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Title: Flotação catiônica reversa de minério de ferro com amida-amina.
Authors: Rocha, Geriane Macedo
metadata.dc.contributor.advisor: Lima, Rosa Malena Fernandes
Keywords: Beneficiamento de minério
Flotação - coletores
Minério de ferro
Amida-amina
Acetato de eteramina
Issue Date: 2021
metadata.dc.contributor.referee: Lima, Rosa Malena Fernandes
Peres, Antônio Eduardo Clark
Matiolo, Elvis
Lima, Neymayer Pereira
Rodrigues, Wendel Johnson
Citation: ROCHA, Geriane Macedo. Flotação catiônica reversa de minério de ferro com amida-amina. 2021. 170 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mineral) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.
Abstract: A flotação catiônica reversa é o principal método de concentração de minério de ferro para granulometria -150 µm. O acetato de eteramina é largamente utilizado como coletor de ganga silicatada e o amido como depressor dos minerais de ferro. Atualmente, com o processamento de minérios de baixos teores e mineralogias complexas há um cenário de dificuldade na obtenção, concomitantemente, de concentrados com baixo teor de SiO2 e rejeitos com baixo teor de Fe, além de aumento no consumo de reagentes. Por essa razão, faz-se necessário o desenvolvimento de novos reagentes, que conduzam à separação mais seletiva entre os minerais de ferro e de ganga. Este trabalho avaliou o desempenho da amida-amina Flotinor 10118 como coletor do quartzo na flotação de minério de ferro, comparando-a com o coletor convencional acetato de etermonoamina Flotigam 7100. Esses coletores foram caracterizados quanto a constante de dissociação (pKa) e concentração micelar crítica (CMC), cujos valores da amidaamina (~150 mg/L e pKa=8,3) foram significativamente menores do que da etermonoamina (~800 mg/L e pKa=9,4). Através de estudos fundamentais (microflotação, potencial zeta, isoterma de adsorção e espectroscopia no infravermelho a transformada de Fourier) foi investigado o efeito desses reagentes sobre as propriedades superficiais do quartzo e hematita. Nos ensaios de microflotação verificou-se que as recuperações do quartzo com amida-amina foram maiores do que com etermonoamina. A recuperação do quartzo com 5 mg/L de amidaamina foi > 80% na faixa de pH de 6 a 10,5, mas a janela de seletividade entre quartzo e hematita foi maior (~80%) em pH 10,5. A baixa recuperação da hematita com amida-amina na ausência de amido evidenciou sua baixa afinidade com a superfície desse mineral. A densidade de adsorção da amida-amina foi maior do que a etermonoamina, tanto para o quartzo quanto para a hematita. Medidas de potencial zeta e espectros no infravermelho indicaram que a adsorção da amida-amina sobre o quartzo ocorre principalmente por atração eletrostática. Ensaios de flotação em bancada confirmaram a possibilidade de realizar a flotação catiônica reversa sem amido, usando a amida-amina, para os minérios de João Pereira em pH 8 e Brucutu em pH 10,5. Apesar das dosagens requeridas entre 1,5 a 2 vezes maior de amida-amina em relação a etermonoamina, os resultados de recuperação e qualidade do concentrado foram similares, com o diferencial de não usar amido. Os resultados foram promissores quanto a simplificação da rota de processo e mostraram grande potencial de aplicação industrial da amida-amina.
metadata.dc.description.abstracten: Reverse cationic flotation is the main method for the concentration of iron ore with size fraction < 150 μm. Etheramine acetate is widely used as a collector of silicate gangue and starch as a depressant of iron minerals. Currently, with the processing of low-grade ores and complex mineralogy, there is a scenario of difficulty in obtaining, concomitantly, concentrates with low SiO2 grades and tailings with low Fe grades, in addition to an increase in the consumption of reagents. For this reason, it is necessary to develop new reagents, which lead to more selective separation between iron minerals and gangue (quartz). This study evaluates the performance of amide-amine Flotinor 10118 as a quartz collector in iron ore flotation, comparing it with the conventional ethermonoamine acetate Flotigam 7100. These collectors were characterized regarding the dissociation constant (pKa) and critical micellar concentration (CMC), whose values for amide-amine (~150 mg/L and pKa=8.3) were significantly lower than those for ethermonoamine (~800 mg/L and pKa=9.4). Through fundamental studies (microflotation, zeta potential, adsorption isotherm and Fourier transform infrared spectroscopy) the effect of reagents on the surface properties of quartz and hematite was investigated. In the microflotation tests it was found that the recoveries of quartz with amide-amine were higher than with ethermonoamine. Quartz recovery with 5 mg/L amide-amine was above 80% in the pH range from 6 to 10.5, but the selectivity window between quartz and hematite was higher (~80%) at pH 10.5. The low recovery of hematite with amide-amine without starch showed its low affinity with the surface of this mineral. The adsorption density of amide-amine on both minerals, quartz and hematite, was higher than that of ethermonoamine, both for quartz and for hematite. Measurements of zeta potential and infrared spectra revealed that adsorption of amide-amine on quartz occurs mainly by electrostatic attraction. Bench flotation tests confirmed the possibility of performing the reverse cationic flotation without starch, using amide-amine as collector, for the ores from João Pereira at pH 8 and Brucutu at pH 10.5. Despite the dosages required, between 1.5 to 2 times higher of amide-amine when compared to ethermonoamine, the results of recovery and quality of the concentrate were similar, with the differential of not using starch. The results were promising regarding the simplification of the process route and showed great potential for industrial application of amide-amine.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/13954
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 10/11/2021 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite a adaptação.
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