Flotação da Wollastonita

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FLOTAÇÃO DA WOLLASTONITA
Revisão bibliográfica da dissertação de mestrado: “rotas de concentração por flotação para a wollastonita presente nos depósitos do estado de goiás” (Martins, S. C. ; 2015)
Disciplina Flotação de silicatos – emn006 / professor: Paulo roberto Magalhães viana
Departamento de engenharia de minas – escola de engenharia – universidade federal de minas gerais
Junho / 2015
Israel rodrigues teixeira 
INTRODUÇÃO
A wollastonita é um silicato
Inossilicatos
Piroxênios
Piroxenóides
Composição
CaSiO3 – 48,3% CaO / 51,7% SiO2 
Substituições do Ca: Al, Fe, Mn, Mg, Na
INTRODUÇÃO – BASE TEÓRICA
Silicatos
Unidade fundamental é um tetraedro formado por silício e oxigênio
Cátion Si4+ no centro coordenando quatro O2- em seus vértices
Inossilicatos
Polimerização em cadeias “lineares”
Piroxênios – Cadeia simples – Compartilha 2 oxigênios
Si:O – 1:3
Anfibólios – Cadeia Dupla – Compartilha 3 oxigênios
Si:O 4:11
INTRODUÇÃO – BASE TEÓRICA
Piroxenóide
Cadeia não é exatamente linear, há um “desvio” que retorce a cadeia
Distância de repetição maior
INTRODUÇÃO – BASE TEÓRICA
Propriedades
INTRODUÇÃO – BASE TEÓRICA
Esquema da estrutura cristalina
INTRODUÇÃO
A wollastonita é um mineral bastante versátil o que agrega um valor satisfatório aos seus produtos
É largamente utilizada no mundo, contudo, o Brasil ainda não aproveita seu potencial
Maiores produtores mundiais (USGS, 2015)
China, Índia, Estados Unidos, México e Finlândia
Usos
Indústria de plásticos, materiais cerâmicos, materiais médicos, tintas 
Indústria agrícola – correção do solo
Indústria civil – cimentos de alta resistência (acicular) e substituto do amianto (fibrosa)
INTRODUÇÃO – GÊNESE DOS DEPÓSITOS (PARÂMETROS MUNDIAIS) 
INTRODUÇÃO – COMPONENTES DA AMOSTRA
Associação de minerais presentes no depósito brasileiro
Wollastonita - CaSiO3
 Diopsídio - CaMgSi2O6
Feldspatos - (Albita: NaAlSi3O8 / Anortita: CaAl2Si2O8 / Microclina: KAlSi3O8)
Quartzo - SiO2
Calcita - CaCO3 
INTRODUÇÃO – COMPONENTES DA AMOSTRA
Propriedades
ESTUDOS PRELIMINARES
Existe bastante semelhança nas propriedades dos minerais formadores da amostra, especialmente entre os silicatos, o que leva a uma grande dificuldade de concentrar-se a wollastonita
A única propriedade diferenciadora mais evidente para os silicatos formadores do minério em questão é a susceptibilidade magnética do diopsídio
ESTUDOS PRELIMINARES – POTENCIAL ZETA - WOLLASTONITA
Medidas do potencial zeta da wollastonita na presença de eletrólito indiferente , acetato de dodecilamina e oleato de sódio
ESTUDOS PRELIMINARES – POTENCIAL ZETA – WOLLASTONITA
Potencial zeta da sob a presença de eletrólito indiferente evidencia sua grande faixa de potencial negativo
Ponto isoelétrico – pH 4
Adição da amina ocorre a inversão da carga, em torno de pH 10, sendo que a mesma volta a ser negativa em pH 12
Isso mostra que ocorre a adsorção da amina na wollastonita e, considerando que a cabeça polar da dodecilamina adsorve-se na superfície negativa da wollastonita, é possível que a adsorção seja física
Adicionando de oleato de sódio, coletor aniônico, observa-se uma possível adsorção de natureza química, já que esse reagente adsorve em toda faixa de pH, independente da carga da wollastonita, fato esse que deixa o potencial zeta ainda mais negativo 
ESTUDOS PRELIMINARES – POTENCIAL ZETA – DEMAIS MINERAIS
Diopsídio (ponto isoelétrico pH 3,5)
Inversão de carga ao adicionar amina em pH 9 - 11
Quartzo (ponto isoelétrico pH 2,6)
Microclina (ponto isoelétrico pH 1,8)
Ambos com potencial negativa em toda faixa de pH
ESTUDOS PRELIMINARES – POTENCIAL ZETA – DEMAIS MINERAIS
Compilação dos pontos isoelétricos encontrados na literatura
Calcita (ponto isoelétrico pH 9,3)
ESTUDOS PRELIMINARES – POTENCIAL ZETA 
Analisando os potenciais dos minerais presentes na amostra percebe-se que os silicatos apresentam ponto isoelétrico em faixa de pH ácida variando em torno de 1,8 a 4,0, sendo que acima dessa faixa de pH tais silicatos apresentam carga negativa
 A calcita apresenta ponto isoelétrico em pH em torno de 9,3, sendo sua carga superficial positiva para faixas de pH inferiores
Os valores obtidos para os potenciais evidenciam que a separação da calcita dos demais minerais é favorável, porém, a concentração individual da wollastonita apresenta-se difícil, haja vista sua semelhança com os demais silicatos presentes.
ESTUDOS PRELIMINARES – SOLUBILIDADE
MICROFLOTAÇÃO E ÂNGULO DE CONTATO
Ensaios realizados por Prabhakar, (2005)
Faixas granulométricas (-212 +0) μm e (-212 +38) μm 
Wollastonita pura em pH natural (após a adição de wollastonita o pH estabiliza-se em 9,5)
Um grama do mineral foi condicionado com solução de diamina durante cinco minutos, com concentração e pH pré-determinados. Em seguida a suspensão transferida para o tubo de Hallimond. 
MICROFLOTAÇÃO E ÂNGULO DE CONTATO
MICROFLOTAÇÃO E ÂNGULO DE CONTATO
CONCENTRAÇÃO POR FLOTAÇÃO
É comum utilizar-se a flotação da calcita, antes ou depois da remoção dos minerais paramagnéticos (diopsídio e minerais do grupo das granadas) através de separação magnética, e tendo como afundado a wollastonita. Realizada em pH neutro ou básico, utilizando-se, em geral, ácidos graxos como coletores e como depressor amido ou silicato de sódio
Outra rota envolve a concentração da wollastonita por flotação direta utilizando-se como coletor eteraminas, antes ou depois da concentração magnética
 Em ambas as rotas, após a retirada da calcita, é necessária outra flotação a fim de se separar a wollastonita dos outros silicatos 
CONCENTRAÇÃO POR FLOTAÇÃO – ENSAIOS REALIZADOS POR MARTINS, 2015
Foram testadas três rotas distintas
Duas rotas – flotação “bulk” para concentrar os silicatos por flotação direta catiônica 
Uma rota utilizou-se flotação reversa aniônica
Coletores utilizados
Modulador de pH
NaOH e HCl
Depressor da calcita
Amido de milho 
FLOTAÇÃO DIRETA CATIÔNICA
Etapa I - Flotação “bulk” - visou flotar os silicatos com o emprego dos coletores catiônicos amina flotigam EDA e K2C (em um único ensaio utilizou-se o amido com função de deprimir a calcita)
Etapa II - Flotação “bulk” - Feita após análise da melhor dosagem de reagentes seguida da flotação final, usando como coletor 700 g/t de ácido oleico. A última flotação foi realizada em pH 7-8, com coleta até a exaustão 
FLOTAÇÃO DIRETA CATIÔNICA
Fluxograma seguido
FLOTAÇÃO REVERSA ANIÔNICA
Uma etapa de flotação
Coletor da calcita
Ácido oleico
Dosagens – 400, 700 e 1000 g/t
Tempo de condicionamento – 15 minutos
pH 7-8
Coleta até a exaustão 
FLOTAÇÃO DIRETA CATIÔNICA – RESULTADOS (Amina e K2C)
FLOTAÇÃO DIRETA CATIÔNICA – RESULTADOS (Ácido oleico)
FLOTAÇÃO DIRETA CATIÔNICA – RESULTADOS (Perda ao fogo)
A flotação bulk utilizando-se amina como coletor apresentou uma maior recuperação e uma menor perda ao fogo 
FLOTAÇÃO REVERSA ANIÔNICA – RESULTADOS (Ácido oleico)
FLOTAÇÃO REVERSA ANIÔNICA – RESULTADOS (Ácido oleico)
A baixa perda ao fogo do concentrado indica baixo teor de calcita, além disso, é visível a concentração dos silicatos, assim como ocorreu nas outras flotações 
FLOTAÇÃO – COMPILAÇÃO DOS RESULTADOS
CONCLUSÃO
A concentração da wollastonita viável através das três rotas utilizadas
Partindo de uma alimentação com teor de cálcio de 41,15%, teor de silício de 11,47% e perda ao fogo de 25,80% , obteve-se um concentrado com:
Perda ao fogo a valores próximos ou menores que 1,00%, os teores de cálcio a cerca de 20,00%, além de elevar o teor de silício para aproximadamente 30,00%
Entre as três rotas utilizadas, a flotação reversa aniônica utilizando ácido oleico como coletor se mostrou a mais adequada, uma vez que teve maior recuperação em massa, 28,83% e menor perda ao fogo, 0,18%, indicando menos calcita no concentrado final 
OBRIGADO
ISRAEL RODRIGUES TEIXEIRA