FLOTAÇÂO DE FINOS DE COMINUIÇÂO DO CARVÂO DE SANTA CATARINA

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1 571 FLOTAÇÂO DE FINOS DE COMINUIÇÂO DO CARVÂO DE SANTA CATARINA ARTHUR PINTO CHAVES WILDOR THEODORO HENNIES JULIO WILSON AMIGO ORTEGA RESUMO Fins resultantes da cminuiçã de amstra cmpsta de carvões da regiã d Alt Metalúrgic em Santa Catarina fram estudads cm vistas à depressã da cinza e pirita. Fi feit um experiment fatrial cm três variáveis (adiçã de cletr, adiçã de depressr de pirita e diluiçã da plpa), a dis niveis. O efeit das lamas fi avaliad mediante replicaçã de td experiment cm amstras previamente deslamadas. Verifica-se que: A cinética d prcess é extremamente rápida e é principal fatr de cntrle d prcess; A diluiçã de plpa parece ter efeit significativ sbre seletividade d prcess; A açã d cletr sbre este material é minima. a

2 572 l. INTRODUÇÃO: Neste artig sã descrits s principais aspects de ensais real! zads cm amstras de fins de cminuiçã de carvões da regiã d Alt Metalúrgic em Santa Catarina, ist é, da Camada Barr Branc visand a fltaçã da matéria carbnsa e a depressã das cinzas e pirita. Inicialmente sã destacads alguns aspects resumids sbre a ュッセ@ tragem e cnceituaçã de fins de cminuiçã n item de ァ ョ イ ャゥ des. Descrições mais prmenrizadas destes aspects fram tratads n trabalh riginal inédit d A.(l)*. Ns itens seguintes sã abrdads s ensais realizads utilizand planejament fatrial a três variáveis visand a eliminaçã de cinzas e da pirita. Finalmente, item cnclusiv discute efeit das variáveis ッー cinais sbre s resultads btids. 2. GENERALIDADES: A amstra utilizada ns estuds fi cmpsta a partir de 16 ams - tras de canaleta vertical clhidas em 5 minas na regiã d Carvã Alt Metalúrgic em Santa Catarina. O material para s ensais de fltaçã designad cm fins de cminuiçã fi btid d seguinte md: - separaçã densimétrica pr líquids rgânics (d tar s. afundads e rebritar flutuad a 1/2", 2,0), rejei - em circuit fechad num britadr de mandíbulas. - peneirament deste material na malha 35 da série Tyler fme - ceu prdut de alimentaçã ds ensais de fltaçã cm s fins de cminuiçã. A fltaçã ds fins de cminuiçã crrespnde a beneficiament ds fins d carvã pré-lavad, a ser feita eventualmente n lava

3 573 dr central. A alimentaçã destes difere da de um prdut natural, pis deste j â fi remvid td estéri 1 liberad. Para mair clareza da expsiçã tratarems individualmente estud da separaçã de cinzas e de pirita. 3. ENSAIOS VISANDO A ELIMINAÇÃO DAS CINZAS: As características da amstra alimentada ns ensais da fltaçã s ter de cinzas: fraçã -35#: 29,22% fraçã # : 27,85%. ph da plpa : 5,4 a 5, PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL De iníci haviams decidid utilizar a técnica de "timed release analysis", em funçã da cncrdância universal sbre sua vantagem e cnveniência. Nte-se entretant que a descriçã d ensais cnfrme feita pr Cavallar e Deurbruck (2) nã fez mençã - us de cletres para carva, - us de depressres para a matéria mineral, - acert d ph, que mstra ter sid essa técnica desenvlvida para s carves prntamente fltâveis d Hemisféri Nrte e que 1 de imediat teriam que ser feitas mdificações セ atender a essas necessidades. A executar s ensais pudems verificar que a técnica é demrada e difícil e sujeita a prblemas peracinais tais cm aument e xagerad d vlume de plpa em cada reiteraçã (perdend-se cm s ttalmente cntrle da diluiçã, que se verificu ter impr - tância fundamental para cas brasileir) A necessidade de usar cletres também influiu decisivamente, pis pde-se ntar perdas' desses reagentes nas paredes das vasilhas cntinuamente substituídas cm exigência d própri prcediment.

4 574 çã efetuada fi de mudar s niveis de adiçã d depressr da ta para 0,350 a 750 g/t. A prgramaçã ds ensais passu pis a ser a mstrada na tabela 1. TABELA 1 - FINOS DE COMINUIÇÃO: EXPERIMENTO FATORIAL CONDIÇÕES ENSAIADAS Ensai Cletr Depressr Diluiçã g/t g/t % sólids Os resultads ds ensais cnstam da tabela 2. Nã se fizeram aqui replicações prque err experimental já fra determinad n クーセ@ riment descrit n trabalh citad e ter sid verificad estarele dentr da faixa aceitável para experiments desta natureza. r ー ram-se apenas s ensais destinads a verificar efeit da ーイ ウ ça das lamas. TABELA 2 - FINOS DE COMINUIÇÃO: RESULTADOS EXPERIMENTAIS EliSA IO HOTAOO I FlOlAOO 11 HOTAOO III REJur ',, ',, ',, ',, 19,29 4!.,40 64,65 70,09 18,88 Jl,J8 64,62 71,89.15,12 37,83 65,96 74,64 14,26 43,111 59,02 70,14 19,86 34,10 62,58 69,67 5 JS X ,02 29,09 59,60 69,91 17,14 31,00 62,90 70,53 14,7l 33,22 64,38 71,56 7 JS ,U 25,71 55,60 72,46 16,11 u,ss 58,19 69,12 20,21 42,27 65,11 74,4S

5 575 Cncluiu-se assim pela necessidade de simplificar métd de i. Após algumas tentativas chegu-se a esquema indicad na figura 1. Neste esquema diminuiu-se númer de fltações pra atender às características cinéticas verificadas, ist é, a fltaçã é extremamente vigrsa de iníci e na se cnseguiu resultads reprdutivs para intervals menres que um minut, mas, a seguir perde vigr, de md que duas fltaçã adicinais fram julgadas ウ tórias. A mdificaçã essencial entretant cnsistiu na eliminaçã de rela vagem ( "cleaning") ds fltads. Alimentaç セ Mie ェ Flt ad I Fltad II Fltad III Esp..unante (kg/t) , ,15 0,15 FIGURA l - ESQUEMA DO ENSAIOS DE FLOTAÇÃO PELA acinc セt@SIMPLIFICADA Nã se cntrlu a injeçã de ar na célula e trabalhu-se cm ph natural da plpa. As análises químicas necessárias n decrrer d trabalh fram aná lises imediatas (umidade, matérias vláteis, carbn fix e cinzas) e dsagens de enxfre. Os métds analítics utilizads fram: - dsagem de enxfre: métd ESCHKA, que também ê métd nrmali zad pela ABNT, métd MB análise imediat executada segund a mesma nrma MB 15 da ABNT. Tds s resultads sã sempre cns.iderads em base seca EXPERIMENTO EXECUTADO prcediment experimental fi em tud idêntic a executad cm s fins naturais e descrit em utra cntribuiçã. A única altera

6 EFEITO DAS VARI.hVEL:l A tabela 3 mstra tratament üs resultads Passarems agra a descrever n sua análise e as cnclus6es a que se pde chegar. As curvas de seletiviõade sa mstradas na figurd 1. Nta-se que : a!> diferenças de cmprtament sa maires cm s fins de cminuiçã que cm s fins naturais, - prcess também aqui é extremamente rápid: só há diferencia - çã n primei fltad e cm decrrer d temp tende a fltar tud, - as diferenças de cinética sã mais acentuadas neste cas que,cm s fins naturais, - s melhres ensais fram s de númer 4 e 8 e s pires, s de númer 5 e 2. Cnsiderand suas cndições de peraçã, verificase que também aqui a única semelhança é fat de ambs s melh res ensais terem sid executads a 6% de sólids e ambs s pires ensais a 18% de sólids. A análise d efeit da adiçã d cletr fi feita segund mesm critéri estatístic de agrupar s ensais de mesm valr ds parª metrs de cntrle e analisá-ls abstraind efeit das demais va riáveis. eウエ curvas diferem d cmprtament bservad cm s fi ns naturais: aqui é clara a influência da adiçã de cletr, s melhres resultads crrespndend a nível de 200 g/t. O efeit da adiçã de cletr se faz sentir de maneira mais acen - tuada sbre a recuperaça da matéria carbns quand se passa de 200 para 1000 g/ t a recuperaçã cai na rdem de 17% (de 76% para 59%). Para análise d efeit d depressr prcedeu-se a tratament ョ g, mstrad na tabela 4 e figura 2. Pde-se traçar uma Única curva, apesar de urna pequena dispersã ds pnts em trn dela. Ist

7 577 indica que a adiçã de depressr de pirita na atu.:1 sbre a seleti vidade d prcess de fltaçã da matéria carbnsd. Tratament idêntic fi dad as resultads ds ensais cm vistas à análise d efeit da diluiçã da plpa n estági "rugher". efeit é nítid e s ensais cm baixa diluiçã (6% de sólids}sã sensivelmente melhres. Os ensais cm 12 e 18% de sólids ーイ エゥ mente se cnfundem. Os resultads ds ensais efetuads para verificar efeit da sença das lamas revelaram diferenças minímas - as recuperações de matéria carbnsa n fltad I sã cerca de 4% melhres ns ensaks sem lamas, embra cmprtament seja em tud idêntic a ntad cm s fins naturais. 4. ENSAIOS VISANDO A DEPRESSÃO DA PIRITA A tabela 5 mstra que cm s fins de cminuiçã s resultads btids fram ainda melhres que cm s fins naturais. Os teres ds fltads variaram de 1,89 a 2,79% e n rejeit esses teres fram sempre superires a 11,0%. Os melhres resultads fram ッ エセ nvamente cm ensai númer 4, que demnstra que as cndições Ótimas de peraçã devem se tuar nas prximidades desse pnt (baixa adiçã de cletr, máxima adiçã de depressr e alta diluiçã de plpa). A diferença entre s resultads cnstatads cm s fins das duas rigens diferentes permite cncluir que ns fins naturais existe uma mair quantidade de enxfre, rgânic u pirític, nã liberad. 5. CONCLUSÕES Os melhres resultads crrespnderam a ensais realizads cm máxima diluiçã de plpa. Os pires, a ensais cm mínima diluiçã.

8 578 O nível <:E adiçã de cletr exerce açã sbre s fins de cminuiçã. O depressr de pirita aparentemente nã atua sbre a seletividade d prcess. Cm s fins de cminuiçã s melhres resultads n que tca à eliminaçã da matéria mineral crrespndem a uma recuparaçã da ma téria carbnsa de 88,5% para um ter fixad de 20% de cinzas n fltad, u a um ter de 15% de cinzas n fltad se fixada uma re cuperaçã da matéria carbnsa de 75%. Estes resultads fram bti ds cm 200 g/t de cletr, 6% de sólids e independeram também aqui d nivel de adiçã d depressr de pirita. O ter de enxfre d fltad btid nessas cndições está entre 1,9 e 2,3%, teres crrespndentes a rejeiçã de enxfre entre 59,6 e 69,8%. O melhr resultad cm vistas à eliminaçã da pirita levu a um ter de 1,95% de enxfre n fltad e a 76,7% de rejeiçã de enxfre. BIBLIOGRAFIA CHAVES, A.P. Fltaçã de Carvã de Santa Catarina (Regiã d Alt Metalúrgic) Escla Plitécnica da Universidade de Sã Paul (tese de dutrament), inédit CHERNOSKY, F.J. - Evluatin f Cal Fltatin Frthers n a Yield- selectivity -cst Basys. AIME Transactins, 1963,pg.24. MASSACCI, P. - Sulla Flttazine del Carbne in Acqua di Mare. Studi Sperimentale. Rescnti del'assciazine Mineraria Sarda, 73 (4): 1968.

9 579 TABELA 3 - FINOS DE COMINUIÇÃO: TRATAMENTO DOS RESULTADOS EXPERIMENTAIS. asセ {@ lo nu I FlOTAOO 11 flotaoo III TOTAl R[J[ITO 1 S N 74,11 89,14 92,2i 100,00 1,7& t Cz 19,29 23,67 2>,05 28,54 70,09.c 83,78 95,lZ 96,76 100,00 ncz 49,86 26,07 19,03 0,00 2 s 55,65 89,94 93,39 100,00 6,61 \ Cz 18,88 t4,03 25,53 28,59 11,89 nc 63,l1. 95, ,00 ncz 63,25 24,40 16,60,00 3 s , JO 100, 5,70 15,lt ,14 28,53 74,64 ne , 68 97,98 100, 00 ncz 11,63 21,15 14,92 0,00 4 H 59,94 86,81 91,11 100,00 8,89 s Cz 14,26 23, 21 24,90 28,92 70,14 nc 12,30 93,79 96,26 100,00 iicz 70,45 30,33 21,56 0,00 5 : 11 63,80 88,50 91,96 100,00 8,04 s Cz ,83 25,29 28, nc 71,$7 9f,76 96,58 100,00 ncz 56,10 26,93 19,41 0,00 5 S K 71,07 io,17 92,82 100,00 7, s Cz 21,02 :2.n 23,78 27,09 69,91 nc 76, ,03 100,00 ncz 44, ,52 0,00 S H 49,48 89,39 93,11 lo O. 6,89 ' S Cz 17,14 ll.jj 24,91 28.s 70,53 nc 56,98 95,25 97, ncz 69,77 25, ,00 7 S M 44, , ,29 S Cz S.17 28,55 71,56 nc 53, ,lO 100. ncz 76,87 24,32 18,26. 7 S K 48,6S a ,79 100,00 10,21 J5.ZOO S Cz 14,43 18,87 lz.78 27,85 72,46 nt 57, ,00 ncr 74,79 45,65 26,56. s 11 66,22 87, ,00 8,45 s Cz 16,11 lj;oo 24,59 28,35 69,12 nc 77,53 93,96 96,36 100,00 iicz 62,31 29,07 20,59. s 12,36 90,12 93,19 100,00 6,81 セ " 20,21 Z4,67 25,74 29,06 74,45 nc 81,39 96,33 97,55 100,00 iícz 4t,U 22 " 17,46 0, 00

10 580 TABELA 4 - FINOS DE COMINUIÇAO: AGRUPAMENTO DOS ENSAIOS SEGUNDO AS ADIÇÕES DE DEPRESSOR E MtDIAS DE CADA GRUPO. Adiçã de Flt d 1 F1ud II Pltad III Ttal Rejeit Ena ai 'Depre r % C& nc % c. nc % C& nc % Cz % Cz <alt> 5 19,86 71,87 23, ,29 96,58 28,86 69, ,14 56,98 23,33 95,25 24,91 91, 17 28,05 70, ,S5 24, ,17 91, 10 28,55 71, ,11 77,53 23,00 93,96 24,59 96,36 28,35 69,12 Hidia 16,96 64,98 23,54 94,9 3 24,99 96,81 28, ' 21 81, 39 24,67 96,33 25,74 97,55 29, ,29 83,78 23,67 95,22 25,05 96, , ,88 63,21 24,03 95,69 25,53 97, , ,12 63,57 24,S6 96,68 25, ,53 74, ,26 72,30 2 J ,19 24,90 96,26 28,92 70,14 Média 16,89 70,72 23,87 95,35 25,31 9 7,lO 28,65 71,69 - _j I TABELA 5 - FINOS NATURAIS: EFEITO DA DEPRESS!O DA PIRITA NO FLOTADO I CONDIÇÕES FINOS DE CO- MlNUlCÃO l - De- X ô- X S ENSAIO to.r pra e- li Fl- R e- -;;s <ai tl r ôõa tad jeit <altl ,65 l1, ' ,67 11,06 60, ,23 11,03 68, JSD 6 1,89 11,87 69,79 4 (35><200) /0 l8 2,79 11, 31 52,53 5 (35a100) / /0 18 2,28 11,74 69, /O 6 1,95 11,89 76, /0 6 2,29 11,37 59, ,72 11,S8 47,Sl

11 @ セ C/) z 80 w (,). w 1: :;) w T EOR OE CI NZAS NO FLOTAOO K 4 i セg ura@ 1 -Curvas de seletividade - Fins de c minu içã CD c 90 w 1-2 c C> c 80 w 70 1:1.. :;) w T EOR OE CINZAS NO FLOTAOO FIGURA 2 - Efei t d depressr - Fi ns de cm i nuiçã