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

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Page 1: Flotação em Bancada

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

Page 2: Flotação em Bancada

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

Page 3: Flotação em Bancada

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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;

Page 5: Flotação em Bancada

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

Page 8: Flotação em Bancada

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.

Page 10: Flotação em Bancada

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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.