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MIN258 - Introducao flotacao

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Flotação
Professora: Otávia Martins Silva Rodrigues
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas
Departamento de Engenharia de Minas
MIN258 – Processamento dos minerais III
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A mineração é a principal atividade provedora de materiais para a humanidade. Os desafios técnicos, sociais e ambientais que se colocam para a indústria mineral, em nível mundial, requerem o aperfeiçoamento e o contínuo desenvolvimento de novos métodos de lavra e de processamento de minerais que permitam minimizar os impactos ao meio ambiente e, ao mesmo tempo, fornecer os recursos necessários para a economia. (www.mining.ubc.ca)
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PROCESSAMENTO MINERAL
Preparação
Concentração
Separação S/L
 *Fluxograma da Usina de Sossego (Bergerman, M.; Delboni, H.;Nankran, M. REM 62(1):93-97, jan-mar.,2009.
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Os métodos de concentração consistem na separação entre os minerais úteis e os minerais de ganga. A eficiência do método depende de três condições básicas:
liberabilidade;
diferenciabilidade;
separabilidade dinâmica.
A aplicação dos métodos convencionais de concentração dependem do teor, da mineralogia e das características físicas, como a granulometria, do material a ser beneficiado.
CONCENTRAÇÃO DE MINÉRIOS
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Métodos de concentração e propriedades diferenciadoras.
*Teoria e Pratica no Tratamento de Minérios, capítulo 1.
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1000
100
10
1
0,1
0,01
0,001
Tambor de Meio Denso
DWP
Jigue Pneumático
Espiral
Flotação
LIMS - tambor
WHIMS - Jones
WDRE – tambor
 tambor/rolo de terras raras
a seco
Floculação seletiva
Métodos de concentração de minérios de ferro:
faixas granulométricas de melhor aplicação
Tamanho médio de partícula (mm)
Métodos Magnéticos
LIMS = “low intesity magnetic separation”, WHIMS = “wet high intensity m.s., HGMS = “high gradient m.s.”, WDRE =“wet drum rare earth”.
SEPARAÇÃO
DENSITÁRIA
MEIO DENSO
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“A Flotação é, na prática, o único método de concentração de minerais no qual é possível criar e modificar a propriedade diferenciadora - grau de hidrofobicidade de uma superfície. 
Assim, o método tem aplicações muito diversificadas na indústria mineral e em diversos outros setores industriais tais como o tratamento de águas, de esgotos e de resíduos e, até mesmo, na reciclagem de materiais tais como pigmentos, papéis e plásticos.”
A VERSATILIDADE DA FLOTAÇÃO
Charles Potter (Austrália,1901) e Alcides Froment (Itália, 1902) verificaram, independentemente, que a presença de bolhas de gás poderia ser um agente ideal para flotar ou flutuar partículas hidrofóbicas.
INÍCIO DA FLOTAÇÃO EM ESPUMA
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A MULTIDISCIPLINARIDADE DA FLOTAÇÃO
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ASPECTOS ENVOLVIDOS NA CIÊNCIA
DA FLOTAÇÃO
Controle
químico
Controle químico
Estabilidade da espuma
Adsorção de reagentes 
Fenômenos físicos
Umectação (“molhabilidade”)
Interação bolha-partícula
Interação partícula-partícula
Aspectos mecânicos
Geração de bolhas
Dispersão das partículas/polpa
Aspectos
mecânicos
Fenômenos
físicos
FLOTAÇÃO
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Pode-se dizer apenas flotação ou flotação em espumas:
Processo físico-químico aplicado à concentração de minerais cujo princípio fundamental relaciona-se diretamente ao GRAU DE HIDROFOBICIDADE, natural ou induzido, das partículas, as quais se deseja separar numa fase, ESPUMA, pela adesão delas (partículas hidrofóbicas) às BOLHAS DE GÁS (ar, N2), enquanto as demais partículas que devem permanecer (ou serem transformadas em) HIDROFÍLICAS.
DEFINIÇÃO DE FLOTAÇÃO
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CONCEITOS IMPORTANTES
 Grau de hidrofobicidade
 Hidrofobicidade
 Hidrofilicidade
Superfícies minerais hidrofóbicas
Superfícies minerais hidrofílicas
Molhabilidade
Polaridade
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HIDROFOBICIDADE
Mineral
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Para que haja modificação de uma interface é necessário a correta adição de um conjunto de reagentes e imposição de certas condições físico-químicas. 
A transformação do caráter superficial de uma partícula mineral é conseguida pela introdução de reagentes especiais (surfatantes) que possuem um caráter duplo (anfipático), representado por uma porção de natureza polar e outra de natureza apolar. 
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Critérios de Flotabilidade
Técnicas usadas para estudos de interação entre reagentes de flotação e minerais.
 Ângulo de contato
Microflotação em Tubo de Hallimond
Tubo de ensaio
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Critérios de Flotabilidade
 Medida do ângulo de contato
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Critérios de Flotabilidade
 Ângulo de contato
θ
Sólido
Líquido
Gás
>> Critérios hidrodinâmicos devem ser 
 atendidos para que ocorra a flotação. 
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Flotabilidade
Tubo de ensaio
Água destilada / reagente
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Microflotação
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TUBO DE HALLIMOND PARA MICROFLOTAÇÃO
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FLOTADO
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AFUNDADO
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Critérios de Flotabilidade
 Microflotação em Tubo de Hallimond – coletor = amina / depressor = amido 
Construir gráfico de % flotada em função do pH para os dois minerais e comentar.
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Efeito do aumento na dosagem de coletor em testes de microflotação de um silicato com dodecilamina
INIT

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