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Separação magnética de minérios

Tratamento de Minérios

12/6/2013

Tratamento de Minérios

Introdução

Separação Magnética

Tratamento de Minérios

Introdução

Separação Magnética

• Os primeiros fenômenos magnéticos observados foram, aqueles associados aos chamados imãs naturais, fragmentos das rochas (minério de ferro) encontradas perto da cidade de Magnésia (“a pedra de Magnésia”, região da Grécia onde esse mineral era abundante)

• Esses imãs naturais têm a propriedade de atrair ferro, o efeito sendo mais pronunciado em certas regiões do imã conhecidas como pólos.

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Introdução

Separação Magnética

História do Magnetismo

Polo NORTE e polo SUL

Magnetita Fe3O4

Imã Natural

Tratamento de Minérios

Introdução

Separação Magnética

• É um método consagrado na área de processamento de minérios para concentração e/ou purificação de muitas substâncias minerais.

� A propriedade de um material que determina sua resposta a um campo

magnético é chamada de susceptibilidade magnsusceptibilidade magnééticatica.

• Baseia-se no comportamento individual das espécies sob a influência de forças magnéticas.

• Com base nessa propriedade os materiais ou minerais são classificados em duas categorias: aqueles que são atraídos pelo campo magnético e os que são repelidos por ele.

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Introdução

Separação Magnética

• Ferromagnéticos: são atraídos fortemente pelo campo (ex: magnetita).

• Paramagnéticos: são atraídos fracamente pelo campo (ex:hematita-Fe2O3 ).

• Diamagnéticos: que são repelidos pelo campo (ex: quartzo, cerussita, magnesita, calcita, barita).

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Introdução

Separação Magnética

Um minério constituído pelos minerais crisocola (CuSiO3 - nH2O (silicato hidratado de

cobre) e magnetita pode ser concentrado por separação magnética?

minerais com elevadas

susceptibilidademinerais com baixa susceptibilidade

x103 G

A separação magnética pode ser:

• Método a seco - granulometria mais grossa

• Método a úmido- granulometria mais fina.

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Introdução

Separação Magnética

De acordo com o uso:

• separadores a seco

• separadores a úmido.

De acordo com o campo de indução:

• separadores de baixa intensidade – para materiais ferromagnéticos.

• separadores de alta intensidade – para materiais paramagnéticos.

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Tipos de Separadores

• Ferromagnéticos: são atraídos fortemente pelo campo.

• Paramagnéticos: são atraídos fracamente pelo campo.

Fig. 253 - Pryor

Tipos de Separadores magnéticos e funcionamento

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Separador magnético a seco

Tratamento de MinériosSeparação Magnética

Separador magnético tipo tambor rotativo

Separador magnético de rolo induzido

• remoção das impurezas ferrosas presentes nos concentrados de sílica (areia), feldspato, barita, etc.

• circuitos de beneficiamento de minerais paramagnéticos tais como: monazita, cromita, etc.

AplicaAplicaçções ões

Separadores magnSeparadores magnééticos de alta ticos de alta

intensidadeintensidade

Tratamento de MinériosSeparação Magnética

Tratamento de MinériosSeparação Magnética

Parâmetros que afetam o processo de separação:

• Intensidade de campo magnético

• Alimentação

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Permite a separação seletiva das partículas com diferentes

susceptibilidade magnética.

• Baixa intensidade - separam-se minerais com elevadas susceptibilidade

• Alta intensidade - separam-se aqueles com valores mais baixos desse parâmetro.

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Intensidade de campo magnético

• O leito das partículas que atravessa o campo não deve ser

espesso.

• O excesso de alimentação acarreta a formação de oclusões de

minerais não magnéticos, dentro dos flocos magnéticos,

prejudicando a separação, e formação de cadeias instantâneas

de partículas magnetizadas que arrastam as não magnéticas

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Alimentação

• remoção de impurezas magnéticas, presentes nos concentrados de cassiterita,

areia quartzosa e no feldspato;

• remoção da magnetita presente no amianto e nos minérios fosfatados;

• purificação do talco, na recuperação de wolframita e minerais não sulfetados de

molibdênio, presentes em rejeitos de flotação;

• no beneficiamento de minérios de urânio e de minerais pesados (ilmenita, rutilo).

• Beneficiamento do caulim com a finalidade de remover minerais de ferro e titânio

prejudiciais a alvura do produto – Caulim da Amazônia S.A. – CADAM – 5 T

Aplicações Industriais

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Utilização de supercondutores na separação magnética em tambor permite avanços no processamento de materiais paramagnéticos devido:

• campo magnético com intensidade elevada

• gradiente elevado de campo.

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Avanços na separação magnética

Separação eletrostática

• É um processo de concentração de minérios que se baseia nas diferenças de algumas de suas propriedades, tais como:

• condutibilidade elétrica,

• susceptibilidade em adquirir cargas elétricas superficiais,

• forma geométrica,

• massa específica,

• granulometria

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Introdução

Para promover a separação é necessária a existência de dois

fatores elétricos:

• um campo elétrico de intensidade suficiente para desviar uma

partícula eletricamente carregada, quando em movimento na região

do campo;

• carga elétrica superficial das partículas, ou polarização induzida,

que lhes permitam sofrer a influência do campo elétrico.

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Introdução

• 1800 - os primeiros equipamentos a serem utilizados em escala

industrial empregados na separação de ouro e sulfetos

metálicos da ganga silicosa com baixa condutividade.

• 1920-1940, com o advento da flotação, houve pouca utilização

do processo.

• 1940, com o progresso obtido no uso de fontes de alta tensão e

os aperfeiçoamentos obtidos nas áreas de eletricidade e

eletrônica, tornou-se a separação eletrostática competitiva, se

comparada com outros processos na área do processamento

de minérios.

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Introdução

His

tóri

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Tratamento de MinériosSeparação Eletrostática

Fatores que condicionam a separação eletrostática (entre outros):

• mecanismo do sistema que produz as cargas superficiais nos diversos

minerais a serem separados

• granulometria de liberação, que deve proporcionar uma partícula com massa

suficiente para que haja uma atração efetiva por parte do campo elétrico aplicado

Para o sucesso da separação eletrostática:

• espécies mineralógicas devem responder de forma diferente tanto

ao carregamento superficial de cargas como ao campo elétrico.

• minerais devem estar individualizados, o que favorece a sua

eletrização seletiva.

• granulometria de liberação que deve ser da ordem de 20 µm.

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Eletrização de partículas minerais

O fenômeno da eletrização consiste na transferência de cargas

elétricas entre os corpos, e essa transferência pode ocorrer por

três processos conhecidos:

• Eletrização por contato ou atrito

• Indução

• Bombeamento iônico

Processos de eletrização

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• Quando minerais com naturezas diferentes são postos em contato,

pode ocorrer, dependendo das condições, o aparecimento de

cargas elétricas com sinais opostos nas superfícies dos mesmos.

• O fenômeno é conhecido desde a antigüidade, pois Thales de

Mileto (500 a. C.) observou que o âmbar atritado tinha o poder de

atrair pequenas partículas de minerais.

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Eletrização por contato

Quando as partículas minerais, em contato com uma superfície

condutora e aterrada, são submetidas a um campo elétrico,

observa-se a indução de uma carga superficial nas mesmas

Eletrização por Indução

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• Partículas dielétricas tornam-se polarizadas devido à transferência de

cargas.

• Partículas condutoras deixam fluir suas cargas através da superfície

aterrada.

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Eletrização por Indução

• partículas minerais em uma superfície condutora e aterrada e na presença de um

campo elétrico adquirem cargas diferentes segundo sua condutividade elétrica

Placa condutora

Eletrização por bombeamento

Tratamento de MinériosSeparação Eletrostática

• Os gases, nas CNTP, não conduzem a corrente elétrica, comportando-se como dielétricos.

• Por outro lado, se submetido a um potencial elevado, ocorre umadescarga iônica.

• O fluxo iônico entre os eletrodos quando submetidos a potenciais elevados é denominado efeito corona.

• Este efeito é utilizado na eletrização de partículas de minerais durante a separação eletrostática.

• processo muito caro envolvendo equipamento de alta tensão - normalmente éutilizado associado a outros processos de eletrização

Separadores eletrostáticos

Tratamento de MinériosSeparação Eletrostática

Tratamento de MinériosSeparação Eletrostática

Separadores eletrostáticos

• os equipamentos utilizados na prática tem em comum alguns componentes básicos

- sistema de alimentação e coleta dos produtos

- campo elétrico externo

- mecanismos de carregamento e dispositivos de adesivos na trajetória das partículas dielétrica

• o potencial e/ou campo elétrico variam com o tipo de separador que usualmente operam com:

- potenciais entre 10 e 100 kV

- campo elétrico na fixa de 4x104 até 3x106 V.m-1

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Separadores eletrodinâmicos • são os mais utilizados

Adão Benvindo

• trecho BC• efeito corona

• carga negativa em todas as partículas

• trecho CD• reversão por indução as

cargas das partículas condutoras

Tratamento de MinériosSeparação Eletrostática

• Ambiente Operacional - as partículas devem possuir superfícies

livres de contaminações e/ou sujeiras (matéria orgânica) e a

área operacional estar isenta de poeira e umidade.

• Granulometria - as faixas granulométricas muito amplas não

são adequadas à separação eletrostática.

• A dimensão e forma das partículas têm influência na ação do

separador.

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Parâmetros que afetam o processo de separação

• concentração de minérios de ilmenita, rutilo, zircão, apatita, amianto, hematita e outros;

• purificação de alimentos, tal como, remoção de certas impurezas presentes nos cereais;

• remoção do cobre presente em resíduos industriais reaproveitáveis;

• purificação dos gases em chaminés industriais, através de precipitação eletrostática.

• separação eletrostática se verifica no processamento areias monazíticas e depósitos aluvionários contendo minerais de titânio

Principais aplicações

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Exercício: complete o fluxograma e classifique os minerais separados nesse

fluxograma

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F I M