P2 7 Separacao magnetica e eletrostatica de minerios

Prévia do material em texto

Separação magnética e 
separação eletrostática de 
minérios 
Tratamento de Minérios 
14/6/18 
Separação magnética de 
minérios 
Tratamento de Minérios 
Introdução 
Separação Magnética 
NaCl + prego (aço) 
Tratamento de Minérios 
Enxofre + limalha de ferro 
• É um método consagrado na área de processamento de minérios para 
concentração e/ou purificação de muitas substâncias minerais. 
 A propriedade de um material que determina sua resposta a um campo 
magnético é chamada de susceptibilidade magnética. 
• Baseia-se no comportamento individual das espécies sob a influência de 
forças magnéticas. 
• Com base nessa propriedade os materiais ou minerais são classificados em 
duas categorias: aqueles que são atraídos pelo campo magnético e os que 
são repelidos por ele. 
Tratamento de Minérios 
Introdução 
Separação Magnética 
• Ferromagnéticos: são atraídos fortemente pelo campo 
(ex: magnetita). 
 
• Paramagnéticos: são atraídos fracamente pelo campo 
(ex: hematita-Fe2O3 ). 
 
• Diamagnéticos: que são repelidos pelo campo (ex: quartzo, 
cerussita, magnesita, calcita, barita). 
Tratamento de Minérios 
Introdução 
Separação Magnética 
Um minério constituído pelos minerais crisocola (CuSiO3 - 
nH2O magnetita pode ser concentrado por separação 
magnética? 
Classificação dos minerais quanto ao comportamento magnético 
minerais com 
elevadas 
susceptibilidade 
minerais com baixa 
susceptibilidade 
CuSiO3 - nH2O 
Fe3O4 
Tratamento de Minérios Separação Magnética 
Tipos de Separadores 
• Ferromagnéticos: são atraídos fortemente 
pelo campo. 
 
• Paramagnéticos: são atraídos fracamente 
pelo campo. 
• separadores a seco 
• separadores a úmido 
• separadores de baixa intensidade – para materiais 
ferromagnéticos. 
• separadores de alta intensidade – para materiais 
paramagnéticos 
De acordo com o uso 
De acordo com o campo de indução: 
Tratamento de Minérios Separação Magnética 
Separadores magnéticos secos 
Fig. 253 - Pryor 
Tratamento de Minérios Separação Magnética 
Separadores magnéticos secos 
Separador magnético a seco 
Tratamento de Minérios Separação Magnética 
Separadores magnéticos secos 
Separador 
magnético 
de rolo 
induzido 
com 2 
estágios de 
separação 
• remoção das 
impurezas ferrosas 
presentes nos 
concentrados de 
sílica (areia), 
feldspato, barita, 
etc. 
• circuitos de 
beneficiamento de 
minerais 
paramagnéticos 
tais como: 
monazita, cromita, 
etc. 
Aplicações 
Separador magnético de rolo induzido com 3 estágios de separação – João Sampaio 
Separadores magnéticos secos 
Separadores magnéticos úmido 
Separadores magnéticos úmido 
Pryor 
Separadores magnéticos de alta intensidade 
Tratamento de Minérios Separação Magnética 
Separadores magnéticos de alta intensidade 
Separadores magnéticos de alta intensidade 
 Parâmetros que afetam o processo de separação: 
 
• Intensidade de campo magnético 
 
• Alimentação 
Tratamento de Minérios Separação Magnética 
 Permite a separação seletiva das partículas com diferentes 
susceptibilidade magnética. 
 
• Baixa intensidade - separam-se minerais com elevadas 
susceptibilidade 
 
• Alta intensidade - separam-se aqueles com valores mais baixos 
desse parâmetro. 
Tratamento de Minérios Separação Magnética 
Intensidade de campo magnético 
• O leito das partículas que atravessa o campo não deve ser espesso. 
 
• O excesso de alimentação acarreta a formação de oclusões de minerais 
não magnéticos, dentro dos flocos magnéticos, prejudicando a 
separação 
Tratamento de Minérios Separação Magnética 
Alimentação 
• remoção de impurezas magnéticas, presentes nos concentrados de cassiterita, 
areia quartzosa e no feldspato; 
 
• remoção da magnetita presente no amianto e nos minérios fosfatados; 
 
• purificação do talco, na recuperação de wolframita e minerais não sulfetados de 
molibdênio, presentes em rejeitos de flotação; 
 
• no beneficiamento de minérios de urânio e de minerais pesados (ilmenita, rutilo). 
 
• Beneficiamento do caulim com a finalidade de remover minerais de ferro e titânio 
prejudiciais a alvura do produto – Caulim da Amazônia S.A. – CADAM – 5 T 
Aplicações Industriais 
Tratamento de Minérios Separação Magnética 
 Utilização de supercondutores na separação magnética permite 
avanços no processamento de materiais paramagnéticos devido: 
 
• campo magnético com intensidade elevada 
 
• gradiente elevado de campo. 
Tratamento de Minérios Separação Magnética 
Avanços na separação magnética 
Separação eletrostática 
• É um processo de concentração de minérios que se baseia nas 
diferenças de algumas de suas propriedades, tais como: 
 
• condutibilidade elétrica, 
 
• susceptibilidade em adquirir cargas elétricas superficiais, 
 
• forma geométrica, 
 
• massa específica, 
 
• granulometria 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
Introdução 
 Para promover a separação é necessária a existência de dois 
fatores elétricos: 
 
• um campo elétrico de intensidade suficiente para desviar uma 
partícula eletricamente carregada, quando em movimento na região 
do campo; 
 
• carga elétrica superficial das partículas, ou polarização induzida, 
que lhes permitam sofrer a influência do campo elétrico. 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
Introdução 
• 1800 - os primeiros equipamentos a serem utilizados em escala 
industrial empregados na separação de ouro e sulfetos 
metálicos da ganga silicosa com baixa condutividade. 
 
• 1920-1940, com o advento da flotação, houve pouca utilização 
do processo. 
 
• 1940, com o progresso obtido no uso de fontes de alta tensão e 
os aperfeiçoamentos obtidos nas áreas de eletricidade e 
eletrônica, tornou-se a separação eletrostática competitiva, se 
comparada com outros processos na área do processamento 
de minérios. 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
Introdução 
H
is
tó
ri
a
 
 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
Fatores que condicionam a separação eletrostática (entre outros): 
• mecanismo do sistema que produz as cargas superficiais nos diversos 
minerais a serem separados 
• granulometria de liberação, que deve proporcionar uma partícula com massa 
suficiente para que haja uma atração efetiva por parte do campo elétrico aplicado 
Para o sucesso da separação eletrostática: 
 
• espécies mineralógicas devem responder de forma diferente tanto 
ao carregamento superficial de cargas como ao campo elétrico. 
 
• minerais devem estar individualizados, o que favorece a sua 
eletrização seletiva. 
 
• granulometria de liberação que deve ser da ordem de 20 µm. 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
Eletrização de partículas minerais 
 
 O fenômeno da eletrização consiste na transferência de cargas 
elétricas entre os corpos, e essa transferência pode ocorrer por 
três processos conhecidos: 
 
• Eletrização por contato ou atrito 
 
• Indução 
 
• Bombeamento iônico 
Processos de eletrização 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
• Quando minerais com naturezas diferentes são postos em contato, 
pode ocorrer, dependendo das condições, o aparecimento de 
cargas elétricas com sinais opostos nas superfícies dos mesmos. 
 
• O fenômeno é conhecido desde a antigüidade, pois Thales de 
Mileto (500 a. C.) observou que o âmbar atritado tinha o poder de 
atrair pequenas partículas de minerais. 
Tratamentode Minérios Separação Eletrostática 
Eletrização por contato 
 
 Quando as partículas minerais, em contato com uma superfície 
condutora e aterrada, são submetidas a um campo elétrico, 
observa-se a indução de uma carga superficial nas mesmas 
Eletrização por Indução 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
• Partículas dielétricas tornam-se polarizadas devido à não transferência 
de cargas. 
 
• Partículas condutoras deixam fluir suas cargas através da superfície 
aterrada. 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
Eletrização por Indução 
• partículas minerais em uma superfície condutora e aterrada e na presença de um 
campo elétrico adquirem cargas diferentes segundo sua condutividade elétrica 
Placa condutora 
Eletrização por bombeamento 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
• Os gases, nas CNTP, não conduzem a corrente elétrica, comportando-se 
como dielétricos. 
• Por outro lado, se submetido a um potencial elevado, ocorre uma 
descarga iônica. 
• O fluxo iônico entre os eletrodos quando submetidos a potenciais 
elevados é denominado efeito corona. 
• Este efeito é utilizado na eletrização de partículas de minerais durante a 
separação eletrostática. 
• processo muito caro envolvendo equipamento de alta tensão - normalmente é 
utilizado associado a outros processos de eletrização 
Separadores eletrostáticos 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
Separadores eletrostáticos 
• os equipamentos utilizados na prática tem em comum alguns componentes 
básicos 
- sistema de alimentação e coleta dos produtos 
- campo elétrico externo 
- mecanismos de carregamento e dispositivos de adesivos na trajetória 
das partículas dielétrica 
• o potencial e/ou campo elétrico variam com o tipo de separador que usualmente 
operam com: 
- potenciais entre 10 e 100 kV 
- campo elétrico na fixa de 4x104 até 3x106 V.m-1 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
Separadores eletrodinâmicos • são os mais utilizados 
Adão Benvindo 
• trecho BC 
• efeito corona 
• carga negativa em 
todas as partículas 
• trecho CD 
• reversão por 
indução as cargas 
das partículas 
condutoras 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
 
• Ambiente Operacional - as partículas devem possuir superfícies 
livres de contaminações e/ou sujeiras (matéria orgânica) e a 
área operacional estar isenta de poeira e umidade. 
 
• Granulometria - as faixas granulométricas muito amplas não 
são adequadas à separação eletrostática. 
• A dimensão e forma das partículas têm influência na ação do 
separador. 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
Parâmetros que afetam o processo de separação 
 
• concentração de minérios de ilmenita, rutilo, zircão, apatita, 
amianto, hematita e outros; 
 
• purificação de alimentos, tal como, remoção de certas impurezas 
presentes nos cereais; 
 
• remoção do cobre presente em resíduos industriais reaproveitáveis; 
 
• purificação dos gases em chaminés industriais, através de 
precipitação eletrostática. 
 
• separação eletrostática se verifica no processamento areias 
monazíticas e depósitos aluvionários contendo minerais de titânio 
Principais aplicações 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
Exercício: complete o fluxograma 
e classifique os minerais 
separados nesse fluxograma 
SMUBI – separador magnético a 
úmido de baixa intensidade 
SMUAI – separador magnético a 
úmido de alta intensidade 
Tratamento de Minérios Separação Eletrostática 
F I M