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CONCENTRAÇÃO E DIAGRAMAS

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1. filtrado Est ril Final Figura 5 18 Diagrama simplificado de aplica o da jigagem Na figura 5 19 representa se um esquema de tratamento de um min rio em que a jigagem funciona como desengrossador reclamador de est reis sem classifica o pr via da alimenta o e em que os concentrados provis rios sub rede s o tratados em mesas oscilat rias precedidas de hidroclassifica o Muitas mais combina es de aplica o da jigagem poderiam ser apresentadas incluindo poss veis opera es de moagem sobre mistos ou pr concentrados Min rio Fragmenta o Distribui o Est ril Pecan oh 24 i 1 I 1 i i I Apuramento Est ril Final Figura 5 19 Diagrama de aplica o da jigagem e mesas 70 Os aparelhos de tratamento de particulas finas caracterizam se pela sua pequena capacidade o que exige a utiliza o de v rios aparelhos Para al m disso observa se que uma nica passagem do min rio por um aparelho n o permite a obten o de um concentrado suficientemente rico e um est ril suficientemente empobrecido em subst ncia mineral til A complexidade dos circuitos de separa o dependem de teor da alimenta o e teor dos concentrados e dos est reis granulometria da alimenta o quantidade de finos modo de tratamento dos mistos Quando a concentra o se efectua sobre min rios de baixo teor e n o se realizou uma pr via opera o de dese
2. sim DR q agregado part cula bolha 4 est vel W E q n o transfer ncia do agregado para a zona da espuma gt gt Wim flutua o com sucesso flutua o sem sucesso lt o Vv y Figura 8 1 Diagrama dos processos elementares da flutua o Schulze 1984 O arrastamento um problema na flutua o pois nele n o h discrimina o entre as part culas hidr fobas e hidr filas n o contribuindo para a separa o ambas est o presentes na gua entre bolhas sendo arrastadas com igual intensidade O grau de arrastamento particularmente elevado para os calibres finos pois estas part culas t m menor massa Este facto associado sua maior dificuldade de flutua o o principal respons vel pela baixa selectividade do processo de flutua o e consequentemente muitas vezes tamb m 113 respons vel pelo insucesso da flutua o de material extremamente fino Bartlett e Mullar 1974 Trahar e Warren 1976 Hemmings 1980 Trahar 1981 Frew e Trahar 1982 Sivamohan 1990 Subrahmanyam e Forssberger 1990 No par grafo 8 11 analisa se com pormenor a import ncia e a influ ncia do calibre das part culas no processo de flutua o No processo de flutua o de extrema import ncia n o s diminuir a influ ncia do arrastamento mas tamb m dominar algumas t cnicas que o permitam quantificar Estas t cnicas permitir o analisar qual a influ ncia dos par metro
3. cece ccc e cence eee e eee eae eeeeeeeeseesseessecnseeneeeseeses 4 4 Principais tipos AES JIGAS css puros re nomeia canes anini na a a AR PAS 5 Concentra o Hidrograv tica em Leitos Semi Estacion rios e Meios Fluentes 5 1 Princ pios gerais naian a eiaa aaa Aa E A Ya 5 1 1 Separa o em leitos semi estacion rios oscilat rios ssseeseeseeeesesseseesesesrsseseeees 5 1 2 Separa o em leitos semi estacion rios vibrantes 5 1 3 Separa o em meios fluentes 0 0 0 6 cece cece nce e eceseeeseeeeneeseeessecseseeeseeeeeeeeaeenaes 5 2 Aparelhos de concentra o em leitos oscilat rios 0 0 eeceeeceesteeteceeeceseeeseeeseeeseeneenseens 5 3 Aparelhos de concentra o em leitos vibrantes c cecccssecsseessceeeceseeeteeesseeseeeseeneeees SPANO ET je QUER RR SE DAR A ee Pe Soe a 5 3 2 Canais Rheolavadores resisaer risna n oe tige aae iaae ee Eoia ens 5 3 3 Espirais de Humphrey Sorrisi e a a aE a A aa aE A AA 5 3 4 Concentrador Reichert sssesssssssssseseesssssstssstsesseststestsstnestssesessesesestssesesssesesseset S9 Hidrocic lone sienien eaaa a Ea a A a i eE 5 3 6 Concentrador Centrifugos a aa a a A a 5 4 Aparelhos de concentra o em meio fluentes 0 eccecsseeseceteceeeeeseeeeeeseeeenteeseeenees 5 4 1 Mesas rectangulares dormentes eee re rerereeerereneraneraneranenanesa 5 42 Mesas redondas eer n errean n eae i a E a a a A aa 5 5 Concentra o grav tica a
4. fundamental a classifica o por equival ncia ou uma crivagem cerrada do produto a tratar De um modo estes aparelhos podem tratar material com calibre variando entre 0 2 mm e alguns mil metros 60 5 3 2 Canais Rheolavadores S o canais de trabalho continuo utilizados no tratamento de carv es A separa o operada baseia se na estratifica o vertical quando o min rio submetido ac o duma corrente de gua num canal Essa estratifica o leva a que os leitos junto do fundo do canal sejam constitu dos por xistos os superiores e pr ximos da superf cie sejam de carv o e os leitos interm dios sejam de mistos raianos Tal como nos aparelhos anteriores tamb m aqui se verifica que em cada um destes leitos h uma classifica o por calibres dispondo se os menores calibres nos estratos inferiores A corrente de gua no canal e a sua inclina o s o regulados de modo que a sua velocidade na regi o inferior seja suficiente para poder transportar o leito de xistos que a se origina constituindo um leito m vel mas denso que se op e penetra o das part culas leves de carv o Mediante cont nua diminui o do pendor do canal para o extremo da descarga ou por varia o da sec o a velocidade da corrente de gua de carreamento vai diminuindo devendo no entanto ter valor suficiente para o completo arrastamento dos produtos at ao seu extremo Ao contr rio das caleiras os canais rheolavador
5. imposs vel obter uma elevada recupera o simultaneamente com a obten o de concentrados de elevado teor pois nas separa es o teor deste aumenta com o dos est reis Como regra geral quanto maior for o teor dos concentrados maiores s o as perdas ou seja mais baixas s o as recupera es Assim as separa es efectuadas poder o conduzir a diferentes graus de enriquecimento com a respectiva produ o de concentrados de teor mais ou menos elevado e de est reis correspondentes menos ou mais enriquecidos em subst ncia mineral til havendo necessidade de em qualquer opera o de concentra o conciliar estes antagonismos para que dela se tire o maior lucro 1 2 Processos Gerais de Concentra o A separa o entre esp cies minerais concentra o conseguida tomando por base as propriedades que as distinguem ou diferenciam propriedades diferenciais Assim a selec o do m todo de concentra o depende da natureza do min rio e das propriedades dos minerais a separar e da diferen a dessa propriedades Os resultados das opera es de concentra o ser o tanto melhores quanto mais vincadas forem as diferen as nas propriedades escolhidas para servirem de base separa o Consoante a propriedade diferencial escolhida para servir de base separa o resulta um processo de concentra o que ser de natureza f sica f sico qu mica ou qu mica conforme se representa na tabela 1 1 Tabela 1 1 Pr
6. o n o chegam a penetrar no vortex ascendente de meio denso percorrendo assim a sua face interna e sendo descarregadas com o meio denso na extremidade inferior do DWP reduzindo muito a degrada o das part culas do min rio As part culas pesadas da alimenta o penetram no vortex ascendente em direc o parede interna do cilindro e s o logo descarregadas na abertura lateral superior atrav s de uma mangueira de descarga com parte do meio denso Como a descarga das part culas pesadas est localizada pr xima alimenta o os pesados s o removidos da unidade quase que de imediato ap s entrarem reduzindo 36 consideravelmente a degrada o das part culas Apenas as part culas de densidades pr ximas do meio denso entram em contacto com as paredes internas do cilindro por um tempo mais prolongado A descarga tangencial dos pesados conectada a uma mangueira flex vel a altura desta mangueira pode ser usada para ajustar a press o de topo e desta forma auxiliar no controle da densidade de corte Alimenta o de Min rio a Ay __ Descarga de Pesados as 2 e de Meio Denso Entrada de Meio Denso Descarga dos leves e de Meio Denso Figura 3 8 Separador Dynawhirlpool A capacidade do DWP atinge 100 t h Este equipamento apresenta algumas vantagens sobre outros tipos de separadores centrifugos de meio denso Al m de proporcionar uma menor degrada o dos produtos da separa o menor desgaste o
7. o de concentra o ideal ou teoricamente perfeita pois n o h perdas de mineral til todo ele recuperado A Figura 1 2b representa uma opera o de concentra o tipo industrial obtendo se um concentrado e um est ril contendo tamb m alguma subst ncia mineral til c c Figura 1 2a Figura 1 2b Figura 1 2 Rendimento em peso versus teor concentrado Supondo que o min rio a tratar tem o teor a em subst ncia mineral til a quantidade total desta de dada nas figuras 1 2a e 1 2b pelas reas dos rect ngulos ABCO Se este min rio for sujeito a uma opera o ideal a rea daquele rect ngulo ser igual do rect ngulo DEFO sendo c m ximo concentrado constitu do apenas por subst ncia mineral til e 0 perdas nulas em subst ncia mineral til Numa concentra o industrial uma vez que a recupera o n o de 100 e o concentrado n o puro n o se verifica e 0 e c m x a rea do rect ngulo ABCO ser igual soma das reas dos rect ngulos DEFO e AGHD que representam respectivamente o conte do em subst ncia mineral til no concentrado de teor c e Rp e no est ril de teor e sob o rendimento em peso 1 Rp Pela an lise das anteriores representa es gr ficas das opera es de concentra o conclui se que para uma mesma alimenta o de teor a s o incompat veis a obten o de elevados teores do concentrado c e elevados rendimentos em peso Rp Isto permite dizer que ser
8. o espec fica de condicionamento n o h qualquer discrimina o do efeito do calibre das part culas no tempo de contacto com os reagentes Apesar disto verifica se que a taxa de adsor o do reagente aumenta com a diminui o do calibre das part culas Assim esta caracter stica desde que a reac o seja ben fica contraria os maus resultados obtidos no tratamento dos finos pois se maior a taxa de adsor o de colector por parte dos finos ent o porque o sucesso da flutua o n o depende somente da taxa de adsor o dos reagentes Hemmings 1980 constatou que para um min rio de scheelite a adsor o espec fica dos reagentes da frac o fina cerca de 87 do material com calibre inferior a 6 5 um cerca 2 2 vezes maior que a da frac o mais grosseira somente cerca de 27 do material com calibre inferior a 6 5 um Entende se por adsor o espec fica a massa de reagente adsorvida por unidade de massa de s lido Deste modo tamb m este autor verifica que a taxa de adsor o do colector n o explica os maus resultados para a part culas finas No entanto a massa de s lido suscept vel de ser carreada pelas bolhas varia directamente com o seu calibre ou seja varia inversamente com a rea espec fica da superf cie das part culas Hemmings 1980 verificou que a rela o entre a rea espec fica da superf cie do material fino e a do material grosseiro era de 2 1 e que a rela o entre a capacidade de carreamento
9. o para que ela n o sedimente Assim um meio denso formado por part culas grosseiras n o ser o indicado para nele se efectuarem separa es Elevada finura da fase s lida fornecem suspens es mais est veis que exigem menor agita o mas dificultam e diminui a sua recupera o para posterior reutiliza o A densidade da fase s lida do m dium deve ser superior da esp cie mineral a flutuar j que a combina o s lidos gua na suspens o deve possuir densidade pelo menos igual da esp cie mineral a flutuar A densidade de uma suspens o fun o da densidade do s lido utilizado e da quantidade de s lido utilizado A densidade das suspens es pode ser calculada pela seguinte express o d E 3 1 C Dx 1 C Em que d e D representam respectivamente a densidade do meio denso e a densidade do s lido e C representa a concentra o em peso do s lido na suspens o Para C 70 D dever ser igual a 7 para se obter d 2 5 medida que aumenta a concentra o de s lidos aumenta a densidade da suspens o No entanto existe um limite do ponto de vista pr tico porque se a viscosidade da suspens o atingir determinados limites a fluidez do meio fica comprometida inviabilizando a separa o dos minerais do ponto de vista pr tico O limite da concentra o de s lidos das suspens es encontra se entre 70 e 85 em peso Existem quatro classes de suspens o cobrindo intervalos de densidades da suspens o relaci
10. 8 11 6 1 Adi o de leos neutros A recupera o de alguns finos aumenta quando se adiciona o respectivo colector conjuntamente com leos neutros Este m todo designado por flutua o em emuls o ou flutua o por aglomera o e consiste na forma o de pequenos agregados em torno das gotas de leo aumentando se assim o tamanho efectivo das part culas O leo ou faz aumentar a taxa de flutua o dos finos ou ent o diminui os efeitos nefastos das part culas finas na flutua o das part culas grosseiras A vantagem da utiliza o do leo pode residir no aumento do momento de impacto das gotas de leo Todavia tem a desvantagem de conduzir a elevado consumo de reagente e de apresentar menor selectividade 8 11 6 2 Ultraflutua o ou flutua o por carreadores Esta metodologia consiste na utiliza o de uma subst ncia hidr foba de maior granulometria que ir servir de carreadora dos minerais finos a flutuar Por exemplo no tratamento de caulino com vista elimina o de anatase poss vel a utiliza o de calcite que funciona como carreadora das part culas de anatase Assim as part culas ultrafinas de anatase ligam se s part culas grosseiras de calcite que por sua vez facilmente colidem com as bolhas ligando se a estas sendo depois levitadas pelas bolhas de ar at zona da espuma Esta metodologia apresenta como principal desvantagem o elevado consumo de reagente e a impossibilidade da recupera o
11. e Boa calibragem pr via da alimenta o semelhante motivo ao da separa o magn tica e Adequada intensidade do campo corona e est tico e velocidade de rota o do rotor separador 106 e Boa distribui o da alimenta o em leitos monogranulares sobre o cilindro separador e Alimenta o desprovida de humidade secagem pr via Como na maioria dos processos de tratamento de min rios granulometrias muito amplas n o s o adequadas separa o electrost tica Os separadores electrodin micos permitem trabalhar sobre um maior intervalo de calibres Tratando se de minerais de hematite poss vel tratar material com calibre entre 70 micra e Imm A dimens o e forma das part culas t m influ ncia na ac o do separador As part culas maiores apresentam pequena carga superficial devido baixa superf cie espec fica Como consequ ncia a for a electrost tica sobre as mesmas menor que o peso individual de cada part cula Tal facto justifica a presen a de material grosso e condutor na frac o n o condutora diminuindo a efici ncia do processo Por outro lado part culas muito finas condutoras tendem a permanecer com as n o condutoras nos leitos inferiores das mesmas sobre a superf cie do rolo diminuindo tamb m o desempenho da opera o Como resultado normal a pr tica operacional que utiliza m ltiplos est gios de limpeza com a recolha adicional de uma frac o mista o que proporciona a obten o de conce
12. o de ar ser maior que o observado quando o ar injectado exclusivamente pelo fundo da coluna Isto resulta do aumento da velocidade de subida das bolhas medida que o seu di metro vai aumentando Assim esta metodologia garante nos que na parte superior da coluna tamb m existem bolhas de calibre relativamente pequeno e que na zona mais profunda e interm dia da zona de colec o menor a turbul ncia da polpa 133 A profundidade de adi o do ar tamb m afecta o teor do material na espuma A realiza o de ensaios de flutua o numa c lula sob um min rio de carv o permitiu a Szatkowski 1987 observar que a profundidade de adi o do ar afecta o teor do material na espuma Maior profundidade de adi o das bolhas de ar significa que maior a probabilidade delas colidirem e ligarem se a part culas hidr fobas ou ent o de colidirem com outras e coalescerem Aquele autor verificou que numa c lula a adi o do ar a maior profundidade conduziu a maior teor em cinzas na espuma Isto ser motivado pelo facto de neste caso as bolhas chegarem zona da espuma com maior superf cie coberta donde resultam fen menos de coalesc ncia menos intensos sendo portanto tamb m menos intensos os efeitos de drenagem ou ent o aquele comportamento poder resultar das bolhas chegarem zona da espuma com maior tamanho provocando maior agita o na interface polpa espuma respons vel pelo aumento do arrastamento 8 10 Coluna gu
13. o dos minerais Deste modo por vezes necess rio eliminar alguma argila existente em excesso A estabilidade da suspens o deve ser a mais alta poss vel isto ela deve exigir a m nima agita o poss vel para manter o s lido em suspens o Entende se por estabilidade como o inverso da taxa de sedimenta o da suspens o Menor turbul ncia do meio denso resulta em menor forma o de finos decorrentes da degrada o do min rio evitando as perdas desses no circuito de recupera o do meio denso e evitando tamb m contamina o deste Entretanto poss vel que para formar essa suspens o mais est vel seja atingido o limite de escoamento desta aumentando a viscosidade para valores impratic veis As part culas do meio denso devem ter um tamanho que permita mant las homogeneamente distribu das em todo o fluido Para este efeito geralmente elas apresentam um calibre inferior a 0 2mm e cerca de 50 com calibre inferior a 0 074mm Para a obten o de uma suspens o ideal necess rio que o s lido a ser utilizado apresente as seguintes caracter sticas e dureza elevada para evitar a degrada o das part culas que geram finos durante a opera o e consequentemente aumentam a viscosidade da polpa e estabilidade qu mica apresentar resist ncia corros o e n o reagir com os minerais em estudo e densidade elevada para atingir a densidade de separa o dos minerais tendo o meio denso viscosidade aceit vel d
14. Comparativamente aos processos hidrograv ticos de separa o salientam se como vantagens para os meios densos a possibilidade de operar separa es entre esp cies minerais cuja diferen a de densidade menor que a exigida para as concentra es hidrograv ticas ex Jigagem separa o em mesas espirais e o poder realizar se a calibres maiores que os permitidos nos processos hidrograv ticos Os min rios a que se torna recomend vel o emprego dos processos de separa o em meios densos s o aqueles em que as esp cies minerais teis s o de ocorr ncia m dia a muito grosseira podendo separar minerais na gama de calibres entre 0 5mm e 300mm caso dos carv es 22 A separa o em meios densos foi aplicada pela primeira vez em meados do s culo XIX a min rios de carv o N o de estranhar que esta metodologia de separa o fosse aplicada em primeiro lugar a min rio de carv o pois para separar a ganga do carv o exigida baixa densidade para o meio denso flutuando nestes casos o carv o Estes meios densos eram conseguidos atrav s de mistura de areia e gua S em meados do s culo XX os meios densos come aram a ser utilizados na beneficia o de min rios met licos para os quais s o exigidas densidades superiores a 2 7 portanto menos f ceis de conseguir Primeiramente foi utilizada a galena sob fino calibre para prepara o do meio denso Por m como era dif cil recuperar a galena por flutua o foi desenvolv
15. Study of Particle Entrainment in Flotation Froths Trans Inst Min Metall Sect C Mineral Process Extr Metall 85 C191 194 Cerveira A M 1975 Apontamentos da disciplina Prepara o de Min rio Departamento de Engenharia de Minas Faculdade de Engenharia do Porto Choung J W Luttrell G H e Yoon R H 1993 Characterization of Operating Parameters in the Cleaning Zone of Microbubble Column Flotation Int J Miner Process 39 31 40 Collins A M e Read A D 1971 The Treatment of Slimes Miner Sci Eng 3 19 31 Crawford R Ralston J 1988 The Influence of Particle Size an d Contact Angle in Mineral Flotation Int J Miner Process 23 1 24 Crozier R D 1992 Flotation Theory Reagents and Ore Testing Pergamon Press 343 Cutting G W Barber S P e Newton S 1986 Effects of Froth Structure and Mobility on the Performance and Simulation of Continuoulsy Operated Flotation Cells Int J Miner Process 16 43 61 Dippenaar A 1982 I The Destabilization of Froth by Solids I The Mechanism of Film Rupture Int J Miner Process 9 1 14 Dippenaar A 1982 II The Destabilization of Froth by Solids II The Rate Determining Step Int J Miner Process 9 15 22 Dobby G S e Finch J A 1986 Particle Collection in Column Gas Rate and Bubble Size Effects Canadian Metall Quarterly Vol 25 n 1 9 13 Dobby G S e Finch J A 1987 Particle Size Dependence in Flotation Deriv
16. alguns erros na determina o da contribui o do arrastamento e da flutua o verdadeira Os resultados obtidos por cada m todo ser o tanto mais correctos quanto menor for o n mero de pressupostos em que se baseiam quanto mais pr ximo das condi es ideais de aplica o de cada um deles estiverem as condi es experimentais e ainda quanto menor for o n mero de ensaios necess rios realizar pois n o h dois ensaios iguais Assim os resultados obtidos por qualquer um daqueles quatro m todos devem ser cuidadosamente analisados De facto fundamental uma an lise dos poss veis erros cometidos por cada um deles de modo a permitir avaliar o grau de correc o dos valores obtidos e ainda saber se esses valores est o sobre ou subvalorizados Por exemplo atrav s do estudo comparativo dos quatro m todos e sabendo antecipadamente com base nas condi es experimentais quais os poss veis erros cometidos em cada um deles poss vel saber quais s o os valores mais pr ximos da realidade isto qual daqueles m todos conduziu aos valores mais cred veis Se genericamente se utilizar dois m todos A e B e se souber antecipadamente que o m todo A por se basear em determinados pressupostos pode conduzir a uma sobrevaloriza o do arrastamento e que o m todo B pode conduzir sua subvaloriza o ent o apesar de n o conhecermos o valor correcto para a contribui o do arrastamento pode admitir se que ele est compreendido
17. cie mineral para a outra as part culas grosseiras da esp cie mineral densa associam se s part culas finas menos densas Regulando a inclina o da superf cie e o caudal de gua poder conseguir se que os gr os da esp cie mineral densa sejam mantidos sobre a superf cie de separa o enquanto que os de menor densidade s o arrastados para fora dela 54 eo Filme de agua Figura 5 3 Classifica o longitudinal por rolamento das part culas Do exame das condi es que conduzem a separa es grav ticas pelas toalhas de gua conclui se da necessidade de classificar previamente as alimenta es a submeter a este tipo de concentra es sob pena de se perderem part culas grosseiras da esp cie mineral densa pois saem misturadas com os finos leves Essa classifica o deve ser feita sempre que poss vel por equival ncia ou ent o proceder a crivagens cerradas Aquela primeira impede a exist ncia simult nea na alimenta o de part culas finas pouco densas e part culas grosseiras densas Neste tipo de separa es necess rio ter em aten o a espessura do filme de gua e o tamanho m ximo das part culas De facto se sobre um superf cie inclinada correr um filme de gua de espessura H e nele se lan ar um conjunto de part culas minerais de calibres diferentes os gr os do tipo A n o se deslocam pois ficam acima da toalha de gua n o devem fazer parte da alimenta o os gr os como B de calibre aproximada
18. culas carregadas electricamente e As part culas devem possuir cargas el ctricas ou apresentar polariza o induzida suficiente para serem influenciadas pelo campo el ctrico Os equipamentos utilizados na pr tica t m em comum alguns componentes b sicos sistemas de alimenta o e recolha dos produtos campo el ctrico externo mecanismos de carga e dispositivos aderentes de transporte que provoquem diferentes traject rias das part culas diel ctricas O potencial e ou campo el ctrico variam com o tipo de separador Geralmente opera se com potenciais entre 10 a 100 kV enquanto que o campo el ctrico est compreendido na faixa de 4x10 at 3x10 V m A forma de um separador est fundamentalmente relacionada com o tipo de mecanismo utilizado na carga das diferentes esp cies minerais presentes na separa o Tem se ent o dois tipos b sicos de equipamentos os electrodin micos e os electrost ticos Nos primeiros emprega se o fluxo i nico com transfer ncia de cargas enquanto nos ltimos n o h fluxo i nico Na pr tica s o encontrados os separadores electrodin micos geralmente designados de alta tens o e os separadores electrost ticos de placas condutoras 102 7 4 1 Separadores electrostaticos de tipo electrostaticos Os separadores electrostaticos mais antigos foram do tipo electrostaticos de placas Os separadores de placas de queda livre nos quais as particulas caem entre duas placas uma carregada positivam
19. de l quido rigidamente ligado s bolhas Esta espessura deve ser tal que permita que aquando da colis o entre as part culas e as bolhas ocorra a liga o durante o tempo de contacto e que essa liga o depois de efectivada seja suficientemente est vel para que os agregados formados n o sejam destru dos As principais caracter sticas que um espumante deve possuir s o as seguintes fornecer uma espuma com estabilidade adequada fun o a exercer permitindo a drenagem do material arrastado de modo a ocorrer na espuma a separa o das subst ncias hidr fobas das hidr filas ap s a remo o da espuma esta deve rebentar n o deve ter propriedades colectoras deve apresentar baixa sensibilidade varia o do pH e a sais dissolvidos deve ser facilmente disperso no meio aquoso e obviamente deve ser barato e abundante no mercado A presen a do espumante respons vel por promover o aumento da espuma formada o aumento da dispers o das bolhas de ar diminui o do tamanho das bolhas e a consequente diminui o da velocidade de subida das bolhas efeito importante sobretudo na coluna aumentando assim o seu tempo de resid ncia na zona da polpa redu o da coalesc ncia na zona da polpa e da espuma Assim pode se dizer que a utiliza o de espumante tamb m conduz ao aumento da probabilidade de contacto entre as part culas e as bolhas ou seja conduz ao aumento da taxa de flutua o Todavia isto nem sempre corresponde ver
20. diferente do usado na flutua o cl ssica Consiste na promo o da flutua o pela utiliza o de v cuo ou de ultrassons nos quais o g s dissolvido precipitado sobre as part culas a flutuar tornando as mais hidr fobas servindo essas 158 pequenas bolhas de pontes de liga o com as bolhas de ar injectado Stuart et al 1986 constataram que num processo de flutua o a recupera o das part culas finas aumentava quando a polpa era sujeita a um campo de ultrassons tendo verificado que a recupera o das part culas finas com calibre inferior a 20 um aumentava com o aumento da intensidade dos ultrassons aplicados sendo no entanto muito pequena a influ ncia dos ultrassons na flutua o das part culas grosseiras Pensou se inicialmente que aquela melhoria da recupera o das part culas finas fosse resultado do aumento da temperatura da polpa causada pela aplica o dos ultrassons ou ent o da possibilidade de fragmenta o das part culas sendo as part culas mais finas mais facilmente arrastadas Havia tamb m a possibilidade da aplica o dos ultrassons alterar as propriedades da superf cie das part culas Por m o estudo do ngulo de contacto antes e depois da aplica o dos ultrassons veio contrariar essas possibilidades concluindo se ent o que o aumento da recupera o das part culas finas se devia de facto ao efeito real dos ultrassons Quando um som passa atrav s de um l quido geram se localmente regi
21. fabricantes de equipamentos para esse fim em uso comercial Apesar disto de seguida apenas se apresenta dois tipos de separadores grav ticos Separadores de Cone Wemco Os separadores tipo cone foram os primeiros a serem utilizados com sucesso comercial na separa o em meio denso Cone Chance em 1917 Utilizavam uma suspens o inst vel de areia operando sobre carv es com calibre compreendido entre 20mm e 100mm Esses separadores foram tamb m os primeiros a usar galena e magnetite como meios de separa o Este tipo de separador consiste essencialmente de um tanque c nico cujo di metro pode atingir 6 metros com capacidade at 500 ton h Apresenta um mecanismo interno de agita o lenta o bastante para manter o meio em suspens o uniforme e auxiliar o movimento do produto flutuado em direc o periferia do separador onde descarregado por transbordo com uma certa por o do meio que depois recuperado figura 3 3 O produto afundado removido do cone por meio de bomba ou de fluxo ascendente externo ou interno de ar comprimido air lift onde parte do meio denso que sai com o afundado drenado e volta directamente para dentro do cone Os separadores de cone s o mais indicados para o tratamento de carv es grossos na faixa de 3 a 100mm especialmente nos Estados Unidos onde os carv es possuem grande propor o de material leve S o menos indicados para alimenta es com maior propor o de material pesado
22. igual percentagem no afundado vem que C t x elt C p t x p t Carlt x Cap E 8 20 em que c t representa a percentagem em mineral a flutuar no afundado Admitindo que s s o flutuadas as part culas libertas suposi o aceit vel quando se est em presen a de part culas extremamente finas pode concluir se que a percentagem em mineral flutu vel do flutuado ct ser igual unidade Assim obt m se C t x c t C p t Car f X Cap E 8 21 184 Por outro lado como C t C p t Cay 0 8 22 vem que C t x elt C O Carr t Carr 1 X cap 8 23 C t x elt I Cat x Cap t 1 8 24 Carr t C t x Oe 8 25 Cap 1 Ora como poss vel determinar a massa total do recuperado C t a sua percentagem em mineral flutu vel c t e a percentagem em mineral flutu vel no afundado c t ent o facilmente se calcula a massa total do material arrastado Cart Assim a partir deste valor e da equa o 8 22 poss vel determinar a massa de material flutuado Como se admite que s flutuam as part culas libertas ent o a massa do material flutuado C t representa a massa de mineral flutuado M4t A rela o entre esta e a massa de mineral recuperada traduz a contribui o em percentagem da flutua o verdadeira A principal vantagem deste m todo permitir determinar a contribui o da flutua o verdadeira e do arrastamento a partir de um nico ensaio P
23. imposs vel realizar separa es perfeitas e completas isto separa es que levem obten o de um concentrado constitu do exclusivamente por subst ncia mineral til e um est ril constitu do exclusivamente por ganga Isto significa que o est ril cont m sempre alguma subst ncia mineral til e que o concentrado cont m sempre alguma ganga imposs vel na pr tica obter uma separa o completa dos constituintes minerais O tratamento de min rios apesar de ser essencialmente t cnico nas suas aplica es pr ticas n o pode desprezar o conceito econ mico O tratamento de min rios como qualquer outra actividade industrial est direccionado para o lucro H por m um conceito social que n o pode ser desprezado como por exemplo o princ pio da conserva o dos recursos minerais por se tratar de bens n o renov veis As reservas minerais conhecidas s o limitadas e n o se deve permitir o seu aproveitamento predat rio pois o maior lucro obtido no menor prazo poss vel dificilmente estar subordinado aos interesses sociais Em contraposi o agricultura diz se que o min rio s d uma safra Embora um min rio n o possa ser comercializado sem ser tratado a opera o de tratamento n o estar justificada se o produto final n o tiver um pre o de venda maior que todos os custos inerentes sua produ o Estes custos compreendem os custos de explora o tratamento transporte assim como os custos r
24. ncia Considere se dois gr os minerais equivalentes a de mineral leve e b de mineral denso figura 4 5 Trabalhando com correntes ascendentes e descendentes iguais com suc o os gr os ocupar o as posi es a e b no final do per odo de correntes ascendentes pois apresentam a mesma equival ncia Quando a suc o actuar o gr o maior ser imobilizado ou retardado descende at ay enquanto o gr o mais pequeno e de maior densidade descer at b4 pois desloca se mais facilmente atrav s dos canais inter part culas Deste modo para este tipo de material as duas esp cies minerais afastar se o apenas durante o per odo de suc o Isto permite afirmar que quando o produto classificado por equival ncia ele deve ser jigado com suc o TS OO le i aa ob a4 o EE Sa Sassi p fa ed Figura 4 5 Jigagem com suc o de alimenta o classificada por equival ncia 48 A capacidade das jigas depende da sua dimens o sendo proporcional rea da superficie de Jigagem e proporcional ao efeito de transporte da corrente horizontal desde a entrada da alimenta o at descarga do est ril Figura 4 2 A capacidade poder variar entre 2ton hora m para calibre finos at 25ton hora m para calibres grosseiros Dois factores regulam a efici ncia de jigagem O primeiro corresponde ao tempo necess rio para que a mais fina part cula de mineral denso possa penetrar no leito de concentrados durante o
25. o 8 25 ser n o a percentagem real no afundado mas sim a percentagem no afundado corrigido multiplicado pelo factor de discrimina o Quando o mineral a recuperar tiver maior densidade que as gangas como o exemplo atr s referido esse factor de correc o ter um valor inferior unidade O segundo erro suscept vel de ser cometido resulta da possibilidade de ser falsa a hip tese em que se admite que flutuam somente as part culas libertas Saliente se que na ind stria 185 mineira o problema do arrastamento grave fundamentalmente quando se est perante um material de granulometria extremamente fina e sobretudo quando se pretendem obter concentrados suficientemente limpos circuito de apuramento Ora neste caso o grau de liberta o concerteza grande ou seja a percentagem de mistos existentes pequena Deste modo nestas condi es poss vel a aplica o deste m todo sem se cometerem grandes erros na estima o da contribui o da flutua o verdadeira e do arrastamento Ali s este facto confirmado pelos resultados obtidos Se porventura tamb m alguns mistos flutuarem a contribui o do arrastamento determinada por este m todo estar sobrevalorizada pois admitimos que s s o flutuadas as part culas completamente libertas sendo as outras recuperadas por arrastamento 8 15 5 Discuss o dos 4 m todos O n o cumprimento dos pressupostos em que cada m todo se baseia leva a que se cometam
26. o do arrastamento das part culas finas Uma vez que o arrastamento proporcional quantidade de gua da alimenta o recuperada a diminui o da recupera o desta gua conduz obviamente diminui o da recupera o por arrastamento Isto pode ser conseguido atrav s da escolha de um espumante que possibilite a drenagem do material fino arrastado sem preju zo da recupera o verdadeira A utiliza o de uma polpa bastante dilu da tamb m conduz diminui o dos fen menos de arrastamento melhorando se assim a selectividade do processo de flutua o Tal como foi referido anteriormente se conseguir a agrega o das part culas hidr filas estas ser o mais dificilmente arrastadas originando assim flutuados mais puros A diminui o da recupera o da gua da alimenta o conseguida fundamentalmente na coluna de flutua o De facto como aqui a altura de espuma elevada conduzindo a 159 elevados tempos de resid ncia das particulas na zona da espuma e simultaneamente possibilitando a injec o de gua de lavagem estas duas caracter sticas permitem a diminui o da recupera o da gua da alimenta o diminuindo se assim a recupera o por arrastamento Referiu se anteriormente que a recupera o das part culas finas condicionada fundamentalmente pela sua baixa probabilidade de colis o com as bolhas n o sendo o seu grau de hidrofobicidade o factor condicionador da sua baixa recupera o Assim
27. o intensos isto conduziria a separa es muito pouco selectivas pois do aumento do tempo de flutua o resultam fundamentalmente aumentos significativos da recupera o por ac o do arrastamento das part culas finas Assim o aumento do tempo de flutua o conduz ao aumento de recupera o de polpa ou seja ao aumento da recupera o por arrastamento de part culas s lidas e de gua A rela o entre a recupera o de part culas s lidas por arrastamento e a recupera o de gua linear Na figura 8 16 representa se a influ ncia da recupera o da gua na recupera o por arrastamento de part culas de quartzo com calibre inferior a 5 um Trahar 1981 50 ESPUMANTE DENSIDADE DA PRESEN A DE ADICIONADO POLPA CALCOPIRITE mg min SOLIDOS 40 o 2 5 16 n o 2 5 16 n o 2 5 16 sim 2 5 16 sim n o 20 5 0 16 n o 10 27 n o t 470005650 5 0 16 sim 0 10 20 30 40 50 60 70 RECUPERA O DE GUA Figura 8 16 Rela o entre a recupera o de particulas finas lt 5 um de quartzo e a recupera o de gua e influ ncia da taxa de adi o de espumante e da concentra o de s lidos na polpa Trahar 1981 A inclina o da recta de regress o representada na figura 8 16 0 72 significando que a recupera o das part culas de quartzo de 72 da recupera o da gua O facto de para as 151 diferentes condi es operat rias os resultados se disporem sobre
28. o n o basta que as part culas flutuem desde a zona da polpa at espuma tamb m necess rio que nesta zona os agregados part culas bolhas que a chegam n o sejam destru dos caindo novamente as part culas na zona da polpa Assim a espuma deve ter uma estabilidade tal que sustenha as part culas flutuadas mas deve permitir que as part culas arrastadas possam ser drenadas retornando novamente zona da polpa contribuindo assim para uma separa o mais selectiva O processo de flutua o pode ser dividido num conjunto de opera es elementares interactivas conforme se representa no diagrama da figura 8 1 Esta figura permite verificar a complexidade do processo de flutua o e a inter rela o dos processos elementares constituintes deste processo e a sua import ncia para o sucesso da opera o de flutua o Assim verifica se que para o sucesso da flutua o de um determinado mineral necess rio que as part culas colidam com as bolha e se liguem a estas sendo esta possibilidade de liga o discriminat ria que de seguida as part culas ligadas sejam carreadas at superf cie formando a espuma n o havendo a sua desliga o durante aquele percurso e que finalmente o material da espuma seja recolhido 8 3 Flutua o verdadeira e flutua o falsa arrastamento No processo de flutua o por espuma as part culas podem ser recuperadas por flutua o verdadeira ou por flutua o falsa arrastamento A flut
29. o ocorre sobre a placa condutora pela ac o do campo el ctrico devido ao el ctrodo de sinal negativo adquirindo as part culas uma carga de sinal contr rio ao do el ctrodo Por este motivo h uma transfer ncia de electr es dos minerais condutores atrav s da placa tornando os positivos Este comportamento resulta na atrac o das part culas condutoras pelo el ctrodo mudando a sua traject ria As part culas n o condutoras n o s o influenciadas pelo campo el ctrico continuando por isso o seu escoamento descendente por gravidade 103 ALINL SS PLACA DE ALIM ELETRODO DIVISOR CONDUTOR NC NAO CONDUTOR Figura 7 5 Separador electrostatico tipo placa As for as electrost ticas que actuam nos separadores de placas condutoras s o de baixa intensidade condicionando a sua aplica o separa o de minerais com calibre mais grosseiro Tal limita o um factor que justifica o seu baixo uso nas opera es prim rias de separa o e ainda faz com que sejam raramente usados nas etapas de limpeza como no caso das areias monaziticas Nos separadores electrost ticos as part culas finas s o mais afectadas pelas for as d beis intervenientes e por conseguinte o produto condutor contem preferencialmente part culas condutoras finas Ao mesmo tempo n o h tend ncia para que as part culas grossas n o condutoras entrem na corrente das condutoras Como estes separadores actuam principalmente
30. ocasionando uma diminui o da agita o havendo como que um amortecimento da intensidade do choque entre as part culas e as bolhas que se reflecte na diminui o da recupera o Harris et al 1983 verificaram que para elevadas taxas de aera o numa c lula h a diminui o da capacidade de suspens o da polpa resultando na sedimenta o das part culas de maior massa Na coluna pode tamb m suceder que elevadas taxas de aera o mesmo que n o conduzam obten o de bolhas de maior di metro porque se trabalha com outro tipo de sparger conduzam a elevada concentra o de ar na zona de colec o originando escoamentos mais turbulentos apresentando as bolhas uma traject ria irregular dificultando o fen meno de colis o e liga o e conduzindo provavelmente a zonas de interface polpa espuma mais inst veis que podem ser respons veis pela menor recupera o Por outro lado isto conduz tamb m a maiores recupera es por arrastamento pois mais gua e s lido s o arrastados desde a polpa at espuma conforme foi constatado por Yianatos et al 1986 1987 Todavia estes autores tamb m conclu ram que perante maiores taxas de aera o e uma vez que maior a quantidade de gua arrastada a espuma apresenta um estrutura mais m vel facilitando os fen menos de drenagem 8 8 Aparelhos de flutua o C lula e coluna A flutua o por espumas tornou se nos ltimos 50 anos o processo mais importante de sepa
31. odo de subida do pist o poss vel injectar gua na c mara de jigagem permitindo atenuar o per odo de suc o ou regular a sua intensidade Jiga Pan American Comp e se de duas ou tr s c lulas iguais e independentes associadas em s rie sendo cada uma delas dividida pela rede em compartimento de jigagem superior e compartimento de produtos de filtragem inferior Neste a pistonagem conseguida por meio de mbolo que acciona a parte c nica inferior do compartimento do filtrado ligada superior 50 por um diafragma de borracha Superiormente ao diafragma faz se a entrada de agua sob press o para regular a suc o Jiga Hancock uma jiga de rede m vel mergulhando e emergindo da gua contida num reservat rio Consta de um tanque rectangular alongado compartimentado inferiormente e cheio de gua Um pouco abaixo do n vel da gua move se um crivo de malha crescente para a sa da que emergindo e imergindo alternadamente provoca a dilata o e compacta o do leito e provoca o caminhamento longitudinal do min rio a separar Os concentrados e mistos atravessam a rede de jigagem e caem nos compartimentos inferiores diminuindo o seu teor da entrada para a sa da Este tipo de jiga pode ser utilizado no tratamento de min rios pobres funcionando como desengrossadora Jiga Hardy Smith Trata se de uma jiga redonda com um crivo provido de movimento ascendente r pido e descendente lento regul vel Uma vez
32. passam para o rejeito transportadas pela gua Os obst culos podem ser amov veis ou podem ser substitu dos por carpete que mais eficiente para aprisionar ouro Riffles Figura 5 8 Representa o t pica de uma caleira As principais vari veis de uma caleira s o a largura profundidade comprimento alguns metros quanto maior maior a recupera o inclina o e a quantidade de gua Numa instala o a laborar a quantidade de gua e a inclina o do canal s o regulados de modo que as part culas leves se desloquem sobre os riffles e as part culas pesadas fiquem depositados entre os riffles Como se viu anteriormente por ac o turbilhonar da corrente de gua as part culas pesadas v o atingindo o fundo do canal atravessando os leitos superiores de areias leves em agita o entre os riffles e que se v o deslocando gradualmente para cima e portanto v o se expondo ac o de arrastamento da corrente de gua Quando se verifique que j existe suficiente quantidade de subst ncia mineral til densa entre os riffles o material retido nesses obst culos pr concentrado removido manualmente ap s interrup o ou desvio da alimenta o e em alguns casos pode ser submetido a uma tratamento de apuramento Tal como nos aparelhos anteriores dado o mecanismo de separa o as part culas pesadas finas s o preferencialmente recuperadas em rela o s pesadas grossas Por este motivo
33. podendo estes alterar por fen menos de cobertura as propriedades da superf cie dos finos a flutuar Todavia saliente se que esta justifica o n o explica s por si as baixas recupera es de part culas de pequeno calibre onde n o se verifica a sua contamina o por outros minerais Uma das principais causas para os maus resultados na flutua o dos finos est relacionada com a sua elevada energia superficial que lhes confere uma elevada solubilidade elevada hidrata o r pidas reac es superficiais e adsor es n o espec ficas dos reagentes A energia livre superficial por unidade de rea de um cristal perfeito deveria ser independente do calibre das part culas Por m como a maior parte das part culas n o s o cristais perfeitos pode suceder que a energia livre superficial varie com o calibre das part culas resultado das diferentes imperfei es associadas a cada calibre defendido por Collins e Read 1971 que as part culas finas pelo facto de terem sido sujeitas a ac es mais intensas de fragmenta o apresentam proporcionalmente mais bordos mais sali ncias e maior rugosidade e outros pontos de elevada energia donde apresentam maior energia superficial por unidade de rea da superf cie Se a adsor o do colector aumenta com a presen a desses pontos de elevada energia seria de esperar que fosse maior a recupera o dos finos Por m tamb m se pode argumentar que as part culas grosseiras s s o
34. tendo para o efeito utilizado v rias frac es granulom tricas fazendo variar o seu grau de flutuabilidade Estes autores verificaram que a estabilidade da espuma m xima quando as part culas apresentam um grau m dio de hidrofobicidade correspondente a um Angulo de contacto de 171 aproximadamente 65 As part culas com baixo grau de hidrofobicidade ngulo de contacto inferior a 40 influenciam muito pouco a estabilidade da espuma Por m as part culas com maior grau de hidrofobicidade que penetram em maior profundidade o filme de l quido em torno da bolha provocam a desestabiliza o da espuma Observou se tamb m que as part culas mais finas conduzem a espumas mais est veis A dilui o da polpa e a concentra o de part culas hidr fobas existentes na polpa tamb m afecta a estrutura da espuma Trabalhos realizados por Ross e Deventer 1990 permitiram verificar que quando elevada a concentra o de part culas hidr fobas na polpa sendo portanto elevada a sua taxa de transfer ncia para a espuma conduz forma o de com elevada percentagem de s lidos apresentando uma estrutura fechada Polpas bastante dilu das conduzem a espumas abertas e m veis resultado da elevada contribui o da gua da polpa na espessura do filme de gua em torno das bolhas sendo pequena a viscosidade da polpa contida nesses filmes 8 14 Influ ncia da estabilidade e da altura da espuma na flutua o A estabilidade e a alt
35. todo de ROSS iisipan oan i a a a o aa a ean na aana 8 154 M todo Pita as cei Scie ategagtanuel an a A a EE e e i EE a T a PARTE 8 15 5 Discuss o dos 4 m todos ccceeccesccesscseecesseeseceseceseceeeseceessenseceseceseeeeeeeseeeeeeeeeaeenes 8 16 Circuitos de flutua o 0 ccc cceccccssececseceesseesseecsseeeesseeessecesseceseecsseeesaeeeeseseesseeesseenses 8 17 Considera es finais esmis nsnsi aesan isien a i anes aa aaia Bibliografia 122 125 127 129 133 134 135 135 137 138 139 141 142 145 151 155 156 156 156 157 157 158 158 158 158 159 161 164 165 166 166 169 172 180 180 181 182 183 186 188 190 iv 1 CONCEITOS GERAIS 1 1 Introdu o De um modo geral os min rios tal como s o extra dos das suas jazidas n o s o imediatamente utiliz veis ou trat veis metalurgicamente A grande maioria das esp cies minerais que os constituem n o possuem valor comercial formando as chamadas esp cies minerais gangas ligando se a elas em propor es vari veis os minerais teis que conferem valor e utilidade ao min rio No conjunto das opera es de tratamento de min rios s o as opera es de concentra o que na maioria das vezes fazem a separa o entre as esp cies minerais teis e as in teis ou gangas ou mesmo a separa o entre si de v rias esp cies minerais teis Desta separa o resulta a obten o de dois produtos o concentrado produto enriquecido em subst
36. ximo para a zona dos finos medida que o tempo de indu o aumenta isto medida que diminui a hidrofobicidade Isto resulta do facto de apesar do tempo de deslizamento diminuir com o aumento do calibre para pequenos tempos de indu o mesmo as part culas grosseiras apresentam tempos de deslizamento superiores a estes tempos de indu o Para elevados tempos de indu o aumentos pouco significativos do calibre das part culas ocasionam significativas diminui es do tempo de deslizamento relativamente aos tempos de indu o podendo ser respons veis pela sua n o flutua o Ao contr rio do observado na coluna na c lula de flutua o em que a colis o provocada pela agita o o aumento do calibre das part culas conduz ao aumento do tempo de contacto Assim como na coluna o tempo de deslizamento ou tempo de contacto aumenta com a diminui o do tamanho das part culas pois diminui a velocidade relativa entre as part culas e as bolhas este comportamento explica a melhoria dos resultados da flutua o dos finos quando tratados numa coluna A maior dificuldade de flutua o dos finos pode tamb m ser explicada pelo seu pequeno momento de choque quando as part culas colidem com as bolhas podendo ser insuficiente para promover a ruptura do filme de l quido que as separa das bolhas de ar 149 Referiu se anteriormente que para ocorrer levita o das part culas ligadas as bolhas necess rio que estes agregad
37. Entrainment Trans Instn Min Metall Sect C Miner Process Extr Metall 100 C121 C126 Ross V 1991 The Behaviour of Particles in Flotation Froths Minerals Engineering Vol 4 n 7 11 959 974 Schubert H e Bischofberger C 1978 On the Hydrodynamics of Flotation Machines Int J Miner Process 5 131 142 194 Schulze H J 1977 New Theoretical and Experimental Investigations on Stability of Bubble Particle Aggregates in Flotation A Theory on the Upper Particle Size of Floatability Int J Miner Process 4 241 259 Schulze H J 1982 Dimensionless Number and Approximate Calculations of the Upper Particle Size of Floatability in Flotation Machines Int J Miner Process 9 321 328 Schulze H J 1984 Pysico Chemical Elementary Processes in Flotation Developments in Mineral Processing Volu 4 Elsevier 348 Schulze H J Radoev B Geidel Th Stechemesser H e Topfer E 1989 Investigation of the Collision Process Between Particles and Gas Bubbles in Flotation A Theoretical Analysis Int J Miner Process 27 263 278 Sivamoham R e Forssberg E 1985 Recovery of Heavy Minerals From Slimes Int J Miner Process 15 297 314 Sivamoham R 1990 The Problem of Recovering Very Fine Particles in Mineral Processing a Review Int J Miner Process 28 247 288 Subrahmanyam T V e Forssberg E K S 1988 Froth stability Particle Entrainment and Drainage in Flotation A Re
38. Espirais de Humphrey Este aparelho consiste num canal de sec o transversal semi circular enrolado segundo uma h lice de eixo vertical de 2 a 3 metros de altura consoante o n mero de espiras 5 a 6 e de di metro entre 0 5m e Im Figura 5 11 No tratamento de part culas finas estes s o os concentradores hidrograv ticos que apresentam dos melhores resultados sendo mais eficientes e econ micos e menos espaciais do que as mesas T m uma gama de trabalho entre 50 micra e 1 mm Uma espiral simples apresenta uma capacidade semelhante da mesa mas ocupa uma rea muito menor Figura 5 11 Esquema de uma espiral Humphrey 62 A polpa com uma concentra o de s lidos de aproximadamente 25 e a gua de lavagem s o alimentadas superiormente correndo no interior do canal a sua velocidade aumenta desde um valor m nimo na superf cie do canal at um valor m ximo na interface com o ar Cada part cula no seu movimento submetida ac o da for a centrifuga que directamente proporcional ao quadrado da velocidade de escoamento e massa da part cula e inversamente proporcional ao raio da traject ria por ela descrita Esta for a agindo sobre a gua acumula a sobre o bordo exterior do canal Ocorre tamb m aqui uma estratifica o vertical das part culas por ordem decrescente de densidade e crescente de calibres em cada estrato densit rio Assim as part culas grossas leves ficam sujeitas a maiores ac es de la
39. Intensidade de dee Bic ok ie ok ad ok ake lee oko ok pkk ak ak e ak ake ak e 3k a ak 3k Be e 2k ke e via h mido Alta Intensidade Sea Rp oa edad pede bok eok Beak ok ok bie ok Mag seco Baixa e alta Intens dd fi kakak e ok akak e ak ak a a a ok Bk ak 3k ok foe ak 3K 3K e ok ak e ok Electrost Pr Electroestatico PR Fee eA ea eee ee Flutua o Por espumas epa dee Hook oR 2k Pede batente a Pkk Em mess A Bo ke a Pi ok ak ok e ok ak ok ok bk ok ok Hidrometa Lixivia o com Pete tee hesa ted e Bak ok pk 2h agita o l rgicos Bra Lixivia o sem AEA BC 2 ak Pie ate a 2 ak 2 2 e Pe 22k agita o 1 3 2 As part culas mistas perante o processo de concentra o A exist ncia de part culas mistas na alimenta o de qualquer aparelho separador conduz diminui o do teor em subst ncia mineral til no concentrado concentrado mais pobre e a um aumento daquele no est ril est ril mais rico pois elas distribuem se nestes dois produtos finais ou ent o em alguns aparelhos formam um produto inacabado interm dio produto misto As esp cies minerais numa part cula mista podem associar se de v rios modos originando tipos com comportamentos diferentes perante os v rios processos de concentra o Na figura 1 3 representam se de forma ampliada diversos tipos de part culas mistas consoante a ocorr ncia do mineral til e da ganga c quartz
40. Por estes motivos verifica se que o aumento da taxa de aera o at determinado valor conduz ao aumento da taxa de transfer ncia de material da polpa para a espuma Estudos realizados por Schubert e Bischofberger 1978 e por Varbanov 1984 permitiram verificar que numa c lula mec nica a recupera o aumenta inicialmente com a taxa de aera o at um certo valor diminuindo de seguida medida que essa taxa aumenta Este comportamento resulta fundamentalmente do aumento da turbul ncia na polpa e da desadsor o dos reagentes da superf cie das part culas e da sua adsor o superf cie das bolhas Todavia o aumento da turbul ncia parece ser a causa principal para a diminui o da recupera o com o aumento da taxa de aera o pois as part culas mais grosseiras que constituem os agregados mais inst veis s o as mais afectadas Deste modo o aumento da turbul ncia e porventura o aumento do di metro das bolhas conforme constatado por Luttrell e Yoon 1991 sobrep e se ao efeito do aumento da taxa de aera o Ao contr rio de Varbanov 1984 e Schubert e Bischofberger 1978 Laplante et al 1983a b c conclu ram que a taxa constante de flutua o de galena aumenta com a taxa de aera o n o mostrando qualquer inflex o Todavia estes autores tamb m verificaram que a taxa de transfer ncia de material da zona da polpa para a espuma aumentava inicialmente com a taxa de aera o diminuindo de seguida a partir de uma da
41. Prentice All Englewood Cliffs N J 700 193 Luttrell G H e Yoon R H 1991 A Flotation Column Simulator Based on Hydrodynamic Principles Int J Miner Process 33 355 368 Lynch A J Johnson N W Manlapig E V e Thorne C G 1981 Mineral and coal flotation circuits Ed Fuerstenau D W Elsevier Amsterdam 290 Malysa K Barzyk W e Pomianowski A 1982 Influence of Frothers on Floatability I Flotation of Single Minerals Quartz and Synthetic Chalcocite Int J Miner Process 8 329 343 Malysa K Barzyk W Czarnecki J e Pomianowski A 1982 Influence of Frothers on Floatability I Flotation of Chalcocite and Quartz Mixtures Int J Miner Process 9 121 131 Moolman D W Aldrich C van Deventer J S J e Stange W W 1995 The Classification of Froth Structure in a Copper Flotation Plant by Means of a Neutral Net Int J Miner Process 43 193 208 Moys M H 1978 A Study of a Plug Flow Model for Flotation Froth Beahaviour Int J Miner Process 5 21 38 Mular A L et al 2002 Mineral Processing Plant Design Practice and Control Proceedings Society for Mining Metallurgy and Exploration Inc Littleton Colorado O Connor C T Randall E W e Goodall C M 1990 Measurement of the Effects oh Physical and Chemical Variables on Bubble Size Int J Miner Process 28 139 149 Parekh B K Miller J D 1999 Advances in Flotation Technology Society for Mining
42. SECO cece cece eee nen eee nen ence eee EEE EEE EEE EE EE 5 6 Alguns diagramas de concentra o gravitica cc ccc cece ce ee ence cee e nett ene eneenenes 6 Concentra o Magn tica o oo ee cecccccesccessecsescesencecesecesaeceeaaeceaceceeeeeseeeeesaecseaeceeaeeceeeesas 6 1 Introdu o 6 2 Fundamentos te ricos ccc cece cece eeeee ce cuuuescsesessssssescsseesesssssssescessestsseescesesee 6 3 Part culas minerais submetidas ac o de um campo magn tico s 6 4 Permeabilidade e susceptibilidade magn tica dos minerais ceeeecesteesteeteeeeeeeees 6 5 Calibres limites nas separa es magn ticas cccesceesseesseeteceseceseeeseeeseeesecneeneeneeeees 6 6 Atrac o entre part culas magnetizadas ccccesesscessceeeceeseeeeeeececeeeeeeeeeeeeeeesaes 6 7 Tipos de separadores magn ticos ccccesccessessecsecsecneceeeeseeceseecsaecseeeeceseeeseeesecneeeaeens 6 7 1 Separadores de baixo campo via seca sceecceeseesseesseesseeteceeeceseeeseeeseecsecneceteeeneeenes 6 7 2 Separadores de baixo campo via h mida eee eeeeererareeraeraneea 6 7 3 Separadores de alto campo via seca eececesecssceseceesceeecesceescenseceeeeeeeeeeesseeseenseeeaeens 6 7 4 Separadores de alto campo via h mida eee eee rererenereneraneranos OFS Outros separadores asus sides porno eds maga Sora a brasa srs ATo a ae ia 6 8 Con
43. a Pi Rey pas AME Flutuado ey aS Or See deel Li ca y ee e a Figura 3 4 Separador de tambor para dois produtos 33 Foot 00000 ee ode Figura 3 5 Corte transversal de um separar de tambor para dois produtos O separador de tambor pode ser usado para obten o de dois ou tr s produtos de separa o Para dois produtos de separa o flutuado e afundado s o constitu dos por um s compartimento de separa o Figura 3 4 enquanto que com tr s produtos de separa o incluindo mais um produto misto s o constitu dos por dois compartimentos de separa o Figura 3 6 operando independentemente um do outro Meio de maior densidade Alimenta o N Oi no Meio de menor densidade Flutuado Compartimento 1 Compartimento 2 Compartimento 1 Menor Densidade Compartimento 2 Maior densidade Figura 3 6 Separador de tambor para tr s produtos 34 A pequena profundidade do meio denso nesses equipamentos em compara o com os separadores de cone minimiza a sedimenta o das part culas do meio denso dando uma maior uniformidade na densidade em toda a extens o do tambor A agita o provocada pelos elevadores tamb m melhora a homogeneiza o do meio denso No separador de tr s produtos ou de dois compartimentos o produto afundado em uma densidade menor no primeiro compartimento alimenta o segundo compartimento onde a densidade de separa o
44. a gama de calibres produzida na fragmenta o tendo de ser complementada com outro m todo para o tratamento dos finos De um modo geral os meios densos s o utilizados no tratamento de min rios met licos para efectuarem um desengrossamento podendo ser utilizados no tratamento de carv es com o objectivo de produzir j concentrados finais A figura 5 17 representa um esquema simplificado de tratamento onde a concentra o em meios densos trata apenas a frac o mais grosseira proveniente da fragmenta o visando a obten o de um est ril definitivo e um pr concentrado a retratar talvez ap s sofrer uma opera o de moagem Min rio Fragmenta o Classifica o Separa o Meios densos Est ril Conc provis rio Final 4 Concentra o de finos Concentra o Figura 5 17 Diagrama simplificado de aplica o dos meios densos A jigagem de um modo geral tal como a separa o em meios densos no tratamento de min rios met licos visa a obten o de um est ril definitivo e de um pr concentrado a retratar Quando a subst ncia mineral til ocorre a calibres grosseiro ela poder produzir um concentrado definitivo Na figura 5 18 representa se um esquema de tratamento de um min rio exclusivamente pelo processo de jigagem A primeira sec o de jigagem produz est reis definitivos e concentrados provis rios a rejigar 69 Min rio Fragmenta o Classifica o
45. a seco como a h mido O m todo a seco usado em geral para granulometrias grosseiras e a h mido para granulometrias mais finas Recentemente tem se verificado grandes avan os em ambos os m todos S o conhecidos separadores magn ticos que operam industrialmente utilizando um campo que varia de 5 a 6 T sendo 1 T Tesla igual a 10 G Gauss e que representa 1 NA m 6 2 Fundamentos te ricos Em torno de corpos magn ticos e de circuitos el ctricos criam se campos magn ticos que de um modo geral se podem representar por um sistema de linhas de for a cuja direc o indica em cada ponto a direc o do campo Embora em cada ponto do campo passe uma linha de for a para se obter uma imagem da intensidade do campo H usual admitir se que o n mero de linhas de for a que passam pela unidade de superf cie do campo proporcional intensidade do campo Isto considera se que por unidade de superf cie normal ao vector campo passa apenas uma linha de for a se o campo tiver a intensidade um Num ponto de um campo magn tico de intensidade H criado no vazio a unidade de superf cie normal a H ser atravessada por H linhas de for a Se em vez do vazio o campo magn tico for criado noutro meio as condi es magn ticas s o alteradas e a unidade de superf cie ser atravessada em vez de H por uH linhas de for a em que u representa a permeabilidade magn tica do meio ou da subst ncia O produto da permeabilidade pela i
46. anterior vindo a constatar que o valor de x era igual a 2 para aqueles minerais Tamb m Anfrus e Kitchener 1977 conclu ram que a probabilidade de colis o de part culas de quartzo e vidro com as bolhas era proporcional ao quadrado do raio das part culas Esta teoria veio a ser confirmada atrav s da compara o da efici ncia de colis o prevista pelo modelo implementado e a efici ncia de colec o experimental obtida na flutua o de part culas de quartzo com diferentes calibres Para as part culas de vidro aqueles autores verificaram que a efici ncia de colis o apresentava aquela rela o com o calibre das part culas tendo no entanto constatado que a efici ncia de colec o apenas cerca de 20 da efici ncia de colis o Isto resulta do facto das part culas de vidro apresentarem uma forma esf rica e lisa deslizando muitas delas sobre as bolhas sem conseguirem romper a pel cula de gua n o originando qualquer liga o J para as part culas de quartzo a efici ncia de colec o semelhante efici ncia de colis o porque as part culas apresentam forma irregular e rugosa significando que qualquer part cula que colida com as bolhas capturada Tamb m Szatkowski e Fryberger 1985a b conclu ram que a taxa de flutua o de quartzo proporcional rela o entre o tamanho das part culas e das bolhas obtendo se a recupera o m xima quando se utiliza bolhas com di metro o mais pequeno poss vel desde que es
47. ao aumento da componente de carreamento pela gua de lavagem significando que mais material sai na zona dos est reis Este tipo de altera o poder conduzir obten o de concentrados mais puros mas conduz tamb m obten o de est reis menos pobres 5 3 Aparelhos de concentra o em leitos vibrantes As caleiras as espirais de Humphrey concentrador Reichert e os canais rheolavadores para carv o s o alguns dos mais usuais aparelhos de concentra o hidrograv tica que utilizam os princ pios da concentra o em leitos vibrat rios Enquanto o primeiro de extrac o descont nua os outros tr s s o de trabalho e extrac o cont nua 59 5 3 1 Caleira Este aparelho utilizado ha j alguns s culos fundamentalmente no tratamento de aluvi es auriferos e de cassiterite tendo nos nossos dias este mesmo tipo de aplica o Ele tem por m uma capacidade reduzida Exigem elevada aptid o lavagem elevada diferen a de densidade entre os minerais a separar e produzem concentrados que precisam ser apurados em outros aparelhos de concentra o Uma caleira consiste num canal inclinado geralmente de madeira de sec o transversal rectangular por onde escoa o min rio a tratar sob a forma de polpa figura 5 8 No fundo da caleira s o instalados v rios septos ou obst culos riffles de modo a promover alguma turbul ncia e possibilitar a deposi o das part culas pesadas enquanto as leves e grossas
48. arrastado e da gua sendo esta drenagem proporcional concentra o de cada um destes produtos Uma segunda zona adjacente zona 1 e zona de descarga situada ao centro da c lula onde ocorrem escoamentos verticais e escoamentos horizontais em direc o zona 3 Esta zona 3 adjacente descarga na qual o escoamento feito na vertical em direc o zona 4 situada exactamente por cima daquela e junto descarga Admite se que na zona 4 s ocorrem escoamentos horizontais dirigidos para a descarga Com base nesta divis o e uma vez que os escoamentos s o diferentes tamb m as taxas constantes de drenagem ocorridas em cada uma daquelas zonas s o diferentes Assim com vista ao estudo do modelo proposto Ross 1990 determinou as constantes de drenagem correspondentes zona 1 e 2 Estas taxas foram estimadas a partir dos perfis de concentra o na espuma enquanto que as taxas constantes de drenagem correspondentes zona 3 e 4 foram determinadas a partir da taxa de escoamento da massa no concentrado A partir de ensaios realizados numa c lula desengrossadora e apuradora sobre um min rio de pirite Ross 1990 determinou as taxas constantes de drenagem correspondentes s quatro zonas para 7 frac es granulom tricas para as part culas flutuadas e arrastadas Para al m da espuma poder apresentar zonas com diferente estabilidade ao longo da sua superf cie sobretudo nas c lulas de flutua o de grande rea a estrutura d
49. as part culas de maior tamanho Todavia este comportamento n o explica s por si os maus resultados na flutua o das part culas ultrafinas pois normalmente as bolhas n o chegam espuma completamente cobertas por part culas o seu tempo de resid ncia na polpa muito maior que o tempo necess rio ocorr ncia de liga o e como muito pequena a probabilidade de desliga o dessas part culas finas ent o a sua baixa recupera o n o pode ser devida exclusivamente menor capacidade de transporte de part culas ultrafinas pelas bolhas Se assim fosse bastaria aumentar o tempo de flutua o com bvias penaliza es da qualidade do flutuado de modo a possibilitar se a levita o de todas as part culas hidr fobas 8 11 5 4 Comportamento das part culas na espuma Relativamente influ ncia do calibre das part culas na zona da espuma constata se que como as part culas mais finas conduzem a agregados part culas bolhas bastante est veis natural que a sua drenagem seja inferior drenagem das part culas mais grosseiras J no que se refere ao material arrastado as part culas mais finas quando em presen a de espuma bastante est vel poder o ser mais facilmente drenadas pois elas fluem mais facilmente entre as bolhas ao contr rio das grosseiras que ficam a aprisionadas Todavia uma vez que a flutua o verdadeira constitui a principal modalidade contribuinte para a recupera o a fina granulometria n o
50. coberta por part culas hidr fobas como resultado da coalesc ncia as part culas mais debilmente ligadas s o rejeitadas e drenadas para a zona da polpa O fen meno de coalesc ncia deve ocorrer com uma intensidade que depende do grau de cobertura das bolhas e da altura da espuma Quando as bolhas chegam zona da espuma completamente cobertas por part culas hidr fobas os fen menos de coalesc ncia n o fazem aumentar a qualidade do flutuado mantendo se 164 constante o teor das subst ncias hidr fobas ao longo da altura da espuma King et al 1974 apresentam em fotografia a evolu o do grau de cobertura das bolhas ao longo da subida Bolhas pequenas s o rapidamente cobertas podendo n o ter capacidade de levita o sobretudo para part culas de elevada massa 8 13 1 Espuma e sua depend ncia do aparelho de flutua o c lula e coluna Verificou se que a fase da espuma tem por objectivo contribuir para a separa o entre as subst ncias hidr fobas e as subst ncias hidr filas permitindo a reten o e recolha das subst ncias hidr fobas e permitindo a drenagem e retorno polpa do material arrastado Referimos anteriormente que uma das principais caracter sticas que distingue o funcionamento da coluna relativamente c lula a possibilidade de na coluna se poder trabalhar com muito maiores alturas de espuma podendo atingir 1 metro ou mais S este facto j respons vel pelo aumento do tempo de resid ncia das
51. com a diminui o do calibre das part culas conforme se observa na figura 8 14 Isto poder significar que para semelhantes tempos de indu o ou seja semelhante graus de hidrofobicidade part culas de menor tamanho apresentam maior flutuabilidade Todavia aquele tipo de influ ncia do calibre na efici ncia de liga o poder ser apenas consequ ncia da menor velocidade de queda das part culas mais finas resultando em maiores tempos de contacto com as bolhas Daqui pode resultar que estas part culas apresentem tempos de contacto superiores aos tempos de indu o bs 5 oe sal a Se EQ L Se dp 10um J SY aay ar 1 40 F N SA 50 S 207 80 Ra 7 10 20 30 40 50 60 Tempo de indu o t ms Figura 8 14 Efici ncia de liga o versus tempo de indu o e tamanho das part culas Condi es di metro das bolhas 1mm densidade das part culas 4 0 g cm3 viscosidade do l quido 0 01 poise de Dobby e Finch 1987 Na figura 8 15 representa se para diferentes tempos de indu o a rela o entre a efici ncia de colec o e o tamanho das part culas determinada por Dobby e Finch 1987 nas condi es referidas para a figura 8 14 Verifica se que a efici ncia de colec o aumenta at um determinado calibre diminuindo de seguida com o aumento do calibre A m xima efici ncia de colec o explicada pela influ ncia contr ria do efeito do calibre sobre a efici ncia de colis o e sobre a efici nc
52. da subst ncia carreadora encarecendo assim o processo de flutua o 156 8 11 6 3 Flutua o por flocos Se a flutua o das part culas finas falha porque as part culas apresentam pequeno tamanho ent o o aumento do seu tamanho provocado pela sua agrega o faz aumentar a probabilidade de colis o e o momento de impacto promovendo assim a melhoria dos resultados obtidos Para que isto suceda necess rio promover a forma o dos flocos das part culas a flutuar e que estes apresentem a mesma hidrofobicidade das part culas individuais Estes podem ser originados pela adi o de determinados reagentes por coagula o electrol tica ou pela utiliza o de pol meros sol veis Esta metodologia baseada na pr via forma o dos agregados de part culas hidr fobas a flutuar conduz de facto ao aumento da probabilidade de flutua o aumentando se assim a recupera o Por m estes m todos n o resolvem o problema da pouca selectividade da flutua o pois as part culas finas e hidr filas continuam a ser facilmente arrastadas contaminando fortemente o flutuado Este problema s poderia ser resolvido usando a mesma metodologia para as part culas finas hidr filas promovendo se a sua agrega o de modo a dificultar o seu arrastamento Na tabela 8 5 apresentam se as recupera es de alguns minerais obtidas pela flutua o tradicional e pela flutua o baseada na forma o de agregados Da observa o desta tabela const
53. da superf cie coberta por colector e o grau de hidrofobicidade Trahar 1981 conclui precisamente o contr rio afirmando que as part culas mais grosseiras necessitam de maior hidrofobicidade para conduzirem a elevadas recupera es Somasundaran 1984 considera serem tr s as principais causas respons veis pelo comportamento das part culas finas na flutua o morfologia mineralogia e composi o qu mica da sua superf cie Durante o processo de moagem a diferente angularidade e diferente rugosidade tem uma forte influ ncia na sua molhabilidade A varia o da mineralogia exemplificada pela passagem da calcite a aragonite quando submetida a moagem intensa e pela amorfiza o da superf cie das part culas de quartzo quando tamb m sujeitas a intensas moagens A altera o da composi o qu mica da superf cie das part culas finas pode ser devida concentra o excessiva de impurezas na sua superf cie sua oxida o ou sua cobertura por outros minerais 8 11 5 2 Liga o das part culas s bolhas Quanto aos sub processos relacionados com a liga o das part culas s bolhas tem se verificado que o calibre das part culas influencia fortemente a intensidade destes fen menos Levich 1962 afirma que num escoamento turbulento a taxa de colis o N proporcional ao cubo da soma do raio das part culas e das bolhas isto No R R 8 2 onde R e R representam respectivamente o raio das part culas e o
54. das bolhas Assim para part culas muito pequenas a varia o da taxa de colis o varia muito pouco com o calibre das part culas pois o calibre das bolhas muito maior Deste modo segundo este investigador mesmo as part culas finas apresentam uma significativa taxa de colis o Por m no que se refere taxa constante de flutua o K Tomlinson e Fleming 1963 verificaram que ela estava relacionada com o calibre das part culas D por uma express o do tipo k qx D 8 3 em que q uma constante cujo valor depende do mineral e x toma o valor 2 para a apatite hematite e galena e 1 para o quartzo isto quando a granulometria varia de 20 a 200 um Por sua vez Reay e Ratciff 1973 constataram que a efici ncia de colis o Ec estava relacionada com o calibre das part culas por uma express o do tipo E Dp x c 4X TA 8 4 b 145 onde D representa o di metro das bolhas As constantes q e x s o fun o da rela o entre a densidade das part culas e a densidade do flu do Tendo obtido para o quartzo q 3 6 e x 2 05 Para part culas de latex cuja densidade 1 obtiveram os valores de q 1 25 ex 1 9 A efici ncia de colis o entre as part culas e as bolhas traduz a rela o entre o n mero de part culas que escoam na traject ria das bolhas e que colidem com elas No estudo da influ ncia do calibre das part culas de quartzo e latex no fen meno de colis o Reay e Ratciff 1975 confirmaram a rela o
55. de v rios minerais com caracter sticas diferentes Verifica se que para as part culas finas o arrastamento intenso e que a sua intensidade aumenta com a diminui o do calibre das part culas Tamb m se verifica que o carv o apesar de apresentar uma granulometria elevada relativamente a alguns dos outros minerais pelo facto de ter baixa densidade apresenta o maior grau de arrastamento sendo arrastado com a mesma intensidade da gua Tabela 8 4 Grau de arrastamento de diferentes minerais dados de Subrahmanyam e Forssberg 1988 um Quartzo 2 65 3 5 0 72 Trahar 1981 gt 40 0 0 10 Engelbrecht et al 1975 1 0 o Engelbrecht et al 1975 657 Lynch etal 1961 Ganga 0 87 Warren 1985 ultrafinas Subrahmanyam et a 10880 152 Sobretudo para os min rios met licos o arrastamento representa um problema fundamentalmente no tratamento dos finos Para granulometrias interm dias e grosseiras o problema do arrastamento n o existe e caso ele em condi es especiais ainda persista poss vel elimin lo ou reduzi lo trabalhando com polpas dilu das ou actuando na espuma Na figura 8 17 representa se a influ ncia do calibre das part culas no processo de flutua o de um min rio calcopir tico com ganga quartzosa segundo dados de Trahar 1981 Nela observa se a varia o da recupera o e do teor do flutuado ao fim de 1 e 16 minutos de v rias frac es granulom tricas de calcopirite e de quartzo 1
56. deslocamentos diferentes num fluido est tico ou em movimento As part culas s o sujeitas ac o combinada de for as de gravidade ou for as centr fugas e de outras for as como a resist ncia penetra o ou ao movimento no meio do fluido de separa o ou atrito entre as part culas um dos m todos mais antigos de tratamento de min rios tendo sido at ao in cio do s culo XX o principal m todo perdendo desde ent o alguma da sua import ncia em detrimento do processo de flutua o Isto resultou da maior selectividade deste processo no tratamento de part culas finas embora seja um processo mais oneroso As separa es grav ticas s o tanto menos eficazes quanto menor a diferen a de densidade entre as esp cies minerais a separar dependendo ainda do calibre e do meio de separa o Quando as for as de atrito devidas viscosidade do fluido preponderam sobre a for a de gravidade caso das part culas menores que 70 micra os processos grav ticos de separa o tornam se ineficazes Uma part cula em queda livre num fluido gua por exemplo acelerada durante um certo tempo pela ac o da for a de gravidade aumentando a sua velocidade at alcan ar um valor m ximo velocidade terminal que ent o permanece constante As leis de sedimenta o permitem estabelecer um ju zo de aptid o separa o aptid o lavagem para part culas de calibre semelhante mas de densidades diferentes e em meios de densida
57. determina a contribui o da flutua o verdadeira Na figura 8 28 est representada a metodologia proposta por V Ross Note se que neste m todo ao contr rio dos anteriores o grau de arrastamento X t diminui com o tempo de flutua o traduzindo mais correctamente o comportamento da espuma e a sua influ ncia nos fen menos de drenagem ocorridos ao longo do processo de flutua o De facto num ensaio de flutua o descont nuo de flutua o sem adi o permanente de espumante a espuma vai sendo cada vez menos est vel perdendo poder de suporte das part culas diminuindo portanto a taxa de transfer ncia por arrastamento ao longo do tempo Contribui o da flutua o verdadeira Tempo min Figura 8 28 Determina o da flutua o verdadeira e por arrastamento pelo m todo de Ross 1990 8 15 4 M todo Pita Uma vez que o processo de arrastamento n o selectivo pode se admitir que num qualquer instante t o teor em mineral do arrastado igual ao teor do afundado no mesmo instante Jowett 1980 sugere que a concentra o da ganga livre no concentrado proporcional concentra o da ganga livre na polpa Este pressuposto s n o ser v lido se as part culas apresentarem um calibre grosseiro e simultaneamente os diversos tipos de part culas apresentarem densidades e ou forma diferente Para part culas finas aquela hip tese correcta 183 mesmo que se esteja em presen a de uma mistura
58. dos minerais baseia se na equa o seguinte F e M xg M xg M M xeg 3 2 onde F forga gravitacional Mr massa do fluido deslocado M massa da part cula g acelera o da gravidade A for a gravitacional F poder ser positiva ou negativa Ela ser positiva quando o peso da part cula Mpxg for maior que o peso do fluido Myxg deslocado pela pr pria part cula ou seja a for a de impulso Neste caso a part cula afundar Quando a for a gravitacional for negativa ou seja o peso da part cula M xg for menor que o peso fluido deslocado M xg a part cula flutuara Na separa o din mica o tamanho m ximo das part culas varia de 50 a 12 mm e o m nimo de 1 0 a 0 5 mm Excepcionalmente pode ser tratado material abaixo de 0 5 mm Estes tamanhos s o condicionados pelas efici ncias dos pr prios equipamentos Em meio din mico por ex ciclone de meio denso a acelera o da gravidade substitu da pela acelera o centr fuga Portanto tem se a seguinte equa o para a separa o din mica 28 2 F My M x 3 3 onde F for a centrifuga M massa da part cula My massa do fluido deslocado v velocidade tangencial de entrada da alimenta o r raio do ciclone A grande superioridade de v r em rela o a g ou seja da for a centrifuga em rela o gravitacional permite maior capacidade de separa o dos separadores din micos por exemplo ciclones de me
59. e a alimenta o do ar pelo fundo da coluna originando se assim escoamento em contracorrente das part culas e das bolhas Na coluna a agita o menor que numa c lula sendo portanto tamb m menor o risco de destrui o dos agregados formados As colunas industriais s o geralmente cil ndricas com um di metro variando entre 0 3 a 4 5 metros Colunas com di metro superior a 1 5 metros s o geralmente compartimentadas por meio de chapas verticais de modo a minimizar os efeitos de turbul ncia A sua altura varia em fun o da tonelagem a tratar e do tempo de resid ncia exigido para a flutua o podendo variar entre 10 a 15 metros Na coluna a obten o de flutuados de elevado teor n o constitui problema pois com a adi o de gua de lavagem e a elevada espessura da espuma a quantidade de material arrastado facilmente control vel A dificuldade est em obter concentrados de elevado teor e recupera es tamb m elevadas A possibilidade de na coluna se utilizar gua de lavagem constitui uma das suas principais vantagens o escoamento em contracorrente da gua de lavagem e das bolhas carregadas que conduz obten o de flutuados de elevado teor J nas c lulas o facto de n o se poder trabalhar com gua de lavagem conduz a que quase todas as part culas arrastadas at zona da espuma sejam recolhidas no flutuado Na flutua o de part culas ultrafinas a coluna permite obter maior recupera o por flutua o ve
60. e os altos custos operacionais inviabilizaram o processo Actualmente os l quidos org nicos s o utilizados apenas em laborat rio na caracteriza o de mat rias primas minerais ou carbonosas Estes liquidos densos devem ter uma densidade de modo que obrigue a afundar se nele a subst ncia mineral mais densa e a flutuar a subst ncia mineral menos densa Por conveniente escolha do l quido denso uma amostra formada por v rias esp cies minerais poder ser dividida em lotes caracterizados pela densidade das esp cies minerais que os constituem 23 Os principais fluidos org nicos utilizados s o o tricloro etano d 1 33 o brometo de metileno d 2 484 o tetrabrometano d 2 964 o bromof rmio d 2 89 o iodeto de metileno d 3 325 e a solu o de clerici d 4 28 Estes fluidos s o utilizados apenas em laborat rio Como geralmente se separa quartzo e feldspato com densidade entre 2 5 e 2 7 de outros minerais de maior densidade o bromof rmio que custa metade do iodeto de metileno o flu do mais utilizado As densidades intermedi rias s dos l quidos densos poder o ser obtidas mediante a adi o de diluentes tais como lcool et lico d 0 89 e o tetracloreto de carbono d 1 59 Para que os l quidos densos pudessem ter emprego industrial como meio de separa o exigia se que al m de poderem fornecer a densidade desejada serem baratos de f cil obten o l quidos temperatura ambiente de baixa viscosida
61. entre os valores determinados por estes dois m todos A principal desvantagem do m todo de Trahar resulta do facto de se pressupor que a estabilidade da espuma a mesma na aus ncia e na presen a de colector Assim considera se que nestes dois tipos de ensaios para a mesma recupera o de gua igual a recupera o por ac o do arrastamento Por m quando o colector apresenta propriedades espumantes dando origem a espuma mais est vel essa hip tese n o correcta e consequentemente os resultados obtidos n o correspondem realidade De facto num processo de flutua o realizado na presen a de um colector espumante s o concerteza menos intensos os fen menos de drenagem operados na zona da espuma fundamentalmente para as part culas arrastadas Neste caso a contribui o do arrastamento estar subvalorizada 186 Uma outra desvantagem deste m todo resulta do facto dele admitir que o espumante n o apresenta propriedades colectoras e que o mineral a recuperar n o flutua naturalmente Quando isto n o verificado h uma sobrevaloriza o da contribui o do arrastamento pois admite se que todo o material assim recuperado resulta unicamente dos fen menos de arrastamento No entanto este erro pode ser controlado atrav s da an lise do teor e da aplica o do m todo de Ross aos ensaios realizados na aus ncia de colector Assim se nos ensaios realizados na aus ncia de colector o teor do flutuado for semelhante a
62. gr os com velocidade e frequ ncia regul vel condicionando assim a separa o densit ria Os leitos de jigagem s o pouco homog neos fase s lida de grande calibre existindo muitos espa os intergranulares Isto leva a que o processo n o seja independente do calibre das part culas penetrantes pelo seu diferente comportamento consoante as suas dimens es relativamente ao espa o intergranular Sob este aspecto as part culas a separar num leito de jigagem classificam se em e Sub intersticiais quando o seu tamanho lhes permite f cil passagem entre os gr os do leito n o provocando outras ac es que n o sejam de contacto ou de deslizamento e Iso intersticiais quando penetram o leito sem deslocamento aparente dos gr os do mesmo e Super intersticiais quando o seu tamanho demasiado grande para poderem penetrar o leito sem deslocamento das part culas deste As part culas sub intersticiais penetram os leitos independentemente da sua densidade dependendo o seu movimento das correntes e densidade do fluido Assim as part culas de mineral leve poder o penetrar num leito de jigagem se durante a pulsa o o seu deslocamento perante as correntes ascendentes do fluido n o exceder o das descendentes enquanto que tal penetra o se far mais prontamente para as part culas da esp cie mineral densa Estas penetrar o os leitos de jigagem quer compactos suc o quer expandido desde que a velocidade ascendente n o exce
63. mais alta Do primeiro compartimento sai o produto leve flutuado e do segundo compartimento saem o produto pesado afundado e misto 3 7 2 Separadores Centr fugos em Meio Denso Os separadores din micos com um dimensionamento adequado dos orif cios de entrada da alimenta o e sa da dos produtos podem tratar alimenta es com uma propor o vari vel de leves e de pesados Para part culas finas deve aplicar se uma maior acelera o para produzir for a suficiente para se conseguir a separa o Assim os separadores centr fugos utilizam se nestes casos pois consegue se uma acelera o cerca de 20 vezes superior acelera o da gravidade Ciclone de meio denso Os ciclones como os utilizados na classifica o aplicam se como separadores centr fugos em meio denso Eles permitem tratar min rios de fina granulometria podendo mesmo ser utilizado para purificar carv o com calibre inferior a 0 5mm Os ciclones de meio denso s o muito usados na beneficia o de min rios principalmente no processamento de carv es A alta for a centr fuga envolvida possibilita a separa o com sucesso de part culas de calibre mais fino do que pelos m todos grav ticos A alimenta o dos ciclones de meio denso deve ser classificada retirando a frac o inferior a 0 5 mm para evitar a contamina o do meio com a frac o fina e minimizar perdas do meio denso no processo O princ pio de opera o bastante similar ao do ciclon
64. mais central do ciclone As part culas grossas e leves em primeiro e as mistas ou de densidade interm dia depois s o arrastadas para o overflow pelo fluxo ascendente enquanto que o leito exterior estratificado se aproxima do apex Pr ximo deste as part culas finas e leves que ocupam uma zona radial interm dia s o tamb m arrastadas para o overflow pela corrente ascendente e as pesadas finas e grossas s o descarregadas no pex Figura 5 14 A capacidade deste aparelho est relacionada com o seu di metro Este mais o ngulo do cone a altura e di metro do vortex finder e a press o da alimenta o condicionam os resultados obtidos T m sido utilizados no tratamento de finos de carv o calibre inferior a 0 5mm e tratamento de alguns min rios met licos como aparelhos de desengrossamento Overflow est ril 4 Alimenta o Underflow concentrado Figura 5 14 Esquema de um hidrociclone 5 3 6 Concentrador Centrifugo Este equipamento apresenta a vantagem da utiliza o de uma for a centrifuga muito grande cerca de cinquenta vezes superior for a de gravidade ampliando a diferen a de densidade 65 dos varios minerais E aplicado no tratamento de min rio de fina granulometria e com baixo teor em subst ncia mineral util caso de aluvi es auriferos ou tratamento de metais preciosos A for a centrifuga enclausura as part culas mais pesadas numa s rie de an i
65. o n o dependendo fortemente das condi es qu micas pois o seu n vel cr tico de hidrofobicidade facilmente atingido mesmo para pequenas concentra es de colector sendo portanto a probabilidade de colis o o principal factor condicionante da recupera o atingida Para as part culas grosseiras que apresentam elevada probabilidade de colis o a maior instabilidade dos agregados part culas bolhas respons vel pela diminui o da sua recupera o O aumento da concentra o de colector a partir de determinados valores nem sempre conduz ao aumento da recupera o De facto a excessiva concentra o de colector pode conduzir diminui o da recupera o sendo esta diminui o mais acentuada para as frac es mais grosseiras Este comportamento pode resultar da forma o de m ltiplas camadas de colector superf cie das part culas a flutuar podendo a parte hidr foba do colector n o estar orientada na direc o da solu o sendo reduzida a hidrofobicidade das part culas a flutuar Pode resultar tamb m da sua influ ncia na estabilidade da espuma podendo a sobre adi o de colector causar a coalesc ncia das bolhas na espuma diminu do assim a sua estabilidade Lynch et al 1981 8 11 5 Influ ncia do calibre das part culas em cada subprocesso da flutua o Anteriormente verificou se que a recupera o depende fortemente do calibre das part culas a flutuar sendo relativamente pequena e pouco selectiv
66. o Centr fug Hidrociclone Equipamento Mozley Concentra o Magn tica Concentra o Electrost tica Figura 8 19 Poss veis m todos para a recupera o de part culas finas Sivamohan 1990 160 8 12 Estabilidade dos agregados particulas bolhas Com o objectivo de compreender o mecanismo de desagrega o e drenagem ocorridos durante o processo de flutua o nomeadamente na zona da polpa e na zona da espuma numa coluna de flutua o Schulze 1977 1982 1984 e Falutsu 1994 realizaram estudos te ricos acerca da estabilidade e das for as actuantes nos agregados part culas bolha Assim segundo estes autores as for as actuantes sobre os agregados particulas bolha numa c lula respons veis pela sua manuten o ou pela sua destrui o s o as seguintes e for a de gravidade e levita o est tica da parte imersa e press o hidrost tica da coluna de l quido em contacto com a bolha e for a capilar das tr s fases na direc o vertical oposta ao campo de for as e for as de desagrega o adicional e press o capilar do g s no interior da bolha As for as 2 e 4 s o for as que contribuem para a manuten o do agregado as outras s o for as destrutivas agindo portanto no sentido da destrui o daqueles agregados Deve ter se em considera o que as condi es numa coluna s o mais simples que numa c lula pois n o existe agita o sendo os escoamentos laminares havendo tamb m adi o continu
67. o de areias em leitos oscilat rios A mesa concentradora ou vibrat ria um equipamento relativamente antigo que evoluiu lentamente ao longo do tempo at s mesas modernas que desempenham um papel importante na concentra o de minerais As mesas operam sobre material mais fino que as jigas mas isto acontece custa da capacidade que diminui acentuadamente Operam como se fossem uma bateia mecanizada Consistem num tabuleiro ou mesa rectangular ou romboedral em posi o quase horizontal sendo lhe comunicado um movimento oscilat rio mais ou menos paralelo ao seu eixo maior Figura 5 6 Perpendicularmente a esta direc o a superf cie da mesa inclinada e corre uma delgada toalha de gua A alimenta o entra no topo da mesa canto e estende se sobre a mesa por ac o da sua vibra o e da gua de lavagem A descarga do produto tem lugar ao longo dos lados opostos aos da alimenta o Lado do Agua Alimenta o concentrado 2 Figura 5 6 Esquema de uma mesa oscilat ria A superficie da mesa em quase toda a sua extens o provida de riffles que se orientam paralelamente ou ligeiramente obl quos direc o dos impulsos A fun o dos riffles permitir a estratifica o vertical das part culas e simultaneamente proteger as part culas mais densas da ac o da gua de lavagem A sua altura diminui longitudinalmente desde a zona de alimenta o at zona de recolha do concentrado e aum
68. os fen menos de cobertura s o favor veis flutua o pois estes fen menos conduzem artificialmente ao aumento do calibre das part culas Se as part culas hidr fobas apresentarem um calibre muito fino e se elas se ligarem s part culas grosseiras hidr filas poder o ser arrastadas por estas para o afundado justificando se assim a menor recupera o dos finos hidr fobos ou ent o poder o ser eventualmente flutuadas arrastando a subst ncia hidr fila para o flutuado A forma o duma camada de part culas finas em torno de part culas mais grosseiras condicionada pela carga superficial daqueles dois tipos de part culas Gaudin et al 1960 verificaram que a flutua o da galena que apresenta uma carga superficial negativa n o era afectada pelos fen menos de cobertura quando na presen a de part culas finas com carga superficial tamb m negativa Edwards et al 1980 constataram que a forma o da cobertura das part culas finas hidr filas de ganga sobre a superf cie das part culas hidr fobas conduzia depress o destas e que o seu efeito era condicionado pela diferen a entre a carga superficial daqueles dois tipos de part culas Por exemplo part culas finas de crisotile que apresentam carga superficial positiva reduzem a flutua o de part culas de pentlandite que apresentam carga superficial negativa Constataram tamb m que o efeito depressor aumenta com a concentra o dos finos Estes autores verificaram tam
69. para se obterem elevadas recupera es s o necess rios elevados tempos de flutua o aumentando se a probabilidade de colis o Todavia esta solu o conduz a arrastamentos intensos No entanto como a coluna de flutua o permite trabalhar com a injec o de gua de lavagem ent o bvio que este aparelho conduz a melhores resultados que a c lula tradicional A coluna apresenta tamb m a vantagem de permitir trabalhar com bolhas extremamente pequenas o que favorece a colis o com as part culas finas A principal desvantagem da coluna relativamente c lula tradicional resulta do facto de em meios calmos a probabilidade de colis o entre as part culas finas e as bolhas ser inferior observada para meios com alguma agita o Sivamohan 1990 Para al m destes modos de actuar no processo de flutua o das part culas finas com vista melhoria dos resultados obtidos desenvolveram se recentemente processos de separa o magn tica em alto campo e por via h mida e processos de concentra o grav tica Na figura 8 19 apresentam se as solu es poss veis de modo a recuperar selectivamente as part culas finas M TODOS BASEADOS NA SUPERF CIE Flutua o por espumas Flocula o for ada Flutua o por carreamento Flutua o por colunas Flocula o por polimeros M todos com base em leo Flutua o Electro Vacuo Precipitacgao RECUPERA O DE PART CULAS MUITO FINAS CONCENTRA O GR Concentra
70. part culas de elevada densidade e calibre deve trabalhar se com bolhas o mais pequeno poss vel desde que estas tenham suficiente poder de levita o e trabalhar com baixa agita o provavelmente s a necess ria para manter as part culas em suspens o Isto resulta destas particulas apresentarem por um lado maior probabilidade de colis o com as bolhas e por outro conduzirem a agregados com maior instabilidade n o sendo por isso necess rio e aconselh vel utilizar agita o intensa O efeito do aumento da agita o e da diminui o do tamanho das bolhas na destrui o dos agregados formados explicado luz da teoria da turbul ncia podendo afirmar se que a frequ ncia de rota o dos agregados particulas bolhas aumenta com a diminui o do seu tamanho sendo portanto maior a sua velocidade rotacional Assim uma part cula densa na superficie de uma bolha pequena sofre uma maior for a centr fuga de desliga o do que quando na superficie de uma bolha de maior tamanho Essa for a ser tanto maior quanto maior a densidade da part cula Para particulas de fino calibre e elevada densidade deve trabalhar se com bolhas de pequeno tamanho sendo menos acentuada a influ ncia da intensidade de agita o 126 Na figura 8 5 representa se o tipo de influ ncia da velocidade de rota o na recupera o e no teor do flutuado Assim verifica se que inicialmente a recupera o aumenta com a velocidade de agita o atingindo um m x
71. que a alimenta o efectuada no centro ela apresenta a vantagem da velocidade da corrente horizontal de carreamento diminuir do centro para a periferia zona da descarga Elas s o particularmente apropriadas para a recupera o de minerais finos densos T m ainda a vantagem de consumir menos gua e ocupar menos espa o que as jigas rectangulares 51 5 CONCENTRACAO HIDROGRAVITICA EM LEITOS SEMI ESTACIONARIOS E MEIOS FLUENTES 5 1 Principios gerais Na concentra o hidrograv tica de minerais de calibres inferiores a cerca de 2 mm utilizam se processos ou aparelhos nos quais as separa es densit rias se processam pelas seguintes ac es a Classifica o vertical operada em leitos plurigranulares de part culas minerais assentes sobre uma superf cie inclinada e oscilante leitos semi estacion rios e carreamento provocado por uma corrente de gua de lavagem meio fluente b Classifica o vertical operada em leitos plurigranulares de part culas minerais assentes sobre uma superf cie inclinada e fixa leitos semi estacion rios e carreamento provocado por uma corrente de gua de lavagem meio fluente c Classifica o longitudinal calibragem filmica operada em leitos monogranulares de part culas minerais assentes sobre uma superf cie inclinada mais ou menos fixa sob a ac o de um delgado filme de gua de lavagem ou de carreamento meio fluente Nos aparelhos em que se operam classifica
72. quimicamente ao mineral pode variar tamb m com a intensidade do campo magn tico e em alguns casos por efeito do pr prio calibre dos minerais 79 Tabela 6 2 Classifica o magn tica dos minerais em fun o da for a de atrac o relativa Minerais For a Relativa de Classifica o Atrac o Magn tica para o Ferro 100 Magnetite 40 18 Fortemente Magn ticos Franklinite 13 08 requerem 500 5000 gauss para separa o Ilmenite 9 19 Moderadamente magn ticos Pirrotite 2 49 requerem 5000 10000 gauss para separa o Siderite 0 74 Hematite 0 77 Limonite 0 31 Fracamente Magn ticos Pirolusite 0 25 Manganite 0 19 requerem 10000 18000 gauss para separa o Serpentinite 0 14 Volframite 0 11 Pirite 0 022 Esfalerite 0 022 Estibina 0 022 Magnesite 0 019 Debilmente Magn ticos Malaquite 0 016 Galena 0 0096 requerem acima de 18000 gauss para Rutilo 0 003 separa o Calc rio 0 0024 Pirite 0 002 Cassiterite 0 0019 Turmalina 0 0012 Esfalerite 0 0005 Barite 0 0 Calcite 0 0004 Florite 0 0004 N o Magn ticos e Diamagn ticos Quarzto 0 0005 Corindo 0 0006 Top zio 0 0006 Galena 0 0011 6 5 Calibres limites nas separa es magn ticas Tal como todos os outros m todos de concentra o tamb m a separa o magn tica apresenta uma determinada gama granulom trica de aplicabilidade sendo ela tanto mais larga 80 sobretudo na zona superior quanto maior for a permeabilidade m
73. relacionada com a maior persist ncia desta espuma A quantidade a utilizar depende do seu tipo e proporcional dilui o da polpa enquanto que a quantidade de colector a utilizar proporcional superf cie das part culas a flutuar variando o seu consumo entre 30 a 100g tonelada No par grafo 8 13 descreve se com mais pormenor a import ncia da espuma no processo de flutua o Dada a temperamentalidade do processo de flutua o associado ao facto de n o existirem dois min rios iguais leva a que a escolha do colector e de todos os outros reagentes a utilizar seja suportada pela realiza o de pr vios ensaios laboratoriais que permitem n o apenas a escolha do tipo de reagentes mas tamb m qual a sua quantidade Genericamente pode dizer se que e um aumento de colector conduz a concentrados e est reis mais empobrecidos isto conduz a maiores recupera es mas tamb m conduz a separa es menos selectivas e um aumento na finura das part culas conduz a maior consumo de todos os reagentes excepto de espumante e polpas mais densas conduzem a menor consumo de reagentes e altera es no tipo de equipamento de flutua o requerem ajustamentos na quantidade de reagentes e o ponto do circuito de adi o de reagentes influencia o rendimento da opera o Os activadores e os depressores devem ser adicionados antes dos colectores pois a sua fun o modificar a ac o destes Os reguladores de pH t m um papel t
74. se a misturas de duas ou mais esp cies minerais de densidades diferentes e com calibre desde cerca de 0 5mm a cerca de 40mm pode atingir maiores calibres no tratamento de carv es e faz se em aparelhos designados por jigas Figura 4 1 Na actualidade s o poucos os minerais que se libertam a calibres daquela ordem de grandeza Deste modo a aplica o das jigas bastante limitada utilizando se fundamentalmente no tratamento de carv es ou por vezes a fazer a opera o de desengrossamento no tratamento de min rios met licos sobretudo de min rios cassiter ticos ou volfram ticos A separa o dos minerais de densidades diferentes realizada em leito puls til alternadamente dilatado e compactado por uma corrente pulsante de gua produzindo a estratifica o dos minerais Figura 4 1 O processo de jigagem o m todo de concentra o grav tico mais complexo por causa das suas cont nuas varia es hidrodin micas Os leitos puls teis s o constitu dos por uma mistura de s lidos gua num vaso de fundo perfurado crivo ou rede atrav s do qual se estabelecem correntes verticais de gua alternadamente ascendentes e descendentes Por ac o de tais correntes o leito encontra se ora expandido correntes ascendente ora compactado correntes descendentes Durante a compacta o o leito apresenta menor fluidez e maior densidade existindo fen menos de suc o A resist ncia penetra o de part culas no leito dife
75. se que quanto maior o grau de hidrofobicidade que varia com o tipo de mineral e com a concentra o do colector maior o calibre das part culas potencialmente flutu veis De um modo geral quando n o h adi o de colector e a subst ncia mineral a flutuar apresenta alguma hidrofobicidade natural a recupera o aumenta inicialmente com o calibre 140 das particulas e diminui posteriormente sendo nula para as particulas grosseiras Isto resulta do facto dos agregados potencialmente formados pelas particulas grosseiras serem instaveis sendo praticamente nula a sua recupera o Quando se adiciona colector maiores concentra es deste reagente promovem fundamentalmente a recupera o das part culas mais grosseiras mostrando se as part culas finas menos sens veis varia o da concentra o de colector Isto poder significar que as part culas de menor calibre apresentam maior hidrofobicidade originando agregados part culas bolha mais est veis e por isso exigem menor rea de superf cie coberta por colector para a obten o de elevadas recupera es Isto significa tamb m que para part culas relativamente pequenas a probabilidade de desagrega o dos agregados part culas bolhas pequena donde a taxa de flutua o condicionada pelo calibre das part culas aumentando com o mesmo pois aumenta a probabilidade de colis o Para as part culas finas a recupera o determinada sobretudo pelo tempo de flutua
76. tamb m um produto designado espumante 8 4 6 Espumantes Estes reagentes s o subst ncias org nicas formadas por mol culas heteropolares de constitui o semelhante aos colectores mas em que a parte polar n o tem afinidade para qualquer mineral Adicionado sob pequenas doses conduzem a elevadas quedas de tens o superficial respons veis pelo aparecimento de espuma e pela forma o de bolhas est veis A sua parte polar hidrat vel isto com tend ncia a ligar se gua formada por um grupo OH hidr xilo COOH carboxilo CO carbonilo NH2 amina e a parte n o polar n o hidrat vel ou aer fila constitu da por uma cadeia de hidrocarbonetos CH3 CH gt CH gt etc que deve possuir pelo menos seis tomos de carbono As principais propriedades exigidas a um reagente espumante s o as de originar espumas relativamente est veis mas n o em excesso de modo a suportar o material flutuado e permita a drenagem do material arrastado depois de recolhida a espuma ela deve rebentar n o deve ser dotado de propriedades colectoras ter um pre o razo vel e ser de f cil aquisi o Os espumantes mais utilizados s o o leo de pinho o cido cres lico o metil isobutil carbinol MIBC pertencendo ao grupo dos lcoois e o trietoxibutano e ainda os espumantes do grupo dos poliglicois como os aerofroths individualmente ou combinados Subrahmanyam e Forssberg 1988 e Klimpel e Ishewood 1991 descrevem as propriedade
77. tico via h mida Est ril Concentrado Moagem Bolas Tambor Magn tico Separador magn tico via h mida Est ril Est ril Concentrado Final Final Est ril Concentrado Tambor Magn tico Est ril Concentrado Figura 6 14 Diagrama de tratamento de um min rio de ferro magnet tico Um exemplo t pico da utiliza o da separa o magn tica como processo apurador de concentrados hidrograv ticos mais ou menos expurgados de gangas o caso da mistura de cassiterite volframite siderite e ainda algumas gangas siliciosas A figura 6 15 mostra um esquema de apuramento deste tipo de pr concentrado utilizando o processo de separa o magn tico 93 Separadores Magn ticos Siderite Volframite Quartzo Cassiterite Cassiterite Est ril Quartzo Figura 6 15 Separa o magn tica no apuramento de pr concentrados 94 7 SEPARA O ELECTROSTATICA 7 1 Introdu o A separa o electrost tica um processo de concentra o de min rios que se baseia na diferente condutibilidade electrost tica dos minerais a separar pois estes podem apresentar diferente susceptibilidade em adquirir cargas el ctricas superficiais O termo separa o electrost tico utilizado com frequ ncia em detrimento do termo separa o el ctrica porque os primeiros separadores eram de natureza puramente electro est tica sem o chamado fluxo i nico De facto os separadores electrost ticos
78. toda a zona de colec o Ao contr rio nas c lulas dada a sua configura o horizontal quando algumas 132 part culas hidr fobas s o desagregadas e drenadas a probabilidade de ocorrer a sua recolec o muito menor Por estes motivos tem se verificado que na coluna a velocidade de flutua o maior que na c lula sendo portanto maior a sua capacidade resultando para semelhantes recupera es menores contribui es do arrastamento Para uma mesma capacidade os circuitos industriais de colunas de flutua o t m menores custos de investimento em rela o s c lulas mec nicas fundamentalmente porque exigem menor n mero de etapas de flutua o porque n o existem pe as m veis na coluna e exigem menor n mero de equipamentos auxiliares de transporte e menor n mero de pontos de controle 8 9 Ponto de adi o do ar na coluna Na pr tica industrial o ponto de adi o do ar situa se no fundo da coluna de tal modo que n o ocorra curto circuito isto que as bolhas j portadoras de alguma subst ncia hidr foba sejam arrastadas para o afundado O dispositivo de aera o deve gerar bolhas com 0 5 a 2mm de di metro com a velocidade superficial de 1 a 3 cm s e com uma percentagem de ar na polpa entre 15 a 20 Numa coluna o ar deve ser adicionado pelo fundo pois dado o seu funcionamento s assim faz sentido a coluna ter essa altura sendo portanto m xima a probabilidade de colis o entre as bolhas geradas e a
79. verdadeira o mesmo pode n o suceder para part culas grosseiras e para agita o menos intensa Refira se que quando o material a flutuar apresenta uma granulometria mais grosseira para n o ocorrer a destrui o do agregado bolha part cula deve se trabalhar com agita es pouco intensas s a suficiente para manter as part culas em suspens o Arbiter et al 1976 Portanto natural que neste caso nas zonas mais calmas da polpa junto zona da espuma a rela o entre a concentra o da gua e do mineral na polpa Cigua t Cn t pode na realidade ser maior do que a calculada Deste modo o valor do factor de arrastamento X t e portanto o valor da contribui o do arrastamento estar subvalorizado Uma outra dificuldade subjacente utiliza o deste m todo resulta da necessidade de prolongar o ensaio de flutua o pelo menos at se atingir o tempo ptimo Entenda se por tempo ptimo o tempo de flutua o a partir do qual a recupera o se deve exclusivamente ao arrastamento e a partir do qual a curva representativa dos valores de Y t tende a horizontalizar Trabalhando com tempos inferiores a contribui o do arrastamento sobrevalorizada e consequentemente a contribui o da flutua o verdadeira subvalorizada Um outro erro pass vel de ser cometido resulta de se admitir que o factor de arrastamento diminui linearmente com o tempo Por m este tipo de rela o determinada graficamente pode n o traduz
80. 00 50 as ar a O 16 MIN RECUPERA O i 90 DECALCOPIRITE 4 o 4 80 O 1 MIN 40 a gn o gs o dE se Cc a lt S 60 42 tTEORDO 30 x EMN CONCENTRADO Z fe D E 50 a x S C Na a E 40 Y 12 ES a ae pe 30 bd 20 imino _ RECUPERA O DE 10 va QUARTZO 1 MIN a va 1 10 ad no E Moss 1 1 1 LT O gt 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 TAMANHO DAS PART CULAS micra Figura 8 17 Influ ncia do grau de arrastamento e do calibre das part culas de quartzo no teor do concentrado de calcopirite Trahar 1981 Verifica se que para a gama granulom trica interm dia 20 100 um a recupera o da calcopirite ao fim de 1 minuto elevada aproximadamente 90 enquanto que para a frac o fina com calibre de 3 um ela apenas de 45 Para 16 minutos de flutua o verifica se que para todas as frac es granulom tricas a recupera o da calcopirite se aproxima dos 100 Este aumento significativo da recupera o das frac es finas deve se fundamentalmente ao seu f cil arrastamento originando assim elevadas recupera es para elevados tempos de flutua o devido contribui o do arrastamento e n o contribui o da flutua o verdadeira Este facto confirmado pela an lise da evolu o da recupera o das v rias frac es de quartzo ao fim de 1 e 16 minutos pois este mineral recuperado devido unicamente ao arrastamento Da an lise destas curvas
81. 32 Alimenta o J Meio Denso a INCA LER Flutuado lt iai Alimenta o a ais 27 Meio Denso Ye AS J dle Ar vi a com bomba externa b com bomba de ar comprimido Figura 3 3 Separador de cone Wemco Separadores de Tambor No separador de tambor que o mais utilizado a rota o do tambor eleva o produto afundado de modo a separ lo do flutuado figura 3 4 Consistem de um tambor cil ndrico rotativo provido de elevadores que s o fixados na parede interna do tambor e que se destinam a remover continuamente do circuito o produto afundado durante a separa o figura 3 5 O produto flutuado sai por transbordo numa caleira localizada na extremidade oposta alimenta o Relativamente ao seu tamanho existem diferentes tipos de separadores de tambor podendo atingir 4 5 m de di metro e 7 m de comprimento com capacidade para tratar 800ton h S o capazes de tratar part culas com calibre compreendido entre 5mm e 300 mm S o indicados para instala es com grande quantidade de pesados facto que os tornam populares no campo de tratamento de min rios onde a propor o de pesados chega a alcan ar 80 ou no tratamento de carv es onde muitas vezes a propor o de pesados na alimenta o pode ser superior a 50 como nos carv es europeus A a Denso aar Cae VON Alimenta o mae o a it 7 J TET o qo as X Sa gia m asa DAM eel ora o 3 lt Meio Denso Afundado ei
82. A agita o provocada pelo rotor pode tamb m ser respons vel pela desagrega o de algumas das part culas ligadas s bolhas sendo esta desagrega o tanto maior quanto mais intensa for a agita o Os agregados part culas bolhas sobem ao longo da c lula formando superf cie a espuma que ser recolhida por transbordo com ou sem a ajuda de limpa espumas 130 Leito de espumas Bolhas de ar Agitador Figura 8 6 Representa o esquem tica dos processos ocorridos numa c lula de flutua o gua de Lavagem T Interface Zona de e limpeza Oe o eq Alimenta o gt Flutuado Zona de Colec o ou Recupera o Ar r Afundado Figura 8 7 Representa o esquem tica de uma coluna de flutua o 131 O material deprimido afundado arrastado pela corrente de agua e sai pelo fundo da c lula passando para a c lula seguinte e finalmente descarregado para a caixa de descarga O modo operat rio da coluna diferente comum consider la constitu da por duas zonas distintas A zona de flutua o ou de colec o que est situada entre o n vel de entrada da alimenta o e o n vel de entrada do ar e a zona de lavagem que est compreendida entre o n vel de adi o da alimenta o e o topo da superf cie da espuma A colis o entre as part culas e as bolhas resulta da caracter stica de se fazer a alimenta o da polpa pr ximo do topo da coluna
83. A percentagem de ar existente na espuma propriedade que traduz o grau de mobilidade da espuma depende de v rios factores como por exemplo da taxa de aera o da taxa de adi o de espumante do tamanho das bolhas e da taxa da gua de lavagem Se a taxa de aera o aumenta ent o tamb m aumenta a taxa de arrastamento desde a polpa at espuma donde aumenta tamb m a percentagem de polpa existente na espuma isto diminui a percentagem de ar existente na espuma tendo no entanto aumentado a percentagem de ar existente na zona da polpa Assim se a taxa de aera o elevada deve se trabalhar com elevada altura de espuma de modo a possibilitar se a drenagem de toda a polpa arrastada O efeito do aumento da concentra o de espumante semelhante ao efeito da taxa de aera o na medida em que o aumento da concentra o de espumante provoca a diminui o do tamanho das bolhas isto a sua velocidade de subida menor logo maior a percentagem de ar na zona de colec o Por 165 outro lado a diminui o do tamanho das bolhas faz aumentar a sua superf cie espec fica donde mais polpa arrastada para a zona da espuma resultando a diminui o da percentagem de ar existente nesta zona O tamanho das bolhas depende n o s do tipo e concentra o do espumante mas tamb m da taxa de aera o do tipo de min rio e do seu calibre da viscosidade e da temperatura da polpa do tipo de colector e sua concentra o O Connor e
84. DADE lt 4 COBERTURA ry po ADSOR O NAO ESPECIFICA DE COLECTOR T gt gt gt N COAGULA O AGLOMERA O PROBABILIDADE DE COLIS O BAIXA lt 4 A TAXA DE FLUTUA O BAIXA R gt lt OXIDA O R PIDA R PROBABILIDADE DISSOLU O 3 DE ADES O BAIXA ELEVADA T R Figura 8 10 Rela o entre as propriedades f sicas e qu micas das part culas finas e o seu comportamento na flutua o T e R traduzem a maior influ ncia no teor e ou na recupera o de Fuerstenau 1980 A pequena massa das part culas respons vel por baixo momento de impacto das part culas elevado grau de arrastamento aglomera es obten o de suspens es com elevada estabilidade baixa probabilidade de colis o com as bolhas e baixa probabilidade de ades o A elevada rea superficial espec fica das part culas finas respons vel por elevado consumo de reagente obten o de polpas e espumas bastante est veis aparecimento de fen menos de cobertura As part culas finas podem tamb m apresentar elevada energia superficial respons vel por reac es r pidas na superf cie das part culas oxida es r pidas adsor o n o espec fica dos reagentes elevada dissolu o espuma r gida e a ocorr ncia de fen menos de cobertura 8 11 4 Flutuabilidade e hidrofobicidade versus calibre das part culas Para que ocorra flutua o n o basta ocorrer c
85. DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DA TERRA FACULDADE DE CIENCIAS E TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE COIMBRA DISCIPLINA CONCENTRACAO E DIAGRAMAS Fm D k z Sean dd a pe RR RA o a Cita Fernando Antunes Gaspar Pita Coimbra 2004 INDICE 1 Conceitos Gerais eo oe scissile pia g ich ada pie deigrs tata ria pasa gra eetta plage erate 1 Introdu o reasons unem eonia oe RSA eek oooh aa seh ad ace ae ea aR ES NEEL TENTS 1 2 Processos gerais de concentra o 20 ecesceesseesseeseeeceeceeeceseeeseecseceseceseeseeeseeeseenaeseaeens 1 3 A liberta o e a concentra o 0 eee cecsceeessccessceessecesseceessecessecseecsseeeesascseseceeseceteeeeseees 1 3 1 Calibre de aplicabilidade eficiente dos processos de concentra o 1 3 2 As part culas mistas perante o processo de concentra o 1 3 3 O tratamento dos mistos consoante o seu tipo eececceesceesseeseesteeteceeeceeeeeeeeeeseeees 1 4 Obten o de concentrado e de est reis finais 0 eee eect cesseceeeeceseceesseceeseceesseeeseeensees 2 Concentra o Gravilica 325022 hai hole otye Lo oti err asa ia FINS en ee Sl a ad QA Tit OCU CAO PORN RS RD DES O A RS ES eea 2 2 Processos grav ticos consoante a densidade do meio de separa o 2 3 Processos de concentra o grav tica c ie eeerererererer nora ne rare eecareneraneraneranos 3 Concentra o em Meios Densos ccc
86. Estes autores verificaram que o espumante leo de pinho apresenta propriedades colectoras sobre a calcocite e o quartzo A compara o dos resultados da recupera o daqueles dois minerais efectuada na presen a daquele espumante e na aus ncia e presen a de colector KEX indica a ocorr ncia de interac o espumante colector durante a forma o dos agregados part culas de calcocite bolhas sendo esta interac o mais intensa para baixas concentra es de espumante e para elevados tempos de condicionamento Por m n o se verifica qualquer interac o entre aqueles reagentes na flutua o do quartzo 8 13 2 2 Calibre e grau de hidrofobicidade das part culas O tamanho e o grau de hidrofobicidade das part culas s o aspectos de extrema import ncia na flutua o n o s porque afectam os fen menos que ocorrem na polpa mas tamb m porque influenciam a estabilidade da espuma Os estudos existentes demonstram que algumas part culas t m um efeito de estabiliza o das espumas enquanto outras t m o efeito de desestabiliza o Estas diferentes conclus es obtidas para diferentes tipos de minerais devem se provavelmente ao facto dos minerais apresentarem diferentes graus de hidrofobicidade e ou por serem usadas concentra es diferentes Considere se uma part cula s lida de di metro dp que apresente um ngulo de contacto 2 com a interface ar gua isto com a superficie da bolha figura 8 224 169 ar Vaso D
87. Figura 8 2 representa se a influ ncia da cadeia de hidrocarbonetos no ngulo de contacto 116 100 90 angulo 80 de contacto 70 60 50 Metil Etil Propil Butil Amil Hexil Xantato Xantato Xantato Xantato Xantato Xantato Figura 8 2 Influ ncia da cadeia hidrocarbonatada no angulo de contacto Define se ngulo de contacto 8 como o ngulo formado pela tangente interface gua ar com a tangente interface gua s lido Na Figura 8 3 apresenta se o ngulo de contacto para um sulfureto e para a ganga Pode dizer se que quanto maior o ngulo de contacto de um qualquer mineral maior a sua flutuabilidade significando maiores recupera es Na aus ncia de reagentes modificadores depressores e activadores os xantatos n o s o selectivos para os sulfuretos S o sol veis em gua alteram se com a humidade devendo por isso ser guardados em ambiente seco gua A agua ar a ar sulfureto ganga i Figura 8 3 ngulo de contacto para um sulfureto e para a ganga Ditiofosfatos ou aerofloats S o conhecidos tamb m pelo nome de cidos 117 fosfocres licos e resultam da ac o do pentasulfureto de f sforo sobre lcoois e fenois S o sol veis em gua e de utiliza o semelhante ao dos xantatos Possuem menor ac o sobre a pirite do que os xantatos podendo por isso ser usados na flutua o de sulfuretos complexos Uma vez que t m menor poder que os xantatos s o utilizados em maior
88. Metallurgy and Exploration Inc Littleton CO USA pp463 Pita F A G 2000 Processamento por Flutua o do Caulino de Olho Marinho Contribui o Para o Estudo do Fen meno de Arrastamento em Flutua o de Polpas com Part culas de Calibre Muito Fino Tese de Doutoramento FCTU 483 Pita 2000 Reay D e Ratciff G A 1973 Removal of Fine Particles From Water by Dispersed air Flotation Effects of Bubbles Size and Particle Size on Collection Efficiency Can J Chem Eng 51 178 185 Ross V e Deventer J S J V 1987 A Computer Model to Predict froth Behaviour in the Scale Up of Flotation Cells APCOM 87 Proceedings of the Twentieth International Symposium on the Application of Computers and Mathematics in the Mineral Industries Vol 2 Metallurgy Johannesburg SAIMM 73 88 Ross V 1990 Flotation and Entrainment of Particles During Batch Flotation Tests Minerals Engineering Vol3 n 3 4 245 256 Ross V 1990 Interpretation of Froth Data to Study the Detachment of Floating Particles in Flotation Froths Minerals Engineering Vol 3 n 5 525 531 Ross V 1991 An Investigation of Sub Processes in Equilibrium Froths a The Mechanisms of Detachent and Drainage Int J Miner Process 31 37 50 Ross V 1991 An Investigation of Sub Processes in Equilibrium Froths b The Effect of Operating Conditions Int J Miner Process 31 51 71 Ross V 1991 Comparasion of Methods for Evaluation of true Flotation an
89. a o de concentra o Para evitar fragmenta es excessivas faz se uso de opera es de separa o por tamanhos crivagem e hidroclassifica o nos circuitos de fragmenta o Ap s o min rio ter sido submetido redu o de tamanhos promovendo se a liberta o dos seus minerais estes podem ser submetidos opera o de separa o das esp cies minerais obtendo se assim um concentrado e um est ril rejeitado Na maioria das vezes as opera es de concentra o s o realizadas via h mido Assim necess rio eliminar parte da gua do concentrado Estas opera es compreendem o desaguamento espessamento e filtragem e a secagem Na figura 1 1 representa se um fluxograma t pico de tratamento de min rios as opera es unit rias s o as seguintes e Fragmenta o cominui o britagem e moagem e Crivagem separa o por tamanhos e classifica o por equival ncia e Concentra o grav tica magn tica electroest tica flutua o lixivia o e Desaguamento espessamento e filtragem e Secagem secador rotativo spray dryer secador de leito fluidizado e Deposi o do rejeitado Min rio Explora o Concentra o Concentrado Rejeito gua processo E GL s o a Deposi o Filtragem do rejeito Secagem B amagem de rejeito Produto Final Explora o a Trabalhos C u Aberto subterr neos Figura 1 1 Fluxograma t pico de tratamento de min rios Industrialmente
90. a o sempre onerosa utiliza o de reagentes o que o onera processo temperamental o que exige controlo permanente e m o de obra especializada obten o de concentrados de fino calibre As suas principais vantagens residem na possibilidade de utiliza o na beneficia o de part culas de fino calibre at cerca de 20 um simplicidade de trabalho e reduzida m o de obra pequena espacialidade das instala o mesmo para capacidades elevadas possibilidade de separar entre si v rios tipos de minerais sendo aplicado a todo o tipo de min rio Sob este aspecto existem duas modalidades de procedimento e Flutua o integral ou colectiva que designa o processo em que v rias esp cies minerais teis s o separadas em conjunto das gangas 110 e Flutua o selectiva ou diferencial em que as diferentes esp cies minerais a separar das gangas s o flutuadas separadamente umas das outras Por exemplo na presen a de sulfuretos complexos calcopirite galena blenda ganga os tr s minerais teis podem ser separados das gangas atrav s da sua flutua o simult nea obtendo se um concentrado flutuado constitu do por aqueles tr s minerais Neste caso est se perante uma flutua o integral O flutuado assim obtido dever ser de seguida sujeito a opera es de flutua o visando a obten o dos concentrados correspondentes a cada um daqueles minerais Por outro lado a beneficia o daquele min rio complexo poder ser rea
91. a rea de superf cie das bolhas coberta e com a estabilidade da espuma Devido influ ncia do arrastamento no processo de flutua o e sua depend ncia em rela o granulometria t m sido realizados muitos trabalhos com vista n o s determina o da sua contribui o mas tamb m ao estudo da influ ncia das vari veis tais como granulometria e tipo de espumante no processo de arrastamento Destes trabalhos destacam se os de Trahar 1981 Warren 1985 V Ross 1990 1991 que permitiram o aparecimento de m todos com os respectivos nomes dos autores capazes de quantificar a contribui o do arrastamento para a recupera o total e obviamente tamb m a contribui o da flutua o verdadeira No par grafo 8 15 s o descritos estes tr s m todos e um outro por n s implementado 8 4 Tipo de reagentes A flutua o o principal processo de concentra o baseado na qu mica interfacial das part culas minerais em solu o Apesar de se poder estudar em termos gen ricos a qu mica da flutua o deve se ter presente que cada aplica o um caso particular intervindo uma combina o nica entre o mineral e a gua Deste modo imposs vel seleccionar os reagentes de flutua o e a sua concentra o a partir unicamente do conhecimento dos minerais existentes Todavia isto um bom ponto de partida para a realiza o de ensaios 114 laboratoriais com vista ao estudo das condi es ptimas para a benefi
92. a m dia a alta intensidade de campo produzidos por rotores localizados entre os p los de electroimans O afastamento entre o p lo e o rotor pode ser ajustado para qualquer posi o sendo usual trabalhar com aberturas menores que a de outros separadores Como o fluxo magn tico uma fun o inversa do quadrado do afastamento as for as de campo mais intensas s o obtidas com o afastamento menor e consequentemente uma alimenta o com granulometria mais fina A converg ncia de campo refor ada em alguns modelos pela utiliza o de rotores dotados de sulco na superf cie As part culas s o alimentadas sobre o rotor e penetram imediatamente na regi o de campo entre o p lo e o rotor As part culas n o magn ticas permanecem inalteradas s o centrifugadas tal facto confere s part culas magn ticas atra das traject rias diferentes das n o magn ticas sendo colectadas separadamente conforme se observa na Figura 6 10 Os separadores de rolo induzido s o usados na remo o das impurezas ferruginosas presentes nos concentrados de s lica areia feldspato barite etc Como etapas de concentra o s o usados nos circuitos de beneficiamento de minerais paramagn ticos tais como monazite cromite granada volframite etc Os equipamentos s o fabricados desde o modelo mais simples com um rolo at aos modelos mais sofisticados com rolos em s rie A capacidade de alimenta o varia de caso a caso No entanto a faixa
93. a mec nica e a coluna Enquanto no primeiro a promo o da liga o entre as part culas hidr fobas com as bolhas realizada custa da agita o da polpa aerificada por um agitador na coluna ela promovida pelo escoamento em contracorrente das part culas e das bolhas gasosas A principal vantagem da coluna reside na possibilidade de se poder trabalhar com elevadas alturas de espuma e com gua de lavagem que contribuem para a separa o entre as part culas hidr fobas es as part culas hidr filas A altura e a estabilidade da espuma s o de extrema import ncia devendo apresentar caracter sticas que permitam a drenagem das part culas arrastadas mas simultaneamente suportem as part culas flutuadas De um modo geral pode afirmar se que perante espuma com elevada altura e pequena estabilidade s o intensos os fen menos de drenagem contribuindo para separa es selectivas mas originando pequenas recupera es Por outro lado espuma est vel e com pequena altura conduz a maiores recupera es e separa es menos selectivas pois as part culas arrastadas s o dificilmente drenadas 191 Bibliografia Ad o Benvindo da Luz et al 2002 Tratamento de Min rios 3 Edi o CETEM Centro de Tecnologia Mineral Rio de Janeiro Brasil Anfruns J F Kitchener J A 1977 Rate of capture of small particles in flotation Trans Inst Min Metall Sect C Mineral Process Extr Metall 86 C9 C15 Bisshop J P 1976
94. a de gua de lavagem tornando a espuma mais homog nea Na figura 8 20 est o representados sete situa es em que pode ocorrer a destrui o dos agregados part culas bolha Falutsu 1994 S o elas a durante a subida da bolha mineralizada b sob a ac o de escoamentos descendentes de polpa ou gua c durante o deslizamento de uma part cula ao longo da bolha d ap s a mudan a de traject ria e impacto e atrito de uma part cula com uma bolha mineralizada f colis o de uma part cula com um obst culo g oscila o das paredes da bolha Para o estudo dos fen menos de desagrega o e drenagem operadas na espuma s alguns destes casos que apresentam interesse Aqueles autores concluem que o escoamento da polpa e da gua de bi s ao longo dos canais dos agregados part culas bolhas provoca for as de arrastamento descendentes que tendem a provocar a desagrega o Por m em condi es normais aquelas for as s o incapazes de conduzir destrui o dos agregados Tamb m concluem que o deslizamento das part culas ao longo das bolhas incapaz de provocar a desagrega o das part culas na espuma 161 for a de impuls o for a de impuls o a E b 7 A y press o x Ka in rcia e peso in rcia peso d movimento da bolha for a de impacto for a de impacto de part culas g oscila o da bolha Figura 8 20 Mecanismos respons veis pela desliga o das part
95. a de lavagem e seu ponto de adi o Verificou se que a coluna de flutua o apresenta algumas vantagens relativamente s c lulas tradicionais como a possibilidade de se poder trabalhar com elevadas alturas de espuma e de se poder injectar gua de lavagem Estes dois factores t m por objectivo principal diminuir a contribui o do arrastamento no flutuado atrav s da drenagem do material arrastado que chega zona da espuma contribuindo assim para o aumento da selectividade do processo de flutua o Sabe se que a recupera o de ganga por arrastamento proporcional quantidade de gua da alimenta o recuperada no flutuado Trahar 1981 Warren 1985 Assim todas as altera es tendentes a diminuir a recupera o de gua de alimenta o conduzem diminui o da recupera o por arrastamento e melhoria da selectividade do processo de flutua o Deste modo a utiliza o de gua de lavagem conduz diminui o da recupera o da gua da alimenta o e obviamente do material arrastado podendo se assim obter flutuados de melhor qualidade Ensaios de flutua o realizados por Choung et al 1993 com um min rio de carv o numa coluna de flutua o permitiram verificar que para al m da altura da espuma e da taxa de aera o tamb m o caudal da gua de lavagem e o seu ponto de adi o afectam os resultados obtidos O aumento do caudal da gua de lavagem faz diminuir a recupera o da gua da alimenta o di
96. a de uma particula de quartzo de 5mm Esta rela o maior que na situa o da queda das particulas em gua Se se pretender separar volframite de quartzo e se o produto a tratar apresentar uma granulometria compreendida entre 0 5 mm e 15mm pergunta se qual a rela o de crivagem a utilizar ou seja quantos lotes necess rio obter de modo a tornar poss vel a separa o grav tica daqueles dois minerais Utilizando a express o 2 3 resulta h 15 10 Ga 2 5 SA eo Isto significa que no caso limite num dado lote a tratar o calibre das particulas de quartzo poder o ser 3 8 vezes superiores s part culas de volframite Assim aquela alimenta o ter de ser crivada de modo a obterem se os seguintes lotes granulom tricos 0 5 1 9mm 1 9 7 2mm e gt 7 2mm que ser o individualmente tratados A velocidade de queda das part culas depende da sua forma Relativamente a uma part cula esf rica uma part cula de forma achatada comporta se como se tivesse uma densidade menor Assim para atender ao efeito de forma a rela o de crivagem dever ser metade do valor da rela o anteriormente calculada Deste modo salvaguarda se a possibilidade de se estar perante um par de minerais em que a esp cie mais densa apresenta uma forma achatada e a esp cie menos densa apresenta uma forma esf rica 2 2 Processos grav ticos consoante a densidade do meio de separa o Os meios de separa o podem possuir diversas densidades rel
97. a espuma tamb m 174 varia ao longo da sua altura De facto de um modo geral a espuma torna se mais fechada ao longo da sua altura pois aumenta a percentagem de s lidos ali existente A desagrega o ocorrida na espuma que leva perda de part culas hidr fobas pode segundo Ross 1990 ocorrer por dois motivos O primeiro resulta do facto de algumas part culas poderem estar debilmente ligadas s bolhas e por ac o dos fen menos de coalesc ncia poderem ser substitu das por outras mais hidr fobas no caso das bolhas estarem completamente recobertas por part culas ou ent o podem simplesmente ser desalojadas se o filme das bolhas n o for suficientemente est vel de modo a suport las Estes fen menos ocorrem sobretudo nos n veis superiores da espuma Tamb m nas zonas mais profundas da espuma as part culas hidr fobas podem ser desalojadas por ac o da polpa que est a ser drenada fazendo como que uma limpeza da superf cie das bolhas Falutsu 1994 refere as principais causas respons veis pela desagrega o operada fundamentalmente na zona da polpa concluindo que na coluna a principal causa para a desagrega o a desacelera o a que os agregados s o sujeitos quando chegam zona da interface polpa espuma e ao impacto das bolhas Com base nos trabalhos de Cutting et al 1986 e Ross 1990 pode concluir se que a intensidade dos fen menos de drenagem em cada uma das zonas definidas para a espuma depende da sua estab
98. a par de p los magnetizados por indu o S o animados de movimento de rota o e tendo di metro superior largura da correia os seus bordos passam para fora do campo magn tico destacando se a as part culas magn ticas atra das pelos discos A dist ncia destes discos relativamente correia regul vel Eles podem estar inclinados relativamente correia permitindo que o mesmo disco possa separar duas esp cies minerais de diferente permeabilidade magn tica Embora possam ser utilizados na separa o de minerais finos fortemente magn ticos eles s o geralmente utilizados na separa o de minerais com m dia a fraca susceptibilidade magn tica isto que exijam m dios a altos campos magn ticos 89 es an Alimentacao N o magn ticos Figura 6 12 Separador magn tico via h mida de discos 6 7 4 Separadores de alto campo via h mida Separador magn tico tipo carrossel em anel girante Este tipo de separador opera via h mida e sob elevada intensidade de campo Consta de um anel rotativo designado de carrossel ou anel girante que apresenta um movimento de rota o atravessando um campo magn tico Figura 6 13 Para se conseguir um elevado gradiente do campo magn tico o anel cheio de pequenas esferas de ferro ou grades ou l de a o A alimenta o sob a forma de polpa feita continuamente sobre o anel na zona de elevada intensidade de campo A fr
99. a para a classe das part culas consideradas finas Dada a complexidade do processo de flutua o e com o objectivo de melhor compreender o efeito do calibre pode dividir se o processo de flutua o no seguinte conjunto de sub processos Introdu o da alimenta o prepara o e introdu o da polpa introdu o do ar Liga o das part culas s bolhas colis o entre as part culas e as bolhas liga o das part culas s bolhas desliga o das part culas das bolhas 141 Transporte das particulas entre a polpa e a espuma transporte das bolhas mineralizadas para a espuma arrastamento das particulas para a espuma retorno das particulas da espuma para a polpa Remo o dos produtos da flutua o remo o da espuma remo o do afundado Assim a flutua o compreende sempre a introdu o da alimenta o constitu da pela polpa de min rio reagentes e ar a liga o das part culas s bolhas o transporte das part culas entre a zona da polpa e da espuma e a remo o dos produtos da flutua o Na figura 8 12 est o representados os principais mecanismos respons veis pela transfer ncia de material na flutua o Flint 1973 e anteriormente referidos Uma vez que todos estes sub processos desempenham um papel fundamental no processo de flutua o o estudo da influ ncia do calibre no processo de flutua o deve ser analisado tendo em aten o a sua influ ncia em cada um daqueles sub processos Isto porque por exem
100. a se por recupera o ou rendimento industrial Ri ou ainda por rendimento metal Constitui um importante ndice de aprecia o relativamente ao modo como est a ser feito o aproveitamento da subst ncia mineral til Cxe a e Cc R R xX x Axa a a 1 8 c e Assim a recupera o o rendimento em peso e o teor constituem os par metros que permitem exprimir os resultados do tratamento Pode dizer se que no tratamento de min rios de ferro e no tratamento de carv es o rendimento em peso e o teor s o frequentemente mais importantes do que a recupera o J nos min rios metaliferos n o ferrosos a recupera o e o teor s o mais importantes do que o rendimento em peso Por m quando se tem de proceder compara o entre v rias opera es de concentra o ou escolher entre v rios processos de concentra o e se os teores dos concentrados como a recupera o e o rendimento em peso assumirem valores diferentes este julgamento torna se dif cil Neste caso necess rio uma an lise conjunta daqueles tr s par metros para se avaliar a efici ncia do tratamento Se num sistema de eixos ortogonais se marcar em ordenadas os rendimentos em peso expressos em percentagem e em abcissas tamb m em percentagem o teor dos produtos obt m se uma representa o gr fica figura 1 2 designada por curva de concentra o ou de lavabilidade particularmente utilizada em carv es A Figura 1 2a traduz uma opera
101. a taa Cen aidea s ai Redu o do tamanho das bolhas cccccccccesccesseceessecesscceseeecseeeessecseseeeeseeesseees Flutua o separada das part culas ultrafinas ccceeccsceseceeeceseeeteeesseeteeeeeees Adi o do colector antes da moagem 0 ccccsseescceseceseceseeeseeesecnseenseceeeeeeeeneeeaes Adi o de colectores Fortes nnne aonn ri E A EEA AAAA A h Utiliza o de v cuo ou de ultrassons cccccccesseesseceesseceseeceseceseeeesseceeseceseeeees Colina de flutha o ease iss nepa n ia echoes iam quo EBD sed cated i aeai lidade dos agregados part culas bolhas c ccccecseesseeteceseceseeeeeeeeeeseceeeneenseeees GelS HA CSPUM C PRANE SERE AE E nesters nea Naa E E A 8 13 1 Espuma e sua depend ncia do aparelho de flutua o c lula e coluna 8 13 2 Factores influentes na estabilidade da espuma ccccccesccesceeseeesecseeeeceteeeeeeseesaes 8 13 2 1 8 13 2 2 Tipo e concentra o de espumante ceccecceesseeseceteceteceseeeceeeseesaecnseceseceeeeeeeenaes Calibre e grau de hidrofobicidade das part culas cc ee 8 14 Influ ncia da estabilidade e da altura da espuma na flutua o cee eeeceeeeteenteeneees 8 15 Quantifica o da contribui o do arrastamento e da flutua o verdadeira 8 1 5 1 M todo de Trahan sneinen ae E EE E E E R TN 8 15 2 Metodo de Warren rariss hene a E E a R E E a suis abas 8 15 3 M
102. a uniforme Da as massas polares industriais apresentarem perfis semelhantes aos casos b e c da figura 6 4 Nestes verifica se atrav s das linhas de for a que nos seus espa os interpolares s existem pontos em que 0H 0x diferente de zero a b c N S S S Figura 6 4 Campo magn tico uniforme a e convergente b c Por outro lado as for as magn ticas a desenvolver devem ser suficientemente elevadas para que possam produzir efeitos fisicos capazes de realizar separa es em condi es industriais Tal conduz a que nos minerais de fraca permeabilidade magn tica se torne necess rio recorrer a valores elevados de H 0H 0x ou seja forte intensidade de campo acompanhada da sua elevada varia o em pontos pr ximos as quais se acentuam com a redu o nas dist ncias interpolares 77 Em face do exposto e de modo a tornar os separadores magn ticos industriais mais flex veis eles devem obedecer aos seguintes requisitos e Devem ter a possibilidade de regular a dist ncia das part culas ao p lo de atrac o e a intensidade do campo e Quando destinados separa o de part culas de baixa permeabilidade devem ser dotados de reduzida dist ncia interpolar condi o que limita a separa o de calibres grosseiros e possibilidade de produzirem campos magn ticos intensos o que imp e o uso de electroimans e exclu os imans permanentes Na concentra o de min rios fortemente magn ticos por exemplo m
103. ac es de pistonagem as part culas sofrem arranjos dispondo se segundo estratos ou leitos nos quais se poder o distinguir tr s zonas um leito superior ou de transporte formado pelas part culas menos densas um leito interm dio ou de desengrossamento constitu do por part culas mistas e um leito inferior ou filtrante constitu do pela esp cie mineral mais densa Em condi es ideais Figura 4 2 o leito superior atravessado por todas as part culas da alimenta o excepto pelas part culas extremamente finas lamas que permanecem em suspens o sendo arrastadas pela gua para a zona de descarga do est ril O leito interm dio exclui de si todas as part culas de densidade sua e permite a passagem das part culas de densidade superior O leito inferior ou filtrante exclui de si todas as part culas mistas absorvendo as da esp cie mineral densa constituindo assim o concentrado sobre rede constitu do pelas part culas de maior densidade impede a passagem das part culas grandes e s permite a passagem das part culas densas de pequeno tamanho sub intersticiais que ir o formar o produto de filtra o concentrado sub rede As caracter sticas que mais fortemente influenciam o leito filtrante e afectam o produto de filtra o obtido s o a sua espessura o calibre e a densidade das part culas que o constituem Alimenta o O k es L Leito de est reis Descarga o o Leito de mistos Leito de co
104. ac o n o magn tica atravessa os espa os entre as esferas ou placas e recolhido inferiormente O material magn tico captado pela matriz ou pelo menos retardado o suficiente para ser transportado pelo movimento do anel rotativo a uma regi o de campo com baixa intensidade onde as part culas magn ticas remanescentes na matriz s o descarregadas por meio de um jacto de gua sendo o material magn tico recolhido num determinado ponto da calha colectora A separa o obtida com selectividade visto que facilmente se controla as vari veis operacionais como intensidade de campo taxa de alimenta o percentagem de s lidos na polpa velocidade do anel rotativo ou rotor e descarga das part culas magn ticas O separador deste tipo mais utilizado corresponde ao modelo Jones Humboldt capaz de produzir campos com intensidade de 2 Tesla 20000 Gauss e com capacidade at 100 ton hora 90 aaa ae 7A ALIMENTA O AGUA DE LAVAGEM a a SOB PRESSAO Cn fay a ss TR AR Sal a ANEL GIRATORIO FRA O N O Y FRA O i Ceas 1 MAGN TICA L MAGNETICA ee Figura 6 13 Separador magn tico via h mida de anel girante 6 7 5 Outros separadores Magnetos de protec o de m quinas Com o objectivo de proteger britadores da entrada da alimenta o de min rios de peda os de ferro que poderia levar rotura de algumas das suas pe as usam se magnetos protectores constitu dos por imans permanentes ou elect
105. ade de campo e este poder atingir valores que os mans permanentes n o conseguem fornecer Em opera es de desengrossamento deve trabalhar se com maior intensidade de campo do que nas opera es de apuramento 6 4 Permeabilidade e susceptibilidade magn tica dos minerais A experi ncia mostra que todas as esp cies minerais apresentam propriedades magn ticas em maior ou menor grau sendo afectadas quando introduzidas num campo magn tico No entanto para a grande maioria delas estes efeitos s o demasiado t nues para conduzir a separa es eficientes Sob o ponto de vista da possibilidade de operar separa es industriais 78 entre os minerais estes podem ser classificados em minerais fortemente magn ticos fracamente magn ticos e n o magn ticos Este ltimo grupo constitui a maioria dos minerais Na tabela 6 1 indica se a faixa do campo magn tico onde podem ser separados os minerais com propriedades magn ticas Tabela 6 1 Principais minerais com propriedades magn ticas e faixa de campo magn tico onde podem ser separados Grupo Minerais Ferromagn ticos Ferro Magnetite Faixa de Campo de 0 05 a 0 5T Magn ticos Ilmenite Pirrotite Franklenite Faixa de Campo de 0 5 a 1T Hematite siderite rodinite limonite braunite corindon pirolusite manganite esfalerite rodocrosite Fracamente magn ticos granada sepentinite mica molibdenite huebnerite volframite bornite apatite tetraedrite wi
106. adi o 8 11 Influ ncia do calibre das part culas na flutua o As part culas finas Bol dl INLLOQU O KATEA EEE saneddhocenden ana dna dada tavsees sederdd taddnas sensu edi 8 11 2 Re 8 11 3 Ca cupera o versus calibre das part culas cccecccecscesseeseceseceeeceseeeseeeeeneenteeneeaes racter sticas das part culas finas cc erre reeererereracera nora neraeerecerentan s 8 11 4 Flutuabilidade e hidrofobicidade versus calibre das part culas 8 11 5 Influ ncia do calibre das part culas em cada subprocesso da flutua o 8 11 5 1 8 11 5 2 8 11 5 3 8 11 5 4 Introdu o e prepara o da alimenta o a Liga o das part culas s bolhas rrenan Transporte das part culas entre a polpa e a espuma Grau de arrastamento e selectividade da flutua o versus calibre das part culas ccccsceeseeeteeeeeeees Comportamento das part culas na espuma iieeeereeeeereeraceranesa 8 11 6 M todos tendentes a melhorar a flutua o das part culas finas 8 11 6 1 8 11 6 2 8 11 6 3 8 11 6 4 8 11 6 5 8 11 6 6 8 11 6 7 8 11 6 8 8 11 6 8 8 12 Estabi Adi o de leos neutros ia ae RAE A AT AE Ultraflutua o ou flutua o por carreadores cccecccesseeseceseceeeeeeeeeseeeeecseeeseenes Flutua o por flocos ssns i non
107. agn tica do mineral a separar O limite inferior de calibre de separa o eficiente abaixo do qual diminui a recupera o e a selectividade resulta das for as mec nicas ades o atrito arrastamento se sobreporem s reduzidas for as magn ticas induzidas O calibre superior est relacionado com a intensidade m xima do campo magn tico H que pode ser produzido e com a sua converg ncia OH 0x relacionando se esta com a dist ncia interpolar que por sua vez condiciona o calibre m ximo das part culas que ter o de atravessar o campo Este limite superior ser tanto mais elevado quanto maior for a permeabilidade magn tica dos minerais a separar pois para um determinado valor da intensidade de campo menor ser a converg ncia exigida e consequentemente maior poder ser a dist ncia interpolar Tal conduz a que as subst ncias fortemente magn ticas podem ser separadas sob calibres maiores passando se o inversos com as fracamente magn ticas que para al m de elevadas intensidade de campo exigem uma forte converg ncia s conseguida com reduzidas dist ncias interpolares e conveniente perfil das massas polares Crivagem da Alimenta o Referiu se anteriormente que para se realizarem separa es magn ticas s for as magn ticas exercidas sobre as part culas t m de opor se outras for as peso das part culas for a centr fuga resist ncia o deslocamento na gua para se obterem traject rias diferenciais Quando p
108. agnetite ilmenite e franklinite s o suficientes indu es da ordem de 0 1 Weber m 0 1T 1000 Gauss para os separar de part culas n o ou fracamente magn ticas No tratamento de minerais fracamente magn ticos hematite volframite j necess rio atingir indu es da ordem dos 1 5 a 2 5 Weber m 15000 a 25000Gauss para que as for as magn ticas desenvolvidas naquelas part culas permitam que sejam separadas das restantes Por este motivo as separa es magn ticas podem ser classificadas em Separa es magn ticas de baixa intensidade de campo quando se opera em campos cuja n 7 2 E r eats N indu o da ordem de 0 1 Weber m ou inferior utilizadas na separa o de minerais fortemente magn ticos Separa es magn ticas de alta intensidade de campo quando se opera em campos cuja indu o da ordem de 2 Weber m 2T 20000Gauss utilizadas na separa o de minerais fracamente magn ticos Em termos industriais as separa es de baixa intensidade poder o ser realizadas com imans permanentes enquanto que as de alta intensidade exigem intensidades de campo s realiz veis com electroimans Em baixos campos a escolha de separadores de imans permanente ou de electroiman pode referir se como vantagens dos primeiros o serem de baixo custo de opera o e manuten o e n o serem afectados por falhas da corrente el ctrica e como vantagens dos electroimans a possibilidade de regula o da intensid
109. ake a aa ape ak Marcassite Se A RHE so a oe Arsenopirite akoako k Antracite Se SSRIS AR a a ap PEPE Cromite eae ee eee aC a Blenda aok Pateta ak Argila ste Pesto ok ak fe sto Lenhite ee es Volframite hooo oe of a of oak Quartzito halooo oe a ak ok Siderite Cuprite Hematite ahoak Mica kpk 2 ok 2k 2k ok ook 7 3 Electriza o de part culas minerais No processo de separa o electrost tica h tr s etapas distintas que se devem considerar a carga ou electriza o das part culas a separa o que ocorre numa superf cie ligada terra e a separa o causada pela traject ria diferencial das part culas O sucesso da separa o electrost tica dos minerais est relacionado com a efici ncia do seu processo de electriza o Diferentes esp cies minerais respondem tamb m de forma diferente ao processo de electriza o Para que ocorra a separa o dos minerais estes devem estar individualizados o que favorece a sua electriza o selectiva Outro factor a ser considerado o limite inferior da granulometria 98 de libera o que deve ser da ordem de 20 micra Em tais condi es deve haver uma quantidade m nima de massa suficiente para que haja uma atrac o efectiva por parte da for a el ctrica aplicada Na separa o electrost tica dos minerais as part culas podem ser electrizadas por tr s processos e Indu
110. alhos realizados por Ye et al 1989 sobre cinco tipos de min rio de carv o permitiram concluir que os seus tempos de liga o aumentam com o calibre das part culas Assim pode dizer se que para a flutua o das part culas mais grosseiras exigido maior tempo de contacto pois elas demoram mais tempo a ligarem se s bolhas No caso de part culas grosseiras para se formarem liga es est veis necess rio maior superf cie de contacto part cula bolha donde ser o maiores os respectivos tempos de liga o Tamb m por este motivo as part culas de maior densidade apresentam maiores tempos de liga o Como o tempo de indu o depende exclusivamente das propriedades superficiais das part culas e das bolhas e como o tempo de liga o o resultado da soma do tempo de indu o com o tempo de deslocamento pode ent o afirmar se que para um dado tipo de mineral o aumento do tempo de liga o com o calibre e densidade das part culas consequ ncia do aumento do tempo de deslocamento Relativamente influ ncia do calibre no tempo de indu o Crawford e Ralston 1988 verificaram que ao contr rio do observado por Ye et al 1989 a diminui o do calibre das part culas de um min rio de quartzo nem sempre conduz diminui o do seu tempo de indu o Por m ao contr rio de Ye et al 1989 que determinaram experimentalmente os tempos de indu o Crawford e Ralston 1988 calcularam estes tempos a partir duma e
111. alibre Isto justifica se pelo facto de para part culas maiores a componente de caminhamento horizontal ser proporcionalmente maior que a de arrastamento transversal pois as part culas maiores s o mais dificilmente carreadas pela gua No tratamento de part culas finas exigem se mesas mais curtas e mais largas pois passa se o inverso As mesas a tratar material do calibre de areias dever o ter tabuleiros providos de riffles mais altos e em maior rea que as mesas de tratamento de part culas finas Mesas em que o objectivo seja o desengrossamento obten o de um pr concentrado a retratar e um est ril a rejeitar dever o ter tabuleiros curtos e largos Isto nem sempre se verifica porque esta opera o efectuada sobre material grosseiro 1 3mm e o efeito calibre pode sobrepor se ao tipo de material que se pretende Assim de um modo geral mesas a efectuar desengrossamento t m tabuleiros compridos e estreitos Mesas em que o objectivo seja o apuramento obten o de um concentrado final e de um est ril a retratar dever o ter tabuleiros mais compridos e mais estreitos pois assim menor a probabilidade da ganga ser recolhida na zona do concentrado Isto nem sempre se verifica porque quando esta opera o efectuada sobre material fino o efeito calibre pode sobrepor se ao tipo de material que se pretende correndo se o risco da maioria da subst ncia mineral 58 util sair na zona do est ril Assim de um modo g
112. aquela recta significa que para aquela gama granulom trica os fen menos de arrastamento s o t o intensos que eliminam qualquer poss vel influ ncia dos par metros alterados como a concentra o de espumante e a concentra o de s lidos na polpa Para outras granulometrias Trahar 1981 verificou que a inclina o da recta de regress o que relaciona a recupera o por arrastamento das part culas com a recupera o da gua diminui com o aumento do calibre das part culas Na tabela 8 3 est o representadas as rela es entre as recupera es de v rias frac es granulom tricas de quartzo e as recupera es da gua Analisando estes resultados verifica se que as part culas de maior calibre isto as part culas de maior massa s o mais dificilmente arrastadas pois elas conduzem a valores muito inferiores para aquela rela o Tabela 8 3 Influ ncia do calibre das part culas de quartzo no arrastamento dados de Trahar 1981 Calibre m dio das part culas Recupera o do quartzo relativamente um recupera o de gua 3 5 14 20 29 40 E PH JS 4 O grau de arrastamento depende n o s do calibre mas tamb m do tipo de mineral das condi es operat rias tais como dilui o da polpa grau de agita o e de aera o altura e estabilidade da espuma De facto a forma e a densidade das part culas condicionam fortemente o grau de arrastamento Na tabela 8 4 representa se o grau de arrastamento
113. ar O produto resultante da fragmenta o apresenta geralmente uma gama granulom trica larga impondo que o diagrama de separa o contemple geralmente mais do que um tipo de aparelhos de concentra o estando cada um deles adaptado ao tratamento de um determinado lote granulom trico Para al m do calibre das part culas tamb m a quantidade de material a tratar pode influenciar a escolha do equipamento a utilizar Pode afirmar se que dentro das modalidades de concentra o grav tica a concentra o em meios densos de aplica o a granulometrias grosseiras seguindo se por ordem decrescente de calibres a jigagem compete com os meios densos mas utilizado para tratar menores capacidades a separa o em mesas oscilat rias espirais Humphrey concentrador Reichert concentrador centr fugo hidrociclones e mesas de lamas Para um min rio em que a subst ncia mineral til se liberta a um calibre grosseiro por exemplo superior a 2 mm pode utilizar se a separa o por meios densos ou por jigagem coadjuvada por separa o em mesas ou em espirais de Humphrey para o tratamento do material fino Os dois primeiros poder o fornecer j um concentrado definitivo e um est ril definitivo ou ent o poder o fornecer um est ril definitivo e um pr concentrado a retratar em mesas ou espirais caso necessite de uma pr via moagem 68 A separa o em meios densos tal como todos os processos hidrograviticos n o permite tratar toda
114. ara os quatro tipos de espumante semelhante a rela o entre a recupera o de s lidos e a recupera o de gua No entanto as menores recupera es por arrastamento das part culas e da gua obt m se quando se utiliza o leo de pinho consequ ncia da menor estabilidade da espuma produzida por este espumante respons vel portanto pelo aparecimento de fen menos de drenagem mais intensos A estabilidade da espuma pode ser afectada n o s pelo tipo e concentra o de espumante e pelo tipo e granulometria das part culas mas tamb m pelos outros tipos de reagentes utilizados Os cidos gordos os sulfunatos e as aminas colectoras conduzem ao aparecimento de espuma com textura fechada compacta dif cil de desintegrar mesmo atrav s da utiliza o de jactos de gua Por exemplo Espinosa Gomez et al 1988 verificaram que a utiliza o de cido gordo com concentra es superiores a 30 40 ppm conduz ao colapso da espuma qualquer que seja o tipo de espumante usado A interac o espumante colector e os seus efeitos na flutua o t m sido objecto de alguns estudos No entanto dada a import ncia deste fen meno os estudos realizados sobre esta mat ria s o escassos sendo pouca a informa o sobre a combina o do tipo de espumante a utilizar mediante a utiliza o de um dado colector Malysa et al 1981 1982 efectuaram investiga es relativas aos fen menos da liga o estabilidade dos agregados e estabilidade da espuma
115. art culas minerais de calibre que constituem a alimenta o dum separador magn tico forem introduzidas no seu campo nas mesmas condi es e o seu peso P for directamente oposto for a magn tica F nelas induzidas a separa o verifica se sendo atra das quando F gt P ou seja Mo o da 6 7 47 Ox ou sn Ree 6 8 47 Ox sendo d a densidade e g a acelera o da gravidade Daquela rela o verifica se que a rela o entre F e P independente do calibre das part culas a separar se elas se apresentarem no campo magn tico sob iguais condi es Por m esta igualdade de condi es s se verifica para part culas de igual calibre pois as part culas de diferente calibre uma vez que os campos magn ticos gerados n o s o uniformes ir o ocupar posi es correspondentes a diferentes valores de 0H 0x Este comportamento representado na figura 6 5 onde se mostram duas part culas de calibre e gt que s o introduzidas no campo magn tico n o uniforme atrav s de uma correia transportadora horizontal 81 Particula calibre 1 M Pol POSATO o Part cula calibre 1 N Figura 6 5 Influ ncia do calibre na posi o ocupada pelas part culas Correia As duas part culas n o se apresentam no campo sob iguais condi es A de maior calibre atinge pontos do campo de maior gradiente ou seja onde maior o valor H 0H x que as particulas de menor tamanho podendo por isso serem atra das e a
116. as 137 AUMENTO NA RECUPERA O gt AUMENTO DO CALIBRE DAS PART CULAS gt Figura 8 9 Recupera o versus calibre das part culas A gama de calibres para a qual m xima a recupera o varia de mineral para mineral e depende n o s das propriedades desses minerais a flutuar mas tamb m das condi es operat rias Na tabela 8 2 s o apresentadas as gamas granulom tricas para as quais se obtiveram as maiores recupera es dos respectivos minerais pelo processo de flutua o Trahar e Warren 1976 Tabela 8 2 Gama granulom trica para as quais se obt m as recupera es m ximas Trahar e Warren 1976 ES Fluorite Galena Quartzo Blenda 8 11 3 Caracter sticas das part culas finas Os maus resultados obtidos na flutua o das part culas finas com calibre inferior a 10 um resultam fundamentalmente da sua baixa massa e da sua elevada rea superficial espec fica Na figura 8 10 representa se a rela o entre as propriedades superficiais das part culas finas e o seu comportamento adverso durante o processo de flutua o afectando significativamente a recupera o R e o teor do flutuado T 138 ENERGIA SUPERFICIAL ELEVADA CONSUMO DE REAGENTE ELEVADO PART CULAS FINAS v SUPERF CIE ESPEC FICA ELEVADA MOMENTO BAIXO lt ARRASTAMENTO DAS PART CULAS FINAS T N lt PEQUENA MASSA Va Ne ESTABILIZA O DA y N ERAS O ESPUMA NN ESTABILI
117. as finas as que apresentam calibre inferior a 100 um pressupondo se assim que dif cil a sua recupera o pelos processos de concentra o hidrograv tica No entanto em alguns min rios as gamas para as quais se obt m as maiores recupera es pelo processo de flutua o s o precisamente dessa ordem de grandeza Isto permite concluir que tal classifica o granulom trica das part culas feita com base no sucesso da recupera o e selectividade obtida consequ ncia dos m todos de separa o em causa Relativamente flutua o este processo apresenta um campo de aplica o que varia desde algumas um micra at aproximadamente 800 um Estes limites variam consoante a hidrofobicidade e a densidade dos minerais a flutuar Os carv es pelo facto de apresentarem menor densidade s o os minerais que permitem a flutua o de granulometrias mais grosseira Tabela 8 1 Classifica o das part culas dados de Sivamohan e Forssberg 1985 DO Teiieom Na generalidade dos casos as granulometrias finas levantam alguns problemas relativamente recupera o e selectividade do processo de separa o sendo geralmente elevadas as perdas de subst ncia mineral til nos finos Dado o esgotamento dos jazigos com elevados teores e a necessidade da explora o de jazigos de grandes dimens es onde por vezes a subst ncia mineral til ocorre sob calibre extremamente fino que exige intensos graus de fragmenta o com a cons
118. as na polpa que originam o aparecimento de espuma com pouca mobilidade sendo obviamente elevado o tempo de resid ncia das part culas na espuma A elevada concentra o pode resultar tamb m da concentra o insuficiente de espumante provocando o r pido colapso das bolhas e da elevada altura da espuma causando intensa drenagem da gua da polpa Os fen menos de sobrecarga s o comuns sobretudo nos min rios que apresentam elevados teores em subst ncia a flutuar como o caso do min rio de carv o Lynch et al 1981 apresentam resultados pr ticos da flutua o de carv o onde se verifica que a elevada concentra o de colector conduz sobrecarga da espuma resultando na diminui o da recupera o do carv o relativamente a quando menor a quantidade de colector adicionada A sobrecobertura da espuma inibe sobretudo a flutua o das part culas pouco hidr fobas pois estas mais facilmente se desligam das bolhas e s o drenadas Frew e Restarick 1978 verificaram que quando h a sobrecarga da espuma as part culas finas s o preferencialmente flutuadas relativamente s grosseiras Isto significa que as part culas mais grosseiras est o mais debilmente ligadas s bolhas sendo nestas circunst ncias mais facilmente drenadas Assim pode dizer se que a sobrecobertura da espuma pode ter efeitos ben ficos ou perniciosos consoante o objectivo a atingir Por exemplo pode ter efeitos ben ficos nas c lulas 178 apuradoras permit
119. as s lidas e com a espessura do filme de acordo com a equa o anterior para uma subst ncia hidr foba com a densidade 4 0 e um min rio de densidade 3 0 e para 50 da superf cie de filme coberta por part culas hidr fobas 154 100 O o O 10 de concentra o de s lidos 10 um de espessura de filme 80 o Pad E 10 de concentra o de s lidos 20 um de espessura de filme A 60 TEOR 204 m gt 30 de concentra o de s lidos 10 um de espessura de filme p 30 de concentra o de s lidos 20 um de espessura de filme 0 I I 1 0 1 1 10 TAMANHO DAS PART CULAS um Figura 8 18 Limita o do teor do flutuado pelo tamanho das part culas Hemmings 1980 Pode ent o concluir se que o grau de arrastamento ser tanto maior quanto menor for o calibre das part culas sendo este o principal modo de transfer ncia das part culas ultrafinas da polpa para a zona da espuma Assim relativamente a este mecanismo de transporte a diminui o do calibre n o explica a sua menor recupera o pois quanto menor o calibre maior a sua recupera o por arrastamento Por m relativamente flutua o verdadeira e admitindo que as bolhas est o completamente ou parcialmente cobertas por part culas hidr fobas a massa transportada directamente proporcional ao calibre das part culas Ent o a massa de part culas finas carreadas at espuma por unidade de tempo menor que o observado para
120. ata se que com excep o do min rio de antim nio a flutua o efectuada com as part culas floculadas conduz a flutuados de maior teor e conduz tamb m a maiores recupera es Tabela 8 5 Compara o da flutua o convencional e a flutua o com base na agrega o das part culas dados de Hu et al 1987 e 1988 Min rio Flutua o convencional Flutua o por flocos Teor al Teor conc Recuper Teor al Teor conc Recuper WO de Pb Zn 3 55 10 10 96 71 5 53 20 95 98 15 e 18 70 20 75 84 60 18 70 22 77 86 51 Antim nio flutua o da estibina e 6 22 57 48 91 20 6 53 56 63 94 50 depress o da arsenopirite 0 58 2 74 0 52 0 35 Sulfuretos de cobre oxidados 15 00 35 00 24 94 81 21 O segundo conjunto de m todos baseia se na altera o das condi es operat rias mantendo as part culas o seu calibre original visando o aumento da probabilidade de colis o entre as part culas e as bolhas 8 11 6 4 Redu o do tamanho das bolhas O tamanho das bolhas a utilizar condicionado pela massa das part culas ou seja ele depende da densidade e do tamanho das part culas Obviamente que quando as part culas a flutuar apresentam pequena massa poss vel utilizar bolhas de pequeno tamanho desde que tenham suficiente poder de levita o dessas part culas Para uma determinada taxa de aera o a probabilidade de colis o entre as part culas e as bolhas aumenta com a diminui o do 157 tamanho das bolhas po
121. ativamente possibilidade de ocorrer religa o das part culas s bolhas na zona da espuma existem diversas especula es a este respeito no entanto conclui se de um modo geral que ela n o ocorre De facto apesar de na zona da espuma os tempos de contacto part culas bolhas serem muito superiores aos verificados na zona da polpa segundo Falutsu 1994 eles s o cerca de 10 100 vezes maiores a press o que as part culas exercem sobre as bolhas s o demasiado pequenas para promover a ruptura do filme de l quido que a envolve e provocar a consequente liga o Por outro lado ao longo da subida as bolhas v o aumentando de tamanho e ocorre o fen meno de coalesc ncia ocorrendo tamb m a sua deforma o que faz aumentar a sua vibra o Esta caracter stica faz com que quando as part culas colidem com as bolhas sejam facilmente repelidas Falutsu e Dobby 1992 verificaram que numa coluna o grau de cobertura das bolhas 30 cm abaixo da interface polpa espuma era semelhante ao observado ao longo de cerca de 1 metro de altura da espuma significando isto que na zona da espuma n o ocorre a liga o das part culas s bolhas Feteris et al 1987 combinaram o modelo cin tico de duas fases com o modelo probabil stico com vista an lise da rela o existente entre o coeficiente da taxa de flutua o total e a probabilidade de sobreviv ncia dos agregados part culas bolhas com a ac o de 163 drenagem na zona da espuma tendo
122. ativamente s das esp cies minerais Industrialmente e por raz es t cnico econ micas apenas tem interesse os meios de densidade inferior s das esp cies minerais e os meios de densidade interm dia entre a das esp cies minerais a separar meios em que a sua densidade maior que a da esp cie menos densa Deste modo surgem os dois seguintes m todos de separa o grav tica Concentra o grav tica dc gt d gt p Concentra o em meios densos dz gt p gt d Na concentra o em meios densos constitu dos por finas suspens es de s lidos densos na gua a separa o opera se em virtude da esp cie mineral mais densa afundar no meio de separa o enquanto que a esp cie mais leve flutua n o se tornando necess rio classificar a mistura mineral a separar Na concentra o grav tica hidrograv tica ou pneum tica o fluido de separa o a gua ou o ar exige uma classifica o pr via da mistura mineral a separar 2 3 Processos de concentra o grav tica Consoante os meios de separa o se deslocam ou n o relativamente ao recipiente eles designam se por fluentes semi estacion rios e estacion rios Os meios fluentes correspondem gua e ao ar animados de movimentos mais ou menos verticais ou horizontais Nestes meios o movimento do meio constituem as ac es predominantes exercidas sobre as part culas e respons veis pela separa o Os meios estacion rios s o geralmente constitu dos por sus
123. axa de aera o tamanho das bolhas grau de cobertura das bolhas estabilidade e altura da espuma De seguida apresentam se quatro m todos que permitem determinar a contribui o do arrastamento e da flutua o verdadeira S o eles o m todo de Trahar 1981 m todo de Warren 1985 e m todo de V Ross 1990 1991 e m todo de Pita 8 15 1 M todo de Trahar A utiliza o deste m todo exige a realiza o na aus ncia de colector de um primeiro conjunto de ensaios de flutua o onde medida a recupera o de gua e das part culas s lidas Supondo que as part culas n o flutuam naturalmente e que o espumante n o apresenta propriedades colectoras ent o neste conjunto de ensaios a recupera o de s lidos devida exclusivamente ao arrastamento Deste modo poss vel estabelecer uma rela o entre a recupera o devida exclusivamente ao arrastamento e a recupera o de gua A contribui o da flutua o verdadeira de um qualquer ensaio onde utilizado colector dada pela diferen a entre a recupera o assim obtida e a recupera o obtida na aus ncia de colector para igual recupera o de gua Este m todo parte do pressuposto que a recupera o devida ao arrastamento proporcional recupera o de gua e que na flutua o realizada na presen a de colector a recupera o por ac o do arrastamento semelhante recupera o falsa obtida na aus ncia de colector para igual recupera o de g
124. b m que a adsor o do colector pela subst ncia hidr foba era independente da exist ncia de finos justificando se assim a menor recupera o da subst ncia hidr foba na presen a de finos pela ac o dos fen menos de cobertura Os efeitos adversos dos fen menos de cobertura pelas part culas finas podem ser eliminados pela adi o dos reagentes dispersantes 150 8 11 5 3 Transporte das particulas entre a polpa e a espuma Grau de arrastamento e selectividade da flutua o versus calibre das part culas As part culas s o transferidas da polpa para a espuma por flutua o e por arrastamento Com a diminui o do calibre das part culas o arrastamento torna se dominante no processo de flutua o Existem diversos trabalhos que analisam a rela o entre o grau de arrastamento e o calibre das part culas entre eles s o de referir os de Bisshop 1976 Kirjavainen 1988 1989 Sivamoham 1990 Subrahmanyam e Forssberg 1990 Trahar 1981 Trahar e Warren 1976 Ora como o arrastamento n o contempla preferencialmente as part culas hidr fobas sendo um fen meno n o selectivo ele constitui uma das principais dificuldades obten o de bons resultados no tratamento dos finos Uma vez que a probabilidade de colis o entre as part culas finas e as bolhas pequena uma das solu es para aumentar a recupera o seria aumentar o tempo de flutua o Por m como para estas gamas granulom tricas os fen menos de arrastamento s
125. baixa densidade grafite e principalmente carv es O ferro sil cio uma liga composta principalmente de sil cio 15 e ferro 85 de densidade de 6 9 A sua alta densidade permite a obten o de polpas com densidade m xima de 3 4 cobrindo portanto um intervalo capaz de separar a maioria dos minerais met licos das gangas Isto um factor que faz com que o ferro sil cio seja o meio denso mais utilizado industrialmente para minerais met licos e outros minerais especiais O ferro sil cio 15 Si atomizado obtido mediante a atomiza o com vapor do material fundido seguido de resfriamento brusco em gua resultando na obten o de part culas arredondadas Na tabela 3 1 s o apresentadas as caracter sticas granulom tricas de quatro tipos de ferro sil cio atomizado Tabela 3 1 Caracter sticas granulom tricas de ferro sil cio atomizado Granulometria mm RREO e e RR O O RC a qo do do gt esmo pit pod ee od a Ee E e ER PE RES RR DR RR Ferro sil cio 15 Si mo do obtido por meio de fragmenta o Na tabela 3 2 s o apresentadas as caracter sticas granulom tricas de seis tipos de ferro sil cio mo do Tabela 3 2 Caracter sticas granulom tricas de ferro sil cio mo do Tipo em peso mm EMO do ss ps pego dd do EC ERES aaa SE A CO SOIS Eo En ER a Em Ss ee ee aa e a e 27 3 4 Princ pios da Separa o em Meios Densos Vimos que o processo de separa o em meio dens
126. bre a mesa Em face do exposto pode dizer se que consoante o tipo de alimenta o a mesa conduz aos seguintes resultados e Alimenta o constituida por particulas de calibres diferentes e igual densidade as mais finas tendem a distanciar se das de maior tamanho indo ocupar as zonas mais elevadas da mesa neste tipo de alimenta o n o se poderiam separar os minerais por este processo e Alimenta o constituida por particulas de calibres e densidades diferentes mas em que as part culas mais pequenas s o mais densas as particulas mais pequenas porque s o mais pequenas e porque t m maior densidade tendem claramente a distanciar se das de maior tamanho indo ocupar as zonas mais elevadas e Alimenta o constituida por particulas de calibres e densidades diferentes mas em que as part culas maiores s o mais densas n o mostra uma vincada tend ncia para a separa o a influ ncia da densidade na estratifica o atenuada pela influ ncia do calibre 57 e Alimenta o constitu da por part culas com o mesmo calibre e densidades diferentes tendem a tomar traject rias diferentes mas apenas por efeito da sua diferente densidade Em face do exposto conclui se da necessidade de submeter a pr via classifica o do produto a tratar em mesas preferencialmente classific lo por equival ncia O vibrador o respons vel pelo movimento oscilat rio alternativo da mesa e simultaneamente pelo caminhamento longitudinal das par
127. calibre ligadas s bolhas e serem fortemente arrastadas sobretudo as frac es finas Verifica se que a varia o do modo de injec o de ar pode em casos especiais ter efeitos diversos consoante a granulometria do produto Quando o ar introduzido sobre press o pela aplica o de v cuo verifica se o aumento da recupera o das part culas ultrafinas Isto deve se ao facto do ar precipitado sob as part culas constituir um forte desidratador da superf cie dos minerais e ao facto das part culas mais finas serem mais fortemente hidrat veis Tamb m a dilui o da polpa depende da granulometria do produto a tratar Part culas de granulometria fina dever o ser tratadas em polpas com elevada dilui o de modo a atenuar os fen menos de arrastamento Para al m do calibre das part culas influenciar aspectos f sicos da flutua o condicionando assim os resultados finais ele tamb m influencia algumas propriedades qu micas que condicionam o processo de flutua o Durante o processo de flutua o nomeadamente durante o processo de condicionamento pode suceder que o tempo de contacto entre as part culas e os reagentes n o seja o mesmo para todas as part culas Trahar 1981 admite que as part culas finas s o mais velhas que as outras part culas deste modo se alguns dos reagentes s o adicionados no processo de moagem as part culas mais finas est o mais tempo em contacto com esses reagentes No entanto quando existe a opera
128. ccccscccessececeenseceeesececessececeesaesenesseseceseeeeneaaes 3 Introdu o sersa mantas a ao sdpel onda ihn cob bow Sado AA soba bo ua TE AEE dead tal Levee Takes 3 2 Tipos de meios densos ass deed baia isa Woden dooce Jud D shade Nabe od dpi Sad Tue RS 3 3 Caracter sticas dos principais s lidos utilizados nas suspens es s 3 4 Princ pios da separa o em meios densos cc eee eee eererenerererererarernenos 3 5 Aplica es da separa o em meios densos 6 cece eee eee e eee ceceseenecneceteeeseenses 3 6 Opera es e circuitos de tratamento em meios densos 65 ec eeeeseeeteeeteeeteeeneeenes 3 7 Principais equipamentos de separa o em meios densos seres 3 7 1 Separadores de gravidade 0 cccccec ccc e cence eee ee ene e ee ences ene ene eaten eee eneens 3 7 2 Separadores centrifugos 1 0 0 cece ccc eee nee nen een ener rare Ente E Ea EEEE ES 3 8 Circuito t pico de separa o em meio denso cee ec isso serenas 3 9 Controle e avalia o das opera es em separa o em meio denso c 4 Concentra o Hidrograv tica em Leitos Puls teis Jiagagem 4 Ve INtrodU O senom nennen iata erasa raa deus eso UA SS OA Eo a eE dias a tas Den ETETEA 4 2 Separa o operada na jigagem esssssssssssssstsressessessesetsresttssessesetssesesseseseeseeseese esns 4 3 Factores influentes na jigagem 2 00 6
129. cia o por flutua o de um determinado min rio Para proceder flutua o da maioria dos minerais necess rio torn los hidr fobos Isto feito atrav s da adi o em ambiente qu mico prop cio de um colector que seja selectivamente adsorvido A cria o das condi es qu micas ideais para que ocorra separa o por flutua o implica geralmente a adi o de alguns reagentes salientando se o regulador de pH o dispersante e o activador Crozier 1992 classifica os reagentes em cinco classes colectores por vezes designados por promotores activadores modificadores depressores e espumantes A prepara o da superf cie dos minerais para o processo de flutua o atrav s da adi o dos reagentes realizada antes do processo propriamente dito de separa o Essa opera o designada por condicionamento devendo os reagentes ser adicionados segundo uma determinada sequ ncia e tendo cada um deles um determinado tempo de actua o designado por tempo de condicionamento Com a maioria das esp cies minerais o condicionamento feito com baixa dilui o da polpa elevada concentra o de s lidos entre 40 e 50 de modo a aumentar a probabilidade das got culas de reagente contactarem com as part culas Da a frequente necessidade de se fazer o espessamento da polpa antes do condicionamento O condicionador consta de um tanque cil ndrico munido de uma h lice central para agitar a polpa em condicionamento
130. concentrador Uma vez que neste a polpa flui em direc o ao centro a espessura do leito aumenta cerca de 4 ou mais vezes pois diminui a rea da sec o transversal As part culas mais densas tendem a ocupar os estratos pr ximos da superf cie e os mais leves ocupam os estratos superiores Pr ximo do centro do cone existe uma abertura anelar que permite remover os minerais que constituem os estratos inferiores os minerais mais densos pr concentrado As part culas mais leves passam sobre essa abertura anelar e s o conduzidos a um tubo central que poder alimentar outro est gio de cones caso ainda ali existam minerais densos Se porventura os estratos superiores do primeiro cone forem constitu do apenas por minerais leves este produto rejeitado Por outro lado se o material recolhido na abertura anelar do primeiro cone ainda contiver uma grande quantidade de minerais leves este produto retratado no cone seguinte figura 5 13 Alimenta o AR Distribuidor c nico Bee Cone duplo E Cone simples lt lt lt lt N f Pesados Pesados Leves Figura 5 13 Concentrador Reichert de dois cones Os cones s o fabricados com material leve poliuretano ou vibra de vidro O di metro t pico do cone de 2m e a sua inclina o de aproximadamente 17 Trata material com calibre compreendido entre 50 micra e Imm Tamb m para este tipo de concentrador conveniente classificar por equival
131. condicionam o processo de jigagem s o densidade dos leitos e seu grau de dilata o calibre e forma das part culas que formam os leitos espessura e uniformidade dos leitos equil brio entre os cursos de pistonagem com suc o e sem suc o adi o de gua hidr ulica e caudal de alimenta o 4 4 Principais tipos de jigas As principais diferen as entre os v rios tipos de jigas est o relacionadas com o seu modo de ocasionar a pulsa o e o modo de recolha do afundado De um modo geral as jigas s o classificadas de acordo com o modo como se efectua a dilata o do leito Elas s o de crivo m vel menos utilizadas e de crivo fixo Nas primeiras o crivo m vel que suporta os leitos do min rio alternadamente mergulhado e elevado na gua de um recipiente para que se 49 originem as correntes ascendentes e descendentes Nas jigas de crivo fixo a gua obrigada por efeito do movimento alternativo de um pist o a atravessar os leitos do min rio em Jigagem Muitas vezes o crivo tem uma abertura superior ao calibre do material significando que o concentrado passa atrav s dele Na figura 4 1 representou se esquematicamente uma jiga pode observar se que ela esta dividida em duas sec es principais uma que cont m o crivo que suporta e eleva o min rio e outra sec o onde se gera a pulsa o do fluido Para completar a ac o pulsante e para manter se necess rio o leito expandido por um maior tempo ou pouco com
132. culas das bolhas de Falutsu 1994 Quando as bolhas chegam interface polpa espuma sofrem fortes desacelera es ocorrendo elevadas varia es da sua energia cin tica Este fen meno pode conduzir desagrega o das part culas A oscila o das bolhas pode constituir um dos principais motivos para a ocorr ncia da desagrega o das part culas Ela pode ocorrer por exemplo quando as bolhas sofrem grandes desacelera es ou quando chocam com part culas de elevado calibre Na figura 8 21 representa se segundo Schulze 1984 o resultado da colis o entre uma bolha gasosa carregada de part culas com movimento ascendente e uma part cula de galena com um di metro de 500 um com movimento descendente Verifica se que deste choque resulta a desagrega o de algumas das part culas levitadas sendo a oscila o da bolha o principal motivo para a perda de algumas part culas 162 Oroes roest eses ee 15 9 0 16 5 aed _ oe fd o Ce e Pees e oo es e N j 3 0 10 5 18 0 eeeees rss eee e e o 4 5 f 12 0 J a ssa ba r N 6 0 13 5 Ed Sa J Peneeee Covo os Figura 8 21 Colis o entre uma bolha mineralizada e uma part cula de galena com um calibre de 500 um e evolu o do agregado ao longo do tempo ms Schulze 1984 Saliente se que a vibra o facilita o aparecimento do fen meno de coalesc ncia na espuma tamb m ele favor vel intensifica o do fen meno de drenagem Rel
133. culas de ferrite micronizada abaixo de 100A e dispersas com lignosulfonato Esse fluido funciona com uma densidade vari vel na presen a de um campo magn tico A densidade do fluido magn tico pode ser controlada variando se a intensidade do campo a velocidade de rota o ou a concentra o do fluido Exceptuando se o campo magn tico a opera o no aparelho Magstream assemelha se ao ciclone de meio denso Suspens es de S lidos em Agua Suspens es s o definidas como qualquer sistema heterog neo no qual os s lidos insol veis s o dispersos mantendo as caracter sticas de um l quido As dificuldades de utiliza o industrial dos l quidos e solu es pesadas na concentra o de carv es levou a convergirem maiores aten es para a utiliza o das suspens es de finas part culas s lidas na gua como meio de separa o possuindo propriedades similares aqueles neste campo de aplica es As part culas finas aumentam a densidade aparente do meio em 24 propor o com o peso das mesmas part culas presentes aumentando a viscosidade com a concentra o de s lidos Mediante a conveniente escolha da fase s lida da suspens o densidade calibre e a sua concentra o na gua poder obter se um meio denso de separa o grav tica com a densidade fluidez e estabilidades desejadas Para igual densidade da suspens o um aumento do calibre das part culas promove a diminui o da viscosidade da polpa mas exige maior agita
134. da diminui o do calibre no tempo de indu o Na figura 8 11 representa se a rela o entre o grau de flutuabilidade a hidrofobicidade e o calibre das part culas de Trahar 1981 Destes resultados conclui se que o grau de hidrofobicidade exigido para se obterem elevadas flutuabilidades isto elevadas recupera es aumenta com o aumento do calibre das part culas Isto significa que para se promover a flutua o das part culas grosseiras estas dever o estar mais libertas ou apresentar uma maior percentagem da sua superf cie coberta por colector ou seja dever o apresentar maior hidrofobicidade Assim para a obten o de semelhantes recupera es na flutua o de part culas grosseiras maior o consumo de colector quando comparado com a flutua o das part culas interm dias ou finas Uma outra solu o para explicar a menor flutuabilidade das part culas grosseiras aponta para a menor recupera o das frac es mais grosseiras porque as frac es mais finas reagem mais rapidamente com os reagentes conduzindo menor cobertura da superf cie das part culas grosseiras ocasionando assim recupera es menores dessas frac es grosseiras do tamanho das part cula FLUTUABILIDADE gt HIDROFOBICIDADE W _ Figura 8 11 Representa o qualitativa da forma de influ ncia do calibre das part culas na rela o entre a flutuabilidade e a hidrofobicidade de Trahar 1981 Verifica
135. da mantendo se inalter veis as condi es de hidrofobicidade e tipo de espuma Por m mesmo variando s um desses par metros as condi es de arrastamento e de drenagem embora ligeiramente s o concerteza diferentes Por exemplo se se alterar a taxa de remo o das espumas ou a altura da espuma devido aos diferentes tempos de resid ncia das part culas na espuma a influ ncia dos fen menos de drenagem que ocorrem em cada um deles diferente logo tamb m o a contribui o do arrastamento Se o tempo de flutua o for inferior ao tempo ptimo pode sobrevalorizar se a contribui o do arrastamento pois o aumento da recupera o dos minerais a flutuar com o aumento da recupera o de gua resulta n o apenas do aumento da contribui o do arrastamento mas tamb m do aumento da flutua o verdadeira sendo esta quantificada como contribui o da flutua o por arrastamento O m todo de Ross apresenta a vantagem de s ser necess rio realizar um ensaio de flutua o e do grau de arrastamento ou factor de arrastamento X t variar ao longo do tempo traduzindo mais correctamente a varia o do poder de suporte da espuma ao longo de um ensaio descont nuo Por m tamb m para este m todo o n o cumprimento de alguns pressupostos conduz a resultados incorrectos 187 Este m todo parte do principio que a polpa homog nea Se para as part culas finas e ou intensa agita o leg timo admitir que essa hip tese
136. da a da sua queda grav tica nele As part culas muito pequenas respondem muito rapidamente aos movimentos da gua intersticial As part culas iso e super instersticiais n o penetram os leitos compactos Part culas mais densas do que as que constituem o leito de separa o e do tipo iso intersticiais atravessam os leitos expandidos sem sens vel perturba o destes as part culas super intersticiais s penetrar o os leitos quando estes est o expandidos se o seu peso superar a resist ncia oposta Grande parte da separa o estratifica o das esp cies minerais de diferentes densidades ocorre durante o per odo em que o leito est aberto expandido pois os minerais mais densos sedimentam com maior velocidade Para al m disso a acelera o diferencial no in cio da suc o movimento descendente do fluido faz se sentir mais fortemente nas part culas mais densas contribuindo tamb m para a separa o das esp cies minerais de diferente densidade 44 Estes mecanismos colocam as particulas finas leves em cima e as particulas grossas pesadas no fundo do leito Quando o leito est compacto resultando maior resist ncia penetra o do leito para as part culas de maior tamanho vem que a suc o coloca as part culas finas pesadas no fundo e as grossas leves no topo do leito 4 2 Separa o operada na jigagem Submetendo um min rio constitu do por duas esp cies minerais de diferente densidade e gua a repetidas
137. da taxa de aera o Assim uma vez que Laplante et al 1983 a b c concluem que a taxa de transfer ncia de galena da polpa para a espuma aumenta inicialmente com a taxa de aera o atingindo os maiores valores para uma taxa de aera o interm dia e que a taxa constante de flutua o total da galena aumenta com a taxa de aera o ent o porque a taxa de transfer ncia de material da espuma para a polpa isto a drenagem diminuiu com a taxa de aera o Esta caracter stica consequ ncia da estabilidade da espuma aumentar com a taxa de aera o e resultado da diminui o do tempo de resid ncia das part culas na espuma diminuindo portanto a intensidade dos fen menos de drenagem A influ ncia da taxa de aera o pode ser condicionada pelo calibre das part culas e tamb m pelo tipo de min rio Ensaios de flutua o realizados por V Ross 1991a b numa c lula de flutua o sobre um min rio de pirite permitiram verificar que para as frac es mais grosseiras 38 150 um o aumento da taxa de flutua o verdadeira menos significativo que o aumento da taxa de arrastamento No entanto para a frac o mais fina com calibre inferior a 38 um o aumento da taxa de aera o conduz a aumentos mais acentuados da massa flutuada que da massa arrastada Assim quando seria de esperar que para a frac o mais fina inferior a 38 um se fizesse sentir mais fortemente o aumento da taxa de aera o na taxa de 128 arrastamento poi
138. dade pois na flutua o de uma subst ncia de elevada densidade e elevado calibre a diminui o acentuada do tamanho das bolhas pode causar a diminui o da recupera o na medida em que as bolhas passam a ter baixo poder de levita o A estabilidade da espuma depende da quantidade de espumante adicionado para baixas quantidades a espuma apresenta pequena estabilidade tende facilmente a colapsar e respons vel por fortes drenagens Se a quantidade de espumante adicionada elevada ocorre precisamente o contr rio De um modo geral o efeito do aumento da quantidade de espumante adicionado semelhante ao efeito causado pela diminui o da altura da espuma na medida em que ambos provocam um aumento da taxa de recupera o de gua pelo flutuado Esta semelhan a de resultados aplica se sobretudo ao comportamento das subst ncias hidr filas pois a altera o da concentra o de espumante para al m de alterar a estabilidade da espuma afecta tamb m o tamanho das bolhas condicionando portanto tamb m os fen menos de colis o e agrega o ocorridos na zona da polpa J a altera o da altura da espuma somente condiciona os fen menos ocorridos na zona da espuma Numa lavaria industrial a altera o de uma daquelas duas vari veis tem implica es pr ticas diferentes De facto se a altera o da altura da espuma s tem implica es naquela m quina a altera o da quantidade de espumante adicionada afecta tamb m o comportamen
139. damentalmente sobre os fen menos ocorridos na zona da polpa Moys 1978 foi dos primeiros investigadores a realizar trabalhos sobre a modela o do processo de flutua o tendo em aten o os fen menos ocorridos na espuma visando o estudo da influ ncia da altura da espuma na recupera o e na qualidade do flutuado Estes trabalhos constituem a primeira tentativa de modela o dos sub mecanismos da flutua o arrastamento e drenagem na zona da espuma Com o objectivo de analisarem os fen menos ocorridos na zona da espuma tamb m Cutting et al 1986 desenvolveram trabalhos acerca dos fen menos de drenagem operados na zona da espuma de uma c lula tendo admitido que a mobilidade da espuma e a intensidade de drenagem n o s o iguais em toda a espuma Segundo estes autores numa c lula a espuma apresenta zonas com diferente mobilidade conforme se representa na figura 8 24 Assim poss vel descrever as seguintes linhas gerais da mobilidade da espuma gt movimento superf cie da espuma no sentido da zona de descarga gt a textura da espuma descarregada diferente da observada superf cie da c lula pois aquela consiste em material que chega zona da espuma subindo pela zona adjacente descarga e por material que atravessa a superf cie da espuma em direc o descarga devido a gradientes hidr ulicos gt o uso de limpa espumas de modo a facilitar a descarga agita drasticamente a espuma fomentando a drenage
140. de n o misc veis com a gua quimicamente inertes n o t xicos de cheiro toler vel n o inflam veis ou decompon veis pela ac o da luz ou do calor Tais requisitos limitam muito o campo de aplica o industrial dos v rios l quidos densos e justificam o n o desenvolvimento deste processo Nas primeiras d cadas do s culo XX sob min rios de carv o utilizaram se hidrocarbonetos clorados l quidos de elevada densidade obtendo se excelentes separa es Por m perdas elevadas de l quido denso a sua toxicidade e o seu elevado custo foram respons veis pelo seu abandono Flu dos paramagn ticos Em 1986 a Intermagnetics General Corporation IGC patenteou nos Estados Unidos um equipamento denominado Magstream destinado separa o de minerais ou part culas s lidas baseado na diferen a das suas densidades Essa separa o pode ser feita em descont nuo 300 g de amostra ou escala comercial de 250 kg h cobrindo um intervalo de densidade de 1 5 a 21 0 Os minerais a serem separados s o misturados com um fluido magn tico e alimentados no Magstream atrav s de um tubo rotativo anular Uma for a magn tica externa exerce uma atrac o sobre o fluido que combinada com a for a centr fuga promove um gradiente de densidade radial que aumenta do centro para a periferia permitindo a separa o das part culas leves e pesadas Fluido paramagn tico uma suspens o coloidal base de gua n o t xico contendo part
141. de diferentes A raz o de sedimenta o num fluido de duas part culas esf ricas de densidades d e do expressa pela rela o d p d p 2 1 em que do d e p representam respectivamente as densidade da esp cie mineral mais densa da mais leve e do meio de separa o Quanto maior for aquela rela o L mais facilmente se separam as duas esp cies minerais Segundo aquele crit rio para valores de e L gt 2 5 separa o eficiente at 0 07mm e 2 5 gt L gt 1 75 separa o eficiente para calibres gt 0 15mm e 1 75 gt L gt 1 5 separa o poss vel para calibres gt 1 4mm por m dificil e 1 5 gt L gt 1 25 separa o poss vel para calibres gt 6mm por m dificil e L lt 1 25 separa o n o eficiente ou impossivel Se as part culas a separar tiverem calibres diferentes e se l for o calibre da esp cie mineral menos densa d e 1 o calibre da esp cie mineral mais densa d2 para que a separa o destas duas esp cies minerais se torne poss vel necess rio que bx do p 2hx dy p 2 2 significando que os gr os minerais a separar devem obedecer a uma rela o de calibres no limite igual ao valor da aptid o lavagem hoo 2 3 h di p Isto exige se uma classifica o pr via do produto a separar que ser tanto mais cerrada quanto menor for a diferen a de densidades das esp cies minerais a separar e menor for a densidade do meio de separa o As express es anteriores aplica
142. de l quido de modo a estabelecer se uma liga o est vel entre a part cula e a bolha Deste modo o tempo de liga o definido por Ye et al 1989 coincide com o tempo de indu o definido por Crawford e Ralston 1988 O tempo de contacto determinado pelo movimento relativo part cula bolha e depende sobretudo das condi es hidrodin micas e operat rias nomeadamente da intensidade de agita o do tamanho das bolhas e da massa das part culas O tempo de liga o depende das propriedades da superf cie dos minerais e tamb m das bolhas sendo elevado quando perante um mineral hidr filo e pequeno quando perante um mineral hidr fobo Este tempo representa o grau de flutuabilidade de um mineral podendo esta flutuabilidade ser modificada atrav s da adi o de reagentes fundamentalmente atrav s da adi o de colector cujo objectivo principal exactamente diminuir o tempo de indu o de modo a que para um determinado mineral esse tempo de indu o seja inferior ao tempo de contacto Na figura 8 4 representa se graficamente segundo Ye et al 1989 a influ ncia do calibre das part culas e do tamanho das bolhas no tempo de contacto para part culas com densidade de 2 6 Desta figura resulta que o tempo de contacto aumenta inicialmente com o aumento do calibre das part culas at atingir um patamar no qual o tempo de contacto independente do calibre das part culas aumentando no entanto com o tamanho das bolhas O aume
143. de material grosseiro e de material fino era tamb m de 2 1 Isto significa que a capacidade de remo o das part culas da zona da polpa para a zona da espuma varia directamente com o calibre das part culas Assim verifica se que apesar das part culas finas apresentarem maior adsor o espec fica 2 2 vezes maior o facto delas serem 143 mais finas faz com que a capacidade do seu transporte seja 2 1 vezes menor O facto daquelas duas rela es serem semelhantes isto a adsor o espec fica relativa 2 2 semelhante rea espec fica relativa da superf cie 2 1 leva o autor a concluir que a adsor o por unidade de rea semelhante ou seja a superf cie das part culas finas e grosseiras s o quimicamente equivalentes Deste modo aquele autor conclui que a menor recupera o do material fino deve se a outros factores tamb m dependentes do calibre que limitam a flutua o das part culas ultrafinas A elevada taxa de adsor o dos reagentes por parte das part culas finas pode actuar de forma contraproducente no processo de flutua o De facto pode suceder que as part culas finas durante a opera o de moagem reajam rapidamente com sais ou impurezas existentes na polpa condicionando assim o sucesso da flutua o Esta caracter stica agravada pelo facto das part culas fina serem geralmente mais velhas estando assim mais tempo expostas aos contaminantes provenientes de outros minerais e existentes na polpa
144. de opera o situa se entre 20 a 35 ton h m de largura do rolo 87 _ALIMENTACAO Ch AJUSTE DO ROLO PRODUTO MAGNETICO PRODUTO 4 MAGN TICO ROLOS INDUZIDOS 1 2 3 PRODUTO PRODUTO N O MAGNETICO MAGNETICO Figura 6 10 Separador via seca de rolos induzidos Separador de correias cruzadas Este tipo de separador consiste num transportador de correia plana correia principal que passa entre os p los paralelos de dois electroimans e outro transportador de correia plana correia secund ria perpendicular principal A correia secund ria passa sobre a superf cie do p lo superior com a rea menor em rela o do p lo inferior proporcionando a converg ncia do campo Entre as duas superf cies existe um afastamento separando as duas correias por uma dist ncia da ordem de 10 mm na regi o de maior intensidade de campo e por onde passa o material O equipamento que opera a seco com intensidade de campo at 1 Tesla apresenta um elevado ndice de selectividade e a sua faixa granulom trica de aplica o est compreendida entre 100 um a 2mm Os minerais a separar s o introduzidos sob a forma de uma camada fina sobre a correia principal os magn ticos s o suspensos e removidos pela correia secund ria que se desloca transversalmente principal transportando os para uma regi o ausente de campo seguida da deposi o nas caixas colectoras O material n o magn tico permanece na co
145. de part culas de densidades ou formas diferentes De facto devido sua pequena massa e ao intenso mecanismo de arrastamento acaba por n o ocorrer discrimina o durante este processo Seja M p t M p t Mat 8 15 a equa o que representa a massa de mineral recuperado por ac o da contribui o da flutua o verdadeira e do arrastamento M t representa a massa do mineral recuperado durante o tempo t Mg e Mar t representam respectivamente a massa de mineral recuperada durante o tempo t devida flutua o verdadeira e ao arrastamento Podem ainda escrever se as seguintes equa es de balan o de massa M t C t x c t 8 16 MA C p t xe p t 8 17 M am t C arr t x Carr t 8 1 8 onde C t representa a massa total de material recuperado durante o tempo c t representa a percentagem em mineral a flutuar no material recuperado Ct representa a massa de part culas s lidas flutuadas e cgt a percentagem em mineral a flutuar no material flutuado Cir t representa a massa de part culas s lidas arrastadas e c t a percentagem em mineral a flutuar no material arrastado Pode afirmar se que a quantidade de mineral existente no concentrado igual ao somat rio do material que foi flutuado e do material que foi arrastado Isto C t x e t C Axe D Carr f X Carr 1 8 19 Ent o admitindo que para particulas finas a percentagem em mineral flutu vel no arrastado num dado instante
146. dizendo se por isso que electricamente neutra n o carregada ou electrizada Se esse equil brio de prot es e electr es for quebrado o corpo apresentar se carregado ou electrizado Um corpo estar carregado positivamente quando apresentar defici ncia de electr es e estar carregado negativamente se apresentar excesso de electr es Esta designa o de corpo electricamente carregado tamb m se aplica quando a distribui o dos electr es sua superf cie n o uniforme Neste caso embora o corpo no seu conjunto se encontre electricamente neutro os seus extremos opostos podem encontrar se carregados relativamente s partes vizinhas Figura 7 2 Sob o ponto de vista electrost tico os corpos classificam se em condutores isoladores ou maus condutores diel ctricos e semi condutores Nos condutores os electr es apresentam elevada mobilidade deslocando se rapidamente superf cie de um ponto para outro Nos isoladores a mobilidade dos electr es muito reduzida Os corpos semi condutores apresentam um comportamento interm dio Na pr tica embora o grau de mobilidade dos electr es seja caracter stico de cada mineral ele aumenta com a intensidade do campo el ctrico em que os minerais s o introduzidos Por este motivo em altos campos minerais isoladores podem comportar se como semi condutores ou mesmo condutores Entre os minerais os metais nativos os sulfuretos e a grafite s o bons condutores enquanto que as ganga
147. dores a Reagentes desactivadores Denominam se de desactivadores os reagentes depressores que dissolvem revestimentos de activadores tornando as superf cies minerais aptas ac o de novos colectores Por exemplo os minerais de c lcio e a s lica flutuam sob a ac o de sais de cobre adicionando cianeto de s dio no primeiro caso e silicato de s dio no segundo impede se por desactiva o que flutuem 120 b Reagentes revivificadores Inversamente aos desactivadores os reagentes revivificadores restabelecem as propriedades de flutua o de esp cies minerais previamente deprimidas por exemplo o que sucede com o sulfato de cobre sobre a blenda previamente deprimida com o cianeto de s dio ou o sulfato de zinco c Reagentes anti venenos Nas guas utilizadas em flutua o poder o existir subst ncias impeditivas da separa o por flutua o Frequentemente estes venenos actuam como depressores Por exemplo para a galena em presen a dos xantatos s o venenos os sais de Cr Fe Cu Ca Mg e Al Os anti venenos s o reagentes que se op em aos venenos existentes Empregam se geralmente a cal carbonato de soda e por vezes o cianeto de pot ssio quando existem sais de cobre e de ferro No tratamento de produto de granulometria extremamente fina comum adicionar um dispersante cujo objectivo garantir que as part culas minerais estejam individualizadas Para al m dos reagentes anteriormente referidos adiciona se
148. dos est relacionada com o di metro das part culas D e com o di metro das bolhas D pela seguinte express o D P a bx 8 1 D em que a e b s o constantes que diminuem com o tamanho das particulas Schulze et al 1989 verificaram que a velocidade de agita o influenciava o tempo de contacto e o tempo de indu o Constataram que o tempo de indu o diminuia com a diminui o da velocidade relativa das part culas isto apesar de agita es muito pequenas conduzirem a pequenas probabilidades de colis o estas colis es s o mais eficazes De facto o efeito da varia o da intensidade de agita o condicionado fortemente pelo calibre densidade e hidrofobicidade das part culas e pelo tamanho das bolhas Ahmed e Jameson 1985 Schubert e Bischofberger 1978 De um modo geral pode afirmar se que o grau de agita o ideal diminui com o aumento do calibre e densidade das part culas e aumenta com o tamanho das bolhas e com a hidrofobicidade das part culas Assim perante part culas finas e de baixa densidade deve trabalhar se com agita es intensas Uma vez que este tipo de particulas apresenta pequena massa mesmo para elevada intensidade de agita o as for as de desagrega o ainda s o diminutas donde elevadas agita es privilegiam a colis o das part culas com as bolhas Todavia quando as bolhas s o muito pequenas conduzindo a agregados mais inst veis a agita o n o pode ser muito intensa Para
149. e 1 2 tem se a e c a ou E C c e a e 1 5 A rela o entre o peso do concentrado C e o peso da alimenta o A designa se por rendimento em peso R Representa o peso do concentrado obtido por unidade de peso de min rio tratado Exprime se frequentemente em percentagem a e 1 6 C R P c e Se o rendimento em peso de um dado tratamento de 15 isso significa que se obt m 150 kg de concentrado pelo tratamento de uma tonelada de min rio Ao inverso do rendimento em peso chama se rela o de concentra o ou taxa de concentra o e traduz o n mero de unidades de peso de min rio que necess rio tratar para se obter uma unidade de peso de concentrado cet o 1 7 Os valores pr ticos da rela o de concentra o s o muito maiores quando se trata min rios metal feros do que carv es passa se o inverso com o rendimento em peso pois no primeiro caso as gangas a rejeitar est o presentes em muito maior quantidade do que nos carv es O rendimento em peso analisado isoladamente n o permite avaliar a qualidade do concentrado e do est ril perdendo mesmo o seu significado quando se produzem mais que um concentrado O seu conhecimento no entanto de grande interesse quando considerado conjuntamente com os teores ou com a recupera o A rela o entre o peso de subst ncia mineral til no concentrado Cxc e o peso de subst ncia mineral til na alimenta o Axa design
150. e ocorrer o aparecimento de cargas el ctricas com sinais opostos nas suas superf cies Este fen meno conhecido desde a antiguidade tendo se observado que o mbar ap s sofrer atrito tinha a capacidade de atrair pequenas part culas de minerais A rea de contacto entre as part culas muito pequena donde para se acumular qualquer carga necess rio fazer com que se produzam contactos repetidos Isto ocorre sempre que exista movimento massivo das part culas Se as part culas s o constitu das por minerais fracamente condutores a densidade de carga da superf cie das part culas pode tornar se suficientemente elevada para aplicar este mecanismo como base para a separa o dos minerais Faz se uso deste mecanismo nos separadores electrost ticos de queda livre Este n o um mecanismo importante em nenhum dos separadores electrost ticos de uso corrente 7 3 3 Electriza o por bombardeamento i nico ou efeito corona Este processo que se revela ser o mais eficiente nas separa es electrost ticas consiste em levar ao contacto com o corpo a electrizar um g s ionizado geralmente o ar carregando se a sua superficie por efeito de colis es e fixa o de i es geralmente negativos A maior fonte de i es para realizar a electriza o por este processo corresponde ao efeito corona o qual se desenvolve em torno de um condutor el ctrico levado a alto potencial e uma placa terra Este fen meno deve se ioniza o do ar em t
151. e Flotability of Very Fine Particles A Review Int J Miner Process 3 103 131 Trahar W J 1981 A Rational Interpretation of the Role of Particle Size in Flotation Int J Miner Process 8 289 327 Varbanov R 1984 Flotation of Spherical Particles Trans Inst Min Metall Sect C Miner Process Extr Metall 93 C6 C8 Warren L J 1985 Determination of the Contributions of True Flotation and Entrainment in Batch Floation Tests Int J Miner Process 14 33 44 Wills B A 1988 Mineral Processing Technology New York Pergamon Press 4ed 195 Wilson S G e Frew J A 1986 Effect of Operating Variables Upon Liquid Backmixing in a Laboratory Flotation Bank Int J Miner Process 16 281 298 Ye Y e Miller J D 1989 The Significance of Bubble Particle Contact Time During Collision in the Analysis of Flotation Phenomena Int J Miner Process 25 199 219 Yianatos J B Finch J A e Laplante A R 1986 Holdup Profile Bibble Size Distribuition of Flotation Column Froths Canad Metall Quarterly Vol 25 n 1 23 29 Yianatos J B Finch J A e Laplante A R 1987 Cleaning Action in Column Flotation Froths Trans Inst Min Metall Sect C Miner Process Extr Metall 96 C199 C205 196
152. e convencional de classifica o A alimenta o e o meio denso s o introduzidos tangencialmente e sob press o no ciclone o qual idealmente instalado em posi o inclinada tal como se observa na figura 3 7 possibilitando que a alimenta o seja feita por gravidade de uma determinada altura manom trica No caso dos ciclones DSM Dutch State Mines esta altura de aproximadamente nove vezes o di metro do ciclone A alimenta o por gravidade sempre desejada pois reduz a degrada o da alimenta o que normalmente ocorre quando se usa bombagem Os produtos pesados movem se ao longo da parede do ciclone e s o descarregados no apex underflow enquanto que os leves overflow se descarregam no vortex finder O meio denso forma um gradiente de densidade dentro do ciclone que aumenta no sentido do centro para a parede interna do ciclone 35 ALIMENTA O MEIO DENSO y VORTEX FINDER APEX a DESCARGA DE PESADOS MEIO DENSO ANGULO DESCARGA DE LEVES DO CONE MEIO DENSO Figura 3 7 Ciclone de meio denso tipico Separador Dynawhirlpool DWP Outros separadores centrifugos em meio denso podem ser utilizados o caso do separador Dynawhirlpool de constru o diferente do ciclone embora tamb m nele a frac o mais leve seja apanhada na zona central pelo redemoinho central e arrastada ascendentemente sendo descarregada no overflow A frac o pesada afunda e descarregada por uma sa da tan
153. e part culas J relativamente a part culas finas pelo facto delas apresentarem geralmente maior hidrofobicidade isto apresentarem menores tempos de liga o poder o e dever o ser flutuadas por bolhas de pequeno tamanho pois s assim se consegue aumentar a probabilidade de colis o entre as part culas e as bolhas O tempo de indu o para al m de depender das vari veis atr s referidas tamb m influenciado pela rugosidade das part culas Ye et al 1989 verificaram que as part culas rugosas apresentam menores tempos de indu o que as part culas polidas sendo resultado do facto dessas part culas romperem mais rapidamente a pel cula de gua situada entre elas e as bolhas Dobby e Finch 1986 afirmam que o tempo de indu o tamb m depende do tamanho das bolhas sendo menor para bolhas de menor tamanho resultado da menor espessura do filme de gua que envolve a bolha 8 6 Grau de agita o Para ocorrer levita o do material hidr fobo desde a zona da polpa at espuma necess rio que ocorra n o s a forma o dos agregados part culas bolhas mas tamb m que estes agregados n o sejam destru dos S o v rios os factores que afectam a estabilidade dos agregados entre eles de referir a agita o o calibre a densidade o grau de hidrofobicidade das part culas e o tamanho das bolhas A agita o operada numa c lula tem por objectivo manter as part culas em suspens o de modo a obter se uma polpa
154. e proporcional sec o das part culas normalmente ao movimento daquele dependendo o deslocamento do calibre da forma e da densidade da part cula da velocidade e espessura do filme de gua e ainda da inclina o e rugosidade da superf cie de apoio Com este tipo de separa es pretende se que as part culas da esp cie mineral densa fiquem na superf cie de separa o e as part culas da esp cie mineral menos densa sejam transportadas para fora dela pela ac o de lavagem da toalha de gua As classifica es longitudinais concentra es grav ticas operadas pela toalha de gua diferem consoante as part culas minerais se deslocam em queda no seio da toalha de gua ou se deslocam por rolamento sobre a superf cie onde ela corre No primeiro caso a classifica o longitudinal no sentido da corrente faz se por ordem decrescente da equival ncia das part culas em queda Figura 5 2 Toalha de gua Figura 5 2 Classifica o longitudinal em queda na gua No segundo caso ela opera de modo diferente para part culas de igual equival ncia movem se mais rapidamente as part culas de maior calibre e para part culas de igual calibre deslocam se mais rapidamente as de menor densidade Deste modo uma mistura de part culas de duas esp cies minerais classificar se longitudinalmente por ordem decrescente de densidade e crescente de calibre para as part culas da mesma densidade Figura 5 3 Na zona de transi o duma esp
155. e que naquele trabalho quando maior a altura de espumas 50 cm tamb m maior o teor em cinzas do flutuado de carv o Isto querer dizer que apesar de se afirmar que naqueles dois conjuntos de resultados s se fez variar a altura da espuma o facto de ser menor a qualidade do concentrado para uma altura superior indica que algo de anormal ocorreu pois para maior altura de espuma maior o tempo de resid ncia das part culas hidr filas arrastadas na espuma sendo portanto maior a probabilidade delas serem drenadas devendo por isso obter se flutuados de melhor qualidade o que n o foi conseguido nos ensaios referidos Assim aquele aumento da recupera o do carv o com o aumento da altura da espuma n o deve estar relacionado com a probabilidade de religa o das part culas s bolhas na zona da espuma mas sim com uma outra qualquer altera o das condi es operat rias n o controladas e que foi 177 respons vel pela maior transfer ncia de material por arrastamento da polpa para a zona da espuma Lynch et al 1981 apresentam alguns resultados demonstrativos da influ ncia da altura da espuma tendo conclu do que a recupera o diminui com o aumento da altura de espuma variando os teores do flutuado em sentido contr rio No entanto apesar de se verificar que ao aumento da altura da espuma corresponde uma diminui o da recupera o das subst ncias a flutuar aquela rela o depende do grau de hidrofobicidade e da co
156. e seja retirada da c lula ou da coluna de flutua o mas no aparelho de flutua o ela deve contribuir para a separa o pretendida Espumas inst veis s o aquelas que continuamente rebentam por ac o da drenagem do l quido existente entre as bolhas e espumas est veis s o aquelas que algum tempo ap s a sua remo o ainda persistem mesmo na aus ncia de qualquer agita o Para alterar a estabilidade da espuma adiciona se um reagente designado por espumante que tem por objectivo a obten o de espuma com a estabilidade adequada ao trabalho pretendido Tamb m alguns dos outros reagentes nomeadamente alguns colectores e activadores podem influenciar o tipo de espuma formada Todavia conveniente que cada reagente adicionado tenha um objectivo espec fico e restrito pois s assim poss vel controlar adequadamente todas as var veis condicionadoras do processo de flutua o Para al m do tipo e concentra o de reagentes outros factores influenciam as propriedades da espuma nomeadamente a natureza do produto a tratar granulometria densidade e forma das part culas e grau de hidrofobicidade Os fen menos de coalesc ncia caracter stica que as bolhas apresentam de na zona da espuma se unirem resultando na forma o de bolhas maiores com a consequente diminui o da rea espec fica contribuem para a selectividade e separa o operada na zona da espuma Quando as bolhas chegam a esta zona com elevada percentagem de rea
157. e ser criteriosa e basear se em dados experimentais No entanto deve referir se que quer a adi o da gua de lavagem se fa a dentro ou fora da espuma a solu o escolhida apresenta sempre uma desvantagem Assim se a alimenta o da gua de lavagem efectuada dentro da zona da espuma ela apesar de conduzir a flutuados de melhor qualidade apresenta o inconveniente dos orif cios por onde sai a gua poderem ficarem obstru dos com relativa facilidade afectando obviamente os resultados pretendidos Por outro lado a alimenta o da gua de lavagem fora da espuma e sobre esta pode n o conseguir penetrar suficientemente na espuma de modo a promover a drenagem do material e da gua arrastada resultando na obten o de flutuados relativamente pobres Este problema surge fundamentalmente quando a espuma demasiado est vel apresentando pouca mobilidade No caso da espuma ser demasiado d bil pode suceder que a queda de gua de lavagem provoque o seu colapso 8 11 Influ ncia do calibre das part culas na flutua o As part culas finas 8 11 1 Introdu o O calibre das part culas tem uma import ncia fundamental em qualquer processo de tratamento de min rios A selec o do m todo de concentra o depende da natureza do min rio das propriedades dos minerais a separar da diferen a entre essas propriedades e do calibre das part culas imposs vel obter boas separa es sem que as esp cies minerais a separar estejam lib
158. ec nicas gravidade centrifugas produzindo se assim traject rias diferencias dos gr os minerais que atravessam um campo el ctrico Figura 7 1 Para ocorrer separa o necess ria a exist ncia de dois factores el ctricos e Um campo el ctrico de intensidade suficiente para desviar uma part cula electricamente carregada quando em movimento na regi o do campo e Carga el ctrica superficial das part culas ou polariza o induzida que lhes permitam sofrer a influ ncia do campo el ctrico N o Condutoras Condutoras Figura 7 1 Separa o electrost tica Se tivermos um corpo B num campo radial duma esfera 4 electrizada positivamente as cargas positivas induzidas em B sofrem a ac o duma for a dirigida para a esquerda Figura 7 2 Como as cargas negativas se encontram mais pr ximas de 4 que as positivas e ainda numa regi o do campo mais intenso a for a dirigida para a esquerda maior que a dirigida para a direita pelo que embora B n o tenha excesso de carga atra da para 4 O resultado o mesmo qualquer que seja o sinal da carga de 4 e B seja isolador ou condutor sendo no entanto maiores a for a de atrac o para part culas condutoras Figura 7 2 Comportamento duma part cula colocada num campo el ctrico 96 7 2 Propriedades el ctricas dos minerais Os tomos comuns da mat ria cont m iguais quantidades de electr es e de prot es pelo que ela n o apresenta efeitos el ctricos
159. ecendo agarradas superf cie do tambor at entrarem na regi o de ac o do el ctrodo est tico trecho CD O el ctrodo est tico tem a fun o de reverter por indu o as cargas das part culas condutoras provocando o seu deslocamento lateral em rela o superf cie do tambor mudando a sua traject ria e sendo recolhidas como material condutor O material diel ctrico permanece com carga negativa e portanto colado superf cie do tambor pois estas part culas n o t m a capacidade de dissipar rapidamente a sua carga para o tambor De seguida estas part culas s o removidas com aux lio da escova e do el ctrodo de corrente alternada Este dispositivo tem a fun o adicional de tornar mais eficiente o processo de limpeza com escova sobretudo quando em presen a de part culas n o condutoras Para part culas de susceptibilidade el ctrica interm dia medida que o rotor vai girando elas perdem lentamente a sua carga desprendendo se do tambor por gravidade 105 ALIMENTA O ELETRODO DE sA IONIZA O ELETRODO EST TICO ESCOVA Fa r 175 mm 3 74 04 EFELETRODO 09 BONS CONDUTORES EX TiO s a DEE C A me of o 09 0 Gg j q 9 MISTOS 00958 E p TRIC gt A Ms DIEL TRICOS COLADOS AO TAMBOR Figura 7 7 Separador electrodin mico ou de alta tens o Relativamente s suas dimens es os separadores s o avaliados em rela o ao di metro e compr
160. ecidos Isto deve se complexidade do sistema e tamb m interac o entre a zona de colec o e da espuma Para uma clara distin o entre a zona de colec o e a zona da espuma 176 eliminando a sua interac o Falutsu e Dobby 1989 desenvolveram uma coluna que isola aquelas duas zonas permitindo assim medir directamente a recupera o obtida em cada uma delas e simultaneamente medir a percentagem de material que drenado Nos seus trabalhos em que realizaram v rios ensaios de flutua o com um min rio puro de s lica os autores estudaram a influ ncia da taxa de transfer ncia de material da altura de espuma da gua de bi s e do calibre das part culas na recupera o obtida na zona da espuma e tamb m na zona de colec o Verificaram que ao contr rio do constatado na zona de colec o a recupera o na zona da espuma aumenta com o aumento do fluxo de material que a chega Isto deve se ao facto das bolhas chegarem a mais carregadas ou seja com uma maior superf cie coberta por part culas hidr fobas originando espuma mais est vel e fen menos de coalesc ncia menos intensos sendo portanto menores os efeitos de drenagem Ao contr rio de outros estudos constataram que a recupera o na espuma n o influenciada pela sua altura Isto provavelmente porque no tipo de equipamento utilizado os autores fizeram a injec o de gua de lavagem na interface polpa espuma promovendo logo a a queda de material ar
161. ed From a Fundamental Model of the Capture Process Int J Miner Process 21 241 260 Espinosa Gomes R Finch J A e Jonson N W 1988 Column Flotation of Very Fine Particles Minerals Engineering Vol 1 3 18 Falutsu M e Dobby G S 1989 Direct Measurement of Froth Drop Back and Collection Zone Recovery in a Laboratory Flotation Column Minerals Engineering Vol 2 n 3 377 386 Falutsu M e Dobby G S 1992 Froth Perfomance in Commercial Sized Flotation Columns Jn B A Wills ed Minerals Engineering 92 Vancouver Miner Eng 5 1207 1223 Falutsu M 1994 Column Flotation Froth Characteristics Satability of the Bubble Particle System Int J Miner Process 40 225 243 Feteris S M Frew J A e Jowett A 1987 Modelling the Effect of Froth Deph in Flotation Int J Miner Process 20 121 135 Finch J A e Dobby G S 1990 Column Flotation Pergamon Press Oxford 180 Flint I M MacPhail P e Dobby G S 1988 Aerosol Frother Addition in Column Flotation CIM Bulletin Vol 81 n 913 81 84 Frew J A e Resarick C J 1978 Relationship beteween Flotation Rates and Pulp Density in Zinc Cleaning Circuits at Broken Hill Aus M M N W Old Branch Mill Operatos Conference 192 Fuerstenau D W Chander S e Abouzeid A M 1979 The Recovery of Fines Particles by Physical Separation Methods In P Somasundaram e N Arbiter ed Beneficiation of Mineral Fines Problems and Research Ne
162. eds AIME U S A 3 59 Fuerstenau D W 1980 Fine Particle Flotation In P Somasundaram ed Fine Particles Processing Vol 1 AIME 669 706 Gaudin et al 1960 Harris C C 1978 Multiphase Models of Flotation Machine Behaviour Int J Miner Process 5 107 129 Harris C C Arbiter N e Musa M J 1983 Mixing and Gangue Dispersion in Flotation Machine Pulps Int J Miner Process 10 45 60 Heinrich S e Bischofberger C 1978 On the Hydrodynamics of Flotation Machines Int J Miner Process 5 131 142 Hemmings C E 1980 An Alternative Viewpoint on Flotation Behaviour of Ultrafine Particles Trans Inst Min Metall Sect C Mineral Process Extr Metall 89 C113 C120 Holtham P N e Cheng Ta Wui 1991 Study of Probability of Detachment of Particles From in Flotation Trans Instn Min Metall Sect C Miner Process Extr Metall 100 C147 C153 Jiang Z W Holtham P N 1986 Theoretical Model of Collision Between Particles and Bubbles in Flotation Trans Instn Min Metall Sect C Miner Process Extr Metall 95 C187 C194 Johansson G e Pugh R J 1992 The Influence of Particle Size and Hydrophobicity on the Stability oh Mineralized Froths Int J Miner Process 34 1 21 Kelly E G Spottiswood D J 1990 Introducci n al Procesamiento de Minerales M xico ed Limusa 1 ed King R P et al 1974 Bubble Loading During Flotation Trans Instn Min Metall Sect C Min
163. eister Oscilantes Ferraris James Extrac o descont nua Canais caleira sluice Leitos Vibrat rios Extrac o continua rheolavadores Espirais Humphrey Conc Reichert Meios Calibragem Mesas fixas fluentes filmica Mesa movel Conc Meio semi Leitos puls teis e Jiga pneum tica pneum tica estacion rio oscilat rios Mesa pneum tica Na tabela 1 2 apresentaram se os limites granulom tricos de trabalho dos principais equipamentos utilizados na concentra o grav tica Os valores apresentados n o s o r gidos sendo poss vel trabalhar numa gama mais larga atrav s da regula o do aparelho A gama de trabalho tamb m depende do tipo de min rio Daquela tabela podem retirar se as seguintes indica es e Os processos de concentra o em meios densos permitem efectuar separa es sob calibres maiores que os hidrograv ticos mas estes podem aplicar se a calibres mais finos e Dentro dos processos de separa o em meios densos os m todos centrifugos permitem tratar part culas mais finas e A separa o hidrograv tica por jigagem aplica se a calibres maiores que a separa o em mesas 21 3 CONCENTRA O EM MEIOS DENSOS 3 1 Introdu o A separa o em meios densos e a concentra o hidrograv tica baseiam se na diferen a de densidade dos minerais A principal diferen a entre estes dois processos reside no meio em que cada uma deles se desenrola na concentra o hidrograv tica ele
164. elacionados com os regulamentos de controlo ambiental Sabe se como regra geral que quanto maiores s o os teores dos concentrados maiores s o as perdas ou seja mais baixas s o as recupera es Como a obten o de teores mais altos e melhores recupera es normalmente implica um aumento do custo de tratamento para a obten o de maiores lucros esses itens devem ser devidamente considerados Deve se ter presente que os custos decorrentes de uma etapa adicional de tratamento de um dado min rio n o deve exceder o benef cio da decorrente Pode dizer se que o objectivo das opera es de concentra o de min rios consiste em transformar remuneradoramente o min rio em bruto explorado com o peso 4 e o teor a num produto imediatamente utiliz vel ou trat vel metalurgicamente concentrado de peso e teor c rejeitando se um produto empobrecido em subst ncia mineral til e tido j sem valor est ril de peso E e teor e sendo c gt a gt e De acordo coma lei da conserva o da mat ria podem escrever se as seguintes express es de balan o de massa A C E 1 1 Axa Cxc Exe 1 2 Multiplicando a equa o 1 1 por e e eliminando E naquelas duas express es tem se c e a e ou C A4 a e c e A C 1 3 Multiplicando a equa o 1 1 por c e eliminando C nas express es 1 1 e 1 2 tem se c e c a ou E A c a c e 1 4 Multiplicando a equa o 1 1 por a e eliminando A nas express es 1 1
165. en a de um leito monogranular de finas part culas Assim quando do tratamento de finas part culas exige se muito maior rea para o tabuleiro Para al m deste inconveniente de um modo geral estes aparelhos apresentam baixas recupera es sobretudo para calibres inferiores a 20 a 30 micra e concentrados n o muito puros Por estes motivos min rio com calibres de liberta o desta ordem de grandeza s o tratados pelo processo de flutua o De seguida apresentam se alguns tipos de equipamento de concentra o em meio fluente Cada equipamento deve receber uma alimenta o classificada por equival ncia 5 4 1 Mesas rectangulares dormentes Constam de um tabuleiro plano rectangular com uma inclina o entre 10 a 20 sobre o qual se faz correr um filme de polpa com 5 a 25 de s lidos Um distribuidor superior faz com que a polpa se espalhe uniformemente por toda a superf cie da mesa As part culas leves s o mais rapidamente arrastadas pela gua saindo pelo topo oposto da alimenta o Ap s um certo per odo de labora o vai se depositando sobre a superf cie do tabuleiro uma fina camada de part culas pesadas que s o muito mais lentamente arrastadas Assim quando as primeiras part culas densas chegam zona de descarga interrompe se a alimenta o e remove se o material denso depositado na mesa Esta remo o pode ser feita por ac o de jactos de gua ou em alguns aparelhos por basculamento do tabuleiro mesas basculan
166. endentes ou correntes de suc o os dois gr os s o apanhados entre os gr os minerais bruscamente vindos de cima Neste aperto das part culas os dois gr os ir o ocupar as posi es az e bz No final deste ciclo observa se que d2 lt d pelo que se conclui que os gr os que se pretendia afastar o mais poss vel s o aproximados durante o per odo de suc o Nos estratos do n vel inferior maior a resist ncia penetra o Isto permite concluir que alimenta es crivadas devem ser tratadas por jigagem sem suc o ay O ti ee oe le See ee de Cel tee ok saw isl a Oa dz I bi O ane passasse Ob Figura 4 3 Jigagem com suc o de alimenta o crivada 47 Se para uma alimenta o crivada se trabalhar sem suc o ou com suc o reduzida ent o os gr os a e by do exemplo anterior n os ser o apanhados nem apertados mas descer o para a3 e b Figura 4 4 conseguindo se um aumento do seu afastamento entre os dois gr os no per odo de suc o sendo ds gt d Isto resulta de neste per odo o leito n o estar compactado sobrepondo se o efeito densidade caindo mais rapidamente as part culas densas ay O DOSE ad EN EE A 37 Oas by 5 5 TEE ate e by a o e Figura 4 4 Jigagem sem suc o de alimenta o crivada Considere se agora uma mistura de minerais constitu da por gr os de diferente calibre e diferente densidade e que este material foi classificado por equival
167. enta transversalmente desde a zona da alimenta o at zona de recolha do est ril 56 Um tubo ou canal perfurado colocado na parte superior da mesa distribui sobre ela uma toalha continua de gua gua de carreamento ou de lavagem transversal O movimento oscilat rio da mesa imprimido por um mecanismo designado de vibrador do qual existem v rios modelos Sob a ac o do movimento oscilat rio opera se entre os riffles a conhecida estratifica o vertical das part culas minerais conforme representado na Figura5 1 Ao mesmo tempo sob a ac o de tais impulsos as part culas v o se deslocando longitudinalmente para a zona de descarga do concentrado Por outro lado as part culas dos estratos superiores est o sujeitas ac o transversal da corrente da gua de lavagem Desta simultaneidade de ac es resulta que as part culas tendem a dispor se diagonalmente sobre a superf cie da mesa formando bandas ou zonas constitu das por produtos de igual calibre e densidade Figura 5 7 Destas ac es resulta que as part culas mais densas ocupando os estratos inferiores saem no topo longitudinal da mesa e as part culas menos densas constituindo os estratos superiores s o arrastadas pela gua de lavagem e saem no topo transversal da mesa Agua lavagem Alimenta o Riffles Minerais densos concentrado vo Mistos O O O o O O Minerais leves est ril Figura 5 7 Distribui o das part culas so
168. ente e outra carregada negativamente com um gradiente de alta voltagem entre elas foram dos primeiros separadores utilizados n o se encontrando em uso na actualidade Aqueles separadores eram utilizados na separa o de silvite halite feldspato quartzo e fosfato quartzo Existem dois tipos de separadores electrost ticos industriais os de tipo rotor e do tipo de placas Separadores electrost ticos tipo rotor Neste separador Figura 7 1 a alimenta o caindo sobre o rotor ligado terra levada at uma zona de influ ncia de um campo el ctrico criado por um el ctrodo n o ionizante Perante este campo as part culas desenvolvem rapidamente uma carga superficial por indu o convertendo se numa part cula polarizada De acordo com a figura 7 1 uma part cula condutora converte se rapidamente numa superf cie equipotencial tendo o mesmo potencial que o rotor ligado terra sendo portanto atra da pelo el ctrodo Deste modo as part culas condutoras separam se da superf cie por atrac o para o el ctrodo enquanto que as part culas n o condutoras continuam aderentes superf cie do rotor at que a gravidade as fa a cair Separadores electrost ticos tipo placa O equipamento conforme figura 7 5 apresenta uma placa condutora de terra e um el ctrodo grande placa que cria um campo el ctrico A alimenta o feita entre as placas deslizando sobre a placa de terra escoando livremente por gravidade A carga por indu
169. epara o por dissolu o que apresentam a desvantagem de exigirem elevados consumos de reagentes 8 11 2 Recupera o versus calibre das part culas Todos os estudos efectuados sobre a influ ncia do calibre no processo de flutua o t m permitido concluir que a varia o da recupera o versus calibre das part culas representada por uma curva do tipo da apresentada na Figura 8 9 Este tipo de curva mostra que relativamente ao comportamento das part culas com diferente calibre normalmente existem tr s conjuntos de part culas ou tr s regi es as part culas finas dif ceis de flutuar e de separar conduzindo a pequenas recupera es as part culas interm dias f ceis de separar e que conduzem a elevadas recupera es as part culas grosseiras que conduzem a pequenas recupera es Verifica se assim que existe um calibre m ximo a partir do qual imposs vel flutuar as part culas e um calibre m nimo abaixo do qual a recupera o diminui rapidamente A rela o recupera o versus calibre depende de v rios factores entre os quais se destacam a densidade dos minerais a flutuar e a sua hidrofobicidade No processo de flutua o o calibre das part culas influencia fortemente a estabilidade dos agregados part culas bolha Esta propriedade est na origem da diminui o brusca da recupera o aquando do aumento do calibre das part culas acima de determinados valores mesmo quando em presen a de part culas libert
170. equente elevada produ o de finos esta evolu o est na origem dos in meros trabalhos realizados sobre o tratamento das part culas finas com vista melhoria da recupera o e ao aumento do teor dos concentrados Durante algum tempo a flutua o tradicional consistiu no nico m todo f sico qu mico de tratamento das part culas finas baseado nas propriedades superficiais das part culas Por m surgiram novos m todos f sico qu micos tamb m baseados nas propriedades superficiais das part culas conforme est representado na figura 8 8 136 AR p ESPUMA FINOS d FLOCOS f LEO p CAMADA DE LEO j SEDIMENTA O A PARTICULAS DE FLOCOS CARREADORAS SEDIMENTACAQ Figura 8 8 Representa o esquem tica dos m todos de separa o baseados nas propriedades superficiais das part culas a flutua o por espumas b d f extrac o por leo e ou aglomera o c separa o por carreadores d flocula o selectiva associa o hidr foba d e flutua o de agregados c h c j c j 1 ultraflutua o b i d f 1 flutua o por leo Fuerstenau et al 1979 Na maioria destes m todos o principal objectivo aumentar o calibre das part culas pela uni o de v rias part culas de modo a que os agregados formados sejam mais facilmente recuper veis Para al m destes processos fisico quimicos existem ainda os processos de s
171. er Process Extr Metall 83 C112 C115 Kirjavainen V M Laapas H R 1988 A Study of Entrainment Mechanism in Flotation XVI International Mineral Congress edited by E Forssberg Elsevier Science Pubshers B V 665 677 Kirjavainen V M 1989 Application of a Probability Model for the Entrainment of Hydrophilic Particles in Froth Flotation Int J Miner Process 27 63 74 Kirjavainen V M 1992 Mathematical Model for the Entrainment of Hydrophilic Particles in Froth Flotation Int J Miner Process 35 1 11 Klimpel R R e Isherwood S 1991 Some Industrial Implications of Chenging Frother Chemical Structure Int J Miner Process 33 369 381 Kosick G A Kuehn L A e Freberg M 1988 Column Flotation of Galena at the Polaris Concentrator CIM Bulletin Vol 81 n 920 54 60 Laplante A R Toguri J M e Smith H W 1983a The Effect of Air Flow Rate on the Kinetics of Flotation Part 1 The Transfer of Material From the Slurry to the Froth Int J Miner Process 11 203 219 Laplante A R Toguri J M e Smith H W 1983b The Effect of Air Flow Rate on the Kinetics of Flotation Part 2 The Transfer of Material From the Froth Over the Cell Lip Int J Miner Process 11 221 234 Laplante A R Toguri J M e Smith H W 1983c The Effect of Air Flow Rate on the Kinetics of Flotation Part 2 Selectivity Int J Miner Process 11 285 295 Levich V G 1962 Physicochemical Hydrodynamics
172. eral mesas a efectuar apuramento sobre um material fino dever o ter tabuleiros menos compridos e mais largos Os diversos tipos de mesas oscilantes variam consoante o tipo de vibrador forma e apoio do tabuleiro A tabela 5 1 indica algumas das caracter sticas das mesas oscilat rias mais utilizadas Tabela 5 1 V rios tipos de mesas e suas caracter sticas Tipo de mesa oscilat ria Capacidade Calibres Curso Frequ ncia gua ton 24 horas mm mm rpm l min Wilfley 100 10 2 5 0 1 25 15 250 300 30 Deslizante Deister 250 20 3 5 0 15 35 15 265 300 30 Butchard 200 30 3 5 0 15 35 15 240 300 40 Oscilante Holman 20 7 5 2 0 1 25 15 280 300 5 20 James 20 7 5 2 0 1 25 15 280 300 5 20 As mesas de um s tabuleiro t m uma capacidade relativamente pequena para o seu custo e necessidade de espa o A capacidade das mesas depende da sua dimens o e do calibre do material que est o a trabalhar Quanto maior o calibre do material mais altos dever o ser os riffles ou seja maior a capacidade da mesa A regula o de uma mesa pode fazer se actuando sobre os seguintes factores Inclina o do tabuleiro Caudal de gua de lavagem e Frequ ncia e curso do movimento oscilat rio Caracter sticas dos riffles e da superf cie do tabuleiro atrito O aumento da inclina o do tabuleiro geralmente da ordem dos 8 a 10 ou do caudal de gua de lavagem conduz
173. erecida pela gua Al m do controle da alimenta o em alguns casos usado o recurso da revers o na polaridade para minimizar o efeito de ades o 6 9 Aplica es Pr ticas A concentra o magn tica pode fazer se no tratamento de min rios como e Processo nico de separa o e aplicado geralmente sobre o min rio ap s est gios de fragmenta o at obten o de concentrados e est reis finais min rios de ferro e Processo complementar para apuramento de pr concentrados obtidos por outros processos de separa o por exemplo concentra es hidrograviticas Os min rios de ferro embora possam ser tratados por processos de concentra o hidrograv tica ou por flutua o constituem os min rios de maior aplica o da concentra o por separa o magn tica como processo nico Neles o esquema de tratamento depende do calibre de ocorr ncia das esp cies minerais ferriferas das esp cies minerais existentes e da qualidade do concentrado pretendido De um modo geral separa es sob min rio de elevado calibre e a seco s o apenas aplicadas a min rios cuja esp cie mineral til a magnetite De um modo geral os min rios de hematite s o separados por via h mida em alto campo ap s adequada moagem Na figura 6 14 representa se um esquema de tratamento de um min rio ferro magnet tico 92 Min rio Crivo gt 15 mm lt 15 mm Tambor Magn tico Moagem Barras Separador magn
174. ermina a resposta de um mineral a um campo magn tico Ela exprime a maior ou menor facilidade de serem induzidas propriedades magn ticas num mineral quando este introduzido num campo magn tico ou deixar se atravessar pelas linhas de for a desse campo 73 Com base nessa propriedade os materiais ou minerais s o classificados em duas categorias aqueles que s o atra dos pelo campo magn tico e os que s o repelidos por ele No primeiro caso tem se os minerais paramagn ticos que s o atra dos pelo campo e no segundo caso tem se os minerais diamagn ticos que s o repelidos pelo campo Dentro dos paramagn ticos s o ainda identificados os minerais ferromagn ticos que correspondem aos minerais fortemente atra dos pelo campo O diamagnetismo desenvolve for as magn ticas demasiado pequenas para conduzirem a separa es industriais pelo que estas operam apenas nos minerais paramagn ticos particularmente nos ferromagn ticos Minerais ferromagn ticos compreendem aqueles que s o fortemente atra dos por um im comum O exemplo mais conhecido a magnetite Os paramagn ticos s o fracamente atra dos e o exemplo cl ssico a hematite Os minerais diamagn ticos apresentam susceptibilidade magn tica negativa e portanto s o repelidos quando submetidos a um campo magn tico entre outros destacam se quartzo cerussite magnesite calcite barite fluorite esfalerite etc A separa o magn tica pode ser feita tanto
175. ertas Em alguns casos n o poss vel obter em termos pr ticos a liberta o absoluta de um dado mineral sendo necess rio efectuar a separa o n o s entre minerais completamente libertos mas tamb m a separa o de minerais mistos Tal caracter stica conduz ao amortecimento da propriedade diferencial que est na base da separa o Assim o calibre das part culas afecta a efici ncia de todos os m todos de separa o Obviamente que no caso de existirem v rios m todos de separa o a sua escolha deve basear se tamb m no factor econ mico Os v rios processos de separa o potencialmente utiliz veis apresentam gamas granulom tricas ptimas de trabalho sendo geralmente diferentes para cada metodologia utilizada Fora desses limites esses m todos apresentam resultados inferiores Assim a defini o de part culas com granulometria fina ou grosseira depende dos processos de separa o a utilizar Por exemplo se para os processos de separa o hidrograv tica part culas com granulometria de 200 um podem considerar se part culas finas j para o processo de flutua o podem considerar se como part culas de granulometria grosseira Sivamohan e Forssberg 1985 classificam as part culas relativamente ao seu calibre conforme se apresenta na tabela 8 1 Esta classifica o foi feita no mbito de um estudo de 135 separa o de part culas finas por processos hidrograv ticos da afirmar se que s o part cul
176. es permitem separa o cont nua dos produtos pois no fundo dos canais existem orif cios rheos que permitem a evacua o do leito dos xistos Figura 5 9 Estes rheos s o como os spigots dos hidroclassificadores estando tamb m dotados de corrente de gua ascensional sob press o que permite regular a separa o Os produtos extra dos pelos rheos s o tanto menos densos quanto mais afastados se encontram da zona da alimenta o do canal e tanto mais finos quanto mais perto desta zona 8 Rheo gt os Corrente de agua vertical Figura 5 9 Classifica o vertical num Canal Rheolavador Teoricamente uma instala o constitu da apenas por nico canal provido de um n mero suficiente de rheos poderia efectuar eficazmente a separa o de um min rio de carv o originando um concentrado e um est ril final No entanto porque se torna imposs vel obter uma separa o perfeita dos xistos sem ter de se tolerar perdas em carv o a solu o geralmente adoptada consiste em retratar no mesmo canal ou num segundo canal os produtos descarregados pelos rheos Figura 5 10 O n mero de canais necess rios e o esquema de tratamento canais em cascata depende das caracter sticas do min rio e da qualidade dos produtos que se pretenda obter 61 7 lt _ Alimenta o Carvao Mistos Xistos Figura 5 10 Exemplo da utiliza o de dois canais em cascata 5 3 3
177. es quantidades entre 25 e 150g ton S o mais afectados pelos depressores que os outros colectores o que pode ser til na flutua o diferencial Actuam melhor em ambiente neutro mas podem ser usados em ambiente cido ao contr rio dos xantatos Podem ser utilizados em misturas com xantatos Cont m alguma quantidade de cido cres lico espumante o que lhe confere simultaneamente propriedades espumantes Esta caracter stica desvantajosa pois qualquer reagente deve apenas possuir uma propriedade pois assim mais f cil controlar o processo de flutua o T m propriedades colectoras e emprego semelhantes aos xantatos mas o seu pre o maior Thiocarbonilide um colector sulf drico s lido insol vel na gua que exige tempos de condicionamento superiores ao dos xantatos Mostra se muito selectivo na flutua o da galena num min rio de sulfuretos complexos Apresenta os melhores resultados para pH igual a 9 Mercanptans Estes colectores derivam de lcoois de termo elevado provenientes da oxida o do petr leo Mostram se eficientes na flutua o de minerais oxidados de Pb e Cu de pirites auriferas de ouro fino e de sulfuretos com oxida es superficiais Exigem tempos de condicionamento superiores ao dos xantatos S o sol veis na gua e apresentam melhores resultados em circuitos com regula o do pH pelo carbonato de s dio O seu cheiro desagrad vel o que tem limitado a sua utiliza o a2 Colectore
178. es verticais de leitos plurigranulares de part culas minerais caso a e b aquelas s o respons veis por as part culas densas formarem os estratos inferiores e as menos densas formarem os estratos superiores sendo estas ltimas deslocadas sobre aquelas por efeito da corrente de gua de carreamento originando se a sua separa o densit ria figura 5 1 Nos leitos monogranulares caso c a separa o densit ria resulta da diferente velocidade de deslocamento das part culas leves relativamente s pesadas sob a ac o duma toalha de gua correndo sobre uma superf cie inclinada figura 5 2 e 5 3 Polpa mais gua de lavagem Riffle Figura 5 1 Classifica o vertical em leitos oscilat rios e vibrat rios 52 5 1 1 Separa o em leitos semi estacion rios oscilat rios Nos leitos plurigranulares oscilat rios origina se uma concentra o e classifica o vertical em estratos formados por part culas de densidade decrescente da superf cie oscilante de apoio para o topo e por arranjo dos gr os de igual densidade de cada estrato segundo calibres crescentes a partir da sua base figura 5 1 Para que esta estratifica o se verifique necess rio que o plano oscilat rio de suporte do leito de part culas seja provido de movimento horizontal suficiente para provocar o movimento das part culas mas sem sens vel eleva o do conjunto devendo ainda existir atrito entre a superf cie de sustenta o e as part cu
179. evadas taxas de aera o o que origina elevadas contribui es do arrastamento Hemmings 1980 prop s um modelo matem tico para determinar o teor do flutuado Admitiu que as part culas hidr fobas apresentavam um tamanho c bico e nico que a concentra o das part culas hidr filas na polpa da espuma era igual sua concentra o na zona da polpa e que a massa da subst ncia hidr foba por unidade de volume da polpa era desprez vel relativamente massa total de s lidos por unidade de volume Com base nisto chegou express o que possibilita a determina o do teor do flutuado G G 8 8 v S 200 x p xd xc 8 9 2x py xd xe tx m xp em que M representa a massa de substancia mineral por unidade de volume M a massa de s lido na suspens o por unidade de volume d representa o di metro das part culas hidr fobas m a percentagem m ssica de s lidos em suspens o p a densidade da suspens o p a densidade da subst ncia hidr foba t a espessura do filme da bolha c a frac o da superf cie do filme coberta por part culas hidr fobas Aquela equa o permite verificar da limita o imposta pelo tamanho das part culas no teor do flutuado Tamb m se constata que aquele teor diminui com o aumento da concentra o de part culas s lidas e com o aumento da espessura do filme da bolha Na figura 8 18 representa se a varia o do teor do flutuado com o calibre das part culas com a concentra o de part cul
180. evem ser feitas entre outras as seguintes considera es e gradiente m ximo de campo e rea superficial de capta o por unidade de volume da zona da matriz 84 e capacidade de limpeza da matriz remo o das part culas magn ticas com rapidez para manter o sistema de fluxo cont nuo e porosidade da matriz para permitir a vaz o da polpa caso ela tenha um valor muito baixo necess rio maior press o para obter a vaz o ideal sem obstru o e o material usado na fabrica o das matrizes deve reter o m nimo de magnetiza o quando as mesmas s o removidas do campo no caso da matriz reter quantidade significativa de magnetiza o torna se imposs vel a remo o das part culas magnetizadas 6 7 1 Separadores de baixo campo via seca Separadores magn ticos de tambor via seca Estes s o os separadores por excel ncia de baixo campo magn tico e por via seca Constam de um cilindro rotativo constru do em material n o magn tico tendo no seu interior um sistema de magnetos fixos mas de posi o ajust vel Figura 6 6 ou uma roda polar girando mesma velocidade do tambor ou a velocidade diferente Este ltimo porque origina r pidas e continuas varia es de polaridade durante o percurso do min rio sobre o tambor provocando desaglutina o dos aglomerados de part culas magnetizadas permite separar mais eficazmente minerais sob calibres menores que os outros tipos o Magnetos fixos Tambor Rota
181. ferior a 20 um a efici ncia de colis o aumenta apenas ligeiramente quando as bolhas diminuem de tamanho de 460 at 260 um A posterior redu o destas at di metros de 40 um conduz ao aumento acentuado da efici ncia de colis o N MERO DE REYNOLDS DAS BOLHAS 0 2 1 0 5 0 10 0 20 0 40 0 60 0 80 0 0 32 T T T T T T T 20um 0 28 16um Dp 80um 0 247 EFICI NCIA DE COLIS O Fe 0 20 12pm N 60um 0 16 N s 8um N 50nm N 0 12 E 40um N N 30gm 0 08 F 0 04 0 00 1 1 1 1 t 1 i 1 1 1 1 40 120 200 280 360 440 520 600 680 760 840 92 DI METRO DAS BOLHAS um Figura 8 13 Varia o da efici ncia de colis o Ec com o di metro das bolhas para diferentes tamanhos de part culas 8 800 um Jiang e Holtham 1986 semelhan a de Trahar 1981 Dobby e Finch 1987 prop em um modelo de flutua o em coluna que tem em considera o os fen menos de colis o entre as part culas e as bolhas 147 ocorrendo a liga o quando o tempo de deslizamento das part culas sobre as bolhas superior ao tempo de indu o Admitindo que n o existe destrui o dos agregados definem a efici ncia de colec o por Ex Ec x E4 em que Ec representa a efici ncia de colis o e E representa a efici ncia de liga o Verificaram que a efici ncia de liga o aumenta com a diminui o do tempo de indu o e que para um determinado tempo de indu o a efici ncia de liga o aumenta
182. flutua o de galena a partir da utiliza o de xantato colector forma se uma barreira molecular entre a galena e a gua em que o filme molecular formado na superficie da galena apresenta a parte n o polar voltada para o exterior gua 115 Qualquer que seja o mineral a flutuar necess rio tornar a sua superf cie n o polar hidr foba quer por meio da adsor o dum reagente que fique com a parte n o polar voltada para o exterior quer por meio de reac es qu micas que levem ao mesmo resultado Pelo contr rio se se procurar impedir a sua flutua o necess rio revesti lo polarmente tornando o molh vel Os grupos polares parte com afinidade espec fica para certos tipos de minerais s o geralmente constitu dos por radicais OH hidr xilo COOH carboxilo CO carbonilo NH2 aminas e CN nitrilos e os grupos n o polares s o formados por cadeias de hidrocarbonetos tais como CH5 CH CH CH CHSs etc Embora a ac o selectiva dos colectores possa ser refor ada pela adi o de depressores e de activadores deve procurar se que os colectores sejam s por si dotados de poder selectivo o qual depender da afinidade f sico qu mica da parte polar da sua mol cula parte reactiva com a superf cie mineral a flutuar Aquela parte activa pode ser um ani o ou um cati o e por isso os reagentes colectores s o frequentemente classificados em ani nicos e cati nicos a Colectores ani nicos al Colectores a
183. gencial Permitem tratar min rio com calibre compreendido entre 0 5mm e 30mm com capacidades de aproximadamente 90ton h O separador DWP foi originalmente desenvolvido em 1960 para tratamento de part culas finas de carv o nos Estados Unidos mas agora bastante usado para tratar carv es e min rios principalmente na faixa de 15 a 0 5mm O DWP consiste de um cilindro de comprimento e di metro definidos Figura 3 8 com aberturas nas extremidades sob forma de tubos de alimenta o do min rio e descarga do flutuado Existem ainda dois tubos laterais localizados na parte inferior e superior do cilindro que permitem a entrada tangencial do meio denso e a descarga do afundado respectivamente A maior parte do meio denso aproximadamente 90 alimentada por bombagem na parte inferior do cilindro o restante entra com a alimenta o para auxiliar a entrada da mesma no equipamento Esse cilindro opera inclinado em rela o horizontal com inclina o de 25 para min rios e 15 para carv o A forma tangencial de entrada do meio denso na parte inferior e lateral do aparelho prop cia a forma o de um vortex ascendente por todo o comprimento do aparelho cuja descarga pela abertura tangencial lateral superior cont m o produto pesado afundado da separa o O tubo de entrada da alimenta o acoplado a um funil alimentador por onde entra o material a ser tratado molhado com parte do meio denso As part culas leves da alimenta
184. homog nea promover a colis o entre as part culas e as bolhas e dispersar as bolhas gasosas na polpa Nas c lulas mec nicas o grau de agita o dever ter em aten o a estabilidade dos agregados part culas bolhas devendo a agita o ser tanto mais pequena quanto menor for a estabilidade desses agregados Para que n o ocorra a sua destrui o o grau de agita o deve ser apenas o suficiente para promover a suspens o das part culas na polpa permitindo a colis o e choques entre as part culas e as bolhas de modo que haja o rompimento da pel cula de gua ligada s bolhas possibilitando a liga o Se esta intensidade de agita o for demasiado violenta pode suceder que apesar da probabilidade de colis o ser elevada seja tamb m elevada a probabilidade de destrui o dos agregados formados podendo estes serem facilmente destru dos 125 A estabilidade dos agregados depende fundamentalmente do tamanho das bolhas do calibre da densidade e hidrofobicidade das particulas Bolhas de pequeno tamanho conduzem a forma o de agregados mais inst veis Heinrich e Bischofberger 1978 Holtham e Cheng 1991 O aumento do calibre e ou da densidade das part culas provoca a diminui o da estabilidade dos agregados part culas bolhas Assim part culas de fino calibre originam agregados mais est veis sendo portanto mais dificilmente destru dos Holtham e Cheng 1991 constataram que a probabilidade de desagrega o P4 dos agrega
185. ia de liga o medida que aumenta o calibre das part culas aumenta tamb m a efici ncia de colis o diminuindo no entanto a efici ncia de liga o pois diminui o tempo de deslizamento S o muitos os trabalhos que conduziram a este tipo de resultados apresentando se tamb m a diminui o da estabilidade dos agregados formados para justificar a diminui o da taxa de flutua o a partir de um determinado calibre sobrepondo se este efeito ao aumento da probabilidade de colis o Analisando ainda a figura 8 15 verifica se que para pequenos calibres a efici ncia de colec o independente do tempo de indu o ou seja independente do grau de hidrofobicidade Isto 148 resulta do facto destas particulas apresentarem pequenas velocidades de deslizamento sobre as bolhas sendo obviamente elevado o tempo de contacto e por esse motivo maior que o seu tempo de indu o Assim a efici ncia de colec o insens vel varia o do tempo de indu o Esta propriedade permite explicar a menor selectividade da flutua o das part culas finas pois mesmo part culas com baixos graus de hidrofobicidade poder o ligar se s bolhas 20 E x PEN S N t 25 ms 30 50 0 01 20 40 60 TAMANHO DAS PART CULAS fm Figura 8 15 Efici ncia de colec o versus tamanho das part culas e tempo de indu o Dobby e Finch 1987 Outra caracter stica que a figura 8 15 permite verificar a desloca o do pico m
186. iamagn ticas Aquela express o mostra ainda que colocando uma part cula mineral num determinado campo magn tico H sobre ela s actuar uma for a magn tica se o campo n o for uniforme na vizinhan a do ponto onde a part cula se encontrar isto se OH Ox for diferente de zero Verifica se ainda que se desejar aumentar o valor da for a exercida sobre a part cula necess rio aumentar a intensidade do campo ou a sua converg ncia o seu gradiente Na figura 6 3 representa se a indu o magn tica para diferentes esp cies minerais em fun o da intensidade de campo aplicado Observa se que os minerais ferromagn ticos curva a apresentam resposta r pida da indu o magn tica com a varia o da intensidade do campo Para os minerais paramagn ticos curva b isso tamb m ocorre mas menos acentuadamente No caso da curva c a situa o inversa a indu o magn tica apresenta valor negativo correspondendo aos minerais diamagn ticos a amp z a z b Campo Magn tico Aplicado c Figura 6 3 Indu o magn tica para diferentes esp cies mineral gicas a ferromagn ticos b paramagn ticos c diamagn ticos Pode imaginar se que uma particula magnetizada se comporta temporariamente como uma barra magn tica em cujas extremidades est o os p los norte e sul Nos materiais ferromagn ticos o alinhamento dos dip los permanente Nos materiais paramagn ticos tal 76 alinhamento n o
187. icar limpar carv es no intervalo de tamanhos 0 6 0 15mm Uma vantagem deste m todo o menor investimento inicial e os baixos custos operat rios resultantes da elimina o dos custos de separa o e recupera o do meio denso 3 8 Circuito T pico de Separa o em Meio Denso A prepara o do min rio para alimenta o de um circuito de meio denso de fundamental import ncia para o sucesso da separa o A alimenta o al m de estar na granulometria adequada deve estar livre de finos evitando se assim um aumento da viscosidade do meio que afectaria a efici ncia de separa o bem como conduziria a um maior consumo do meio utilizado O que mais onera as opera es de separa o em meio denso o sistema de recupera o do meio para o seu reaproveitamento no circuito O meio denso sai do separador com os produtos da separa o ou seja os leves e os pesados Um circuito t pico de separa o em meio denso mostrado na figura 3 10 no qual o separador usado um dynawhirlpool O circuito seria similar se no lugar deste outro tipo de separador de meio denso fosse utilizado ciclone de meio denso separador de tambor etc 1 Alimenta o 2 DWP 3 Produtos pesados 4 Produtos leves A 5 Crivos curvos ae A A 6 Crivos horizontais i 7 Classificador espiral i 8 Separadores magn ticos AGUA 9 Bomba meio denso 1 10 Bomba meio denso dilu do ag if 11 Bobine desmag
188. ida a utiliza o de magnetite e de ferro sil cio na prepara o do meio denso pois apresentavam a vantagem de serem facilmente recuperados por separa o magn tica 3 2 Tipos de Meios Densos As principais caracter sticas que um meio denso ideal deve ter s o estabilidade da suspens o n o corrosivo baixa viscosidade n o t xico pass vel de regenerar f cil ajuste de densidade e baixo custo Na separa o de minerais podem ser utilizados os seguintes tipos de meio denso e solu es aquosas de sais inorg nicos e l quidos org nicos e fluidos paramagn ticos e suspens es de s lidos de fina granulometria em gua Esta ltima constitui a principal pr tica industrial Solu es Aquosas de Sais Inorg nicos Solu es de cloreto de calcio CaClz com densidade 1 4 foram as primeiras solu es de sais inorg nicos a serem utilizadas na separa o industrial de carv es Apesar desses processos terem permitido a obten o de produtos adequados ao mercado os custos de opera o inviabilizaram a sua utiliza o Solu es de cloreto de zinco com densidade at 1 8 e de cloreto de s dio com densidade at 2 2 s o usadas at hoje em laborat rio para estudos de lavabilidade de carv es Fluidos Org nicos Houve uma tentativa de utiliza o de l quidos org nicos hidrocarbonetos halogenados de maior densidade do que as solu es de sais inorg nicos na separa o de minerais Os problemas de toxicidade
189. igura conclu mos que bolhas completamente carregadas de material conduzem forma o de espuma est vel pois as part culas ligadas s bolhas fazem a obstru o dos canais entre bolhas originando o aumento da viscosidade e o aprisionamento da polpa para a arrastada No entanto o aumento do grau de hidrofobicidade das part culas conduz desestabiliza o da espuma aumentando a instabilidade com a diminui o do calibre das part culas O colapso da espuma quando as part culas s o muito hidr fobas e as bolhas chegam zona da espuma completamente carregadas pode ser atenuado atrav s da adi o de espumante na gua de lavagem aquando do trabalho em coluna Tamb m Johansson e Pugh 1992 verificaram que quanto maior o grau de hidrofobicidade das part culas maior a sua influ ncia na estabilidade da espuma e que o seu grau de influ ncia depende do calibre dessas 170 part culas e da sua concentra o As part culas hidr fobas de calibre grosseiro funcionam como pontes de liga o entre as bolhas impedindo os fen menos de coalesc ncia ESTARIMIDADE DA ESPUMA hidrofobicidade pequena lt gt elevada COBERTURA DA ESPUMA Figura 8 23 Depend ncia da estabilidade da espuma do grau de cobertura das bolhas e do tamanho e hidrofobicidade das particulas de Finch e Dobby 1990 Pode suceder que bolhas completamente carregadas por part culas hidr fobas de elevada densidade e calibre conduza
190. il e das gangas possuindo propriedade interm dia entre aquelas perante o processo de separa o utilizado e Mistos formados por part culas onde se verifica insuficiente liberta o entre a subst ncia til e as gangas denominam se de mistos verdadeiros O tratamento dos mistos falsos pode ser feito por recircula o em circuito fechado no mesmo aparelho concentrador figura 1 4 ou pode ser enviado a outro aparelho Assim aumenta se o seu tempo de perman ncia no aparelho de separa o aumento a probabilidade dele sair na zona do concentrado ou do est ril O seu retorno e mistura com a alimenta o em vez do seu tratamento em circuito aberto num outro aparelho faz aumentar a quantidade de mistos em circula o e se forem colhidos numa banda entre o concentrado e o est ril caso das mesas torna a separa o destes mais efectiva Alimenta o SEPARADOR CONC Mistos Mistos Mistos Ricos M dio Pobres Figura 1 4 Circuito dos mistos falsos Os mistos duma esp cie mineral diferente dever o ser tratados em circuito aberto adoptando se um processo de concentra o diferente do anterior baseado portanto numa outra propriedade diferencial Os mistos verdadeiros dever o ser refragmentados antes de serem submetidos a uma nova concentra o e podem ser recirculados em circuito fechado no mesmo aparelho de concentra o ou poder o ser tratados num outro separador melhor adaptado sua separa o Fig
191. ilidade do calibre das part culas e do modo como elas s o transferidas da polpa para a espuma Assim pode concluir se que na zona 3 e 4 da espuma maior a intensidade de drenagem que na zona 1 e 2 pois ali a espuma tem maior mobilidade apresentando uma estrutura mais aberta Quando na presen a de uma espuma com estrutura fechada as part culas finas quer sejam arrastadas ou flutuadas s o mais facilmente drenadas que as part culas de maior calibre Isto resulta do facto das part culas de maior calibre ficarem aprisionadas no interior da espuma Este comportamento mais evidente para a zona 2 Perante espuma com menor estabilidade ou em zonas da espuma com estrutura mais aberta verifica se que relativamente s part culas flutuadas as de maior calibre s o mais facilmente drenadas sugerindo que elas conduzem a agregados part culas bolhas com menor estabilidade sobrevivendo pior perda de estabilidade da espuma Este comportamento tamb m vis vel para as part culas arrastadas sobrepondo se o efeito massa ao efeito calibre sendo as part culas de maior massa e maior calibre mais facilmente drenadas Isto permite explicar a varia o da intensidade de drenagem ao longo da altura da espuma observando se maior facilidade de drenagem das part culas grosseiras na zona mais profunda da espuma pr ximo da interface espuma polpa pois nesta zona a espuma apresenta uma estrutura mais aberta apresentando a maior dilui o que nas zona
192. imento do tambor S o fabricados equipamentos com di metros que variam na faixa de 150 a 240 mm e comprimento at 3 m A capacidade calculada em termos da alimenta o 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 min rio de ferro e 1 000 kg h m no caso de areia monazitica Um separador de seis rotores de 3 m pode tratar 54t h de mineral de hematite numa opera o de uma s passagem 7 5 Factores condicionantes da separa o electrost tica Na separa o electrost tica as part culas devem apresentar a sua superficie livre de contamina es de mat ria org nica de poeiras e devem estar isentas de humidade Por estes motivos nas instala es industriais devem existir etapas de lavagem atrito e secagem do material antes da separa o electrost tica A etapa de secagem n o constitui uma dificuldade pr tica ao processo por m a manuten o do material em ambiente ausente de humidade tem sido opera o bastante onerosa Na separa o electrost tica de r tilo t m sido usadas temperaturas da ordem de 60 C para diminuir as dificuldades causadas pela humidade Esta tem maior influ ncia nos separadores electrost ticos que nos separadores de alta tens o As principais condi es exigidas para a obten o de separa es electrost ticas eficientes s o as seguintes e Suficiente diferen a na condutibilidade das esp cies minerais a separar
193. imo para depois diminuir com a velocidade de agita o Isto significa que inicialmente o aumento da probabilidade de colis o se sobrep e ao aumento da desagrega o no entanto para agita o intensa a desagrega o o fen meno predominante Verifica se tamb m que o teor do flutuado diminui com a velocidade de agita o significando que s o mais intensos os fen menos de arrastamento A agita o tamb m influencia o comportamento das part culas hidr filas Harris et al 1983 constataram que a recupera o deste tipo de part culas pela zona do flutuado tamb m condicionada pela intensidade de agita o operada na c lula aumentando com a agita o Este comportamento ilustrado pelos resultados apresentados na figura 8 5 onde vis vel uma diminui o acentuada do teor do flutuado quando aumenta a agita o resultado do aumento do arrastamento 95 20 recupera o RECUPERA O o o f L TEOR CONCENTRADO teor concentrado 85L 410 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 Figura 8 5 Influ ncia da velocidade adimensional do rotor na recupera o e no teor do concentrado de Kai Fallenius 1987 8 7 Taxa de aera o Na flutua o as part culas e as bolhas s o considerados os dois conjuntos reactivos de cuja interac o depende o sucesso deste processo de separa o Para que ocorra flutua o condi o necess ria que ocorra a colis o entre as part culas e as bolhas A probabi
194. inc pios e Aumento do tempo de perman ncia ou de sujei o das part culas s ac es de separa o com consequente aumento na efici ncia da separa o e Concentra o em v rios est gios com produ o de produtos interm dios n o acabados a retratar e Produ o em cada est gio de est reis sucessivamente mais pobres custa de alimenta es anteriores cada vez mais empobrecidas em subst ncia til e inversamente produ o de concentrados cada vez mais enriquecidos com o consequente aumento de recupera o e selectividade por efeito da obten o de est reis finais suficientemente empobrecidos e de concentrados finais convenientemente enriquecidos As c lulas ou unidades elementares de concentra o geralmente associam se em grupos de aparelhos que consoante o tipo de produtos produzidos se designam por figura 1 11 e Acabadoras ou de apuramento quando fornecem concentrados finais e Desengrossadoras quando recebem uma alimenta o inicial e os concentrados finais ou os est reis produzidos n o s o ainda produtos finais geralmente fornecem um est ril final e o pr concentrado a retratar e Reclamadoras quando recebem uma alimenta o desengrossada e os concentrados s o demasiado pobres para alimentar os aparelhos de apuramento Alimenta o Desengrossamento Est ril Final Concentrado Final Figura 1 11 Circuitos de concentra o 14 Consoante a liberta o operada na t
195. indo a drenagem de particulas mistas obtendo se assim flutuados mais purificados Relativamente a influ ncia da altura da espuma na qualidade do flutuado dos trabalhos de Moys 1978 Cutting et al 1986 Szatkowski 1987 e Ross 1990 1991 a an lise dos perfis correspondentes a varia o do teor de diferentes tipos de min rios e de v rias frac es granulom tricas ao longo da altura da espuma permite verificar que o teor aumenta ao longo da altura da espuma Isto significa que a drenagem das part culas arrastadas maior que a drenagem das part culas flutuadas No entanto verifica se que a varia o do teor ao longo da altura da espuma n o linear sendo essa diminui o mais acentuada na zona pr xima da interface espuma polpa Isto resulta do facto de nesta zona a percentagem de gua existente ser maior que na zona mais elevada da espuma conferindo espuma maior fluidez permitindo a uma drenagem mais intensa do material arrastado que nas zonas superficiais Anteriormente referiu se que uma das dificuldades de compreens o do processo de flutua o reside na impossibilidade de visualizar os v rios sub processos que ocorrem na separa o nomeadamente no que se refere rela o entre o tipo de espuma formada e os resultados obtidos Nesta perspectiva Moolman et al 1995 realizaram investiga es acerca da rela o entre as caracter sticas da espuma e o seu aspecto visual e seus efeitos na beneficia o de um
196. iores recupera es diminuindo a recupera o com o aumento do tamanho das bolhas A diferen a de valores da recupera o maior para as frac es mais finas de pirite Para o carv o observou tamb m que o aumento do tamanho das bolhas conduziu diminui o da recupera o sendo no entanto essa diminui o mais acentuada para as frac es mais grosseiras Isto verifica se porque para as frac es finas inferiores a 44 um as recupera es s o bastante baixas qualquer que seja o tamanho das bolhas A diminui o da recupera o com o aumento do tamanho das bolhas est n o s relacionada com a diminui o da rea espec fica das bolhas mas tamb m com o facto das bolhas de maior tamanho subirem com maior velocidade ao longo da coluna e de apresentarem um comportamento mais fr gil podendo colapsar mais facilmente O tamanho das bolhas para al m de influenciar a recupera o tamb m influencia a selectividade do processo de flutua o Szatkowski e Freyberger 1988 verificaram que a diminui o do tamanho das bolhas conduz ao aumento da recupera o sendo m xima a taxa de flutua o para o tamanho m nimo das bolhas desde que estas tenham suficiente poder de levita o A m xima selectividade conseguida quando se trabalha com bolhas cujo di metro o maior poss vel desde que elas cheguem zona da espuma completamente cobertas por part culas hidr fobas A escolha do espumante para um dado min rio colector c
197. ios densos e permite tamb m a separa o de part culas de calibre mais fino 3 5 Aplica es da Separa o em Meios Densos As principais aplica es da separa o em meios densos s o as seguintes e Para fornecer pr concentrados ap s tritura o grosseira com elimina o de volumosas quantidades de gangas opera o de desengrossamento destinado a tratamento posterior e Obten o de um produto final para o mercado como o caso dos carv es e Retratamento de antigas escombreiras de jigagem ou de mina e Permitir a adop o de m todos de explora o menos selectivos podendo os min rios serem tratados sob boas condi es de recupera o e baixo custo As principais vantagens atribu das aos meios densos s o e Adapta o ao tratamento de grandes capacidades e Baixo custo de tritura o exigida para que possam eliminar se grandes quantidades de gangas e Grande flexibilidade operat ria e Baixo custo de tratamento e elevadas recupera es obtidas Relativamente aos processos grav ticos os processos de separa o em meio denso apresentam ainda a possibilidade de realizar separa es precisas em uma determinada densidade com alto grau de efici ncia de separa o mesmo na presen a de uma boa quantidade de minerais de densidades pr ximas do meio A densidade de separa o pode ser rigorosamente controlada e pode ser variada com relativa rapidez durante a opera o caso seja necess rio O proces
198. ir fielmente a varia o das caracter sticas da espuma Uma outra dificuldade deste m todo resulta de atrav s da leitura directa dos gr ficos obtidos somente permitir saber qual a contribui o do arrastamento num dado instante Assim a rela o entre as reas limitadas por X t e por Y t para um dado intervalo de tempo t cnica n o abordada por V Ross que conduzir obten o da contribui o do arrastamento durante esse intervalo de tempo Quanto ao m todo Pita os principais riscos que decorrem da sua utiliza o resultam da possibilidade de serem falsos os dois pressupostos em que ele se baseia Isto se a percentagem em mineral flutu vel do arrastado por motivos de segrega o no arrastamento n o for igual percentagem do afundado ent o a utiliza o directa da eq 8 25 conduz obten o de valores incorrectos Por m esta incorrec o pode ser facilmente atenuada ou mesmo eliminada atrav s do prolongamento do ensaio at que ocorra s arrastamento sendo nesse momento poss vel determinar o factor de segrega o O segundo e principal risco deste m todo decorre da possibilidade de n o flutuarem exclusivamente as part culas libertas Se isto se verificar o valor do arrastamento estar sobrevalorizado Por m para part culas finas onde o grau de liberta o grande o erro cometido concerteza pequeno e sem significado real Para part culas onde existe uma grande quantidade de mistos que fl
199. is quanto menor for o tamanho das bolhas maior ser o seu n mero Assim a flutua o das part culas ultrafinas com bolhas de pequeno tamanho constitui uma das solu es para melhorar a sua recupera o 8 11 6 5 Flutua o separada das part culas ultrafinas Normalmente o produto a beneficiar apresenta uma granulometria bastante heterog nea coexistindo part culas finas interm dias e de calibre grosseiro Como as part culas finas apresentam menores velocidades de flutua o extremamente dif cil na mesma opera o de flutua o obter elevadas recupera es da frac o fina e simultaneamente obter elevada selectividade Isto porque se se pretende obter flutua es selectivas isto baixa contribui o do arrastamento o tempo de flutua o deve ser pequeno conduzindo por este motivo a baixas recupera es fundamentalmente da frac o fina Por outro lado se se pretende obter elevadas recupera es o tempo de flutua o deve ser elevado para permitir a flutua o da frac o fina conduzindo assim a elevadas contribui es do arrastamento Deste modo a solu o ser classificar o produto e tratar os finos isoladamente perante condi es operat rias diferentes permitindo assim aumentar o tempo de flutua o no tratamento das part culas finas de modo a melhorar a recupera o Estes finos podem ser tratados em polpas mais dilu das com vista a diminuir a contribui o do arrastamento e sob agita es mais inte
200. las e destas entre si Sob tais condi es o movimento da superf cie de apoio do leito transmitido camada de part culas imediatamente em contacto que por sua vez o transmite camada vizinha e assim sucessivamente em graus decrescentes de intensidade das camadas inferiores do leito para as superiores Em resultado de tal agita o as part culas maiores tendem a localizar se nas zonas de menor movimento rodando sobre as part culas menores e indo ocupar a parte superior do leito As part culas pequenas s o como que crivadas atrav s dos espa os intergranulares das part culas maiores e v o ocupar os n veis inferiores do leito A resist ncia penetra o no leito maior para as part culas super intersticiais e ser relativamente pequeno para as part culas sub intersticiais Aquela resist ncia tamb m depende do calibre e densidade das part culas que formam o leito De um modo geral a resist ncia penetra o do conjunto de estratos do leito gradativamente crescente do topo para a base Este tipo de equipamentos dever ser alimentado por um produto previamente classificado por equival ncia ou submetido a crivagem cerrada Sob tais condi es n o se verificar a mistura no mesmo estrato de part culas finas e leves com part culas grandes e densas 5 1 2 Separa o em leitos semi estacion rios vibrantes Quando um conjunto de part culas de calibres e densidades diferentes mantido em agita o inde
201. lemite Faixa de Campo de 1 a 1 8T cerussite dolomite psilomelana arsenopirite calcopirite talco titanite calcocite cin brio gesso ortoclase epidote florite augite horneblenda Pirite smitsonite esfalerite estibina criolite enargite Muito Fracamente magn ticos berilo magnesite azurite gesso malaquite Faixa de Campo acima de 1 8T serpentinite didpsido turmalina cuprite galena crisocola rutilo mica safira cassiterite ortoclase dolomite espinela rubi covelite feldspato zirc o N o Magn ticos e Diamagn ticos Barite bismuto calcite florite corindo top zio galena antimonite apatite aragonite grafite Para a magnetite mesmo perante campos de baixa intensidade a for a de atrac o superior for a da gravidade peso Na tabela 6 2 apresentam se alguns minerais ordenados segundo a classifica o anterior e cuja an lise poder indiciar da possibilidade de separar dois ou mais minerais Os valores ali apresentados t m como refer ncia a for a de atrac o para o ferro Saliente se que aqueles valores variam com a origem do min rio O xito de uma separa o para al m das propriedades magn ticas dos minerais depende de outros factores pelo que a classifica o anterior dever ser seguida com algum cuidado A posi o de um mineral numa lista ordenada de valores pode ser alterada devido presen a de impurezas ligadas fisicamente part culas mistas ou
202. libre em mm e a frequ ncia de psitonagem por minuto r p m e R uma constante frequentemente igual a 300 b Alimenta o Em face das ac es presentes na jigagem compreende se facilmente a influ ncia quantitativa e qualitativa da alimenta o A quantidade da alimenta o leva a que por tal efeito os leitos de jigagem sobretudo o superior se encontrem mais ou menos compactados ou expandidos consoante a alimenta o esteja a ser feita sob regimes de sobrecarga e de subcarga com as consequentes implica es nos resultados da separa o Em regime de sobrecarga maior a resist ncia que o meio oferece penetra o das part culas obtendo se por isso concentrados mais puros mas obt m se menores recupera es A natureza qualitativa da alimenta o densidade das esp cies minerais a separar suas propor es e granulometria tamb m de fundamental import ncia no processo de separa o 46 A alimenta o da jigagem hidrograv tica poder ser do seguinte tipo Alimenta o natural ou classificada superiormente Esta alimenta o deve ser jigada sob suc o obtendo se concentrados sobre rede e concentrado de filtra o constituindo aquele o leito natural filtrante d 1 s e Alimenta o classificada rela o de crivagem 0 5 Esta deve ser jigada sem 2 17 suc o e fornece concentrado sobre rede e Alimenta o proveniente dos primeiros spigots de hidroclassificadore
203. lidade deste fen meno ocorrer aumenta com o acr scimo da taxa de aera o Isto se a este aumento n o corresponder um aumento exagerado no tamanho das bolhas De facto para uma determinada taxa de aera o a probabilidade das part culas colidirem com as bolhas aumenta com a diminui o do tamanho destas pois maior a rea espec fica das bolhas sendo obviamente maior o seu n mero Na flutua o o ar desempenha um papel fundamental sendo as bolhas o cora o deste processo Embora seja importante o tamanho e a estabilidade das bolhas n o menos importante a quantidade de ar utilizada Se por um lado a adi o de pouco ar conduz a maus 127 resultados fundamentalmente porque conduz a pequenas recupera es tamb m a adi o de excessiva quantidade de ar penaliza os resultados obtidos podendo conduzir a baixas recupera es e fundamentalmente a separa es pouco selectivas Geralmente o volume de ar utilizado varia entre 5 e 30 do volume da polpa necess rio que a taxa de aera o seja maior que um dado valor limite de modo a n o ocorrer a sobrecarga das bolhas e da espuma Se a taxa de aera o pequena ent o formam se poucas bolhas sendo portanto pequena a probabilidade de colis o de todas as part culas com as bolhas e de ocorrer forma o dos agregados part culas bolhas Nestas condi es pode tamb m suceder que as bolhas sejam rapidamente cobertas de subst ncia hidr foba ficando a flutua o inibida
204. lizada flutuando isoladamente cada um daqueles tr s minerais estando se assim em presen a da flutua o diferencial Quando se flutua a esp cie mineral til o processo designa se por flutua o directa quando se flutua a ganga e se deprime a subst ncia mineral til o processo designa se por flutua o inversa ou indirecta Na presen a de uma mistura de minerais geralmente procura se flutuar as subst ncias que ocorrem em menor percentagem tendo sempre em aten o o diferente grau de flutuabilidade dos minerais presentes A flutua o pode ser aplicada como m todo nico de beneficia o ou como m todo complementar de outros podendo por exemplo ser utilizado no apuramento final de concentrados obtidos por outros processos O processo de flutua o pode ser realizado segundo as seguintes modalidades tecnol gicas flutua o filmica flutua o em leos e flutua o em espumas froth flotation Pode dizer se que destes tr s m todos apenas a flutua o por espumas hoje industrialmente utilizada Por este motivo quando na ind stria mineira se fala em flutua o refere se sempre flutua o por espumas Tamb m por aquele motivo nestes apontamentos apenas se ir abordar o processo de flutua o por espumas Na flutua o filmica a separa o opera se na parte superior ou na interface ar gua na flutua o em leos a separa o faz se na interface leo gua Estes dois m todos apresentam mui
205. los Os equipamentos com mans permanentes apresentam menor flexibilidade varia o da intensidade de campo 91 Alimenta o O controlo da velocidade de passagem das part culas minerais atrav s do campo magn tico constitui uma das vari veis operacionais No caso da separa o a seco conveniente que o leito das part culas que atravessa o campo n o seja espesso pois em tais condi es apenas as part culas situadas na superf cie do leito ser o atra das pelo campo separador de discos De outro modo part culas magn ticas situadas na camada inferior do leito poder o arrastar part culas n o magn ticas separador de tambor contaminando o concentrado A alimenta o ideal para os separadores de correias cruzadas seria aquela cujo leito fosse constitu do por uma nica camada o que nem sempre se verifica na pr tica Tal procedimento diminui a produ o contudo aumenta a selectividade O excesso de alimenta o conduz ao aprisionamento de minerais n o magn ticos dentro dos flocos magn ticos prejudicando a separa o a seco principalmente quando se trabalha com material fino e de elevada susceptibilidade Tal contamina o deve se n o s forma o de flocos mas tamb m forma o de cadeias instant neas de part culas magnetizadas que arrastam as n o magn ticas Nos separadores a h mido n o h grande velocidade das part culas na direc o da maior intensidade de campo devido resist ncia of
206. ltrafinas e Dentro dos processos fisico quimicos e f sicos s o a flutua o por espumas os hidrograv ticos mesas de lamas e os magn ticos via h mida os que permitem tratar material mais fino e Os meios densos a jigagem e separa o magn tica a seco sob baixa intensidade de campo s o os processos que permitem separa es sob calibres mais elevados Tabela 1 2 Campo granulom trico de aplica o dos v rios processos de concentra o Calibres micra 5 10 20 40 80 100 200 400 800 1200 2000 4000 8000 M D Cone Tambor Bic ak ak ak ak Be ak ea ok Pe ok e e ok Processos M D Ciclonagem Bi ae akak pe 2K akak pk ak e a e pke e ak ale ode BI ole ode 3k gt K oe ate Grav ticos Jigas aok BK SK SK ed Hook e ae aee de Via h mido Mesas et bi ok ok ok bik ok ok 2k ie ok ook le ok ook pick ok ok Pe het ak be ok oko bie ok Espirais Bi ok 2k pe eae Bic ok oie ok Be ok ok pk akok ak pk ok ok ok ok bk Caleiras hkkk ak pies ok ok Be ak ak 2k pk ake pi ok oko bi ok ok gt k Conc Reichert kk bok keok ek ok ok bic ok ok ke bk ok ok ok plesk ok leste be Cone Centrifugo ee bi ok cok ie ak ok ok Bic ok ak ek ake ok ok be ok ok M Lamas e He ok ok leste bk ok ok ok i ok ok P Gravit Jiga eee Bi ok ok ee oe ok akok Bk ok oie ok ke oe oe ok e ok ok gt k Via seco Mesas ae Bek ok 2k bk ok eke bk oka ok bie ok ok Bi ok 2k ok kokokak fie ok ok ok ok bk gt K Magn ticos Baixa
207. lutuados mais limpos Permite tamb m obter maior recupera o de material fino e material grosseiro Isto resulta do facto de nas colunas ser mais f cil controlar o di metro das bolhas podendo se trabalhar com bolhas de menor di metro o que promove o aumento da probabilidade de colis o pois aumenta o n mero de bolhas formadas e aumenta o seu tempo de resid ncia na coluna Maiores recupera es para part culas grosseiras resulta de na coluna ocorrer menor turbul ncia Outra caracter stica que diferencia o processo de flutua o operado em cada um daqueles dois aparelhos est relacionada com o modo de promover a colis o entre as part culas e as bolhas O processo de flutua o operado numa c lula e numa coluna est o representados respectivamente nas figuras 8 6 e 8 7 Na c lula a agita o provocada por um agitador rotor respons vel pela suspens o das part culas e sua consequente colis o com as bolhas e tamb m pela gera o das bolhas gasosas O movimento rotacional do rotor gera uma regi o de press o negativa dentro da c lula por vezes suficiente para aspirar o ar necess rio para a flutua o Noutros casos necess rio a injec o de ar comprimido para dentro da c lula Para que o ar introduzido seja capaz de transportar as part culas deve existir o maior n mero poss vel de bolhas de pequeno di metro Isto conseguido colocando em torno do rotor uma pe a chamada estator que fragmenta as bolhas de ar
208. m ao aparecimento de espuma com densidade superior densidade da polpa originando o afundamento da espuma ou parte dela na polpa Este fen meno explica a raz o do aumento da instabilidade da espuma com o aumento da percentagem de s lidos na alimenta o Kosich et al 1988 Para al m do grau de hidrofobicidade e do calibre das part culas tamb m a rugosidade e a forma das part culas pode influenciar a estabilidade da espuma Dippenaar 1982 I II Este autor estudou a influ ncia do tipo de mineral da forma e do grau de hidrofobicidade no filme de gua formado em torno da bolha de ar tendo demonstrado a import ncia do ngulo de contacto do tipo de mineral da forma e da rugosidade das part culas no mecanismo de ruptura daquele filme de l quido ou seja na estabilidade da espuma pois esta est relacionada com a estabilidade daquele filme de l quido Para o efeito realizou ensaios de flutua o com quartzo e galena tendo conclu do que a diminui o do calibre das part culas provocava a desestabiliza o da espuma Verificou ainda que ngulos de contacto superiores a 90 s o geralmente exigidos de modo a ocorrer a ruptura do filme de l quido Por m part culas com forma especial podem causar a ruptura daquele filme mesmo tendo ngulo de contacto inferior a 90 Tamb m Johansson e Pugh 1992 realizaram estudos sobre a influ ncia do calibre e do grau de hidrofobicidade de part culas de quartzo na estabilidade da espuma
209. m se quando se considera o regime newtoniano por m sobretudo para part culas finas pode vigorar o regime de Stokes e a express o anterior descrita por ti 22 P os 2 4 h d p Aquelas rela es d o a rela o de calibres requeridas para duas part culas de diferentes densidade apresentarem a mesma velocidade de queda Por exemplo se em regime newtoniano se pretender separar volframite d 7 5 de quartzo d 2 7 num meio constituido por gua p 1 pode dizer se que uma part cula de volframite de 1mm apresenta a mesma velocidade de queda de uma particula de quartzo de 3 8mm J em regime de Stokes uma particula de volframite de 1mm apresenta a mesma velocidade de queda de uma particula de quartzo de 2mm Na pr tica isto significa que para um determinado par de minerais a sua separa o em calibres grosseiros regime Newton pode ser alcan ada em intervalos de calibres relativamente mais largos J para granulometria fina regime Stokes necess rio um maior estreitamento do intervalo de calibres para uma separa o mais eficiente Se a queda das part culas for feita numa polpa de densidade superior da gua este sistema comporta se como um liquido denso a rela o anterior diferente Por exemplo se a densidade da polpa for de 1 5 p 1 5 e se em regime newtoniano se pretender separar volframite d 7 5 de quartzo d 2 7 pode dizer se que uma part cula de volframite de 1mm apresenta a mesma velocidade de qued
210. m sobretudo do material que se dirige para a zona de descarga Nas espumas fortemente mineralizadas podem formar se aglomerados de s lidos pr ximo da superf cie da espuma por ac o da drenagem selectiva podendo ocorrer o rebentamento das bolhas Estes aglomerados podem tornar se demasiado pesados para serem suportados pela ac o da espuma descendo para zonas mais profundas da espuma 173 descarga da espurr Espuma Polpa movimento drenagem movimento horizontal da espuma em direc o descarga ascendente para a espuma lt Figura 8 24 Esquema da mobilidade da espuma numa c lula Cutting et al 1986 Na sequ ncia dos trabalhos efectuados por Moys 1978 e Cutting et al 1986 Ross e Deventer 1987 desenvolveram um modelo matem tico de modo a descrever os sub processos que operam numa c lula industrial Para o efeito semelhan a de Cutting et al 1986 Ross e Deventer 1987 consideraram a espuma dividida tamb m em quatro diferentes regi es com base nas quais apresentam diferentes tipos de escoamento conforme representado na figura 8 24 Uma primeira regi o situada na zona mais afastada da descarga na qual s existem escoamentos na vertical n o contribuindo para a transfer ncia de part culas minerais e gua para o concentrado Ela constitui uma zona ineficiente n o contribuindo para a recupera o de material ocorrendo no entanto drenagem do material flutuado do material
211. mais grosseiras porque aquando da tentativa da sua fragmenta o elas foram sujeitas a impactos que n o resultaram na sua fragmenta o devendo assim apresentar mais pontos com elevada energia Cases et al 1976 estudaram a influ ncia da moagem nas propriedades superficiais das part culas s lidas de cassiterite e calcite sint tica atrav s da an lise dos n veis energ ticos constru dos atrav s da adsor o de um dado reagente tendo constatado que a moagem tende a diminuir os pontos de elevada energia conduzindo homogeneiza o da superf cie das part culas para n veis energ ticos mais baixos que tem por efeito a diminui o da concentra o de colector necess rio flutua o S o poucos os estudos referentes influ ncia do calibre das part culas na extens o da adsor o dos reagentes Estudos realizados por Clement 1966 referidos em Trahar 1976 sobre a rela o entre a recupera o da hematite e a percentagem da sua superf cie coberta por cido oleico permitiram afirmar que para pequena percentagem da superf cie coberta a recupera o das frac es mais finas inferiores a 20 um menor que a das frac es mais 144 grosseiras Isto significa que para ocorrer a flutua o das part culas mais finas estas necessitam de maior superf cie coberta por colector de modo a terem a mesma flutuabilidade das part culas mais grosseiras Todavia admitindo que h uma rela o directa entre a percentagem
212. menta o e ajudam sua flu ncia Quando n o poss vel o transporte das espumas por gravidade ele ter de ser efectuado atrav s de bombagem Sempre que poss vel este processo deve ser evitado pois extremamente dif cil bombear espumas Quando em presen a de mais do que uma subst ncia mineral til a flutuar como o caso dos sulfuretos existem duas t cnicas operacionais para separ los das gangas e para separ los entre si e A flutua o selectiva flutuando um sulfureto de cada vez rejeitando todos os outros minerais teis e as gangas Faz se o condicionamento individual de modo a flutuar um mineral til de cada vez e A flutua o conjunta de todos os sulfuretos teis seguida da depress o selectiva de cada um Esta segunda modalidade tem uma vantagem econ mica pois a massa tratada ap s a flutua o conjunta dos minerais teis muito menor exigindo portanto menos equipamento Por m nem sempre poss vel de utilizar pois a colec o inicial dos sulfuretos pode ser t o en rgica que depois se torna dif cil deprimi los Este comportamento caracter stico da blenda que ap s ser flutuada dificilmente se consegue deprimir 8 17 Considera es finais Do exposto anteriormente poss vel avaliar a complexidade do processo de flutua o resultado n o apenas do elevado n mero de vari veis envolvidas mas tamb m da interac o entre algumas delas Neste processo as part culas podem ser recupe
213. mente igual a H deslocam se rapidamente enquanto que os finos como C deslocam se lentamente pois ficam sujeitos ac o dos filetes l quidos inferiores de velocidade pequena Figura 5 4 A separa o densit ria neste tipo de equipamentos embora condicionada pela densidade das part culas condicionada predominantemente pelo calibre das part culas da designar se tamb m por calibragem filmica Quando a superf cie de separa o rugosa as depress es existentes actuam como pequenos riffles nos quais as part culas finas densas ficam protegidas da ac o de arrastamento da l mina de gua C Figura 5 4 Influ ncia da espessura do filme de gua 5 2 Aparelhos de concentra o em leitos oscilat rios Dentro deste grupo os principais aparelhos de concentra o hidrogravitica industrias s o as mesas Para al m destas em trabalhos de prospec o comum utilizarem se as bateias Na figura 5 5 representa se de forma esquem tica uma bateia Neste aparelho manual a concentra o compreende uma sucess o de est gios de estratifica o sob movimentos manuais de oscila o alternando com lavagens sob a ac o de uma toalha de gua Esta 55 remove os leitos superiores de particulas minerais menos densas ficando no fundo as particulas mais densas a Cerca de 40cm gt Figura 5 5 Bateia corte longitudinal Mesas Oscilantes As mesas s o os aparelhos mais importantes na concentra
214. mes de alta e baixa press o podendo ocorrer fen menos de ebuli o e de cavita o temperatura ambiente e press o atmosf rica existem cerca de 20 ml de ar numa solu o aquosa Ent o com a passagem da zona de rarefac o atrav s do l quido causada pela aplica o dos ultrassons o ar dissolvido precipita sob a forma de microbolhas sobre as part culas hidr fobas aumentando assim a sua hidrofobicidade e obviamente tamb m a sua recupera o Refira se que a aplica o isolada de ultrassons sem que se adicione ar polpa n o conduz flutua o Assim apenas a presen a das microbolhas originadas do ar dissolvido no l quido n o basta para aumentar a recupera o na flutua o pois essas bolhas n o t m suficiente poder de levita o Deste modo a interac o entre os agregados microbolhas part culas e as macrobolhas adicionadas constituem a explica o para a melhoria da recupera o com a utiliza o de ultrassons Apesar da melhoria dos resultados obtidos na flutua o dos finos a aplica o de ultrassons na ind stria pouco prov vel pois esta t cnica mostra se extremamente onerosa 8 11 6 9 Coluna de flutua o Ao contr rio dos m todos apresentados que t m por objectivo promover a recupera o das part culas finas sem terem a preocupa o da diminui o da recupera o por arrastamento das part culas finas de ganga o quinto m todo tem como preocupa o principal promover a diminui
215. min rio de cobre Conclu ram que a espuma que apresenta bolhas com forma el ptica uma espuma r gida com uma estrutura fechada proporcionando uma grande resist ncia sa da do flutuado para fora da c lula Esta estrutura pode ser causada pelo baixo n vel da polpa pela baixa dilui o por um tipo de part culas ou por uma dada gama granulom trica Espuma constitu da por bolhas redondas de tamanho homog neo a espuma ideal desempenhando exactamente as suas fun es Esta estrutura indica condi es ptimas de trabalho Espuma constitu da por bolhas de forma poli drica uma espuma menos est vel que permite boa drenagem do material arrastado e consequentemente uma boa separa o entre o mineral e a ganga Espuma constitu da por bolhas esf ricas e pequenas uma espuma de estrutura aberta com baixo teor em mineral que pode ser causada pela sua baixa altura ou pela elevada dilui o da polpa Pode ent o retirar se algumas conclus es gen ricas relativamente aos fen menos ocorridos na espuma A espuma n o apresenta uma estrutura homog nea variando no seu interior a intensidade dos fen menos de drenagem das part culas Em espumas de estrutura fechada o calibre das part culas influencia fortemente os fen menos de drenagem em espuma com estrutura aberta a massa das part culas tamb m tem um papel importante nos fen menos de drenagem Perante espumas de estrutura fechada o calibre das part culas influencia fortemente
216. minuindo assim a recupera o por arrastamento das part culas mas aumenta a qualidade do flutuado Tamb m Kosick et al 1988 chegaram a semelhante conclus o no tratamento de um min rio de galena tendo no entanto verificado que para elevados caudais de gua de lavagem ocorre uma acentuada diminui o da recupera o pois ocorre desagrega o sobretudo das part culas debilmente ligadas s bolhas Por outro lado verifica se que os resultados obtidos para diferentes caudais de gua de lavagem n o s o indiferentes ao seu ponto de adi o na zona de lavagem da coluna Aqueles investigadores constataram que numa coluna industrial os melhores resultados foram obtidos quando a gua de lavagem foi adicionada a cerca de 10 cm abaixo da superf cie da espuma Nos trabalhos de Choung et al 1993 a varia o do ponto de adi o ao longo da altura da espuma que era de 30 cm permitiu verificar que quanto mais pr ximo da interface polpa 134 espuma for adicionada essa gua de lavagem menor a recupera o e melhor a qualidade do flutuado Para pontos de adi o mais altos menor a gua de bi s ou seja menor o escoamento descendente da gua de lavagem ao longo da espuma podendo mesmo acontecer curto circuito saindo alguma da gua de lavagem pelo flutuado n o desempenhando esta gua a fun o pretendida Uma vez que o ponto de adi o da gua de lavagem condiciona os resultados obtidos a escolha daquele ponto dev
217. mposi o das part culas a flutuar Por exemplo na flutua o da galena verificou se que o aumento da altura da espuma de 10 para 14 cm provocou uma acentuada diminui o da recupera o da galena no entanto um segundo aumento da altura da espuma para 18 4 cm provoca apenas uma ligeira diminui o da recupera o daquele mineral Isto deve se t o somente ao facto de naquele primeiro acr scimo da altura da espuma ter ocorrido a desagrega o e drenagem das part culas mistas de galena e o aumento posterior da altura de espuma n o ter efeitos na desagrega o das part culas livres de galena O efeito do aumento da taxa de aera o semelhante ao efeito provocado pela diminui o da altura de espuma Assim o aumento da taxa de aera o conduz genericamente diminui o do teor do flutuado e ao aumento da recupera o Isto resulta do facto do aumento da taxa de aera o provocar o aumento da taxa de arrastamento de gua para o flutuado n o acompanhado por igual aumento das part culas hidr fobas Quando a taxa de aera o pequena e a taxa de produ o das bolhas pequena pode ocorrer a satura o da superf cie das bolhas pelos minerais e consequentemente parte da subst ncia hidr foba n o recuperada Obviamente que se h a sobrecobertura das bolhas h tamb m a sobrecobertura da espuma Esta sobrecobertura da espuma pode resultar da insuficiente aera o ou ainda da elevada concentra o de part culas hidr fob
218. na polpa permitem determinar o factor de transfer ncia total Y t devido flutua o e ao arrastamento atrav s da seguinte express o M m t y C agua Y t i M agua t Cm t 8 11 em que Mm t e M gua t representam respectivamente a massa de mineral e de gua recuperada no tempo t Cm t e Cigua t representam a concentra o gramas litro polpa do mineral e da gua na polpa Supondo que para elevados tempos de flutua o a recupera o resulta exclusivamente de fen menos de arrastamento o valor do factor de transfer ncia total Y t coincide com o valor do factor de transfer ncia devido ao arrastamento X t isto X to Y t quando t t 8 12 ou seja Mna Cagua to X t EE CLG 8 13 182 M arr to x C agua tao X t 8 14 onde M arr de transfer ncia total num gr fico do tipo Y t versus tempo permite determinar o valor do to representa a massa de mineral arrastado A representa o dos valores do factor factor de arrastamento X t para qualquer instante da flutua o Para isso tra a se uma recta tangente em Y t curva representativa dos valores de Y t Ent o a partir dos valores de X t facilmente se determina o valor da rela o X t Y t e tamb m o valor da massa de mineral arrastado M t em cada instante do processo de flutua o Atrav s da diferen a da massa total recuperada e da massa arrastada tamb m facilmente se
219. ncentrados gua Concentrado de filtra o Figura 4 2 Separa o operada na jigagem 45 4 3 Factores influentes na jigagem a Condi es de marcha Nestas podem considerar se a velocidade do fluido puls til e o curso e frequ ncia de pistonagem A jigagem pode ser feita sob correntes ascendentes e descendentes iguais Jjigagem com suc o ou sob correntes descendentes anuladas ou diminu das jigagem sem suc o Este ltimo modo operat rio pode ser conseguido mediante introdu o de gua sob press o no per odo de descompress o ou por movimento de pistonagem mais lento no curso ascendente do pist o relativamente ao movimento descendente O curso e frequ ncia de pistonagem bem como o tipo de jigagem com ou sem suc o est o relacionados com as alimenta es a separar A jigagem com suc o interessa apenas para alimenta es n o classificadas naturais e para alimenta es classificadas por equival ncia Para alimenta es previamente crivadas deve trabalhar se sem suc o Esta ltima pr tica interessa se a diferen a de densidades entre as esp cies minerais a separar n o for muito pequena A separa o de alimenta es naturais utiliza se apenas quando a diferen a entre densidades for significativa O curso de pistonagem varia directamente com o aumento do calibre das part culas e inversamente com a frequ ncia C 5xl n R 2C em que C l e n representam respectivamente o curso e o ca
220. ncia a alimenta o A percentagem t pica de s lidos na polpa de cerca de 50 e 70 A capacidade t pica de uma unidade deste g nero de 60 a 100t h Um aumento da alimenta o conduz sa da de menos material pela abertura anelar ou seja conduz a menores recupera es podendo no entanto conduzir obten o de concentrados mais puros A varia o na abertura anelar conduz tamb m a varia es daquele g nero Este concentrador conduz a graus de enriquecimento menores que as mesas e as jigas donde exigem v rias etapas de concentra o Isto significa que eles devem operar em s rie podendo existir at oito cones duplos e simples 64 5 3 5 Hidrociclone O hidrociclone utilizado na concentra o grav tica projectado para minimizar o efeito de classifica o e maximizar o efeito da densidade das part culas Quando comparado com o ciclone de classifica o apresenta maior di metro e comprimento do vortex finder e muito maior ngulo do pex figura 5 14 A polpa alimentada tangencialmente sob press o e c forma se um vortex na zona central em torno do eixo longitudinal A for a centrifuga inversamente proporcional ao raio bastante grande perto do vortex e respons vel pela estratifica o radial das particulas de diferentes densidades e tamanhos As particulas pesadas s o centrifugadas para a periferia e dirigem se para a parte c nica as part culas mais leves ocupam a zona
221. ncia mineral til e o est ril produto empobrecido em subst ncia mineral til que rejeitado O termo concentra o pode assim significar a remo o da maior parte da ganga presente em grande propor o no min rio O termo purifica o por vezes tamb m utilizado consiste em remover do min rio ou do pr concentrado os minerais contaminantes que ocorrem em pequena propor o As opera es de concentra o separa o selectiva de minerais baseiam se nas diferen as de propriedades entre o mineral til e os minerais de ganga Entre estas propriedades destacam se peso espec fico ou densidade susceptibilidade magn tica condutividade el ctrica propriedades de qu mica de superf cie cor radioactividade forma Por vezes tamb m necess rio a separa o selectiva entre dois ou mais minerais teis Para um min rio ser concentrado necess rio que os minerais estejam fisicamente libertos pois caso contr rio e com excep o de processos hidrometal rgicos imposs vel separar os v rios minerais que os constituem Isto implica que uma part cula deve corresponder idealmente a uma nica esp cie mineral Para se obter a liberta o dos minerais o min rio submetido a opera es de redu o do tamanho opera o de fragmenta o que pode variar de alguns cent metros a algumas micras Como as opera es de fragmenta o s o caras deve se fragmentar apenas o estritamente necess rio para a oper
222. netizadora 4 o 12 Tanque meio denso 13 Finos de min rios Figura 3 10 Circuito t pico de separa o em meios densos 39 Os produtos leves e pesados que deixam o equipamento de separa o passam separadamente por crivos curvos A de drenagem do meio denso e crivos horizontais divididos em duas partes onde a primeira B ainda para drenagem do meio denso Cerca de 90 do meio denso recuperado nessas duas partes A e B e bombeado de volta ao circuito Na segunda parte do crivo horizontal C onde se processa a lavagem dos produtos que feita com gua sob press o spray para a retirada de part culas finas de meio denso e de min rio que ficam aderentes aos produtos de separa o Os finos dos crivos de lavagem dos produtos constituem uma polpa muito dilu da contendo o meio denso e finos do min rio Esta polpa dilu da tratada em separadores magn ticos para recupera o do meio denso magnetite ou ferro sil cio Em seguida a polpa de meio denso passa por um classificador espiral para espessamento visando ajustar densidade requerida Na etapa seguinte este material underflow do classificador desmagnetizado em bobinas desmagnetizadoras para assegurar a n o flocula o das part culas e retorna ao circuito do meio denso no processo Em lugar do classificador espiral outro sistema de adensamento de polpa pode ser usado Actualmente o controle da densidade do meio feito automaticamente p
223. ngrossamento antes da separa o em mesas torna se imposs vel obter um concentrado final suficientemente rico atrav s de uma nica passagem na mesa ou outro qualquer aparelho de concentra o grav tica Assim este deve ser regulado no sentido de produzir um est ril final e concentrados ou mistos provis rios a retratar Quando se trata de grandes quantidades de min rios pobres sob calibres n o muito finos e n o se pretendem recupera es demasiado elevadas pode se fazer o desengrossamento em meios densos ou em Jigas Neste caso talvez os pr concentrados aqui obtidos possam constituir uma alimenta o que forne a um concentrado final ap s uma nica passagem em mesas Em min rios ricos ap s uma nica passagem em mesas ou outro equipamento podem obter se concentrados ricos mas os est reis n o s o definitivos devendo ser retratados Na figura 5 20 representa se um esquema de tratamento utilizando um conjunto de mesas de areias e de lamas Alimentac o Moagem y Concentrado Concentrado Figura 5 20 Diagrama de aplica o de mesas 71 Se a alimenta o inicial conter uma grande quantidade de finos lamas a polpa antes de ser enviada ao hidroclassificador de canal dever ser desenlameada num hidroclassificador Akins sendo enviado para o hidroclassificador de canal apenas o seu underflow Os underflows do hidroclassificador de canal seguem para as respectivas mesas de areias e o overflow junta se ao o
224. ni nicos sulf dricos A sua parte polar um ani o mais ou menos complexo tendo por base um grupo cido sulfidrico ou sulfox lico sendo a parte n o polar respons vel pela aerofilia formada por cadeias de hidrocarbonetos Dentro deste grupo os colectores mais utilizados s o os seguintes Xantatos S o produtos derivados da reac o do sulfureto de carbono com um lcool em presen a de um alcali geralmente a soda ou potassa S o dos colectores mais utilizados fundamentalmente na flutua o de sulfuretos N o podem ser utilizados em meio cido pois ocorre a sua hidr lise Apresentam maior poder colector que os cidos gordos do mesmo comprimento de cadeia Na pr tica industrial utilizam se solu es dilu das a 10 e os consumos variam entre 5 e 100g ton A reac o dos xantatos com a superficie dos minerais lenta Por isso frequente adiciona los no circuito de moagem de modo a obter tempo de contacto necess rio e tamb m obter superf cie virgem n o oxidada dos sulfuretos para ser imediatamente colectada pelo reagente O seu poder colector aumenta com o comprimento da cadeia de hidrocarbonetos sendo os termos inferiores metil e etil menos potentes mas mais selectivos que os superiores Estes s o utilizados para minerais mais dificilmente flutu veis caso de min rio oxidado Por sua vez o metil xantanto utilizado fundamentalmente em minerais facilmente flutu veis ou minerais previamente activados Na
225. nsas de modo a promover a colis o penalizando se no entanto a selectividade da separa o O terceiro conjunto de m todos est relacionado com a pot ncia a selectividade e o ponto de adi o dos colectores a utilizar 8 11 6 6 Adi o do colector antes da moagem Uma vez que as part culas ultrafinas apresentam elevadas velocidades de reac o podendo durante o processo de moagem reagir com i es hidr filos que possam existir condicionando assim a sua posterior flutua o ent o a adi o do colector durante o processo de moagem elimina essa possibilidade reagindo preferencialmente com o colector Esta metodologia inaplic vel quando necess rio adicionar ordenadamente v rios reagentes 8 11 6 7 Adi o de colectores fortes Tem se verificado que a adi o de colectores potentes conduz sobretudo ao aumento da recupera o das frac es mais grosseiras significando que estas s o mais sens veis varia o das condi es qu micas Todavia mesmo que o uso desses colectores n o conduza a aumentos significativos da taxa de flutua o dos finos s o facto dele permitir aumentos da taxa de flutua o das part culas grosseiras permite que se trabalhe com menores tempos de flutua o diminuindo se assim a recupera o por arrastamento 8 11 6 8 Utiliza o de v cuo ou de ultrassons O quarto conjunto de m todos consiste tamb m na promo o de um mecanismo de colis o entre as part culas e as bolhas
226. ntensidade do campo designa se por indu o magn tica B Assim B traduz a densidade do fluxo magn tico traduz o n mero de linhas de indu o que passam atrav s de uma dada part cula de mineral H traduz a for a de magnetiza o que induz a passagem das linhas de indu o atrav s da part cula B uxH 6 1 74 A permeabilidade magn tica pode definir se como o valor de uma constante caracter stica de uma determinada subst ncia pelo qual ter de ser multiplicado o valor da intensidade do campo magn tico para se obter a indu o magn tica No vazio como u 1 ser B H pelo que consoante a permeabilidade do meio for maior ou menor que a do vazio B ser maior ou menor que H e os meios s o designado respectivamente por paramagn ticos u gt 1 e diamagn ticos u lt 1 Qualquer corpo ao ser introduzido num campo magn tico sofre uma intensidade de magnetiza o J proporcional intensidade H do campo gerador dada por I yxH 6 2 Sendo y uma constante de proporcionalidade susceptibilidade magn tica caracter stica de cada subst ncia Nos corpos paramagn ticos J e H t m o mesmo sentido passando se o inverso nos corpos diamagn ticos A permeabilidade e a susceptibilidade magn ticas relacionam se pela seguinte express o u 1 477 6 3 donde resulta que B 1 477 xH 6 4 B H 47yxH 6 5 De acordo com aquelas propriedades as subst ncias classificam se em e Paramagn ticas quando p gt 1 e y g
227. nto ou diminui o do tamanho das bolhas conduz respectivamente ao aumento ou diminui o dos valores daquele patamar Assim a simples varia o do tamanho das bolhas pode condicionar o processo de flutua o O aumento da densidade das part culas conduz ao aumento do tempo de contacto movendo se aquelas linhas para a esquerda e para cima para part culas de elevada densidade e para baixo e para a direita para part culas de baixa densidade Este tipo de rela o entre o calibre e a densidade das part culas com o tempo de contacto relativa ao trabalho numa c lula Numa coluna a liga o entre as part culas e as bolhas acontece quando o tempo de deslizamento tempo de contacto superior ao tempo de indu o Neste caso o tempo de deslizamento ou tempo de contacto diminui com o calibre e densidade das part culas pois aumenta a velocidade relativa das part culas bolhas 123 100 tamanho infinito das bolhas 800 m gt T aumento da densidade das part culas 400 E 200 100 tamanho das bolha um gt T fe TEMPO DE CONTACTO ms 0 01 A i l 1 10 100 100 CALIBRE DAS PART CULAS um Figura 8 4 Tempo de contacto versus calibre das part culas e tamanho das bolhas determinado por Ye et al 1989 Apesar do tempo de liga o depender sobretudo das propriedades superficiais das part culas constata se que ele tamb m influenciado pelo calibre das part culas Trab
228. nto sucessivo da alimenta o figura 1 6 Alimenta o v Frag Grosseira SEPARA O Concentrado Grosseiro Est ril Provis rio Frag Final SEPARA O Concentrado Fino Est ril Final Figura 1 6 Extrac o directa e Por extrac o indirecta ou seja com o rejeito sucessivo de est ril nos est gios de fragmenta o portanto com o enriquecimento progressivo da alimenta o figura 1 7 Alimenta o Frag Grosseira SEPARA O Est ril Final Grosseiro Alim enriquecida Frag Final SEPARA O Est ril Final Fino Concentrado Fino Figura 1 7 Extrac o indirecta e Por extrac o final com refragmenta o de produtos interm dios concentrados provis rios mistos est reis provis rios figura 1 8 Alimenta o Frag Grosseira Frag Fina SEPARACAO Conc Mistos Est ril Refragmenta o Figura 1 8 Extrac o final Comparando os tr s m todos pode concluir se que e A extrac o directa interessa para min rios ricos de elevado teor e de ocorr ncia grosseira Hoje este tipo de min rios s o pouco frequentes existindo fundamentalmente min rios de fina ocorr ncia e baixo teor e As extrac es sucessivas de gangas interessa a min rios pobres e atende ao facto de sendo aquela esp cie mineral mais abundante liberta se a calibre maior que a menos abundante podendo ser imediatamente rejeitada e A extrac o final interessa a min
229. ntra corrente Separador de correia imersa Consiste num sistema de electroimans formando uma bateria de p los colocados lado a lado contidos no interior de um isolamento imperme vel separador via h mido de baixo campo Este conjunto mergulha num tanque que recebe a polpa e provido de aberturas inferiores de descarga Uma delgada correia transportadora de borracha desloca se encostada bateria de p los arrastando com ela a frac o magn tica para fora do seu campo magn tico Por efeito da ac o da corrente de gua e da altern ncia de polaridade do campo opera se uma boa ac o de lavagem O material n o magn tico fracamente magn tico e magn tico recolhido em zonas distintas do tanque Figura 6 9 dos separadores magn ticos via h mido mais utilizados estando indicado para a separa o 86 de finas part culas de alta susceptibilidade magn tica Alimenta o Sooo Srp Nao Fracamente Magn ticos magn ticos Magn ticos Figura 6 9 Separador magn tico via h mida de correia imersa 6 7 3 Separadores de alto campo via seca Separador de rolo induzido Estes separadores constam de dois ou mais rolos girando em frente dos magnetos Os rolos s o animados de movimento de rota o e operam a separa o por efeito do magnetismo neles induzido Neste separador a frac o magn tica separada durante a passagem do min rio atrav s de campos magn ticos com intensidade at 1 8 Tesl
230. ntrado mais puros conforme se representa na figura 7 8 e 7 9 N E Ni Ye K 4 N es N E Ny q i Er i sA at i at Pd ui re A Wo 4 I ae H t Y Y Y t Y o M NC c M NC Limpador de part culas Limpador de part culas condutoras n o condutoras Figura 7 8 Esquema de separa o em s rie de separadores electrodin micos 107 Figura 7 9 Esquema de separa o em s rie de separadores electrodin micos 7 6 Aplica es da separa o electrost tica Na ind stria mineira este m todo de tratamento tem aplica es limitadas fundamentalmente porque tem capacidades muito baixa Este motivo leva a que se trate de um processo a aplicar particularmente no apuramento final de pr concentrados obtidos por outros processos Deste modo ele localiza se no fim do diagrama de tratamento Na actualidade este processo de separa o utilizado fundamentalmente no tratamento de min rios aluvionares de tit nio para separar o r tilo e a ilmenite do zirc o e da monazite Neste tipo de min rios a matriz siliciosa pode ser previamente separada por processos grav ticos A separa o electrost tica pode tamb m ser utilizada para separar a cassiterite a columbite e a ilmenite de minerais de ganga Pode tamb m ser utilizado para separar a cassiterite da scheelite Na figura 7 10 representa se um esquema de tratamento de areias monaziticas em que se utiliza a sepa
231. o a pirite C ouro d f Figura 1 3 Diversos tipos de part culas mistas Pa oY Part culas do tipo a c e d responder o bem a tratamentos qu micos de lixivia o o que n o suceder com as part culas do tipo b e e f As part culas do tipo a b e f passar o aos concentrados ou aos mistos grav ticos enquanto que as de tipo d e e se perder o nos est reis As part culas do tipo a e c poder o ser recuperadas no processo de flutua o todas as outras saem no est ril As part culas de tipo a e c poder o responder a atrac es magn ticas Assim excepto para as part culas a c e d na lixivia o ser exigida a sua refragmenta o se forem pretendidos concentrados de elevado teor ou est reis empobrecidos 1 3 3 O tratamento dos mistos consoante o seu tipo De um modo geral pode dizer se que nas separa es industriais consoante o tipo de part culas e a regula o dos aparelhos concentradores s o obtidos tr s tipos de part culas concentrados mistos e est reis de teores gradativamente crescentes e dos quais apenas o primeiro e o ltimo s o produtos finais Figura 1 4 O tratamento do produto interm dio misto pode ser feito de diversos modos consoante o tipo de part culas que o constituem que podem ser e Mistura de part culas livres de subst ncia til e gangas denominam se misto de misturas ou mistos falsos e Part culas duma esp cie mineral diferente da t
232. o funcionando este como activador S o menos selectivos que os colectores ani nicos e s o mais afectados pelos reagentes modificadores S o utilizados fundamentalmente na flutua o de n o met licos tais como quartzo silicatos aluminossilicatos e v rios xidos talcos micas etc Estes colectores t m tamb m propriedades espumantes Com a adi o de reagentes espec ficos a flutua o torna se independente da flutuabilidade natural dos minerais A flutuabilidade obtida com os colectores selectiva embora o grau de flutuabilidade adquirido varie com o tipo de minerais e colectores utilizados A selectividade pode ser refor ada pela adi o de outros reagentes 8 4 2 Depressores inibidores Os depressores s o reagentes que impedem a flutua o de certos minerais inibindo a adsor o dos colectores Eles est o na base da flutua o diferencial pois permitem aumentar as propriedades selectivas dos colectores A depress o de alguns minerais pode ser conseguida evitando a sua activa o por sais sol veis presentes na polpa evitando a reac o com os colectores pela destrui o dos revestimentos colectores j existentes ou pela produ o de um revestimento hidr filo S o subst ncias fortemente polares minerais ou org nicas Os depressores minerais mais utilizados s o o cianeto de s dio hipossulfito e hidrossulfito de s dio e sulfato de zinco dos sulfuretos de Fe e Zn dicromato de s dio e anidrido sulfuro
233. o por influ ncia de um campo el ctrico e Condu o por contacto ou transfer ncia de cargas e Bombardeamento i nico por efeito corona ou de alta tens o Cada um destes processos distintos origina uma carga superficial das part culas Nas separa es industriais as opera es pr ticas s o levadas a efeito pela aplica o conjunta de dois ou mais daqueles processos de electriza o 7 3 1 Electriza o por indu o ou influ ncia de um campo el ctrico Qualquer corpo n o electrizado ao ser colocado num campo el ctrico sofre uma redistribui o de cargas el ctricas Se o corpo condutor as suas cargas livres redistribuem se imediatamente superf cie tornando se um volume equipotencial de carga nula no interior Se o corpo isolador essa redistribui o de cargas superf cie faz se muito mais lentamente Em qualquer dos casos o excesso nulo mas certas regi es do corpo adquirem excessos de cargas positivas e outras negativas denominadas cargas induzidas O n mero de electr es livres determina o comportamento dos corpos em condutores semi condutores e isoladores Quando as part culas minerais em contacto com uma superf cie condutora e ligada terra s o submetidas a um campo el ctrico observa se a indu o de uma carga na sua superf cie A carga induzida depende da intensidade do campo e da natureza das part culas Relembre se que n o existem minerais condutores e diel ctricos perfeitos Por ac
234. o calibre de ocorr ncia no min rio da subst ncia mineral til e depende da sua abund ncia relativa A menos que se verifique preferencialidade na fractura o para se promover a liberta o duma esp cie mineral necess rio levar a fragmenta o a calibre inferior ao da sua ocorr ncia no min rio O mineral til s se liberta a calibre inferior ao da sua ocorr ncia e o mais abundante a calibre maiores que o da esp cie mineral menos abundante 1 3 1 Calibre de aplicabilidade eficiente dos processos de concentra o O calibre das part culas sobre os quais ter o de processar se as separa es tem uma grande influ ncia na escolha do processo de concentra o a aplicar Todos os processos de concentra o embora com variantes que lhes permitem adapta es t m de operar dentro de uma determinada gama de calibres fora da qual a sua efici ncia diminui ou pode ser nula Pode assim dizer se que cada processo de concentra o ou cada aparelho em que esta se realiza exige um determinado calibre m dio do produto a tratar para que se possam obter os melhores resultados metalurgicos Na tabela 1 2 representa se o campo de aplica o dos diferentes processos de concentra o e suas variantes principais consoante os calibres Da an lise desta tabela ressalta que e Com excep o da lixivia o hidrometal rgica por agita o todos os restantes processos s o ineficazes ou perdem efici ncia na concentra o de part culas u
235. o consiste em separar part culas em fun o das suas densidades usando como meio um fluido de densidade intermedi ria As part culas de densidade inferior desse fluido flutuam as de densidade superior afundam e as de densidade igual do fluido permanecem em suspens o A separa o em meio denso dividida em dois m todos b sicos de separa o est tico e o din mico A separa o est tica feita em suspens es actuando apenas for as grav ticas o que n o implica que os equipamentos usados n o possuam parte m veis o necess rio para promover a estabilidade do meio A separa o din mica caracterizada pelo uso de separadores que empregam for as centr fugas cerca de 20 vezes maiores que a for a da gravidade actuantes na separa o est tica que s o os chamados separadores centrifugos Teoricamente qualquer tamanho de part cula pode ser tratada por meio denso Na pr tica na separa o est tica industrial as part culas a serem separadas devem ter tamanhos superiores a 3 mm sendo que o mais comum 6 mm O limite superior de separa o de 150 mm podendo ser ainda maior no caso de alguns carv es at 300mm Este limite m ximo determinado normalmente em fun o dos equipamentos separa o a serem usados e das facilidades de manuseio de material na lavaria A separa o pode ocorrer para uma diferen a de densidade entre materiais de 0 1 ou menos Em meio est tico a separa o
236. o da indu o tanto as part culas condutoras como n o condutoras adquirem cargas el ctricas isto polarizam se no entanto as part culas condutoras apresentam uma superf cie equipotencial mediante o seu contacto com a superf cie condutora ligada terra As part culas n o condutoras permanecem polarizadas conforme se representa na figura 7 3 As part culas condutoras deixam fluir a sua carga atrav s da superf cie condutora ligada terra e ficam assim com carga do mesmo sinal da superf cie ligada terra sendo repelida por ela J as part culas n o condutoras porque ficam polarizadas aderem superf cie ligada terra como consequ ncia da atrac o electrost tica 99 Campo El ctrico wer Campo El ctrico Rotor ligado a terra Rotor ligado a terra Part cula Part cula n o condutora condutora Figura 7 3 Carga das part culas por indu o 7 3 2 Electriza o por contacto ou transfer ncia de cargas Se de um corpo n o electrizado for removida por contacto uma parte dos electr es livres o corpo fica carregado positivamente Se ele adquiriu electr es livres por contacto o corpo diz se carregado negativamente Contrariamente ao que se verifica na electriza o por indu o na electriza o por contacto a carga do corpo carregado do mesmo sinal da do corpo carregador Quando minerais diferentes se p em em contacto e s o separados posteriormente pod
237. o importante que quanto antes eles forem adicionados melhor s os os resultados Por isso o pH ajustado logo que a gua adicionada Os espumantes s o adicionados na entrada da c lula 122 8 5 Tempo de contacto e tempo de liga o Na zona da polpa para que as bolhas carreiem as part culas hidr fobas at zona da espuma necess rio que estas colidam com as bolhas e se liguem a elas De facto n o basta haver colis o pois nem todas as colis es provocam a liga o das part culas s bolhas Isso s acontece quando o chamado tempo de liga o inferior ao tempo de contacto Ye et al 1989 definem o tempo de contacto pelo tempo que as part culas est o em contacto com as bolhas quando colidem com elas e o tempo de liga o como o tempo necess rio para que ocorra liga o entre as part culas e as bolhas Para estes autores o tempo de liga o inclui o tempo de indu o que representa o tempo necess rio para ocorrer ruptura do filme de gua situado em torno da bolha e o tempo de deslocamento que traduz o tempo de deslocamento do filme de gua situado em torno da bolha de modo a ocorrer uma liga o est vel Crawford e Ralston 1988 definem o tempo de indu o pelo tempo necess rio ocorr ncia da liga o particula bolha consideram que ele integra o tempo de adelga amento e ruptura do filme de gua situado entre a bolha e a part cula e o tempo necess rio ocorr ncia do desalojamento desse filme
238. o ponto de vista operacional e recupera o f cil o material utilizado na suspens o gua s lido deve apresentar propriedades que permitam a recupera o f cil do s lido e sua reutiliza o e estabilidade de suspens o o material s lido deve formar uma polpa est vel e granulometria o material s lido deve apresentar uma distribui o granulom trica de maneira a n o elevar a viscosidade do meio em n veis impratic veis do ponto de vista operacional A utiliza o de material s lido muito fino contribui para aumentar a viscosidade al m de dificultar a sua recupera o e gr os arredondados aconselh vel a utiliza o de materiais com gr os arredondados uma vez que os gr os angulosos diminuem a fluidez do meio e degradam se com mais facilidade e ser de baixo custo Actualmente os materiais mais utilizados s o a magnetite e o ferro sil cio pois apresentam propriedades mais adequadas na prepara o de suspens es nomeadamente porque s o fisicamente est veis quimicamente inertes s o facilmente separ veis dos outros produtos s o 26 facilmente recuperaveis para reutiliza o por separa o magn tica e porque formam fluidos de baixa viscosidade para o intervalo de densidades que se pretende A magnetite com densidade de 5 0 a 5 2 utilizada quando se pretende suspens es com densidade entre 1 2 e 2 2 Desta forma s poss vel a utiliza o da magnetite na separa o de minerais de
239. o secund ria a recupera o obtida Assim nestes dois tipos de unidades a estabilidade da espuma pode e deve ser diferente Nas c lulas reclamadoras deve se trabalhar com espuma est vel pois a qualidade do flutuado secund ria sendo fundamental a recupera o nas c lulas apuradoras deve se trabalhar com espuma pouco est vel pois a recupera o secund ria promovendo se assim a drenagem do material arrastado O que se disse relativamente estabilidade da espuma aplica se tamb m sua altura Aumentando a altura da espuma aumenta o tempo de perman ncia do material na espuma aumentando portanto a probabilidade de drenagem fundamentalmente das part culas 172 arrastadas melhorando se a selectividade da separa o Assim pode afirmar se que o aumento da altura da espuma conduz ao aumento do teor do flutuado e diminui o da recupera o A flutua o um processo complexo de beneficia o em que uma das suas duas fases a zona da espuma de extrema import ncia no sucesso da flutua o n o suficientemente compreendida e da que o seu controlo se baseie em grande medida na apar ncia dependendo portanto largamente da sensibilidade e da experi ncia do operador Apesar de existirem j alguns trabalhos que estudaram os fen menos e os mecanismos ocorridos na zona da espuma e suas consequ ncias no sucesso da flutua o industrial a maioria das investiga es realizadas at d cada de oitenta incidiram fun
240. o teor do afundado significa que n o existe flutua o verdadeira A terceira desvantagem resulta da necessidade de se realizarem v rios ensaios preliminares sem adi o de colector com vista a determinar a rela o entre a recupera o de mineral por arrastamento e a recupera o de gua Como n o h dois ensaios iguais poss vel que estes resultados iniciais estejam j afectados de erro experimental que consequentemente afectar o os valores determinados posteriormente para a contribui o do arrastamento e da flutua o Por m aqui ao contr rio do que sucedia para a primeira desvantagem n o poss vel prever de que modo que aquele erro influencia os resultados O m todo de Warren parte do pressuposto que os v rios ensaios para a determina o da rela o entre a recupera o de mineral e a recupera o de gua s o realizados nas mesmas condi es de hidrofobicidade estabilidade da espuma e ainda que o tempo de flutua o igual ou superior ao tempo ptimo de flutua o Entenda se por tempo ptimo o tempo a partir do qual o teor do flutuado em mineral a flutuar igual ao teor da polpa Isto para tempos superiores ao tempo ptimo a recupera o resulta exclusivamente do fen meno de arrastamento Caso algum destes pressupostos n o se verifique os valores determinados estar o concerteza incorrectos Como se viu anteriormente s o v rios os processos tendentes a fazer variar a gua recupera
241. ocessos gerais de concentra o Processos Gerais de Concentra o Propriedades diferenciais Meios densos Grav ticos Hidrograv ticos Densidade Pneum ticos Electro magn ticos Magn tico Permeabilidade Processos F sicos Electroest ticos Condutibilidade Escolha manual Cor brilho Calibragem Calibre e forma Processos v rios Atrito Atrito e forma Radiom trico Radia es B e y Fotom trico Cor reflex o luz Calor fico Coef dilata o Processos F sico Flutua o Ades o ao ar e gua Qu micos Processos por ades o Amalgama o Ades o ao merc rio Gorduroso Ades o a gorduras Processos Hidrometalurgia de extrac o directa Dissolu o em Qu micos de extrac o indirecta solu es Uma larga gama de processos e equipamentos pode ser utilizada na concentra o A escolha manual e a concentra o grav tica foram utilizadas durante muitos s culos Em finais do s culo XIX surgiram os m todos de separa o magn tica e electrost tica que permitiram aumentar a efici ncia da separa o Por m foi com o aparecimento do processo de flutua o nas primeiras d cadas do s culo XX que ocorre uma acentuada melhoria tecnol gica no processo de concentra o permitindo o tratamento de min rio de fino calibre e de baixo teor com a obten o de elevadas recupera es e concentrados de elevado teor Da an lise da tabela 1 1 ressalta a exist ncia de um maior n mero de processos f sico
242. ocorre em gua ou ar enquanto que na concentra o em meios densos a separa o realiza se em um meio com densidade superior da gua e compreendida entre as esp cies minerais a separar Para a cria o desse meio denso pode utilizar se l quidos org nicos solu es de sais inorg nicos ou suspens es de s lidos na gua de densidade pr determinada Na ind stria mineira s o utilizados meios densos base de suspens es de part culas finas de ferro sil cio ou de magnetite O meio denso utilizado deve apresentar uma densidade interm dia entre as das esp cies minerais a separar de modo que os minerais de menor densidade flutuem e os minerais de maior densidade afundem Figura 3 1 Esta metodologia constitui o processo mais simples de separar duas subst ncias minerais com densidades diferentes Alimenta o Minerais de Separador de Minerais de densidade gt ds _ Meio Denso densidade lt ds afundado flutuado ds densidade de separa o Figura 3 1 Processo de separa o em meio denso Tal processo pode ser exemplificado deitando uma mistura de areia e serradura num vaso contendo gua a areia afunda e a serradura flutua Mas nas opera es industriais n o s os s lidos s o introduzidos com uma certa velocidade de queda no meio denso separador como este dotado de certas correntes visando efeitos ben ficos na separa o tendo influ ncia nesta a densidade do meio e a sua viscosidade
243. olis o entre as part culas e as bolhas tamb m necess rio que essa colis o d origem forma o dos agregados part culas bolha est veis seguindo se a sua levita o e a sua recolha na zona da espuma Ap s a colis o s ocorre liga o quando o tempo de indu o inferior ao tempo de contacto Enquanto o tempo de contacto depende sobretudo das condi es operat rias nomeadamente da intensidade de agita o do tamanho das bolhas e do calibre das part culas o tempo de indu o depende fundamentalmente das propriedades da superf cie dos minerais sendo elevado quando se est perante um mineral hidr filo e pequeno quando se est perante um mineral hidr fobo Ele representa o grau de flutuabilidade de um mineral podendo esta flutuabilidade ser modificada atrav s da adi o de reagentes 139 O calibre das part culas influencia este fen meno de liga o pois dele dependem algumas propriedades relacionadas com o processo de ades o N o pac fico o tipo de influ ncia do calibre no tempo de indu o Alguns autores afirmam que o tempo de indu o independente do calibre das part culas outros por m afirmam que o tempo de indu o aumenta com o calibre das part culas pois verificaram que maiores part culas exigem maiores tempos de contacto para poderem ser flutuadas Se isto corresponde verdade ent o pode afirmar se que as menores recupera es das frac es finas n o s o devidas aos efeitos nefastos
244. oloca sempre alguns problemas dada a pouca informa o acerca do desempenho do espumante para cada caso particular Subrahmanyam e Forssberg 1988 realizaram estudos sobre a influ ncia do tipo e concentra o de espumante e do calibre das part culas na recupera o por arrastamento Para o efeito fizeram alguns ensaios sobre um min rio de cobre e sobre um min rio de chumbo zinco tendo utilizado quatro tipos de espumantes leo de pinho MIBC trietoxibutano e polipropilenoglicol e tendo tamb m determinado para cada caso a contribui o da flutua o verdadeira e da flutua o falsa usando o m todo de Trahar 1976 Na flutua o daqueles dois tipos de min rios obtiveram espumas com caracter sticas diferentes No tratamento do min rio de chumbo zinco houve forma o de espuma est vel fechada favor vel a elevadas recupera es e no min rio de cobre obtiveram espuma aberta pouco consistente Este comportamento deveu se ao facto de na flutua o do min rio de chumbo zinco a presen a de part culas finas de quartzo provocar o aumento da estabilidade da espuma No min rio de cobre a presen a de grafite promoveu a desestabiliza o da espuma consequ ncia do aparecimento de fen menos de coalesc ncia respons veis pelo aumento dos fen menos de drenagem 168 Observou se que para elevadas concentra es de espumante a recupera o de gua elevada sendo portanto tamb m elevada a recupera o por arrastamento e que p
245. onadas com os minerais de interesse a separar e densidades de 1 3 a 1 9 restritas praticamente ao tratamento de carv o e densidades de 2 7 a 2 9 muito comum na pr concentra o de minerais met licos e densidades de 2 9 a 3 6 utilizadas para min rios especiais e mais particularmente na recupera o de diamantes e densidades acima de 3 6 raramente usadas 3 3 Caracter sticas dos Principais S lidos Utilizados nas Suspens es Os principais s lidos utilizados t m sido areia argila barite magnetite galena e ferro sil cio dos quais os quatro primeiros na concentra o de carv es e os dois ltimos na separa o de minerais que exigem suspens es dotadas de densidades mais elevadas min rios met licos As caracter sticas que geralmente se controlam num meio denso s o a sua densidade e a sua consist ncia A primeira pode ser controlada atrav s da adi o de meio denso A consist ncia 25 fun o da velocidade de assentamento das part culas que formam o meio O meio geralmente constitu do por finas part culas s lidas e por contaminantes argilosos e gua A argila actua como agente estabilizador pois as part culas s lidas mais grossas do meio denso rapidamente sedimentavam se estivessem apenas misturadas com gua A concentra o da argila pode variar entre 3 e 7 em massa Por m concentra es de argila superiores a 8 conferem ao meio denso uma viscosidade demasiado elevada dificultando a separa
246. or O m todo de purifica o a utilizar depende do produto utilizado como meio denso Uma vez que a parte s lida do meio denso geralmente constitu da por ferro sil cio a purifica o do meio denso dilu do e contaminado por finas part culas de min rio realizada por processos magn ticos separando se assim as part culas de ferro sil cio pois estas s o fortemente magn ticas A recupera o eficiente e a reciclagem do meio denso s o factores importantes na economia deste processo de separa o Podem ocorrer perdas por lavagem inadequada dos produtos 30 separados e por necessidade de substitui o peri dica devido acumula o de part culas finas de min rio resultando na diminui o da densidade do meio denso Min rio meio denso TE gua sgy Meio denso 77 pos Flutuado Meio denso diluido est ril Espessamento e purifica o Tanque de meio denso Figura 3 2 Esquema geral de separa o do min rio e capta o do meio denso Meio denso dilu do Afundado concentrado 3 7 Principais Equipamentos de Separa o em Meios Densos 3 7 1 Separadores de Gravidade em Meio Denso De seguida s o descritos alguns dos principais equipamentos de separa o est tica e din mica mais utilizados na ind stria mineira Os factores que influenciam a escolha do tipo de equipamento s o capital dispon vel espa o requerido para a instala o tamanho m ximo das part culas a serem tra
247. or m se n o forem garantidos os dois pressupostos em que se baseia dois erros podem ser cometidos na sua utiliza o O primeiro ocorre se for falsa a hip tese que considera ser igual a percentagem em mineral flutu vel no arrastado e no afundado De facto se para part culas extremamente finas ela v lida quando se pretende separar um mineral de elevada densidade de uma ganga leve e o material n o apresenta uma granulometria fina pode ocorrer discrimina o no processo de arrastamento sendo mais facilmente arrastadas as part culas de ganga Assim se neste caso se considerar cam t Cat a utiliza o directa da equa o 8 25 conduz sobrevaloriza o da contribui o do arrastamento Por m este erro pode ser atenuado ou completamente eliminado desde que se prolongue o tempo de flutua o at que a recupera o se deva exclusivamente ao arrastamento bvio que se nestas condi es existir discrimina o no fen meno de arrastamento para este tempo de flutua o a percentagem em mineral flutu vel no recuperado arrastado ser inferior percentagem no afundado Nestas condi es a an lise e compara o destes dois teores permite quantificar a discrimina o ocorrida Esse factor de discrimina o ser determinado pela rela o entre a percentagem em mineral no recuperado por arrastamento e no afundado para t t Deste modo o valor da percentagem de mineral flutu vel no arrastado cat a utilizar na equa
248. or meio de instrumenta o 3 9 Controle e Avalia o das Opera es de separa o em Meio Denso Para um bom desempenho das opera es de separa o em meio denso s o necess rios principalmente uma boa prepara o da alimenta o vaz o de alimenta o adequada ao equipamento controle da densidade de corte controle granulom trico do material usado no meio denso ferro sil cio ou magnetite os mais usados controle da press o de entrada da alimenta o caso por exemplo dos ciclones de meio denso controle da press o de entrada do meio denso e press o de sa da dos pesados caso da separa o em DWP Existem diversos m todos para avaliar o desempenho das opera es de separa o em meio denso na ind stria principalmente no caso da beneficia o de carv es Estes m todos est o distribu dos nos chamados crit rios dependentes e crit rios independentes Os crit rios dependentes mais usados s o apresentados a seguir Efici ncia existem diversas formas de definir a efici ncia de separa o de um equipamento ou de uma instala o de beneficia o uma muito usada na separa o de carv es a efici ncia de recupera o ou efici ncia org nica proposta por Fraser e Yancey E Recupera o de carv o lavado Recupera o te rica x 100 3 4 Aqui a recupera o te rica a percentagem de carv o contido na alimenta o com o mesmo teor de cinzas do carv o lavado Material deslocado to
249. orno do fio condutor atravessado pela corrente el ctrica originando se um fluxo constante de i es gasosos entre o condutor e a terra Os gases em condi es normais de press o e temperatura n o conduzem a corrente el ctrica 100 comportam se como diel ctricos Por m se submetidos a um potencial elevado ocorre uma descarga i nica e consequentemente a condu o da corrente el ctrica A intensidade da descarga depende da forma dos el ctrodos que estabelecem o potencial Na realidade o que ocorre um fluxo i nico entre os el ctrodos de pequenas dimens es Na pr tica os melhores resultados s o obtidos usando se el ctrodos fabricados com fio de tungst nio e di metro da ordem de 0 25 mm Denomina se efeito corona ao fluxo i nico obtido com tais el ctrodos quando submetidos a potenciais elevados O efeito corona utilizado na electriza o de part culas de minerais durante a separa o electrost tica sendo um dos processos mais eficientes de carga das part culas Todas as part culas de formas e dimens es diferentes condutoras e n o condutoras adquirem cargas com a mesma polaridade do el ctrodo Este processo utilizado no tratamento de min rios quase que exclusivamente para separar os minerais condutores dos diel ctricos Trata se de um processo caro envolvendo equipamento de alta tens o e na pr tica os melhores resultados s o obtidos quando este processo est associado a outro como por exemplo a elect
250. orque foi mo do por via h mido pois devem evitar se onerosas opera es de secagem Para calibres finos elas conduzem a separa es mais selectivas e maiores recupera es que as separa es magn ticas a seco Relativamente ao calibre das part culas quanto mais elevada for a permeabilidade magn tica da esp cie mineral a separar maior ser o calibre de aplicabilidade Por m para cada tipo de separador existem calibres limites inferior e superior que n o devem ser ultrapassados sob pena de se obterem maus resultados A forma dos elementos que executam o trabalho de separa o no equipamento exerce influ ncia significativa sobre a classifica o dos separadores Assim eles s o denominados separadores de tambor de rolos induzidos de correias cruzadas de discos de anel girante ou carrossel A tabela 6 3 apresenta a classifica o caracter sticas e aplica es dos principais separadores magn ticos sua gama granulom trica de trabalho 83 Tabela 6 3 Principais separadores magn ticos Campo magn tico Meio Tipo Separador Calibre Capacidade Aplica es Separa o m ximo ton h mm Baixa Intensidade Tambor 2 100 Minerais Intensidade Separa o a Rolos de Indu o 1 5 ferromagn ticos 0 06 0 1T Seco Discos 2 0 25 e produtos Gradiente 0 05T cm Correia cruzada 2 0 25 ustulados Dimens o m nima Separa o a Tambor 1 5 10 Magnetite 105um ss 45 um sh h mido Correia submersa 1 5 10 ferr
251. os fen menos de drenagem sendo mais facilmente drenadas as part culas de pequeno calibre pois as part culas de maior tamanho ficam aprisionadas no interior da espuma Em espuma com pequena estabilidade as part culas de maior tamanho flutuadas e arrastadas s o mais facilmente drenadas Uma vez que na zona da espuma n o ocorre o fen meno de colec o o aumento da sua altura conduz a fen menos de drenagem mais intensos resultando menores recupera es 179 8 15 Quantifica o da contribui o do arrastamento e da flutua o verdadeira No processo de flutua o importante n o s diminuir a influ ncia do arrastamento mas tamb m quantificar a sua contribui o sendo assim poss vel analisar qual a influ ncia das vari veis envolvidas no processo de flutua o no grau de arrastamento e obviamente na selectividade do processo Enquanto a flutua o verdadeira um fen meno selectivo contribuindo para a separa o dos minerais a recupera o por arrastamento constitui um problema na flutua o pois um fen meno indiscriminat rio n o contribuindo para a separa o entre as part culas hidr fobas e as part culas hidr filas sendo ambas arrastadas com igual intensidade Este fen meno depende fundamentalmente de dois grupos de factores uns relacionados com a natureza do produto densidade calibre e forma e outros relacionados com as condi es operat rias dilui o da polpa intensidade de agita o t
252. os n o sejam destru dos Constata se que eles s o tanto mais est veis quanto menor for o tamanho das part culas isto quanto menor for o tamanho das part culas mais dif cil se torna destruir esses agregados Deste modo o efeito da diminui o do calibre na estabilidade desses agregados n o pode servir de explica o para os maus resultados obtidos na flutua o dos finos A rela o entre a probabilidade de desliga o 1 4 e o di metro das part culas D descrita pela seguinte express o 1 A GO 13 para D lt Dinix 8 6 max 1 4 1 para D gt D x 8 7 onde Dm x representa o calibre m ximo das part culas que permanecem ligadas s bolhas Este valor depende do tipo de mineral do seu grau de hidrofobicidade da sua densidade e do grau de agita o operada na flutua o Quanto maior for a densidade e o grau de agita o menor ser o calibre m ximo flutu vel Podem ocorrer fen menos de cobertura aquando do tratamento dos finos e que podem ter efeitos nefastos no sucesso da separa o sobretudo das part culas finas Estes s o o resultado da interac o entre as part culas finas e grosseiras ou mesmo entre as part culas finas resultando na cobertura das part culas grosseiras por uma camada de part culas finas A exist ncia de part culas finas hidr filas em torno das part culas hidr fobas reduz a recupera o destas part culas Se as part culas finas e grosseiras s o hidr fobas ent o
253. os produtos pesados Representando sob forma gr fica os coeficientes de parti o de O a 100 no eixo das ordenadas e as densidades m dias das faixas densim tricas no eixo das abcissas pode se tra ar a curva de Tromp como ilustrado na Figura 3 11 A curva OABC da Figura 3 11 representa a curva ideal onde todas as part culas de densidades menores que a densidade de corte iriam para o flutuado enquanto as part culas de densidades maiores iriam para o afundado Entretanto na pr tica isto n o acontece pois part culas de densidades pr ximas densidade de corte podem dirigir se frac o flutuada ou afundada Para estes casos tem se a curva real Figura 3 11 constru da com base em probabilidades associadas s diferentes classes de part culas que se dirigem ao afundado A parte compreendida entre a curva ideal e a real representa a quantidade de material deslocado A densidade dso referente ao coeficiente de parti o de 50 chamada de densidade efectiva de separa o ou simplesmente de densidade de parti o dp O segmento na curva real correspondente aos coeficientes de parti o de 25 e 75 na grande maioria dos casos um segmento de recta quando n o o aproxima se bastante deste podendo ser considerado na pr tica como tal A inclina o desse segmento em rela o vertical d uma ideia da efici ncia de separa o ou seja quanto mais pr ximo ele estiver da vertical mais eficiente ser a
254. osilicio Alta Intensidade Tambor 5 2 Minerais Intensidade Separa o a Rolos de indu o 1 6 paramagn ticos 0 1 1 0T Seco Discos 2 0 25 volframite Gradiente 0 05T cm Correias cruzadas 2 0 25 pirrotite Dimens o minima ilmenite etc 75 um ss 35um sh Separa o a Rotor em anel girante 0 25 25 100 Ilmenite h mido hematite Alto Gradiente Separa o a Rolos de terras raras Minerais Intensidade Seco Gradiente aberto paramagn ticos 1 5T Carv o Gradiente lt 0 1T em Separa o a Matrizes Minerais Dimens o m nima h mido estacion rias e paramagn ticos 45m ss 1 0Lum sh M veis Carv o caulino Tambor Tratamento de supercondutor gua SS separa o a SECO sh separa o a h mido Matrizes ferromagn ticas H duas formas de se produzir um gradiente A primeira e mais simples consiste na constru o de um p lo de electroiman com a rea bem menor que a do p lo oposto Figura 6 4B e 6 4C A segunda forma consiste na utiliza o de matrizes entre os p los do electroiman exemplo do separador de anel Tais matrizes t m o objectivo de aumentar o gradiente produzindo zonas dentro das mesmas com campo de alto gradiente V rios modelos foram propostos e ou utilizados dentre os quais se destacam esferas hastes placas sulcadas grades l de a o etc A matriz deve ser escolhida de tal modo que melhor se ajuste s caracter sticas do min rio No processo de selec o da matriz d
255. p eee agua ye ar Ea Dp s B gua p Da ar Figura 8 22 Indu o por duas part culas hidr fobas do fen meno de coalesc ncia de duas bolhas Dippenaar 1982 A espessura do filme de l quido existente em torno das part culas igual a dp x cos 5 Se esta espessura inferior espessura da ruptura cr tica as part culas ligadas s bolhas podem causar a ruptura do filme provocando obviamente a instabilidade da espuma Desta express o pode concluir se que part culas com elevada hidrofobicidade com superior a 90 causam a ruptura do filme originando espumas inst veis qualquer que seja o seu calibre Part culas de baixa hidrofobicidade 0 promovem a estabilidade do filme ou seja provocam o aparecimento de espuma est vel A an lise daquela figura leva a concluir que para as part culas hidr fobas o aumento do seu calibre provoca o aparecimento de espumas mais est veis pois o filme de gua rigidamente ligado s bolhas mais espesso A rela o existente entre a possibilidade de rompimento da pel cula de gua ligada s bolhas o calibre e o grau de hidrofobicidade das part culas anteriormente referido tamb m condicionada pelo grau de cobertura das bolhas pelas part culas hidr fobas Na figura 8 23 est representada segundo Finch e Dobby 1990 a influ ncia do grau de cobertura das bolhas do calibre das part culas e do grau de hidrofobicidade na estabilidade da espuma Da an lise desta f
256. pacto durante o per odo de aperto do leito correntes descendentes suc o pode fazer se a alimenta o adicional de gua gua hidr ulica Existem v rios tipos de jigas de crivo fixo cujas caracter sticas se apresentam na tabela 4 2 Tabela 4 2 Alguns tipos de jigas e suas caracter sticas Tipo de Jiga Capacidade Calibre Pulsa es Curso Pist o t h m mm por min mm Hartz 4 5 0 3 20 120 270 6 35 Denver 14 0 3 2 270 300 10 30 Pan American 9 100 0 2 12 150 180 10 25 Ancock 2 4 5 1 12 180 200 10 20 Hardy Smith 15 1 12 250 300 10 20 Jiga Hartz Comp e se geralmente de tr s ou mais c lulas iguais rectangulares separadas e independentes que a alimenta o percorre em s rie A parte superior de cada c lula dividida em dois compartimentos de jigagem e de pistonagem sendo o seu fundo inclinado A rede do compartimento de jigagem mantida fixa por duas grades de ferro entre as quais se localiza a rede O movimento alternativo de subida e descida dos pistons de cada compartimento de pistonagem origina o fluxo e refluxo da gua no compartimento de Jigagem Jiga Denver Comp e se geralmente de duas c lulas iguais e independentes para realizarem a separa o em s rie sendo cada uma delas dividida superiormente em compartimento de Jigagem e pistonagem A pistonagem feita por meio de um mbolo com borda selada por uma membrana flex vel de borracha Durante o per
257. para o Para al m disso mais f cil separar por simples opera es de crivagem as part culas do meio denso das part culas de min rio do afundado e do flutuado Por outro lado finas part culas de minerais densos poderiam ter dificuldade em afundar no meio denso saindo pelo flutuado O min rio crivado e lavado enviado continuamente ao equipamento separador que cont m o meio denso afundando se nele o produto de maior densidade e flutuando o produto de menor densidade Conjuntamente com cada um destes produtos sai tamb m meio denso que necess rio recuperar A propriedade que diferencia o meio denso dos dois produtos obtidos o tamanho das part culas sendo mais fino o calibre das part culas constituintes do meio denso Assim ambos os produtos obtidos passam por dois crivos em s rie de luz inferior ao menor calibre das part culas para que neles sejam recuperadas como infracrivo o meio denso que saiu no flutuado e no afundado O meio denso recolhido no infracrivo nos primeiros crivos retorna directamente ao vaso separador figura 3 2 O seu sobrecrivo enviado a um segundo crivo que operam com irriga o para retirar part culas de meio denso aderentes s part culas de gangas ou de concentrado O dilu do e contaminado meio denso proveniente do infracrivo dos segundos crivos ter de ser preparado purificado e espessado para posteriormente dar entrada no tanque de alimenta o de meio denso ao equipamento separad
258. para o efeito realizado ensaios de flutua o com um min rio de galena para diferentes alturas de espuma Verificaram que a probabilidade de sobreviv ncia daqueles agregados diminui linearmente com o aumento da altura de espuma isto a probabilidade de drenagem ocorrida na espuma aumenta linearmente com a altura da espuma Por m suposto que esta rela o s v lida para espumas pouco profundas onde v lida a hip tese de misturador perfeito Outros trabalhos Moys 1978 Ross 1990 1991 Falutsu e Dobby 1989 realizados para elevadas alturas de espuma verificaram uma diminui o exponencial da recupera o com o aumento da altura de espuma 8 13 A espuma Referiu se anteriormente que para ocorrer flutua o necess rio que as part culas sejam carreadas pelas bolhas desde a polpa at espuma e que depois devem sair desta zona por transbordo ou serem a recolhidas Assim apesar da separa o entre as part culas hidr fobas e as part culas hidr filas ocorrer na zona da polpa zona de colec o os fen menos de drenagem que ocorrem na zona da espuma tamb m contribuem para o aumento da selectividade do processo de flutua o Para que isto suceda a espuma deve ter uma estabilidade e uma altura que permitam que as part culas flutuadas n o afundem na polpa permitindo simultaneamente que o material para a transferido por arrastamento seja drenado A espuma deve ter uma estabilidade tal que deve morrer logo qu
259. parece afectar negativamente os fen menos de drenagem ocorridos na espuma de modo a explicar as suas baixas recupera es 155 Resumidamente pode concluir se que as menores recupera es das part culas ultrafinas dever o estar relacionadas com os fen menos de colis o e com os aspectos qu micos que afectam a selectividade e a intensidade das reac es exigidas para preparar a superf cie das part culas a flutuar 8 11 6 M todos visando a melhoria da flutua o das part culas finas Perante os maus resultados na flutua o das part culas ultrafinas n o s devido dificuldade de promover a sua flutua o mas tamb m devido obten o de separa es pouco selectivas t m sido apontados alguns m todos tendentes a melhorar os resultados De um modo geral estes m todos t m como objectivo aumentar a probabilidade de colis o entre as part culas e as bolhas e uma vez que o arrastamento proporcional recupera o da gua de alimenta o alguns deles t m por objectivo fazer diminuir a recupera o desta recupera o conduzindo assim a menores recupera es por arrastamento e por conseguinte a separa es mais selectivas Dentro dos m todos acabados de referir mencionam se cinco tipos distintos Um primeiro grupo de m todos baseia se no aumento da probabilidade de colis o entre as part culas e as bolhas atrav s do aumento do calibre das part culas promovido por agrega o Destes m todos salientam se
260. part culas na zona da espuma o que se traduz na maior probabilidade de drenagem das part culas fundamentalmente das part culas arrastadas Esta caracter stica associada utiliza o de gua de lavagem que acelera a drenagem da gua da alimenta o e das part culas arrastadas explica o porqu das separa es mais selectivas na coluna fundamentalmente no tratamento de part culas de granulometria fina Sobretudo na coluna onde a altura da espuma pode ser bastante grande a estrutura da espuma varia desde a interface polpa espuma at ao n vel de descarga Na zona mais profunda ligeiramente acima da interface onde se faz sentir mais fortemente o fen meno de coalesc ncia aumentando o tamanho das bolhas e aumentando tamb m a percentagem de ar existente na espuma Para as zonas superiores o fen meno de coalesc ncia continua a ocorrer traduzindo se no aumento do tamanho das bolhas e tamb m no aumento gradual da percentagem de ar na espuma Nas c lulas mec nicas pelo facto de n o se utilizar gua de lavagem apresentam espumas com maior percentagem de ar Isto significa que originam espuma mais fechada mais compacta dificultando a rejei o das part culas arrastadas A estrutura mais aberta da espuma obtida na coluna facilita a drenagem das part culas arrastadas tendo se verificado que na coluna a espessura do filme de gua entre as bolhas cerca de quatro vezes maior que o observado na c lula Finch e Dobby 1990
261. pendentemente do movimento da superf cie de apoio que poder estar fixa sob grau suficiente para que as mesmas n o estejam em suspens o na gua mas contactem suficientemente formando um leito verifica se a estratifica o vertical semelhante ao caso anterior Assim observa se que os minerais densos ocupar o os estratos inferiores e os mais densos os estratos superiores e dentro de cada um destes estratos o calibre aumenta de baixo para cima A agita o ou vibra o das part culas pode verificar se por ac o de turbilh es da corrente de gua de carreamento e choques de part culas entre si canais rheolavadores espirais de Humphrey ou por ac o de remeximento com p s ou outros dispositivos caleiras Operada aquela estratifica o vertical exige se a remo o ou deslocamento dos estratos superiores das part culas menos densas relativamente aos inferiores de part culas densas para que se verifique a separa o densit ria o que realizado pela corrente de gua de carreamento 53 Uma vez que nos leitos vibrat rios a classifica o vertical geralmente menos perfeita que a obtida nos leitos oscilat rios os seus equipamentos s o geralmente utilizados como desengrossadores 5 1 3 Separa o em meios fluentes As toalhas de gua originam separa es densit rias de part culas por efeito dos seus diferentes percursos longitudinais A for a nelas exercida pelo meio fluente l mina de gua directament
262. pens es de s lidos na gua Neles as ac es respons veis pela separa o s o a resist ncia oposta pelo meio sua penetra o Geralmente os meios utilizados nas separa es grav ticas s o os meios estacion rios suspens es de s lidos na concentra o em meios densos os semi estacion rios em leitos 20 puls teis jigas oscilat rios mesas e vibrat rios e a gua como meio fluente em concentra o hidrograv tica Na tabela 2 1 apresentam se os processos gerais de concentra o grav tica os tipos de meios utilizados e as suas caracter sticas gerais Cada m todo de concentra o e cada aparelho apresenta geralmente um calibre ptimo de trabalho fora do qual diminui a sua efici ncia de separa o Assim embora suscept veis de regula o ele est condicionado por limites a n o ultrapassar sob pena de se diminuir a recupera o e a selectividade do processo Tabela 2 1 Principal tipo de equipamento para concentra o grav tica Wemco Vaso c nico Conc Meios Suspens es Harding Wenco Tambor Densos Meios de s lidos na gua Vorsyl Ciclone estacion rios Dynawhirlpool Ciclone Manuais Crivo fixo Crivo m vel Leitos pulsateis Crivo fixo Hartz Denver Pan Jigas Mec nicas American Crivo m vel Hancock Hardy Smith Meios semi Manuais Bateia pan placa Conc estacion rio Leitos oscilat rios Mec nicas vanner hidrograv tica mesas Deslizantes Wilfley D
263. peracional do equipamento e ter bom desempenho de separa o apresenta custos operacionais mais baixos pois apenas o meio denso alimentado por bombeamento A separa o no DWP baseia se na cria o e controle de um vortex ascendente onde a sua forma e estabilidade s o afectadas pelos seguintes grupos de vari veis Geom tricas comprimento do cilindro di metro do cilindro di metro e comprimento dentro do cilindro dos tubos de alimenta o e sa da do flutuado di metro de entrada do meio denso e sa da do afundado Operacionais press o de alimenta o do meio denso press o de descarga do afundado inclina o do DWP 37 Separador Tri Flo Este separador pode ser considerado como sendo constituido por dois DWP s acoplados em s rie Figura 3 9 e tem sido utilizado em in meras lavarias de beneficia o para tratar carv o minerais met licos e n o met licos A entrada de meio denso e a sa da da frac o pesada s o em forma de voluta Esta forma de entrada de alimenta o produz menos turbul ncia do que a tangencial usada no DWP Este separador opera em dois est gios O produto flutuado no primeiro retratado no segundo est gio na mesma densidade ou em densidade diferente Por ser um separador de dois est gios a separa o em tr s produtos pode ser usada para obten o de concentrado misto e rejeito O misto obtido dependendo da situa o pode ser fragmentado desenlameado e retomar ao mesmo circ
264. permanente sendo apenas induzido enquanto o campo aplicado tornando se totalmente aleat rio na aus ncia de campo Quando um campo magn tico uniforme aplicado a uma part cula as for as que actuam sobre dois p los da mesma s o iguais e opostas portanto a resultante dessas for as nula Se o campo aplicado nas duas extremidades difere em intensidade resultar numa for a agindo sobre a part cula Tal facto mostra que o campo aplicado possui varia o especial que fun o das dimens es do material magnetizado Essa varia o de campo tamb m chamada de gradiente resulta numa for a actuante sobre o material provocando a atrac o ou repuls o do mesmo Nos equipamentos modernos tanto o campo quanto o gradiente s o os principais respons veis pelo processo de separa o Relembre se que a intensidade de campo se refere ao n mero de linhas de fluxo que passa por uma determinada rea enquanto que o gradiente de campo descreve a converg ncia ou diverg ncia das linhas de fluxo A Figura 6 4 ilustra muito bem estas situa es Em a tem se um campo uniforme a for a resultante nula sobre a part cula Em b e c t m se campos convergentes o fluxo de linhas mostra um gradiente de campo h nestes casos uma for a resultante actuando sobre a part cula Assim a primeira condi o para que for as magn ticas se manifestem sobre as part culas introduzidas num campo magn tico torna se necess rio que este n o sej
265. plo pode suceder que a diminui o do calibre provoque efeitos contr rios em dois daqueles sub processos e se essa an lise particular n o for realizada ser o efeito de maior grandeza que prevalece desconhecendo se assim o efeito menor do calibre AR FLUTUADO CELULA gt ESPUMA transporte colapso e pelas bolhas drenagem da espuma arrastamento liga o BOLHAS desliga o AR ALIMENTA O AFUNDADO Figura 8 12 Modos de transporte do material na flutua o de Flint 1973 8 11 5 1 Introdu o e prepara o da alimenta o No que se refere ao primeiro conjunto de sub processos prepara o e introdu o da alimenta o no aparelho de flutua o a granulometria do produto poder condicionar a dilui o da polpa a concentra o dos reagentes e a sua adsor o a taxa de aera o grau de 142 agita o e o tamanho das bolhas de ar a introduzir na polpa Estas vari veis condicionam fortemente os resultados nomeadamente a recupera o e a qualidade dos flutuados obtidos Quando a flutua o realizada em c lulas se a granulometria do min rio for muito heterog nea e trabalhando com baixas agita es pode correr se o risco das part culas de maior tamanho sedimentarem imediatamente com alguma facilidade condicionando o sucesso dos sub processos seguintes Por outro lado se a agita o for demasiado intensa podem desagregar se as part culas de maior
266. podem dividir se em electrost ticos e electrodin micos A maioria dos primeiros separadores utilizados foram do tipo electrost ticos e a maioria dos que actualmente se utilizam s o do tipo electrodin micos em que a energia el ctrica aplicada em forma de fluxo i nico Os primeiros equipamentos a serem utilizados em escala industrial datam de 1800 e eram utilizados na separa o de ouro e sulfuretos met licos de alta condutividade da ganga silicosa com baixa condutividade No in cio do s culo XX eram depositadas enormes esperan as neste processo de separa o pois pretendia se com ele operar a beneficia o de sulfuretos chegando a ser utilizado por exemplo na separa o de galena da calcopirite Por m no per odo de 1920 1940 com o desenvolvimento da flutua o a separa o electrost tica perdeu bastante import ncia pois a flutua o permite muito melhores resultados na beneficia o de sulfuretos ou de outros quaisquer min rios de fino calibre Somente a partir de 1940 com o progresso obtido no uso de fontes de alta tens o e os aperfei oamentos obtidos nas reas de electricidade e electr nica tornou a separa o electrost tica mais competitiva quando comparada com outros processos na rea do processamento de min rios Em meados do s culo XX a separa o electrost tica ganhou novamente alguma import ncia devido ao aparecimento de jazidas de rutilo pois estas cont m geralmente outros minerais de densidades
267. que os constituem e por outro aprisionam e arrastam consigo part culas n o magn ticas que seriam eliminadas Este inconveniente eliminado na pr tica tomando as disposi es seguintes e Fazer a separa o em campos de intensidade e converg ncia adequada e sucessivamente 82 crescentes e Levar a alimenta o a passar sucessivamente em zonas do campo magnetizante em que este tenha alternadamente sentidos contr rios e Sujeitar as part culas a ligeiras e frequentes agita es originadas por varia es do sentido do campo magn tico indutor 6 7 Tipos de separadores magn ticos H uma grande variedade de separadores magn ticos que podem ser classificados de acordo com a utiliza o em dois grandes grupos separadores a seco e a h mido Estes podem ser subdivididos de acordo com as caracter sticas do campo de indu o em separadores de baixa e alta intensidades tanto para a opera o a seco como para separa o a h mido Os separadores de baixa intensidade de campo utilizam se sobretudo para minerais ferromagn ticos e tamb m para minerais paramagn ticos de elevada susceptibilidade magn tica Os de alto campo utilizam se para minerais paramagn ticos de mais baixa susceptibilidade magn tica As separa es a h mido s o geralmente realizadas para baixa intensidade de campo As separa es magn ticas a h mido s o apenas realizadas para calibres finos quando o min rio apresenta elevada humidade ou p
268. que sai por transbordo para o circuito de flutua o Uma vez que a flutua o praticada sobre polpas com concentra es de s lidos entre 25 e 35 necess rio diluir esta polpa no caso de carv o a concentra o de s lidos muito menor entre 4 e 8 Os diversos reagentes podem exigir diferentes tempos de condicionamento por exemplo os xantatos exigem elevados tempos de condicionamento sendo por vezes adicionados no circuito de moagem Por outro lado as aminas exigem baixos tempos de condicionamento podendo ser adicionados directamente na c lula de flutua o 8 4 1 Colectores Os colectores reagentes mais decisivos na flutua o t m um determinado campo de pH de trabalho sendo portanto de extrema import ncia a regulariza o do pH antes da adi o do colector ou outros reagentes pois aquele influencia decisivamente a efici ncia dos reagentes Os colectores reagem com a superficie do mineral tornando a repelente gua ligando se portanto s bolhas de ar Eles fornecem revestimentos monomoleculares superficie dos minerais a flutuar tornando a n o polar isto hidr foba ou aer fila Por este motivo os colectores s o constitu dos por mol culas heteropolares com uma parte polar e outra n o polar a parte polar que possui afinidade espec fica para se ligar superficie da esp cie mineral a flutuar ficando a n o polar orientada para fora daquela superficie tornando a hidr foba Por exemplo na
269. r na zona da espuma n o s porque diminui a estabilidade na espuma mas tamb m porque faz diminuir o tempo de resid ncia das part culas na espuma arrastando as para a zona de colec o 8 13 2 Factores influentes na estabilidade da espuma Foi referido anteriormente que a estabilidade da espuma e consequentemente os fen menos ocorridos naquela zona dependem de v rios factores De seguida analisa se com algum detalhe e com base em dados experimentais colhidos por alguns investigadores as principais vari veis controladoras da estabilidade da espuma e obviamente dos fen menos de drenagem ocorridos na zona da espuma 8 13 2 1 Tipo e concentra o de espumante As bolhas s o concerteza um dos aspectos f sicos mais importantes no processo de separa o por flutua o constituindo o cora o do processo de flutua o As bolhas produzidas na gua ou numa suspens o de part culas s lidas s o inst veis e apresentam tamanhos heterog neos Assim a adi o do espumante tem por objectivo a obten o de bolhas suficientemente est veis originando agregados part culas bolhas est veis e simultaneamente a obten o de uma espuma com a estabilidade pretendida De um modo geral quando num processo de 166 flutua o n o adicionado qualquer reagente com propriedades espumantes a espuma formada d bil sendo pequena a recupera o Klimpel e Isherwood 1991 afirmam que o espumante deve condicionar a espessura do filme
270. ra o de minerais A obten o de bons resultados depende n o s das caracter sticas do pr prio min rio mas tamb m do tipo de equipamento a utilizar De um modo gen rico usual classificar o equipamento de flutua o em quatro classes a c lulas mec nicas b c lulas pneum ticas c separadores por espumas d colunas de flutua o 129 A escolha da maquina a utilizar complexa pois cada uma delas apresenta algumas vantagens mas tamb m algumas desvantagens Na ind stria mineira utilizam se fundamentalmente dois tipos de m quinas de flutua o as c lulas mec nicas e a coluna de flutua o Enquanto o primeiro tipo de m quina tem mais de um s culo de exist ncia a coluna surgiu pela primeira vez em 1962 no Canad em testes laboratoriais Wheeler 1988 tendo desde ent o sido objecto de muitos trabalhos que vieram demonstrar as suas potencialidades e estiveram na base do seu r pido desenvolvimento e aplica o industrial A sua primeira aplica o industrial ocorreu em 1981 no Canad onde uma coluna operando no est gio de apuramento de concentra o de molibdenite substituiu com sucesso uma bancada de c lulas mec nicas convencionais A coluna conduz a melhores resultados fundamentalmente no tratamento de part culas finas Isto porque ela permite trabalhar com elevadas alturas de espuma e tamb m com gua de lavagem diminuindo assim a contribui o do arrastamento para a recupera o o que permite obter f
271. ra o electrost tica conjuntamente com concentra es grav ticas e magn ticas 108 Alimenta o Concentra o grav tica Separa o magn tica a Quartzo h mido de baixa intensidade Granadas Zirc o Separa o magn tica a Ilmenite Rutilo humido de alta intensidade Monazite Separa o de Separa o de Alta Tens o Alta Tens o R tilo Zirc o Ilmenite Monazite Figura 7 10 Diagrama de tratamento simplificado de tratamento de areia monazitica 109 8 FLUTUA O 8 1 Introdu o A flutua o um processo de concentra o de minerais que se baseia nas propriedades superficiais das part culas tendo por base a ades o selectiva de algumas particulas s lidas para com o ar e de outras para com a gua O primeiro tipo de particulas denominam se hidr fobas e o segundo tipo hidr filas Os agregados particulas bolhas apresentam menor densidade que a polpa circundante flutuando portanto at superficie Assim a separa o baseada na diferen a de densidade entre os agregados particulas bolhas e as outras particulas hidr filas dispersas na polpa A caracter stica que suporta a separa o o diferente grau de hidrofobicidade das part culas existentes Enquanto algumas subst ncias minerais s o naturalmente hidr fobas ligando se com relativa facilidade s bolhas de ar existem outras que n o se ligam s bolhas naturalmente sendo necess rio adicionar alguns reagentes de modo a to
272. radas por flutua o verdadeira ou por arrastamento sendo o primeiro um processo selectivo e o arrastamento um fen meno n o discriminat rio Pode afirmar se que as caracter sticas do min rio sujeito a flutua o condicionam partida o sucesso deste processo Entre estas merecem principal destaque a hidrofobicidade e o calibre das part culas A primeira que pode ser alterada a partir da adi o de reagentes espec ficos constitui uma das principais propriedades condicionantes da flutua o verdadeira O calibre das part culas que tamb m influencia a flutua o verdadeira determinante no arrastamento sendo este um dos principais respons veis pela dificuldade de separa o por flutua o de part culas extremamente finas pois estas s o fortemente arrastadas Pode dividir se o processo flutua o em duas fases distintas a que ocorre na zona da polpa e a que ocorre na zona da espuma Enquanto na primeira se promove a forma o da liga o entre as part culas hidr fobas e as bolhas na segunda promove se a drenagem das part culas arrastadas com vista obten o de flutuados mais puros Apesar desta n tida separa o pode afirmar se que a generalidade dos factores envolvidos condicionam ambos os fen menos que 190 ocorrem nestas duas zonas embora possam ser mais relevantes para os fen menos ocorridos numa das fases Como se referiu anteriormente os principais aparelhos de separa o por flutua o s o a c lul
273. rastado e debilmente ligado s bolhas chegando portanto zona da espuma fundamentalmente part culas fortemente ligadas s bolhas da que o aumento da altura da espuma tenha um efeito reduzido no aumento dos fen menos de drenagem e na diminui o da recupera o Na sua coluna muito particular aqueles autores verificaram que somente 60 das part culas flutuadas e transferidas para a espuma s o recuperadas no concentrado traduzindo portanto a import ncia da espuma no processo de flutua o Relativamente influ ncia do calibre das part culas verificaram que a recupera o na espuma diminui com o aumento do calibre at valores pr ximos de 20 um mantendo se mais ou menos constante para calibres superiores Isto significa que as part culas mais finas porque formam agregados mais est veis s o mais dificilmente drenadas Apesar da maioria dos estudos at agora mencionados terem conclu do que a recupera o diminui com o aumento da altura da espuma Choung et al 1993 no estudo da influ ncia do ponto de alimenta o de gua de lavagem do caudal desta e da altura da espuma na flutua o de um min rio de carv o verificaram que a recupera o maior quando a altura de espuma de 50 cm relativamente altura de 30 cm Os autores apontam como causa do aumento da recupera o com a altura da espuma a possibilidade das part culas na zona da espuma colidirem com as bolhas e ligarem se novamente a estas Todavia verifica s
274. rdadeira resultado da maior probabilidade de colis o entre as part culas e conduz a menores recupera es por arrastamento uma vez que poss vel trabalhar com elevadas alturas de espuma cujo valor pode variar entre 0 5 e 1 5 metros de espessura Na c lula apenas uma percentagem do tempo de resid ncia das part culas na zona da polpa produtivo pois quando as part culas saem da zona activa ou zona de agita o a probabilidade de ocorrer colis o e liga o entre as part culas e as bolhas praticamente nula Na coluna como o ponto de adi o da alimenta o se situa pr ximo do topo da coluna e o ponto de adi o do ar se situa na base da coluna todo o tempo de resid ncia das part culas no interior da coluna constitui um tempo produtivo para a ocorr ncia de colec o Esta a raz o pela qual as colunas exigem um volume de ar inferior ao das c lulas Wheeler 1985 refere que uma coluna necessita de cerca de 10 a 15 do volume do ar exigido para igual processo de flutua o a decorrer numa c lula Uma outra caracter stica da coluna que lhe confere maior rendimento resulta do facto desta ter uma configura o vertical estando a zona de lavagem por cima da zona de colec o Assim quando sob a ac o da lavagem ou quando na interface polpa espuma ocorrer desagrega o e drenagem de part culas hidr fobas a probabilidade de ocorrer a sua recolec o elevada pois antes delas serem rejeitadas ter o de percorrer
275. rente para estes dois est gios sendo maior quando o leito est compactado isto durante o movimento descendente do fluido Para al m disso a resist ncia penetra o depende de a grau de agita o da mistura velocidade do fluido b para o mesmo grau de agita o depende do calibre das part culas penetrantes relativamente ao da mistura sendo maior para as part culas com calibre superior aos espa os intersticiais c Calibre forma e espa os intergranulares e densidade da fase s lida do leito d Forma e densidade das part culas penetrantes Figura 4 1 Representa o esquem tica de uma jiga 43 Para melhor entender o processo de jigagem pode dizer se que a separa o densit ria operada nos leitos puls teis da jigagem apresenta princ pios semelhantes aos verificados nos meios densos Tal como neste a jigagem realiza se num vazo separador contendo um m dium formado por uma mistura de s lidos gua no qual os gr os minerais densos afundam e os leves transbordam sendo a resist ncia penetra o oposta pelo m dium a respons vel pela separa o Por m na jigagem a fase s lida do m dium formada pelo pr prio min rio e verificam se ainda as seguintes diferen as Em vez de estacion rio o leito puls til fazendo com que varie a sua densidade e fluidez e consequentemente tamb m varia a resist ncia penetra o por ele oferecida O fluido gua impregnante desloca se relativamente aos
276. rios de fina ocorr ncia mas mesmo nestes a remoagem pode ser praticada sobre v rios tipos de produtos inacabados e aqui designados genericamente por mistos 1 4 Obten o de concentrados e de est reis finais O princ pio geral de que um nico est gio de concentra o n o permite obter simultaneamente concentrados ricos e est reis pobres leva a que as separa es industriais se fa am em v rios est gios com produ o de produtos interm dios genericamente denominados de mistos a recircular em circuito fechado a pr tica da associa o em s rie de v rias unidades concentradoras operando em contra corrente figura 1 9 na qual a recircula o em circuito fechado dos produtos interm dios n o mais que a sua aplica o a uma unidade concentradora figura 1 10 Alimenta o el e2 e3 c gt c5 gt c4 gt c3 gt c2 gt cl el gt e2 gt e3 gt e4 gt e5 gt e Figura 1 9 Concentra o em contra corrente Alimenta o SEPARA O c gt m gt a gt e Conc Mistos Est ril Figura 1 10 Tratamento dos mistos numa unidade 13 Verifica se que esta pratica permite ir obtendo num sentido est reis sucessivamente mais empobrecidos a custa de relavagem em s rie de est reis anteriores e em sentido contrario ir obtendo concentrados cada vez mais enriquecidos tamb m por relavagem em s rie de concentrados anteriores A pr tica de concentra o em contra corrente permite conjugar os seguintes pr
277. ritura o final poder o considerar se os seguintes tipos de remoagens de produtos interm dios a Moagem dos est reis de apuramento em circuito pr prio figura 1 12 b Moagem dos concentrados de desengrossamento e de reclama o em circuito pr prio figura 1 13 c Moagem dos concentrados de reclama o em circuito pr prio ou seu reenvio em circuito fechado fragmenta o final figura 1 14 Alimenta o Moagem Classifica o Desengrossamento Est ril Final Moagem Classifica o gt Concentrado Final Figura 1 12 Circuitos de concentra o Alimenta o Moagem Classifica o Est ril Final Moagem Classifica o Concentrado Final Figura 1 13 Circuitos de concentra o Alimenta o Moagem i Desengrossamento Est ril Moagem Final y Ee Concentrado Final Figura 1 14 Circuitos de concentra o 2 CONCENTRA O GRAVITICA 2 1 Introdu o A concentra o grav tica tem por objectivo a separa o de minerais tendo por base as suas diferentes densidades Assim como condi o prim ria para que este processo se torne eficientemente aplic vel ser a exist ncia de acentuada diferen a de densidade entre as esp cies minerais a separar A separa o densit ria obtida mediante a ac o combinada da massa do calibre e da forma das part culas minerais para obter condi es de
278. riza o por contacto e com repetidas opera es de limpeza O procedimento pr tico consiste em fazer passar as part culas a serem carregadas atrav s da regi o do espa o onde est situado o fluxo i nico Todas aquelas part culas situadas sobre a superf cie ligada terra como um tambor met lico recebem um bombardeamento intenso as condutoras transferem a sua carga placa terra enquanto que as diel ctricas ret m essa carga permanecendo ligada placa terra A for a que mant m as part culas n o condutoras coladas superf cie chamada for a de imagem A electriza o das part culas que atravessam o espa o onde est situado o fluxo i nico pode fazer se sob dois casos distintos e Atravessam esse campo sem contactarem com a placa terra e Atravessam esse campo e contactam com a placa terra Quando uma part cula atravessa em queda livre o campo corona polariza e quer seja condutora ou isoladora fica carregada negativamente ligando se os ani es gasosos ao lado positivo da part cula Figura 7 4a Ap s um certo n mero de ani es terem colidido com a part cula esta adquire uma carga m xima ap s o que n o recebe mais carga Verifica se que para igualdade de outros factores intensidade de campo i nico capacidade indutiva das part culas a carga m xima maior para as part culas condutoras do que para as isoladoras e maior paras part culas alongadas do que para as esf ricas Quando uma part c
279. rn las flutu veis isto hidr fobas Ali s na maior parte dos casos a hidrofobicidade natural aumentada pela adi o de colectores Contrariamente quando se pretende que alguns minerais n o flutuem a sua propriedade hidr fila pode ser aumentada atrav s da utiliza o de reagentes depressores Deste modo este processo de separa o fisico quimico pois exige a adi o de pequenas quantidades de reagentes S o v rias as classes de reagentes potencialmente utiliz veis existindo em cada um dos casos numerosos tipos de reagentes Dentro dos reagentes utilizados os colectores desempenham geralmente o papel principal no processo de flutua o At 1920 a separa o de minerais fazia se fundamentalmente pelos processos hidrograv ticos Deste modo estes aparelhos apresentavam baixa efici ncia no tratamento de part culas finas com calibre inferior a 100 um e n o permitiam a separa o de minerais com semelhante densidade O aparecimento da flutua o veio resolver estes dois problemas permitindo obter elevadas recupera es e elevadas selectividade no tratamento de minerais de semelhante densidade e de fino calibre constituindo o maior desenvolvimento na beneficia o de min rios no s culo XX Este processo trata cerca de tr s quintos da tonelagem de min rio produzida mundialmente podendo ser aplicado a praticamente todo o tipo de min rio Os seus principais inconvenientes s o exigir fragmenta o intensa oper
280. roimans Estes magnetos est o geralmente colocados sobre correias transportadoras de material que vai alimentar fragmentadores 6 8 Controlo Operacional A elabora o detalhada das vari veis operacionais para o processo de separa o magn tica bastante trabalhosa uma vez que as mesmas est o ligadas ao tipo de separador ou ao pr prio m todo de separa o De um modo geral n o existe um conjunto gen rico de vari veis que permita o controlo operacional da separa o magn tica Por exemplo as vari veis que controlam a separa o magn tica a h mido de alta intensidade n o s o as mesmas que controlam a separa o magn tica a seco de alta intensidade Por tais motivos as presentes informa es limitam se a comentar alguns par metros que afectam a efici ncia do processo de separa o Intensidade do campo Magn tico A natureza do campo magn tico tem uma forte influ ncia na separa o dos diferentes tipos de minerais O controlo da intensidade de campo permite a separa o selectiva das part culas com diferentes valores na susceptibilidade magn tica Com baixa intensidade de campo separam se minerais com elevadas susceptibilidade e com alta intensidade separam se minerais com valores mais baixos desse par metro Em geral o controlo da intensidade de campo feito com o emprego de electroimans variando a corrente el ctrica Para alguns separadores pode se variar o campo mediante ajuste da dist ncia entre os p
281. rreia principal sendo depositado na caixa colectora situada na extremidade da correia conforme representado na Figura 6 11 No caso de existir mais do que um mineral com propriedades magn ticas mas apresentando estes diferentes susceptibilidades deve usar se mais do que uma correia transversal De facto comum nos modelos industriais a presen a de dois ou mais pares de p los entre os quais passa a correia principal de uma extremidade outra do separador Tais equipamentos permitem a opera o com diferentes intensidades de campo ao longo da correia principal cujo valor de intensidade cresce desde a alimenta o at ao fim da correia Como consequ ncia poss vel a separa o selectiva de materiais com diferentes permeabilidades num mesmo separador Os principais par metros operacionais destes separadores s o 88 e velocidade das correias o v o entre os p los e a taxa de alimenta o e o fluxo magn tico que aumenta no sentido da alimenta o extremidade oposta do separador Alimenta o Magn tico N o magn tico Figura 6 11 Separador magn tico via seca de correia cruzada Separador magn tico de discos Existem v rios modelos destes separadores magn ticos sendo os mais utilizados constitu dos por um ou mais electroimans em forma de U dispostos sob uma correia que transporta o min rio a separar Figura 6 12 Superiormente a estes e correia transportadora situam se os discos um por cad
282. rt culas provoque o aumento da probabilidade de colis o simultaneamente ele provoca a diminui o da probabilidade de liga o e de sobreviv ncia dos agregados Deste modo a curva da recupera o versus calibre das part culas representa um compromisso entre p por um lado e p x p por outro de tal modo que existe uma gama granulom trica onde se verifica a m xima recupera o Tal como vimos anteriormente esta gama para a qual m xima a recupera o varia de mineral para mineral e depende das condi es operat rias utilizadas Para al m daquele comportamento saliente se que o calibre condiciona o grau de liberta o tendo este uma import ncia decisiva no grau de hidrofobicidade das part culas Jiang e Holtham 1986 prop em um modelo te rico de colis o entre as part culas e as bolhas tendo em considera o o efeito da varia o do tamanho das part culas e das bolhas vindo a concluir que a efici ncia de colis o tamb m expressa por uma rela o do tipo Ec q D D em que os valores de q e x dependem do tamanho das bolhas mostrando se no entanto independentes do calibre das part culas A figura 8 13 ilustra a varia o da efici ncia de colis o com o di metro das bolhas e de part culas com calibres entre 8 e 80 um Observa se que na flutua o de part culas finas ter o de se utilizar bolhas de pequeno di metro pois permitem obter elevadas probabilidades de colis o Para part culas com calibre in
283. s ani nicos carbox licos S o de f rmula geral XCOOR em que X o hidrog nio ou uma base sab es e R um radical org nico A sua parte activa polar constitu da pelo carboxilo COOR sendo a parte n o polar radical org nico que confere hidrofobicidade aos revestimentos Pela sua constitui o verifica se que estes reagentes s o simultaneamente colectores e espumantes Os nicos colectores carbox licos industrialmente utilizados em flutua o s o os cidos gordos resinosos e os seus sais sab es S o utilizados na flutua o de min rios n o met licos b sicos met licos cidos e minerais oxidados ap s activa o Destes colectores os mais utilizados o cido oleico b Colectores cati nicos 118 Contrariamente aos reagentes ani nicos que conduzem flutua o dos sulfuretos ou de minerais n o met licos b sicos os reagentes cati nicos destinam se flutua o dos minerais n o met licos cidos Em contraste com os colectores ani nicos que s o subst ncias org nicas ioniz veis contendo o grupo hidrocarbonado como cati o os colectores cati nicos s o tamb m subst ncias org nicas ioniz veis mas nestes o radical hidrocarbonado o ani o Os principais colectores cati nicos utilizados s o as aminas e sais aminados compostos org nicos an logos aos sais de am nio compostos org nicos de sulf nio e fosf nio usual a sua adi o sob misturas em partes iguais com petr le
284. s de concentra o relativamente aos restantes resultado daqueles apresentarem geralmente menores custos Todavia isto n o significa que estes sejam o processo de separa o mais utilizado De facto mundialmente o processo mais utilizado a flutua o resultado do fino tamanho das part culas a tratar Por raz es de custos a que todos os processos industriais devem obedecer nos processos f sico qu micos e qu micos tenta se utilizar pequenas doses de reagentes qu micos flutua o ou de solu es qu micas dilu das hidrometalurgia lixivia o A gua o ar e a temperatura ambiente normais s o ainda pela mesma raz o os meios e as condi es operat rias geralmente utilizadas De modo a tornar economicamente poss vel o aproveitamento de min rios pobres exige se a todos os processos de concentra o que sejam econ micos eficientes recupera es elevadas e adapt veis ao tratamento de grandes capacidades custos unit rios mais baixos 1 3 A liberta o e a concentra o Nos min rios com excep o dos correspondentes a dep sitos aluvionares desagregados as esp cies minerais teis e as gangas encontram se aglutinadas sendo pois imposs vel efectuar a sua separa o sem as libertar umas das outras Essa liberta o faz se por opera es de fragmenta o obtendo se consoante a redu o operada part culas livres e part culas mistas O grau de liberta o depende do grau de fragmenta o realizado d
285. s de canal Consoante a luz da rede de jiga utilizada pode comportar as solu es anteriores mas a mais corrente ser a de fornecer apenas concentrados de filtra o com leito filtrante artificial Ela deve trabalhar sob suc o e Alimenta o proveniente dos ltimos spigots de hidroclassificadores de canal O produto de filtra o corresponder classe dos concentrados Devido ao facto das particulas de diferente calibre ou diferente densidade n o percorrerem a mesma dist ncia em cada um dos per odos da pulsa o resulta uma estratifica o em fun o da sua densidade e do seu calibre Algumas part culas podem ficar im veis em diferentes instantes enquanto outras as de pequeno calibre podem deslocar se atrav s dos canais inter part culas Para analisar o efeito da densidade e do calibre das part culas e da expans o e compacta o suc o do leito correntes intersticiais na jigagem considere se uma jiga tratando uma mistura de minerais de diferente calibre e de igual calibre Considere se dois gr os minerais a o mineral menos denso e b o mineral mais denso situados no mesmo nivel de jigagem e pertencendo camada heterog nea a separar Figura 4 3 Sob a ac o da pulsa o quando o pist o baixa as part culas elevam se sob o efeito das correntes ascendentes e ir o ocupar respectivamente as posi es a e b conforme as suas densidades Mas quando o pist o sobe sob a ac o das correntes desc
286. s em jogo no processo de flutua o como por exemplo tipo e concentra o de espumante calibre do material no grau de arrastamento e obviamente na selectividade do processo Isto de extrema import ncia na medida em que permite determinar o modo de varia o da contribui o do arrastamento para diferentes condi es operat rias e portanto permite concluir acerca das melhores condi es de selectividade e de efici ncia do processo de flutua o A recupera o por arrastamento depende fundamentalmente de dois grupos de factores uns relacionados com a natureza do produto calibre densidade e forma e outros relacionados com as condi es operat rias dilui o da polpa intensidade de agita o taxa de aera o tamanho das bolhas grau de cobertura das bolhas estabilidade e altura da espuma Dos estudos realizados acerca dos factores influentes nos fen menos de arrastamento pode concluir se que de um modo geral a recupera o por arrastamento diminui com o aumento do calibre das part culas e com a sua densidade Quanto forma verifica se que as part culas de forma lamelar s o mais facilmente arrast veis e tamb m s o mais dificilmente drenadas No que se refere ao tipo de influ ncia dos factores operat rios diversos estudos t m permitido concluir que a recupera o por ac o da flutua o falsa diminui com a dilui o da polpa e com a altura da espuma e aumenta com a agita o com a taxa de aera o com
287. s esta frac o arrastada mais intensamente observa se precisamente o contr rio Isto s pode ser explicado pelo facto de mesmo para baixas taxas de aera o ser elevada a taxa de arrastamento das part culas finas e qualquer aumento da taxa de aera o conduzir ao aumento do n mero de bolhas existentes na polpa provocando um aumento mais pronunciado na flutua o das part culas mais finas que s o as mais dificilmente flutu veis J para ensaios realizados em fosfatos e para todos os calibres V Ross 1991b verificou que a massa flutuada mais sens vel ao aumento da taxa de aera o sendo mais significativos os aumentos correspondentes s duas frac es mais grosseiras Assim pode dizer se que o aumento da taxa de aera o e o consequente aumento do n mero de bolhas existentes na polpa provocam aumentos da taxa de flutua o mais significativos nas part culas s lidas com menor hidrofobicidade O grau de influ ncia da varia o da aera o nos dois tipos de flutua o depende tamb m da estabilidade da espuma perante espumas pouco est veis favor veis ocorr ncia de fortes fen menos de drenagem natural que o aumento da taxa de aera o condicione mais acentuadamente o comportamento das part culas arrastadas Numa c lula a diminui o da recupera o com o aumento excessivo da taxa de aera o sem que haja diminui o do calibre das bolhas pode resultar da elevada concentra o de ar na polpa hold up
288. s gerais da espuma produzida por aqueles espumantes Assim sucintamente pode referir se que o leo de pinho provoca o aparecimento de pequenas bolhas e d origem a espuma com estrutura fechada e pouco persistente sendo bastante sens vel sua concentra o de tal modo que a adi o em excesso de leo de pinho provoca o 121 desaparecimento da espuma E compativel com a maioria dos colectores e tem baixo preco Tem car cter ligeiramente alcalino e utilizado de prefer ncia em circuitos alcalinos O cido cres lico d uma espuma semelhante do leo de pinho mas com bolhas de maior tamanho O MIBC o lcool espumante mais importante conduz forma o de bolhas de maior tamanho e a uma espuma menos compacta requerendo uma maior concentra o para formar espuma com estrutura mais compacta Por aquele motivo poder o ser usados preferencialmente no tratamento de finos pois permite uma boa drenagem da ganga favorecendo a selectividade do processo O trietoxibutano d origem a uma espuma semelhante do leo de pinho usado exclusivamente na frica do Sul na flutua o de ouro Os espumantes fazendo parte do grupo dos poliglicois s o os mais facilmente control veis fornecendo uma espuma mais consistente que a dos espumantes pertencentes ao grupo dos lcoois sendo tamb m menos sens veis varia o do pH da polpa podendo ser usados sob menores concentra es A principal desvantagem destes espumantes est
289. s localizados na parte interna do equipamento cil ndrico utilizado enquanto o material leve gradualmente deslocado para fora dos an is saindo na parte superior do aparelho Os an is s o colocados numa camisa de gua fazendo se a injec o de gua sobre press o atrav s das perfura es nos an is de modo a evitar que o material denso compacte no seu interior Este concentrador trabalha cerca de 8 a 10 horas para min rios aur feros at que os an is estejam cheios predominantemente de minerais pesados Quanto maior for o teor em minerais pesados na alimenta o menor o per odo de opera o O principal factor controlador desta opera o a contrapress o da gua Se a press o da gua for muito elevada h a fluidiza o excessiva no interior dos an is que poder fazer com que as part culas finas pesadas saiam no rejeitado Ao contr rio no caso de press o muito baixa h pouca fluidiza o dificultando a penetra o das part culas pesadas nos espa os intersticiais do leito semi compacto nos an is implicando tamb m perdas 5 4 Aparelhos de concentra o em meio fluente Esta metodologia aplica se a separa o de part culas finas com calibre inferior a 100 micra e efectua se pela ac o de finas toalhas de guas correndo sobre uma superf cie fixa inclinada e agindo sobre um leito monogranular de part culas minerais A sua principal limita o a sua muito pequena capacidade pois est se em pres
290. s mais pequenas n o No caso de ambas serem atra das as part culas maiores s o mais fortemente atra das Deste modo a alimenta o de separadores magn ticos deve ser previamente classificada para que as diferentes part culas sejam introduzidas no campo magn tico sob condi es aproximadamente iguais para que possam ser obtidas separa es eficientes Se esta opera o n o for efectuada pode suceder que part culas mediamente magn ticas de maior calibre sejam atra das conjuntamente com part culas finas fortemente magn ticas A necessidade da classifica o pr via resulta de factores estranhos ao peso da part cula mas relacionados com o seu calibre pela diferente apresenta o ou posi o ocupada no campo magn tico No caso de separa es em via h mido esta necessidade de classifica o pr via da alimenta o ainda refor ada por serem postas em jogo for as mec nicas de arrastamento proporcionais ao quadrado do di metro das part culas 6 6 Atrac o entre part culas magnetizadas Sobretudo quando das alimenta es a separar magneticamente fazem parte part culas ferromagn ticas sucede que estas em presen a do campo magn tico e se este for suficientemente intenso se transformam em pequenos mans que se atraem mutuamente constituindo aglomerados ou flocos Estes contrariam sob dois aspectos a efici ncia da separa o por um lado o calibre aparente dos aglomerados muito maior que o das part culas
291. s part culas De facto n o faz sentido que o ar seja adicionado exclusivamente a meia altura da coluna significando na pr tica que na metade inferior n o existe ar isto a n o est a ocorrer o fen meno de flutua o Por m tamb m se sabe que o sucesso da flutua o pode depender do tamanho das bolhas e da turbul ncia gerada No caso do ar ser adicionado no fundo da coluna o di metro das bolhas vai aumentando medida que estas v o subindo podendo mesmo suceder que nas colunas de grande di metro e de grande altura aquelas bolhas apresentem velocidades extremamente elevadas e movimentos bastante irregulares durante a subida podendo colapsar na interface polpa espuma ou ent o devido ao seu movimento turbulento irem perdendo part culas a elas ligadas durante a subida Nas colunas industriais de grande di metro para se atenuar este efeito necess rio dividir interiormente a sec o da coluna em v rias sec es de modo que devido ao chamado efeito parede seja menor a velocidade de subida das bolhas eliminando se assim o colapso das bolhas Deste modo pode colocar se a hip tese da exist ncia de mais do que um local de adi o de ar sabendo partida que para uma mesma taxa de aera o a percentagem de ar existente na parte inferior da coluna ser maior quando o ar adicionado exclusivamente pelo fundo da coluna Todavia a percentagem de ar existente na sec o da coluna situada acima do ltimo ponto de adi
292. s s o isoladores Sob o ponto de vista pr tico um mineral bom condutor facilmente separ vel electrostaticamente de um mineral mau condutor e mais dificilmente dos semi condutores ou estes dos isoladores Na tabela 7 1 apresenta se a condutibilidade el ctrica de alguns minerais A condutividade el ctrica dos minerais pode ser afectada pela presen a de impurezas ou de estados da sua superf cie Alguns minerais apresentam a propriedade da reversibilidade Isto significa que alguns deles quando sujeitos a baixo campos el ctricos e curtos tempos de exposi o se comportam como isoladores mas perante campos intensos e elevados tempos de exposi o comportam se como suficientemente condutores para poderem ser separados electrostaticamente Alguns minerais apresentam esta propriedade perante cargas positivas reversibilidade positiva e outros perante cargas negativas reversibilidade negativa 97 Tabela 7 1 Condutibilidade el ctrica de alguns minerais Minerais 10 10 102 1 107 10 10 Cobre a ode ole ole oe ode le kkk ole ole ae ole ole Joe k k oe ole 2K ate oe ok pI 2 2k N quel dede hooo Pirite eat ak flak ok ak k k Grafite x estende a oS ook k Galena dede 2 e BI ode oe e e K 3K KPK ok Calcopirite Pirrotite THER A ISR ak Covelite ae Molibdenite hooo kk Calcocite He ok ok ak ok ok ak BK Pirolusite Psilomelana Bornite somo kk Magnetite Seok a ea ie ae
293. semelhantes e com propriedades superficiais tamb m semelhantes causando alguma dificuldade aplica o do processo de flutua o Assim como o r tilo consideravelmente mais condutor que os outros minerais foi poss vel a sua separa o atrav s da aplica o do processo electrost tico A separa o electrost tica aplica se a um n mero reduzido de minerais Por m quando aplicado apresenta bons resultados Raramente utilizada como processo nico de concentra o podendo se combinar com outros m todos de separa o tais como a concentra o grav tica e a concentra o magn tica podendo ser utilizada por exemplo para retratar pr concentrados do processo de concentra o grav tica A separa o electrost tica est condicionada entre outros factores ao mecanismo do sistema que produz as cargas superficiais nos diversos minerais a serem separados como tamb m granulometria de libera o que deve proporcionar uma part cula com massa suficiente para que haja uma atrac o efectiva por parte do campo el ctrico aplicado Para os equipamentos modernos tal granulometria m nima pode ser estimada na faixa de 20 micra O processo de concentra o electrost tico um processo a seco e aplica se de modo geral a part culas com calibre compreendido entre 20 micra e 1 mm 95 Tal como a separa o magn tica a separa o electrost tica obtida a partir da ac o combinada de for as el ctricas e de for as m
294. separa o Esta efici ncia de separa o pode ser medida pelo chamado erro prov vel de separa o E que definido pela metade da diferen a entre as densidades correspondentes aos coeficientes de parti o de 75 e 25 ou seja 41 _ dis dos E p 2 3 6 s 100 4 p gt oC A CURVA IDEAL TV X TA SS CURVA REAL 75 a gt j o o ARTI NTE DE P E l ps v COEFI d25 d50 d 5 DENSIDADE Figura 3 11 Curva de Tromp Para uma separa o ideal E 0 Quanto menor Ep mais a curva se aproxima da vertical e mais eficiente ser o processo de separa o Na pr tica E usualmente situa se na faixa de 0 01 0 08 Outro ndice usado para medir a efici ncia de equipamento a chamada imperfei o I Ep mais usado para caracterizar os equipamentos de separa o em meio denso enquanto que I mais usado para caracteriza o dos equipamentos de separa o cujo meio a gua ou o ar caso de jigas mesas espirais ciclones pneum ticos etc As rela es entre I e E s o as seguintes I E d para equipamentos de separa o em meio denso I E d 1 para equipamentos de separa o cujo meio a gua De acordo com alguns autores os valores de I variam entre 0 07 para ciclones de meio denso a 0 175 para jigas 42 4 CONCENTRA O HIDROGRAVITICA EM MEIOS PULS TEIS JIGAGEM 4 1 Introdu o A jigagem pode aplicar
295. seu percurso o que est relacionado com a velocidade de carreamento horizontal Por sua vez esta velocidade depende do volume da alimenta o da sec o transversal do volume e da corrente de gua hidr ulica excesso de pulsa o sobre a suc o Excessiva velocidade de carreamento horizontal pode levar ao arrastamento de mineral denso e sua descarga na zona do est ril O segundo factor diz respeito justeza das condi es operat rias e grau de fluidez dos leitos Se a alimenta o correr rapidamente a separa o sofre por insufici ncia de tempo de estratifica o se a alimenta o for tal que exija um largo emprego de gua hidr ulica e pistonagens violentas para assegurar a necess ria fluidez dos leitos corre se o risco de excesso de gua locais originando perdas c Tipos de produtos a obter Consoante o tipo de produtos a obter concentrados finais est reis finais ou produtos interm dios e portanto o objectivo particular de cada aparelho ser o diferentes as condi es de trabalho Refira se que naqueles tr s casos as alimenta es tamb m devem diferir entre si conforme se trata de opera es de apuramento reclama o e desengrossamento Assim quando se pretende obter um concentrado final apuramento os leitos devem ser espessos e consistentes exigindo se o contr rio quando se pretende obter um est ril final reclama o ou desengrossamento Pode assim dizer se que os principais factores que
296. so cceeccesscesseesseeseceseceseceseeeseesaecsseceaeceseeeeeseaeseseeesecssecusesereseaeeeseenaes 8 3 Flutua o verdadeira e flutua o falsa arrastamento s iene 84 Tipo d reagentes ss sis asso a ao a TUSD onion ZONAS Sue E e aaa dada Data dela 8 4 1 Colectores 8 4 2 Depressores inibidores 00 0 ceceeeccesscessessceeseeeseceseceseceseseseeeaecaaeeseceeeeeeeeeseeesaeeaeesseeees 8 4 3 Activadores 8 4 4 Reguladores de pH o eccecccecceessessecsseceteceeeseeeeseessecaeceseceeeseeeeesecaaecaecnseseeeseseeeeessees BAD Moditicadores sas arestas eneguosigadana e a a San pe na Song e veia aara 8 4 6 Espumantes 66 66 67 68 69 73 73 74 75 78 80 82 83 85 85 87 90 91 91 92 95 95 97 98 99 100 100 102 103 105 106 108 110 110 112 112 114 115 119 119 120 120 121 iii 8 5 Tempo de contacto e tempo de liga o ce ecsesscesececeseceeseeeseesseceeseeeseeeeeeecsaeesseeneenes 8 6 Grau de agita o oo eccccescessecsseeseeseceeececcecseecsaecseceseeseeeseeeseecsaecssenseceseeeseeeseeneceaeeeeenes B57 TARAS aSra o suba nessas E ca alem as ERC A EAE Seven da Tak a a ena a E a a esa 8 8 Aparelhos de flutua o C lula e coluna c ii iereeeeeraerereeeaerenaraneraneraneea 8 9 Ponto de adi o do ar na coluna eee eccccecccsscecsseceessecesseceseeceeeecssseeeseceessesesseceseeeesas 8 10 Colun a Agua de lavagem e seu ponto de
297. so contudo um pouco mais dispendioso principalmente devido aos equipamentos adicionais necess rios limpeza e recupera o do meio denso e sua recircula o no circuito Por m estes custos s o atenuados ou at compensados por outras vantagens econ micas no processo como por exemplo a sua maior capacidade de processamento e a possibilidade de automa o do circuito diminuindo assim os custos operacionais 29 O processo de separa o em meio est tico aplicado na separa o de minerais de calibre grosseiro pois como se sabe a efici ncia de separa o decresce com a diminui o de tamanho das part culas devido a uma baixa velocidade de sedimenta o dessas As densidades de separa o variam de 1 3 a 1 9 para carv es minerais e de 2 7 a 2 9 para minerais met licos Pode se atingir at a densidade de 3 6 que a m xima ating vel nas suspens es usadas industrialmente 3 6 Opera es e Circuitos de Tratamento em Meios Densos Os processos de separa o em meios densos envolvem as seguintes opera es 1 prepara o do min rio a separar ii separa o e capta o do meio denso iii recupera o e prepara o do meio denso para ser utilizado i il ill A prepara o do min rio inclui a sua adequada fragmenta o seguida de crivagem e lavagem para dele se retirar os finos Assim mais f cil manter constante a densidade a viscosidade e a estabilidade da suspens o de se
298. so da galena cal da galena e pirite silicato de s dio de gangas siliciosas Dos depressores org nicos mais usados destaca se o cido l ctico micas tanino quebracho calcite e minerais de W Estes reagentes podem tamb m designar se por reagentes molhantes quando o seu objectivo deprimir as gangas 8 4 3 Activadores Activadores s o reagentes que facilitam e aumentam a selectividade do processo de flutua o intensificando a adsor o do colector Isto eles coadjuvam a ac o dos colectores criam revestimentos para melhorar a actua o do colector ou refor am a sua ader ncia aos minerais 119 a flutuar S o electr litos dependendo a sua ac o da solubilidade do mineral e da solubilidade do sal resultante Por exemplo justifica se a activa o da blenda pelo sulfato de cobre pois o sulfureto de cobre menos sol vel que o sulfureto de zinco Os activadores mais frequentemente usados s o o sulfato de cobre blenda arsenopirite e ouro nitrato de chumbo antimonite cido sulf rico pirite cal s lica sulfato f rrico arsenopirite petr leo quartzo xidos de ferro volframite 8 4 4 Reguladores de pH Estes reagentes destinam se a dar polpa o pH mais conveniente para a actua o do colector levando a polpa ao grau de acidez ou de alcalinidade mais conveniente S o geralmente o primeiro reagente a juntar polpa no processo de condicionamento O valor do pH da polpa de e
299. sobre as condutoras eles utilizam se fundamentalmente para limpar uma pequena quantidade de part culas condutoras de uma grande quantidade de part culas n o condutoras Em particular na remo o de pequenas quantidades de r tilo e ilmenite de concentrados de zirc o Geralmente dispdem se em s rie conforme se representa na figura 7 6 apurando as part culas n o condutoras mediante separadores sucessivos 104 a AE Es a cal G sas f a o E s SD A q a o A Ca H Ss A V e E 4 Gom i pi x e o J lt rt Ss s Cm ES gt x Se ae o k a t o Sah x CA Me C Y Ga L Are iii Aja E t t t t t t t c M NC c NC M c Figura 7 6 Esquema de separa o em s rie de separadores electrost ticos de tipo placa 7 4 2 Separadores electrodin micos Estes separadores s o geralmente designados de separadores de alta tens o Na figura 7 7 representa se esquematicamente este tipo de separador Apresentam um tambor rotativo ligado terra um el ctrodo ionizador um el ctrodo respons vel pela cria o de um campo el ctrico e uma escova de limpeza A mistura constitu da por minerais com diferente susceptibilidade electriza o superficial alimentada em A sobre a superf cie do tambor onde recebe o bombardeamento i nico trecho BC por meio do el ctrodo de ioniza o Os minerais sob intenso efeito corona carregam se negativamente perman
300. superficial pois a maior parte da gua drenada na zona mais profunda da espuma Ross 1990 e 1991 Apesar da velocidade de drenagem das part culas grosseiras diminuir significativamente com a altura da espuma este comportamento depende da taxa de aera o De facto para elevadas taxas de aera o este efeito atenuado resultado do maior grau de arrastamento operado na zona da polpa que confere espuma maior mobilidade sendo menor a capacidade de aprisionamento das part culas grosseiras Assim pode afirmar se que a drenagem aumenta com o aumento da taxa de aera o ou seja ela aumenta sempre que mais material arrastado para a espuma pois aumenta a dilui o da espuma Isto n o significa que para uma 175 determinada altura de espuma de trabalho o aumento da taxa de aera o conduza a maiores drenagens podendo suceder precisamente o contr rio pois o aumento de aera o conduz a menores tempos de resid ncia das part culas na zona da espuma Quanto influ ncia da estabilidade da espuma na qualidade do flutuado conclui se que espumas com estrutura aberta com pequena estabilidade conduzem a flutuados de melhor qualidade pois elas permitem maior drenagem fundamentalmente das part culas arrastadas Relativamente influ ncia da altura da espuma representa se na figura 8 25 a varia o da recupera o e da drenagem na espuma com a altura de espuma Hf e a sua depend ncia relativamente ao calibre das part c
301. t al 1990 Wilson e Frew 1986 O aumento da gua de lavagem conduz diminui o da percentagem de ar existente na espuma Verifica se tamb m a altera o do perfil que representa a varia o da percentagem de ar na espuma ao longo da altura da espuma Para uma elevada taxa de gua de lavagem a percentagem de ar existente na espuma aumenta rapidamente pr ximo da interface polpa espuma e praticamente constante ao longo da restante altura de espuma Assim como o objectivo da utiliza o da gua de lavagem provocar a diminui o da recupera o da polpa arrastada o aumento da quantidade de gua de lavagem leva diminui o da quantidade de gua da alimenta o existente na espuma Por m verifica se que para elevadas taxas de adi o de gua de lavagem devido agita o criada na espuma aumenta a quantidade de gua da alimenta o recolhida no flutuado e obviamente aumenta tamb m a quantidade de material arrastado a recolhido Assim existe uma quantidade ideal de gua de lavagem a adicionar que Finch e Dobby 1990 consideram ser a menor poss vel desde que garanta que a taxa de bi s seja positiva e que portanto n o chegue gua da alimenta o zona de recolha do flutuado Elevada taxa de queda da gua de drenagem provoca a mistura e escoamento entre bolhas ao longo da espuma sendo portanto constante a percentagem de ar existente na espuma Este fen meno pode ter efeitos nocivos na separa o a decorre
302. t culas pode ser necess rio utilizar mais do que um conjunto de c lulas apuradoras Alimenta o Desengrossamento Est ril Final Concentrado Final Figura 8 29 Circuitos de flutua o Referiu se anteriormente que uma part cula mineral s recolhida no flutuado concentrado se ocorrerem com sucesso os seguintes acontecimentos i A part cula deve entrar em contacto com o colector ii O colector deve ser adosrvido pela superficie da part cula iii A part cula deve colidir com uma bolha de ar suficiente para a flutuar iv A part cula n o deve desprender se das bolhas durante a subida v A part cula deve permanecer na espuma e ser recolhida no concentrado Em face do elevado n mero de acontecimentos independentes que necess rio ocorrer imposs vel garantir que uma nica m quina consiga fazer todo esse trabalho Por isso necess rio utilizar um banco de c lulas de modo a aumentar a probabilidade de todos aqueles eventos independentes ocorrerem com sucesso A circula o da polpa dentro do conjunto de c lulas de flutua o feita por gravidade entre as diversas c lulas Para o rejeitado passar para uma bancada seguinte deve haver uma diferen a 189 de nivel entre a descarga de uma bancada e a alimenta o seguinte A circula o da espuma feita por meio de caleiras Nestas devem existir jactos de gua que ajustam a alimenta o pois elas s o geralmente menos dilu das que a ali
303. t culas minerais nela apoiada Relativamente s caracter sticas do movimento oscilat rio do tabuleiro as mesas classificam se em deslizantes e oscilantes consoante o segmento de recta que define a direc o desse movimento alternativo um segmento de recta do pr prio tabuleiro ou obl quo a ele primeira classe pertencem mesas em que o tabuleiro desliza sobre guias planas ou se apoia em roletes ex mesas Wilfley Deister Butchard O movimento horizontal rectil neo alternativo e assim trico acelera o desigual no avan o e no recuo sendo maior no recuo segunda classe pertencem mesas como a Holman e James nas quais o tabuleiro suportado por l minas flex veis sendo lhe imprimido um movimento rectil neo alternativo sim trico acelera o igual no avan o e no recuo e obl quo relativamente ao plano do tabuleiro Neste tipo de mesas a press o normal exercida pelos gr os minerais sobre a superf cie do tabuleiro atrito varia continuamente nos diferentes ciclos do movimento sendo maior no avan o Quanto forma do tabuleiro das mesas podem ser de forma rectangular romboedral ou outra A forma romboedral faz um melhor aproveitamento da superf cie que a rectangular resultando da maior capacidade por unidade de superf cie O comprimento e largura variam conforme o calibre das part culas e o objectivo a desempenhar Exigem se tabuleiros longos e mais estreitos no tratamento de part culas de maior c
304. t 0 e Diamagn ticas quando u lt 1 e lt 0 e Ferromagn ticas quando possuem y elevado e contrariamente s anteriores em que u e x assumem valor constante estas variam com a intensidade do campo Para materiais paramagn ticos x uma constante positiva e de baixo valor n o ultrapassando normalmente o valor de 10 Para os materiais diamagn ticos y uma constante negativa geralmente menor em m dulo que 10 A susceptibilidade magn tica de um material ferromagn tico vari vel dependendo do campo de magnetiza o da natureza e manuseio da amostra 6 3 Part culas minerais submetidas ac o de um campo magn tico Quando uma part cula de calibre e permeabilidade u submetida a um campo magn tico sobre ela actua uma for a de transla o cuja componente segundo o eixo de coordenadas Ox 75 tem a seguinte express o PxH 6 6 IX F zoo arao sum Ox Ox 4r Verifica se que a for a exercida sobre a part cula proporcional sua permeabilidade ao cubo do di metro da part cula intensidade do campo magn tico e deshomogeneidade do campo Aquela for a perpendicular s superf cies de igual intensidade do campo tendo pois direc o segundo a qual a intensidade do campo varia mais rapidamente dependendo o seu sentido do sinal da susceptibilidade magn tica part culas minerais paramagn ticas ser o atra das no sentido dos campos crescentes e sucedendo o inverso com as d
305. ta diminui o dos custos de secagem dos concentrados de carv o As jigas a ar operam segundo os mesmos princ pios que as jigas a gua sendo o ar insuflado respons vel pela fluidiza o do leito e sua estratifica o Estes aparelhos podem ser utilizados para todo o tipo de min rios a tratar densitariamente Por exemplo no M xico s o utilizadas na concentra o de min rio de ouro e tratam material com calibre variando entre 15 mm e 80 micra Na concentra o pneum tica em mesas o seu tabuleiro perme vel sendo injectado ar por esses orif cios fazendo se assim a fluidiza o do leito e sua consequente estratifica o Tal como nas mesas com gua as part culas densas est o nos n veis inferiores em contacto com a mesa sendo deslocados por efeito do movimento da mesa as part culas leves ocupam os n veis superiores e deslocam se em outra direc o Uma mesa com 6m de rea pode tratar 5 a 15ton hora de min rio dependendo do calibre e densidade do material 5 6 Alguns diagramas de concentra o grav tica Uma vez que a subst ncia mineral til pode ocorrer nas gangas sob diferentes calibres exigindo portanto diferentes graus de fragmenta o ou seja originando produtos finais a tratar com diferentes granulometrias s o v rios os m todos de tratamento grav tico que se poder o utilizar A utiliza o de cada um dos equipamentos anteriormente descritos depende fundamentalmente do calibre do material a separ
306. tadas capacidade de alimenta o densidade de separa o O material deve ser molhado antes da entrada no separador para uma melhor efici ncia de separa o Existem muitos separadores do tipo est tico ou de gravidade Os equipamentos de separa o est tica possuem normalmente recipientes de diversas formas dentro dos quais s o introduzidos a alimenta o e o meio denso O produto flutuado removido simplesmente por transbordo ou por meio de p s raspadoras A remo o do produto afundado j um pouco 31 mais dificil e exige t cnicas mais apuradas de modo a minimizar o fluxo vertical do meio denso A remo o do produto afundado pode ser feita por meios pneum ticos bombagem elevadores de chapas perfuradas etc Os separadores est ticos trabalham com maior quantidade de meio denso que os din micos propiciando assim um tempo de resid ncia na separa o consideravelmente maior Em muitos separadores todo o meio denso alimentado perto do topo do tanque ou no topo da suspens o em alguns parte do meio denso alimentado no fundo do tanque para permitir correntes ascendentes h ainda casos em que o meio alimentado em v rios n veis para formar correntes horizontais ou para manter a homogeneidade do meio em todo tanque Considerando a ampla aplica o da separa o em meios densos especialmente a beneficia o de carv es gra dos n o de surpreender a exist ncia de um grande n mero de tipos e de
307. tal define se como material deslocado total a quantidade de material de rejeito presente no concentrado somado quantidade de material de concentrado presente no 40 rejeito guardando se as devidas propor es entre concentrado e rejeito Essas quantidades s o medidas em termos percentuais Quanto menores as propor es de material deslocado melhor o desempenho do equipamento As medidas s o feitas com base na densidade de corte do equipamento e em testes densim tricos realizados em laborat rio com os produtos de separa o concentrado e rejeito Uma forma de efici ncia de separa o muito usada em beneficia o de min rios a seguinte gig Em Re x 100 3 5 onde E s efici ncia da separa o Rm recupera o metal rgica do mineral til R recupera o metal rgica da ganga Os crit rios independentes s o derivados da curva de parti o do equipamento tamb m conhecida como curva de Tromp Com a constru o dessa curva pode se medir a efici ncia de separa o do equipamento Para construir a curva de Tromp necess rio conhecer a recupera o em massa do produto pesado obtido na opera o industrial e as curvas de lavabilidade do concentrado e do rejeito Com base nestes dados pode se calcular a alimenta o reconstitu da ou calculada e os coeficientes de parti o os quais fornecem a percentagem de cada frac o densim trica ou densidade m dia de material que se dirige para
308. tas tenham poder de levita o Para ocorrer flutua o necess rio n o s que ocorra a colis o entre as part culas e as bolhas mas que desta colis o resulte a forma o dos agregados part culas bolhas e que estes n o sejam de seguida destru dos possibilitando que as bolhas transportem as part culas at zona da espuma e que finalmente elas sejam a recolhidas Trahar 1981 define a probabilidade de flutua o pela seguinte express o Pf Pe X Pa X Ps 8 5 em que py representa a probabilidade de flutua o p representa a probabilidade de colis o entre as particulas e as bolhas p representa a probabilidade de liga o e p representa a probabilidade das part culas n o desligarem das bolhas isto p representa a estabilidade dos agregados Enquanto a probabilidade de colis o fun o sobretudo das vari veis f sicas a probabilidade de liga o est relacionada fundamentalmente com as vari veis qu micas ou seja com a hidrofobicidade das part culas estando no entanto tamb m relacionada com o calibre das particulas verificando se que ela diminui com o aumento do calibre das particulas e aumenta com o aumento do grau de hidrofobicidade Por outro lado a estabilidade dos agregados diminui com o aumento do tamanho das part culas Deste modo verifica se que a probabilidade de flutua o apresenta uma rela o complexa com o calibre das part culas De 146 facto embora o aumento do calibre das pa
309. tes 66 Estas mesas basculantes s o de um modo geral constitu das por uma s rie de pain is sobrepostos Por vezes o tabuleiro pode ser revestido por feltros ou borracha rugosa funcionando como pequenos riffles onde se podem acumular as part culas densas 5 4 2 Mesas redondas S o aparelhos semelhantes ao cone distribuidor do concentrador Reichert mas em vez de fixo giram sobre si pr prio Constam de uma superf cie c nica lisa pouco inclinada girando lentamente 1rpm em torno de um eixo vertical Figura 5 15 e 5 16 Um alimentador fixo distribui a polpa por cerca de um quarto da superf cie e a gua de lavagem distribui se na restante superf cie A colheita do concentrado misto e est ril feita num canal em torno da periferia da mesa Figura 5 16 Estes aparelhos s o muito pouco utilizados gua lavagem Alimenta o Figura 5 15 Corte transversal de uma mesa redonda Alimenta o Zona Est ril Zona Concentrado Zona Mistos Figura 5 16 Planta de uma mesa redonda 67 5 5 Concentra o gravitica a seco No in cio do s culo XX surgiram alguns aparelhos de concentra o grav tica a seco fundamentalmente jigas e mesas O ar utilizado como fluido separador em substitui o da gua A separa o a seco geralmente menos eficiente que a separa o a h mido Ela utilizada onde a gua escassa sobretudo no deserto e por vezes no tratamento de carv o com vis
310. tivo o e o o l o Magn ticos 9 N o Magn ticos Figura 6 6 Separador magn tico de tambor 6 7 2 Separadores de baixo campo via h mida Separadores magn ticos de tambor via h mida Constam de um cilindro met lico de material n o magn tico girando em torno do seu eixo horizontal contendo no seu interior um sistema de imans permanentes ou electroimans O tambor roda dentro de uma caixa onde se faz a alimenta o da polpa com evacua o da frac o n o magn tica inferiormente enquanto que a magn tica atra da pelo tambor adere a ele acompanhando o no seu movimento at uma posi o superior donde destacada por um raspador Consoante o sentido do deslocamento da polpa e o sentido de rota o do tambor existem os tipos de co corrente Figura 6 7 e contra corrente Figura 6 8 A separa o geralmente conseguida pela instala o de dois tr s ou mais tambores em s rie Podem utilizar se electroimans ou imans permanentes Os primeiros utilizam se quando se 85 pretende intensidades de campo relativamente elevadas Geralmente utilizam se imans permanentes pois de modo geral o seu campo de utiliza o de baixo campo Alimenta o Concentrado Magn tico Rejeitado n o magn tico Figura 6 7 Separador magn tico de tambor via h mida em co corrente Alimenta o Concentrado Magn tico Rejeitado n o magn tico Figura 6 8 Separador magn tico de tambor via h mida em co
311. to em posteriores est gios de flutua o O tipo e concentra o de espumante influenciam n o s os fen menos ocorridos na zona da espuma mas tamb m os fen menos ocorridos na zona de colec o pois condiciona o tipo de bolhas formadas Laplante et al 1983 a referem que a utiliza o de espumante provoca o aumento da recupera o porque ele respons vel pela diminui o do tamanho das bolhas de ar com o consequente aumento do n mero de bolhas existentes conduzindo ao aumento da probabilidade de colis o part culas bolhas aumentando assim a recupera o por ac o da 167 flutua o verdadeira Como a diminui o do tamanho das bolhas conduz ao aumento da rea espec fica do ar isto resulta no aumento dos fen menos de arrastamento Assim o aumento da concentra o de espumante acompanhado da correspondente diminui o do tamanho das bolhas provoca de um modo geral o aumento da recupera o porque h simultaneamente o aumento da recupera o por ac o da flutua o verdadeira e da flutua o falsa Existem diversos estudos acerca da influ ncia do tamanho das bolhas no processo de flutua o Wheeler 1988 investigou a influ ncia do tamanho das bolhas e do tamanho das part culas na flutua o da pirite e de um min rio de carv o numa coluna Trabalhou com diferentes tamanhos de bolhas que variaram de 1 mm a 4 5 mm Tendo vindo a constatar que para a pirite as bolhas com mm de di metro conduziram s ma
312. to menor selectividade e capacidade que a flutua o por espumas sendo tamb m mais onerosos fundamentalmente a flutua o em leos Na flutua o por espumas a separa o realiza se custa de bolhas de ar que quando introduzidas na polpa colidem e ligam se s part culas transportando as at superf cie formando um leito de espumas mineralizadas que flutua sobre a polpa A flutua o filmica em mesas graviticas que permite tratar calibres mais grosseiros constitui uma variante da tecnologia da flutua o filmica Esta tecnologia difere da flutua o filmica tradicional apenas nos meios f sicos empregados podendo ser aplicada sob part culas de maior calibre Relativamente flutua o por espumas utilizam se as c lulas mec nicas ou colunas de flutua o No item 8 8 apresentam se as principais vantagens e desvantagens destes dois equipamentos e seus respectivos campos de utiliza o 111 8 2 Descri o do processo Num processo de separa o por flutua o para ocorrer a separa o de duas ou mais subst ncias minerais condi o necess ria que algumas dessas subst ncias se liguem s bolhas e flutuem sendo recolhidas pela zona do flutuado e que as outras afundem na polpa saindo pela zona do afundado A flutua o efectuada por bolhas gasosas geralmente ar que servem de meio de transporte das part culas hidr fobas desde a chamada zona da polpa at zona da espuma Por m para ocorrer flutua
313. todo de Warren 1985 necess rio realizar v rios ensaios de flutua o de modo que mantendo inalter veis as condi es de hidrofobicidade e de estabilidade da espuma sejam diferentes as recupera es de s lido e de gua ao fim de um certo tempo t Para o efeito pode se alterar os seguintes par metros n vel da polpa taxa de remo o da espuma e profundidade da espuma removida Assim a realiza o de v rios ensaios de flutua o mantendo se constantes as condi es hidr fobas a que correspondam diferentes recupera es de gua possibilitar o a determina o da equa o da recta de regress o que relaciona a recupera o total de s lido mineral com a recupera o de gua Na figura 8 27 representa se a metodologia proposta por Warren 1985 181 a erado o Inclina o K t S lido recup gua recuperada g Figura 8 27 Determina o da flutua o verdadeira e por arrastamento pelo m todo de Warren 1985 8 15 3 M todo de Ross Este m todo ao contr rio dos anteriores n o exige a realiza o pr via de um conjunto de ensaios de flutua o para a determina o da contribui o da flutua o verdadeira e do arrastamento Tal como no m todo anterior tamb m neste o c lculo da contribui o do arrastamento feito com base no balan o da gua e do mineral s lido recuperado ao longo do tempo A recupera o do mineral e da gua e as suas respectivas concentra es
314. trolo operacional 2 2 02 c e ese a a ia A A A aa 6 9 Aplica es pr ticas ssseseenesesssreererressrrrrssrrrrssssrrerressssrrrrrrrsssrrresesss 7 Concentra o Electrost tica 2 0 0 0 ccc ccccccccessseceeessececeesseecesseceseseeecsesseeesesseeeseseeeeeees 7 1 Introdu o 7 2 Propriedades el ctricas dos minerais 6c cece eee ceesceeeeeesceseeeseececeeeeeeeeseeeeaseeaenseees 7 3 Electriza o de part culas minerais 6 cece e cece eee eee neeeseeceseeeseeesseeeeneeees 7 3 1 Electriza o por indu o ou influ ncia de um campo el ctrico 7 3 2 Electriza o por contacto ou transfer ncia de cargas ccccsc iss 7 3 3 Electriza o por bombardeamento i nico ou efeito corona 7 4 Tipos de separadores electrost ticos ccccecseesseessceteceseceseceseeesecsaecaaecneceeeeeneeeaeesaeesaeees 7 4 1 Separadores electrost ticos de tipo electrost ticos ccccceeccessceeeesseeseeseceteenseeenes 7 4 2 Separadores electrodin micos 6 cece cee enc ecesteceteceeceseeeseesseecseceseenteseeeeeseensees 7 5 Factores condicionante da separa o electrostatica 7 6 Aplica es da separa o electrost tica ecccecccessecsseeseceeeceeeeeeeceseecseceseeeeeeeeeeeeeesaenaeens 8 Flutua o Bis Nodu Osain 0325 zs ere eee oes eek she as Me aa GS No Seca ata Sn DG a aan O SS 8 2 Descri o do proces
315. ua o verdadeira ocorre quando as part culas hidr fobas ap s colis o se ligam s bolhas de ar formando agregados est veis e s o levitadas por estas at zona da espuma sendo a recolhidas A flutua o falsa arrastamento fen meno indiscriminat rio ocorre quando as part culas s o arrastadas para a superf cie em suspens o na gua situada entre as bolhas Enquanto o primeiro mecanismo de recupera o fun o da hidrofobicidade das part culas e relativamente f cil de controlar o segundo est relacionado fundamentalmente com a quantidade de gua recuperada e mais dif cil de controlar sobretudo para calibres finos 112 bolha particula reagentes a V 4 lt dispers o Y dispers o bolha part cula deposi o de g s nas part culas Vv processo concentra o E oe AN n o lt alcan ado o raio de colis o gt _ __ gt sim y forma o de um fino filme liquido entre a bolha e a part cula E _sim flocula o envolvendo n o fil st vel a gt lt E y mime estave 7 Na bolhas e part culas gt bi AA n o n o Vv lt atingida a espessura cr tica do filme gt a wir o v expans o TPC sim lt nao agregados com suficiente poder de levita o ne mobilidade de contacto j nao gt suficientemente grande Wain agregado particula bolha lt estabilizado for as de ades o gt suficientemente fortes n o
316. ua A metodologia seguida por este m todo est representada na figura 8 26 180 Com colector Massa recuperada por flutua o verdadeira Mineral Recuperado gua Recuperada Figura 8 26 Determina o da flutua o verdadeira e do arrastamento pelo m todo de Trahar 1981 8 15 2 M todo de Warren Enquanto que a quantidade de s lidos arrastados depende da quantidade de gua recuperada a quantidade de s lidos flutuados apenas fun o da sua hidrofobicidade sendo independente da gua recuperada Em condi es ideais se a recupera o se devesse exclusivamente flutua o verdadeira a recupera o de gua seria nula O m todo de Warren baseia se no pressuposto de que existe uma correla o linear entre a recupera o de s lidos minerais e a recupera o de gua Esta correla o descrita pela express o do tipo R t R t K x Ragua t 8 10 onde R t representa a recupera o ao fim de um tempo t da subst ncia s lida mineral a flutuar Rf representa a recupera o devida contribui o da flutua o verdadeira e dada pela intersec o da recta extrapolada com o eixo da recupera o do s lido wy R gua t representa a recupera o da gua ao fim do tempo t K representa o grau de arrastamento e dado pela inclina o da recta de correla o O produto Kx R gua t representa a recupera o de s lido mineral devida ao arrastamento Para a aplica o do m
317. uito ou ser tratado num circuito separado No caso de tratamento de minerais met licos o segundo est gio de separa o funciona como est gio de reclama o aumentando assim a recupera o global no circuito O segundo produto concentrado de reclama o pode ser ainda refragmentado e ap s desenlameamento retomar tamb m ao circuito Quando o separador usado no tratamento de carv es o segundo est gio purifica o flutuado do primeiro est gio produzindo um carv o de alta pureza Dois est gios de separa o aumentam a efici ncia de opera o Estes separadores s o normalmente fabricados em quatro tamanhos variando de 250 a 500 mm de di metro com capacidade de 15 a 90 t h respectivamente Afundado 1 Alimenta o K de Min rio N Entrada de Meio Denso Flutuado Entrada de Meio Denso Figura 3 9 Separador Tri Flo Outro separador centrifugo que pode considerar se como um separador autog neo em meio denso o hidrociclone autog neo em meio denso de apenas gua Ele difere dos outros 38 hidrociclones pois o seu cone constitu do por varia pe as o seu ngulo final maior at 120 por outro lado o localizador do v rtice mais largo As part culas finas de densidade elevada e interm dia recirculam na sec o c nica formando uma barreira autog na de meio denso atrav s da qual s podem passar as part culas de maior densidade Estes hidrociclones s o utilizados para purif
318. ula condutora em contacto com a placa de terra atravessa o campo corona ocorre o escoamento dos ani es para a terra no caso duma part cula isoladora esse escoamento n o se verifica Assim se uma part cula for um condutor perfeito ela n o se apresentar carregada recebendo uma carga m xima se for um isolador perfeito pois n o haver escoamento dos ani es para a placa terra Como n o h part culas condutoras nem isoladoras perfeitas as part culas receber o uma carga el ctrica que ser maior para as isoladoras do que para as condutoras e de polaridade oposta da placa terra sendo pois atra das por esta mas mais as isoladoras que as condutoras figura 7 4b 101 Fio ionizador Particula bast A Fio ionizador gt o Se T o gasoso e T o gasoso 6 Placa ligada a terra b a Placa ligada Ho a terra Figura 7 4 Electriza o por bombardeamento i nico de part culas em queda livre a e em contacto com a placa de terra b 7 4 Tipos de separadores electrostaticos de minerais A t cnica de separa o electrost tica consiste em submeter as part culas minerais a for as electrost ticas e mec nicas gravidade e centr fuga de modo a originar traject rias diferenciais que conduzir o separa o A utiliza o de for as electrost ticas exige a exist ncia conjunta de dois fen menos e A exist ncia de um campo el ctrico suficientemente intenso para permitir desviar as part
319. ulas velocidade superficial do g s Jg e ao di metro da coluna De segundo Finch e Dobby 1990 semelhan a de outros autores verificaram que a recupera o aumenta com a diminui o da altura da espuma sendo resultado da diminui o dos fen menos de drenagem pois menor o tempo de resid ncia do material na zona da espuma Observaram tamb m que a recupera o aumenta com o aumento da taxa de aera o e com a diminui o do di metro da coluna Este aumento da recupera o com a diminui o do di metro da coluna justifica se pelo facto de em colunas de elevado di metro ser maior a agita o na zona da espuma resultando maior desagrega o fazendo se sentir o efeito parede nas colunas de menor di metro respons veis por menores drenagens 100 0 80 F 4 20 60 F 40 RECUPERA O NA ZONA DA ESPUMA 20 L DRENAGEM NA ZONA DA ESPUMA 0 L 100 TAMANHO DAS PART CULAS um Figura 8 25 Recupera o e drenagem na zona da espuma versus tamanho das part culas e influ ncia da varia o da altura da espuma do di metro da coluna e da velocidade superficial do g s segundo Finch e Dobby 1990 Ao longo dos ltimos anos t m sido realizados m ltiplos trabalhos sobre a coluna de flutua o Apesar de terem sido desenvolvidos modelos satisfat rios acerca dos fen menos de colec o os mecanismos das opera es ocorridas na espuma ainda n o s o suficientemente reconh
320. ura 1 5 Aparentemente poderia pensar se que nas alimenta es a submeter a concentra o n o deveriam existir mistos verdadeiros devendo todos os minerais estarem libertos Uma tal pr tica conden vel pois conduz a fragmenta es desnecess rias da subst ncia mineral til e da ganga superfragmenta es com elevados gastos nessa opera o e redu o desnecess ria dos minerais teis tornando menos selectiva e mais dif cil a sua recupera o Daqui resulta a seguinte pr tica na concentra o de min rios proceder remo o do mineral til do min rio separando o das gangas medida que delas se vai libertando na fragmenta o Isto significa que para se proceder a uma opera o de separa o n o necess rio que a totalidade do mineral til se encontre liberto procedendo se sua separa o 10 por estagios nos quais sera obtido um produto misto e um est ril ou um concentrado definitivo Alimenta o UERR E CONC Mistos Refragmenta o ee ee eee i SEPARADOR Est ril CONC Figura 1 5 Circuito dos mistos verdadeiros A extrac o do mineral til ou dos minerais teis do min rio deve fazer se medida que ele se vai libertando evitando a sua superfragmenta o consoante o seu calibre de ocorr ncia e o processo de concentra o poder ser feita dos seguintes modos e Por extrac o directa e sucessiva de concentrados nos est gios de fragmenta o com o empobrecime
321. ura da espuma a utilizar depende do calibre e densidade das part culas a flutuar e do objectivo estrat gico da unidade no diagrama de beneficia o Perante part culas de fino calibre e pequena densidade deve se trabalhar com espumas pouco est veis pois os agregados s o normalmente mais est veis e as part culas s o tamb m mais facilmente arrastadas e mais dificilmente drenadas Assim para se promover a drenagem das part culas finas arrastadas e obter flutuados de boa qualidade sem se correr o risco da drenagem do material hidr fobo deve se trabalhar com espumas pouco est veis de modo a possibilitar a drenagem das part culas finas fortemente arrastadas Perante part culas de elevado calibre ou de elevada densidade em que os agregados apresentam menor estabilidade sendo portanto as part culas grosseiras flutuadas mais facilmente drenadas e sendo tamb m menor o grau de arrastamento deve se trabalhar com espumas mais est veis de modo a permitir apenas a drenagem do material arrastado e a reten o do material flutuado Perante uma unidade reclamadora onde produzido um afundado definitivo a rejeitar e um flutuado a retratar o objectivo principal obter elevadas recupera es pois todas as part culas a recuperar e que saem pelo afundado s o perdidas J nas c lulas de apuramento que fornecem um afundado a retratar e um flutuado que constitui o concentrado final a preocupa o principal deve ser a qualidade do flutuado send
322. utuam este m todo conduz sobrevaloriza o da contribui o do arrastamento 8 16 Circuitos de flutua o Tal como em todos os processos de beneficia o anteriormente descritos tamb m na flutua o dif cil obter um concentrado e um est ril com teores e recupera es desejados 188 apenas numa nica etapa Geralmente o min rio submetido a ensaios de beneficia o em tr s conjuntos de c lulas Figura 8 29 Relembre se que quando se utilizam colunas em vez de c lula o n mero de aparelhos utilizados muito menor No primeiro conjunto de c lula designadas de desengrossadoras obt m se um concentrado pobre e um rejeitado que ainda cont m teores significativos de subst ncia mineral til O concentrado retratado num segundo conjunto de c lulas de flutua o designadas de lavadoras ou apuradoras onde produzido um concentrado final e um rejeitado de teor elevado que enviado para as c lulas desengrossadoras O rejeitado das c lulas desengrossadoras tratado nas c lulas reclamadoras onde se obt m um rejeitado muito pobre que constitui o est ril final e um concentrado pobre que cont m as subst ncias minerais teis que estavam no rejeitado das c lulas desengrossadoras Tanto o concentrado das c lulas reclamadoras com o rejeitado das c lulas apuradoras cont m minerais teis sendo por isso tratados nas c lulas desengrossadoras Por vezes dependendo dos minerais existentes e do calibre das par
323. vagem do que as part culas finas densas que se deslocam no fundo do canal Figura 5 12 Por este motivo logo na primeira espira as part culas finas da subst ncia mineral til mais densa sedimentam no fundo do canal enquanto que as de maior calibre s o arrastadas para a periferia pela corrente principal As part culas leves s o arrastadas para a periferia Uma vez estabelecida esta disposi o poss vel retirar os concentrados e mistos atrav s de orif cios localizados pr ximo do raio interior da espiral e situados a intervalos regulares uns dos outros O est ril material menos denso sai no fundo do canal pela ltima espira Para purificar os concentrados faz se a alimenta o de gua limpa gua de lavagem ap s cada remo o do concentrado com o objectivo de limpar a pel cula de minerais leves e finos dos minerais pesados e tamb m manter a dilui o da polpa Est ril Misto Concentrado Figura 5 12 Separa o operada numa espiral Humphrey 5 3 4 Concentrador Reichert Consiste numa s rie de cones invertidos sobrepostos por distribuidores c nicos e dispostos verticalmente Este tipo de concentrador tem apenas algumas dezenas de anos A figura 5 13 representa um concentrador Reichert constitu do por um cone duplo e um cone simples A 63 alimenta o feita homogeneamente sobre a superficie do distribuidor c nico neste n o realizada qualquer concentra o De seguida a polpa flui para o cone
324. verflow do hidroclassificador Akins Este overflow poder ser tratado em mesas de lamas 72 6 SEPARACAO MAGNETICA 6 1 Introdu o A separa o magn tica baseia se nas propriedades magn ticas dos minerais Ela permite realizar a separa o de minerais quando eles apresentam densidades da mesma ordem de grandeza ou quando outros processos de concentra o se mostram ineficientes um m todo consagrado no tratamento para concentra o e ou purifica o de muitas subst ncias minerais sendo no entanto utilizado fundamentalmente no tratamento de min rio de ferro mais de dois s culos A separa o magn tica realiza se empregando a ac o combinada de for as de um campo magn tico e de outras for as gravidade Figura 6 1 for a centr fuga Figura 6 2 atrito e arrastamento pela gua para produzirem traject rias diferenciais dos gr os minerais que atravessam esse campo magn tico o o e 0 0 5 ot o o o 0 ojo x e o o i N o Magn ticos 9 e Magn ticos 000 leee Figura 6 1 Separa o magn tica devido influ ncia do campo magn tico e gravidade 0 e 0 o l o Magn ticos 3 N o Magn ticos Figura 6 2 Separa o magn tica devido influ ncia do campo magn tico e for a centrifuga Os minerais quando colocados num campo magn tico s o por ele afectados Eles ser o tanto mais afectados quanto maior for a sua susceptibilidade magn tica Esta propriedade det
325. verifica se que enquanto para as frac es superiores a 50 um o aumento da recupera o por arrastamento do quartzo com o tempo muito pequeno 153 ja para as frac es mais finas o aumento do tempo de flutua o conduz a aumentos significativos da recupera o por arrastamento das part culas de quartzo A pequena recupera o por flutua o das part culas finas e a elevada contribui o do arrastamento na recupera o destas part culas confirmada tamb m pela an lise da evolu o das curvas do teor De facto verifica se que a diminui o do calibre conduz a flutuados mais pobres consequ ncia da maior dificuldade de flutua o dessas part culas e tamb m do seu mais f cil arrastamento Por outro lado constata se tamb m que o aumento do tempo de flutua o conduz diminui o do teor do flutuado Por m esta diminui o n o igual para todos os calibres sendo maior para as part culas mais finas O menor teor do flutuado obtido na flutua o das part culas finas resulta n o s do seu f cil arrastamento mas tamb m do facto da massa s lida suscept vel de ser carreada pelas bolhas variar directamente com o calibre das part culas isto a capacidade de remo o das part culas da zona da polpa para a zona da espuma diminui com a diminui o do calibre das part culas Assim na flutua o de part culas finas a obten o de elevadas recupera es exige trabalhar com elevados tempos de flutua o ou el
326. view Int J Miner Process 23 33 53 Subrahmanyam T V e Forssberg E K S 1988 Frother Characteristics and Grade Recobery Relationships in the Flotation of de Lead Zinc and Copper Ores Minerals Engineering Vol 1 n 1 41 52 Subrahmanyam T V e Forssberg E K S 1988 Frother Perfomance in Flotation of Copper and Lead Zinc Ores Trans Inst Min Metall Sect C Miner Process Extr Metall 97 C134 C142 Subrahmanyam T V e Forssberg E K S 1990 Fine Particles Processing Shear Flocculation and Carrier Flotation A Review Int J Miner Process 30 265 286 Szatkowski M e Freyberger W L 1985a Kinetics of Flotation With Fine Bubbles Trans Inst Min Metall Sect C Miner Process Extr Metall 94 C61 C70 Szatkowski M e Freyberger W L 1985b Kinetics of Flotation With Fine Bubbles Trans Inst Min Metall Sect C Miner Process Extr Metall 96 C115 C121 Szatkowski M 1987 Factors Influencing Behaviour of Flotation Froh Trans Inst Min Metall Sect C Miner Process Extr Metall 96 C115 C121 Szatkowski M e Freyberger W L 1988 The Effect of Bubble Size Distribution on Selectivity of Iron Ore Flotation Int J Miner Process 23 213 227 Taggart A 1945 Handbook of Mineral Dressing John Willey London Tomlinson H S e Fleming M G 1963 Flotation Rate Studies in Mineral Processing ed A Roberts Pergamon Press Trahar W J e Warren L J 1976 Th
327. xpress o que relaciona a recupera o de quartzo com v rios par metros entre eles o tempo de indu o Deste modo apesar de nesses c lculos estes autores terem tamb m em considera o o efeito do calibre das part culas na efici ncia de colis o e de colec o dada a pequena probabilidade de colis o entre as part culas finas e as bolhas pode suceder que esta caracter stica esteja na base da sua baixa recupera o a qual n o se deve aos seus maiores tempos de indu o mas sim sua menor efici ncia de colis o Assim os maiores tempos de indu o determinados para a frac o mais fina de quartzo podem resultar da sua baixa 124 probabilidade de colis o e baixa recupera o motivada pelo seu baixo calibre e n o pelo seu maior tempo real de indu o Pode concluir se que o efeito do calibre das part culas na flutua o deve ser interpretado pela sua influ ncia no tempo de contacto e no tempo de liga o Analisando esta influ ncia na perspectiva do sucesso do processo de flutua o constata se que relativamente ao tempo de contacto na c lula de flutua o o aumento do calibre das part culas favor vel ao sucesso da flutua o verificando se no entanto precisamente o contr rio relativamente ao tempo de liga o Part culas de calibre grosseiro e elevada hidrofobicidade dever o ser flutuadas com bolhas suficientemente grandes pois bolhas de pequeno tamanho n o permitiriam a recupera o deste tipo d
328. xtrema import ncia na flutua o pois o efeito dos i es H e OH podem ser v rios podendo ser adsorvidos pelas superf cies dos minerais alterando as ou ser adsorvidos pelos revestimentos dos colectores afectando a sua uni o com a superf cie dos minerais ou provocar mesmo o seu destacamento da superf cie A recupera o de cada mineral apresenta valores m ximos para uma determinada gama de pH Por exemplo na flutua o de galena atrav s da utiliza o de etil xantato como colector o revestimento desaparece para pH superior a 12 ocorrendo a dissolu o do xantato de chumbo formando se plumitivos sol veis que impedem a flutua o da galena Tamb m aquando da utiliza o de xantatos a pirite deixa de flutuar para pH superior a 6 5 Os reguladores mais vulgarmente utilizados s o a cal o carbonato de s dio para ambiente alcalino e o cido sulf rico para ambiente cido N o apenas o valor absoluto do pH que condiciona o processo de flutua o tamb m o tipo de regulador utilizado pode condicionar fortemente os resultados Por exemplo na flutua o de galena e pirite polpas tornadas alcalinas com cal conduzem depress o daqueles minerais sendo por isso necess rio utilizar o carbonato de s dio Assim na escolha do reagente regulador a empregar deve ter se em aten o n o apenas o pre o mas tamb m o que funciona como activador das esp cies minerais a flutuar e como depressor das outras 8 4 5 Modifica

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