O documento discute o processo de flotação usado na mineração para separar materiais valiosos de minérios. O processo usa bolhas de gás para anexar sólidos à superfície e separá-los do líquido com base na densidade. Vários tipos de reagentes químicos são usados para controlar as interfaces envolvidas, incluindo coletores, espumantes e modificadores. Os surfactantes, como aminas e polímeros, desempenham um papel importante na flotação ao alterar seletivamente a molhabilidade da
1. Produtos químicos
usados na Flotação
André David Cipriano
Cleverton Oliveira Ferreira
Lucas Jordann A. Drumond
Piterson Silva Reis
Wanderley
2. Flotação na Mineração
É um processo de separação de sólidolíquido, que anexa o sólido à superfície de bolhas
de gás fazendo com que ele se separe do líquido.
Tem como propriedade principal a
densidade dos materiais.
3. Flotação - Curiosidade
O processo de flotação tem sido usado por mais de um século
em operações de mineração para separar materiais valiosos a
partir dos minérios escavados. Mais recentemente, a técnica
de flotação está sendo aproveitada para tratamento de água.
Em teoria todos os minérios metálicos
não-ferrosos podem ser separados por
flotação.
4. Flotação - Minerais
Uma grande variedade de minerais podem ser utilizados em
processo de flotação, incluindo:
Minerais de sulfureto, tais como
ouro, prata, galena, esfalerite, calcopirita, calcocite, molibdenita, pentland
ita, etc.
Minerais, tais como óxido de
malaquite, cerussita, smithsonite, hemimorphite, hematita, cassiterita, wol
framita, ilmenita, berilo, espodumênio, urânio, etc.
5. Flotação - Minerais
Minerais não-metálicos como
enxofre, grafite, diamante, quartzo, mica, feldspato, etc.
Minerais salinas não-metálicos como fluorita, apatita, barita, etc.
Minerais salinos solúveis, como o sal de potássio, sal-gema, etc
A flotação do minério tem como objetivo a remoção da
sílica do minério de ferro, ou seja, realizar a
concentração do minério de ferro.
6. Tipos de Flotação
eletro-flotação
flotação por ar disperso
flotação por ar dissolvido
flotação por aspersão (nozzle)
flotação centrifuga
flotação rápida
flotação por cavitação
Dentre estes diversos tipos de
processos, a flotação em coluna tem
apresentado melhor desempenho na
mineração e pode ser adaptada para
outras aplicações.
7. Reagentes Químicos Flotação
Reagentes de flotação são substâncias orgânicas ou inorgânicas,
empregados com intuito de controlar as interfaces envolvidas no
processo.
As interfaces são: sólido x líquido, sólido x gás, sólido x sólido
e líquido x gás.
De acordo com sua função específica, os reagentes podem ser
divididos em coletores, espumantes e modificadores/reguladores
ou depressores.
8. Flotação – Aminas
São uma classe de compostos químicos orgânicos nitrogenados
derivados do amoníaco (NH3) e que resultam da substituição parcial ou
total dos hidrogênios da molécula por grupos hidrocarbónicos
A amina é utilizada como agente coletor do quartzo no processo de
flotação. Seu custo é elevado, sendo, assim, de fundamental
importância estudar a reciclagem desse reagente, visando à redução
nos custos do processo de flotação associado também à redução de seu
impacto ambiental.
9. Flotação – Surfactantes
são reagentes comumente usados na flotação de minerais, cuja
função é de interagir com a superfície mineral e alterar
seletivamente as características de molha-bilidade em água
desta superfície.
Aderi nas interfaces sólido-líquido (atuando como coletores) e/ou arlíquido (como espumantes), com isso influenciando as propriedades
da superfície do mineral ou partícula a ser flotada.
10. Flotação - Surfactantes Classificação
• Catiônicos: são agentes tensioativos que possuem um ou
mais grupamentos funcionais que, ao se ionizar em solução
aquosa, fornece íons orgânicos carregados positivamente.
Exemplos típicos são os quaternários de amônio.
• Aniônicos: são agentes tensioativos que possuem um ou mais
grupamentos funcionais e ao se ionizar em solução aquosa,
fornece íons orgânicos carregados negativamente.
Um exemplo é o dodecanoato de sódio.
11. Flotação - Surfactantes Classificação
• Anfóteros: são agentes tensioativos que contem em sua estrutura
tanto o radical ácido inflamável como o básico.
Exemplos mais comuns incluem N-alquil e C-alquil betaina e
sultaina como também álcool amino fosfatidil e ácidos.
• Não-Iônico: é um sistema anfifílico que não possui cargas
aparentemente influentes no meio em que estejam presentes, de
maneira que em solução aquosa não se ionizam e possuem uma
reação neutra.
Exemplos: Nonilfenóis, Etoxilados, as amidas e álcoois graxos
etoxilados.
12. Flotação – Polímero
São compostos químicos de elevada massa molecular, resultantes de
reações químicas de polimerização
A polimerização é uma reação em que as moléculas menores
(monómeros) se combinam quimicamente (por valências principais) para
formar moléculas longas, mais ou menos ramificadas com a mesma
composição centesimal. Estes podem formar-se por reação em cadeia
ou por meio de reações de poli adição ou poli condensação.
13. Flotação - Polímero - Amido
O amido é um polímero
natural
(polissacarídeo), formado pela
condensação de moléculas de
Os amidos não modificados são
insolúveis em água fria e seu emprego
como reagente de flotação depende da
utilização de um processo de
α-D (+) glicose, através de
gelatinização que se baseia na
ligações do tipo α-1,4
capacidade que os grânulos de amido
(amilose) e α-1,6
têm de absorver água quando
(amilopectina).
molhados ou expostos à umidade.
14. Flotação - Polímero - Amido
Pode ser gelatinizado por efeito térmico ou por adição de soda
cáustica, sendo que o processo de gelatinização por soda cáustica
é, atualmente, o único aplicado industrialmente no Brasil.
15. Flotação – Óleo
Para serem utilizados como coletores na flotação de minérios, os óleos
vegetais necessitam ser transformados em surfactantes. Normalmente
isto é feito convertendo o óleo em uma mistura de sais de ácidos graxos
(sabões) através da hidrólise alcalina (saponificação).
Dentre os óleos usados, a maioria são vegetais como:
• óleo de mamona,
• óleo de pinho
• óleo diesel (que e um derivado do petróleo que são utilizados em
maiores escalas).