flotação em bancada
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO – UFOP
ESCOLA DE MINAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS
DEMIN
PROCESSAMENTO DE MINERAIS III
MIN 258 – 42
FLOTAÇÃO EM BANCADA
Carolina Ávila Martini - 08.1.1176
Cássia Castro Paulino - 08.2.1058
Johne Jesus Mol 09.1.1071
Camila Magalhães Gonçalves 08.2.1129
OURO PRETOMARÇO/2013
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO.........................................................................................................3
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3 MATERIAIS E METÓDOS.......................................................................................6
4 RESULTADOS E DISSUSSÃO...............................................................................8
5 CONCLUSÃO........................................................................................................12
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................................13
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1 INTRODUÇÃO
A flotação é um dos principais processos de concentração, tendo sido
empregada há aproximadamente cem anos para uma ampla classe de minerais:
sulfetos, óxidos, fosfatos, silicatos, carvão e sais solúveis. O desenvolvimento da
indústria mineral foi muito influenciado a partir da descoberta e utilização da flotação.
Os processos físicos tradicionais, gravíticos, magnéticos e eletrostáticos, não teriam
permitido a escala de produção necessária aos metais básicos. Não teria sido possível
a produção atual dos metais nobres, nem a produção de fertilizantes fosfatados
necessários ao desenvolvimento da agricultura. Parte da produção mundial de
minérios de ferro, necessária à produção de aço nos níveis de consumo atual, só
tornou-se possível nas últimas décadas com a utilização do processo de flotação em
larga escala.
Com a redução das reservas de alto teor em minério de ferro, os processos de
concentração tornaram-se indispensáveis para as empresas produtoras, necessitando
de produtos finais com uma qualidade mais elevada. A primeira planta de flotação de
minério de ferro foi implantada m 1954. A concentração de minérios de ferro de baixo
teor iniciouse com a flotação aniônica direta dos minerais de ferro, usando-se
sulfonato de petróleo em conjunto com óleo combustível, ácidos graxos e
hidroxamatos como coletores. Esse método é pouco utilizado atualmente, tendo sido
substituído, com sucesso, pela flotação, a partir dos anos sessenta (BATISTELI,
2007).
A seletividade da técnica de flotação é fundamentada no processo em que a
interface sólido/líquido de distintas espécies minerais pode apresentar diferentes graus
de hidrofilicidade. Segundo BATISTELI (2007), a hidrofilicidade de uma partícula está
associada à “molhabilidade” da partícula pela água, ou seja, partículas mais
hidrofílicas possuem maior afinidade por água. A separação entre partículas
hidrofóbicas e partículas hidrofílicas é aceitável fazendo-se cruzar um fluxo de ar
através de uma suspensão aquosa contendo as duas 11espécies. As partículas
hidrofóbicas seriam carreadas pelo ar e aquelas hidrofílicas permaneceriam em
suspensão.Para que o processo seja viável, é necessária a obtenção de um
concentrado com um alto teor de mineral de interesse acompanhado de uma boa
recuperação do mesmo. Todavia, sabe-se que, normalmente, quanto maior o teor do
concentrado, menor a recuperação do mineral de interesse.
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2 MATERIAIS E MÉTODOS
Para a realização do procedimento experimental foram utilizados os seguintes
materiais:
Célula de microflotação
Proveta de 10, 50 e 1000 mL;
5
Bastão de vidro;
PHmetro;
Soluções de NaOH e HCl 1 Molar;
Pipeta.
Funil e papel de filtro, para filtragem dos produtos finais;
Agitador magnético;
Um grama de mineral (quartzo ou hematita) por experimento, totalizando
oito gramas de cada mineral; granulometria -106 μm + 45 μm;
Água destilada;
Cilindro de ar (contendo N2 pressurizado);
Solução de amina (Flotigam EDA) na concentração 10-4 mol/L;
Solução de amido gelatinizado na concentração 400 mg/L;
Nos experimentos foram utilizadas soluções de EDA (10-4 mol/L), água destilada e solução de amido 400 mg/L. O pH foi ajustado para quatro valores ( 4, 6, 8 e 10). Para ajustar o pH foram utilizadas soluções de NaOH e HCl 1 Molar.
Nos experimentos sem adição de depressor, a amostra de aproximadamente um grama de mineral (quartzo ou hematita) foi cuidadosamente adicionada a célula de microflotação, para que não ocorresse aderência de partículas minerais a parede da célula. Em seguida, completou-se a parte célula com solução de EDA (10-4 mol/L) no pH especificado. Ligou-se a agitação magnética por um minuto para realizar o condicionamento do coletor (promover o contato entre o coletor e a superfície mineral). A velocidade de agitação usada durante todos os experimentos foi a menor velocidade suficiente para manter todas as partículas minerais em suspensão. Após o tempo de condicionamento do coletor, com a agitação magnética ainda ligada, abriu-se o registro de injeção de ar (N2), regulando a vazão em 60 mL/mim, tomando a devida precaução para não abrir excessivamente o registro e promover o arraste físico das partículas pelas bolhas de ar. Ao término de dois minutos, fechou-se o registro de injeção de ar e desligou-se a agitação. Os produtos (flotado e afundado) foram recolhidos separadamente, e então foram filtrados, secos em uma estufa e pesados. A célula de microflotação foi lavada com água destilada em pH neutro. Os procedimentos acima foram repetidos oito vezes (para quartzo e hematita, em pH 4, 6 8 e 10).
Nos experimentos com adição de depressor, após introduzir a amostra na célula de microflotação, foi adicionado o depressor (11 mL de solução de amido gelatinizado 400 mg/L) e um pouco de água destilada no valor de pH do teste. Ligou-se a agitação magnética por um minuto para realizar o condicionamento do depressor (promover o contato entre o depressor e a superfície das partículas minerais). Em seguida, foi adicionado 50 mL de solução de EDA (10-4 mol/L), e por mais um minuto foi realizado o condicionamento do coletor. Após o tempo de condicionamento do coletor, completou-se a célula de microflotação água destilada com mesmo valor de pH, e com a agitação magnética ainda ligada, abriu-se o registro de injeção de ar (N2), regulando a vazão em 60 mL/mim, tomando a devida precaução para não abrir excessivamente o registro e promover o arraste físico das partículas pelas bolhas de ar. Ao término de dois minutos, fechou-se o registro de injeção de ar e desligou-se a agitação. Os produtos (flotado e afundado) foram recolhidos separadamente, e então foram filtrados, secos em uma estufa e pesados. A célula de microflotação foi lavada
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com água destilada em pH neutro. Os procedimentos acima foram repetidos oito vezes (para quartzo e hematita, em pH 4, 6 8 e 10).
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A tabela 4.1 traz os resultados dos testes de microflotação. Como a amostra utilizada em cada teste era de aproximadamente uma grama, vemos que a perda de massa foi de menor que 5% nos primeiros experimentos e de aproximadamente 20% para os quatro experimentos de hematita com coletor e depressor. Este valor elevado pode ser devido provavelmente a erros de pesagem, pois ocorreu nos quatro experimentos, ou então a mostra inicial foi menor que um grama.
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Tabela 4.1 Resultados dos testes de microflotação
Mineral Condição pHFlotado
(g)Afundado
(g)Massa
calculada (g)Flotado
(%)
QuartzoAmina (10-4
mol/L)
4 0,9288 0,0314 0,9602 96,736 0,9487 0,0258 0,9745 97,358 0,9363 0,0311 0,9674 96,79
10 0,9472 0,0273 0,9745 97,20
HematitaAmina (10-4
mol/L)
4 0,8049 0,1820 0,9869 81,566 0,9093 0,0545 0,9639 94,348 0,9461 0,0395 0,9856 96,00
10 0,7887 0,2010 0,9897 79,69
QuartzoAmina (10-4
mol/L) + Depressor
4 0,7070 0,2799 0,9869 71,646 0,6458 0,3694 1,0152 63,628 0,2868 0,7024 0,9892 28,99
10 0,4289 0,5607 0,9896 43,34
HematitaAmina (10-4
mol/L) + Depressor
4 0,1207 0,6795 0,8002 15,086 0,0330 0,7291 0,7621 4,338 0,0773 0,7135 0,7909 9,78
10 0,0345 0,7665 0,8010 4,31
A figura 1 apresenta o gráfico da fração flotada em função do pH para quartzo e hematita com coletor na presença/ausência de depressor. A flotação de quartzo foi superior a 95% em todos pH nos experimentos com coletor enquanto que com a adição de depressor foi reduzida para menos de 30% em pH 8, mas em pH 4 foi superior a 70%. A flotação de hematita foi superior a 80% em nos quatro valores de pH nos experimentos com coletor, e reduziu para menos de 15% com a adição de depressor, atingindo menos que 5% em pH 6 e pH 10.
2 4 6 8 100.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
Quartzo com Coletor
Quartzo com Coletor e Depressor
Hematita com Coletor
Hematita com Coletor e Depressor
pH
Fra
çã
o F
lota
da
(%
)
Figura 1 Gráfico da fração flotada em função do pH para quartzo e hematita
8
2 4 6 8 1070.00
75.00
80.00
85.00
90.00
95.00
100.00
Quartzo com Coletor
Hematita com Coletor
pH
Fra
çã
o F
lota
da
(%
)
Figura 2 Gráfico da fração flotada em função do pH para quartzo e hematita com coletor EDA
2 4 6 8 100.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
Quartzo com Co-letor e Depres-sor
pH
Fra
çã
o F
lota
da
(%
)
Figura 3 Gráfico da fração flotada em função do pH para quartzo e hematita com coletor EDA na presença de amido
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CONCLUSÃO
Os resultados encontrados estão de acordo com o que era esperado.
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REFERÊNCIAS
[1] CHAVES, A. P.; Teoria e Prática do Tratamento de Minérios, Vol. 4, “Flotação, o estado da arte no Brasil”, 1ª edição, 2006.
Referências Bibliográficas
http://pessoal.utfpr.edu.br/jcrazevedo/arquivos/floculacao.pdf - acesso em 09/03/2013, às 17:36.
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc28/05-CCD-7106.pdf - acesso em 09/03/2013, às 17:54.
http://www.cetem.gov.br/publicacao/CTs/CT2004-179-00.pdf - acesso em 09/03/2013, às 18:01.
http://mineralis.cetem.gov.br:8080/bitstream/handle/cetem/528/Julio_Caldara.pdf?sequence=1 - acesso em 09/03/2013, às 19:17.
http://www.ctec.ufal.br/posgraduacao/ppgeq/dissertacao_libel.pdf - acesso em 09/03/2013, às 19:28.