Agregação hidrofóbica aplicada ao beneficiamento de finos de minério de ferro.

Abstract

No cenário atual da mineração, diversas pesquisas têm sido desenvolvidas com objetivo de reaproveitar todo material que é depositado em barragens. Grande parte desse material é composto pelo rejeito proveniente das plantas de beneficiamento mineral, entretanto outra parcela é composta por finos de minério, que apesar dos teores de elementos úteis relativamente altos, não conseguem ser processados pelos métodos tradicionais de concentração. Várias alternativas têm sido propostas, dentre as quais se destaca o processo de agregação hidrofóbica por cisalhamento. Diferente dos processos usuais de aglomeração em que são utilizados floculantes ou coagulantes inorgânicos, essa técnica promove a agregação de partículas minerais, seletivamente hidrofobizadas pela ação de coletores, em um sistema submetido a uma intensa agitação. Os agregados hidrofóbicos formados são capazes de aderir na bolha e serem recuperados através da flotação. Apesar do potencial, este processo ainda possui aplicação limitada na indústria mineral brasileira, o que pode ser atribuído à disponibilidade de minérios de fácil processamento e à falta de compreensão a respeito do assunto. Este fato motivou o desenvolvimento desta pesquisa, que teve como objetivo estudar a aplicabilidade da agregação hidrofóbica por cisalhamento para auxiliar a flotação reversa do minério de ferro com granulometria (90% < 38 μm). Primeiramente, foram realizados estudos de agregação utilizando o quartzo. Em seguida, foram realizados ensaios de flotação de bancada, com a etapa de condicionamento em alta intensidade, com o minério de ferro. Para os estudos fundamentais, foram testados diferentes valores de pH, velocidade e tempo de agitação, tipo e concentração de coletor identificando as melhores condições de agregação do quartzo. Os coletores utilizados para hidrofobização dos minerais foram uma amina primária, uma etermonoamina e uma eterdiamina. Os resultados mostraram que não houve agregação das partículas na ausência do coletor, mesmo condicionadas em alta intensidade, comprovando a importância da hidrofobicidade das partículas para formação e crescimento dos agregados. Em relação a intensidade de agitação, o índice de agregação aumentou com a velocidade de rotação. Dentre os valores testados, em 500 rpm, o índice de agregação ficou muito próximo aos testes sem agitação. Em 3.000 rpm, apesar dos maiores índices de agregação, o tamanho dos agregados diminuiu, devido ao forte cisalhamento causado pela agitação do sistema. Quanto a carga das partículas, não foi possível relacionar a agregação do sistema com o potencial zeta das partículas, uma vez que foi observada agregação em altos módulos de potencial zeta, comprovando que a hidrofobicidade é o fator que governa este processo de agregação. Nos ensaios de flotação em bancada, observou-se para todos os reagentes testados um aumento significativo do índice de seletividade com o aumento da velocidade de condicionamento do sistema, com os maiores IS obtidos em 2.200 rpm. O aumento da porcentagem de sólidos de 30 % para 50% também contribuiu para o processo de separação. Quanto a quantidade de coletor, verificou-se que as dosagens de 150 g/t e 200 g/t garantiram melhor seletividade. Ao comparar os reagentes testados, a etermonoamina apresentou os melhores parâmetros de qualidade, ou seja, menor quantidade de sílica e consequente maior teor de ferro no concentrado que os outros reagentes testados. Já a eterdiamina alcançou maiores valores de produtividade quando comparada com a etermoamina. A análise dos resultados permitiu concluir que a agregação hidrofóbica é uma técnica promissora para a recuperação de partículas finas de minério de ferro.