336568 Caracterização de minérios Eliseu

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BENEFICIAMENTO DE 
MINÉRIOS 
Caracterização de minérios 
Prof. Eliseu Romero Campêlo Correia 
BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS 
A caracterização tecnológica permite conhecer as principais 
propriedades químicas e físicas de determinado minério. De 
posse de informações como densidade, propriedades 
magnéticas, refração e reflexão da luz, etc., é possível indicar 
uma rota de processo adequada de acordo com as 
características e necessidades do mercado. 
 
 
CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
INTRODUÇÃO 
-cor; 
-brilho; 
-densidade; 
-susceptibilidade magnética; 
-condutividade elétrica; 
- entre outras. 
BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS 
A alteração de pequenas propriedades no material pode mudar 
a eficiência no processo de beneficiamento e por isso a 
caracterização tecnológica vem ganhando espaço no contexto 
da indústria mineral. 
 
CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
INTRODUÇÃO 
Scheelita Magnetita 
BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS 
Para o aproveitamento ótimo de um recurso mineral, a 
caracterização tecnológica se divide, de forma geral, em quatro 
grandes estágios. 
CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
INTRODUÇÃO 
BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS 
Esse tipo de análise se baseia essencialmente nas 
identificações das principais propriedades ópticas dos minerais 
por meio dos estudos ao microscópio óptico polarizante. 
 
Cor, forma, pleocroísmo, extinção, relevo, planos de clivagens e 
de fraturas, birrefringência, geminações, figuras de 
interferência, determinação do sinal óptico (minerais uniaxiais 
ou biaxiais, positivos ou negativos). 
CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
ANÁLISE MINERALÓGICA QUALITATIVA 
Partícula de hematita 
microcristalina da seção 
polida do produto 
concentrado da 
separação de alta 
intensidade (fração retida 
em 0,300 mm) observado 
com aumento de 20x. 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
ANÁLISE MINERALÓGICA QUALITATIVA 
Scheelita 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
ANÁLISE MINERALÓGICA QUALITATIVA 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
Microssonda eletrônica 
Microssonda eletrónica JEOL JXA-8200. 
Uma microssonda eletrónica é constituída 
por um microscópio eletrónico 
vocacionado para a obtenção de micro-
análises e imagens em regiões de 
dimensões microscópicas. Caracteriza-se 
por elevada capacidade de resolução 
espacial e boa resolução analítica. 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
Na difração de raios-X a radiação proveniente da fonte é 
selecionada e colimada, incidindo sobre o material a ser 
analisado, detectando-se a intensidade do feixe difratado em 
função do ângulo de incidência (2θ). 
A intensidade da radiação difratada será máxima quando 
obedecer à chamada Lei de Bragg. 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
Figura – Tubo de raio x usado em difratômetro. 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
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Comprimentos de onda das principais radiações X usadas 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
Figura - Representação esquemática da difração de 
raios-X entre dois planos de átomos. 
Equação de Bragg n.λ = 2.d.senθ 
Números de 
comprimentos 
de ondas 
defasados. 
É possível 
determinar a 
distância entre os 
planos de átomos 
de uma rede 
cristalinos. 
Obs.: O material utilizado na produção de raios-X, tipicamente 
é o cobre. 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
Índices de Miller 
Na rede cúbica simples, são possíveis reflexões por todos os planos (h 
k l). Contudo, na estrutura CCC(cúbica de corpo centrado), apenas 
ocorre difração pelos planos cuja soma dos índices de Miller (h + k + l) 
seja um número par. Por isso, na estrutura cristalina CCC, os principais 
planos difratores são {110}, {200}, {211}, etc. 
Na estrutura cristalina CFC(cúbica de fáceis centrada), os planos 
difratores são {111}, {200}, {220}, etc. (todos pares ou todos ímpares) 
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Estruturas de Bravais 
A maior parte dos elementos metálicos (cerca de 90%) cristaliza, ao 
solidificar, em três estruturas cristalinas compactas: cúbica de corpo 
centrado (CCC) (Figura 3.3a), cúbica de faces centradas (CFC) (Figura 
3.3b) e hexagonal compacta (HC) (Figura 3.3c). 
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d 
a 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
Descrição da Analise 
 
O mineral a ser analisado geralmente é preparado previamente de 
acordo com as normas, em forma de pó, com uma granulometria 
da ordem de 200#. 
 
A amostra pó é colocada no porta amostra específico para a análise 
e levemente comprimido para que as partículas não se soltem 
durante a análise, pois a compressão exagerada pode levar à 
orientação preferencial de grãos, indesejável neste caso. 
Após colocado o porta amostra no difratômetro de raios X exemplo 
(modelo XRD-6000, da marca Shimadzu), é iniciada a incidência com 
fonte de radiação Cu Kα (17,5 mA, 40kV e λ = 1,5418 Å, entre o 
intervalo (2θ): 5 – 70°, onde é lido e transmitido para a unidade de 
armazenamento de dados que e transmitida em um monitor de 
vídeo. 
 
1Å = 10-10m 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
LEITURA DE UM DIFRATOGRAMA 
 
São Feitas as leituras dos três picos mais intensos ao qual são 
utilizados para iniciar o procedimento de identificação, na sua 
ordem de intensidade, comparando-os com dados dos arquivos PDF 
(powder diffraction files, ICDD - International Center for Diffraction 
Data). 
Se elas coincidirem com uma substância, as posições e intensidades 
dos demais picos são comparadas com as do arquivo. 
 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
Minerais identificados pela técnica de difratometria de raios-X: 
· quartzo: raia de intensidade 100 = distância interplanar de 3,327Å; 
· hematita: raia de intensidade 100 = distância interplanar de 2,688Å; 
· magnetita: raia de intensidade 30 = distância interplanar de 2,962Å; 
· biotita: raia de intensidade 100 = distância interplanar de 9,873Å; 
· caulinita: raia de intensidade 100 = distância interplanar de 6,998Å e 3,518Å. 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS – DIFRAÇÃO DE RAIO-X (DRX) 
Padrão de difração obtido de uma amostra de pó de ouro. 
Exemplo de padrão de difração (Difratograma) 
http://www.icdd.com/products/pdf4-minerals.htmInternational Center for Diffraction Data (ICDD) 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
Microscópio Eletrônico de Varredura - MEV 
permite, entre suas muitas aplicações, observar com detalhes 
as associações minerais, suas alterações, inclusões, 
zoneamentos e caracterizar os elementos químicos 
formadores do mineral. 
Imagem da caulinita. 
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Microscópio Eletrônico de Varredura – MEV 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
Energy Dispersive Spectroscopy - EDS 
Quando o feixe atinge a amostra, seus átomos são excitados e, 
ao voltarem para o estado fundamental, emitem fótons com 
energias características do átomo. 
Os fótons são assim identificados em termos de sua energia e 
contados pelo detector de raios-X localizado dentro da câmara 
de vácuo. Desta forma o conjunto hardware e software do 
sistema aquisita e gera o espectro relativo ao número de 
contagens em função da energia, em keV, identificando os 
elementos químicos presentes na amostra. 
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Energy Dispersive Spectroscopy - EDS 
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Energy Dispersive Spectroscopy - EDS 
Espectro de energia dispersiva de fluorescência de raios-X da amostra de Cromel (liga 
de 90%Ni (Níquel) e 10%Cr (Cromo) utilizada em termopares. 
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Espectrofotrômetro 
A espectroscopia de absorção molecular, da radiação 
eletromagnética ultravioleta e vísivel (UV-Vis), está baseada 
na medida da trasmitância (T) ou absorbância (A), de amostra 
contida em um meio sólido transparente, com um caminho 
ótico de b cm. Da mesma maneira, a concentração c da 
amostra está relacionada linearmente com a absorbância, 
através da Lei de Beer. 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
Apresentação de vídeos. 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
ANÁLISE MINERALÓGICA SEMIQUANTITATIVA 
Esse tipo de análise tem como objetivo a quantificação de seus 
constituintes, representados pelo mineral valioso e pelos 
minerais pertencentes à ganga. 
 
Ensaios de concentração(separação): 
-em meio denso 
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ANÁLISE MINERALÓGICA SEMIQUANTITATIVA 
Esse tipo de análise tem como objetivo a quantificação de seus 
constituintes, representados pelo mineral valioso e pelos 
minerais pertencentes à ganga. 
 
Ensaios de concentração(separação): 
-magnético 
Separador magnético Frantz de laboratório. 
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CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS 
ANÁLISE MINERALÓGICA SEMIQUANTITATIVA 
Todos os produtos obtidos nos diferentes ensaios de separação, 
representados pelos minerais leves, pesados, magnéticos e não 
magnéticos, e que ocorrem nas variadas frações granulométricas, 
deverão ser identificados ao microscópio óptico polarizante e lupa 
binocular. 
 
Após essas identificações, serão avaliadas suas respectivas 
quantidades porcentuais nesses produtos e, consequentemente, no 
minério. 
Os principais métodos de semiquantificação dos minerais utilizados nas 
análises ao microscópio óptico, são os seguintes: 
(i) contagem de pontos no grão mineral; 
(ii) contagem dos grãos individualizados; 
(iii) contagem no campo visual do microscópio dos diferentes aglomerados de 
grãos de minerais do minério. 
As porcentagens finais de uma análise 
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GRAU DE LIBERAÇÃO 
Método de Gaudin 
 
Estimativa visual da liberação de um minério em lupa binocular 
e microscópio óptico é um dos métodos mais simples da 
medição dessa grandeza. 
Devem ser contados, em média, 200 grãos minerais, anotando-
se os índices de liberação das partículas livres e das partículas 
mistas. 
Utiliza-se a seguinte fórmula matemática para os cálculos 
percentuais da liberação: 
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Exercícios 
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-ANÁLISE GRANULOMÉTRICA – SLIDE SEPARADO 
-MEDIÇÃO DE TEOR POR PICNOMETRIA-SLIDE SEPARADO