Beneficiamento de Minérios: Concentração, Separação Magnética, Flotação e Fluxogramas

Beneficiamento de Minérios

O beneficiamento visa preparar granulometricamente, concentrar ou purificar minérios por métodos físicos ou químicos, sem alteração da constituição química dos minerais.

Todo projeto de beneficiamento deve otimizar o processo para obter o máximo aproveitamento do minério ou insumos, observadas as condições econômicas do mercado, e desenvolver a atividade observando os aspectos de segurança, saúde ocupacional e proteção do meio ambiente.

Concentração de Minerais

A concentração de minerais ocorre quando é preciso separar os minerais de interesse dos que não são. Para que essa separação ocorra, é preciso que os minerais de interesse não estejam fisicamente agregados aos que não são de interesse, daí a importância das etapas de fragmentação e classificação.

Requisitos para Concentração

• Liberabilidade
• Diferenciabilidade (física ou química)
• Separabilidade dinâmica (capacidade do equipamento em separar ou concentrar)

A separação de minerais exige que haja uma diferença física ou físico-química entre o mineral de interesse e os demais, podendo ser fácil ou muito complexa dependendo do minério. Duas propriedades físicas são as mais utilizadas na separação ou concentração de minerais: diferença de densidade e diferença de susceptibilidade magnética.

Quando não existe diferença de propriedade física entre os minerais que se quer separar, utilizam-se técnicas que tomam como base as propriedades físico-químicas de superfície dos minerais. A técnica mais amplamente utilizada neste caso é a flotação.

Principais Métodos de Concentração

1. Separação/Concentração Gravítica

Método que apresenta bons resultados com baixo custo. O processo se baseia na diferença de densidade existente entre os minerais presentes, utilizando um meio fluido (água ou ar) para efetivar a concentração.

Principais equipamentos: jigues, mesas vibratórias e espirais.

2. Separação Magnética

A propriedade determinante neste processo é a susceptibilidade magnética. Com base nesse fato, os minerais podem ser divididos em 3 grupos:

• Ferromagnéticos: forte atração
• Paramagnéticos: média e fraca atração
• Diamagnéticos: nenhuma atração

Principais equipamentos: tambores, correias, rolos, carrosséis e filtros.

Flotação

A flotação é o processo dominante no tratamento de quase todos os tipos de minérios, devido à sua grande versatilidade e seletividade. Permite a obtenção de concentrados com elevados teores e expressivas recuperações, sendo aplicada no beneficiamento de minérios de baixo teor e granulometria fina.

O processo se baseia no comportamento físico-químico das superfícies das partículas minerais presentes em uma suspensão aquosa. A utilização de reagentes específicos, denominados coletores, depressores e modificadores, permite a recuperação seletiva dos minerais de interesse por adsorção em bolhas de ar.

Principais equipamentos: células mecânicas (TankCell) e colunas.

Fluxograma

O fluxograma é a representação gráfica convencional de um processo, ou seja, da sequência das operações que o constituem. Pode ser:

• Qualitativo: demonstra apenas a sequência das operações.
• Quantitativo: informa também as quantidades envolvidas.
• Dimensionado: acrescenta as principais dimensões do aparelho.

Termos Fundamentais do Beneficiamento

Circuito: é o caminho seguido pelo minério dentro de uma usina de beneficiamento, podendo ser aberto ou fechado.

Alimentação: é a massa de material que uma determinada usina ou operação recebe para processar. Run of mine (ROM) é o minério procedente diretamente da mina.

Teor: é o conteúdo de material em um determinado produto, normalmente expresso em % em peso.

Umidade: é a quantidade de água presente no sólido dividida pela massa total (úmida).

Fórmulas Principais

teor = (massa útil / massa total) × 100

umidade (%) = ((massa úmida total − massa seca) / massa úmida total) × 100

% sólidos = (massa de sólidos / massa total) × 100

% Sólidos e Densidades

% sólidos = ((dp − 1) / (dp)) × (ds / (ds − 1)) × 100

Onde dp é a densidade da polpa e ds é a densidade do sólido.