Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/50566
Type: Dissertação
Title: Avaliação da eficiência da flotação de minério de grafita utilizando coletor de biodiesel formado por transesterificação
Other Titles: Evaluation of graphite ore flotation efficiency using biodiesel collector formed by transesterification
Authors: Gabriela Lemos Lages
First Advisor: Andréia Bicalho Henriques
First Referee: Antônio Eduardo Clark Peres
Second Referee: Gilberto Rodrigues da Silva
Abstract: A grafita é um dos minerais com propriedades especiais que se destacam em áreas da Ciência, como a Engenharia de Materiais. O seu carácter lubrificante, inércia química, resistência térmica, excelente clivagem evidenciam sua vasta aplicabilidade. No entanto, faz-se necessário adquirir alta pureza da grafita flake a fim de se explorar tais características do mineral. A flotação é uma técnica empregada para esse fim, e este trabalho se propôs estudar um reagente coletor alternativo com um viés mais sustentável em substituição ao coletor padrão empregado, a querosene. O estudo utilizou-se do minério de grafita obtido da região de Salto da Divisa/MG, da província Bahia-Minas. A partir da análise granulométrica e caracterização do minério de grafita por difratometria de raios-x (DRX), fluorescência de raios-x (FRX), análise morfológica e química pontual por microscopia eletrônica de varredura (MEV-EDS), determinação do teor de carbono grafítico (LECO-CSA05V), e do reagente coletor formulado de biodiesel por cromatografia gasosa (GC-FID) e espectroscopia infravermelha por Transformada de Furrier (FTIR), submeteu-se, então para a flotação as amostras em três grupos distintos: O concentrado obtido a partir da flotação sem reagente e com os coletores querosene e biodiesel por coletor de querosene ou padrão, sem reagente, e com coletor de biodiesel. A análise da eficiência da flotação envolveu ensaios que mediram o teor de carbono grafítico por LECO-CSA05V e por espectroscopia de fotoelétrons excitadas por raios-x (XPS), comparando-os de acordo com o seu teor e composição atômica pós-concentração. Concluiu-se que a recuperação metalúrgica do coletor de biodiesel para a flotação de grafita esteve 11% superior ao desempenho do coletor querosene. O XPS identificou a maior presença de ésteres e carboxilas no concentrado por biodiesel, favorecendo uma adsorção mais seletiva em sítios hidrofóbicos da superfície mineral, com menos interferência do filme de hidratação formado pelos grupos hidrofílicos da grafita oxidada, além de serem grupos mais eletronegativos influenciando interações mais fortes na interface. Além da maior presença de grupos C=C no biodiesel em relação à querosene, principal fator para o mecanismo de adsorção do coletor atuar, através de formação de ligações de hidrogênio nos sítios hidrofóbicos da interface sólido-líquido.
Abstract: Graphite is one of the minerals with special properties that stand out in areas of Science, such as Materials Engineering. Its lubricating character, chemical inertness, thermal resistance, excellent cleavage shows its wide applicability. However, it is necessary to acquire high purity of carbon’s graphite flake in order to explore such characteristics for materials. Flotation is a technique used for this purpose and this work proposed to study an alternative collector reagent with a more sustainable bias to replace the standard hydrocarbon-base collector used, the kerosene. The study used graphite ore obtained from Salto da Divisa/MG region, in Bahia-Minas Province. From the granulometric analysis and characterization of the graphite ore by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), morphological e punctual chemical analysis by scanning electronic microscope (SEM-EDS), determination of the graphitic carbon content (LECO-CSA05V), and characterization of the biodiesel collector reagent formulated by gas chromatography (GC-FID) and Furrier Transform infrared spectroscopy (FTIR), it was possible to submit such samples in flotation tests, comparing them in three different groups: concentrate by kerosene collector, without reagent, and with a biodiesel collector. In addition, mass and metallurgical recoveries by group were compared to complete the concentration study. It was concluded that the graphite samples used were within the standard particle size for the ore found in Salto da Divisa/MG, in addition to the characteristic mineral phases present. Furthermore, the formulation of biodiesel from soybean oil through the transesterification reaction was analyzed through GC-FID and FTIR. The metallurgical recovery using biodiesel collector for graphite’s flotation was 11% superior to the performance of the kerosene’s. XPS identified a greater presence of esters and carboxyls in the biodiesel concentrate, with higher electronegative response and favoring a more selective adsorption in hydrophobic sites at the mineral surface, with less interference from the hydration film formed by the hydrophilic groups of the oxidized graphite. In addition, the biodiesel has a greater presence of C=C groups in relation to kerosene, which stills corresponds to the main adsorption’s mechanism performed through the formation of hydrogen bonds at the hydrophobic sites of the solid-liquid interface.
Subject: Engenharia de minas
Tecnologia mineral
Biodiesel
Flotação
Grafita
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MINAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/50566
Issue Date: 23-Jul-2021
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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