Poliacrilamidas como codepressor na flotação de minério de ferro
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Afonso Henriques Martins
Hélio Cardoso Pereira
Fernando Soares Lameiras
Rodrigo Oscar de Albuquerque
Hélio Cardoso Pereira
Fernando Soares Lameiras
Rodrigo Oscar de Albuquerque
Resumo
No presente trabalho, testes de microflotação e flotação em bancada foram realizados para estudar a substituição parcial do amido por poliacrilamidas atuando como codepressores.
Testes de microflotação demonstraram que todas as poliacrilamidas foram eficientes na depressão da hematita e quartzo na seguinte ordem de efetividade: catiônica > não iônica > aniônica. O poder depressor dos polímeros foi proporcional ao grau de ionização e ao peso molecular.
Com base na literatura e em resultados de potencial zeta, foram inferidos os mecanismos possíveis de adsorção nos minerais. A poliacrilamida catiônica apresentou melhor desempenho provavelmente devido à presença de dois grupos funcionais, um grupo catiônico, que estaria envolvido em interações eletrostáticas e um grupo amida –C(=O)NH2 sendo sua adsorção por ligacões de hidrogênio. Poliacrilamidas não iônicas apresentaram comportamentos semelhantes para os diferentes pesos moleculares testados. O mecanismo de adsorção proposto foi relacionado com o grupo amida. Ainda que interações eletrostáticas não sejam o mecanismo de adsorção das poliacrilamidas aniônicas, o seu pior desempenho foi relacionado com a forte repulsão eletrostática entre os minerais e o polímero, no pH estudado. Os polímeros apresentaram efeitos em ambos minerais, evidenciando semelhante atuação depressora e mecanismos de adsorção.
Nos testes de bancada, os resultados indicaram que as poliacrilamidas, atuando como depressor e floculante podem vir a se tornar uma alternativa para melhoria do processo de flotação de minérios que envolvam partículas finas. Esses polímeros atuariam diminuindo o arraste mecânico de finos de hematita formando agregados hidrofóbicos e prevenindo a possiblidade de formação de clatratos provocados pela overdose de amido e amina, uma vez que seu uso poderia diminuir a quantidade de amido utilizado mantendo a recuperação metalúrgica.
Os resultados indicaram que poliacrilamidas catiônicas e não iônicas melhoraram a seletividade do sistema, mesmo quando usadas em pequenas dosagens. Somente poliacrilamidas com pequena carga aniônica obtiveram bons resultados nos testes de flotação em bancada. O planejamento de experimentos desenvolvido com as poliacrilamidas não iônicas demonstrou que os resultados de flotação foram afetados por fatores físico-químicos do sistema como o pH, o tipo de amina e o peso molecular da poliacrilamida.
Abstract
In the present study, microflotation experiments were performed on pure minerals systems involving hematite and quartz in the presence of etherdiamine as collector. The influence of polyacrylamides as co-depressant was investigated in a blend with starch depressant. The results obtained demonstrated that all the polyacrylamides used were efficient in hematite depression, at different levels and following the order of effectiveness: cationic > non-ionic > anionic. The depressant power was proportional to the degree of ionicity and the molecular weight. It is proposed that the enhanced performance is due to the presence of two functional groups, the cationic group adsorbing by electrostatic interaction and the amide group –C(=O)NH2 adsorbing by hydrogen bonding. Non-ionic polyacrylamides indicated similar performances for different molecular weights and the proposed adsorption mechanism is hydrogen bonding associated with the amide group. Electrostatic repulsion did not have deleterious action on the adsorption of anionic polymers on hematite, nevertheless the adsorption on quartz was impaired. Polyacrylamides adsorb on quartz, however at weaker intensity than on hematite.
A bench scale study was carried out to investigate the influence of polyacrylamides as co-depressant in a blend with starch depressant on the reverse cationic iron ore flotation. The results indicated that the use of polyacrylamides as dual function polymer should be an alternative to improve the flotation process. These polymers act as a depressant and flocculant, decreasing the mechanical entrainment of hydrophilic iron minerals, forming hydrophobic aggregates. Also, the use of polymers as a co-depressant could prevent the possibility of clathrate formation caused by starch and amine overdose. The results obtained showed that cationic and non-ionic polyacrylamides improve the selectivity when applied at low dosages. Only the slightly charged anionic polyacrylamide yielded good results in the flotation tests. The design of experiments carried out with non-ionic polyacrylamides showed that the flotation results were affected by the physico-chemical conditions of the system, such as pH, flocculant molecular weight and amine type.
Assunto
Engenharia de minas, Tecnologia mineral -, Flotação, Minérios de ferro, Poliacrilamida
Palavras-chave
Flotação, Minério de ferro, Poliacrilamida
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