Na indústria mineira, existem diversos processos para que seja possível fazer o uso de um determinado bem mineral. Um desses é a concentração mineral e importante método deste processo é a flotação, que iremos abordar neste artigo.
O que é flotação?
A flotação, no processamento mineral, é um método usado para separar e concentrar minérios, alterando suas superfícies para uma condição hidrofóbica ou hidrofílica; ou seja, as superfícies são repelidas ou atraídas pela água. O processo de flotação foi desenvolvido em escala comercial no início do século 20, para remover partículas minerais muito finas que antes eram desperdiçadas em usinas de concentração por gravidade. A flotação tornou-se agora o processo mais amplamente utilizado para extrair muitos minerais de seus minérios.
Grande parte dos tipos de minerais requer revestimento com um repelente de água para fazê-los flutuar. Ao revestir os minerais com pequenas quantidades de produtos químicos ou óleos, as partículas finamente moídas dos minerais permanecem não molhadas e, portanto, aderem às bolhas de ar. As partículas minerais são revestidas pela agitação de uma polpa de minério, água e produtos químicos adequados, estes últimos se ligam à superfície das partículas minerais e as tornam hidrofóbicas. As partículas não molhadas aderem às bolhas de ar e são transportadas para a superfície superior da polpa, onde entram na espuma, a qual, por sua vez, contém essas partículas e pode então ser removida. Minerais indesejados que naturalmente resistem à umidade podem ser tratados de modo que suas superfícies fiquem molhadas e afundem.
Essa capacidade de modificar a flutuabilidade dos minerais possibilitou muitas separações difíceis que agora são práticas comuns nas usinas modernas. A flotação é amplamente utilizada para concentrar os minerais cobre, chumbo e zinco, que comumente se acompanham em seus minérios. Muitas misturas complexas de minérios, antes de pouco valor, tornaram-se importantes fontes de certos metais por meio do processo de flotação.
Que tipo de minério passa por flotação?
A maior classe de minérios tratados pelo processo de flotação consiste naqueles que contêm os minerais sulfetados de cobre, os quais frequentemente contêm cobre nativo e também ouro e prata. Todos esses geralmente podem ser flutuados com os minerais de sulfeto em um concentrado. Qualquer pirita ou outro sulfeto de ferro presente geralmente pode ser impedido de flutuar e sair da planta no rejeito. Os minerais oxidados do cobre, principalmente o carbonato, podem ser extraídos dos minérios que os contêm por métodos que diferem um pouco dos necessários para a flotação dos minerais sulfetados; a flotação de minérios nos quais ocorrem juntos sulfeto e minerais oxidados não tem sido muito bem-sucedida até o presente.
A segunda maior classe de minérios passíveis de flotação são aqueles contendo sulfetos mistos de chumbo e zinco com ou sem pirita.
Por métodos modernos, costuma ser possível remover concentrados separados em estágios sucessivos de flotação, cada concentrado contendo um dos minerais pouco contaminados pelos outros. O tratamento de um minério no qual ocorre apenas um sulfeto de chumbo ou zinco é normalmente uma questão simples, mas a maioria desses minérios é concentrada por outros métodos. Os minerais oxidados de chumbo geralmente podem ser concentrados por flotação, mas requerem um método especial de tratamento; sua ocorrência é comparativamente rara. O uso de flotação para complementar ou substituir a adição de cianeto a minérios de ouro e prata está aumentando lentamente.
Equipamentos utilizados na flotação
A flotação pode ser realizada em células ou tanques agitados mecanicamente retangulares ou cilíndrico ou colunas de flotação. Classificadas pelo método de absorção de ar, é justo afirmar que surgiram dois grupos distintos de equipamentos de flotação: máquinas pneumáticas e máquinas mecânicas. Geralmente, as máquinas pneumáticas fornecem um concentrado de baixo teor e poucos problemas operacionais.
Substâncias químicas utilizadas na flotação
Várias substâncias são utilizadas no processo de flotação, como reagentes, coletores, espumantes e reguladores.
Os coletores são os reagentes de flutuação usados para formar uma fina camada hidrofóbica sobre os minerais desejados. Essa camada hidrofóbica diminui a umectação dos minerais, aumentando a separação das partículas de ganga (molhadas em água) dos minerais. Os coletores podem se ligar à superfície do mineral por quimissorção ou absorção física. Para muitos minérios (por exemplo, os de Cobre, Molibdênio, Tungstênio, Níquel), os coletores são ligantes de enxofre aniônicos.
Os espumantes são reagentes de criação de espuma, que produzem uma pequena bolha de ar à qual o mineral desejado é anexado. Espumantes reduzem a tensão superficial da água. Uma variedade de compostos são adicionados para estabilizar as espumas. Esses aditivos incluem óleo de pinho, vários álcoois (metil isobutil carbinol (MIBC)), poliglicóis, xilenol (ácido cresílico).
Uma variedade de outros compostos são adicionados para otimizar o processo de separação, esses aditivos são chamados de modificadores. Os reagentes modificadores reagem com as superfícies minerais ou com coletores e outros íons na polpa de flotação, resultando em uma resposta de flotação modificada e controlada.
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