Efeito da Altura da Coluna na Flotação de Minério Fosfático em Diferentes Granulometrias

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2011

RESUMO

Uma vez que a deficiência de fósforo restringe severamente o rendimento de uma cultura agrícola, a adição deste elemento químico nos solos, por meio de fertilizantes fosfatados, torna-se indispensável para aumentar a produtividade agrícola, o que é imprescindível para alimentar a crescente população mundial. Na fabricação destes fertilizantes, a matéria-prima é o mineral apatita, obtido a partir do beneficiamento da rocha fosfática. Na concentração da apatita, destaca-se a operação de flotação em colunas, tecnologia apropriada no beneficiamento de minérios complexos, com baixo teor do mineral de valor e de menor granulometria. A distribuição granulométrica do minério é um dos fatores operacionais que mais afetam a qualidade e a produtividade do processo. Estudos mostram que para uma ampla variedade de minerais, agentes químicos e equipamentos de flotação, o processo é mais eficiente em uma estreita faixa de tamanho. Ademais, a quantidade de reagente necessária para alcançar resultados satisfatórios é diferente de acordo com a dimensão da partícula. Além das variáveis químicas e aquelas relacionadas à operação, as variáveis de projeto também interferem fortemente no desempenho da separação. Neste sentido, a altura da coluna é uma variável importante e questionada, que influencia diretamente, por exemplo, o tempo de residência de partículas e bolhas dentro do equipamento. Isto posto, este trabalho teve como objetivo principal analisar a influência da dimensão da partícula mineral, da altura do equipamento flotador e das concentrações de coletor e depressor na flotação da apatita em coluna, em batelada. Para tanto, em cada faixa granulométrica (grossa, intermediária e fina), foram selecionadas cinco alturas, para as quais foram realizados planejamentos fatoriais de experimentos, tendo como variáveis as dosagens dos reagentes. Com base nos resultados experimentais, foi feita uma análise estatística global permitindo assim, a quantificação e uma melhor visualização dos efeitos das variáveis investigadas. Por meio de superfícies de resposta, construídas a partir dos modelos empíricos obtidos, visou-se encontrar as condições que conduzam a níveis requeridos de teor e recuperação de apatita no concentrado. Além disso, foi feito um estudo de flotação com microbolhas (flotação por ar dissolvido) para a concentração de partículas finas. Identificou-se condições de tamanho de partícula, altura da coluna e de dosagem de reagentes que favoreceram a obtenção dos melhores resultados de teor de P2O5, recuperação de apatita e seletividade da separação de forma isolada, assim como aquelas condições que levam a resultados de teor e recuperação de apatita ao mesmo tempo acima dos valores desejados na indústria. Em geral, a recuperação da apatita, ao contrário do teor de fósforo, tendeu a aumentar com a elevação da dosagem do coletor; e com a diminuição da granulometria, da altura da coluna e da dosagem de depressor na polpa. A separação tendeu a ser mais seletiva para partículas grossas, maiores alturas do equipamento flotador e para menores dosagens de coletor. Para um intervalo de tamanho com partículas com diâmetro de peneira entre 44 e 105 μm (fração intermediária -150/+325 mesh), uma altura da coluna também intermediária (entre 1 e 1,5 m), e diversas combinações de reagentes, obteve-se o rendimento requerido para a flotação da apatita, isto é, de forma simultânea o teor de fósforo foi de 30-33 % ou maior e a recuperação de apatita foi superior a 60 %. No que diz respeito à flotação por ar dissolvido, verificou-se que é possível atingir um desempenho semelhante (teor em torno de 29 % e recuperações maiores que 60 %) ao alcançado na flotação por ar disperso de uma fração de tamanho fina, sendo que na flotação com microbolhas, dentre as variáveis e faixas experimentais avaliadas, o maior efeito foi da vazão de reciclo.

ASSUNTO(S)

flotação em coluna apatita granulometria mineral altura da coluna engenharia quimica flotação fósforo column flotation apatite mineral particle size column height

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