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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Separação Magnética
História do Magnetismo
Polo NORTE e polo SUL
Magnetita Fe3O4
Imã Natural
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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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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
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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
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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
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tóri
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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
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• 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
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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
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• 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