Tratamento de minérios: Descubra como funciona todo o processo de beneficiamento

O tratamento de minério, ou como alguns preferem chamar: beneficiamento mineral é o processo realizado para a extração do minério até seu destino final, ocorrem alguns processos e dentre esses temos o beneficiamento de minério. Neste artigo você irá encontrar os conceitos que englobam o tratamento mineral, suas importâncias e formas de realização do beneficiamento.

Dados históricos registram que aproximadamente 400 anos antes da era Cristã, os egípcios já recuperavam ouro de depósitos aluvionares, usando processo gravítico. As matérias-primas minerais possíveis de serem utilizadas diretamente ou transformadas vão ser encontradas distribuída de maneira escassa na crosta terrestre e cabe as empresas de mineração, fundamentada nas informações geológicas, estar realizado a pesquisa mineral em busca de um deposito de potencial interesse econômico.

Lembrando que quando o um depósito mineral apresenta condições de ser aproveitado economicamente o mesmo é denominado jazida mineral.

O que é tratamento de minério?

O tratamento de minério consiste em operações aplicadas aos bens minerais, com o objetivo de modificar a granulometria, a concentração relativa das espécies minerais presentes, sem modificar a identidade química ou física dos minerais.

Há também alguns autores que defendem o conceito de que o tratamento de minério pode envolver alterações de ordem químicas, resultantes de simples decomposição térmica ou mesmo de reações típicas geradas pela presença do calor.

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Conceitos que envolvem o tratamento de minério

É de fundamental importância para entender a fundo os processos que envolvem o tratamento de minério, conhecer alguns conceitos básicos que são utilizados na mineração.

  Mineral é toda matéria inorgânica que possua uma composição química e propriedades físicas definidas, tenha uma estrutura cristalina ordenada e seja de origem natural.

  Minério é toda rocha constituída de um mineral ou agregado de minerais contendo um ou mais minerais valiosos, possíveis de serem aproveitados economicamente.

  Minerais-minério são os minerais valiosos, aproveitáveis como bens úteis.

 Ganga é o mineral ou conjunto de minerais não aproveitados de um minério.

  Operações de concentração baseiam-se nas diferenças de propriedades entre o mineral-minério e os minerais de ganga.

Importância e balanceamento econômico do beneficiamento mineral

Na grande maioria das vezes o bem mineral não pode ser utilizado diretamente após ser lavrado, é aí que entra o tratamento mineral, trazendo processos para que se possa fazer a separação do mineral de interesse da parte que não tem valor econômico.

Na prática é impossível obter uma separação completa dos constituintes minerais. Uma regra geral utilizada é que quanto maior o teor de concentrados, maior é a perda, logo mais baixas são as recuperações minerais. Já que a obtenção de teores mais altos e melhores recuperações implicam num aumento de custo do tratamento, para obtenção de maiores lucros, todos esses fatores devem ser devidamente balanceados.

De maneira geral, os custos decorrentes de uma etapa adicional de tratamento de um determinado bem mineral não devem ser maiores do que a agregação de valor ao produto assim obtido.

Amostragem mineral

A amostragem consiste na retirada de quantidades moduladas de material de um universo que se deseja amostrar, de modo que essa parte retirada tenha exatamente as mesmas características que o universo.

No passo seguinte a amostra primaria é submetida a uma série de etapas de preparação, redução de tamanho, homogeneização e quarteamento, até obter a amostra final, com massa e granulometria adequadas à realização de ensaios e análises.

Pode-se definir amostragem como um processo de seleção e inferência, já que a partir do conhecimento de uma parte, tira-se conclusões sobre o todo. E a diferença entre o valor de uma dada característica de interesse no lote e a estimativa desta característica na amostra é denominado como erro de amostragem.

A importância da amostragem pode ser notada quando entram em cena a avaliação de depósitos minerais, o controle de processos e a comercialização de produtos. Uma amostragem mal feita pode acarretar prejuízos ou distorções de resultados com consequências técnicas imprevisíveis.

Operações do tratamento de minério

Cominuição (Britagem) é um conjunto de métodos de fragmentação de sólidos, no nosso caso minérios ou rochas, com o objetivo de obter produtos em granulometrias mais finas do que as de ocorrência original.

Existem três processos gerais para a fragmentação dos minérios e rochas, são eles: impacto, compressão e atrito.

A fragmentação realizada por compressão do sólido entre duas superfícies, na maioria das vezes planas, onde uma delas é fixa e a outra móvel, causando a pressão necessária. O equipamento utilizado são as máquinas de fragmentação denominadas de britadores.

Britador de mandíbulas (Foto: reprodução)
Britador cônico (Foto: reprodução)

Cominuição (Moagem) também chamada de fragmentação fina, a moagem é a segunda etapa de cominuição na preparação de minério. É uma etapa que dispões de mais custos, logo é fundamental um conhecimento das leis e equipamentos para uma execução correta, diminuindo assim os custos operacionais. 

Na fragmentação fina ou moagem, temos o último estágio da cominuição, onde as partículas são reduzidas pela combinação de impacto, compressão, abrasão e atrito. É bom salientar que é durante esta etapa que há o maior consumo de energia na operação de cominuição. Os equipamentos mais empregados nessa etapa são o moinho cilíndrico (bolas ou seixos), moinhos de martelos, entre outros.

Moinho de bolas (Foto: reprodução)
Moinho de martelos (Foto: reprodução)

Classificação consiste no termo usado para indicar a separação de partículas sólidas e que tem distintas velocidades de precipitação em meio fluido. As velocidades de precipitação dependem das propriedades do sólido como, densidade, tamanho e forma, assim como das condições da sua superfície ou da interfase entre sólido e líquido.

Geralmente, é produzido um oversize e um undersize, assim como no peneiramento. Na classificação a seco o “fluido” será o ar, já na classificação a úmido o fluido é a água. No caso da classificação a úmido é usada principalmente em granulometria muito fina, onde o peneiramento não funciona com eficiência.

Classificadores cônicos (Foto: reprodução)

Peneiramento é a separação de um material em duas ou mais classes, tendo seus limites inferior e superior. Durante o peneiramento a úmido adiciona-se água ao material que está sendo peneirado de modo a facilitar a passagem dos finos através da tela de peneiramento.

No peneiramento o material que fica retido na tela da peneira é denominado oversize e o material passante, undersize. A determinação das faixas de tamanho das partículas é feita por meio de uma serie de aberturas de peneiras que mantem entre si uma relação constante.

Peneira vibratória (Foto: reprodução)

Método de concentração de minerais pode ser definido como a recuperação dos minerais úteis contidos num minério da forma mais concentrada possível. O método de concentração é escolhido de acordo com a natureza do minério em si, assim como as diferentes propriedades dos minerais a ser separados.

Na concentração de minérios ocorre a separação das espécies úteis, ocorre em sistemas dinâmicos, onde a resultante das forças confere trajetórias diferentes para cada partícula, assim podendo separá-las com base em uma propriedade denominada de diferenciadora (brilho, condução de cargas, magnética e propriedades de superfícies).

Finalmente esses métodos de concentração podem ser divididos em métodos densitários ou gravíticos, flotação, magnéticos e elétricos.

Densitários ou gravíticos é um processo que é preciso utilizar um fluido de densidade intermediária comparada à das espécies minerais que se quer separar, e assim as espécies menos densas em relação ao fluido flutuem e a mais densas afundem.

Flotação é um processo baseado na diferença de molhabilidade dos minerais pela água. E a molhabilidade significa a tendência de um fluido espalhar ou aderir sobre uma superfície sólida, termodinamicamente pode se definido em termos de ângulos de contato.

Magnéticos e elétricos será aplicado um campo magnético à mistura para reter as partículas paramagnéticas e desviar as diamagnéticas. É um método que utiliza a propriedade diferenciadora o comportamento das partículas minerais sob a ação de um campo magnético.

Os materiais minerais podem ser classificados, de acordo com a permeabilidade, magnética, em paramagnéticos (se alinham com as linhas de forças, sendo atraídos para os pontos de maior intensidade desse campo) e diamagnéticos (repelidos pelas linhas de força magnética).

Fluxograma do tratamento de minério

No tratamento de minério temos um fluxograma que pode representar todo esse processo. Nas etapas de britagem, moagem, peneiramento e classificação, ocorre a redução e padronização da granulometria do mineral de acordo com a liberação recomendada pela sua mineralogia.

Partindo para a concentração, onde ocorre a separação da ganga do metal-minério, com base em fatores como o peso específico, susceptibilidade magnética, condutividade elétrica, química de superfície entre outras.

Por fim, após a separação o concentrado passa pelo espessamento, filtragem e secagem até se tornar o produto final, enquanto que o rejeito pode ser dispersado de varias formas, como disposto em barragem de rejeito, enchimento de cavas ou galerias subterrâneas.

Fluxograma do tratamento de minério (Foto: acervo Cristal)

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