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CONCETRAÇAO POR FLOTAÇAO

ÍNDICE

INTRODUCAO ................................................................................................................ 2 OBJECTIVOS ................................................................................................................. 2 Gerais............................................................................................................................ 2 Específicos .................................................................................................................... 2 METODOLOGIA ............................................................................................................ 2 HISTORIAL..................................................................................................................... 3 CONCEITO ..................................................................................................................... 4 FUNDAMENTOS DO PROCESSO DE FLOTAÇÃO .................................................. 4 Probabilidade de colisão – Pc ...................................................................................... 5 Probabilidade de adesão – Pa ...................................................................................... 5 MÁQUINAS DE FLOTAÇÃO ........................................................................................ 5 PERFOMANCE DE MÁQUINAS DE FLOTAÇÃO..................................................... 7 CLASSIFICAÇÃO DAS MAQUINAS DE FLOTAÇÃO............................................... 7 CIRCUITOS DE FLOTAÇAO ........................................................................................ 8 PRINCÍPIOS DE FLOTAÇÃO ...................................................................................... 8 COMPONENTES DOS SISTEMAS DE FLOTAÇÃO ................................................. 9 REAGENTES DE FLOTAÇÃO ................................................................................... 10 VARIÁVEIS DA OPERAÇÃO DE FLOTAÇÃO ......................................................... 11 ESPUMANTES ............................................................................................................. 11 CONCLUSAO ................................................................................................................ 13 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ......................................................................... 14

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INTRODUCAO Para abordar acerca da concentração por flotação e necessário teremos em conta os seus princípios de funcionamento, fundamentos, maquinas, entre outros aspectos de extrema relevância no que diz respeito ao processo. A flotação e uma das fases mais importante no tratamento do mineiro. O presente trabalho e fruto de um esforço que atingiu o auge, Nas paginas que se segue contem uma explicação daquilo que e a essência da concentração por flotação. Esperando assim que o presente trabalho seja do seu total agrado.

OBJECTIVOS: Gerais:  Abordar sobre a flotação;

Específicos:  Abordar sobre os fundamentos do processo de flotação;  Abordar sobre as máquinas de flotação;  Abordar sobre a classificação das máquinas de flotação.

METODOLOGIA: Para a realização do presente trabalho recorreu-se a consultas bibliográficas e a dados electrónicos.

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HISTORIAL As primeiras operações de processamento mineral utilizando o processo de flotação datam início no seculo passado. De acordo com SILVA apoudPERES (2005), O processo de flotação foi reconhecido como sendo um método de separação de partículas “ mineiro” no inico seculo XX. Em 1901 na Austrália e em 1902 na Itália, Charles Potter e Alcides Froment respetivamente verificaram de forma independente que a presença de bolhas de gás poderia ser um agente ideal para flotar as partículas hidrofóbicas 1. Esses, provavelmente, são os precursores da flotação por espuma. No período 1902/1905 foram registradas patentes de aeração da polpa. O início da flotação moderna, utilizando osálcoois solúveis em água como espumantes, para melhorar a estabilidade da espuma. Em 1912 a flotação industrial na Austrália (recuperação de esfarelita de rejeitos gravíticos de concentração de galena) e nos EUA (finos de esfarelita). Neste ano também houve a descoberta em laboratório que os sulfetos de cobre também podiam ser flotados. No período entre 1925-1950, a flotação desenvolveu-se empiricamente, caracterizandose por tratamento de minerais não-sulfetados e pelo uso de reagentes surfatantes convencionais como coletores de flotação. O período 1950-1990 caracterizou-se pelas pesquisas fundamental e aplicada direcionadas ao conhecimento e controle dos fenômenos da flotação. Poucas inovações tecnológicas de maior impacto surgiram. Destaca-se a flotação em coluna nos anos 60/70, com crescente aplicação industrial na última década, com diversos aperfeiçoamentos desde então.

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características das partículas minerais aderirem preferencialmente às bolhas de ar, quando imersas em água. A hidrofobicidade pode ser induzida mediante a adição judiciosa de substâncias químicas e pode ser tornada seletiva.

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CONCEITO: Existem várias definições em relação a flotação, desde o senso comum, ate cientificamente. Enumero autor definiram a flotação de diferentes formas, porem as que mais se destacaram são as que passaremos a conceitualizar segundo alguns autores. A Flotação e um processo de separação de sólidos-líquidos, que anexa o solido a superfície de bolhas de gás fazendo com que eles se separe do liquido. Segundo GREET et al (2004), A Flotação em espuma o simplesmente Flotação, é um processo de separação aplicado a partículas solidas que explora diferenças nas características de superfície entre varias espécies presente, Isto é controle de hidrofabicidade diferencial dos minerais disperso numa polpa através da utilização de reagentes químicos específicos. A flotação é uma técnica de separação de misturas que consiste na introdução de bolhas de ar a uma suspensão de partículas. Com isso, verifica-se que as partículas aderem às bolhas, formando uma espuma que pode ser removida da solução e separando seus componentes de maneira efetiva. De acordo com BENJAMIM (1998), Flotação é definida como sendo aacção de trazer as impurezas à superfície da água, mediante pequenas bolhas de ar; ou seja procedimento de separação de um conjunto de partículas, que utiliza as propriedades que certas substâncias possuem em meio aquoso de fixar bolhas de ar, adquirindo uma densidade artificialmente reduzida FUNDAMENTOS DO PROCESSO DE FLOTAÇÃO

A flotação depende muito das características superficiais/interfaciais do sistema partículas e bolhas. A flotação de partículas em suspensão é um fenômeno cinético composto por diversas etapas. Associando-se probabilidades a cada uma dessas etapas, obtém-se um modelo probabilístico desta tecnologia, a probabilidade de que a flotação ocorra é dada por:

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Pf = Pc x Pa Onde: Pf = probabilidade de flotação, Pc = probabilidade de colisão; Pa = probabilidade de adesão, Probabilidade de colisão – Pc A probabilidade de colisão é, portanto, função do movimento relativos de partículas e bolhas, controlado pelos seguintes fatores:  Fd, força de cisalhamento devida ao movimento relativo entre o líquido e as partículas;  Fg, força de atração gravitacional com maior importância para partículas densas, de tamanho intermediário e partículas grossas; Probabilidade de adesão – Pa O processo de adesão envolve as seguintes etapas:  Indução, tempo que leva após da colisão de se localizar no ponto onde ocorre a adesão;  Ruptura do filme ou película líquida;  Deslocamento do filme até o ponto de equilíbrio (restauração do equilíbrio). MÁQUINAS DE FLOTAÇÃO As máquinas de flotação, são de tanques projetados para receber a polpa alimentada, continuamente, por uma das suas faces laterais e descarregá-la pelo lado oposto. Cada unidade desses tanques é chamada célula. Podem ser usadas células individualizadas, porem o recomendado é agrupar conjuntos de duas ou mais. Numa das extremidades do conjunto é instalado um compartimento de alimentação e na extremidade oposta, um compartimento de descarga. Este inclui algum dispositivo para regularem o nível de polpa dentro das células.

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A máquina de flotação é instalada dentro da célula que consiste em rotor, no fundo da célula, suspenso por um eixo conectado a um acionamento (fora da célula e acima), girando dentro de um tubo. O rotor tem como sua função inicial de manter a polpa agitada e portanto em suspensão. O movimento rotacional do rotor gera uma região de pressão negativa dentro da célula. Em muitos modelos, esta depressão é suficiente para aspirar o ar necessário para a flotação. A importância da flotação como processo de concentração de minerais tem provocado desenvolvimento e aprimoramento das máquinas de flotação. Existe uma grande diversidade de aplicações em mineiros de diferentes granulometrias, teores e condições operacionais. As máquinas de flotação devem ser capazes de realizar uma serie de funções como o objectivo de obter uma maior eficiência no processo de concentração.  Manter as partículas minerais em suspensão, para isso e necessário que a polpa esteja submetida a um determinado grau de agitação, de tal forma que a velocidade ascendente das partículas na polpa seja superior a velocidade da sedimentação.  Gerar e dispersar bolhas de ar, devem ser geradas as bolhas no tamanho adequado a coleta de partículas de deferentes tamanhos. Alem disso, as máquinas de flotação devem promover uma boa dispersão das bolhas de ar em toda polpa, favorecendo o contacto entre as partículas e as bolhas.

 Coletar selectivamente e transportar o mineral de interesse, promover a coleção eficientes das partículas minerais com as bolhas de ar para que a adesãoselectiva das partículas hidrofóbicas as bolhas no movimento ascendente do agregado das partículas e bolhas para a camada de espuma.

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PERFOMANCE DE MÁQUINAS DE FLOTAÇÃO Segundo OLIVEIRA (2004), Existe uma grande variedade de máquinas de flotação com diferentes características, os principais factores a serem considerados na avaliação da performance de uma máquina de flotação são:  Desempenho representado por teor e recuperação de mineral de interesse;  Capacidade (toneladas por hora) de alimentação de sólidos por unidade de volume;  Custos operacionais por toneladas de sólidos alimentados, e  Facilidade de operação. CLASSIFICAÇÃO DAS MAQUINAS DE FLOTAÇÃO As máquinas de flotação podem ser classificadas em 3 classes, nomeadamente:  Células mecânicas:estas foram as primeiras a serem desenvolvidas para a utilização no processo de concentração do minério por flotação. De acordo com PERES e GUIMARAES (2005), as células mecânicas são tanques que recebem a alimentação por um de seus lados e descarregam o afundado pelo seu lado oposto e a espuma pela parte superior. Dentro da célula e instalado um rotor acionado e suspenso por um eixo na qual o rotor e responsável por impedir as partículas de sedimentarem e com os seus movimentos intensos de rotação gera uma pressão negativa no interior da célula fazendo com que o ar atmosférico seja aspirado através de tubos que envolvem o eixo de acionamento do rotor.  CélulaPneumática: surgiram com o objectivo de suprir algumas deficiências das células mecânicas. Esta se diferenciam das células mecânicas pelo facto de não apresentarem impelidores para agitação nem peças móveis. O principio básico as células pneumáticas consiste na geração e dispersão das bolhas de ar na polpa, independentemente do sistema de agitação da célula. As células pneumáticas podem ser classificadas de acordo com o sistema de injeção de ar em: a) Maquinas com tela, nas quais o ar e injectado na parte inferior do equipamento através de um fundo poroso ou um rotor revestido por uma camisa perfurada;

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b) Maquinas sem tela, nas quais o ar e injectado na parte superior do equipamento de modo a promover intensa circulação da polpa.  Colunas de flotação A coluna de flotação apresentam características diferentes das células mecânicas e pneumáticas principalmente no que refere as condições hidrodinâmicas de baixa turbulência e a possibilidade de eliminação dos materiais hidrofilicos arrastados para a espuma através da adição de água na lavagem. CIRCUITOS DE FLOTAÇAO

Como em toda operação de concentração, também para a flotação é difícil obter o teor e a recuperação desejados numa única etapa. Genericamente, executa-se uma primeira flotação, chamada “rougher", onde se obtém um concentrado pobre e um rejeito que ainda contém teores dos minerais úteis. O concentrado é ré-lavado numa segunda flotação, denominada "cleaner", onde é produzido um concentrado final e um rejeito de teor elevado. O rejeito dorougher é repassado numa outra flotação, chamada “scavenger”,

onde

se

obtém

um

rejeito

muito

pobre

(rejeito

final).

PRINCÍPIOS DE FLOTAÇÃO A flotação é a técnica de beneficiamento de minério mais versátil e eficiente, sendo também complexa.

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É um processo de natureza físico-químico que explora as diferenças de características superficiais dos diversos minerais.É aplicada em qualquer situação de beneficiamento de minerais. Segundo MONTE e PERES (2004) para a compreensão do processo de flotação e necessário estudar as propriedades físico-químicas das superfícies estabelecendo a natureza e a ligação entre as interfaces sólidos-líquidos; sólidos-gás;gás- líquidos. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE FLOTAÇÃO Alimentação de sólidos Os sólidos são alimentados na forma de umasuspensão aquosa. Esta suspensão é denominada polpa e a relação água/sólido geralmente está em torno de um dado peso. Está relação pode variar de acordo com o minério e o processo. Teor: em termos de teor do minério a ser tratado, a flotação apresenta enormeflexibilidade. A faixa granulométrica das partículas Quando a granulometria deliberação é maior que aquela que possibilite o suporte das partículas pelas bolhasde ar este fator passa a governar o tamanho máximo na alimentação. Agitação e aeração As células de flotação dotadas de rotor são conhecidas comcélulas mecânicas e as providas de mecanismo de aeração e desprovidas derotor são denominadas de células pneumáticas. Nas células mecânicas o ar passa através de tubos concêntricos com o eixo do rotor e é quebrada empequenas bolhas na extremidade do rotor. Na célula pneumática o ar é injetadopara dentro da célula através de uma peça chamada de aerador. O tamanho dasbolhas vária de 0,6 a 2 mm. A quantidade de ar injetado situa-se entre 300 a 600m por tonelada de alimentação base seca.

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REAGENTES DE FLOTAÇÃO De acordo com LEJA (1982),Reagentes de flotação são componentes inorgânicos ou orgânicos com o propósito de controlar as características das interfaces. Segundo ainda o autor supramencionado qualquer espécie orgânica ou inorgânica que apresente tendência a concentrar-se em uma das cinco interfaces possíveis (liquido-gás, liquidoliquido, solido-liquido, solido-gás e solido-solido) e um agente ativo na superfície. Alguns desses reagentes podem ser de custos elevados ou podem ser ineficientes para a separação seletiva dos minerais de baixo teor. Portanto, busca-se continuamente obter reagentes de menos custos sem que os mesmos comprometam a seletividade do processo, isto e, respeitando os limites de especificação de impureza e de recuperação metalúrgica. Os mais reagentes importantes em relação a flotação podem ser agrupados em três classes:  Tio-compostos,

sendo

que

agem

primeiramente

como

coletores

de

sulfetosmetálicos;  Composto ionizável, que podem reagir como coletores ou espumantes;  Compostos não ionizáveis, que agem primeiramente como espumantes. De acordo com o seu papel de processo de flotação os reagentes são tradicionalmente classificados em:  Coletoressão os reagentes mais importantes empregados na flotação os quais tem uma estrutura molecular, características compostas de uma porção de natureza molecular covalente e outra iónica. A porção covalente e sempre uma cadeia organizada de comprimento variável podendo ser ramificada ou cíclica;  Espumantes são reagentes usados na flotação com a finalidade de reduzir a tensão interfacial, o que promove uma maior estabilidade de bolhas de ar e consequentemente dão condições para realização da separação.

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PERES (2004), acredita que as propriedades dos espumantes podem estar associadas aos grupos funcionais tais como Hidroxila (-OH), carbixila (-COOH), íon carboxilato (-COOR) e carbonila (-CO).  Os modificadorespossuem a finalidade de aumentar ou reduzir a flotabilidade de uma dada espécie proporcionando uma separação selectiva. Nesta classe de reagentes encontram-se os ativadores dispersores e desactivadores utilizados no processo de flotação. Define-se os ativadores como sendo os reagentes que facilitam implicitamente a absorção de coletores sobre um dado mineral, afirma-se também que os dispersores são reagentes capazes de aumentar a afinidade da partícula pela água tendo portanto um efeito oposto ao dos ativadores. VARIÁVEIS DA OPERAÇÃO DE FLOTAÇÃO As principais variáveis operacionais que devem ser controladas no processo deflotação são as seguintes:  Condições do minério;  Condições da agua;  Densidade de polpa;  Temperatura da polpa. ESPUMANTES São substâncias adicionadas às polpas, nos processos de flotação, com oobjetivo de produzirem espumas adequadas ao transporte das partículasminerais desejadas.São também compostos orgânicos heteropolares, cuja estrutura é parecida com ados coletores. A diferença reside no caráter funcional do grupo polar, o radical doscoletores é quimicamente ativo e capaz de interagir elétrica e quimicamente coma superfície do mineral a ser coletado. O espumante tem um radical liofílico degrande afinidade pela água. Esta diferença determina o comportamento dos doisgrupos de reagentes, os coletores tendem a migrar para a interface sólido/gás, eos espumantes se dirigem para a interface líquido/gás. As propriedades dosespumantes aumentam com o comprimento

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da cadeia não-polar até 8 carbonos edepois decaem, aparentemente devido à queda da solubilidade do reagente.Os espumantes não devem interferir no processo de coletagem das partículasminerais. Por isso são escolhidas para espumantes substâncias que nãoproduzem íons fortes com capacidade de competir com os íons coletores pelassuperfícies

minerais.

Os

bons

espumantes

devem

produzir

espumas

resistentesapenas o suficiente para transportarem as partículas coletadas. As espumasdevem ser desfeitas logo após seu transbordamento nas calhas das células, quando devem se tornar uma polpa fluida.Os espumantes utilizados na flotação podem ser naturais ou artificiais.

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CONCLUSAO Deste modo depois de trabalho ardou e conhecimentos adquiridos na área, o grupo conclui a flotação na indústria mineira e um dos aspectos fortes, pois dela depende a qualidade do mineiro, visto que ela engloba-se no que diz respeito ao tratamento/ beneficiamento de mineiro.

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS MASSARANI, G. (2002). Fluido dinâmico em Sistemas Particulados, 2ª edição, Editora, E-papers. OLIVEIRA, A (2001). Recursos Hídricos e Tratamento de Água na Mineração, editora. MCT/CETEM RUBIO, J e SMITH, R. W. (2002). Overview of Flotation as a Wsatewater Treatment Technique, S.E, S.V pag. 139-155. http//:www.google.com, concetraçao por flotação.

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