Métodos físicos de concentração Mineral

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁ 
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E ENGENHARIAS 
FACULDADE DE ENGENHARIA MINAS E MEIO AMBIENTE 
 
 
 
Amanda Sayuri de Sousa Nakata 
Ester de Oliveira Silva 
João Pedro Júnior Miranda dos Reis 
Raiany Rodrigues Rosa 
 
 
 
 
 
 
MÉTODOS FÍSICOS DE CONCENTRAÇÃO DE MINÉRIOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Marabá 
Outubro/2017 
 
 
Amanda Sayuri de Sousa Nakata 
Ester de Oliveira Silva 
João Pedro Júnior Miranda dos Reis 
Raiany Rodrigues Rosa 
 
 
 
 
MÉTODOS FÍSICOS DE CONCENTRAÇÃO DE MINÉRIOS 
 
 
Trabalho apresentado à Faculdade de 
Engenharia de Minas e Meio Ambiente, Instituto 
de Geociências e Engenharias, Universidade 
Federal do Sul e Sudeste do Pará, como parte da 
Avaliação na disciplina – Tratamento de Minérios II 
Docente: Prof. Dr. Denilson Costa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Marabá 
Outubro/2017 
 
 
Sumário 
1. INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 4 
2. MÉTODOS FÍSICOS DE CONCENTRAÇÃO DE MINÉRIOS .............................................. 5 
2.1. Métodos Gravíticos ou Densitários ........................................................................ 5 
2.2. Separação Magnética .............................................................................................. 9 
2.3. Separação Eletrostática ........................................................................................ 14 
2.4. Flotação ................................................................................................................... 17 
3. CONCLUSÃO ............................................................................................................................. 19 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................ 20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Um dos princípios do tratamento de minérios é a separação de partículas 
minerais, baseando-se nas variações relativas de tamanho e composição. Essa 
separação é obtida pela passagem do fluxo de partículas através de um mecanismo 
ou peça de um equipamento, denominado separador. Nesse processo, é aplicada 
uma determinada força nas partículas minerais e, devido às diferentes propriedades 
que cada partícula possui, (tamanho, formato, densidade, etc...) elas são afetadas 
de forma e intensidade diferentes, resultando na separação pretendida. 
Os processos de separação procuram tirar o máximo proveito das diferenças 
existentes nas propriedades das partículas minerais presentes. Porém, nenhum 
fenômeno isolado comanda o comportamento das partículas no interior de um 
separador. Portanto, é importante um conjunto de métodos para que esses 
processos de separação se tenham sucesso. 
Esses métodos de separação, também chamados de operações de 
concentração, consistem em separar minerais através das diferenças de 
propriedades entre o mineral de interesse (pode ser mais de um) e os minerais de 
ganga. Dentre estas propriedades, tem-se a densidade, suscetibilidade magnética, 
condutividade elétrica, propriedades da química de superfície, cor, radioatividade, 
forma, entre outros. 
Dado o exposto, esse trabalho irá abordar sobre os principais métodos físicos 
de concentração: separação densitária, separação magnética, separação 
eletrostática e a flotação. Esses métodos se baseiam nas diferenças de 
propriedades físicas dos minerais para efetivar a separação. 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
2. MÉTODOS FÍSICOS DE CONCENTRAÇÃO DE MINÉRIOS 
2.1. Métodos Gravíticos ou Densitários 
 
Neste método, abordam-se as diferenças de densidade, tamanho e forma das 
partículas que são separadas devido à forca de gravidade ou forças centrífugas. 
Esta é uma das formas mais antigas de tratamento de minérios utilizadas pelo 
homem e continua sendo um importante método de concentração física, sendo de 
grande importância seu estudo dentro da atividade extrativa mineral. Diversos 
equipamentos são utilizados, entretanto, neste trabalho serão abordados os mais 
importantes, sendo eles: jigues, mesas oscilatórias e espirais concentradoras. (LUZ, 
SAMPAIO E FRANÇA, 2010) 
Os principais mecanismos atuantes na concentração gravítica são: 
i. Aceleração diferencial; 
ii. Sedimentação retardada; 
iii. Consolidação intersticial; 
iv. Velocidade diferencial em escoamento laminar; 
v. Ação de forças cisalhantes. 
 
A Figura 1 apresenta um esquema ilustrativo da influência dos mecanismos 
na concentração gravítica. 
 
 
Figura 1: Efeito dos mecanismos na concentração gravítica. 
6 
 
Aceleração Diferencial 
Devido à interferência de outras partículas e das paredes do concentrador, na 
maioria dos concentradores gravíticos uma partícula pode mover-se apenas por um 
curto espaço e curto tempo antes que esta seja desviada ou pare. 
Dessa forma, as partículas estão sujeitas a repetidas acelerações e 
desacelerações. Em determinados momentos, essas acelerações podem 
desencadear proporções significantes dentro do movimento das partículas. Desde 
que a partícula e o fluido deslocado tenham o mesmo volume, tem-se: 
 
 
 ( 
 
 
) Eq.01 
Onde é a densidade da partícula. Desta forma é possível concluir que a 
aceleração inicial dos minerais não depende do tamanho, mas apenas das 
densidades do sólido e do fluido (ou polpa). (LUZ, SAMPAIO E FRANÇA, 2010). 
 
Sedimentação Retardada 
Para Silva (2012), “A diferença de densidade entre partículas minerais tem um 
efeito mais pronunciado nas faixas grossas, ou ainda, por outro lado, nas faixas 
granulométricas mais finas, a separação por este mecanismo é menos efetiva”. 
Segundo Luz, Sampaio e França (2010), ”Se ao invés de água houver a 
sedimentação em uma polpa (água e minerais), o sistema se comporta como um 
líquido pesado, e a densidade da polpa é mais importante que a da água. A 
condição de sedimentação retardada, ou com interferência, agora prevalece”. 
 
Consolidação Intersticial 
Este mecanismo se dá quando há a formação de espaços (interstícios) entre 
partículas de grossa granulometria de um ou mais minerais, facilitando a 
movimentação das partículas finas através dos interstícios. 
 
Velocidade diferencial em escoamento laminar 
O princípio em que se baseia a concentração em escoamento laminar é o fato 
que quando uma película de água flui sobre uma superfície inclinada e lisa, em 
condições de fluxo laminar (Re < 500), a distribuição de velocidade é parabólica, 
nula na superfície e alcança seu máximo na interface do fluido com o ar. Este 
princípio se aplica à concentração em lâmina de água de pequena espessura, até 
7 
 
aproximadamente dez vezes o diâmetro da partícula. (LUZ, SAMPAIO E FRANÇA, 
2010). 
 
Ação de Forças Cisalhantes 
Segundo Carriso e Chaves (2002), “Quando uma polpa concentrada está 
sujeita a esforços de cisalhamento, uma força de dispersão atua entre as partículas 
como resultado da colisão entre elas, gerando pressões no plano de cisalhamento e 
no plano perpendicular a ele”. 
Este fenômeno foi estudado primeiramente por BAGNOLD (1954), onde o 
esforço de cisalhamento pode surgir devido a uma força fluindo sobre uma superfície 
inclinada, pelo movimento da superfície ou ambos. 
Para partículas de mesmo raio, quanto maior a densidade, menor a força 
resultante. Assim, temos partículas grossas leves mais próximasda interface 
fluido/ar, seguida das partículas finas leves e por fim as grossas pesadas e, próximo 
à superfície, partículas finas pesadas. 
 
Equipamentos 
Jigue 
O processo de jigagem é provavelmente o método gravítico de concentração 
mais complexo, por causa de suas contínuas variações hidrodinâmicas. Nesse 
processo, a separação dos minerais de densidades diferentes é realizada em um 
leito dilatado por uma corrente pulsante de água, produzindo a estratificação dos 
minerais. 
Os jigues são classificados de acordo com a maneira pela qual se efetua a 
dilatação do leito. Nos jigues de tela móvel, já ultrapassados, a caixa do jigue move-
se em tanque estacionário de água (ex.: jigue Hancock). Os jigues de tela (ou crivo) 
fixa, nos quais é a água que é submetida ao movimento, são subclassificadas 
segundo o mecanismo de impulsão da água. Nesses, a tela, na maioria dos casos, é 
aberta, quer dizer, o concentrado passa através da mesma. 
A abertura da tela do jigue deve ser entre duas e três vezes o tamanho 
máximo das partículas do minério. Como dimensão média das partículas da camada 
de fundo (ragging), natural ou artificial, deve-se tomar aquela igual ao dobro da 
abertura da tela, e com variações nessas dimensões, não sendo recomendável uma 
camada de fundo de um só tamanho. As condições do ciclo de jigagem devem ser 
ajustadas para cada caso, citando-se apenas como diretriz que ciclos curtos e 
rápidos são apropriados a materiais finos, o contrário para os grossos. 
A Figura 2 apresenta o esquema simplificado de um jigue. 
8 
 
 
Figura 2: Esquema simplificado do Jigue. (Luz, Sampaio e França, 2010). 
 
 
Mesa Oscilatória 
A mesa oscilatória típica consiste de um deque de madeira revestido com 
material com alto coeficiente de fricção (borracha ou plástico), parcialmente coberto 
com ressaltos, inclinado e sujeito a um movimento assimétrico na direção dos 
ressaltos, por meio de um mecanismo que provoca um aumento da velocidade no 
sentido da descarga do concentrado e uma reversão súbita no sentido contrário, 
diminuindo suavemente a velocidade no final do curso. Um esquema de 
funcionamento da mesa oscilatória é apresentado na Figura 3. 
 
Figura 3: Princípio de funcionamento da mesa vibratória. (Luz, Sampaio e França, 2010). 
 
Espiral 
O concentrador espiral é construído na forma de um canal helicoidal de seção 
transversal semicircular (Figura 4). Muito embora sejam comercializadas espirais 
com características diferentes − diâmetro e passo da espiral, perfil do canal e modo 
de remoção do concentrado − conforme o fabricante e o fim a que se destina, os 
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mecanismos de separação atuantes são similares. A capacidade de uma espiral 
simples é normalmente de 2 t/h, semelhante à mesa oscilatória, mas ocupando uma 
área muito menor. 
 
Figura 4: Esquema de uma espiral. . (Luz, Sampaio e França, 2010). 
 
 
2.2. Separação Magnética 
 
A aplicação da separação magnética ao processamento mineral está 
vinculada a susceptibilidade magnética dos minerais a serem processados. Durante 
o beneficiamento de minérios, a separação magnética consiste não só na remoção 
dos minerais de ferro considerados contaminantes, como também na concentração 
de minérios. 
Os avanços obtidos na ciência dos materiais e na tecnologia de fabricação 
dos novos equipamentos de separação magnética permitiram o desenvolvimento de 
campos magnéticos de elevadas intensidades, inclusive gradientes de campos mais 
elevados. Esses avanços permitiram o uso mais diversificado da separação 
magnética na área de tratamento de minérios. Consequentemente, surgiram novos 
10 
 
mercados com o emprego dos separadores de imãs permanentes de terras-raras e 
os separadores com a tecnologia dos supercondutores. 
Classifica-se a separação magnética em quatro categorias, dependendo do 
meio utilizado e da intensidade de campo. Caso o processo ocorra no meio seco, 
pode ser divido em baixa ou em alta intensidade; e caso o meio seja úmido, também 
pode ser divido em alta ou em baixa intensidade. 
A propriedade de um material que determina a sua resposta a um campo 
magnético é a susceptibilidade magnética. Com base nessa propriedade, os 
minerais ou materiais são classificados em duas categorias: aqueles que são 
atraídos pelo campo magnético e os que são repelidos por esse campo. Os detalhes 
sobre cada tipo de material são discutidos a seguir: 
 Minerais ferromagnéticos compreendem aqueles que são fortemente 
atraídos pelo ímã comum. O exemplo mais conhecido é a magnetita (Fe3O4); 
 Os minerais paramagnéticos são fracamente atraídos pelo ímã comum 
e o exemplo clássico é a hematita (Fe2O3). Esses minerais possuem permeabilidade 
magnética mais elevada que a do meio circundante, usualmente, água ou ar. Além 
disso, concentram um elevado número de linhas de indução provenientes do campo 
externo; 
 Os minerais diamagnéticos possuem susceptibilidade magnética 
negativa e, portanto, são repelidos quando submetidos a um campo magnético. 
Nesse caso, além do quartzo, destacam-se: a cerussita, magnesita, calcita, barita, 
fluorita, esfalerita, dentre outros. Esses minerais possuem permeabilidade magnética 
mais baixa que a do meio circundante (usualmente água ou ar). Esse efeito 
diamagnético é geralmente menor que o correspondente efeito de atração dos 
minerais paramagnéticos. 
O campo magnético é descrito por duas grandezas: a densidade de fluxo 
magnético ⃗⃗ (número de linhas de indução que passam através da partícula do 
mineral) e a intensidade de campo ⃗⃗ (força de magnetização que induz a passagem 
das linhas de indução através da partícula), ambas são medidas em Tesla (T). 
Tais grandezas são vetoriais e, portanto, possuem módulo, direção e estão 
relacionadas na Equação [02]: 
 ⃗⃗ =µ ⃗⃗ Eq.02 
Onde µ é a permeabilidade magnética do meio. 
11 
 
No vácuo, µ pode ser igual a µo e, nestas condições, as grandezas ⃗⃗ e ⃗⃗ 
diferem, somente, pelo fator de proporcionalidade (µ). Assim, elas podem ser 
chamadas, indistintamente, de campo magnético. 
Na prática, ao se colocar uma partícula mineral fracamente magnética em 
determinado campo ⃗⃗ ⃗de uma dada região do espaço, o fluxo magnético ⃗⃗ é 
acrescido do valor ⃗⃗⃗ , tal que: 
 ⃗⃗ = ⃗⃗ + ⃗⃗⃗ Eq.03 
 ⃗⃗⃗ é a indução magnética do material. 
O seu valor no ar é muito pequeno e, dessa forma, pode-se igualar os valores 
das grandezas ⃗⃗ e ⃗⃗ 
Na prática, é muito comum referir-se apenas a magnetização ⃗de um material, 
que é a ação de criar linhas de indução magnética ou um campo magnético, em uma 
substância ou em uma região determinada do espaço. A relação entre a indução 
magnética e a magnetização é dada por: 
 ⃗⃗⃗ ⃗ Eq.04 
Conclui-se que a Equação [2] pode ser escrita da forma: 
 ⃗⃗ = ⃗⃗ ⃗ Eq.05 
A taxa adimensional entre ⃗ (magnetização) e ⃗⃗ (intensidade de campo) é 
chamada de susceptibilidade magnética k, ou seja: 
 k= ⃗ ⃗⃗ Eq.06 
Para materiais paramagnéticos, k é uma constante positiva e de baixo valor, 
não ultrapassando normalmente o valor de 10-3. Para os materiais diamagnéticos, k 
é uma constante negativa, usualmente menor (em módulo) que 10-5. A 
susceptibilidademagnética de um material ferromagnético é variável dependendo do 
campo de magnetização, da natureza e manuseio da amostra. 
Os materiais ferromagnéticos são, na sua maioria, referenciados em termos 
da permeabilidade magnética µ e, de acordo com a Equação [2], tem-se: 
 µ= ⃗⃗ / ⃗⃗ Eq.07 
Das Equações [1], [2], [3] e [4] conclui-se que: 
 µ=1+4 k Eq.08 
Esta equação descreve a relação entre a permeabilidade e a susceptibilidade 
magnética, para o caso de minerais. 
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Separação magnética a seco 
 
Comumente, utilizam-se na separação magnética a seco os seguintes 
equipamentos: os separadores de imãs permanentes, de correias cruzadas, de rolos 
induzidos e de discos. 
Separadores de imãs permanentes: são geralmente utilizados para remover os 
minerais ferromagnéticos, atualmente, são usados os imãs de terras-raras que são 
capazes de produzir um campo com intensidade superior a 1 T, substituindo os 
eletroímãs. São várias as vantagens de utilizar os equipamentos com ímãs de 
terras-raras, como, não há necessidade de corrente elétrica e nem dos dispositivos 
para resfriamento de bobinas, os equipamentos são compactos e de fácil operação, 
o consumo de energia é excessivamente baixo, comparado ao dos equipamentos 
com eletroímãs. Porém existem desvantagens também quanto ao ímã permanente, 
como a pouca flexibilidade para variar a intensidade de campo, além de esta ser 
sensível à variação da temperatura. A razão de variação é da ordem de 10-4 por grau 
centígrado. 
Separador de correias cruzadas: resume-se em um transportador de correia plana 
(correia principal), que passa entre os pólos paralelos de dois eletroímãs, e outro 
transportador de correia plana, perpendicular à principal (correia secundária). A 
correia secundária passa sobre a superfície do pólo superior com a área menor em 
relação a do pólo inferior, proporcionando a convergência do campo. O separador de 
correias cruzadas favorece a obtenção de vários produtos com aumento do campo 
magnético. Desta feita, o primeiro estágio gera um produto de minerais com maior 
susceptibilidade magnética, seguido de um gradiente decrescente, para os estágios 
seguintes. 
Separadores de rolos induzidos: utilizados na remoção de impurezas contidas em 
concentrados do processamento mineral ou mesmo de outros produtos, como por 
exemplo, aquelas obtidas por processos químicos. Tais impurezas podem ser 
paramagnéticas ou magnéticas e, em geral, são removidas nos processos de 
purificação de concentrados de quartzo, feldspato, caulim, calcita, talco, entre 
outros. Os separadores podem prover um campo de até 2 T e gradiente elevado, 
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quando o fluxo de linhas de indução converge na região compreendida entre os 
rolos e os pólos de indução. 
 
Separador magnético a úmido 
 
Os separadores magnéticos utilizados em processos a úmido são 
caracterizados pela sua alta ou baixa intensidade de campo, e podem ser fabricados 
com ímãs permanentes ou eletroímãs. Os equipamentos fabricados com ímãs 
permanentes são empregados na concentração de minerais ferromagnéticos e 
possuem um atrativo comercial relacionado ao seu baixo custo de manutenção e 
operação. Os equipamentos com elevadas intensidades de campo são aplicados na 
separação de minerais paramagnéticos. Abaixo serão expostos os tipos de 
separadores magnéticos a úmido: 
Separador de tambor de baixa intensidade: são empregados na separação de 
minerais ferromagnéticos, desde que as intensidades de campo desses 
equipamentos sejam no máximo de 0,2 T. O processo se inicia com a inserção da 
polpa de minério no tambor rotativo, por meio de um alimentador. As partículas 
magnéticas aderem ao tambor rotativo, no qual se encontra instalado o ímã, que 
pode ser permanente ou eletroímã. O processo de separação é finalizado com o 
descarte das partículas magnéticas do circuito como produto magnético. 
Separador magnético a úmido de alta intensidade para laboratório: conhecido 
como separador tipo Jones, é empregado a uma ampla escala granulométrica de 
minérios. O campo magnético desse separador é produzido por eletroímãs, entre os 
quais se situam as matrizes ferromagnéticas. Estas possuem, entre outras, a função 
de promover um elevado campo magnético por onde passa o minério, cujas 
partículas paramagnéticas são capturadas nas próprias matrizes, por ação do 
campo magnético. 
 
 
 
 
 
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2.3. Separação Eletrostática 
 
A separação eletrostática é muito utilizada na separação de minerais e utiliza 
como principio a diferença entre a condutividade elétrica ou cargas superficiais 
existentes nas diversas espécies mineralógicas a serem separadas. 
Os minerais de um determinado minério, quando submetidos a um campo 
elétrico, podem receber cargas superficiais, ficando sujeitos a obter cargas positivas 
ou negativas. Uma vez carregadas, as partículas minerais percorrem trajetórias 
distintas ao atravessarem uma determinada região do espaço, na qual há um campo 
elétrico. 
Para que a separação eletrostática ocorra, é necessária a existência de dois 
fatores elétricos. Um deles é um campo elétrico de intensidade suficiente para 
desviar uma partícula eletricamente carregada, quando em movimento na região do 
campo. O outro fator é a carga elétrica superficial das partículas, ou polarização 
induzida, que lhes permitam sofrer a influência do campo elétrico. 
Além desses fatores elétricos, os minerais devem estar individualizados para 
facilitar a separação. Junto a isso, o limite inferior da granulometria de liberação 
deve ser da ordem de 20 μm. Em tais condições deve haver uma quantidade mínima 
de massa, suficiente para que haja uma atração efetiva por parte da força elétrica 
aplicada. 
Existem três processos de eletrização que são mais eficientes no âmbito da 
separação eletrostática: eletrizações por contato ou atrito, por indução e por 
bombardeamento iônico. Cada processo proporciona certo aumento na carga 
superficial das partículas; no entanto, as operações práticas são levadas a efeito por 
dois ou mais mecanismos, conjuntamente. 
 
Eletrização por contato ou atrito 
Esse processo de eletrização está ligado à natureza e à forma das partículas 
associadas ao processo. Quando minerais com naturezas diferentes são postos em 
contato e separados posteriormente, pode ocorrer, dependendo das condições, o 
aparecimento de cargas elétricas com sinais opostos nas superfícies dos mesmos. 
Para uma maior eficiência, as aplicações com esse tipo de eletrização 
consistem em elevado número de ensaios, devido à pequena área de contato entre 
as partículas. 
 
 
15 
 
Eletrização por indução 
Esse método tem como princípio submeter a um campo elétrico as partículas 
minerais em contato com uma superfície condutora. Assim, ocorre a indução de uma 
carga superficial nas mesmas, ou seja, tanto o material condutor quanto o dielétrico 
(as partículas minerais, no caso) adquirem cargas elétricas. 
Como resposta a indução, as partículas minerais tornam-se polarizadas 
devido à transferência de cargas. As partículas condutoras deixam fluir suas cargas 
por meio da superfície aterrada, ficando então com carga de mesmo sinal ao da 
superfície aterrada e são assim, repelidas por ela. Já as partículas não condutoras 
sofrem apenas polarização. 
 
Eletrização por bombeamento iônico 
Os gases, nas Condições Naturais de Temperatura e Pressão (CNTP), se 
submetidos a um potencial elevado, provocam uma descarga iônica e, 
consequentemente,a condução da corrente elétrica. A intensidade dessa descarga 
depende da forma dos eletrodos. O eletrodo fabricado com fio de tungstênio e 
diâmetro da ordem de 0,25 mm é o que oferece os melhores. 
Essa técnica de eletrização requer um equipamento de alta tensão. Além 
disso, os melhores resultados são obtidos quando o mecanismo está associado a 
outro, como, por exemplo, a eletrização por contato e com repetidas etapas de 
limpeza. 
 
Tipos de separadores 
Os mecanismos de eletrização dependem dos tipos de separadores utilizados 
e da configuração dos mesmos. Existem dois tipos básicos de separadores: os 
eletrodinâmicos, onde se emprega o fluxo iônico com transferência de cargas, e os 
eletrostáticos onde não há fluxo iônico. Na prática são encontrados os separadores 
eletrodinâmicos, comumente chamados "de alta tensão", e os separadores 
eletrostáticos de placas condutoras. 
Nos separadores eletrodinâmicos, uma mistura de minerais (com diferentes 
susceptibilidades à eletrização superficial) é alimentada sobre a superfície do tambor 
que recebe o bombardeamento iônico, por meio do eletrodo de ionização. No 
eletrodo é utilizada corrente contínua, potencial da ordem de 50 kV e geralmente 
polarização negativa. Os minerais carregam-se negativamente, permanecendo 
aderidos à superfície até penetrarem na região de ação do eletrodo estático. O 
eletrodo estático tem a função de reverter, por indução, as cargas das partículas 
condutoras, provocando o deslocamento lateral das partículas em relação à 
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superfície do tambor, alterando a sua trajetória e coletando-as como material 
condutor. Assim, o material dielétrico permanece com carga negativa e, portanto, 
colado à superfície do tambor até ser removido com auxílio da escova e do eletrodo 
de corrente alternada. 
Os separadores eletrostáticos possuem duas placas, uma condutora e outra 
constituída de um eletrodo gigante. A alimentação é feita entre as placas e os 
minerais fluem livremente por gravidade. O carregamento por indução ocorre sobre 
a placa condutora pela ação do campo elétrico, devido ao eletrodo. Desta forma, 
ocorre uma transferência de elétrons dos minerais condutores através da placa, 
tornando-os positivos. O procedimento resulta na atração das partículas condutoras 
pelo eletrodo, mudando a sua trajetória. 
Os separadores eletrostáticos tem certa limitação no uso para a separação de 
minerais de granulometria mais grossa. Isso ocorre porque as forças eletrostáticas 
desse tipo de separador são de baixa intensidade. Desta maneira, esses 
equipamentos são pouco utilizados nas operações primárias de separação. Espera-
se que com o aperfeiçoamento dos separadores eletrodinâmicos, os eletrostáticos 
tenham apenas valor histórico. 
 
Fatores que alteram o resultado da separação eletrostática 
Para obter sucesso na eletrização superficial das partículas, estas devem 
possuir superfícies livres de contaminações e sujeiras (matéria orgânica). Além 
disso, a área operacional deve estar isenta de poeira e umidade. Por esses motivos, 
as instalações industriais possuem etapas de lavagem, atrição e secagem do 
material, antes da alimentação. 
 A dimensão e forma das partículas também têm influência na 
separação. As faixas granulométricas muito amplas não são adequadas à separação 
eletrostática. Aquelas com granulometria grossa possuem carga superficial pequena 
devido à baixa superfície específica. Desse modo, a força eletrostática sobre as 
mesmas é menor que o peso individual de cada partícula, implicando na existência 
de material grosso e condutor na fração não condutora, diminuindo a eficiência do 
processo. 
Por outro lado, as partículas muito finas e condutoras tendem a permanecer 
com as partículas não condutoras nos leitos inferiores das mesmas sobre a 
superfície do rolo, diminuindo também o desempenho da operação. 
 
 
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2.4. Flotação 
 
Entende-se por flotação como uma técnica de separação de misturas que 
consiste na introdução de bolhas de ar a uma suspensão de partículas. Com isso, 
verifica-se que as partículas aderem às bolhas, formando uma espuma que pode ser 
removida da solução e separando seus componentes de maneira efetiva. O 
importante nesse processo é que ele representa exatamente o inverso daquele que 
deveria ocorrer espontaneamente: a sedimentação das partículas. A ocorrência do 
fenômeno se deve à tensão superficial do meio de dispersão e ao ângulo de contato 
formado entre as bolhas e as partículas. 
A tensão superficial é a responsável pela formação das bolhas e pode ser 
entendida como uma espécie de película que envolve os líquidos, semelhante à 
existente na gema do ovo. Isso explica porque, quando viramos um copo molhado, 
algumas gotas permanecem presas à sua superfície ou porque uma torneira mal 
fechada consegue segurar a gota de água até certo limite de tamanho antes que 
esta caia na pia. 
A justificativa para esse fenômeno está no fato de que as moléculas situadas 
no interior de um líquido são, em média, sujeitas à força de atração igual em todas 
as direções, ao passo que as moléculas situadas, por exemplo, na superfície de 
separação líquido-ar, estão submetidas à força de atração não balanceada ou não 
equilibrada, o que resulta numa força preferencial em direção ao interior do líquido. 
Ao colocarmos um líquido em contato com uma superfície, temos que 
considerar duas possibilidades de interação: o líquido se espalha bem na superfície 
(como bebida alcoólica em copo de vidro) ou o líquido tende a se manter no formato 
de gota (como uma gota de chuva no para-brisa engordurado de um carro). 
O que realmente observamos é reflexo da afinidade entre as superfícies: 
aquelas que se mantém como gotas de maneira a diminuir o máximo possível o 
contato entre a água e a superfície são chamadas hidrofóbicas, enquanto aquelas 
em que observamos o espalhamento do líquido e têm afinidade à água são 
chamadas hidrofílicas. 
O ângulo formado entre as superfícies, indicado na Figura 1, conhecido como 
ângulo de contato (θ), pode ser usado como uma medida da 
hidrofobicidade/hidrofilicidade do sólido. Esse ângulo permite a quantificação dos 
vários graus de afinidade intermediários entre esses dois casos extremos. 
18 
 
 
Figura 5 - a) superfície hidrofílica <90° b) superfície hidrofóbica >90° 
Além da natureza físico-química da superfície, o tamanho da partícula também 
é fator limitante do processo, pois para ser arrastada, a partícula deverá ter 
dimensões próximas das coloidais. Coloides são sistemas dispersos constituídos de 
partículas com pelo menos uma dimensão entre 1 a 1000nm ou 10 a 10000µm, mas 
a base dessa classificação pelo tamanho da partícula admite a simetria esférica, o 
que nem sempre é o caso. Partículas que têm esse tamanho em uma dimensão 
(forma de disco) ou em duas dimensões (forma de agulha), mas que são muito 
maiores em outras dimensões, também se comportam como coloides. Essa 
flexibilidade permite que vários sistemas sejam classificados como coloidais e 
possibilita o emprego da flotação como técnica de separação de misturas em vários 
processos industriais. 
Aplicação da flotação em processos industriais: 
As aplicações que ganharam mais destaque até hoje, referem-se à aplicação 
do processo inicialmente na separação mineral e na extração do cobre a partir da 
calcopirita (CuFeS2 ). Nesse processo, o mineral é pulverizado e combinado com 
óleo, água e detergentes. As partículas de sulfetos esmagadas e moídas são 
molhadas por óleo, mas não por água. Então o ar é borbulhado através da mistura; o 
sulfeto mineral recoberto de óleo adere à bolha de ar e flutua na superfície com a 
espuma formada; e o resíduo não desejado,pobre em cobre, chamado de ganga, 
deposita-se na parte inferior. A remoção da espuma é bastante simples e a 
separação das partículas bastante eficiente (Atkins e Jones, 2001). 
A aplicação na separação de minerais é o emprego mais convencional da 
flotação, seguido de seu uso na recuperação de corantes em indústrias de papel, 
tratamento de água e esgoto. Pesquisas recentes ampliaram o uso da flotação em 
processos tais como despoluição de rios, separação de plástico e até mesmo 
separação de microrganismos. 
A flotação é uma técnica de separação de misturas amplamente empregada, 
mas pouco discutida nas salas de ensino médio. Acredita-se que sua abordagem no 
ensino de química possa ser expandida com a ampliação do conceito. 
 
 
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3. CONCLUSÃO 
 
Em suma, os métodos físicos de concentração de minérios são extremamente 
necessários para a indústria mineral, pois, possibilita a separação do minério da 
ganga mineral. Sem as técnicas aprimoradas de concentração de minérios, seria 
impossível obter lucratividade em variadas áreas da indústria, como no tratamento 
de minérios, na reciclagem de metais, entre outras áreas que vem despertando forte 
interesse no mercado, onde mostra a solução para alguns problemas atuais e 
futuros relacionados aos bens minerais. 
 Os principais métodos físicos de concentração possuem suas peculiaridades 
de acordo com as propriedades de cada material que se deseja concentrar/separar, 
e o desenvolvimento de cada método, resultou na criação de equipamentos, como, 
os jigues e imãs, que são aplicados em conjunto ou individualmente, no 
processamento dos minerais. Vale ressaltar que se deve estudar detalhadamente as 
propriedades de cada material, e testar vários métodos de separação para que 
tenha uma viabilidade econômica do processo a partir do uso do método mais 
adequado, entre os separadores densitários, magnéticos, eletrostáticos e da química 
de superfície, visto que o último é o mais largamente utilizado na indústria mineira. 
 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
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Ed. Rio de Janeiro: CETEM/MCT, 2010. 
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Práticas Laboratoriais. Rio de Janeiro: CETEM/MCT, 2007. 
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Engenharia e Tecnologia dos Campos Gerais, 2., 2006, Paraná. Anais... Ponta 
Grossa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2006. 
ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o 
meio ambiente. Trad. Ignez Caracelli. Porto Alegre: Bookman, 2001. 
SOUSA, S.R. Flotação de microorganismos. Disponível em: 
<http://www.iq.unesp.br/flotacao/index.htm>. Acesso em 02 de outubro de 2017. 
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Federal do Goiás, 2012. 191 slides, color. 
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Janeiro: CETEM/MCT, 2010. Cap.7. p.301-325.