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http://hdl.handle.net/1843/63476| Type: | Dissertação |
| Title: | Caracterização e comparação na flotação de minérios sulfetados chumbo-zinco com reaproveitamento do rejeito como pó de calcário agrícola |
| Authors: | Carolina Carvalho Nunes |
| First Advisor: | Gilberto Rodrigues da Silva |
| First Referee: | Luiz Claudio Monteiro Montenegro |
| Second Referee: | Luciano Fernandes de Magalhães |
| Abstract: | Estudos de pesquisa mineral desenvolvidos por uma empresa de mineração na formação Morro do Calcário, identificaram um novo corpo mineral com ocorrências de sulfetos de zinco e chumbo. A mineradora possui uma unidade de beneficiamento mineral que faz a concentração dos minerais galena e esfalerita e produz três tipos de produtos: os concentrados de chumbo e de zinco e o rejeito da flotação que é comercializado como pó de calcário agrícola. A fim de avaliar a viabilidade no processamento do novo minério na Usina existente e dar continuidade à classificação da Usina como Rejeito Zero foram realizados estudos de caracterização de amostras do minério, ensaios de flotação em bancada e em escala mini piloto. Os ensaios de flotação foram realizados utilizando-se os parâmetros de processos padrão da Usina existente, onde destaca-se o uso de xantato como coletor de sulfetos. Adicionalmente foram realizados ensaios usando novos reagentes para otimização de resultados, sendo que esses ensaios foram empregados os coletores do tipo ditiofosfinato para a flotação de chumbo e ditiofosfato para a flotação de zinco, além de depressores. Os estudos de caracterização mineralógica confirmaram que a matriz mineralógica dos dois minérios é semelhante, com predominância de dolomitas e pirita, como minerais de ganga e com a presença de esfalerita e galena como minerais de interesse. A principal diferença encontrada está nas proporções minerais, destacando-se a maior presença de pirita no depósito do novo corpo mineral. Os ensaios de flotação em escala bancada e mini piloto demonstraram que o sistema padrão de flotação da Usina existente não é o sistema ideal para o processamento do novo minério. Os ensaios em escala mini piloto no padrão de processos existente (PAX como coletor de sulfetos, cal, sulfato de cobre e espumante a base de hexanol e octanol) corroboram com os testes de flotação em bancada, apresentando teor de concentrado de chumbo de 16,50% e recuperação metalúrgica de 59,53%, sendo o limite mínimo esperado de teor de 55%. Na flotação de zinco foi obtido teor de concentrado de zinco de 50,73% com recuperação metalúrgica de 91,59% e teor de ferro de 5,71%. O limite esperado de ferro no concentrado de zinco é de 3,00% e o teor mínimo esperado de zinco de 37,50%. Utilizando-se o esquema de flotação otimizado determinado pelos testes abertos em bancada (na flotação de chumbo: ditiofosfinato, sulfato de zinco, goma guar, DETA e na flotação de zinco: ditiofosfato, sulfato de cobre, DETA e espumante a base de metil isobutil carbinol) foi possível obter concentrado de zinco de alta qualidade, tanto em teor e recuperação como em baixa contaminação de ferro. Foi obtido no concentrado de zinco em mini piloto teor de zinco de 51,94%, recuperação metalúrgica de 93,88% e teor de ferro de 2,74%. No concentrado de chumbo obteve-se teor de chumbo de 51,35% e recuperação de 67,75%. Os rejeitos obtidos nos ensaios mini piloto enquadraram-se nas especificações quanto aos teores de cádmio e chumbo, como determina o Ministério da Agricultura. O teor de óxido de magnésio foi superior ao limite especificado e a proporção de óxido de cálcio ficou ligeiramente inferior à especificação. |
| Abstract: | Mineral Survey studies carried out by a minning company in the Morro do Calcário formation identified a new mineral body with occurrences of zinc and lead sulfides. The mining company has a mineral processing unit that concentrates galena and sphalerite minerals through the comminution, classification, flotation and filtration stages and produces three types of products: lead and zinc concentrates and flotation tailings, sold as agricultural limestone powder. In order to assess the feasibility of processing the new ore at the existing plant and keep its Zero Waste recognition, characterization studies of ore samples, bench and mini pilot scale flotation tests were carried out. The flotation tests were carried out using the standard process parameters of the existing plant, where the use of xanthate as a sulfide collector stands out, and additionally tests were carried out using new reagents to optimize results. In these tests, collectors of the dithiophosphinate type were used for the flotation of lead and dithiophosphate for the flotation of zinc, in addition to depressants for iron and zinc. The mineralogical characterization studies confirmed that the mineralogical matrixes of both ores are similar, with a predominance of dolomites as the gangue mineral, followed by pyrite and with the presence of sphalerite and galena as the main minerals. The main difference is in the proportion of minerals, highlighting the greater presence of pyrite in the new ore. The bench-scale and mini-pilot tests showed that the standard flotation system is not the ideal system for processing the new ore. The mini pilot scale tests in the standard process (PAX as a sulfide collector, lime, copper sulfate as a zinc activator, hexanol and octanol-based frother) confirmed the bench flotation tests, showing concentrate content lead of 16.50% and metallurgical recovery of 59.53%. The specification of lead quality has a minimum limit of 55%. In the zinc flotation, a zinc concentrate content of 50.73% was obtained, with a metallurgical recovery of 91.59% and an iron content of 5.71%. The iron specification in the zinc concentrate is 3.00% and the expected zinc content was 37.50%. Using the optimized flotation scheme determined by open bench tests (in lead flotation: dithiophosphinate, zinc sulfate, guar gum, DETA and in zinc flotation: dithiophosphate, copper sulfate, DETA, methyl isobutyl-based sparkling wine carbinol), it was possible to obtain high quality zinc concentrate with low iron contamination. It was obtained, in a mini pilot, a zinc content of 51.94% with recovery of 93.88%, and iron content of 2.74 % in zinc concentrate, whereas lead content of 51.35% and recovery of 67.75% were observed in the lead concentrate. The tailings obtained in the mini pilot tests met the specifications regarding cadmium and lead levels, as determined by the Ministry of Agriculture. The magnesium oxide content was above the specified limit and the calcium oxide proportion was slightly below the specification. |
| Subject: | Engenharia de minas Tecnologia mineral Determinação mineralógica Flotação Minérios Chumbo - Metalurgia Zinco - Metalurgia Resíduos |
| 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 - Mestrado Profissional |
| Rights: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/63476 |
| Issue Date: | 23-Sep-2022 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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