DEMIN - Departamento de Engenharia de Minas
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Resultados da Pesquisa
Item Caracterização e concentração do minério da mina de Extremo Norte (Vazante-MG).(2023) Rodrigues, Karine Fernandes; Pereira, Carlos Alberto; Nogueira, Francielle Câmara; Pereira, Carlos Alberto; Silva, Denilson da Costa; Alexandrino, Júnia Soares; Oliveira, Michelly dos SantosNo presente trabalho foram realizados estudos do minério de zinco, chumbo e prata proveniente da mina de Extremo Norte, com objetivo de aumentar a recuperação de chumbo. A piromorfita (Pb5(PO4)3Cl) - principal mineral portador de chumbo contido no minério estudado - pode ser recuperada de forma eficiente no processo de flotação, utilizando o coletor oleato de sódio (NaOL). No entanto, o fato da dolomita (CaMg(CO3)2) ser o principal mineral de ganga presente no minério estudado, faz com que a seletividade do NaOL em relação a piromorfita seja comprometida. Nesse sentido, para uma separação eficiente dos minerais estudados, foi avaliado o efeito depressor dos reagentes carboximetilcelulose (CMC), ácido cítrico (AC) e ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA), por ensaios de microflotação e medidas dos ângulos de molhamento. Um estudo detalhado do minério de Extremo Norte foi realizado, incluindo caracterização física, química e mineralógica pelo TIMA (Tescan Integrated Mineral Analizer). Por fim, utilizando as condições que se mostraram promissoras nos ensaios de microflotação, foram realizados ensaios de flotação em bancada. Os resultados obtidos nos ensaios microflotação indicaram que o CMC e o AC reduziram acentuadamente a recuperação de dolomita, sem prejudicar a flotabilidade da piromorfita. No entanto, o EDTA não atuou de forma eficiente na depressão da dolomita. Os valores dos ângulos de molhamento apresentados pela mistura de NaOL e depressor foram intermediários aos valores apresentados pelos tratamentos realizados com a água destilada e com o NaOL puro, corroborando os resultados obtidos nos ensaios de microflotação. A caracterização mineralógica, realizada pelo TIMA, mostrou que o minério estudado é composto majoritariamente por hematita, willemita e dolomita, apresentando uma quantidade pequena de piromorfita. Além disso, essa análise mostrou um baixo grau de liberação para essas fases minerais, especialmente para a piromorfita. Os resultados obtidos nos ensaios de flotação indicaram uma baixa seletividade do coletor NaOL em relação a piromorfita. Os resultados obtidos nesse trabalho mostraram que, devido as características do minério de Extremo Norte, a concentração de Pb por flotação não é viável. Adicionalmente, foi desenvolvido um estudo sobre o efeito do potencial redox da polpa na recuperação da galena, utilizando amil xantato de potássio (KAX) como coletor. Ensaios de microflotação analisaram a flotabilidade da galena sob um potencial anódico, induzido por peróxido de hidrogênio, e sob um potencial catódico, induzido por sulfeto de sódio. A influência de diferentes estágios de oxidação da superfície desse mineral em sua flotabilidade também foi analisada. Além disso, foram realizadas medidas do potencial zeta e dos ângulos de molhamento. Os resultados dos ensaios de microflotação mostraram que a galena tem uma alta flotabilidade na ausência e na presença do coletor KAX. Observou-se que uma oxidação moderada na superfície desse mineral pode contribuir para uma melhoria na sua flotabilidade com o coletor KAX. No entanto, potenciais extremamente anódicos e catódicos causam flotabilidade próxima de zero. Os resultados do potencial zeta mostraram que o sulfeto de sódio afetou a interação entre KAX e a galena. As medidas do ângulo de molhamento corroboraram com os resultados obtidos nos ensaios de microflotação. De acordo com esses resultados, o controle do potencial redox da polpa pode tornar a flotabilidade da galena, com o coletor KAX, mais eficiente.Item Efeito da dolomita na flotação catiônica reversa de minério de ferro com o coletor amida-amina.(2022) Correa, Amélia de Souza; Lima, Rosa Malena Fernandes; Lima, Rosa Malena Fernandes; Ferreira, Eliomar Evaristo; Lima, Neymayer PereiraOs contatos entre os itabiritos silicatados e os dolomíticos, tem sido a realidade da atividade de extração mineral no Quadrilátero Ferrífero, apresentando aumento gradativo do teor de carbonatos na ganga destes minérios. Por essa razão, faz-se necessário o aprimoramento da rota de flotação catiônica reversa para a concentração destes minérios de transição, uma vez que os carbonatos (calcita e dolomita) por serem minerais levemente solúveis liberam íons em meio aquosa, levando à perda de seletividade na separação entre os minerais de ferro e o quartzo. Como forma de melhorar a seletividade entre os minerais, a pesquisa de novos regentes é essencial. Este trabalho teve como foco avaliar o uso da amida-amina (Flotinor 10118) como coletor de ganga silicatada na flotação catiônica reversa de minério de ferro contendo dolomita. Foram realizados ensaios de microflotação e potencial eletrocinético para avaliar as propriedades de superfície do quartzo e hematita na presença de íons Ca e Mg e da dolomita. Nos ensaios de microflotação, observou-se elevada flotabilidade (>90%) do quartzo com amida-amina na presença íons Ca e Mg, porém estafoi reduzida para cerca de 30% na presença de amido. A hematita teve a flotabilidade extremamente baixa (<30%) na presença dos íons, mesmo na ausência de amido (<5%), comumente utilizado para a depressão deste mineral. A flotabilidade da dolomita também mostrou valores abaixo de 30% somente com amida-amina e <8% com o uso de amido. O potencial eletrocinético dos minerais quartzo e hematita se tornou menos negativo na presença de íons, devido à adsorção dos íons. Na presença de amida-amina o potencial do quartzo e hematita tornou positivo em pH 8, pois as cadeias hidrocarbônicas das espécies iônicas formaram ligações de van der Walls, com os íons previamente adsorvidos eletrostaticamente, além da precipitação de espécies moleculares e iônicas na interface sólido-líquido. Os ensaios de flotação em bancada com amostra artificial de minério de ferro, contendo dolomita (2,5 e 10%) e minério de Brucutu (97,5 e 90%) revelaram baixa qualidade do concentrado em pH 8 e 10,5 (~42% de Fe, teor similar ao da alimentação) e altas recuperações (>95%), onde foi observado a não ocorrência da flotação, com o uso apenas de amida-amina. Porém, melhores resultados foram obtidos em pH 8, com a adição de amido (~58% Fe e 13% SiO2 no concentrado). No entanto, ensaios complementares de flotação em bancada mostram a necessidade do uso de amido (pelo menos 200 g/t), dosagem menor que as praticadas na indústria para concentrar esse tipo de minério.Item Microflotação de hematita e dolomita com carboxilatos de origem vegetal.(2022) Gomes, Bruna de Oliveira; Luz, José Aurélio Medeiros da; Milhomem, Felipe de Orquiza; Luz, José Aurélio Medeiros da; Milhomem, Felipe de Orquiza; Silveira, Marcus Alexandre Carvalho Winitskowski daOs óleos vegetais apresentam propriedades naturais como baixa toxicidade tanto para o ambiente quanto para os humanos, são biodegradáveis e derivados de recursos renováveis. Sendo os coletores os principais insumos na flotação, os óleos vegetais já são amplamente empregados como coletores nesse processo, apresentando alto potencial como matéria-prima devido aos ácidos graxos constituintes. Este trabalho teve como objetivo avaliar, prospectivamente, o potencial de sabões de óleos, como os de semente de uva, de caroço de algodão e de crambe como coletores na flotação de minérios dolomíticos, usando o oleato de sódio como referência. Os ensaios de microflotação foram realizados com hematita e dolomita na célula de Fuerstenau e separado em três etapas principais. A primeira etapa foi realizada apenas com coletor e sistema isolado, nos pH 5; 6,1; 7,2. 8,3 e 9,4 e concentração de 50 mg/L. Na segunda etapa os ensaios foram realizados com mistura sintética igualitária dos minerais, na mesma faixa de pH utilizada anteriormente e com concentração dos coletores de 20 mg/L. Já a terceira etapa foi realizada com mistura binária dos minerais, nos pH 6,1; 8,3; 9,4 e 10,5, com adição de depressor com concentração de 3 mg/L e coletor com 50 mg/L. No sistema isolado, a melhor flotabilidade para a hematita foi no pH 8,3, com 87,02 % para o ácido oleico e 83,02 % para o óleo de semente de uva. Para a dolomita, todos os óleos resultaram em alta flotabilidade em todos os valores de pH estudados. Com a mistura binária e sem depressor, o óleo de crambe apresentou maior recuperação da hematita com 59,94 % no pH 6,1, apresentando o maior índice de seletividade de Gaudin de 1,50 e recuperação metalúrgica de 51,03 %. Os outros coletores não tiveram o mesmo comportamento, exibindo índice de seletividade menor que 1 em todos os valores de pH, indicando que o processo se trata de uma flotação aniônica reversa. No sistema de mistura binária com depressor, o ácido oleico e o óleo de semente de uva apresentaram melhor seletividade, ambos com aproximadamente 64 % de dolomita e 36 % de hematita em pH 6,1 e pH 10,5, indicando influência do amido na flotação da dolomita. De um modo geral, a dolomita apresentou boa recuperação em todos os valores de pH, porém com propensão a flotar em pH alcalino e a hematita em pH próximo do neutro. Apesar de não ter ocorrido melhora significativa na seletividade do sistema, pode-se dizer que os óleos vegetais em sua forma saponificada exibem potencial como coletores na flotação, no caso com a rota aniônica reversa de minério de ferro.Item Aplicação de resíduo da indústria alimentícia na flotação de minérios fosfáticos.(2022) Lima, Leandro Rodrigues de; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Silva, Denilson da Costa; Nogueira, Francielle CâmaraA busca por reagentes para a substituição do amido é um desafio técnico e uma necessidade para o setor mineral devido ao fato do amido ser um componente nutricional. O objetivo deste trabalho foi avaliar alguns resíduos da indústria alimentícia como reagente para deprimir as gangas carbonáticas (calcita e dolomita) no processo de flotação de rochas fosfáticas. O bagaço de cana (resíduo de indústrias de açúcar), o bagaço de malte e trub quente (resíduos de indústria de cerveja) foram avaliados como possíveis substituintes do amido, os quais apresentaram os seguintes teores de carboidratos 38,7%, 45,0% e 9,75% respectivamente. A quantificação de carboidratos nos resíduos foi feita pelo método de Lane-Eynon. As amostras minerais (apatita, calcita e dolomita) tiveram suas purezas determinadas por difração de raios- X e densidade por picnometria a gás. A faixa de concentração dos resíduos e pH foram definidos a partir de experimentos preliminares utilizando amido convencional. O coletor usado foi oleato de sódio na concentração de 5 mg/L e pH 9. Os preparos do bagaço de cana e de malte foi realizada com água ou solução de NaOH, com e sem aquecimento. O trub quente foi apenas diluído. Os três resíduos deprimiram a calcita, sendo os valores de flotabilidade abaixo de 10%. Entretanto, de modo geral, os resíduos mostraram baixa seletividade entre a dolomita e a apatita. O Melhor resultado foi para o bagaço de cana preparado com NaOH sem aquecimento, o qual apresentou a melhor janela de seletividade entre apatita e os minerais de ganga. A flotabilidade da apatita foi 81%, da calcita 2% e da dolomita 22%, usando a concentração de 7,5 mg/L. O amido de milho convencional não apresentou desempenho superior. A melhor janela de seletividade entre apatita e calcita foi 36% e entre apatita e dolomita 30%. Os resultados da medida de potencial zeta mostraram variações significativas para a calcita e dolomita utilizando o amido de milho, bagaço de cana e bagaço de malte. A presença dos depressores alterou o sinal do potencial zeta dos minerais, de positivo para negativo, sugerindo que a adsorção do oleato predominantemente eletroestática, uma vez que foi menos efetiva quando os depressores tornaram o sinal do potencial zeta negativo. As medidas de potencial zeta, aliadas aos resultados de microflotação, sugerem adsorção química do oleato na superfície da apatita e adsorção eletrostática do coletor na superfície da calcita e dolomita.Item Estudos de complexação dos íons Ca2+ e Mg2+ na flotação catiônica de minério de ferro.(2020) Cruz, Daniel Geraldo da; Lima, Rosa Malena Fernandes; Lima, Rosa Malena Fernandes; Monte, Marisa Bezerra de Mello; Lima, Neymayer Pereira; Brandão, Paulo Roberto Gomes; Leão, Versiane AlbisEste trabalho teve por objetivo estudar a possibilidade de complexação dos cátions Ca2+ e Mg2+ e de seus produtos de hidrólise presentes em águas duras, provenientes tanto da adição de reagentes (cal) para controle de pH de polpas quanto da dissolução de carbonatos, na flotação catiônica de minério de ferro, contendo minerais carbonatados associados ao quartzo em sua ganga. Em uma primeira fase, foram realizados ensaios de microflotação em pH 10,5 com os minerais puros (quartzo, hematita e dolomita), usando amido de milho gelatinizado e acetato de eteramina (50% de grau de neutralização) na dosagem de 2,5 mg/L, determinada em estudos prévios. Os reagentes complexantes testados foram hexametafosfato de sódio, ácido cítrico e fluoreto de potássio. Para o entendimento da influência destes reagentes e do EDTA (ácido etilenodiamino tetra-acético, sal dissódico) sobre as cargas superficiais dos minerais (hematita, quartzo e dolomita), foram efetuadas medidas de potencial zeta dos mesmos condicionados somente com NaCl (1x10-3 mol/L) e com os complexantes mencionados anteriormente, mantendo a mesma força iônica (NaCl = 1x10-3 mol/L). O potencial zeta dos minerais diminuiu após o condicionamento com os complexantes, sobretudo com hexametafosfato de sódio, principalmente para a hematita e para a dolomita. Nos ensaios de solubilidade da dolomita com os complexantes, verificou-se que a ordem decrescente de contribuição para solubilização foi: EDTA > ácido cítrico > hexametafosfato de sódio. Ensaios de adsorção em pH 10,5 dos reagentes: amido, amina, EDTA e hexametafosfato de sódio (condicionados individualmente e simultaneamente) com o quartzo e hematita, seguido da determinação dos espectros infravermelhos a transformada de Fourier (reflectância difusa) confirmaram adsorção da amina sobre o quartzo (interações eletrostáticas) e do amido sobre a hematita (adsorção química) e que as possíveis espécies adsorvidas tanto no quartzo quanto na hematita foram o Ca2+, Mg2+, Mg(OH)+ e Mg(OH)2. Nos espectros infravermelhos tanto do quartzo quanto da hematita condicionados com MgCl2, seguido de condicionamento com EDTA / hexametafosfato de sódio, não foi identificada a presença da espécie Mg(OH)2 em suas superfícies, comprovando a eficácia da complexação dos íons Mg2+. Nos ensaios de flotação em bancada efetuados com amostra de itabirito quartzoso (44,7% Fe e 31,8% SiO2) com adição simultânea de íons Ca2+ e Mg2+, verificou-se aumento tanto da recuperação em massa quanto metalúrgica de Fe e consequente diminuição do teor de Fe e aumento do teor de SiO2 nos concentrados obtidos. O emprego de EDTA (1080 g/t) após o condicionamento do minério, com concentração total dos íons Ca2+ e Mg2+ igual a 300 g/t, restabeleceu a seletividade do processo: os teores de Fe e SiO2 no concentrado foram de 63% e 4%, respectivamente), que são similares aos resultados dos ensaios sem a presença desses íons na polpa. Ensaios com itabirito quartzoso e dolomítico, artificial, por planejamento fatorial de experimentos com réplica, avaliaram os seguintes fatores: tempo de agitação da polpa antes da adição de reagentes (0 e 15 minutos), proporção de dolomita no minério (2,5 % e 10%), dosagem de amido (200 e 400 g/t) e dosagem de amina (50 e 150 g/t). De modo geral, obtiveram-se teores de SiO2 de 9% a 23%, teores de Fe de 44% a 58% e índice de seletividade (I.S.) de 2,5 a 6,0. Os melhores resultados com os complexantes foram obtidos com seu uso na proporção de EDTA : cátions = (0,6 : 0,9) e hexametafosfato de sódio : cátions (0,5: 0,8). Para 10 mg/L de íons totais (Ca2+ + Mg2+), os resultados foram: 52% Fe, 9,4% SiO2, 4,4% CaO e 2,3% MgO (EDTA = 82 mg/L); 57% Fe, 9,2% SiO2, 1,7% CaO e 1% MgO (hexametafosfato de sódio = 120 mg/L), com mesmo índice de seletividade (I.S. = 5,8).Item Flotação de smothsonita e dolomita com oleato de sódio/silicato de sódio : estudos fundamentais.(2016) Araújo, Ana Carolina Arantes; Lima, Rosa Malena Fernandes; Souza, Adelson Dias de; Pereira, Carlos AlbertoNeste trabalho estudou-se a separação seletiva por flotação dos minerais smithsonita e dolomita em amostras provenientes da região de Paracatu-Vazante, Minas Gerais/Brasil. Utilizou-se oleato de sódio como coletor e silicato de sódio como depressor. Estudou-se também a influência do sulfeto de sódio na superfície dos minerais e dos cátions (CaCl2, MgCl2 e ZnCl2) provenientes da dissolução destes. Para tal, realizaram-se estudos fundamentais, envolvendo testes de microflotação em tubo de Hallimond modificado e medidas de potencial zeta, variando a concentração dos reagentes e pH do meio. Com base nos estudos de microflotação efetuados em pH 9,5 observou-se que o oleato de sódio possui maior afinidade com a smithsonita (flotabilidade = 97,8 %) em relação à dolomita (flotabilidade = 68,6 %). O silicato de sódio deprimiu a dolomita, a 10,0 mg/L a flotabilidade foi igual a 6,51 %, o que não foi observado para a smithsonita, que obteve 98,4 % de flotabilidade. Porém, o excesso de silicato de sódio (150,0 mg/L) também deprimiu a smithsonita (flotabilidade = 35,8 %). O sulfeto de sódio deprimiu os dois minerais, a 10,0 mg/L a flotabilidade da smithsonita e dolomita foram iguais a 14,6 % e 7,8 % respectivamente. Os cátions Ca2+ e Mg2+ deprimiram a smithsonita, sendo o íon Ca2+ mais efetivo na depressão do mineral em todas as concentrações testadas. Com 1,0x10-3 mol/L as flotabilidades da smithsonita foram iguais a 8,6 % (Ca2+) e 87,9 % (Mg2+). O cátion Zn2+, nas concentrações igual e menor que 1,0x10-5 mol/L, ativou a dolomita, porém, em concentrações maiores que 1,0x10-5 mol/L, deprimiu o mineral. De modo geral, os valores de potencial zeta medidos para os dois minerais tornaram-se menos negativos na presença dos cátions comparados aos valores na ausência deles. Ambos os minerais foram deprimidos quando condicionados com os cátions, seguido de condicionamento com silicato de sódio. Observou-se que os íons em solução influenciam na flotação da smithsonita e dolomita, sendo necessário o controle dos íons para promover a separação seletiva entre os dois minerais.Item Depressores para dolomita na flotação de willemita.(2011) Pereira, Carlos Alberto; Zorzal, Caroline Belisário; Coelho, Lucas Carvalho; Oliveira, Michelly dos SantosEssa investigação avaliou o efeito de depressores para dolomita na flotação de zinco, a fim de aumentar tanto a recuperação quanto a seletividade. Os reagentes estudados foram: uma emulsão de amina (Clariant Flotigan 2835-2L), óleo diesel eMIBIC, nas proporções 1,0; 0,16 e 0,4 como coletor e espumante; solução de sulfeto de sódio e barrilha como agente ativador e modificador de pH, respectivamente; sili -cato de sódio como agente dispersante e como depressores: silicato de sódio, dextrina, dicromato de potássio, tanino, amido e carboximetilcelulose (CMC). As etapas de dispersão, sulfetização e flotação de willemita foram investigadas. Esse trabalho foi desenvolvido em escala de laboratório e apresentou, entre outros resultados, um bom desempenho da carboximetilcelulose e amido como depressores da ganga dolomítica na flotação do minério de zinco willemítico.