“Nas operações de concentração o maior desenvolvimento tecnológico das últimas décadas foi a coluna de flotação. Substituindo as tradicionais células de flotação, as colunas permitem um maior aproveitamento dos finos, uma maior seletividade, menor consumo de reagentes e produto final de maior teor. As usinas de beneficiamento que se utilizam da flotação como processo de concentração estão, paulatinamente, substituindo as suas células convencionais pelas colunas de flotação.” (MEC, 2000) coluna de flotação Figura 1: Representação esquemática de uma coluna de flotação. Considerando o contexto apresentado, como um agente motivador da discussão sobre a importância tecnológica da flotação na mineração, responda as perguntas a seguir: a) Qual é a propriedade diferenciadora utilizada no processo de flotação de minérios? b) Na flotação é comum o uso de substâncias com função de coletores, depressores e modificadores, defina cada uma dessas funções. c) O pH da solução contendo o mineral pode afetar a carga da superfície e o potencial zeta, explique em poucas linhas essa relação.
Soluções para a tarefa
Resposta:
a) Qual é a propriedade diferenciadora utilizada no processo de flotação de minérios?
A separação na flotação utiliza como propriedade diferenciadora a hidrofobicidade ou molhabilidade das partículas para transportá-las a diferentes fluxos. A hidrofobicidade consiste na afinidade que as partículas têm de serem carreadas pelo ar em função de sua característica apolar. Em contrapartida, partículas que apresentam maior afinidade com água (hidrofílicas) tendem a não interagir com substâncias apolares. A maioria dos minerais quando em suspensão aquosa (polpa) adquirem cargas e se tornam hidrofílicos. Poucos são os minerais naturalmente hidrofóbicos, por exemplo: grafita, molibdenita, talco, pirofilita e carvões. Com isso, a flotação deveria ter aplicação muito restrita, mas este é um método que permite a indução da propriedade diferenciadora nos minerais naturalmente hidrofílicos para transformá-los em hidrofóbicos e possibilitar sua separação.
b) Na flotação é comum o uso de substâncias com função de coletores, depressores e modificadores, defina cada uma dessas funções.
Coletores: Para transformar a superfície carregada de um mineral em uma superfície apolar é necessário utilizar os reagentes chamados coletores. Esses reagentes são substâncias orgânicas compostas por duas partes: uma cabeça polar, responsável por interagir com a partícula mineral, e uma cauda apolar, responsável por interagir com o gás de flotação que é apolar.
Depressores: Muitas das vezes os coletores não se adsorvem de maneira seletiva, sendo necessário a utilização de outra classe de reagentes, os depressores, que adsorvem em alguns minerais e impedem a atuação do coletor nesses minerais. Dentre os depressores, destacam-se o amido (minério de ferro), sulfato de zinco (esfalerita) e oxido de cálcio (pirita).
Modificadores: são substâncias orgânicas ou inorgânicas que são usadas na maioria dos processos de flotação para aumentar a seletividade e ou recuperação do processo. Possuem a função de favorecer ou inibir a adsorção do coletor sobre um determinado mineral, promove a dispersão de partículas e também atua de modo a ajustar o ph da polpa;
c) O pH da solução contendo o mineral pode afetar a carga da superfície e o potencial zeta, explique em poucas linhas essa relação.
A carga da superfície e o potencial zeta dependem do pH da solução em que o mineral se encontra. Há uma tendência de que em pH’s ácidos a carga do mineral (potencial zeta) seja positiva devido a maior quantidade de íons H+ para interagir com a superfície do mineral. À medida que o pH aumenta os minerais tendem a adquirir carga negativa. A flotação, além de todos esses reagentes e requisitos, requer ainda que as partículas estejam dispersas, o que é conseguido primariamente quando as partículas possuem mesmo sinal de carga pois, assim, tendem a se repelir. Isso pode ser conseguido pelo ajuste do pH.
Explicação: De acordo com o texto extraído do livro de Mineralogia;