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BENEFICIAMENTO MINERAL
UNIDADE IV
CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA
Elaboração
Cristiane Oliveira de Carvalho
Produção
Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração
SUMÁRIO
UNIDADE IV
CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA .............................................................................................................................................5
CAPÍTULO 1 
CARACTERIZAÇÃO DO MINÉRIO ............................................................................................................................................ 7
CAPÍTULO 2 
LIBERAÇÃO DO MINÉRIO ........................................................................................................................................................ 11
CAPÍTULO 3 
ANÁLISES COMPLEMENTARES ............................................................................................................................................. 14
REFERÊNCIAS ...............................................................................................................................................17
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UNIDADE IVCARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA
A quarta e derradeira unidade foi separada para a caracterização mineralógica dos 
minérios. O primeiro capítulo explica a importância da caracterização mineralógica 
dos minérios e as etapas que envolvem essa caracterização.
Este capítulo ainda explana sobre as análises qualitativas e semiquantitativas e outros 
ensaios que abrangem essa caracterização.
O Capítulo 2 expõe os ensaios da liberação da granulometria do material. Os ensaios 
apresentados são liberação em meio denso, análise química e liberação em microscópio 
óptico.
O último capítulo apresenta outas técnicas complementares que se aplicam a caracterização, 
como análises convencionais, análises químicas, análises térmicas e outras.
Objetivos da Unidade
 » Estudar a caracterização dos minérios e as principais etapas que abrangem esse 
processo.
 » Compreender algumas técnicas de liberação granulométrica do minério.
 » Conhecer técnicas complementares ligadas a caracterização do minério.
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UNIDADE IV | CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA
Você sabe como se apresentam as curvas de análises térmicas? A figura a seguir está 
representando uma curva ADT/ATG de uma amostra de concentrado de molibdenita.
Figura 23. Curva de ADT/ATG para concentrado de molibdenita.
 
 
8.855% 
(3.896mg) 
 
60,15% 
(26,47mg) 
 
Início da 
oxidação 
 
763,75°C 
 
557,74°C 
 
0,3 
 
0,2 
 
0,1 
 
0,0 
 
-0,1 
 
-0,2 
 
Te
m
pe
ra
tu
re
 D
iff
er
en
ce
 (°
C/
m
g)
 
100 
 
80 
 
60 
 
40 
 
20 
 0 
200 
 
400 
 
600 
 
800 
 
1000 
 
1200 
 
Temperature (°C) 
 
Fonte: Braga, (2013).
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CAPÍTULO 1 
CARACTERIZAÇÃO DO MINÉRIO
A mineralogia utilizada para o beneficiamento de minério é importante para o entendimento 
das características elementares dos minerais compreendidos em amostras representativas 
do material que sai da mina (run of mine).
Isso é realizado em fragmentos rochas e/ou amostras e produtos granulares representativos. 
Executar esses procedimentos ajuda o profissional com informações vinculadas 
ao desenvolvimento e otimização das técnicas de beneficiamento mineral para uso 
metalúrgico.
A caracterização mineralógica define e mensura todo o grupo mineralógico, determinando 
assim quais são os minerais importantes e os de ganga, aqueles que possuem impurezas, e 
como mensurar a distribuição de componentes proveitosos entre os minerais de minério. 
Avalia também a textura da rocha, determinando a dimensão da partícula necessária 
para separar os minerais de interesse dos de ganga, e também estabelece as propriedades 
físico-químicas deste mineral, produzindo as informações necessárias para delinear o 
processamento.
O processo de beneficiamento nem sempre se desenvolve apenas por relatórios de 
pesquisas geológicas, abrangendo informações de um depósito mineral relativos à 
petrologia, litoestratigrafia, geologia estrutural, geologia econômica, mineralogia descritiva 
e outros. (LUZ et al., 2010)
É preciso que os dados obtidos nas análises de mineralogia usadas ao beneficiamento 
do minério não se restrinjam às identificações dos constituintes da amostra, mas que 
tenham as avaliações quantitativas ou semiquatitativas dos mesmos.
É importante que os estudos mineralógicos sejam determinados e direcionados pelos 
métodos de separações e concentrações, buscando as elevadas recuperações dos minerais 
significativos.
Um laboratório de caracterização mineralógica precisa ser composto por um especialista 
em mineralogia e profissionais com atribuições analíticas e instrumentais, pois esses 
laboratórios possuem diferentes instrumentos, sendo alguns sofisticados.
O êxito de uma caracterização é potencializado se houver, ainda, um bom entendimento dos 
processos de concentração e/ou extração. Assim é possível empregar esses conhecimentos 
no minério que está sendo avaliado, assim como princípios sobre as especificações do 
produto.
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UNIDADE IV | CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA
Diante da enorme diversidade dos minérios ou ainda variedade de produtos gerados por 
certos processos de concentração, é importante que alguns aspectos sejam avaliados, 
pois são elementares na caracterização mineralógica voltada para o beneficiamento.
Abaixo estão alguns estágios que envolvem a caracterização mineralógica.
Figura 24. Fluxograma das principais etapas de caracterização mineralógica.
 
 
Amostra de arquivo Amostra Run of mine
Petrografia de fragmentos
mineralizados ou não
Ensaios 
de britagem e moagem
Tomadas de amostras 
representativas de massa 
reduzida
Alíquotas para os 
defirentes ensaios de 
caracterização 
mineralógica
Alíquotas para 
caracterização 
mineralógica
Separação granulómetrica
Espectrografia ótica 
de emissão
Alíquotas para análises 
granulómetricas
(série de tyler)
Alíquotas para análises 
químicas
Ensaios de concentração 
e tabelas de distribuição 
de produtos
Análises químicas 
quantitativas
Determinação do grau de 
liberação do metal ou 
material de interesse
Separação 
eletromagnética
Separação em meio 
denso
Microscopia ótica da 
fração dos produtos
Espectrografia ótica de 
emissão
Determinação da 
composição mineralógica 
semiquantitativa
Difratometria de raio-X
Fonte: Luz et al., (2010).
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CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA | UNIDADE IV
Análise qualitativa
Os estudos realizados no microscópio óptico polarizante necessitam de grande atenção 
devido à constituição do minério e a sua caracterização mineralógica.
Essas análises possibilitam uma visualização real de como esses constituintes se comportam 
diante do beneficiamento, sem qualquer dependência se representa o mineral útil ou 
de ganga. 
Uma análise deste tipo está fundamentada basicamente na identificação das propriedades 
ópticas dos minerais por meio desse microscópio. 
Quando uma amostra representativa run-of-mine é encaminhada para o laboratório, 
inicia-se o estudo mineralógico, onde são escolhidos os fragmentos para produzir lâminas 
finas e/ou seções polidas para o estudo óptico.
Para o beneficiamento de minério a caracterização é realizada através de frações 
representativas, que geralmente são moídas em granulometrias inferiores a 1,68 mm. 
Para valores que estão no intervalo de 1,68mm e 208 μm, essas análises poder ser 
executadas com o auxílio de uma lupa binocular.
Materiais que possuem uma granulometria inferior a 208µ e vão até 37μm são normalmente 
avaliados por um microscópio óptico polarizante. Alíquotas menores que 37 μ podem ser 
avaliadas ao microscópio óptico com atenção redobrada, e fazendo uma complementação 
com técnicas como a difratometria de raios x e análises químicas.
 Análise semiquantitativa
Observações no microscópio óptico e lupa binocular são alguns dos métodos utilizados 
para realizar a análise semiquantitativa. Acompanhada de um analisador de imagem 
conectado ao Microscópio Eletrônico de Varredura, esses valores possuem precisão e 
confiabilidade.Vale reiterar que uma alíquota para essa análise precisa ser cautelosamente manuseada 
com a finalidade de manter a representatividade em todos os estágios.
Isso deve começar desde a amostragem na jazida e deve permanecer nos ensaios dos 
laboratórios. A alíquota abrange critérios de homogeneidade, conhecimento antecipado 
da quantidade do mineral útil, além da granulometria de liberação do mineral útil e da 
ganga.
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UNIDADE IV | CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA
Ensaios de Concentração
Se uma amostra representativa possui uma granulometria menor que 1,68mm, conforme 
a natureza do minério e para auxiliar na sua concentração é importante que sejam 
separadas de acordo com as faixas granulométricas de peneiras da série de Tyler.
Geralmente são utilizados os seguintes intervalos de frações que estão entre 1,68 mm a 
590 μm, frações entre 590 e 210 μm; frações que vão de 210 a 37 μm e frações inferiores 
a 37 μm.
Com o objetivo de alcançar uma seletividade maior nos produtos e, portanto, otimizar 
os cálculos, as faixas granulométricas podem ser concentradas por meio da separação 
em meio denso, podendo utilizar líquidos densos e os mais comuns são o bromofórmio 
com densidade 2,89 e/ou iodeto de metileno com densidade 3,33 g/cm.
Os produtos provenientes dos ensaios de separação (minerais leves, pesados, magnéticos 
e não magnéticos) acontecem nas mais diversas frações granulométricas e precisam ser 
reconhecidos no microscópio óptico polarizante ou lupa binocular. 
Depois das identificações, serão analisadas suas quantidades percentuais nesses produtos 
e de modo consequente no minério.
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CAPÍTULO 2 
LIBERAÇÃO DO MINÉRIO
É imprescindível que os grãos minerais estejam completamente individualizados para 
reagirem com eficiência ao beneficiamento submetido.
Portanto, a liberação de um minério é estabelecida pela porcentagem de certo mineral 
valioso se exibe uma faixa granulométrica como partículas livres, ou seja, grãos 
monominerálicos (apenas um mineral).
Existem situações em que a liberação ocorre naturalmente, como no caso dos materiais 
aluvionares de minerais leves e pesados.
Boa parte dos minérios, entretanto, são assembleias minerais consistentes, necessitando 
de britagem ou moagem do material para realizar a liberação completa do mineral útil.
A liberação dos minerais é influenciada por:
 » dimensões;
 » formas e intercrescimentos dos grãos; 
 » coesões internas;
 » coesão entre os grãos;
 » natureza das associações minerais;
 » proporção dos minerais.
Para liberar um mineral útil da sua ganga é preciso vincular a textura primária da rocha 
mineralizada. E a percentagem da liberação pode ser alcançada em diversos índices de 
precisão e exatidão, usando os produtos de ensaios físicos com líquidos densos, dosagens 
químicas do elemento primordial, ou dos estudos em lupa e/ou microscópio óptico.
Liberação por meio denso
Considerado o procedimento mais rápido nos ensaios físicos para determinar a liberação 
dos minerais granulares de um minério ou de produtos. O gradiente de densidade é 
alcançado pela diferença de diversos líquidos pesados.
Quando o material é classificado em diferentes faixas granulométricas, e realmente 
liberado, toma a posição da coluna de gradiente o lugar equivalente a sua densidade. 
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UNIDADE IV | CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA
Para isso são usados líquidos que não se misturam com diversas densidades e, como 
resultado, são formadas faixas horizontais bem delimitadas.
Através de uma simples avalição visual é possível identificar a liberação das espécies 
mineralógicas. Este método se limita a gradientes com densidades inferiores a 4,3 
(solução de Clerici).
A figura a seguir apresenta quatro tubos de ensaios usados na separação por densidade, 
buscando a liberação mineral-minério nas diversas granulometrias. 
Estes tubos são ocupados com líquidos com diferentes densidades, que variam de 
acordo com a densidade do mineral valioso, que assim irá assumir a faixa do gradiente 
equivalente a suas densidades. Os tubos referidos são usados na liberação de material 
com quartzo, dolomita, fluorita e sulfetos.
Figura 25. Figura apresentando o aumento da liberação mineral com decréscimo da granulometria.
 
 
2,6 
2,8 
3,1 
3,3 
D
en
si
da
de
 
do
s 
líq
ui
do
s 
(d
) 
minerais 
Quartzo 
(d=2,65) 
Dolomita 
(2,8-2,9) 
Fluorita 
(d=3,01 a 
5,2) 
 Sulfetos 
(d=4,1 a 5,2) 
Faixas 
Granulométricas 
840 a 420µm 420 a 210µm 210 a 105µm 105 a 53µm 
Fonte: Luz et al., (2010.) 
Liberação por análise química
Uma alternativa à porcentagem de liberação do mineral de interesse pode ser a dosagem 
do teor do elemento químico do mineral, ou mesmo do único no mineral valioso, nos 
produtos de concentração alcançados através da separação nos líquidos densos.
Liberação ao Microscópio Óptico – Método de Gaudin
Um dos métodos mais triviais de liberação de minério é a avaliação visual em lupa 
binocular ou microscópio óptico.
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CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA | UNIDADE IV
Quando executados em laboratórios a definição da liberação de um minério é realizada 
em material granular. De acordo com o tamanho do grão as análises são realizadas em 
lupa binocular ou são usadas secções polidas daqueles minerais opacos e/ou lâminas 
finas dos transparentes para avaliação em estudos ao microscópio óptico polarizante.
O método de Gaudin para estabelecer o grau de liberação de minerais, é uma análise 
detalhada dos produtos que pertencem a faixas granulométricas estreitas, contando 
uma quantidade considerável de grãos minerais por faixa, distinguindo as partículas: 
livres, mistas e de ganga.
Se for preciso os produtos passam por um processo de concentração por separações 
densitária e/ou eletromagnéticas, conforme a quantidade de mineral útil presente.
Luz et al. (2010) citam que é preciso que sejam contados um valor médio de 200 grãos 
minerais, e registrados os índices de liberação das partículas livres e mistas.
Este índice é um valor mensurado que se atribui aos grãos que têm somente 
mineral-minério e grãos constituídos por frações do mineral-minério e ganga.
Logo após o índice de partículas mistas e o índice de partículas livres serem estimados, 
é encontrado o grua de liberação pela fórmula abaixo.
GL
I
I I
xL
L M
�
�
100
 Eq.10
Em que:
GL- grau de liberação;
IL-índice de liberação das partículas livres;
IM- índice de liberação das partículas mistas.
Figura 26. Figura mostrando as partículas liberadas e a partículas sendo liberadas com agulha, 
respectivamente.
 
 
Partícula do material de 
ganga 
Partícula livre do mineral de 
interesse (índice=10) 
Partícula mista do mineral de 
interesse (índice=5) 
Fonte: Luz et al. (2010); Ramos (2015).
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CAPÍTULO 3 
ANÁLISES COMPLEMENTARES
A avaliação da composição química das fases que compõem um minério é imprescindível 
à mineralogia aplicada. A composição química atrelada ao conjunto de informações sobre 
a identidade, proporção e liberação mineral é usada com frequência na determinação 
da distribuição dos elementos de interesse do minério. Há situações em que existem 
elementos traços que não são desejáveis no mineral valioso e afetam a resposta de certo 
processo de beneficiamento.
Em outras situações, quando esses elementos estão presentes no concentrado existem 
penalidades metalúrgicas. Identificar quais serão os elementos que serão avaliados em 
uma caracterização mineralógica varia conforme a complexidade mineral e a química 
do material avaliado, assim como a finalidade do seu uso posterior.
Análises químicas
Técnicas instrumentais foram aperfeiçoadas com a necessidade de determinar os 
elementos de concentração cada vez menores. No entanto, métodos tradicionais não 
foram extintos como:
 » Gravimetria – segrega o elemento a ser estudado, tomando o peso na forma pura 
ou mesmo composta. É preciso que procedimentos de separação (precipitação, 
eletrólise ou extração) sejam realizados.
 » Volumetria ou titulometria – estima o volume preciso de um reagentede 
concentração identificada que tenha uma reação quantitativa com a solução avaliada. 
Uma propriedade detectável que seja simples de ser identificada, como a cor, ou 
instrumentos, como de pH, eletrólise ou condutância, normalmente marcam o 
ponto de equivalência da reação. 
 » Colorimetria ou espectrofotometria de ultravioleta (UV) – Acontece a conversão 
do elemento a ser mensurado em solução colorida, e a intensidade da cor será 
conforme a concentração, que será submetida à absorção diferencial da luz para 
um determinado comprimento de onda. É comumente utilizada para definir 
elementos traços.
Além dos métodos tradicionais, outros métodos podem sem citados como:
 » Espectrometria de fluorescência de raios x – é considerada uma técnica 
muito utilizada para análise de materiais. Na Fluorescência de raios X, acontece 
a excitação da amostra por meio irradiação por um feixe primário, e tendo como 
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CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA | UNIDADE IV
consequência uma radiação secundária conforme a características dos elementos 
que compõem a amostra.
 » Espectrometria de Absorção Atômica – tem como princípio fundamental 
a excitação eletrônica, medindo a energia absorvida pela excitação. Esse tipo de 
análise necessita de uma amostra líquida, e é recomendada para análise de águas. 
Pode-se determinar aproximadamente 65 elementos, incluindo metais e metaloides.
 » Espectrometria de Plasma – um grande desenvolvimento na química analítica, 
é uma técnica baseada na excitação dos átomos de certa solução através de um 
plasma de argônio, suportado por um campo magnético produzido por uma bobina 
de radiofrequência. 
Com essa técnica, pesquisas sobre elementos de terras-raras avançaram muito, 
possibilitando que estes elementos sejam avaliados, tais como carbonatitos, areias 
monazíticas e solos lateríticos.
Técnicas auxiliares
Espectroscopia no Infravermelho – tida como uma técnica muito eficiente na 
caracterização de substâncias químicas, dando informações sobre a identidade e 
constitucional estrutural de um composto puro ou ainda a composição qualitativa e 
quantitativa das misturas.
Na mineralogia, fornece dados complementares para a difratometria de raios-X e é 
possível avaliar minerais com baixa cristalinidade, com substituições reticulares ou 
ainda materiais amorfos.
Espectrometria Mössbauer – ferramenta baseada nas medidas de ressonância 
em sólidos, é extremamente útil para investigação de rochas, sedimentos e solos. É 
bastante utilizada para analisar a estrutura dos minerais ou mesmo identificar fases 
minerais em aglomerados polifásicos.
Análise Térmica – mensura a variação dos parâmetros físicos de uma substância de 
acordo com a temperatura. São extremamente utilizadas pela mineralogia as análises 
conhecida como termodiferencial ou ADT, e termogravimétrica ou ATG.
A análise ADT consiste na diferença de temperatura da substância e do padrão formado 
de um material de base inerte, quando são submetidas a regimes iguais de aquecimento 
e resfriamento.
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UNIDADE IV | CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA
Fornecem dados das reações exotérmicas e endotérmicas que acontecem no material 
avaliado. As reações exotérmicas são vinculadas a processos de oxidação, recristalização 
ou mesmo a ruína de estruturas defeituosas.
Já as reações endotérmicas, abrangem as mudanças de fase, desidratação, decomposição 
e inversão de cristalinidade. Esses dados são típicos de certos materiais e podem ser 
usados para reconhecê-lo e ainda apresentar uma estimativa de sua proporção mineral. 
São especialmente recomendados para minerais com baixa cristalinidade ou amorfos.
Na análise termogravimétrica, as modificações de peso que acontecem na amostra são 
mensuradas conforme o aquecimento constante da amostra, e esse procedimento é 
realizado com atmosfera controlada.
A redução da massa pode ser resultado da remoção de misturas adsorvidas, grupos 
hidroxilas ou substâncias voláteis, enquanto o aumento do peso é consequência do 
processo de oxidação.
Diversos minerais podem ser estudados por meio dessa análise térmica e esses podem 
fazer parte do grupo dos argilominerais, os que contém água, hidroxila, matéria orgânica, 
enxofre, carbonato e outros.
Ultravioleta – a identificação dos minerais é realizada na florescência sob radiação 
ultravioleta. Mesmo com limites quanto à utilização da luz ultravioleta, pois uma pequena 
quantidade de minerais exibe fluorescência.
No entanto, além da identificação dos minerais é possível conseguir dados sobre o 
crescimento de cristais, zonação ou incrustações que não é possível determinar por 
demais métodos. 
Radiografia – certos minerais emitem diversas partículas provenientes de decaimento 
radioativo que são utilizadas para identificar e localizar a posição do mineral no espécime.
É muito utilizada a autorradiografia que expõe o mineral à emulsão fotográfica para 
realizar os registros das partículas alfa e beta de isótopos instáveis. É um método 
especialmente utilizado nas análises de minérios de urânio.
Ataques químicos rápidos – consiste num ataque ao material que resultará em 
diferentes colorações, possibilitando identificar minerais incolores ou brancos. É possível 
citar métodos que realizem o tingimento de feldspatos, carbonatos e feldspatoides. 
Esses procedimentos podem e muitas vezes são trocados por técnicas instrumentais 
avançadas.
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REFERÊNCIAS
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Referências
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brastorno.com.br/produto/quarteador-de-polpa/>. Acesso em: 27/7/2019.
	UNIDADE IV
	Caracterização mineralógica
	Capítulo 1 
	Caracterização do minério
	Capítulo 2 
	Liberação do Minério
	Capítulo 3 
	Análises complementares
	Referências