FLOTAÇÃO DE REJEITOS DO

BENEFICIAMENTO GRAVIMÉTRICO DE

CARVÃO MINERAL

I. A. S. Brum & L. G. M. de Jesus

Laboratório de Processamento Mineral

Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Depósitos de carvão brasileiros

Perfil geológico

Carvão brasileiro

- Altos níveis de impurezas (matéria mineral - pirita)

Percentual de cinzas: 40% - 60%

- Enxofre total 1,5% - 4%

- Poder calorífico: 3.000 kcal/kg

4.200 kcal/kg

- Carvão energético 43% de cinzas

2,3% de enxofre

Carvão brasileiro

Problema

Depois da etapa de concentração:

- 50% - 60% do minério ROM é descartado na barragem de

rejeitos.

- Estima-se que no sul do Brasil existam 300 milhões de toneladas

de rejeito de carvão.

- Esta quantidade de resíduo demanda grande espaço físico.

- Mudanças na topografia

- Geração de drenagem ácida de minas (DAM)

MATERIAIS

Amostras foram recebidas da Mineração Rio Deserto S.A. –

Criciúma – SC

A amostra foi homogeneizada e estocada em galões de 50 L.

Teor de cinzas em torno de 65%.

Teor de enxofre de cerca de 2,75%.

A concentração da matéria volátil era de 15%.

Duas correntes de rejeitos analisadas.

1) Efluente do hidrociclone – material fino do hidrociclone

2) Efluente do tanque – material fino das demais etapas do processo

Essas duas amostras foram estudadas em células de flotação de

bancada.

MÉTODOS

Parâmetros granulométricos e análises de cinzas

dos dois materiais

0

20

40

60

80

100

+0,25 -0,25+0,149 -0,149+0,074 -0,074

Ret

ido

(%

)

Faixa Granulométrica (mm)

Efluente do Ciclone

Efluente do Tanque

Parâmetros granulométricos e análises de cinzas

dos dois materiais E

flu

ente

hid

roci

clon

e

Fração, mm Massa, % Cinzas, %

+0,25 mm 0,9 n.a.

-0,25+0,149 mm 2,4 n.a.

-0,149+0,074 mm 8,6 36,3

-0,074 mm 88,1 65,3

Total 62,7

Efl

uen

te t

an

qu

e

Fração, mm Massa, % Cinzas, %

+0,25 mm 0 n.a.

-0,25+0,149 mm 0,6 n.a.

-0,149+0,074 mm 5,7 43,4

-0,074 mm 93,8 65,6

Total 64,3

Flotação em bancada

Uma máquina de flotação Denver, modelo LA 500, com célula de

acrílico foi utilizada para estabelecer as condições de flotação.

A polpa foi feita com água com concentração de sólidos de 30% e

agitada a uma velocidade de 900rpm em pH natural, em torno de 8.

O tempo de condicionamento de reagentes foi de:

Óleo diesel (5 min)

Óleo de pinho (3 min)

A flotação foi realizada sob agitação de 1000 rpm com fluxo de ar

controlado.

Flotação em bancada

Recuperação de massa e teor de cinzas de ensaios de bancada

– Efluente do ciclone

0

20

40

60

50/200 50/300 100/300 100/400 200/50 200/100 200/300

Rec

. M

áss

ica

/Cin

zas

(%)

[] Óleo diesel (g/t)/[] Óleo de pinho (g/t)

Rec. Mássica

Cinzas

0

20

40

60

50/200 50/300 100/300 100/400 200/50 200/100 200/300

Rec

. M

áss

ica

/Cin

zas

(%)

[] Óleo diesel (g/t)/[] Óleo de pinho (g/t)

Rec. Mássica

Cinzas

Recuperação de massa e teor de cinzas de ensaios de bancada

– Efluente do tanque

A coluna era feita de PVC com 3 m

de altura e 4 polegadas de

diâmetro.

O borbulhador foi confeccionado a

partir de um tecido poroso de um

filtro industrial, o qual foi colocado

sobre a parte cônica da coluna.

Flotação em coluna

COLUNA DE FLOTAÇÃO - BIAS

BIAS

+ : Qalim. < Qrej.

- : Qalim. > Qrej.

Flotação em coluna

Duas bombas peristálticas controlaram a vazão de alimentação e de

rejeito.

A polpa foi completada com água, para diferentes concentrações, em

um tanque de 100 L, a pH 8.

Tempo de adição de reagentes e de condicionamento eram: óleo diesel

(5 min) e óleo de pinho (5 min).

Com base nos resultados obtidos anteriormente foram analisados

concentrações de 100 g / t de óleo diesel e 300 g / t de óleo de pinho.

Flotação em coluna

Os testes de flotação em coluna foram divididos em três grupos. O

primeiro grupo analisou um sistema com alta concentração de

sólidos, cerca de 30%.

0

10

20

30

40

1,1/-0,2 1,5/-0,2 1,3/0,2 1,5/0,2 1,3/0,1 1,5/0,1

Rec

. M

áss

ica/

Cin

za

s (%

)

Var (cm/s)/ BIAS (cm/s)

Rec. Mássica

Cinzas

Flotação em coluna

No segundo grupo de testes, a polpa foi diluída e analisada em dois

sistemas, o primeiro com uma concentração de sólidos de 9% e o

outro com 4,5%.

Ensaio Var

(cm/s)

Cp/p

%

Valim

(cm/s)

Vrej.

(cm/s)

Concentrado Rejeito

Massa,

%

Cinzas,

%

S,

(%)

Cinzas,

%

02_A 1,0

9,0

1,37 1,14

23,82 31,65 2,51 73,98

02_B 1,2 20,92 31,42 2,66 71,13

02_C 1,3 25,67 28,90 2,53 72,71

02_D 1,7 23,93 30,28 2,41 86,20

02_E 1,0

4,5

46,07 31,44 2,52 78,14

02_F 1,2 47,28 31,63 2,34 79,05

02_G 1,3 46,51 31,38 2,54 78,31

02_H 1,7 58,47 30,40 2,59 79,54

0

5

10

15

20

25

30

35

1 1,2 1,3 1,7

Rec

Má

ssic

a/C

inza

s (%

)

Var (cm/s)

Rec. Mássica

Cinzas

Flotação em coluna

No segundo grupo de testes, a polpa foi diluída e analisada em dois

sistemas, o primeiro com uma concentração de sólidos de 9% e o

outro com 4,5%.

Gráfico com resultados dos ensaios com Cp/p de 9%

0

10

20

30

40

50

60

1 1,2 1,3 1,7

Rec

. M

áss

ica/C

inza

s (%

)

Var (cm/s)

Rec. Mássica

Cinzas

Flotação em coluna

Gráfico com resultados dos ensaios com Cp/p de 4,5%

Flotação em coluna

No último grupo de testes, a alimentação de flotação foi previamente

submetida a uma deslamagem, removendo a fração menor que 325 #

(-44 mm).

Com isso, o material utilizado nos testes de flotação mostrou

características granulométricas muito distintas do material das

primeira e segunda baterias de testes, com 50% de material maior do

que 0,149 milímetros.

Após a deslamagem o teor de cinzas caiu para 51,6%. A concentração

de sólidos na alimentação da polpa foi de cerca de 13%.

Gráfico com resultados do último grupo de testes com BIAS negativo.

Flotação em coluna

0

20

40

60

80

100

0,9/-0,05 1,5/-0,05 2,0/-0,05 0,9/-0,3 1,5/-0,3 0,9/-0,5 1,5/-0,5

Rec

Má

ssic

a/C

inza

s

Var (cm/s)/BIAS (cm/s)

Rec. Mássica

Cinzas

O tratamento deste material revela-se muito vantajoso, pois

permite não só a redução da quantidade de material a ser descartado

na barragem de rejeitos, aumentando a vida útil destas últimas, mas

também a recuperação da matéria carbonosa, viabilizando uma

possível blendagem com outros carvões.

Neste estudo, foi possível observar a forte influência da concentração

de sólidos sobre os parâmetros de separação analisados.

Os melhores resultados foram obtidos com baixa concentração de

sólidos, otimizando a capacidade de carga da coluna de flotação.

Conclusões

O funcionamento da flotação em coluna com um valor baixo de

bias negativo pode estabelecer condições de escoamento que

permitam a recuperação de material fino.

No entanto, nestas condições, a recuperação de partículas finas pelo

aprisionamento e / ou arraste tende a ser significativo.

Esses parâmetros devem ser examinados em uma continuação deste

estudo.

Apesar dos resultados obtidos até o momento, mais estudos são

necessários. A questão da concentração de sólidos ainda precisa ser

otimizado, visando um baixo teor de cinzas, recuperação mássica e a

produtividade.

Conclusões

OBRIGADO