Caracterização, Estudos Fundamentais e Flotação de Minério de Ferro Goethítico

7/18/2019 Caracterizao, Estudos Fundamentais e Flotao de Minrio de Ferro Goethtico

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

Programa de Ps-Graduao em Engenharia Metalrgica, Materiais e de Minas

Dissertao de Mestrado

CARACTERIZAO, ESTUDOS FUNDAMENTAIS E FLOTAO DE MINRIO

DE FERRO GOETHTICO

Autor: Gilberto Rodrigues da Silva

Orientador: Professor Antnio Eduardo Clark Peres

Julho/2014


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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

Programa de Ps-Graduao em Engenharia Metalrgica, Materiais e de Minas

Gilberto Rodrigues da Silva

CARACTERIZAO, ESTUDOS FUNDAMENTAIS E FLOTAO DE MINRIO

DE FERRO GOETHTICO

Dissertao de mestrado apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Engenharia

Metalrgica, Materiais e de Minas

rea de concentrao: Tecnologia Mineral

Orientador: Professor Antnio Eduardo Clark Peres

Belo Horizonte

Escola de Engenharia da UFMG

2014


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minha me,

grande exemplo e inspirao.


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AGRADECIMENTOS

Agradeo a Deus, por sua presena.

minha querida me, pelo amor e compreenso nos momentos em que estive ausente devidoaos estudos.

Ao meu orientador, Professor Antnio Eduardo Clark Peres, pelo apoio, agilidade, confianae exemplo como professor e pesquisador.

Ao professor Paulo Brando, pelos ensinamentos e amizade.

Andria, pelas oportunidades e exemplo de profissionalismo.

minha tia Margarida, pela recepo acolhedora e carinho.

Aos amigos Viviane, Amanda, Pedro e Dcio, pela amizade e apoio.

Dodora, pela parceria no mestrado, pelos momentos de descontrao e pela amizade epacincia.

Silvia, pela ajuda na graduao e no mestrado e pelas conversas descontradas.

Ao Rodrigo Albuquerque, pela ajuda na obteno dos reagentes.

Aline Fernanda, pelo apoio nos ensaios de DRX.

Otvia Rodrigues, pela ajuda com amostras e reagentes.

Ao Itamar, pela ajuda com os ensaios de liberao.

Aos professores da UFMG, especialmente Luiz Cludio e Roberto Galry, por suasorientaes.

Aos tcnicos dos laboratrios da Engenharia de Minas (Alberto Lcio e Isabel de Sousa) e daEngenharia Metalrgica (Patrcia Mara e Ilda de Sousa), pela ajuda na realizao dosexperimentos.

Samarco, em especial aos Engenheiros Joo Paulo Melo Silva e Vanderson Eney de Matos,pelo fornecimento das amostras e anlises qumicas.

Ao MCT/CT-Mineral/VALE/CNPq, pelo apoio financeiro.

Ao CNPq pela bolsa de estudos concedida.

Ao PROEX CAPES, CNPq e FAPEMIG pelo apoio financeiro ao PPGEM.


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RESUMO

O processamento de minrios de ferro pobres e de mineralogias complexas tem se tornado

uma realidade na indstria mineral. Um exemplo est nos minrios de ferro hidratados, cujos

principais minerais constituintes so a hematita, a goethita, o quartzo, a gibbsita e a caulinita.

A hematita marttica e a goethita geralmente apresentam contaminantes como P, Al, Si e Mn,

que podem estar alojados na sua estrutura cristalina ou nos poros do mineral, alm da PPC,

que implica na reduo do teor de Fe no concentrado final. No presente trabalho realizou-se a

caracterizao de um minrio de ferro hidratado de baixo teor (37,38% Fe, 42,79% SiO2 e

3,46% PPC) pelas tcnicas de DRX, FRX, anlise qumica via mida, MOLR, MEV, EDS,

medida de rea superficial especfica (BET) e porosimetria (BJH) por adsoro gasosa,picnometria a gs hlio, TG e DSC. Em seguida, foram realizados estudos fundamentais de

microeletroforese (potencial zeta) e microflotao em tubo de Hallimond com minerais puros.

Os PIEs obtidos para a hematita, goethita, gibbsita e caulinita em NaCl 10 -3 M foram,

respectivamente, 6,8; 8,2; 9,2 e 4,9. Os PIEs da hematita, da goethita e da gibbsita caram

para 4,2; 5,4 e 6,3 na presena de oleato de sdio e 4,9; 6,6 e 7,2 na presena de hidroxamato

AERO 6493. Na microflotao, observou-se elevada flotabilidade para os minerais hematita,

goethita e gibbsita com os dois reagentes coletores. Com oleato de sdio, identificou-se umajanela de seletividade entre hematita e goethita entre pH 5,0 e 6,0. Quartzo e caulinita

apresentaram flotabilidade inferior a 15% com os dois coletores. Aumentos no tempo de

condicionamento e na temperatura elevaram a flotabilidade da hematita e da goethita. As

flotabilidades da gibbsita, do quartzo e da caulinita caram com o aumento da temperatura no

sistema hidroxamato AERO 6493. Os depressores amido de milho, fluorsilicato de sdio e

Floatan M3 se mostraram ineficientes. Por fim, foram realizados ensaios de flotao em

bancada com o minrio nas fraes grossa (-0,150+0,045 mm) e fina (-0,045+0,010 mm).Obteve-se, com oleato de sdio, concentrado com 44,69%Fe, 32,92% SiO2, 2,97% PPC,

89,34% de recuperao de Fe e IS = 2,52, para a frao grossa, e 61,10% Fe, 7,91% SiO2,

4,18 PPC, 5,09% de recuperao de Fe e IS = 1,83 para a frao fina. No sistema hidroxamato

AERO 6493, alcanou-se concentrado com 46,77% Fe, 27,41% SiO2, 5,50% PPC, 66,98% de

recuperao de Fe e IS = 1,41, para a frao grossa, e 60,21% Fe, 9,31% SiO2, 4,05% PPC,

32,23% de recuperao de Fe e IS = 1,92 na frao fina. No sistema de flotao catinica

reversa atingiu-se 63,75% Fe, 2,93% SiO2, 5,88% PPC, 74,98% de recuperao de Fe e IS =

9,86, na frao grossa, e 64,39% Fe, 2,15% SiO2, 5,14% PPC, 81,05% de recuperao de Fe e

IS = 8,15, na frao fina.


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ABSTRACT

Dealing with low grade iron ores with complex mineralogy has become a day-to-day reality

for the mineral industry. A good example is found in the case of hydrated iron ores, which are

composed by the minerals haematite, goethite, quartz, gibbsite and kaolinite. The martitic

haematite and goethite usually have contaminants such as P, Al, Si and Mn, which may be

located in the crystalline structure or in the pores of the minerals, in addition to the LOI

content, which lowers the iron content in the final concentrate. Aiming to understand better

that type of ore, the characterization of a low grade hydrated iron ore was undertaken through

XRD, XRF, chemical analysis, RLM, SEM/EDS, specific area analysis (BET) and pore size

analysis (BJH) through N2adsorption/desorption, helium pycnometry, TG and DSC. On thenext step, fundamental studies were conducted with pure minerals through electrophoretic

mobility measurements (zeta potential) and microflotation in Hallimond tube. The IEPs

obtained in NaCL 10-3M for haematite, goethite, gibbsite and kaolinite were 6.8, 8.2, 9.2 and

4.9, respectively. The IEPs of haematite, goethite and gibbsite were reduced, respectively, to

4.2, 5.4 and 6.3 in the presence of sodium oleate and to 4.9, 6.6 and 7.2 in the presence of

AERO 6493 hydroxamate. In the microflotation experiments, the floatability of haematite,

goethite and gibbsite were high for both collectors. It was observed selectivity betweenhaematite and goethite in the pH range 5,0 to 6,0 with sodium oleate. Quartz and kaolinite

presented floatability lower than 15% with both collectors. The conditioning time and

temperature raised the floatability of haematite and goethite. The floatabilities of gibbsite,

quartz and kaolinite with AERO 6493 hydroxamate were reduced for higher temperatures.

Starch, sodium fluorsilicate and Floatan M3 showed poor responses as depressants. The bench

scale flotation experiments were undertaken with a coarse ore sample (-0,150+0,045mm) and

a fine ore sample (-0,045+0,010mm). In the sodium oleate system, it was obtained aconcentrate with 44.69% Fe, 32.92% SiO2, 2.97% LOI, 89.34% Fe recovery and SI = 2.52,

for the coarse sample, and 61.10% Fe, 7.91% SiO2, 4.18 LOI, 5.09% Fe recovery and SI =

1.83 for the fine sample. In the AERO 6493 hydroxamate system, it was achieved a

concentrate with 46.77% Fe, 27.41% SiO2, 5.50% LOI, 66.98% Fe recovery and SI = 1.41,

for the coarse sample, and 60.21% Fe, 9.31% SiO2, 4.05% LOI, 32.23% Fe recovery and SI =

1.92 for the fine sample. In the reverse cationic flotation, it was achieved 63.75% Fe, 2.93%

SiO2, 5.88% LOI, 74.98% Fe recovery and SI = 9.86, for the coarse sample, and 64.39% Fe,

2.15% SiO2, 5.14% LOI, 81.05% Fe recovery and SI = 8.15 for the fine sample.


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SUMRIO

1. INTRODUO .................................................................................................................. 20

2. OBJETIVOS E RELEVNCIA ........................................................................................ 21

3. REVISO BIBLIOGRFICA .......................................................................................... 22

3.1 Os depsitos goethticos: gnese e mineralogia ............................................................. 22

3.1.1 Os minerais principais, secundrios e contaminantes no minrio goethtico ........... 23

3.1.1.1 Hematita ............................................................................................................ 24

3.1.1.2 Goethita ............................................................................................................. 25

3.1.1.3 Quartzo ............................................................................................................. 263.1.1.4 Gibbsita ............................................................................................................. 26

3.1.1.5 Caulinita ............................................................................................................ 27

3.1.2 Implicaes da presena de goethita e gibbsita em minrios de ferro goethticos ... 29

3.2 Flotao ........................................................................................................................... 30

3.2.1 Princpios .................................................................................................................. 30

3.2.2 Reagentes ................................................................................................................. 32

3.2.3 Flotao catinica reversa de minrios de ferro ....................................................... 33

3.2.3.1 Amina ............................................................................................................... 34

3.2.3.2 Amido ............................................................................................................... 36

3.2.4 Flotao aninica direta de minrios de ferro .......................................................... 37

3.2.4.1 Hidroxamato ..................................................................................................... 39

3.2.4.2 Oleato de sdio ................................................................................................. 40

3.2.4.3 Fluorsilicato de sdio ........................................................................................ 41

3.2.4.4 Floatan M3 ........................................................................................................ 42

3.2.5 Avaliao da seletividade em sistemas de flotao .................................................. 42

4. METODOLOGIA ............................................................................................................... 43

4.1 Amostras ......................................................................................................................... 43

4.1.1 Preparao das amostras........................................................................................... 44

4.2 Equipamentos e reagentes ............................................................................................... 45


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4.2.1 Preparao dos reagentes ......................................................................................... 48

4.3 Caracterizao ................................................................................................................. 50

4.4 Estudo das propriedades eletrocinticas dos minerais Potencial Zeta ......................... 514.5 Microflotao .................................................................................................................. 53

4.6 Flotao em bancada ....................................................................................................... 56

5. RESULTADOS E DISCUSSES ..................................................................................... 58

5.1 Caracterizao ................................................................................................................. 58

5.1.1 Difratrometria de raios X ......................................................................................... 58

5.1.2 Difratometria de raios X: anlise quantitativa ......................................................... 61

5.1.3 Espectrometria de fluorescncia de raios X ............................................................. 62

5.1.4 Microscopia tica de luz refletida ............................................................................ 63

5.1.5 Microscopia eletrnica de varredura / espectrometria dispersiva em energia ........ 66

5.1.6 Anlise qumica via mida ....................................................................................... 74

5.1.7 Picnometria a hlio ................................................................................................... 76

5.1.8 rea superficial especfica e porosimetria por adsoro gasosa .............................. 76

5.1.9 Anlises trmicas...................................................................................................... 78

5.2 Caracterizao tecnolgica ............................................................................................. 85

5.2.1 Anlise granulomtrica ............................................................................................ 85

5.2.2 Anlise de liberao ................................................................................................. 87

5.3 Estudos eletrocinticos potencial zeta ......................................................................... 88

5.4 Microflotao .................................................................................................................. 95

5.4.1 Arraste hidrodinmico .............................................................................................. 95

5.4.2 Ensaios com oleato de sdio .................................................................................... 95

5.2.3 Ensaios com hidroxamato AERO 6493 ................................................................. 105

5.5 Flotao em bancada ..................................................................................................... 116

5.5.1 Frao grossa ( - 0,150 + 0,045 mm) ..................................................................... 1175.5.1.1 Sistema oleato de sdio .................................................................................. 117


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5.5.1.2 Sistema hidroxamato AERO 6493 .................................................................. 125

5.5.1.3 Sistema amina / amido .................................................................................... 133

5.5.2 Frao fina ( - 0,045 + 0,010 mm) ......................................................................... 1435.5.2.1 Sistema oleato de sdio .................................................................................. 143

5.5.2.2 Sistema hidroxamato AERO 6493 .................................................................. 145

5.5.2.3 Sistema amina / amido .................................................................................... 148

6. SUMRIO DOS RESULTADOS E DISCUSSES ...................................................... 152

7. CONCLUSES ................................................................................................................. 157

8. RELEVNCIA DOS RESULTADOS ............................................................................ 159

9. RECOMENDAES PARA TRABALHOS FUTUROS ............................................ 160

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................................... 161

ANEXOS ............................................................................................................................... 168


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LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 Estrutura cristalina da hematita (BLAKE et al., 1966). ......................................... 24

Figura 3.2 Estrutura cristalina da goethita (XIONG et al.,2006). .......................................... 25

Figura 3.3 Estrutura cristalina do quartzo (KORNEEV et al., 1978). ..................................... 26

Figura 3.4 Estrutura cristalina da gibbsita (SAALFELD e WEDDE, 1974). .......................... 27

Figura 3.5 Estrutura cristalina da caulinita (SMRCOK et al., 1990). ..................................... 28

Figura 3.6 Estrutura da gibbsita (a) e da slica (b), processo de montagem da estrutura idealda caulinita (c) e estrutura final da caulinita (d) (GARDOLINSKI et al., 2003). .................... 28

Figura 3.7 Grfico de potencial eltrico da superfcie de uma partcula carregada em direoao interior da suspenso (HUNTER, 1993). ............................................................................. 31

Figura 3.8 Estrutura da amnia, aminas primria, secundria e terciria e estrutura do onquaternrio de amnio (LEAL FILHO E NEDER, 2005). ....................................................... 34

Figura 3.9 Principais rotas de produo das aminas e seus derivados (LEAL FILHO ENEDER, 2005). ........................................................................................................................ 35

Figura 3.10 Frmula estrutural do amido (BULATOVIC, 2007). .......................................... 37

Figura 3.11 Estrutura dos cidos hidroxmicos a partir dos quais so produzidos oshidroxamatos. R1 geralmente um ligante orgnico, e R2e R3podem ser orgnicos ouinorgnicos (BULATOVIC, 2007). .......................................................................................... 39

Figura 3.12 Stios obtidos pelo rompimento da estrutura do xido de ferro (FUERSTENAUet al., 1967). .............................................................................................................................. 40

Figura 3.13 Formao de hidroxamato de ferro por quelao (FUERSTENAU et al., 1967).40

Figura 3.14 Frmula estrutural do cido oleico (VASCONCELOS COSTA, 2006). ............. 41

Figura 3.15 Frmula estrutural do quebracho (BULATOVIC, 2007). .................................... 42

Figura 4.1 Divisor de rifles n 90. ............................................................................................ 44

Figura 4.2 Fluxograma de preparao da amostra de minrio. ................................................ 45

Figura 4.3 Gral de gata empregado na cominuio das amostras. .......................................... 47

Figura 4.4 Difratmetro de raios X utilizado para a caracterizao de fase nas amostras. ...... 47

Figura 4.5 Montagem do tubo de Hallimond modificado utilizado nos ensaios demicroflotao. ........................................................................................................................... 47

Figura 4.6 Montagem para a determinao do Potencial Zeta das partculas minerais. ........... 51


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Figura 4.7 Montagem para a realizao dos ensaios de flotao em bancada. ......................... 56

Figura 5.1 Difratograma de raios X da amostra de hematita. (K Cu=1,54060). ............... 58

Figura 5.2 Difratograma de raios X da amostra de goethita. (K Cu=1,54060). ................ 59Figura 5.3 Difratograma de raios X da amostra de quartzo. (K Cu=1,54060). ................. 59

Figura 5.4 Difratograma de raios X da amostra de gibbsita. (K Cu=1,54060). ................ 60

Figura 5.5 Difratograma de raios X da amostra de caulinita. (K Cu=1,54060). ............... 60

Figura 5.6 Difratograma de raios X da amostra cabea, do minrio. (K Cu=1,54060). .... 61

Figura 5.7 Curva de ajuste (em vermelho), dados experimentais (x) e erro (em azul) obtidospelo mtodo de Rietveld para a amostra goethita. .................................................................... 62

Figura 5.8 Curva de ajuste (em vermelho), dados experimentais (x) e erro (em azul) obtidospelo mtodo de Rietveld para a amostra de minrio cabea..................................................... 62

Figura 5.9 Fotomicrografia da amostra de minrio goethtico (- 0,150 +0,045 mm). .............. 64

Figura 5.10 Fotomicrografia da amostra de minrio goethtico (- 0,150 +0,045 mm). ............ 65



Figura 5.13 Imagem de eltrons retroespalhados (IER) da amostra de minrio goethtico (-0,150 +0,045 mm), seco polida. ............................................................................................ 67

Figura 5.14 Imagem de eltrons retroespalhados (IER) da amostra de minrio goethtico (-0,045 +0,010 mm), partculas soltas. ........................................................................................ 68





Figura 5.19 Imagem de eltrons retroespalhados (IER) da amostra de minrio goethtico empartculas soltas (- 0,150 +0,045 mm). .................................................................................... 73

Figura 5.20 Imagem de eltrons retroespalhados (IER) da amostra de minrio goethtico empartculas soltas (- 0,150 +0,045 mm). Flotado amina/amido (a), oleato de sdio (b) ehidroxamato (c)......................................................................................................................... 73


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Figura 5.21 Imagem de eltrons retroespalhados (IER) da amostra de minrio na forma departculas soltas . a) grosso (- 0,150 +0,045 mm) em a) e b) fino (- 0,045 + 0,010 mm). ....... 74

Figura 5.22 Anlise granuloqumica do minrio (-0,150+0,038 mm). Teores de Fe, SiO2e

PPC. .......................................................................................................................................... 75

Figura 5.23 Anlise granuloqumica do minrio (-0,150+0,038 mm). Teores de P, MnO2eAl2O3. ........................................................................................................................................ 75

Figura 5.24 Isotermas de adsoro e dessoro de N2para a amostra de minrio de ferrogoethtico. ................................................................................................................................. 77

Figura 5.25 Volume cumulativo de poros e derivada obtidos para a amostra de minrio deferro goethtico. ........................................................................................................................ 77

Figura 5.26 Curvas termogravimtricas (TGA e DTA) para a amostra de minrio grosso (-0,150 +0,045 mm). ................................................................................................................... 79

Figura 5.27 Calorimetria diferencial de varredura (DSC) para a amostra de minrio grosso (-0,150 +0,045 mm). ................................................................................................................... 79

Figura 5.28 Curvas termogravimtricas (TGA e DTA) para a amostra de minrio fino (- 0,045+0,010 mm). ............................................................................................................................. 80

Figura 5.29 Calorimetria diferencial de varredura (DSC) para a amostra de minrio fino (-

0,045 +0,010 mm). ................................................................................................................... 80Figura 5.30 Curvas termogravimtricas (TGA e DTA) para a amostra de hematita. ............... 81

Figura 5.31 Calorimetria diferencial de varredura (DSC) para a amostra de hematita. ........... 81

Figura 5.32 Curvas termogravimtricas (TGA e DTA) para a amostra de goethita. ............... 82

Figura 5.33 Calorimetria diferencial de varredura (DSC) para a amostra de goethita. ............ 82

Figura 5.34 Curvas termogravimtricas (TGA e DTA) para a amostra de quartzo. ................ 83

Figura 5.35 Calorimetria diferencial de varredura (DSC) para a amostra de quartzo. ............. 83

Figura 5.36 Curvas termogravimtricas (TGA e DTA) para a amostra de gibbsita. ................ 84

Figura 5.37 Calorimetria diferencial de varredura (DSC) para a amostra de gibbsita. ............ 84

Figura 5.38 Curvas termogravimtricas (TGA e DTA) para a amostra de caulinita. ............... 85

Figura 5.39 Calorimetria diferencial de varredura (DSC) para a amostra de caulinita. ........... 85

Figura 5.40 Anlise granulomtrica da amostra de minrio de ferro cabea. .......................... 86

Figura 5.41 Anlise granulomtrica da amostra de minrio de ferro -0,150 mm..................... 86

Figura 5.42 Grau de liberao apresentado pelo minrio goethtico. ....................................... 87


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Figura 5.43 Partculas analisadas pelo LibMin, retidas nas faixas granulomtricas 212 (a), 150(b), 106 (c), 75 (d), 53 (e) e 38 m (f). ..................................................................................... 88

Figura 5.44 Potencial zeta da hematita em NaCl 10-3M e em NaCl 10-3M mais oleato de

sdio 5 mg/L . ........................................................................................................................... 90

Figura 5.45 Potencial zeta da goethita em NaCl 10-3M e em NaCl 10-3M mais oleato de sdio5 mg/L . .................................................................................................................................... 90

Figura 5.46 Potencial zeta da gibbsita em NaCl 10-3M e em NaCl 10-3M mais oleato de sdio5 mg/L . .................................................................................................................................... 91

Figura 5.47 Potencial zeta do quartzo em NaCl 10-3M e em NaCl 10-3M mais oleato de sdio5 mg/L . .................................................................................................................................... 91

Figura 5.48 Potencial zeta da caulinita em NaCl 10-3M e em NaCl 10-3M mais oleato desdio 5 mg/L . ........................................................................................................................... 92

Figura 5.49 Potencial zeta da hematita em NaCl 10-3M e em NaCl 10-3M mais hidroxamatoAERO 6493 20 mg/L . .............................................................................................................. 92

Figura 5.50 Potencial zeta da goethita em NaCl 10-3M e em NaCl 10-3M mais hidroxamatoAERO 6493 20 mg/L . .............................................................................................................. 93

Figura 5.51 Potencial zeta da gibbsita em NaCl 10-3M e em NaCl 10-3M mais hidroxamato

AERO 6493 20 mg/L . .............................................................................................................. 93Figura 5.52 Potencial zeta da quartzo em NaCl 10-3M e em NaCl 10-3M mais hidroxamatoAERO 6493 20 mg/L . .............................................................................................................. 94

Figura 5.53 Potencial zeta da caulinita em NaCl 10-3M e em NaCl 10-3M mais hidroxamatoAERO 6493 20 mg/L . .............................................................................................................. 94

Figura 5.54 Flotabilidade dos minerais hematita, goethita, quartzo, gibbsita e caulinita emoleato de sdio 5 mg/L. ............................................................................................................ 95

Figura 5.55 Flotabilidade da hematita em diferentes concentraes de oleato de sdio. ......... 97

Figura 5.56 Flotabilidade da goethita em diferentes concentraes de oleato de sdio. .......... 97

Figura 5.57 Flotabilidade da gibbsita em diferentes concentraes de oleato de sdio. .......... 98

Figura 5.58 Flotabilidade do quartzo em diferentes concentraes de oleato de sdio. .......... 98

Figura 5.59 Flotabilidade da caulinita em diferentes concentraes de oleato de sdio. ......... 99

Figura 5.60 Flotabilidade dos minerais hematita, goethita, gibbsita, quartzo e caulinita para

diferentes tempos de condicionamento em oleato de sdio 5 mg/L, em pH 5,0. ................... 100Figura 5.61 Flotabilidade dos minerais hematita, goethita, gibbsita, quartzo e caulinita paradiferentes tempos de condicionamento em oleato de sdio 5 mg/L, em pH 9,0. ................... 100


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Figura 5.62 Flotabilidade dos minerais hematita, goethita, gibbsita, quartzo e caulinita paradiferentes temperaturas em oleato de sdio 5 mg/L, em pH 5,0. ........................................... 101

Figura 5.63 Flotabilidade dos minerais hematita, goethita, gibbsita, quartzo e caulinita para

diferentes temperaturas em oleato de sdio 5 mg/L, em pH 9,0. ........................................... 102

Figura 5.64 Flotabilidade da hematita com coletor oleato de sdio 5 mg/L e depressoresamido, fluorsilicato de sdio e Floatan M3 10 mg/L. ............................................................ 103

Figura 5.65 Flotabilidade da goethita com coletor oleato de sdio 5 mg/L e depressoresamido, fluorsilicato de sdio e Floatan M3 10 mg/L. ............................................................ 103

Figura 5.66 Flotabilidade da gibbsita com coletor oleato de sdio 5 mg/L e depressoresamido, fluorsilicato de sdio e Floatan M3 10 mg/L. ............................................................ 104

Figura 5.67 Flotabilidade do quartzo com coletor oleato de sdio 5 mg/L e depressores amido,fluorsilicato de sdio e Floatan M3 10 mg/L. ........................................................................ 104

Figura 5.68 Flotabilidade da caulinita com coletor oleato de sdio 5 mg/L e depressoresamido, fluorsilicato de sdio e Floatan M3 10 mg/L. ............................................................ 105

Figura 5.69 Flotabilidade da hematita, goethita, gibbsita, quartzo e caulinita com o coletorhidroxamato AERO 6493 20 mg/L. ....................................................................................... 106

Figura 5.70 Flotabilidade da hematita em diferentes concentraes de hidroxamato AERO

6493. ....................................................................................................................................... 108Figura 5.71 Flotabilidade da goethita em diferentes concentraes de hidroxamato AERO6493. ....................................................................................................................................... 108

Figura 5.72 Flotabilidade da gibbsita em diferentes concentraes de hidroxamato AERO6493. ....................................................................................................................................... 109

Figura 5.73 Flotabilidade do quartzo em diferentes concentraes de hidroxamato AERO6493. ....................................................................................................................................... 109

Figura 5.74 Flotabilidade da caulinita em diferentes concentraes de hidroxamato AERO6493. ....................................................................................................................................... 110

Figura 5.75 Flotabilidade da hematita, goethita, gibbsita, quartzo e caulinita para diferentestempos de condicionamento com hidroxamato AERO 6493 20 mg/L em pH 4,0. ............... 111

Figura 5.76 Flotabilidade da hematita, goethita, gibbsita, quartzo e caulinita para diferentestempos de condicionamento com hidroxamato AERO 6493 20 mg/L em pH 9,0. ............... 111

Figura 5.77 Flotabilidade da hematita, goethita, gibbsita, quartzo e caulinita para diferentestemperaturas com hidroxamato AERO 6493 20 mg/L em pH 4,0. ....................................... 113

Figura 5.78 Flotabilidade da hematita, goethita, gibbsita, quartzo e caulinita para diferentestemperaturas com hidroxamato AERO 6493 20 mg/L em pH 9,0. ....................................... 113


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Figura 5.79 Flotabilidade da hematita com coletor hidroxamato AERO 6493 20 mg/L edepressores amido, fluorsilicato de sdio e Floatan M3 10 mg/L. ......................................... 114

Figura 5.80 Flotabilidade da goethita com coletor hidroxamato AERO 6493 20 mg/L e

depressores amido, fluorsilicato de sdio e Floatan M3 10 mg/L. ......................................... 114

Figura 5.81 Flotabilidade da gibbsita com coletor hidroxamato AERO 6493 20 mg/L edepressores amido, fluorsilicato de sdio e Floatan M3 10 mg/L. ......................................... 115

Figura 5.82 Flotabilidade do quartzo com coletor hidroxamato AERO 6493 20 mg/L edepressores amido, fluorsilicato de sdio e Floatan M3 10 mg/L. ......................................... 115

Figura 5.83 Flotabilidade da caulinita com coletor hidroxamato AERO 6493 20 mg/L edepressores amido, fluorsilicato de sdio e Floatan M3 10 mg/L. ......................................... 116

Figura 5.84 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes dosagens de oleato de sdio. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ........................... 118

Figura 5.85 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes dosagens deoleato de sdio. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ................................................................ 118

Figura 5.86 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes vazes de ar no sistema oleato de sdio. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ......... 119

Figura 5.87 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes vazes de ar no

sistema oleato de sdio. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ................................................... 119Figura 5.88 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes velocidades de rotao no sistema oleato de sdio. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .................................................................................................................... 120

Figura 5.89 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes velocidades derotao no sistema oleato de sdio. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .................................. 120

Figura 5.90 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes tempos de condicionamento com oleato de sdio. Frao grossa (-0,150+0,045mm)

................................................................................................................................................ 121

Figura 5.91 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes tempos decondicionamento com oleato de sdio. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ............................ 121

Figura 5.92 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes porcentagens de slidos no sistema de flotao com oleato de sdio. Frao grossa(-0,150+0,045mm) .................................................................................................................. 122

Figura 5.93 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes porcentagens de

slidos no sistema de flotao com oleato de sdio. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ....... 122


16/215

Figura 5.94 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes temperaturas do sistema de flotao com oleato de sdio. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .................................................................................................................... 123

Figura 5.95 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes temperaturas dosistema de flotao com oleato de sdio. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ......................... 123

Figura 5.96 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes dosagens de hidroxamato AERO 6493. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ......... 126

Figura 5.97 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes dosagens dehidroxamato AERO 6493. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ............................................... 126

Figura 5.98 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado para

diferentes vazes de ar no sistema hidroxamato AERO 6493. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .................................................................................................................... 127

Figura 5.99 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes vazes de ar nosistema hidroxamato AERO 6493. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .................................. 127

Figura 5.100 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes rotaes no sistema hidroxamato AERO 6493. Frao grossa (-0,150+0,045mm)................................................................................................................................................ 128

Figura 5.101 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes rotaes no

sistema hidroxamato AERO 6493. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .................................. 128

Figura 5.102 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes tempos de condicionamento com hidroxamato AERO 6493. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .................................................................................................................... 129

Figura 5.103 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes tempos decondicionamento com hidroxamato AERO 6493. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ........... 129


diferentes porcentagens de slidos com hidroxamato AERO 6493. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .................................................................................................................... 130

Figura 5.105 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes porcentagensde slidos com hidroxamato AERO 6493. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ...................... 130

Figura 5.106 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes temperaturas no sistema de flotao com hidroxamato AERO 6493. Frao grossa(-0,150+0,045mm) .................................................................................................................. 131

Figura 5.107 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes temperaturas

no sistema de flotao com hidroxamato AERO 6493. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ... 131


17/215

Figura 5.108 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes dosagens de amina Flotigam EDA. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ................. 133

Figura 5.109 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes dosagens de

amina Flotigam EDA. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ...................................................... 134

Figura 5.110 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes dosagens de amido de milho. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .......................... 134

Figura 5.111 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes dosagens deamido de milho. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ............................................................... 135

Figura 5.112 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes vazes de ar no sistema de flotao amina / amido. Frao grossa (-

0,150+0,045mm) .................................................................................................................... 135Figura 5.113 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes vazes de ar nosistema de flotao amina / amido. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .................................. 136

Figura 5.114 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes rotaes no sistema de flotao amina / amido. Frao grossa (-0,150+0,045mm)................................................................................................................................................ 136

Figura 5.115 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes rotaes nosistema de flotao amina / amido. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .................................. 137

Figura 5.116 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes tempos de condicionamento com amina. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ........ 137

Figura 5.117 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes tempos decondicionamento com amina. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .......................................... 138

Figura 5.118 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes tempos de condicionamento com amido. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ........ 138

Figura 5.119 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes tempos de

condicionamento com amido. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .......................................... 139

Figura 5.120 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes porcentagens de slidos no sistema amina / amido. Frao grossa (-0,150+0,045mm) .................................................................................................................... 139

Figura 5.121 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes porcentagensde slidos no sistema amina / amido. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ............................... 140


diferentes temperaturas no sistema amina / amido. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ......... 140Figura 5.123 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes temperaturasno sistema amina / amido. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ................................................ 141


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Figura 5.124 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes dosagens de oleato de sdio. Frao fina (-0,045+0,010mm) ............................... 143


oleato de sdio. Frao fina (-0,045+0,010mm) .................................................................... 144

Figura 5.126 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes tempos de condicionamento com oleato de sdio. Frao fina (-0,045+0,010mm)................................................................................................................................................ 144

Figura 5.127 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes tempos decondicionamento com oleato de sdio. Frao fina (-0,045+0,010mm) ................................ 145


diferentes dosagens de hidroxamato AERO 6493. Frao fina (-0,045+0,010mm) .............. 146Figura 5.129 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes dosagens dehidroxamato AERO 6493. Frao fina (-0,045+0,010mm) ................................................... 146

Figura 5.130 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes tempos de condicionamento com hidroxamato AERO 6493. Frao fina (-0,045+0,010mm) .................................................................................................................... 147

Figura 5.131 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes tempos decondicionamento com hidroxamato AERO 6493. Frao fina (-0,045+0,010mm) ............... 147

Figura 5.132 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes dosagens de amina. Frao fina (-0,045+0,010mm) .............................................. 149

Figura 5.133 Teores de Al2O3, P, MnO2e PPC no concentrado para diferentes dosagens deamina. Frao fina (-0,045+0,010mm) .................................................................................. 149

Figura 5.134 Teores de Fe, SiO2e recuperao metalrgica do Fe no concentrado paradiferentes dosagens de amido. Frao fina (-0,045+0,010mm) ............................................. 150


amido. Frao fina (-0,045+0,010mm) .................................................................................. 150


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LISTA DE TABELAS

Tabela III.1 Classificao das aminas de acordo com o mtodo de obteno e tamanho de

cadeia ........................................................................................................................................ 35

Tabela IV.2 Origem das amostras ......................................................................................... 43

Tabela IV.3 Equipamentos empregados na realizao dos experimentos ............................. 46

Tabela IV.4 Reagentes empregados nos testes de microflotao e flotao em bancada ..... 48

Tabela IV.4 Principais condies de estudo empregadas nos testes de microflotao ......... 55

Tabela IV.5 Principais condies de estudo empregadas nos ensaios de flotao catinica

reversa de minrio de ferro em testes de bancada .................................................................... 57

Tabela IV.6 Principais condies de estudo empregadas nos ensaios de flotao em bancadapara os coletores oleato de sdio e hidroxamato AERO 6493 ................................................. 57

Tabela V.1 Percentual em massa, massa especfica, wrp , 2para a amostra goethita ecabea ....................................................................................................................................... 61

Tabela V.2 Anlise qumica semiquantitativa do minrio de ferro goethtico por FRX. ...... 63

Tabela V.3 Microanlise qumica da rea apresentada na figura 5.13. ................................. 67

Tabela V.4 Microanlise qumica geral da rea apresentada na figura 5.14. ........................ 68

Tabela V.5 Microanlise qumica da regio 1, apresentada na figura 5.14. .......................... 69

Tabela V.6 Microanlise qumica das regies 1, 2, 3 e 4 apresentadas na figura 5.15. ........ 70

Tabela V.7 Anlise qumica via mida do minrio de ferro goethtico. ............................... 75

Tabela V.8 rea superficial especfica, dimetro mdio de poros e volume total de poros eporosidade da amostra de minrio de ferro goethtico. ............................................................ 76

Tabela V.9 Perdas de massa para as amostras de minrio e minerais puros. ........................ 78

Tabela V.10 Nmero de partculas analisadas pelo LibMin por faixa granulomtrica. ........ 88

Tabela V.11 PIE das amostras hematita, goethita, quartzo, gibbsita e caulinita em NaCl 10-3M e em NaCl 10-3M mais oleato de sdio ou hidroxamato AERO 6493. ............................... 89

Tabela V.12 Arraste hidrodinmico dos minerais hematita, goethita, quartzo, gibbsita ecaulinita .................................................................................................................................... 95

Tabela V.13 ndices de Seletividade calculados para os ensaios de flotao em bancada comoleato de sdio. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ................................................................ 124


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Tabela V.14 Composio qumica do concentrado, recuperao de Fe e ndice deSeletividade (IS) para o sistema de flotao otimizado para o oleato de sdio...................... 125

Tabela V.15 ndices de Seletividade calculados para os ensaios de flotao em bancada com

hidroxamato AERO 6493. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ............................................... 132

Tabela V.16 Composio qumica do concentrado, recuperao de Fe e ndice deSeletividade (IS) para o sistema de flotao otimizado para o hidroxamato AERO 6493. .... 132

Tabela V.17 ndices de Seletividade calculados para os ensaios de flotao em bancada coma amina Flotigam EDA e o amido de milho. Frao grossa (-0,150+0,045mm) ................... 142

Tabela V.18 Composio qumica do concentrado, recuperao de Fe e ndice deSeletividade (IS) para o sistema de flotao otimizado para amina / amido. ......................... 142

Tabela V.19 ndices de Seletividade calculados para os ensaios de flotao em bancada comoleato de sdio. Frao fina (-0,045+0,010mm) .................................................................... 145

Tabela V.20 ndices de Seletividade calculados para os ensaios de flotao em bancada comhidroxamato AERO 6493. Frao fina (-0,045+0,010mm) ................................................... 148

Tabela V.21 ndices de Seletividade calculados para os ensaios de flotao em bancada parao sistema amina / amido. Frao fina (-0,045+0,010mm) ..................................................... 151


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1. INTRODUO

A indstria mineral tem passado por grandes desafios nos ltimos anos, em especial aindstria do minrio de ferro. Ao mesmo tempo em que a demanda mundial por commodities

cresce, exigncias socioambientais se fortalecem, a economia global se torna mais instvel, o

perfil das empresas muda, com a formao de grandes grupos multinacionais, e a

competitividade aumenta pela execuo de pesquisa e criao de tecnologias mais baratas e

que oferecem maior produtividade. Contudo, apesar do crescente desenvolvimento

tecnolgico, os futuros cenrios exigem ainda mais investimentos em pesquisas uma vez que

as empresas tendem a trabalhar com minrios de decrescente qualidade, com teores de ferro

cada vez menores e mineralogia cada vez mais complexa, cujos conhecimento e tecnologia

disponveis para beneficiamento ainda so limitados.

Dentre tais minrios, podem-se citar os minrios de ferro hidratados ou goethticos,

nos quais os minerais-minrio so hematita e goethita, e a ganga consiste principalmente em

quartzo, gibbsita e caulinita. A grande quantidade de impurezas de Al, P, Mn e Si e a prpria

PPC, comumente associados goethita, muitas vezes torna impossvel alcanar as

especificaes do concentrado final ou leva disposio, como estril, de materiais comteores de ferro considerveis. Isso se d caso a prtica da blendagem no seja suficiente para

adequar as caractersticas do concentrado final.

Embora o comportamento da goethita e da hematita em sistemas de flotao seja

comumente esperado como semelhante, h uma lacuna de estudos que comprovem essa

expectativa, sendo que os poucos estudos existentes focam apenas em propriedades

fundamentais desses minerais. Fuerstenau et al. (1967 e 1970) investigaram a atuao de

coletores aninicos na flotabilidade dos dois minerais, buscando entender as diferenas e

semelhanas em sistemas de flotao. Contudo, ainda no houve um estudo que abordasse

tanto os minerais-minrio (hematita e goethita), quanto os minerais de ganga (quartzo,

gibbsita e caulinita), de forma a sugerir sistemas de flotao aplicveis ao beneficiamento dos

minrios de ferro hidratados. Assim, tal fato chama ateno para o desenvolvimento de novas

pesquisas na rea.


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2. OBJETIVOS E RELEVNCIA

Este trabalho encontra sua relevncia na escassez de estudos para avaliar as possveis

diferenas de comportamento entre os minerais hematita, goethita, quartzo, gibbsita e

caulinita em novos sistemas de flotao direta para minrio de ferro e na ausncia de estudos

de rotas alternativas de processamento por flotao para minrios de ferro hidratados,

especialmente para minrios brasileiros. Associadas a esse aspecto, encontram-se as

crescentes exigncias de qualidade em relao aos contaminantes mais comuns a esse tipo de

minrio, a saber, Al, P, Mn e Si, alm da prpria PPC, que reduz o contedo metlico no

concentrado final e interfere nas propriedades mecnicas durante a pelotizao. O

conhecimento do comportamento dos minrios de ferro hidratados em sistemas de flotaopode facilitar a satisfao dos nveis de qualidade exigidos pela indstria, alm de possibilitar

o desenvolvimento de novos processos de concentrao para materiais at ento considerados

estreis. Dessa forma, o presente estudo objetivou:

a caracterizao mineralgica, qumica e fsica de uma amostra de minrio de

ferro hidratado e de amostras puras de seus principais minerais constituintes

hematita, goethita, quartzo, gibbsita e caulinita;

a investigao da carga eltrica interfacial desses minerais em sistemas aquosos

com e sem a presena de reagentes, visando obter informaes pertinentes

descrio dos mecanismos de adsoro de tais reagentes em sistemas de flotao;

o estudo da flotabilidade dessas amostras minerais em ensaios de microflotao

em tubo de Hallimond modificado, de forma a avaliar a influncia das variveis

pH, concentrao dos reagentes coletores e depressores, tempo de

condicionamento e temperatura;

a execuo de ensaios de flotao em bancada para avaliar um sistema de flotao

proposto para o minrio, partindo-se dos resultados dos ensaios de microflotao.

Para otimizar esse sistema, investigaram-se as variveis concentrao dos

reagentes coletor e depressor, porcentagem de slidos na polpa, tempos de

condicionamento para coletor e depressor, vazo de ar, agitao mecnica e

temperatura.


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3. REVISO BIBLIOGRFICA

3.1 Os depsitos goethticos: gnese e mineralogia

Os depsitos de ferro de Minas Gerais podem ser classificados em seis tipos bsicos:

depsitos hipognicos de substituio, depsitos supergnicos de substituio, depsitos de

enriquecimento residual, minrio detrtico ou coluvial, canga e certos corpos de minrio

residuais. Dentre tais depsitos, os depsitos supergnicos so as principais fontes de minrio

de ferro goethtico, tambm chamado minrio de ferro hidratado. Nesses depsitos, o quartzo

ou outro mineral do itabirito substitudo pelo ferro trazido por solues frias de regies

superficiais. A goethita normalmente o mineral substituinte, podendo estar presentes

tambm a hematita, lepidocrocita ou maghemita (DORR II, 1964 apudROCHA, 1997).

Um bom exemplo de minrio de ferro hidratado encontra-se na mina de Alegria, qual

atribudo o processo de gnese por enriquecimento supergnico. Simultaneamente ao

processo de lixiviao da slica e enriquecimento em ferro e alumina, ocorreu a solubilizao

do ferro e redeposio deste sob a forma de goethita (-FeOOH) nos interstcios deixados pela

slica. A goethita seria tambm formada pela hidratao da hematita. Tais processos,

combinados ao confinamento do itabirito entre rochas impermeveis (filitos e metabasitos),favoreceram a atuao de processos de enriquecimento supergnico diferenciados. Tais

processos possibilitariam a formao de minrios com diferentes contedos de ferro, slica,

alumina, fsforo e gua de hidratao em pores mediamente hidratadas (em nveis mais

profundos do depsito), onde a hematita predomina sobre a goethita. A intensificao da

hidratao do minrio imediatamente sob a camada de filitos, formando camadas de goethita

com volumes considerveis, foi tambm observada no depsito de Alegria (BARCELOS e

BCHI, 1986). Os principais constituintes mineralgicos do minrio de Alegria podem serbasicamente divididos em hematita porosa, formada pela martitizao de magnetitas primrias

e constituinte mais abundante na jazida; hematita especular , menos abundante que a hematita

porosa e com menor contedo em alumina e fsforo; goethita, presente junto hematita

porosa e podendo ser produto de martitizaao de magnetitas (goethita G1) ou de intemperismo

(goethita G2); magnetita residual, presente em pequenas propores; e quartzo, principal

mineral de ganga. A goethita terrosa e as argilas so constituintes secundrios, porm no so

menos dignas de ateno, devido aos problemas associados gerao de lamas, alumina e

fsforo associados (FEITOSA et al., 1993).


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3.1.1 Os minerais principais, secundrios e contaminantes no minrio goethtico

Rocha (1997) estudou a composio mineralgica do minrio de Alegria por

difratometria de raios X e verificou a presena dos minerais hematita, goethita, quartzo e

caulinita. A goethita foi observada como sendo a fase mais abundante ou em mdia

proporo. A hematita e o quartzo foram observados como fases dominantes, em quantidade

mdia ou em baixa proporo dependendo da regio de amostragem. A caulinita, por sua vez,

foi caracterizada apenas em fraes mais finas e em baixa concentrao. O perfil ntido das

raias dos difratogramas mostrou que as amostras eram de alta cristalinidade, especialmente as

de goethita. A execuo de anlises qumicas mostrou serem P, Al, Ti e Mn os principais

contaminantes presentes na amostra. Foi pontuado tambm o fato de no terem sidoidentificadas fases minerais referentes a tais contaminantes na maioria das amostras, o que

indica a possvel presena desses elementos na estrutura e/ou poros da goethita. Henriques

(2012) estudou amostra de material goethtico de Alegria com foco na goethita. Os ensaios de

difratometria de raios X apresentados pela autora vo ao encontro aos resultados apresentados

por Rocha (1997) no que se refere predominncia de goethita e presena em menor

quantidade de quartzo e hematita. Contudo, os ensaios realizados por Henriques (2012)

verificaram a presena do mineral gibbsita, referente ao alumnio, o que foi comprovado poranlises qumicas. A caulinita no foi identificada nesses testes.

Outro exemplo de minrio goethtico encontrado no projeto Apolo, da mineradora

Vale, no qual a hematita marttica o mineral de ferro mais abundante, seguido pela goethita,

magnetita e hematita de cristais compactos, respectivamente. A ganga consiste

majoritariamente em quartzo livre, quartzo misto, gibbsita e caulinita. A goethita e a hematita

marttica apresentam contaminantes aluminosos associados, em poros ou em interstcios

microestruturais, em fraes granulomtricas muito finas. J as hematitas de cristais

compactos, tais como as hematitas especular, granular, lamelar e sinuosa, apresentam menores

nveis de contaminao (LIPPER, 2012). Alm das caractersticas mineralgicas, as

caractersticas mecnicas do minrio de Apolo so, tambm, diferenciadas. Segundo Cabral

(2010), o depsito apresenta um minrio de baixa resistncia mecnica, com tendncia

gerao de finos por abraso.

A presena de uma quantidade elevada de goethita exemplifica bem o desafio

encontrado no beneficiamento do minrio de Apolo, por representar uma situao at ento

no enfrentada pelas usinas de beneficiamento de minrio de ferro.


25/215

3.1.1.1 Hematita

A hematita um d

qumica Fe2O3 (69,94% d

hemos, que significa sang

caractersticas, podem-se

clivagem ausente, fratura s

de Mohs, massa especfic

cristalino hexagonal (KLE

al. (2003) classificaram as

especular, lamelar, granulsuperfcie, o mineral apres

carregadas positivamente

valores superiores (FUERS

presente o NaCl, Chibow

7,0.

A figura 3.1 aprese

Figura 3

os principais xidos presentes na natureza,

ferro e 30,06% de oxignio). Seu nome

e, devido cor avermelhada de seu trao.

citar: trao vermelho ocre, brilho metli

bconchoidal, transparncia opaca, dureza e

a de 5,26 g/cm3, hbito macio, placoide

N, 2001; DANA, 1974). De acordo com o ti

hematitas em hematita marttica, em minri

r e sinuosa, em minrios compactos. Quanta ponto isoeltrico (PIE) em torno de pH

para valores inferiores de pH e carregada

TERNAU, 1976; CROMIERES et al., 2002)

ski e Wisniewska (2002) encontraram valor

ta a estrutura cristalina da hematita.

.1 Estrutura cristalina da hematita (BLAKE et al., 19

24

apresentando frmula

tem origem no grego

entre suas principais

o, cor cinza grafite,

tre 5,5 e 6,5 na escala

ou terroso e sistema

po textural, Queiroz et

os porosos, e hematita

to s propriedades de,7, sendo as partculas

s negativamente para

. Em sistemas cujo sal

e PIE em torno de pH

6).


26/215

3.1.1.2 Goethita

A goethita um do

solos, como produto de i

frmula qumica FeO(OH)

hidrognio. Seu nome

mineralogista Johann Wol

citar: brilho adamantino a

5,0 e 5,5 na escala de

acicular, macio, fibroso,

2001; DANA, 1974). De agoethita em botrioidal, ma

superfcie, existe uma cert

observaram o ponto isoel

et al., 2002) e outros obse

2003; WALSH e DULT

cristalina da goethita.

Figura

principais oxi-hidrxidos presentes na natur

temperismo de outros minerais portadores

e constituda de 62,9% de ferro, 36,0%

uma homenagem ao escritor, poeta, p

gang von Goethe. Dentre suas principais ca

ubmetlico, cor marrom amarelado a marro

ohs, massa especfica de 4,27 g/cm3, cliv

radial ou botrioidal e sistema cristalino

ordo com o tipo textural, Santos e Brandaoia, porosa, fibrosa, alveolar e terrosa. Qua

a incerteza sobre o valor de PIE para o m

rico em torno de pH 6,7 (FUERSTERNA

rvaram um ponto isoeltrico em torno de p

, 2010; HENRIQUES, 2012). A figura

.2 Estrutura cristalina da goethita (XIONG et al.,200

25

eza, especialmente em

de ferro. Apresenta

e oxignio e 1,0% de

ensador, e, tambm,

actersticas, podem-se

escuro, dureza entre

agem perfeita, hbito

rtorrmbico (KLEIN,

2003) classificaram ato s propriedades de

neral. Alguns autores

, 1976; CROMIERES

8,2 (KOSMULSKI,

.2 ilustra a estrutura

6).


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3.1.1.3 Quartzo

O quartzo o min

dos principais minerais de

SiO2, sendo 46,7% de silc

acordo com algumas teoria

caractersticas, esto: brilh

massa especfica de 2,65 g

trao branco e sistema c

DANA, 1974). Quanto s

observaram um ponto isoel

Figura 3.

3.1.1.4 Gibbsita

A gibbsita um

bauxticos. Possui frmula

de 31,8 a 34,12% de perdaG. Gibbs (1776-1833). De

dureza entre 2,5 e 3,0 na es

ral mais abundante no planeta. Na minera

ganga na grande maioria dos minrios. S

o e 53,3% de oxignio. A origem do nome

s, tal origem estaria na palavra alem Quarz.

o vtreo, ausncia de clivagem, cores variad

/cm3, dureza 7,0 na escala de Mohs, hbito

istalino trigonal, como mostrado na figur

propriedades de superfcie, Fuerstenau (1

trico em pH prximo a 1,8.

Estrutura cristalina do quartzo (KORNEEV et al., 1

dos principais minerais de alumnio pr

qumica -Al(OH)3, sendo constituda de 62

ao fogo. Seu nome uma homenagem ao ctre suas principais caractersticas, esto: br

cala de Mohs, clivagem perfeita, cor azul, v

26

o, ele representa um

a frmula qumica

incerta, sendo que, de

Dentre suas principais

as, fratura conchoidal,

prismtico a granular,

a 3.3 (KLEIN, 2001;

976) e Lopes (2009)

78).

sentes nos minrios

,8 a 65,3% de Al2O3e

lecionador americanolho vtreo e perolado,

rde, verde claro, cinza


28/215

ou cinza claro, massa es

(KLEIN, 2001; DANA, 1

(2012). Em soluo de

apresenta a estrutura cristal

Figura 3.4 E

3.1.1.5 Caulinita

A caulinita um a

potssio eliminado, re

Al2Si2O5(OH)4, sendo 39,5

principais do mineral, pod2,5 na escala de Mohs, bri

sistema cristalino monocl

Quanto s propriedades el

4,6 (RODRIGUES, 2009)

ecfica entre 2,3 e 2,4 g/cm3 e sistema

74). O ponto isoeltrico foi obtido em p

aCl, Goldberg (2010) observou PIE em

ina do mineral.

strutura cristalina da gibbsita (SAALFELD e WEDD

gilo-mineral formado pelo intemperismo de

tando um alumino-silicato hidratado. Su

% de Al2O3, 46,5% de SiO2e 14,0% de H2O

m-se citar o hbito micceo, clivagem perflho terroso, cor branca, massa especfica en

nico, como visto na figura 3.5 (KLEIN,

trocinticas, a caulinita apresenta ponto iso

4,3 (HU et al., 2003).

27

ristalino monoclnico

7,4 por Tseng e Wu

H 9,1. A figura 3.4

, 1974).

feldspatos, no qual o

frmula qumica

. Como caractersticas

ita, dureza entre 2,0 etre 2,6 e 2,63 g/cm3e

2001; DANA, 1974).

eltrico em pH cido:


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Figura 3.

A formulao da c

moles de gibbsita (Al(O

compostos, como mostrado

Figura 3.6 Estrutura da gibbsi

estrutu

Estrutura cristalina da caulinita (SMRCOK et al., 1

ulinita pode ser descrita como o resultado

)3) sobre 2 moles de slica, mantendo-se

na figura 3.6.

ta (a) e da slica (b), processo de montagem da estrut

ra final da caulinita (d) (GARDOLINSKI et al., 2003

28

90).

da sobreposio de 2

a estrutura dos dois

ra ideal da caulinita (c) e

.


30/215

29

3.1.2 Implicaes da presena de goethita e gibbsita em minrios de ferrogoethticos

H uma tendncia de aumento da participao de itabiritos e minrios de ferrogoethticos na alimentao das plantas de processamento, especialmente no Quadriltero

Ferrfero, o que exigir usinas de beneficiamento cada vez mais complexas em conjunto com

o desenvolvimento de novos processos. Na mina da Mutuca, o fato de o minrio possuir um

maior contedo de goethita e gibbsita interferiu na organizao das pilhas que serviram para a

alimentao das usinas. Uma vez que a gibbsita o mineral de ganga mais importante, a

flotao catinica reversa era dificultada, j que este mineral tambm deprimido pelo amido,

sendo apenas o quartzo flotado pela amina. Desse modo, uma etapa de separao magnticaera necessria para separar gibbsita e hematita. Ainda no processo de flotao, a grande

quantidade de lamas produzida prejudicava o processo atravs da gerao de slimes coating

(ARAUJO et al., 2003).

No caso do minrio do projeto Apolo, o melhor processo de beneficiamento ainda

estudado pela Vale. Devido s similaridades, o tratamento do minrio de Apolo tem sido

desenvolvido com base na experincia com o minrio da mina de Brucutu, apresentando

algumas peculiaridades. Os principais contaminantes so Al e P, estando presentes em porosou na estrutura cristalina da goethita. Uma vez que o PPC ocorre na ordem de 13%, espera-se

um concentrado com teores de Fe menores que os especificados para os produtossinter feede

pellet feed. Para fraes mais finas, h uma tendncia de se produzir grande quantidade de

lama, devido presena elevada de goethita terrosa, caulinita e gibbsita. Isso exige um maior

nmero de estgios de deslamagem e adio de dispersante para diminuir o by passde finos e

reduzir oslimes coatingsobre o quartzo (VALE GADMF, 2009 apudLIPPER, 2012).

Na mina de Alegria, a presena de goethita no minrio ferro a principal responsvel

pelo elevado valor de PPC. Devido hidratao, a goethita apresenta um menor contedo de

Fe que a hematita, significando um concentrado mais pobre em contedo metlico. A goethita

do grupo G2 ainda uma forte responsvel pelo aprisionamento de fsforo, contaminante

altamente indesejvel no concentrado final. Alm disso, o consumo de hidrxido de sdio e

floculantes significativamente elevado pela presena de goethita no minrio beneficiado

(FEITOSA et al., 1993).


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30

3.2 Flotao

Flotao a tcnica que, por meio da manipulao das caractersticas de superfcie das

partculas, possibilita alcanar diferenciabilidade, segunda condio bsica concentrao

mineral de acordo com Silva (1973). A principal propriedade explorada pela tcnica, e que

permite alcanar tal diferenciabilidade, o grau de hidrofobicidade das partculas, que pode

ser natural ou induzido. Essa caracterstica garante seletividade ao mtodo, uma vez que a

passagem de um fluxo de ar por uma suspenso aquosa carrega as partculas com afinidade

pelo ar (hidrofbicas), deixando aquelas que possuem afinidade pela gua (hidroflicas). Em

um sistema com mltiplas espcies minerais, o uso de reagentes permite modificar a afinidade

das partculas, definindo-se quais espcies sero carregadas pelas bolhas de ar (flotado) equais permanecero em suspenso (afundado).

3.2.1 Princpios

A atuao dos reagentes funo da distribuio dos stios carregados presentes na

superfcie das partculas minerais, da configurao da interao entre esses stios e o meio

aquoso, e das interaes entre ons e molculas polares e a superfcie mineral. Embora a

espessura reduzida da interface slido/lquido inviabilize a observao in situdos fenmenos

interfaciais, modelos de representao dessa interface foram desenvolvidos partindo-se do

estudo de propriedades como adsoro, tenso superficial e, em especial, do potencial eltrico

das partculas em suspenso. As propriedades eltricas da superfcie de partculas em

suspenso podem ser estudadas pelo modelo da dupla camada (DCE) (PERES e ARAUJO,

2009). Segundo tal modelo, a presena de uma superfcie carregada atrai os ons de carga

contrria em suspenso (contraons) e repele os ons de mesma carga (coons), de forma a

atingir uma neutralidade eltrica. Assim, formada uma distribuio de ons caracterizada por

duas regies: uma regio onde se encontram ons adsorvidos fortemente na superfcie

carregada (camada de Stern) e uma regio polarizada (camada difusa) que envolve essa

superfcie e formada por contraons e coons influenciados pelo campo eltrico em torno da

partcula. A concentrao de contraons decresce em direo ao seio da suspenso, onde se

torna igual concentrao de coons. Dessa forma, tem-se um potencial eltrico mximo na

superfcie da partcula, o qual decresce, tambm, em direo ao interior da suspenso (figura

3.7). A medida do potencial eltrico, comumente chamado potencial zeta, s possvel emuma regio conhecida como plano de cisalhamento, onde ocorre o rompimento da interface


32/215

31

slido/lquido devido ao movimento relativo entre a partcula carregada e o lquido no qual

ela est imersa (HENRIQUES, 2012).

Figura 3.7 Grfico de potencial eltrico da superfcie de uma partcula carregada em direo ao interior da

suspenso (HUNTER, 1993).

O potencial zeta utilizado para se prever o comportamento de partculas em

suspenso em termos de estabilidade, tendncia coagulao e interaes de cunho

eletrosttico com reagentes catinicos ou aninicos (RAO, 2004). Aps a fragmentao das

partculas minerais (xidos e oxi-hidrxidos), stios carregados so formados, sobre os quais

ocorre adsoro dos ons H

+

e OH

, capazes de modificar a carga superficial da partcula. Aextenso dessa adsoro depende do pH da suspenso, ou seja, da predominncia de um dos

ons. Logo, o potencial zeta depender diretamente do pH da suspenso. Devido a esse papel,

os ons OHe H+so denominados ons determinadores de potencial (IDP). O potencial zeta

assume valor nulo quando a carga lquida no plano de cisalhamento nula. Nessa situao, o

logaritmo negativo da atividade do IDP chamado ponto isoeltrico (PIE). Caso os IDP sejam

H+ e OH, o ponto isoeltrico definido como o pH no qual o potencial zeta nulo. Em

valores de pH acima do PIE, as partculas minerais apresentam carga superficial negativa e,

para valores inferiores, verifica-se carga superficial positiva. Os conceitos de potencial zeta e


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32

PIE so extremamente importantes, uma vez que permitem prever o estado de agregao em

suspenses e a eficcia de reagentes no processo de flotao.

3.2.2 Reagentes

Na flotao, os reagentes so definidos como qualquer substncia orgnica ou

inorgnica cuja funo o controle das caractersticas das interfaces envolvidas no processo.

De acordo com seu papel, os reagentes podem ser classificados como coletores, espumantes e

modificadores. Os espumantes so compostos no inicos pertencentes classe dos lcoois ou

dos teres, e so responsveis pela estabilizaoda espuma formada durante a flotao. Os

modificadores so reagentes de funes distintas, tais como disperso, agregao, modulaode pH e Eh, ativao de certas partculas ao do coletor e depresso de partculas que no

se deseja flotar. Coletores so reagentes empregados com a finalidade de tornar hidrofbica a

superfcie das partculas minerais que se deseja flotar (PERES e ARAUJO, 2009). Complexos

ionomoleculares do coletor so citados como responsveis pelo aumento da flotabilidade em

alguns sistemas de flotao, devido ao aumento do tamanho da cadeia hidrocarbnica do

reagente (SOMASUNDARAN, 1976). Leja e He (1984) destacaram a atuao dos

espumantes na reduo da repulso eletrosttica entre bolhas e partculas carregadas commesma carga, fato possvel devido fcil polarizao do surfatante. Dessa forma, alm de

garantir a estabilizao da espuma, esses reagentes atuariam, tambm, no processo de coleta.

Em algumas condies de pH, os espumantes podem apresentar, tambm, uma ao coletora,

acarretando uma queda na seletividade do sistema (GAUDIN, 1957; BALTAR e RAMOS,

1985).

Os sistemas de flotao podem ser divididos em sulfetos e no sulfetos. Segundo Leja

(1982), os coletores utilizados na flotao de materiais pertencentes primeira classe so

chamados tio compostos, e aqueles utilizados para a flotao dos materiais no sulfetados so

chamados compostos ionizveis no tio. Os xidos e silicatos so os representantes mais

comuns dos compostos no sulfetados.

Segundo Peres e Araujo (2009), a flotao dessas duas classes minerais tem sido

realizada com os seguintes compostos no tio:

alquil-carboxilatos, derivados dos cidos carboxlicos e cidos graxos: RCOOH; alquil-sulfatos e sulfonatos, geralmente de sdio: R-O-SO3-Na+e R-SO3-Na+;


34/215

33

mono e di-alquil-fosfatos, derivados do cido fosfrico RPO4H2;

derivados da amnia (NH3): aminas primrias (R-NH2) e sais quaternrios de

amnio (R-N(CH3)3+Cl-);

reagentes menos comuns, como sulfossuccinatos, sulfossuccinamatos, sarcosinatos

e hidroxamatos (ROC-HN-ONa).

Ainda segundo Peres e Araujo (2009), esses reagentes possuem como principais

propriedades:

propenso hidrlise ou dissociao, governada pelo pH da soluo, afetando

fortemente a atividade superficial por meio da predominncia da espcie inica ou

molecular;

diminuio da tenso interfacial na interface ar/soluo, quando presentes em

soluo diluda;

tendncia a formar micelas, no caso de homlogos de cadeia longa.

Nos oxi-minerais, os compostos ionizveis no tio podem se adsorver por meio de

atrao eletrosttica entre a cabea polar do reagente e a superfcie do mineral, carregada com

carga oposta. Aps essa etapa, hemimicelas so formadas por ligaes de van der Waals entre

os radicais do coletor. Outro mecanismo de concentrao do reagente na superfcie mineral

a adsoro qumica que ocorre independentemente da atrao ou repulso eletrosttica e

tambm seguida da formao de interaes de van der Waals entre os radicais do reagente

(PERES e ARAUJO, 2009).

3.2.3 Flotao catinica reversa de minrios de ferro

As primeiras pesquisas que culminaram no desenvolvimento da rota de flotao

catinica reversa de minrios de ferro ocorreram durante as dcadas de 1930 e 1940,

concomitantemente ao desenvolvimento das primeiras rotas de flotao aninica, no estado de

Minnesota (EUA). Na poca, aminas graxas eram empregadas. Atualmente, a rota de flotao

catinica reversa o processo mais utilizado na concentrao de minrios de ferro. ter

aminas parcialmente neutralizadas (25% a 30%) com cido actico so os reagentes coletores

empregados na flotao da ganga silictica. Os xidos de ferro so deprimidos por amidos no

modificados, cuja preparao realizada por gelatinizao, geralmente com NaOH (ARAUJOet al., 2009). Esse reagente tambm utilizado no processo como modulador de pH,

possibilitando-se ajustar o pH do sistema para a um valor de pH em torno de 10,5, ideal para a


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34

atuao da amina tanto como coletor quanto como espumante e para a manuteno do sistema

disperso.

3.2.3.1 Amina

As aminas so os coletores tradicionalmente utilizados na rota de flotao catinica

reversa de minrios de ferro, apresentando elevado poder coletor para a ganga silictica. Elas

consistem em compostos orgnicos alifticos derivados da amnia (NH3), tm como matrias-

primas principais os leos e as gorduras, saturadas ou insaturadas, so classificadas como

primrias, secundrias ou tercirias (figura 3.8) e possuem cadeia carbnica com nmero de

tomos de carbono pares, com 8 a 22 carbonos (ROSE e ROSE, 1957). Leal Filho e Neder(2005) chamam ateno para o fato de tal definio no incluir as aminas obtidas a partir de

alcois sintticos e que podem apresentar nmero mpar de carbonos em suas cadeias.

Segundo Bulatovic (2007), o nmero de radicais hidrocarbnicos ligados ao nitrognio

(aminas primrias, secundrias ou tercirias) tem influncia na eficincia da flotao.

Figura 3.8 Estrutura da amnia, aminas primria, secundria e terciria e estrutura do on quaternrio de

amnio (LEAL FILHO E NEDER, 2005).

As principais rotas de produo das aminas comeam pela ciso dos leos e gorduras,produzindo-se cidos graxos ou alcois (figura 3.9). Estes compostos so, ento, matrias-

primas para a produo das aminas e seus derivados nitrogenados utilizados na rota de

flotao catinica reversa dos minrios de ferro (LEAL FILHO E NEDER, 2005). Segundo

Bulatovic (2007), as aminas podem ser classificadas em trs grupos de acordo com o mtodo

pelo qual elas so obtidas e pelo tamanho da cadeia hidrocarbnica: aminas graxas, ter-

aminas e condensadas (tabela III.1). As aminas graxas so aminas alifticas cujo grupo alquila

contm entre 8 e 22 carbonos. Elas so derivadas dos cidos graxos pela converso destes emnitrilas e posterior hidrogenao dessas. Fazem parte deste grupo as aminas primrias,

secundrias e tercirias. As diaminas so obtidas pela reao de aminas primrias com


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35

acrilonitrilas. As ter-aminas so obtidas pela reao de um lcool com acrilonitrila. Devido

presena do oxignio na cadeia hidrocarbnica, esses compostos apresentam maior carter

hidroflico que as aminas primrias de mesmo tamanho de cadeia. ter-diaminas so obtidas

pela reao da ter-amina com a acrilonitrila. As aminas condensadas, que so menos

importantes que as ter-aminas e aminas graxas na flotao, so produto de reao de

poliaminas com cidos orgnicos. A quantidade de nitrognio nas aminas condensadas

dependente da composio da poliamina de origem.

Figura 3.9 Principais rotas de produo das aminas e seus derivados (LEAL FILHO E NEDER, 2005).

Tabela III.1 Classificao das aminas de acordo com o mtodo de obteno e tamanho de cadeia


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36

O processo de adsoro das aminas descrito como uma combinao entre dois

mecanismos: interaes eletrostticas e interaes do tipo van der Waals. Inicialmente, a

atrao eletrosttica entre o grupo polar positivo (nitrognio protonizado ou quartenarizado)

do reagente dissociado e a carga superficial negativa dos minerais ocasiona a adsoro da

amina como um contra-on na superfcie mineral. A presena de espcies moleculares da

amina entre as espcies dissociadas possibilita a formao de um filme hidrofbico na

interface slido/lquido, uma vez que as primeiras reduzem a repulso entre as cabeas

polares das espcies inicas. Um segundo mecanismo, as interaes do tipo van der Waals

entre as cadeias carbnicas das aminas previamente adsorvidas promovem, por fim, um

reforo do filme hidrofbico, tornando-o mais compacto (SOMASUNDARAN e

RAMACHANDRAN, 1988).

3.2.3.2 Amido

O amido (figura 3.10) um reagente consagrado na indstria de minrio de ferro

devido sua atuao como depressor na flotao reversa desse minrio. Trata-se de um

reagente relativamente barato, de fcil preparao e com timos resultados na depresso dos

xidos de ferro, e atuao mnima na depresso do quartzo. O amido consiste em uma mistura

de dois polissacardeos, amilose e amilopectina, formados por polimerizao de molculas de

D-glicose atravs de sntese por desidratao. A amilose insolvel em gua, enquanto a

amilopectina solvel. O peso molecular mdio do amido no modificado supera 300.000

u.m.a. (PERES e ARAUJO, 2009). De acordo com Bulatovic (2007), a razo entre os

percentuais de amilose e amilopectina nunca constante, e no a predominncia de um ou

de outro polissacardeo que determinar o desempenho do amido na flotao, mas sim as

vrias modificaes introduzidas no processo de fabricao deste. O autor cita o grau de

oxidao do amido como uma dessas modificaes capazes de determinar a funcionalidade do

reagente. Peres e Araujo (2009) chamam a ateno para a ao floculante do amido de milho

no modificado. Este composto por leo, protenas, umidade, fibras e matria mineral, alm

da amilose e da amilopectina. O leo atua inibindo a formao de espuma, sendo seu teor alvo

de controle. Outra caracterstica importante na utilizao do amido est no fato de que o

amido no modificado no solvel em gua temperatura ambiente, sendo a sua

solubilizao alcanada pelo uso de NaOH, em um processo chamado gelatinizao, ou pelo

uso de calor. Alm do amido de milho, outras fontes tm sido pesquisadas no intuito de se

obter melhores resultados, custos mais baixos ou menores passivos ambientais. Um bom


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37

exemplo se encontra na mandioca, cujo amido apresenta maior viscosidade, indicativo de

maior massa molecular, e teor desprezvel de leo.

Segundo Peres et al.(1992), a adsoro do amido sobre as partculas de hematita teriaa contribuio de trs fenmenos: formao de ligaes de hidrognio, interaes

eletrostticas e formao de sais. Brando (2005) chama a ateno para a adsoro do amido

em maior extenso na hematita que no quartzo, sendo essa diferena quantitativa o sucesso do

reagente. Alm disso, o autor ressalta o papel floculante desempenhado pelo reagente junto

aos xidos e hidrxidos de ferro.

Figura 3.10 Frmula estrutural do amido (BULATOVIC, 2007).

3.2.4 Flotao aninica direta de minrios de ferro

As primeiras tentativas de flotao para minrios de ferro foram realizadas comreagentes coletores aninicos, a saber, sulfonatos, cidos graxos e hidroxamatos (HOUOT,

1983), em uma poca em que ainda no se vislumbrava o processamento de minrios de baixo

teor. Atualmente, com a crescente escassez dos minrios de ferro de alto teor e o

reprocessamento de materiais considerados rejeitos no passado, a flotao aninica direta tem

se tornado uma possibilidade cada vez mais atraente

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Caracterização, Estudos Fundamentais e Flotação de Minério de Ferro Goethítico