Introdução à caracterização tecnológica de
minérios
Caracterização de Minérios
OBJETIVOS:
• determinar as propriedades físicas, químicas e mineralógicas de um minério, visando o seu aproveitamento.
• Subsidiar o engenheiro de processo com informações, que estejam relacionadas diretamente ao desenvolvimento e otimização das técnicas de beneficiamento mineral para fins metalúrgicos e que atendam as necessidades do mercado.
Caracterização de Minérios
É uma etapa fundamental para o aproveitamento de um recurso mineral :
• fornece subsídios mineralógicos e texturais para o correto dimensionamento da rota de processo;
• Identifica ineficiências e perdas em processos existentes melhorando o rendimento global;
Caracterização Mineralógica
• Determina e quantifica a assembleia mineralógica;
• Define quais são os minerais de interesse e de ganga além de suas propriedades físicas e químicas;
• Quantifica a distribuição de elementos úteis entre os minerais de minério;
Itens fundamentais na classificação aplicada
• fotomicrografias de situações mineralógicas marcantes que podem ser conclusivas de determinados fenômenos, relativas a formação dos minerais do minério;
• identificação mineralógica através da difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura(MEV);
• complementação e compatibilização dos estudos através dos resultados de análises químicas de elementos maiores e traços.
Itens fundamentais na classificação aplicada
• identificação de todos elementos e minerais presentes (análise mineralógica quantitativa)
• avaliação e cálculos semi-quantitativos das proporções percentuais de todos minerais minério;
• avaliação e cálculos percentuais de liberação do mineral valioso do minério com relação a sua ganga, bem como estudos do comportamento dos grãos mistos (determinação do grau de liberação)
• medidas de reflectividade dos minerais opacos através de aparelhagem própria;
Caracterização Mineralógica
• Não existe uma rota ou “receita de bolo” para definir os estágios e técnicas de caracterização.
• Cada análise está relacionada aos objetivos do trabalho;
• Algumas técnicas estão quase presentes e alguns estágios possuem forte interdependência, mesmo sem haver uma ordem entre eles.
Caracterização Mineralógica
• Principais estágios da caracterização de uma amostra de minério:
1- Fracionamento da amostra;
2- Identificação das fases;
3- Quantificação dos minerais;
4- Liberação do mineral;
Como utilizar as informações obtidas na caracterização
• na indicação de etapas para o desenvolvimento de fluxograma de beneficiamento e sugerir determinados tipos de ensaios de concentração a partir das características mais importantes dos minerais do minério;
• Para compreender o do comportamento dos minerais minério face a um determinado processo de beneficiamento e ou metalúrgico;
Como utilizar as informações obtidas na caracterização
• determinação da qualidade dos produtos obtidos em diferentes tipos de ensaio, através da identificação mineralógica dos concentrados e rejeitos;
• complementar os estudos da jazida a partir do conhecimento das diferentes tipologias do minério, segundo identificações de diferentes amostras relativas ao avanço da frente de lavra.
Caracterização Física
• determinação dos tamanhos e da distribuição de tamanho das partículas;
• realização de ensaios de britagem e moagem; • superfície específica; • determinação das propriedades físicas possíveis de
serem utilizadas para separar os minerais componentes do minério, tais como: densidade (líquidos densos); susceptibilidade magnética; propriedades fisico-químicas de superfície (ensaios de microflotação em tubo de Hallimond, determinação de mobilidade eletroforética);condutividade elétrica(separador eletrostático); características óticas.
Caracterização Física
Determinação das propriedades físicas possíveis de serem utilizadas para separar os minerais componentes do minério, tais como:
• densidade (líquidos densos); • susceptibilidade magnética; • propriedades fisico-químicas de superfície
(ensaios de microflotação em tubo de Hallimond, • determinação de mobilidade eletroforética); • condutividade elétrica(separador eletrostático;
características óticas.
Fracionamento da Amostra
• Facilita a identificação dos minerais;
• Melhora a quantificação das fases;
• Estabelece propriedades físicas e minerais.
densidade;
suscetibilidade magnética;
classificação por tamanhos de partícula
Granulometria Identificando tamanho de partículas
• Estágio básico e obrigatório de qualquer caracterização mineral.
• Consiste na separação das partículas por faixas de tamanho e identificar as faixas de tamanhos de grãos.
Granulometria
• Objetivo principal é a separação de um material em uma ou mais frações com partículas de tamanhos distintos.
• Aplicação – controlar o tamanho do material para alimentação em outro equipamento ou para atender o mercado.
Granulometria Objetivos secundários
• obter dados para desenvolvimento do processo, visando o aproveitamento de um determinado mineral;
• conhecer a distribuição de tamanhos das partículas presentes no minério;
• avaliar e conhecer o comportamento do minério quando submetido a diversas etapas do seu beneficiamento;
Granulometria Objetivos secundários
• conhecer a distribuição granulométrica e a malha de liberação dos minerais e da ganga;
• caracterização granulométrica dos produtos intermediários e finais (controle de processo e qualidade).
Tamanhos das partículas e a distribuição de tamanhos podem ser obtidos através de várias formas, tais como:
• passagem ou retenção por uma abertura conhecida – distribuição em massa;
• sedimentação em meio fluido – distribuição em massa;
• dimensão linear da partícula;
• área projetada em uma superfície;
• área de superfície da partícula;
• laser;
• raios X e condutividade elétrica.
Granulometria
• A determinação do tamanho das partículas define as condições de operação e os equipamentos necessários;
• O resultado é empregado no cálculo da energia de produção;
• Serve de base para o controle de produção de partículas finas.
• Caracterização do minério de ferro de acordo com o
tamanho das partículas:
Granulometria
• Métodos: Peneiração
Centrifugação
Sedimentação
Granulometria Peneiração: Utiliza-se uma série de peneiras cuja abertura das
malhas mantém uma progressão geométrica. • Série Tyler: série padrão constituída por 14
peneiras e tem como base uma peneira de 200 malhas por polegada linear
(200 mesh) e tem abertura livre de 0,074 mm.
• Frequência em peso: (% retida)
Pf- peso da fração;
Pt- peso total;
x= porcentagem em peso da fração.
• Diâmetro médio das partículas
• Sedimentação
Ensaio utilizado para determinar a granulometria de solos compostos por materiais finos.
Baseia-se na Lei de Stokes, que relaciona o tamanho da partícula com sua velocidade de decantação em meio líquido.
• Vs- velocidade de sedimentação das partículas;
• g- aceleração da gravidade;
• ᵨp- densidade das partículas;
• ᵨf- densidade do fluido;
• 𝛈- viscosidade do fluido
• Centrifugação
Técnica utilizada para a separação de partículas menores que as partículas do peneiramento.
São utilizadas centrífugas e cyclosizer.