The applicability of X-ray microtomography for mineral liberation determination

Abstract

No processamento de minerais, uma caracterização detalhada de partículas é fundamental para garantir uma separação eficiente dos minerais de interesse. Uma análise precisa permite que engenheiro, por exemplo, avalie a melhor rota de concentração e obtenha a melhor recuperação metalúrgica possível. Um dos aspectos mais importantes do minério é a liberação mineral, pois define o teor máximo possível para os processos subsequentes de concentração mineral. Equipamentos automatizados de análise de imagem baseados em Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) têm sido utilizados para obter informações sobre o grau de liberação mineral. Uma das limitações das técnicas baseadas em observações ao microscópio para avaliação da liberação de minerais é a perda inevitável de informações em 3D, levando a erros estereológicos significativos. Nesse sentido, a microtomografia de raios-X surge como uma alternativa que permite a obtenção de imagens tridimensionais e medição direta das características espaciais dos minérios, eliminando os efeitos estereológicos. Nesta tese, microtomografia de raios-X de alta resolução foi utilizada para avaliar as características de liberação de um minério de bauxita metalúrgica e de um rejeito de minério de ferro. A caracterização mineralógica mostrou que o minério de bauxita era composto por 54,5% de gibbsita como mineral contendo alumínio, 39,8% de caulinita como ganga silicatada e 5,7% de hematita, enquanto o rejeito de minério de ferro era constituído por 88,8% de quartzo, 10,4% de hematita e 0,8% de goethita. As análises de liberação foram realizadas em relação à composição (teor) e à textura (superfície exposta), em ambas as perspectivas 2D e 3D, para avaliar o grau do erro estereológico. Para a bauxita, as distribuições de teor em 2D e 3D foram correspondentes quando todas as seções transversais foram consideradas em 2D. No entanto, o grau de exposição da superfície 2D não convergiu para o 3D, devido à perda de informações 3D. No caso do rejeito de minério de ferro, o efeito estereológico foi mais pronunciado na quantificação da exposição superficial. Foi observada uma relação linear entre o teor e o grau de exposição da superfície, bem como entre o tamanho da partícula e a exposição da superfície. Uma comparação dos resultados de métodos automatizados de análise de imagem baseados em MEV e microtomografia de raios-X para o rejeito de minério de ferro evidenciou o fato de que apenas uma técnica 3D seria capaz de representar as características reais de sistemas particulados.