meio do eletrodo de ionizao. No eletrodo utilizada corrente contnua, potencial da ordem de 50 kV e geralmente polarizao negativa. Os minerais sob intenso efeito corona carregam-se negativamente, permanecendo aderidas superfcie at entrarem na regio de ao do eletrodo esttico (trecho CD). O eletrodo esttico tem a funo de reverter, por induo, as cargas das partculas condutoras, provocando o deslocamento lateral das partculas em relao superfcie do tambor, mudando a sua trajetria e coletadas como material condutor. O material dieltrico permanece com carga negativa e, portanto, colado superfcie do tambor at ser removido com auxlio da escova e do eletrodo de corrente alternada. O dispositivo tem a funo adicional de tornar mais eficiente o processo de limpeza com a escova. Quanto as dimenses os separadores so avaliados em relao ao dimetro e comprimento do tambor. Assim, so fabricados equipamentos com dimetros que variam na faixa de 150 a 240 mm e comprimento at 3 m. A capacidade calculada em termos da alimentao que atravessa o tambor nas unidades de tempo e de comprimento do mesmo (kg/h.m), podendo variar at 2.500 kg/h.m, para o caso de minrio de ferro, e 1.000 kg/h.m, no caso de areia monaztica. Separadores de Placas Condutoras Os primeiros separadores eletrostticos utilizados na prtica foram aqueles que consistiam de duas placas, uma carregada negativamente e outra positivamente, com elevado gradiente de campo entre elas. Os equipamentos eram usados na separao de silvita-halita, feldspato-quartzo e fosfato-quartzo, atualmente so obsoletos devido maior eficincia, capacidade e versatilidade dos separadores eletrodinmicos, como tambm, a utilizao do processo de flotao. O equipamentopossui duas placas, uma condutora e outra constituda de um eletrodo gigante. Em alguns modelos, a placa condutora constituda de uma tela. A operao das duas modalidades apresenta diferena apenas na coleta do material condutor. A alimentao feita entre as placas e os minerais fluem livremente por gravidade. O carregamento por induo ocorre sobre a placa condutora pela ao do campo eltrico, devido ao eletrodo. Acontece, com isso, uma transferncia de eltrons dos minerais condutores atravs da placa, tornando-os positivos. O procedimento resulta na atrao das partculas condutoras pelo eletrodo, mudando a sua trajetria. As foras eletrostticas que atuam nos separadores de placas condutoras so de baixa intensidade, limitando a aplicao dos mesmos separao de minerais com granulometria mais grossa. Tal limitao um fator coadjuvante que justifica o baixo

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uso dos equipamentos nas operaes primrias de separao, e, ainda faz com que sejam raramente usados nas etapas de limpeza, como no caso das areias monazticas. Espera-se que com o aperfeioamento dos separadores eletrodinmicos, os de placas condutoras tenham apenas valor histrico. Influncia do Ambiente Operacional Toda e qualquer operao com energia sob a forma eletrosttica est relacionada ao estado e natureza das superfcies comprometidas com o processo e as condies do ambiente de operao. Assim, na separao eletrosttica a