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-FLOTAÇAO DE REJEITOS FINOS DE SCHEELlTA EM PLANTA PILOTO

MINISTÉRIO DAS MINAS E ENERGIA Casar ·Cals -Ministro de Estado

DEPARTAMENTO NACIONAL DA PRODUÇÃO MINERAL Yvan Borretto de Carvalho -Diretor Gerol

DIVISÃO DE FOMENTO DA PRODUÇÃO MINERAL Manoel do Redenção e Silvo -Diretor

CENTRO DE TECNOLOGIA MINERAL Roberto C. Villos Bôas -Superintendente

CONV~NrO DNPM/CPRM

Tecnologia Mineral 21

Autores, José Farias de Oliveira *

Joõo Alves Sampaio

Ronaldo Moreira Horto. *

FLOTAÇl0 DE REJEITOS FINOS DE SCHEELlTA EM PLANTA PILOTO

Execuçõa e elabaraçaa do trabalho pelo CENTRO DE TECNOLOGIA MINERAL -CETEM

Através do convênio DNPM/CPRM

*Enl!. d. Minas

.. EnQ. de Minas -. Eng.de Minas

BRASíLIA 1982

T.cn~ia Mineral n2 21 S.ljão e".ficia".nto n2 15

CETEM Bf8Ll01ECA

------_># -.' -.:'c~-r~~ . 't I t'

PATRIMÓNIO 17-B -Íf171f 5

REG. N° 1 8MB !

Publicação do Departamento Nacional do Produção Mineral

Setor de Auto rquias Norte

Quadro OI -Bloco B -Telex (061 )1116 70-0-Brasíli o (DF) -Brasil

Copyright 19B2 Reservad os todos os' direitos

Permitido a reprodução. desde·que' mencionada a fonte

Depósito Legal

BibliotecQ Nacional do Rio de Janeiro Instituto Nacio nal do Livro

Brasil.DNPM

Flotação de rejeitos finos de scheelita em planta pilotojPorjJ.F.de Oliveira, R.M. Horta e J.A.Sampàio.Brasflia,1982. .•• p.graf,tab. (Brasil.DNPM.Ser.Tecnologia Mineral,21.Seção Beneficiamento,lS)

"Trabalho executado pelo Centro de Tec- nologia Mineral, através do convênio DNPM -CPRM" .

Bibliografia: 4 refs.

1.Tecnologia Mineral-Brasil.l.Oliveira,

J.F.deII.Horta,R.M.I.Sampaio,J.A.IV.Centro de Tecnologia Mineral,Rio de Janeiro.

V.Título.VI.Série. CDD 622.~

CDD 622.2(81)

SIJ.1ÁR 10

Resumo Abstract Introduçiio

I. OPERAÇÕES EM ESCALA PILOTO ••••••••••••••••••••••• 1.1. Caracterfsticas da Amostra Uti I izada na

Flotaçao •••••••••••••••••••••••••••••••••••• 04 1.2. Descriç~o da ••••••••••••••••••••• 05

I .4. Contro I e de pH •••••••••••••••••••••••••••••

1.3. Sistemas de Reagentes •••••••••••••••••••••••

I .6. Am'ostr agem

1.5. Vaz~o d'Água e Percentagem de Sólidos •••••••

06 06 1.7. Balanço Metal~rgico ••••••••••••••••••••••••• 07

2. DISCUSSAO .••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 08 3. CONCLUSOES •••••..• •••••••••••••••••••.•••••.•••• 10 4. BIBl,lOGRAFIA ••••••••••••••••••••••••••••••••••••• I I

Tab. I -Consumo médio (kg/t) de reagentes em 9 ensaios em planta piloto •••••••••••••••• 12

Tab. 2 -Valores médios de pH tomados nos diversos ensaios em planta piloto •••••••••••••••••••

Tab. 3 -Taxas de ai imentaçiio, adiç~o d'~gua e % de s';l idos nos 9 ensaios em planta pi loto •••••

P~g inas

Tab. 4 -Balanço metal~rgico dos ensaios de flotação dos reje itos de scheel ita ••••••••••••• 15-16

Tab. 5 -Recuperação e teores dos concentrados obtidos nos diversos ensaios em planta pi- loto ••••••••••••••••••••••••••••••.••••••• I 7

F.ig. I -FI uxograma da pl anta p i loto de fi otação dos rejeitos de scheel ita ••••••••••••••••• 18

Fig. 2 -Recuperação e teor dos concentrados obt~dos em 9 ensaios de flotação em plan ta p i loto ••••••••••••••••••••••••••••••••• I 9

F ig. 3 -Evolução dos teores de concentrado nos est~gios "Rougher", "Cleaner" e "Recleaner"

nos ensaios piloto 2, 3 e 920

No presente trabalho sao apresentados os resultados de estudos de flotaç~o em escala pi loto com reje i.tos f i nos de schee I ita da Mi na Breju r. A amostra foi classificada a 200 malhas, descartando-se a fraç~o grossei ra mais pobre, com uma recuperação em torno de 80% e cons~ quente elevação do teor a 0,19% W03 •

Na flotação foram obtidos concentrados com 12,5% W03 e 61,5% de recuperação. O fluxograma da plan ta pi loto, constou de duas etapas de condicionamento segui das das operaç;;es de flotação "rougher", "scavenger" e duas etapas de limpeza. No sistema de reagente de flotação foram utilizados carbonato des~dio, si I i cato de que bracho, AERO-830, ~Ieo mineral e MIBC. -

A granulometria fina, o baixo teor do minerio e a presença de calcita, fluorita e apatita foram as principais dificuldades enfrentadas no estudo do proces so em questão. Os ensaios em planta pi loto apresentaram r; sultados superiores aos obtidos nos ensaios de bancada.

Results are presented of floti:ltion studies at pilot plant scale of fine scheelite tailing from Mina Brejuf. The sample was classified to 200'mesh and the coarser fraction was discarded with an 80% recovery increasing the feed grade to Oi19% W03 •

Concentrates obtained by flotation analyzed 12,5% W03 with a 61,5% recovery. The flowsheet of the pi loto plant involved two conditioning stages followed by a rougher, scavenger and two cleaner flotation oper- átions. T~e flotation reagents used were sodium carbonate, sodium si I i cate, quebracho, AERO 8·30, mineral oi I and MIBC.

The main problems encounteredin these studies were the fine size distribution, the low grade and the presence of calcite, fluorite and apatite in the ore.

The tests at pi lot plant scale showed better results tha~ those carried out at bench scale.

Sendoa scheel ita um mineral pesado, o seu beneficiamento é normalmente efetuado atrav~s de operaç~es unit~rias de concentraç~o principalmente jigagem e mesagem. A alternativa da flotaç~o enfrenta as díficuldades inerentes mineral da scheel ita, de vez que--a-Cõ nstítUíÇaõ--aõs tact i tos ão-r;JordeSté----apreSeí'ít'éi;-hor-:;.- ma I mente adas, cal ci ta:-~ita-;--~pat,tã-. -----ESFes-- minerais aprese~~~opriedades fis~o-qu~i~ bast~

m";1 hantes às da schee I i ta,-~t i des;~~~I~ i me..!!-~ _ ~' _ _ _ _ _ _.._._

to de um sistema de reagentes de flotação suficientemente se ..' •••• "._ T~tivo ;. uma ta~efa a que se vêm dedicando diversas instij;:u i d ~ -. ~--- interesse reside principalmente na ineficiência, que tem se

------._-------------...--~mii~stado intransponfvel, da concentração gravim;'tricadas
~~~~~~

"------------------~-_.<--~~-~-.-~----_.-.-fraç~es finas de scheel ita. O CETEM vem traba I hando três anos ne~ ta area atrav~s de apoio financeiro direto do Departamento Nacional da Produç~o Mineral. Em 1979 foram conclufdos os estudos em escala de bancada, sendo os trabalhos apresentad.os em reunião real izada em Currais Novos, no inicio daque- I e ano, para engenhe i ros de m i nas, I ogos e empres~r i os da regi ao. O trabalho foi divulgado, em seguida, na forma de Contribuição Técnica ao VI Encontro Nacional de Tratamento de Min;'rios e Hidrometalurgia, realizado no Rio de Janeiro, a 13/14 de setembro de 1979.

o presente relat';rio diz respeito trabalhos súbsequentes de desenvolvimento do processo aos em planta pi loto. Para tanto foi necessária prel imiÍnarmente a realizaç~o de um programa de ensaios complementares que durou quatro meses (17 de ju.1 ho a 20 de novembro çle 1979) Neste periodo foram detalhados os efeitos de algumas variáveis do processo, tais como percentagem de sC:;l-i.dos, pH e controle de espuma. Foram tamb~m efetuadas modificaç~es que I evaram a uma sensível redução do co I etor pr i nc i pa I (AC-830), atrav~s de emulsificação com ';Ieo combustivel. Os trabalhos desta fase fazem parte de um relat';rio, cujos resultados fo ram em grande parte utilizados na planta piloto.

Fi na I mente, ap';s a aprovação da segunda ~ tapa (plantá pi loto) pelo DNPM, foi efetuada uma nova amos- tragem, desta vez ape.nas na Mina Brejuí. Esta empres'a j.i de uma instalação i ndus:trial de flotação e I -a pressão, montada atrav~s de associaç~o com a NITTETSU MINING CO., LTDA., do Japão. A usina foi montada, porém, por dificuldades encontradas no processo de flotaç~o, encontra-se parai isada.

Em viagem recente de um dos autores ao

Japão (agosto de 1980), o assunto foi discutido com o Dr. KOJI FUKASAWA, da NITTETSU, que esteve no Rio Grande· do Norte, na operação da BREMETAL. De fato, um boletim de contI'O I e de operação da us i na mostrava que a méd'i a dos teores dos concentradas obtidos no periodo de 12 a 17 de março de

197$ foi de apenas 3,4% W03•

Na p I anta p i loto desenvohli da no CETEM com a fraç~o fina (-200 malhas) do rejeito Mina Brejuf com teor de 0,19% W03, foram obtidos concentrados com teo - res de 12,5% W03 (recuperaç~o de 61,S%) a 14,6% W03 (recup~ raç~o de 47,S%).

1.1 Caract~risticas da Amostra Utilizada ~ Flotaç~o

No engenhó,' da Mi na Breju f o reje ito gro.:! so, prat i'camente est;r n, transportado por cam i h;;es ao passo que p rejeito fino, apos espessamento, enviado à barragem do rejeito por bombeamento. A amostragem foi real izada no "underflow".do espessador e a amostra ainda uml da foi transportada para o CETEM em tambores. Ap(;s a seca - gem ao so I, a amostra fo i pene i rada a 200 ma I has, tendo em vista o menor teor das fraç;;es grosseiras.

Com o procedimento acima descrito, foi oE, tida uma amostra de 1200kg, com um teor de 0,19% W03• Esta fo i a amostra ut i I .i za,da nos ensa i os de f em p I anta p i loto e todos os resu I tados dos ensa i os referem-se a esta 2- mostra. No entanto, importante ressaltar que a scheel i'ta cohti da nas fraç;;es .100 e 150 malhas apresenta boas condiç;;es para fi A sua i nc I us~o na ai imentaç~o é, porta,!! to, recomendável para aumentar a recuperaç~o global.

O min~rio em questão caracteriza-se p~ la presença signi,ficativa de cal cita, fi t.Iorita e apatita minerais com propriedades muito semelhantes às da scheel ita no que se refere a flotação. Outro dado importante sobre a amostra estudada e que mais de 30% da scheel ita estão distribuidos nas fraç;;es de granulometria fina, aba.ixo de

10fo m.

1.2. Descriç~o da Instalaç~o

O fluxograma da planta pi loto está apr..!:: sentado na Figura I • Atrav~s de um a I imentador v i brat~r i o o, min~rio conduziclo ao primeiro tanque de condicionamento, onde se adicionam água para formaç~o da polpa e Na2C03 para elevaç~o do pH. Num segundo condicionador marca CIMAQ, 7

I itros,adicionam-se si I i cato de s(;dio e quebracho, e subsequentemente, num terceiro condicionador, o coletor AERO-830.

A polpa, condicionamento, ai imentava o circuito de flotação, composto de duas_c~lulas de "rougher'-' (CIMAQ NQ5) e duas células (CIMAQ NQ5) para, respectivamente, "cleaner" e "rec I eaner" dos concentrados. Nos ensa i os de I a 6 a p I a,!! ta piloto foi rodada com apenas etapa de,fl otaç~o "scavenger" de uma c~lula DENVER de 27 litros (NQ 7). Nos ensàios 7 e 8 duas células GALlGHER foram introduzidas como tentat i va de aumentar a recuperaç~o (ver fi uxograma figura I.).

I.J. Sistema de Reagentes

Foram util izados na flotação ,os seguintes reagentes: carbonato de i,o, s i I i cato de s~d i o, que - bracho, -AE'RO-Prfàmotor-830, (;Ieo mineral e MIBC (meti I isob..!:! til carbinol). As quantidades e os pontos de adição sao apresentados na tabela I.

1.4. Contro le de .E.!:!

As medidas de pH foram efetuadas com potenc i ;;metro port~t i I marca B ECKMAN. A tabe I a 2 apresenta para cada est~gio os valores m~dios de pH tomados nos diferentes pontos do circuito. O decréscimo do pH observado na tabela mencionada decorrre das diluiç~es pela entrada gua nova no circuito, necess~ria à recirculação das espumas, nao havendo, portanto, adição de

I5. Vazão d' Ãgua e Percentagem de SC:;I idos

O controle da vazao d'água feito atr~ ves de um med i dor de vazão OMEL, e a percentagem de I i dos, nos diversos controlada com a util ização de uma ba I ança MAR CY par'él dEms i dade de po I pa. Os va I ores refer en - tes aos diversos pontos do circuito estão apresentados na tabel-a 3.

1.6. Amostragem

Os ensaios realizados tiveram uma duraçao variando de 3 a 4 horas. As amostragens eram feitas na segunda metade do per r odo com espaçamento de me I a hQra. Os concentrados finais ("recleaner") eram coletados durante to do o per iodo de meia hora. Os rejeitos "scavenger" eram a - mostrados durante 5 segundos de cinco minutos. Nos ensaios em que foi feita amostragem dos produtos es ta era rea I i zada apenas no f i na I do ensa i o, numa sequênc i a iJllversa dO fluxo, visando minimizar a influência de cada a mostragem na i med i ataniente antér i or, num tempo qJJe var i ou de la 5 conforme o fluxo de massa em cada ponto amos trado.

1.7. Balanço Metal~rgico o balanço metal~rgico global de todos os testes foi calculado com base nos teores da alimentação(I), do concentrado fi nal (2) e do rejeito "scavenger" (3). Os resulté;ldos estão apresentados na tabela 5. Para quatro dos ensaios real izados, foi feita uma amostragem completa. dos pontos e um balanço metalúrgico completode~ tes ensaios est~ apresentado na tabela 4. A figura 3 apre - senta a evolução dos teores dos concentrados nas "cleaner" e "recleaner'; dos ensaios 2, 3 e 9. etapas

Obs.: -A numeração (I), (2) e (3) re - fere-se aos fluxos assinalados na figura

2. DiSCUSSÃO

Os ensaios de I a 5 foram efetuados com adi ção do co I etor (AERO-830) no 32 cond i c i onador na forma de solução 0,2%. O ~Ieo mineral era adici'onado puro nas c~lu - las "rougher" e "scavenger" (Tabela I). Estes ensaios. ape- sar de apresentarem teores elevados 25% W03) nos con - centrados (F i gura 2),. .apresentaram em contrapart i da recupe- raç~es muito baixas, inferiores a 30%.

Os resultados dos ensaios 6, 7, 8 e 9 foram sensivelmente melhores (Figura 2), tendo sido obtrdas recuperaçoes de at~ 61,5%, com teor de 12,5% W03• Esses en saios foram efetuados com adição de coletor e ~Ieo mineral.!!

I imentados sob a forma de Mma emulsão unica. No ensaio 6, a emuls~o contou ainda com a adição de querosene na proporçao do mesma

O ensa·i o 7 fo i rea I i zado com a i ncorporaçao de duas células GALIGHER de 28 I itros ao circuito"sc.!! venger. Este ensaio foi realizado com uma emulsão coletor / mineral I/I. Pelos resultados obtidos (Tabela 5), ob - serva-se que a ampl iação do circuito "scavenger" acarretou um aumento na recuperaçao.

Para o ensaio 8, a emuls~o coletor/~Ieo mineral foi preparada numa relação 2/1. Durante o teste.r.o.i feita ainda uma adição de 20% de AC-830 nas células "scave.!! ger". Finalmente, para o ensaio 9 mais duas célulasGALlGHER de 28 I itros foram incorporadas ao circuito numa tentativa de aumentar-se a recuperação. A emulsão coletor/~Ieo.mine ral I/I foi distribufda, sendo 8% adicionada no 32 condi c i o nador e 20·% nas c~ I u I as "scavenger". Não houve vantagem.!! nas modificaç~es introduzidas nestes dois ~Itimos ensaios.

Quanto à percentagem de na et.!! pa de condicionamento dos reagentes, procurou-se mantê-Ia em torno de 10% (tabela 3). Na flotação "rougher", esta situo,.!! -se em torno de 6%, e no circuito "scavenger", em torno de 8%. É necess~rio trabalhar-se com baixa percentagem de dos devido à fina granu10metria do material. No entanto,nas etapas "c I eaner" e "rec I eaner", a percentagem de I i dos ainda menor (I a 2%) foi ditada ~penas por oper.!! cionais de capacidade da

As çurvas de evoluç~o dos teores {Fig~ ra 3) apresentam a forma convexa normal. Os ensaios 2 e 3 i nd i cam a poss i b i I i da de de enr i quec mento dos concentrados com mais uma etapa de limpeza. No entanto, nestes ensaios a recuperação foi ainda mui.to baixa (26,4%). Qeanto ao en - saio 9, ;epresentante de uma s~rie (6, 7, 8 e 9) onde foram obt i das recuperaç~e$ ni"a i s a I tas, a e I evação do teor com ma i s uma etapa "cleaner" parece ser significativa.

3. CONCLUSÕES

I) O des.envo I v i mento de estudos em p I a.!! ta p i loto (30 kg/hora) conf i rmou a v i ab i I i da de t~cn i ca de se produzirem por flotaç~o concentrados de scheel ita comte.,2 res. de 12,5% e 61,5% de recuperaç;;;o, a part i r do rej e ito f 1. no da Min'a Brejui, peneiramento a 200 malhas (Q,19%

2) O processo desenvolvido apresentou na planta pi loto resultados superiores aos obtidos nos ensaios de bancada previamente desenvoividos. O consumo de carbonato de s~dio foi, no entanto, excessivo. A dlminuiç~o do seu consumo sem um fator primordial na economicidade do processo em quest;;;o.

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