FLOTAÇÃO DE DIFERENTES TIPOLOGIAS DE MINÉRIOS FOSFÁTICOS DE TAPIRA/MG, USANDO O COLETOR SINTÉTICO KE 883

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1 XXI ENTM ME. Natai-RN. nvembr FLOTAÇÃO DE DIFERENTES TIPOLOGIAS DE MINÉRIOS FOSFÁTICOS DE TAPIRA/MG, USANDO O COLETOR SINTÉTICO KE 883 G. C. Guimarãcs 1, R. M. F. Lima\ M. L. M. de Oliveira' I -Mestre Prjés.wr d CEFI:.T-OP gilhertc)('llixeta(!f!u!.cm.hr 2 f)r" Prf'. d PPGI:M/UFOP f, _lllllif: rsa(al dl'lllilll.lljíjp.br J- Or" Prf' d IJEMINIUFOP L-nu1il: /ucianwi!jl1wi. cn1. h r RESUMO A tltw;à é métd de cncentraçã uti li zad para cncentrar as rchas fsfáti cas bmsilcims. que sã de mineralgia extremamente cmplexa. necessitand de estuds de ca ractcrizaà tecnlógica das diversas tiplgias para prever cmprtament das mesmas frente a prce" industrial. Devid it similaridade das prpriedades superficiais da apatita e carbnats, especialmente a calei ta. trna-se extremamente difkil a btençã de cncentrads cm relaçã Ca0/P05 dentr das especificac;õcs para a fabricaçã de ferti li zantes. Pnr esta razã. utiliza-se sulfssuccinat cm cletr, pis mesm é mais seletiv em relaçã à apatita e calcita d que s :ícids graxs. Neste trabalh fram feits ensais de lltaçã em escala de bancada cm quatr diferentes tiplgias de minéris fsfátics da mina de Tapira- MG: pirxenit silicilicad se mi-cmpact. pirxenit siliciticad cmpact, sikxit e pirxenit serpentinizad, cujas relações Ca0/P eram de 2, I; 3'\: 2.5 c respcctiva mentc. visand avaliar desempenh d clctr sintétic KE'" XR1 (mistura de sulfssuccinat de sódi c ptássi cm um álcl de cadeia lnga) na fltaçã ds mesms. As variáveis estudadas fram: dsagem d cletr sintétic KE"'XX3. dsagem d depressr amid gelatinizad e ph de!ltaçã, usand a metdlgia estatística de planejarnentcj c análise fatrial de experiments. Os resultads mstraram que as relações CaO/P O, ds cncentrads fram maires pam s minéris cm cmcúd de carbnats mais elevads e crescentes cm aument da dsagem de cletr. O melhr valr de ph c da dsage m Jc depressr para a fltaçã das quatr tiplgias de minéris fi igual a li e 200 g/t. respectivamente. ficu evidente a necessidade de etapas de limpeza para btençã de cncentrads dentr das cspecitica<, ões de mercad para tdas as amstras estudadas. Palavras-chave: rm:ha lijsfática, lltaçã, sulfssuccinat. 365

2 Guimarães, G. C Lima, R. M. F Magalhes. M. L. O. 1 -INTRODUÇÃO Os principais minéris fsfatads hrasilcirs apresentam mincralngia cmplexa. hai x grau de unifrmidade. ter haix de apatita c elevad de carhnats send de difícil hcncficiamcnt. que implica cm prhlcmas n seu aprveitament industrial. A lavra e prcessament desses minéris levam a perda de fósfr. send 15'11 na la vra. 40Çf n hencficimncnt, 2 a 5% n transprte e manusei d cncentrad fsfátic. Finalmente. a assimilaçã d fósfr presente ns fertili zantes pelas plantas é muit baixa. u seja. de lo a :10%. Esses índices levam a um aprveitament glbal máxim de apenas X% d lúsfr inicial. Cm pd e ser hscrvada. uma das maires perdas crre na etapa de beneficiament. exigind, cada vez mais. aprimramnts n prccssu Uc cncentraçã para um melhr aprveitament das reserva., fsfáticas, cntribuind. assi m. para desenvlviment sustentad (Barrs. 19\!7). Embra intensivs esfrçs na pesquisa tenham sid feits para desenvlve r métds pdtics para bter a separaçã carbnat/apatita através da fltaçã. ainda nã fram encntradas sluções para a mairia ds minéris estudads. Um ds cass de sucess industrial é d prcess Serrana, aplicad para tratar um minéri fs fátic carbnatític ( 15 r;, de apatitaj. O aspect chave desse prcess cnsistia n us da fltaçã aniúnica dircta da apatita cm ácius graxs (l// il sapnificad) c depressã d carbnat cm amid de milh gelatinizad num circuit alcalin. O prccs\ evluiu para a suhstituiçã d cletr pr um reagente anfótcr da família da sarcsina. Outrs estnds mstraram que a rugsidade Ja superfície, tamanh ds grãs e a cntamin<11;ü de ferr inllucnciam a lltahilidadc de apatitas e carhnats. O desenvlviment desse prcess ajudu a diminuir a Llcpendência hrasilcira pr fsfats estrangeirs (Assis et ali i 19: Leal Filh et ali i., 1990). Os minéris supcrticiais Lla jazida de Tapira apresentam diferentes graus Jc altcra ã da apatita c minerais de ganga. acarretand dificullladcs adicinais na sua!ltaçã. a qual é feita utilizanu ácids graxs (úlc de sja) e amill de milh. cm cletr e depressr, rcspcctivameme. A alteraçã da apatita pde crrer pela substituiçã d ín dlci da apatita pr cátins bivalentes e/u frmaçã de minerais fsfáticns secundáris. A sluhilizaçã da apatita c psterir reprecipitaçã cm utrs íns prvca nã só a diluiçã d ter de fúslúr cm rcla<;ã a mineral Je rigem cm tamhém mudanças n sistema cristalgráfic c alterações superficiais (Assis ct alii 199 Salum et ali i IY90). Lima e Peres ( 1994) estudaram n cmprtament de Jis minúis carbnátics da jat.ida de Tapira (pirxen it e silexit) na tltaçã e veriticaram que s melhres resultads fram htidns cm uma mistura Je ácids graxs derivadns de óle de arrz cm reagentes sintétics (sulfssuccinat e sulfssuccinamat). A cmpsiçã química média ds cncentrads de rcha fsfática, prduzids pela Fsfcrtil n an de 2000 fram as seguintes: teres em terms percentuais de P,O, (.12.2H). Fc,O, ( 1.34). MgO (0,56). CaO (50.\!4), rdaçü Ca0/P,0 5 ( 1,44 ) (FsfcrtiL 200 I). Cm a mina de Tapira_MG pssui diversas tiplgias UL' minéris. fa1.-sc ncl'l'ssü ri estudar separadamente seus cmprtaments frente a prcess de fl tail. 4Ul: 5 m:td Lk c ncentra\ t:m prq;.ad injustríalmente.lg. estt.: trabalh teve ppr bjctiv verificar cmprtament de quatr tiplgias de minéris f sfátics de Tapira- MG. denminads pirxcnit silicificad semi-cmpact. pirxcnit silic ificad cmpact. silcxit c pirxcnit serpcntinizad. utilizand clctr KE" Xn (mistura de sulfssuccinat de súdi c pt;issi cm um <i lcl de cadeia lnga) c depressr amid de milh. 2- MA TE RIAIS E MÉTODOS Na tahela I estã apresentads s resultads das análises químicas das tip lgias de minéris estudadas. realizadas n Labratóri Químic da Fskrtil pel métu de espectrmet ria de rais X. Através destas an:íliscs. bserva-se 4ue minéri pirxenit scrpentilli/.ad pssui mair ter de P,O, ( l.'í.ljo'k ) c 20.X6% de C ao. implicand cm uma rel,u; ã de CaOIP,O, de I ) I. As utras tr0s tiplgias pssuem teres baixs <.k P, O, c elevads de C ao. u seja sã minéris Je alta relaçã Caü!P,O, (2, I para pirxcnit silicificad scmi-cmpact. :1. 1 para pirnxcnit si lic ilicad cmpact e 2.5 para si lcxit). 366

3 XXIENTMME, Natai-RN, nvembr, 2(XJ5 Tabela I - Cmpsi<;ii yuímica glbal <.las tiplgias de minéris fsfátics de Tapira-MG Teres(%) Tiplgia P,O, Fc20-' MgO C ao AI20.1 Si0 2 Ti02 Pirxcnit silicificau s;mi-cmpact 5.2'-J ,20 11, '-J ó,21 Pirxcnit silici li cad smpact 7, X ,'-) Silexit X.43 4, ,S IX.XI Pirxenit serpentinizad 15,'!0 14,3'! 3,20 20.X ,ó Os ensais reali zads cnsistiram de uma et apa mugll<'r de ntaçã anitmica dircta da apatita. Fi ut ili zada uma célula Denvc r d Labnratóri de Tratament de Minóms d CEFET-OP. Os reagentes utilizads fram: cletr: KE'"'XX3 (mi stura de sulfssuccinat de sódi e ptássi cm um ülcl de cadeia lnga fabri cad pela Cgnis) a 5'!1 p/v: depressr: amid de milh cumcrcial (fabricad pela Cargill), gelatinizad cm hidr<'>xid de sóui a 2% p/v, relaçã amid/sda= ó/1: sluçôcs de Na OH u HCI a I '!c p/ v para ajuste d ph na faixa de X a I I. Cm base n prcediment padrii da Fskrtil para a llt a<jh> de minéris fsfátics, f ra m sclccinadas as vari{l vc is cnsideradas de mair impnn:mcia bem cm a faixa de trabalh mai s in<.licaua. Os fatres fram asseiaus its cdificaçiies ds gerau nres de frma a ev it ar se cnfundirem duas intcraçües prv:íveis, cnl(mne apresentad na Tabela 2. Para anülise ds re su ltads fram autauas cm vari:í vei s J c respsta, ter Jc P,O, (X), recuperaçã de P 2 0 ; (Y) e a re laçã Ca0/P (Z). que representam a qualiuade d prdut. Tabela 2- Fatres c níveis sdccinaus assciads ü cdificaçfi ds geradres Fatr Níveis Cdificaçã + Intermediári ds geradres Dsagem Je cktr (KE"'XDI (g/ti 300 ')00 óoo A Dsagem Je <kprcssr (amid de milh) (g/t) 3(X) 7(X) B ph na lltaçã X li <J.5 c Nesse traba lh, Jesvi-paurã fi util izau para quantificar grau Je precisã u repruutibiliuade das medidas. O err experimental fi dctenninad através de 4uatr experiments realizads cm cndiçücs idênticas, utilizanu níveis intermcui:íris as Jcfinids para as variúvcis. ver Tabela 2. Os resu ltaus d planejament fatrial de experiments fram avaliaus utilizand algritm Jc Yatcs, yue permite quamificar a signi ricftnc ia Jus efeits Je caua uma Jas variáveis cstuuauas e Jas inter:u;ües entre das. Através Js resultads J primeir plancjamcnt fatrial de experiments vcrilicu-se 4ue para tdas as tiplgias de minéris, tds s ckits c intcraç<->es fram significativs nas variáveis respstas cstuuauas. Desta frma, visanu à timizaçã d prcess. verificu-se a necessidade de se realizar um segund plancjament de experiments, nue se fixu valr J ph cm I I c variu-se as dsagens de cletr c J cpressr cm Jis níveis cnfrme mstrad na Tabela 3. Tabela 3 - Segunu plancjament de experiments para tdas as tiplgias. Dsagem de clctr (KF'"' XX3) (g/t) Dsagem de <kprcssr (amid de milh) (g/t) ph na llt:u;:l 2(Xl

4 Guimarães. G. C Lima. R. M. F Magalhães. M. L. O. 3- RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Tabela 4. estã apresemadas as equações da inllul'ncia das dsagens d ch:tr KE.'XX.I c d depressr amid de milh sbre a recuperaçã e ter de P,O, c a rc la<;ã CaO/P,O, para as quatr tiplgias de minúis estudadas. Tabela 4 - lntluência das variáveis dsagens de KE.'8X3 c amid sbre as variüvc is respstas ter de P,O, (Yl. Recuperaçã de P,O, e relaçã CaOIP,O, das quatr tiplgias Je min r i s estudada cm ph I I. Tiplgia de Minéri I Equaç(ics das Variüvcis Respsta -l Pirxenit si lici licad sc mi-cmpacl I. y X= = ' A 7.11 A l I Z= i.fló+0. 12A l X= J6.i A Pirxenit silicificau cmpact I y = X8.lJO A Si!exil Pirxcnit scrpentinizad [ X = A- dsagem de KE'"'X83 z = 2, lJA X = X.OOA Y=X6.ll+ll.lJ9A z = 1 Jn +.30A ] Y =9 1.XO Z= 1.34 j Cm pde ser bservad pela Tabela 4 verificu-se LJUC entre s efeits estudads. smente a dsagem d clctr teve efeit significativ sbre as variáveis respsta ter de P,,. recuperaçã de P,O, c rclac,:ü CaO!P,O, para as tiplgias pirxcnit siliciticad scmi-cmpact. pirxcnit siliciricad cmpact c silcxil. Para a tiplgia pirxenit serpcnlinizad, tdas as três variáveis estudadas nã tiwram efeits significativs sbre nenhuma das variáveis respstas. pis neste cas mesm já se encntr'-!va na cndiçã timi1.ada. Para as demais tiplgias (pirxcnil silicificad se micmpact. pirxcnit silicilicad cmpact c silcxit). utilizu-se s mdels representads pelas e4uações da Tabela 4 para simular ensais de lltac,:ã cm cletr KE'"'XXJ. Nas Figuras I. 2. c 3 estã apresentads s resultads da simulaçã de experiments cm clctr KE"'XXJ para s minéris pirxcnit silicificad scmi-cmpact. pirxcnit si licificad cmpact e silc xi t. Cm pde ser bservad. ter de P ns cncentrads desses minérins diminuiu c a recupcraçü aumentu cm a devu ã Ua dsagem d clctr. Este cmprtament é nrmal e pde ser atrihuíd it queda de seletividadc na lltaçã entre a apatita e a ganga a ela assciada em funçã d excess de cletr presente. De uma maneira geral. bserva-se que s teres de P,O, ds cncentrads fram maires para s minéris mais rics c que a relaçã Ca0/P 2 0, fram maires para s minéris cm maires cnteúds de carhnats (veja as Figuras I. 2 e 3). Ohserva-sc também uma ekvac;à da relaçã CaOIP,O, cm aument da dsagem d cletr para tdas as três tiplgias (PSSC- pirxenit silicificad se mi-cmpacl. PS(' pirxcnit siliciricad cmpact c. SILF.- silcxit). Além diss. hscrva-se a necessidade de etapas de limpaa ds cncentrads prduzids para a htenç;i de cncentrads linais dentr das especificações cmerciais. Para a etapa rughcr pde-se cnsiderar satisl;itúria uma recuperaçã acima de 90'!t. pis nesta etapa a mesma é pririzada. Lg. nas simulações realizadas fixu-se valr da recuperaçã de 1',0 ; cm ljo'k. Desta túrma. na cndiç:i timizada para minéri pirxenit silicificad se mi -cmpact (dsagem de 675 g/t de clc:tr. 200 glt de ckpressr) ter de P,O, d cncentrad fi de 18"k c a ralaçã CaO/P,O, fúi de l.fl (veja Figura 1). Para minéri pimxenit si licificad cmpact na cndiçã timizada (dsagens de KE'"' XX:I c amid de ic7 c 200 g/t) furam htids ter de P,O, de c 15.6'/r e 368

5 XX IENTMME. Natai-RN. nvemhr. 21Xl5 100 é ô â:.,, "' i!' 8.., " a: 9S Dsagem de Cletr (glt) (a) Recuperaçã de P Ter de P205 : ô u :?.25 u õi a: !>0 j 1.2!> 600 r (b) Dsagem de Cletr (glt) Figura I - Resultads da simula;a de experiments: clctr: KE'"'XXJ: tiplgia: pirxc nit silicificad scmi-cmpact: ph igual a li : (a) Recuperaçã c ter de P O, c m lü nc;ã da dsagem de clctr: ib) Rdac;ã C ao/ P O, cm fun çã da dsagem de cletr. 369

6 Guimarães. G. C.. Lima. R. M. F Magalhães. M. L. O. 'O "' '"',. a; "' c BO a: "' 75 "1 35 I i'" i I 'O"' 15 "' lo 70!.,L Dsagem de Cletr (g/1) j (a) Recuperaçã de P205 Ter de P I i I I 2,.1 I 2,251 (.) ',g I Jf 2 00 i' u:. I 1.50! 1.25 L_ (b) {) 900 Dsagem de Cletr (g/1) -- - _ J ()0 Fi gura 2 - Re sultads da simuhtçã de cxpcrimc111s: cletr: KE "' XX : liplgia: pirxcni t silic.:ilicad cmpact: ph 11: la) Recuperaçã c ter de P O, em fun çã da dsagem de clctr: (b) Relaçã Ca0/P 0 5 cm fun\ii da dsagem de clcjr. 370

7 XX IENTMME, Natai-RN, nvemhr, t 90., 85 "C "" <.> " 8. a., u " a: ō lo s I HIO Dsagem de Cletr (g/t) (a) Recuperaçã de P Ter de P ,;: 2,25 õ (.) " "" v ãi " a: 1,75 1, """ ROO 9110 (b) Dsagem de Cletr (g/t) Figura J --Resultads da si mulaçã de experiments: clctr: KE 1 ''XX3: tiplgia: silcxit: ph = li : (a) Recupcra' ã c ter de P O, cm fun, :i da dsagem de cletr: (h) Relaçã CaO/P,O, c m run ã da dsagem de clctr. 371

8 G uimarães. G. C Lima. R. M. F Magalhiies. M. L. O. relaçã Ca0/P 2 0, fi de 2,35 (veja Figura2). Para minéri silcxit fram btids ter de 1',0, igual a 1'!.6'/r e relaçã Ca0/ P 2 0, de 1,'!3 para a dsagem de KE'"'Rín ig ual a S<J7 g/t. amid igual a 2(X) g/t. Para pirxcnit scrpcntinizad a cndiçã timizada fi btida para as dsagens de KE'"'Xí(l c amid de 74 1 c 200 g/t. respecti va mente. nde fram btids ter de P 2 0, de 27,2% e relaçã Ca0/P 2 0, de CONCLUSÕES Para a tltaçã de tdas as tiplg ias de minéris estudas, melhr valr de ph e da dsagem de depressr fi. respecti va mente, li e 200 g/t. As melhres dsagens de cletr KE'"'XX3 para as tiplg ias estudadas fram: 675 g/t para pirxcnit silic itlcad semicmpact, X27 g/t para pirxenit silicificadn cmpact. X'l 7 g/t para n si lcxit c 741 g/t para pirnxcnit scrp.::ntinizad. Ficu evidente a necessidade de etapas de limpet.a ds cncentrads de tds s miné ri s estudads. N cas d minéri pirxcnit serpentinizad, Iili btid na etapa ruglu r um cncentrad cm mair ter de 1' 2 0, (:!7.2% ). pré m l nge das cspccilicaç<ies de mercad, c relaçã Ca0/P 2 0, ( 1.34). dentr das cspccificaçiics de mercad. 5- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Assis. S. M.: Salum. M. J. G.: Mell. M. 0.: Barrs. L. A. F. Caractcritar;ã da pcrfnnancc na ntaçã de um fsfat alterad de Tapira, MG. Anais d XIV Encntr Nacinal de Tratament de Minéris c Hidrmetalurg ia. p Salvadr. Brasil Barrs, L. A. F. Fltaçã da apalil a da jazida de Tapira-MG Dissertaçã de Mestrad. Escla Plitécnica. Universidade lk Sã Paul. 106 p, l'llj7. Fsfertil Cmplex de Mineraçã de Ta pira (CMT). Dads Gerais. Tapira. 17 p 200 I. Leal Filh. L. S.; Peres. A. E. C.: Oliveira. R. N.: Damascen. A. H. T. Estuds de nvs depressres para a fl taçã di reta d fsfat de Jacupiranga. Anais d XIV Encntr Nacinal de tratament de Minéris c Hidrmclalurgia. p Salvadr. Brasil. I <J<JO. Lima, R. M. F.: Peres, A. E. C. Fllatin nf refractry pht"phatc res. Prc. Fltatin. a vlume in mcmry f Alexander Stulv, Ed. S. Castr, p Cnccpciún. Chile. llj<j4. Salum, M. J. G. : Assis. S. M.: Pint. A. P.: Arauj. A. C.: Barrs. 1 A. F. Micmflta<;ã. cnstituiçã e ptt:ncial zela de fases minerais de um fsfat alterad de Tapira-MG. Anais d XIV Encntr Naci nal de T ratament de Minéris c Hidrmetalurgia, p Salvadr, Brasil. I<)<)(). 372