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FLOTAÇÃO E PROPRIEDADES 
DA INTERFACE
UNIDADE III
MÁQUINAS DE FLOTAÇÃO
Elaboração
Cristiane Oliveira de Carvalho
Produção
Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração
SUMÁRIO
UNIDADE III
MÁQUINAS DE FLOTAÇÃO ................................................................................................................................................................5
CAPÍTULO 1
CLASSIFICAÇÃO DA FLOTAÇÃO ............................................................................................................................................. 6
CAPÍTULO 2
MÁQUINAS MECÂNICAS ............................................................................................................................................................ 9
CAPÍTULO 3
MÁQUINA PNEUMÁTICA ......................................................................................................................................................... 14
REFERÊNCIAS ...............................................................................................................................................18
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UNIDADE IIIMÁQUINAS DE FLOTAÇÃO
A terceira unidade trata dos processos de flotação e dos equipamentos. O capítulo 1 
apresenta diversos processos de flotação, além da flotação que é o principal processo 
utilizado na concentração de minerais. O capítulo 2 aborda sobre as máquinas mecânicas, 
explicando o que é uma célula e apresentando o funcionamento desse tipo de equipamento, 
além de citar alguns dos principais componentes. O capítulo 3 trata das máquinas 
pneumáticas, suas principais características, como elas participam no processo de 
flotação, além de citar alguns dos principais modelos industriais.
Objetivo da unidade
 » Entender as principais funções que um equipamento deve satisfazer.
 » Conhecer as características da máquina mecânica utilizadas no processo de flotação.
 » Compreender as características da máquina pneumática usada no processo de 
flotação.
Você sabia que existem equipamentos de flotação para ensaios de bancada? A figura 
abaixo mostra a célula de flotação em bancada: equipamento e equipamento em 
uso, respectivamente.
Figura 14. Célula de flotação em bancada: equipamento e equipamento em uso, respectivamente.
Fonte: Sousa (2016).
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CAPÍTULO 1
CLASSIFICAÇÃO DA FLOTAÇÃO
A flotação age normalmente nas interfaces água/ar e água óleo (menos usada), para 
efetuar o processo de separação entre os minerais valiosos. Outras interfaces estão 
sendo pesquisadas, tais como a interface água + álcool/ar e água/plástico com o intuito 
de descobrir demais aplicações (LUZ et al., 2010).
Os processos mais utilizados na indústria são descritos a seguir:
Flotação por Espumas (Froth flotation) – É o processo mais relevante e mais 
utilizado. Nesse tipo de flotação, os minerais hidrofobizados dispersos em meio aquoso 
são capturados por bolhas de ar e deslocados para a superfície, sendo retirados na camada 
de espumas por transbordo ou mecanicamente. Já os minerais hidrofílicos se mantêm 
na fase aquosa acompanhando o fluxo de água.
Figura 15. Processo de flotação por espumas.
Fonte: https://www.br.endress.com/pt/industrias-brasil/primaries-metals/separacao-mineracao.
Flotação em Película (Skin flotation) – Nesse tipo de flotação, os minerais são 
separados usando a interface água/ar. O processo consiste em despejar vagarosamente 
os minerais na superfície da água, as partículas hidrofílicas se molham e afundará, 
enquanto as partículas hidrofóbicas continuaram na superfície sem se molhar, sendo 
retiradas por transbordamento.
Flotação em Óleo (Bulk oil flotation) – A separação dos minerais é realizada 
usando as propriedades da interface água/óleo. Nesse caso, as partículas são agitadas 
em suspensão água/óleo. Depois de algum tempo de repouso do sistema água/óleo, as 
partículas hidrofílicas molham e se afundam, enquanto as hidrofóbicas se concentram 
na interface água/óleo.
https://www.br.endress.com/pt/industrias-brasil/primaries-metals/separacao-mineracao
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MÁQUINAS DE FLOTAÇÃO | UNIDADE III
Flotação Carreadora (Carrier flotation) – Processo aplicado para realizar a 
recuperação de partículas ultrafinas, empregando-se partículas grosseiras e hidrofobizadas 
previamente. Assim, as partículas hidrofóbicas se ligam às partículas grosseiras e são 
transportadas pelas bolhas de ar, resultando na flotação.
Eletroflotação – Tipo de processo de flotação em que bolhas de gás são formadas pela 
decomposição eletroquímica da água.
Flotação em floco (Floc flotation) – Usado para recuperação de partículas finas 
depois da sua agregação seletiva. Depois que ocorre a agregação, os flocos são flotados.
O processo mais utilizado na flotação mineral para concentrar os minerais é a flotação 
por espuma e será o mais abordado. É necessário entender alguns conceitos técnicos 
específicos para determinar a maneira como o processo de flotação será conduzido. 
Explicando algumas definições:
 » Flotação direta – O mineral de valioso é flotado e separado na espuma, enquanto 
o mineral de ganga segue o fluxo da polpa mineral. Exemplo: flotação de minérios 
de cobre, chumbo e zinco etc.
 » Flotação reversa – O mineral de ganga é flotado, e os minerais valiosos ficam 
na polpa mineral. Exemplo: flotação de minério de ferro.
 » Flotação coletiva (Bulk flotation) – Consiste no processo em que um grupo 
de minerais com características similares são flotados em grupo.
 » Flotação seletiva – Também chamada de flotação diferencial, ocorre apenas 
quando uma espécie mineral é flotada.
 » Flotação instantânea (Flash flotation) – Flotação efetuada em intervalos 
pequenos de tempo, depois da moagem. As partículas não liberadas (mistas) 
voltam para o moinho para realizar uma nova etapa e serem flotadas novamente.
Brod (2012) esclarece que somente alguns minerais são hidrofóbicos naturalmente, tais 
como enxofre, grafita, talco, molibdenita e carvão. Esse grupo pode ser flotado de forma 
direta. No entanto, grande parte das partículas é naturalmente hidrofílica e, portanto, é 
preciso acrescentar reagentes para que a flotação se efetive, seja essa direta ou reversa. O 
acréscimo de reagentes é realizado conforme as espécies minerais que serão separadas.
Santana (2011) afirma que o processo de flotação pode ser classificado de acordo com o 
material a removido ou separado são: flotação mineral, coloidal, iônica e de precipitados. 
O autor ainda explica que a flotação, conforme o método de geração de bolha, pode ser: 
eletroflotação, flotação por ar disperso e flotação por ar dissolvido. 
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Flotação por ar disperso – Nesse processo, a formação de bolhas é produzida por 
agitação, pelo acréscimo de bolhas no equipamento de flotação, ou mesmo usando um 
meio dispersor. O dispersor pode possuir diversos níveis de porosidade e pode ser rígido 
(cerâmica porosa, aço ou polietileno) ou macio (borracha, filtro). Os poros do dispersor 
ditam os tamanhos das bolhas, no entanto geralmente são grandes se comparados a 
processo de flotação por ar dissolvido e variam de 100 a 3000µm, sendo possível flotar 
partículas grossas.
Flotação por ar dissolvido (FAD) – É fundamentada na solubilidade do ar na água, 
conforme a pressão do sistema. Essa dissolução do ar na água aumenta com o aumento 
da pressão. Primeiramente a água é saturada com ar em uma câmara em elevadas 
pressões. Depois desse procedimento, a corrente aquosa segue para o equipamento de 
flotação e passa por uma redução de pressão atmosférica; ao passar por elementos de 
constrição de escoamento, realiza a liberação do ar que está em excesso, formando uma 
nuvem de microbolhas na polpa.
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CAPÍTULO 2
MÁQUINAS MECÂNICAS
A flotação é um processo extremamente relevante para a concentração de minerais e 
tem possibilitado o crescimento e o aprimoramento dos equipamentos de flotação. A 
condição essencial para um bom desempenho dessa operação unitária é a existência de 
equipamentos fidedignos(ULIANA, 2017).
Essa confiabilidade está relacionada com a “obtenção de alto desempenho metalúrgico 
e capacidade para receber, transportar e distribuir os fluxos da alimentação, do flotado 
e do deprimido – além de ter a capacidade de distribuir corretamente os fluxos de ar, 
que devem ser constantemente inseridos no equipamento” (ULIANA, 2017, p. 27). 
Santana (2011) explica que o desempenho de um processo é de acordo com as condições 
químicas e hidrodinâmicas presentes no equipamento, porque estas facilitam a adesão das 
partículas hidrofóbicas a bolhas de ar e possibilitam o transporte das bolhas mineralizadas 
para a fase da espuma, na parte superior do equipamento.
Conforme Luz et al. (2010), existem algumas operações que estão diretamente vinculadas 
ao processo de flotação, tais como: condicionamento; dosagem e adição de reagentes; e 
a flotação que se realiza de fato.
Essa mesma referência explica que ainda é preciso realizar outras operações com 
grande frequência, como o adensamento das polpas com o objetivo de possibilitar o 
condicionamento, atrição da superfície das partículas, a qual tem como finalidade a retirada 
de coberturas de lama ou de óxidos; transporte de polpas e espumas; instrumentação 
e controle do processo.
Esses equipamentos de flotação precisam ser adequados para executar diversas funções 
concomitantemente com a finalidade de alcançar uma maior eficiência no processo. Por 
isso, é preciso (MARIA, 2009):
 » sustentar as partículas em suspensão: para que isso ocorra, é preciso que a polpa 
esteja sobre certo nível de agitação, de modo que a velocidades ascendente das 
partículas minerais na polpa seja maior que a velocidade de sedimentação das 
mesmas;
 » produzir e espargir as bolhas de ar: precisam ser produzidas bolhas com tamanhos 
apropriados para a coleta de partículas com diversos tamanhos. É importante 
entender que os equipamentos devem possibilitar uma dispersão adequada das 
bolhas de ar por toda a polpa, auxiliando o contato partícula-bolha;
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 » coletar seletivamente e promover o transporte do mineral de valor: possibilitar a 
colisão eficiente das partículas com as bolhas de ar é importante para que aconteça 
a adesão das partículas minerais hidrofóbicas às bolhas e para que ocorra o 
deslocamento ascendente do conjunto partícula-bolha para a camada de espuma.
Maria (2009) esclarece que existem diversos equipamentos de flotação com diferentes 
características e fatores básicos a serem levados em consideração na análise do desempenho:
 » performance atrelada ao teor e recuperação do mineral de valor;
 » capacidade de alimentação de sólidos por unidade de volume;
 » dispêndios operacionais por tonelada de sólidos alimentada;
 » simplicidade de operação.
Máquinas de Flotação
Essas máquinas de flotação são tanques que recebem a polpa alimentada initerruptamente, 
por um dos seus lados e descarrega pela face oposta. A unidade que compõe esses tanques 
é conhecida como célula. 
Essas células podem ser únicas, mas normalmente são utilizadas em agrupamentos de 
duas ou mais. Nesses casos, é instalado numa extremidade do conjunto um compartimento 
para realizar a alimentação e na extremidade oposta um compartimento para efetuar 
a descarga. Existem alguns modelos de células fechadas, no entanto atualmente os 
modelos não usam divisões entre uma célula e outra.
Nesse modelo, a espuma sobe e é descarregada pela frente (mas, em alguns modelos, 
é descarregada por trás) derramando sobre as calhas que estão dispostas na extensão 
do conjunto de células. Assim, o material deprimido é deslocado pela corrente de água 
e sai pelo fundo da célula, seguindo para a próxima célula, até ser descarregado pela 
caixa de descarga.
Figura 16. Arranjo das células de flotação.
 
 
Alimentação 
Caixa de alimentação 
Caixa 
de descarga 
Fonte: Luz et al. (2010).
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MÁQUINAS DE FLOTAÇÃO | UNIDADE III
Dentro dessas células são instaladas as máquinas de flotação, que é um rotor, colocado 
no fundo da célula, suspenso por um eixo conectado a um acionamento, com movimento 
de giro dentro do tubo.
Esse rotor tem como finalidade primordial manter a polpa em agitação e, assim, em 
suspensão, impedindo que as partículas se sedimentem. Essa rotação do rotor produz 
uma região com pressão negativa dentro da célula e faz com que o ar atmosférico seja 
aspirado por meio do tubo que circunda o eixo de acionamento do rotor (LUZ et al., 
2010; MARIA, 2009).
Portanto o rotor tem como principal função a agitação e aeração da polpa. Em conjunto 
com o rotor, existe uma peça conhecida como estator e tem como finalidade quebrar 
as bolhas de ar produzindo uma elevada quantidade de bolhas com pequeno diâmetro.
Segundo Lima (2009, p. 31 e 32), o rotor tem as seguintes funções:
suspensão dos sólidos;
dispersão do ar introduzido em pequenas bolhas;
agitação turbulenta, proporcionando a colisão partícula-bolha;
transferência de polpa de uma célula para outra num circuito em série;
formação de uma camada de espuma no topo das células.
A Figura 17 mostra um rotor e um estator de uma máquina de flotação de modelos 
diferentes 
Figura 17. Máquinas de flotação. 
Rotor/ estator
Calha
Tubo de ar 
comprimido
calha
Tubo 
vertical 
Distribuidor 
rotor 
exaustor 
Fundo falso 
O rotor puxa o ar 
para o tubo vertical 
O rotor puxa a 
polpa para cima 
acionamento 
Fonte: Luz et al. (2010) e Will (2016).
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UNIDADE III | MÁQUINAS DE FLOTAÇÃO
Existem diversos projetos quanto ao formato da célula, do conjunto rotor-estator, entre 
outros aspectos mecânicos. Na figura a seguir estão os esquemas de roto-estator.
Figura 18. Desenho esquemático de: rotores estatores.
 
 
Metso Metso 
Outokumpu Dorr-Oliver 
Fonte: Luz et al. (2010).
As células mecânicas de flotação foram os primeiros equipamentos a serem utilizados 
no processo de concentração de minérios. As primeiras células mecânicas foram as 
cell to cell, no entanto, de acordo com a complexidade do projeto e seu alto custo de 
construção, foram produzidas as células open flow (MARIA, 2009).
As máquinas mecânicas são categorizadas conforme o fluxo da polpa em cell to cell e 
open flow. As primeiras máquinas são dotadas de vertedouro entre cada compartimento 
e são largamente utilizadas em usinas com pequena capacidade e com diversas etapas 
de limpeza, especialmente de partículas finas (MARIA, 2009; SILVA, 2005).
Já as células open flow possuem passagem livre do fluxo de polpa e elevada aplicação, 
sendo produzidas por diversas empresas com aspectos construtivos específicos. A 
diferença básica de cada fabricante está na geometria do tanque e no projeto do rotor 
(impelidor e difusor).
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MÁQUINAS DE FLOTAÇÃO | UNIDADE III
Figura 19. Cell-to-cell e opew flow.
 
 
Tubo vertical 
Haste ajustável 
Difusor 
Impelidor 
Tu
bo
 d
e 
 
 a
lim
en
ta
çã
o 
 
Polpa 
Fluxo de polpa 
Fluxo de polpa 
 Polpa/dispersão 
de ar difusor impelidor 
Tubo de ar 
Ar pressurizado Bolsa de espuma 
removível 
Fonte: Will (2016).
Lima (2009) explica que, para selecionar o equipamento, é preciso considerar os fatores 
econômicos, a simplicidade de assistência técnica e de manutenção. Para analisar o 
desempenho das células de flotação, é preciso conhecer critérios basilares:
desempenho metalúrgico (recuperação e teor);
capacidade, expressa em toneladas tratadas por unidade de volume;
consumo de energia por tonelada de material tratado;
aspectos relacionados aos custos de aquisição, operacionais e de 
manutenção. (LIMA, 2009, p. 35)
O aumento do uso das células mecânicas de flotação está vinculado com:
 » custos operacionais mais baixos;
 » melhor controle do processo;
 » eficiência no consumo de energia;
 » não compromete o desempenho do processo.
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CAPÍTULO 3
MÁQUINA PNEUMÁTICA
As células pneumáticas foram desenvolvidas com o objetivo de suprir deficiências que 
existem nas células mecânicas. Essas células pneumáticas não possuem impelidor para 
agitaçãoe também não possuem peças móveis.
Nesse caso, a agitação e aeração da polpa ocorrem pelo uso de ar comprimido, possuindo 
maior gasto energético. No entanto, a turbulência no interior dessas células é menor 
possibilitando, assim, flotar partículas mais finas do que seria normalmente possível 
na célula mecânica.
A instalação dos aeradores é feita externamente a cuba de flotação e tem como principal 
finalidade melhorar as ocorrências entre o conjunto partícula-bolhas (colisão, adesão e 
estabilidade do agregado) que são imprescindíveis para o êxito da flotabilidade.
Basicamente, o princípio de uma célula pneumática é gerar e dispersar bolhas de ar na 
polpa sem depender do sistema de agitação da célula (MARIA, 2009). A figura abaixo 
mostra um esquema de uma célula pneumática.
Figura 20. Representação esquemática de uma célula pneumática.
 
 
Flotado Flotado 
Ar 
Fonte: Maria (2009).
Silva (2015) explica que as células pneumáticas possuem algumas vantagens:
 » eficiência de partículas penas e grossas, em que muitas vezes a flotação em célula 
não é eficaz;
 » células com dimensões menores, resultando na necessidade de espaço menor para 
implantar a unidade;
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MÁQUINAS DE FLOTAÇÃO | UNIDADE III
 » menor dispêndio energético por não ser preciso o uso de rotor para deixar a polpa 
em suspensão;
 » ausência de componentes mecânicos, tendo assim menor turbulência;
 » grande faixa de distribuição granulométrica da polpa;
 » tempo de residência baixo.
Hidrodinamicamente a célula pneumática é diferente dos equipamentos frequentemente 
usados nos circuitos industriais de concentração, que são as células mecânicas e a coluna 
de flotação.
De acordo com Uliana (2017), a direção de fluxos em uma célula pneumática é diferente 
de uma coluna de flotação, isto é, não há contrafluxo. Os fluxos das partículas contidas 
na polpa e no ar são similares no aerador e na cuba. Esse mesmo autor mostra, por meio 
de outro esquema, a operação dessa célula. 
Figura 21. Esquema de célula pneumática: células, caixas e bombas.
 
 
Alimentação 
Deprimido 
Flotado 
Aerador 
Fonte: Uliana (2017).
A alimentação da polpa é inserida no conjunto caixa/bomba. Em seguida, é bombeada 
initerruptamente para a célula pneumática, que possui basicamente o aerador e a cuba 
de flotação. 
O ar entra em contanto com a polpa, depois de ser inserido no aerador por meio de 
autossucção ou mesmo forçado. A bolha é gerada e entra em contato com a superfície 
da partícula hidrofobizada, o que favorece a adesão da bolha na partícula. 
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UNIDADE III | MÁQUINAS DE FLOTAÇÃO
Quando o ar é inserido por meio da autossucção, é preciso saber que há um limite de 
ar na polpa. Essa quantidade de ar é diretamente proporcional à pressão e/ou vazão de 
polpa que perpassa o aerador. Já no caso de uma inserção de ar foçada na polpa, essa 
quantidade de ar adicionada à polpa não é limitada, no entanto pode ser preciso utilizar 
equipamentos auxiliares como sopradores, ventiladores e/ou compressores.
O deprimido e o flotado são separados na cuba de flotação. O deprimido segue pra a 
caixa de concentrado, e, se necessário, parte desse fluxo pode voltar para a caixa de 
alimentação (carga circundante e/ ou adequação do nível de caixa). Enquanto isso, 
o flotado segue para a caixa de rejeito, e, se for viável operacionalmente, esse fluxo é 
encaminhado para o estágio posterior por bombeamento.
Maria (2009) e Silva (2005) esclarecem que as células pneumáticas podem ser categorizadas 
conforme sistema de injeção ar:
 » Máquinas com tela: o ar é inserido na parte inferior do equipamento, por meio 
de um fundo poroso ou um rotor oco recoberto por uma camisa que possui furos. 
Esse tipo de máquina está apresentado na Figura 22.
 » Máquinas sem tela: o ar é inserido pela parte superior do equipamento de forma 
a realizar uma intensa circulação da polpa. Esse tipo de máquina está apresentado 
na Figura 22.
Figura 22. Esquema de célula com tela: célula callow.
 
 
6 
3 5 
1 
4 
Fonte: Silva (2005).
1 – alimentação; 2 – concentrado; 3 – controle do rejeito; 4 – ar comprimido; 5 – fundo poroso; 6 – sifão.
Existem diversos modelos de células pneumáticas. Alguns dos mais utilizados na indústria 
estão apresentados na Figura 23 e são: G-Cell, Pneuflot e Jameson Cell. Na maioria dos 
modelos, a diferenciação está no design aerador ou no modo como é executado o sistema 
de alimentação. Ter ou não o distribuidor na parte interna da cuba de flotação é outra 
diferenciação entre os modelos apresentados (ULIANA, 2017).
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MÁQUINAS DE FLOTAÇÃO | UNIDADE III
Figura 23. Modelos: G-Cell, Pneuflot e Jameson Cell.
Fonte: Silva (2015).
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REFERÊNCIAS
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(Mestrado em Engenharia de Minas) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2012.
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REFERÊNCIAS
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Referências Ilustrativas
Figura 2
Fonte: http://www.brastorno.com.br/produto/coluna-de-flotacao/.
Figura 11
Fonte: https://betaeq.com.br/index.php/2015/08/28/adsorcao/.
http://www.brastorno.com.br/produto/coluna-de-flotacao/
https://betaeq.com.br/index.php/2015/08/28/adsorcao/
	UNIDADE III
	Máquinas de Flotação
	Capítulo 1
	Classificação da Flotação
	Capítulo 2
	Máquinas mecânicas
	Capítulo 3
	Máquina Pneumática
	Referências