[Hidrometalurgia] Aula 03 - Processos Unitários II, Notas de aula de Hidrometalurgia

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Introdução

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Concentração Por Gravidade

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 É usada principalmente no tratamento de minérios de metais pesados ou muito leves.

 Como no peneiramento, a eficiência é baixa quando o tamanho das partículas é menor que 0,1 mm, devido ao outros efeitos.

 A forma mais comum de separação por gravidade é a que se faz com meio denso, com densidade com valor entre as duas frações a separar.

Concentração Por Gravidade

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 Esse método pode ser chamado afunda-ou-bóia.

 O meio denso pode ser uma poupa preparada com uma mistura de partículas muito mais finas que aquelas a separar.

 Essas partículas são recuperados no fim do processos por processos que serão vistos mais tarde.

 Em laboratório são usados líquidos orgânicos, como o tetra-bromo-etano, que são muito caros para aplicações industriais.

Concentração Magnética

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 A concentração magnética pode ser usada quando um dos minerais presentes no minério tem é magnético.  Um exemplo clássico é o de minérios magnetíticos, ou seja, que contém Fe3O4, óxido magnético de ferro.  Nesses tipos de minério pode-se obter concentrados com 70% de ferro a partir de minérios com 30 %. Existem duas categorias de separação definidas como: Diamagnético que são repelidos por um campo magnético, Paramagnéticos que são atraídos por um campo magnético.

Concentração Magnética

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 Pode ser usada também para separar metais de fases minerais como no caso aproveitamento de ferro ou aço de escorias siderúrgicas.

 Alguns minerais são paramagnéticos, ou seja, são atraídos apenas fracamente por magnetos.

 Entre esses está a hematita, mineral de ferro, e da ilmenita, mineral de titânio.

 Nesses casos magnetos mais potentes devem ser usados.

Concentração Eletrostática

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 Na concentração eletrostática explora-se a diferença de condutividade elétrica entre os minerais.  O processo opera sempre em material seco que é alimentado em uma fina camada sobre a superfície de um cilindro metálico que gira em torno do seu eixo longitudinal que se mantém horizontal.  O cilindro pode estar eletricamente carregado ou ligado a terra em frente a um eletrodo, fora do fluxo de material.  Nos dois casos as partículas ficarão eletrostaticamente carregadas, opostamente ao cilindro e aderidas a ele.

Concentração Eletrostática

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 As partículas condutoras perdem a carga rapidamente e se desprendem do cilindro enquanto as não condutoras permanecerão aderidas ao cilindro até que removidas com uma escova, caindo em um container diferente do das primeiras.  Aplica-se a grãos entre 1 e 0,1 mm, ou seja, uma faixa bastante estreita.  Como a camada a ser depositada sobre o cilindro deve ser fina, a produtividade do processo é baixa.  Uma aplicação comum é na extração de ilmenita e de rutilo de areia de praia.

Concentração por Flotação

 A concentração por flotação, ou flutuação, se baseia na diferença que a superfície dos minerais tem em relação à atração pela água, ou a sua molhabilidade.  Se a energia interfacial sólido-água de um mineral é maior que a sólido-ar, esse mineral é dito hidrófobo (tem medo de água).  Se ocorrer o contrário o mineral é hidrófilo (amigo da água).  Se bolhas de ar forem produzidas dentro de uma polpa ou suspensão contendo partículas hidrófobas, essas tenderão a se associar às bolhas, e poderão subir à superfície.  As partículas hidrófilas permanecerão na suspensão.

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Concentração por Flotação

 No processo, algumas substâncias são adicionadas à polpa para aumentar a eficiência do processo.  Para que as bolhas produzidas no fundo das células de flotação não se desfaçam na superfície, causando a volta da partícula à suspensão são adicionados os tenso-ativos.  Esses vão causar a formação de uma espuma na superfície da suspensão que reterá as partículas hidrófobas.  Um exemplo é o óleo de pinho.

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Concentração por Flotação

 A engenharia do processo consiste em identificar a combinação desses cinco aditivos para o melhor desempenho, buscando a flutuação de apenas um dos minerais.  Pode ocorrer o caso em que o que flutua seja o mais denso, já que a propriedade predominante é a molhabilidade.  Normalmente o indesejável é o que flutua, mas pode acontecer o contrário.  Este último caso chama-se flotação, ou flutuação, inversa.

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Concentração por Flotação

 Princípios Básicos da Flotação:

• Colisão e adesão (“attachment”) seletiva de partículas a bolhas de ar (flotação “real” –“true flotation”);
• Resistência ao cisalhamento e transferência de partículas à zona de espuma;
• Resistência da unidade bolha- partícula na espuma e transferência ao concentrado. 17

Flotação por Ar Dissolvido (DAF)

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 Em sistemas DAF, o ar é dissolvido na água

residual sob pressão de várias atmosferas, seguido por descompressão para a pressão atmosférica.

 Estes tipos de sistema têm sido usados

principalmente no tratamento de efluentes industriais e na concentração de lodos.

Flotação por Ar

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 Em sistemas de flotação por ar, as bolhas de ar são formadas pela introdução da fase gasosa diretamente na fase líquida através de um propulsor ou difusores.

 A aeração sozinha por um curto período não é efetiva na flotação de sólidos.

 A provisão de tanques de aeração para flotação de graxas e outros sólidos do efluente líquido normalmente não é garantido.