Flotação: Método de Separação de Misturas

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CURSO TÉCNICO EM MINERAÇÃO
EXTENSÃO: COLÉGIO ESTADUAL 
DE ANDORINHA
SEMINÁRIO: ESTÁGIO 
ESTUDANTES:
Clebson Felix
Edvaldo Evangelista
Elislâny Carvalho
Jose Araujo de Carvalho
Mariceia Duarte
FLOTAÇÃO
Flotação: é um método de separação de
misturas. Trata-se de uma técnica de
separação muito usada na indústria de
minerais. A seletividade do processo de
flotação se baseia no fato de que a
superfície de diferente espécies minerais
pode apresentar diferentes graus de
hidrofobicidade.
HIDROFOBICIDADE
HIDROFILICIDADE
INTERFACE
POLAR
NÃO POLAR
É BOM SABER:
O conceito de hidrofobicidade de uma
partícula está associado a molhabilidade da
partícula pela água. Partículas mas
hidrofóbicas são menos ávidas por água.
O conceito oposto a hidrofobicidade é
designado como hidroficilidade.
HIDROFOBICIDADE
É uma região limite entre duas fases da matéria. São 
conhecidos 5 tipos de interface:
Sólido – sólido,
Sólido – líquido,
Sólido - gás, 
Líquido – líquido,
Líquido – gás.
INTERFACE
Moléculas Apolares são moléculas
hidrofóbicas, ou seja, não possuem afinidade
com a água.
Moléculas Polares são moléculas que
possuem afinidade com a água, sendo
portanto hidrofílicas.
POLAR E APOLAR
Nos sistemas de flotação a fase líquida é
sempre a água, um líquido polar. A fase
gasosa é quase sempre o ar, que é não polar.
Substâncias polares têm afinidade entre si,
ou seja, substâncias polares atraem
substâncias polares. Por outro lado,
substâncias apolares têm atração por
substâncias apolares.
A separação entre partículas naturalmente
hidrofóbicas e partículas naturalmente
hidrofílicas é teoricamente possível quando
um fluxo de ar atravessa uma suspensão
aquosa contendo duas espécies. As
partículas hidrofóbicas seriam arrastadas
pelo ar e aquelas hidrofílicas permaneceriam
em suspensão.
Em geral, apenas a passagem de um fluxo
de ar não é suficiente para arrastar as
partículas hidrofóbicas. Faz-se necessária
formação de uma espuma estável, que é
obtida através da adição reagentes
conhecidos como espumantes.
As partículas a serem flotadas são
tornadas hidrofóbicas pela adição dos
produtos químicos apropriados.
Então, fazem-se passar bolhas de ar através
da mistura e as partículas que se pretende
recolher ligam-se ao ar e deslocam-se para a
superfície, onde se acumulam sob a forma de
espuma.
Em resumo, a flotação é um processo de
separação de sólido-líquido, que anexa o
sólido à superfície de bolhas de gás fazendo
com que ele se separe do líquido.
COMPONETES DOS SISTEMAS DE FLOTÃO
Os sólidos são alimentados na forma de uma
suspensão aquosa. Esta suspensão é
denominada polpa e a relação água/sólido
geralmente esta em torno de 3:1 (em peso).
Está relação pode varia de acordo com o
minério e o processo.
ALIMENTAÇÃO DE SÓLIDOS
Em termos de teor do minério a ser tratado,
a flotação apresenta enorme flexibilidade. No
limite superior encontram-se os carvões com
teores de ater 80% de carbono. No outro
extremo encontram-se os minérios de ouro
com teores em torno de 0,5 g/t (0,00005%)
TEOR
a faixa granulométrica está usualmente entre
1mm e 5µ. Na maioria dos casos o tamanho
máximo é fixado pela liberação dos grãos do
mineral ou dos minerais de interesse. Quando a
granulometria de liberação é maior do que as
bolhas de ar podem suportar, esse fator passa a
governar o tamanho Maximo na alimentação. E
o tamanho mínimo é a fração abaixo de 200#
(74µ), porem em alguns casos os matérias com
a granulometria de 5µ pode ser tratado
economicamente.
A FAIXA GRANULOMÉTRICA DAS 
PARTÍCULAS
As células de flotação dotada de rotor são
conhecidas como células mecânicas e as
providas de mecanismo de aeração e
desprovida de rotor são denominadas células
pneumáticas. Nas células mecânicas o ar
passa através de tubos concêntricos com
eixo do rotor e é a quebra em pequenas
bolhas na extremidade do rotor.
AGITAÇÃO E AERAÇÃO
Na célula pneumática o ar é injetado para
dentro da célula através de uma peça
chamada aerador.
A agitação deve ser suficiente para manter as
partículas uniformemente distribuídas na
polpa, sem se depositarem no fundo da cuba
e deve ser aerada da forma mais completa
possível, permitindo um número máximo de
colisões partícula/bolha.
Para que o reagente possa atuar na
superfície da partícula mineral, coletando-a,
ativando-a ou deprimindo-a, é necessário que
se dê um tempo para que as partículas
minerais e as moléculas de reagente tenham
chance de se contactarem. Esta operação é
denominada condicionamento.
CONDICIONADORES
REAGENTES
De acordo com sua função específica em 
sistema de flotação os reagentes podem ser 
divididos em:
Coletores, 
Espumantes,
Modificadores 
ou reguladores. 
Os coletores são compostos orgânicos, cujas
moléculas possuem uma extremidade polar
(iônica) e a outra extremidade apolar (não
iônica). A adsorção do coletor na superfície
mineral se da pela extremidade polar do
mesmo, ficando a parte não polar voltada
para fora da superfície mineral.
COLETORES
A superfície dos minerais tem características
naturalmente hidrofílicas (superfície polares)
e para se tornarem flutuáveis necessitam
mudar seu caráter para hidrofóbicas. Portanto
há necessidade de mudanças de caráter das
superfície minerais que são obtidos através
da adsorção (concentração na superfície das
partículas minerais ) de substancias
conhecidas como coletores.
ATUAÇÃO DOS COLETORES
OS COLETORES PODEM SER ANIÔNICOS OU 
CATIÔNICOS.
São utilizados nos processos de flotação de
sulfetos e óxidos, em cuja superfície
predomina a presença de carga positivas
(cátions).
ANIÔNICOS
Os coletores aniônicos se subdividem de
acordo com sua função química em:
Ácidos graxos e seus sabões ( flotação de 
minerais oxidados)
Tiocarbonatos ou xantatos ( flotação sulfetos)
Sufatos de alcoila, tióis ( flotação de sulfetos e 
óxidos)
São caracterizados por terem o radical
hidrocarbônico ligado a um cátion, sendo
por tanto adequado para ligarem-se ás
superfícies minerais onde predominam a
presença de carga negativa (ânimos), Os
coletores catiônicos se restringem as
aminas e seus acetados. Os coletores
catiônicos são empregados na flotação
de minerais tais como : Quartzo, silvita,
micas, feldspato, pirita e pirocloro.
COLETORES CATIÔNICOS
São substâncias adicionadas às polpas, nos
processos de flotação. Com o objetivo de
produzirem espumas adequadas ao
transporte das partículas minerais desejadas.
Os espumantes não devem interferir no
processo de coletagem das partículas
minerais. Por isso são escolhidas para
espumantes substâncias que não produzem
íons fortes com capacidade de competir com
os íons coletores pelas superfícies minerais.
ESPUMANTES
Naturais:
Óleo de pinho: é um espumante de uso
muito comum na flotação. É compatível com
a maioria dos coletores e tem baixo custo.
Ácido cresílico: é uma mistura de cresóis
isômeros (orto, para e meta).ele espuma bem
nas faixas de pH 3,4 a 4,7; 7,5 a 10 e acima
de 11,5.
E óleo de eucalipto
OS ESPUMANTES PODEM SER
Sintético:
Metil-isobutil-carbinol (MIBC0): é o álcool
espumante mais importante em termos de
aplicação e fornece uma espuma muito
aberta, que permite boa drenagem da ganga,
fornecendo seletividade ao processo.
São substâncias químicas cuja adição visa
aumentar a seletividade do processo. A ação
dos modificadores orgânicos (amido, dextrina
acrilatos e outros) é pouca compreendida. As
substâncias inorgânicas liberam íons na
polpa, portanto sua ação faz-se sentir:
• Controle de pH.
• Regulagem de potencial de oxidação-
redução na polpa O2, HS-, CN-)
• Como agentes complexantes.
REGULADORES OU MODIFICADORES
Todos estes reagentes são empregados
visando tornar a açãode coletores, e em
certos casos dos espumantes, mais seletiva.
As funções dos modificadores dividem-se
ativação, depressão e desativação.
É um processo através do qual a superfície
de uma partícula é modificada, fazendo-a
reagir mais pronta e fortemente com um
coletor. Geralmente são empregados com
ativadores sais metálicos e sua atuação
depende principalmente do controle do
potencial zeta do sistema mineral.
ATIVAÇÃO
O que é potencial zeta?
O potencial zeta é um indicador útil que pode ser usado para
prever e controlar a estabilidade de suspensões.
Quanto maior o potencial zeta mais provável que a
suspensão seja estável pois as partículas carregadas se
repelem umas às outras e essa força supera a tendência
natural à agregação.
IMPORTANTE SABER
É um processo através do qual um agente
ativador é removido da superfície de um
mineral, tornando-a menos propensa a
reagir mais pronta e fortemente com um
coletor.
DESATIVAÇÃO
É um processo através do qual a superfície de
uma partícula é modificada no sentido de
aumentar sua afinidade pela água.
Normalmente são utilizados como
depressores amidos, tanino, quebracho e
lignino-sulfanatos.
DEPRESSÃO
VARIÁVEIS DA OPERAÇÃO DE FLOTAÇÃO
Para uma eficiente flotação, é necessário que
a alimentação do minério tenha
características as mais constantes possíveis,
quanto a sua composição mineralógica,
química e granulométrica. No caso de
minério sulfetado, é importante que o
intervalo de tempo decorrido entre a lavra e
processamento seja o menor possível, para
evitar oxidação.
CONDIÇÕES DO MINÉRIO
Cuidados devem ser tomados como o
suprimento de água, incluido-se tratamento
pra evitar a presença de elementos, tais
como: matéria orgânica, sais de metais
alcalinos e alcalinos terrosos (agentes
ativados) e óleos.
CONDIÇÕES DA ÁGUA
A eficiência da flotação é diretamente afetada
pela granulometria do minério. De um modo
geral é muito difícil a flotação de partículas
muito finas da ordem de poucos micrometros,
assim como é baixo o nível de recuperação
de mas grosseiras.
TAMANHO DAS PARTÍCULAS
A porcentagem de sólidos nas polpas de
alimentação das unidades de flotação varia
de 15 a 60%. De um modo geral, os estágios
rougher são alimentados com polpas mais
espessas que os estágios de limpeza.
DENSIDADE DE POLPA
Geralmente a flotação é conduzida à
temperatura ambiente; mas a temperatura
age positivamente na velocidade das reações
e na seletividade d processo.
TEMPERATURA DA POLPA
A dosagem e a escolha dos tipos de reagentes
adicionados no processo de flotação se
constituem em uma das mais importantes
variáveis do processo de flotação. A escolha dos
reagentes e o consumo específico normalmente
são determinados em testes de bancada.
DOSAGEM DE REAGENTES 
É definido como sendo o logaritmo do inverso
da concentração de hidrogênio ou com o
potencial hidrogeniônico da solução.
PH
IMPORTANTE SABER: Outras variáveis
importantes no processo de flotação são taxa
de aeração e altura da camada de espuma,
que embora tenha em algumas unidades, o
controle automático, é na maioria das vezes
controladas por parâmetros práticos.
MECANISMOS ENVOLVIDOS NA 
OPERAÇÃO DE FLOTAÇÃO
Os mecanismos envolvidos na operação de 
flotação podem ser considerados como 
sendo:
• condicionamento dos minerais com os 
coletores e modificadores.
• aeração da polpa.
• captura das partículas a flotar pelas bolhas 
de ar.
• separação da espuma.
Como em toda operação de concentração,
também na flotação é difícil obter o teor
desejado e a recuperação ideal com uma
única etapa de flotação.
CIRCUITO DE FLOTAÇÃO
Um circuito completo, incluindo as etapas de
adensamento, espessamento e filtragem.
• adensamento da alimentação. (feito em ciclone desaguador )
• condicionamento com depressor ou ativador
• condicionamento com coletor
• flotação rougher, cleaner e scavenger
• desaguamento do concentrado em filtro a vácuo
• desaguamento do rejeito por espessamento
FLOTAÇÃO EM COLUNA 
A flotação em coluna constitui o grande
avanço tecnológico dos últimos anos. A
flotação em coluna é capaz de flotar minérios
mais finos e mais grossos que as células
convencionais e são mais seletivas, além de
economizar área da usina e número de
unidades.
As colunas industrias têm altura de até 15m e
diâmetro de 4,5m, podendo ter seção
redonda, quadrada ou retangular.
A coluna de flotação difere da célula
mecânica convencional principalmente em
quatro aspectos:
1. Geometria no que diz respeito a relação altura / 
diâmetro.
2. Ausência de agitação mecânica: a suspensão 
das partículas de minério na polpa é mantida 
pela aeração.
3. Atuação da água de lavagem na zona de 
limpeza: a água de lavagem na zona de limpeza 
reduz a presença de partículas arrastadas no 
overflow da coluna, aumentando desta forma a 
seletividade do processo.
4. Sistema de geração de bolhas: que produzido 
por um aerador instalado na parte inferior da 
coluna.
Existe duas zonas distintas em uma coluna
de flotação, são a zona de coleta, e zona de
limpeza, como pode ser visto no desenho
esquemático a seguir:
O evento de uma partícula de mineral util
passar para o concentrado de uma partícula
de uma operação de flotação depende do
sucesso de uma série de eventos:
• A partícula deve entrar em contato com o
coletor.
• O coletor deve adsorver sobre a superfície da
partícula.
• A partícula coletada deve colidir com um
numero de bolhas de ar suficiente para torná-la
leve a ponto de flutuar.
• A partícula não pode desprender-se das bolhas
durante o percurso ascendente.
• A partícula deve permanecer dentro da
espuma e escorrer para a calha de concentrado.
FIM
OBRIGADO PELA 
ATENÇÃO
	Número do slide 1
	flotação
	Número do slide 3
	É bom saber:
	hidrofobicidade
	INTERFACE
	Polar e apolar
	Número do slide 8
	Número do slide 9
	Número do slide 10
	Número do slide 11
	Número do slide 12
	Número do slide 13
	Número do slide 14
	Número do slide 15
	COMPONETES DOS SISTEMAS DE FLOTÃO
	Alimentação de sólidos
	teor
	A faixa granulométrica das partículas
	Número do slide 20
	Agitação e aeração
	Número do slide 22
	condicionadores
	reagentes
	Número do slide 25
	coletores
	Atuação dos coletores
	Os coletores podem ser aniônicos ou catiônicos.
	aniônicos
	Número do slide 30
	Coletores catiônicos
	espumantes
	Os espumantes podem ser
	Número do slide 34
	Número do slide 35
	Reguladores ou modificadores
	Número do slide 37
	ativação
	Importante saber�
	desativação
	depressão
	Variáveis da operação de flotação
	Condições do minério
	Condições da água
	Tamanho das partículas
	Densidade de polpa
	Temperatura da polpa
	Dosagem de reagentes 
	Ph
	Número do slide 50
	Mecanismos envolvidos na operação de flotação
	Número do slide 52
	Circuito de flotação
	Número do slide 54
	Número do slide 55
	Número do slide 56
	Número do slide 57
	Flotação em coluna 
	Número do slide 59
	Número do slide 60
	Número do slide 61
	Número do slide 62
	Número do slide 63
	Número do slide 64
	Número do slide 65
	Número do slide 66
	fim