INFLUÊNCIA DA VELOCIDADE DE ROTAÇÃO DO IMPELIDOR NA FLOTAÇÃO DE MINÉRIO FOSFÁTICO

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS UFG REGIONAL CATALÃO ESPECIALIZAÇÃO EM TRATAMENTO DE MINÉRIOS FERNANDA SANTOS ANDRADE INFLUÊNCIA DA VELOCIDADE DE ROTAÇÃO DO IMPELIDOR NA FLOTAÇÃO DE MINÉRIO FOSFÁTICO CATALÃO JULHO /

2 FERNANDA SANTOS ANDRADE INFLUÊNCIA DA VELOCIDADE DE ROTAÇÃO DO IMPELIDOR NA FLOTAÇÃO DE MINÉRIO FOSFÁTICO Monografia apresentada ao curso de pós-graduação em Tratamento de Minérios da Universidade Federal de Goiás UFG, como requisito parcial para obtenção do título de Especialista em Tratamento de Minérios. Orientadora: Profa. MSc. Elenice Maria Schons Silva CATALÃO 2

3 AGOSTO / 2014 RESUMO A flotação representa, na atualidade, a tecnologia capaz de concentrar eficientemente os minerais de interesse, separando os mesmos dos demais minerais que não são interessantes. O processo de flotação é baseado em interações e diferenciações químicas existentes entre a superfície dos minerais dispersos em água formando uma polpa, mas também depende das forças físicas atuantes no sistema. Este trabalho objetivou a investigação da influência da velocidade de rotação do impelidor das células de flotação no teor recuperado de minério fosfático. Foram realizados ensaios de flotação reproduzindo as condições industriais e variando a velocidade em intervalos regulares. O concentrado obtido foi analisado quimicamente. Os resultados demonstram que, a medida que se aumenta a velocidade de rotação do impelidor o teor de minério fosfático decai e o teor dos contaminantes aumenta. O valor tomado como base, geralmente mais utilizado industrialmente, foi o de 1300 rpm e os ensaios demonstraram que essa não é a velocidade ideal. Foi determinado por meio de testes em laboratório que o melhor resultado se apresenta com a velocidade de 1150 rpm. Palavras-chave: flotação, minérios fosfático, velocidade de rotação. 3

4 ABSTRACT Flotation technology is nowadays able to efficiently concentrate the minerals of interest, separating them to the the non-interest minerals, to the sale and use. The flotation process is based on chemical interactions and existing differences between minerals dispersed in water to form a pulp, but also depends on the active physical forces. This study aimed to investigate the influence of the rotational speed of the impeller of the flotation cells on the recover from the phosphate ore. Tests were conducted replicating the industrial conditions and varying the speed at regular intervals. The concentrate was sent for chemical analysis. The results demonstrate that as much the rotational speed increases the content of the phosphate ore decays and the content of contaminants increases. The amount taken as a basis, more commonly used, was the 1300 RPM and tests have shown that this is not the optimal speed, which was determined with 1150 RPM. Keywords: flotation, phosphate ore, rotation speed. 4

5 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivos Específicos JUSTIFICATIVA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Fosfato Processamento Mineral Concentração por Flotação Reagentes na Flotação Coletores Depressores Espumantes Agentes reguladores Mecanismos de Flotação Probabilidade de Flotação Cinética de Flotação Equipamentos de Flotação Células Mecânicas Vazão de Ar Tempo de Residência Nível de Espuma

6 Hold Up do Ar Tamanho das Bolhas de Ar Flotação do Minério Fosfático METODOLOGIA RESULTADOS E DISCUSSÃO Análise dos teores de rocha fosfática Análise dos teores dos contaminantes CONCLUSÃO REFERÊNCIAS...46 ANEXOS

7 1. INTRODUÇÃO O fósforo é um elemento químico não metálico encontrado na forma de minerais presentes na crosta terrestre. É economicamente aproveitável, com grande utilização no setor agrícola, na indústria química e também em inseticidas, tratamento de metais, entre outras aplicações. Na natureza raramente é encontrado em estado puro. É encontrado em ligações com outros elementos como oxigênio e cálcio. A apatita [Ca5(PO4)3(F,OH,Cl)] é o principal mineral portador do elemento fósforo, representado a classe que pode ser economicamente explorável. O fósforo contido na apatita é aproveitado na forma de outro composto, o pentóxido de fósforo (P2O5), também conhecido como fosfato, é forma mais usual que favorece sua aplicabilidade como fertilizante. No Brasil, o fosfato é a principal fonte de fósforo atualmente. Ocorre em grandes jazidas situadas no estado de Minas Gerais, Goiás e São Paulo. Os depósitos mais comuns e de maior importância econômica de fosfato ocorrem em rochas ígneas e metamórficas. São depósitos que possuem uma mineralogia complexa, frequentemente associados à dolomita e calcita. A maiores reservas de fosfato se encontram nos Estados Unidos, Marrocos e Rússia, representando 67% do total mundial. As reservas brasileiras de fosfato (medidas e indicadas) estão na ordem de 3,5 bilhões de toneladas. As reservas medidas de rocha fosfática atingem 222 milhões de toneladas de P2O5 contido em milhões de toneladas de minério, concentradas principalmente nos estados de Minas Gerais, Santa Catarina, São Paulo e Goiás, sendo a maioria relacionado à ambientes geológicos vulcânicos (DNPM, 2011). A crescente demanda por recursos minerais não renováveis para as mais diversas aplicações e o consequente esgotamento de suas jazidas mais ricas leva o campo de estudo do processamento mineral a aprimorar e desenvolver técnicas mais eficientes (SANTANA, 2007). Para a concentração de minérios de teores mais baixos, a flotação é uma técnica bastante apropriada. 7

8 O processo de concentração de finos por flotação é baseado no controle das propriedades hidrofóbicas diferenciais dos minerais que se encontram dispersos numa polpa. A parte hidrofóbica da polpa é carreada por bolhas introduzidas no processo e a parte com afinidade à água é descarregada em outro ponto. Essas propriedades podem ser naturais ou induzidas através da utilização de reagentes químicos específicos. De acordo com Oliveira (2007), no Brasil, a flotação desempenhou um papel fundamental para o crescimento da indústria mineral, principalmente para as indústrias de fosfato e de minério de ferro. Ainda segundo o autor, o desenvolvimento da indústria mundial nos últimos cem anos não teria sido possível sem a descoberta do processo de flotação. Os processos físicos tradicionais, gravimétricos, magnéticos e eletrostáticos, em grande parte baseados nas propriedades naturais dos minerais, não teriam possibilitado a escala de produção necessária dos metais básicos. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é investigar e determinar um valor ideal para a rotação do impelidor no processo de flotação em célula do minério fosfático da região do Complexo Carbonatítico de Catalão. Os resultados demonstraram ganhos na recuperação de minério fosfático que acompanham a variação de rotação do impelidor. A utilização dos métodos empregados tornou possível estabelecer qual velocidade de rotação do impelidor apresentou melhor resultado para a flotação de fosfato melhorando a recuperação e aproveitamento do material flotado. Ainda com os estudos relacionados a rotação do equipamento, obteve-se dados relacionando a velocidade de rotação às mudanças na hidrodinâmica do sistema, o que pode vir a alterar tamanho e distribuição das bolhas de ar, taxa de sedimentação e dispersão das partículas minerais. 8

9 2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo geral Investigar e determinar experimentalmente a influência da velocidade de rotação do impelidor da célula de flotação na concentração e recuperação de minérios fosfáticos. 2.2 Objetivos específicos Os objetivos específicos deste trabalho são: Determinar a velocidade mais apropriada de rotação do impelidor; Estudar a mudança da hidrodinâmica no sistema de flotação; Montar a curva de variação de recuperação versus velocidade de rotação. 9

10 3. JUSTIFICATIVA As condições físicas dentro de uma célula de flotação dependem da hidrodinâmica do sistema, sistema esse que em termos de comportamento de fluidos é extremamente complexo. Tem-se como agentes atuantes nas condições hidrodinâmicas das células a geração de bolhas, a alimentação de polpa e a rotação do impelidor da célula. Na flotação realizada em células, o impelidor desempenha um papel muito importante. Ele é responsável por manter a polpa mineral sob agitação, evitando a sedimentação. O impelidor eleva as partículas sólidas do fundo do tanque e dispersa as mesmas pela célula. Além disso, é responsável pela geração e quebra das bolhas de ar que entram no sistema, sendo que o tamanho, a velocidade e a movimentação dessas bolhas é função direta da movimentação do impelidor. A rotação do impelidor (ou rotor) é sem dúvida um fator que altera o regime hidrodinâmico do sistema e consequentemente o processo de flotação. Apesar da importância desse componente, ele traz também uma ação negativa. O rotor é um dos grandes geradores de turbulência na célula de flotação. Certo grau de turbulência é até desejado para manter a polpa suspensa, mas acima disso há um excesso de energia no sistema. Os agregados partícula-bolha começam a se desfazer, as bolhas ficam menores e mais rápidas prejudicando a colisão. O nível de turbulência pode se elevar tanto que as partículas não desejáveis do rejeito começam a ser arrastadas para a parte de cima da célula, saindo com o material flotado e diminuindo a recuperação. Acerca dos fatores expostos fica claro que é necessário se estudar e encontrar uma velocidade ótima para a rotação do impelidor. A essa velocidade o processo de colisão seria facilitado, as bolhas teriam uma distribuição de tamanho ideal para a coleta e não existiria o fenômeno da turbulência excessiva para prejudicar o processo. 10

11 4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 4.1 Fosfato Os fosfatos que são comercializados são normalmente denominados de rocha fosfática, cujo principal mineral é a apatita. A apatita se apresenta em três variedades: fluorapatita [Ca5(PO4)3F], hidroxiapatita [Ca5(PO4)3OH] e cloroapatita [Ca5(PO4)3Cl] onde flúor, cloro e hidróxido se substituem na composição do mineral, o que geralmente acontece nas rochas ígneas. Nos depósitos sedimentares existe a predominância da carbonatoapatita [Ca5(PO4,CO3)3(OH,F)]. A apatita é um mineral que apresenta cores variadas, desde tons castanhos até azuis. Possui brilho vítreo, densidade entre 3,1 e 3,2 g/cm 3, fratura conchoidal e é o quinto mineral na escala de dureza de Mohs. A apatita pode ser aproveitada como gema quando se apresenta bem cristalizada. (PAIVA, 2011) As reservas brasileiras de fosfato estão distribuídas no território brasileiro da seguinte maneira: Minas Gerais (67%), São Paulo (6%) e Goiás (14%). Os restantes estados participam da reserva brasileira com um somatório de aproximadamente 13% das reservas totais (DNPM, 2008). No estado de Goiás, o fosfato é proveniente de um grande depósito ígneo denominado Complexo Carbonatítico de Catalão I, situado na cidade de Catalão. O complexo foi descoberto em 1894 mas apenas nas décadas de 60 e 70 devido a pesquisas desenvolvidas por empresas públicas e privadas, é que as jazidas de fosfato foram viabilizadas economicamente. Na formação mineral, como apresentado na figura 2, há a ocorrência de outros minerais como pirocloro, monazita, vermiculita e barita. O complexo Carbonatítico de Catalão sofreu, pelo menos, três eventos magmáticos durante sua gênese, com forte influência de processos hidrotermais. Além disso, o processo de intemperismo desenvolveu sobre as rochas do complexo um manto que pode ultrapassar 100m, onde houve concentração de fosfato, nióbio, elementos de terras-raras, titânio e 11

12 vermiculita. As concentrações de apatita foram formadas essencialmente pela acumulação residual durante a alteração (TOLEDO, 2004 apud PAIVA, 2011). No complexo, o depósito de fosfato é o de maior volume e importância. Devido a sua gênese, é um depósito que apresenta alta heterogeneidade para o processo de concentração. A rocha fosfática apresenta certa dificuldade na flotação por dois fatores principais: a composição química da mesma, que gera íons de cálcio que acabam competindo pelo coletor com o fósforo e há também um problema ligado a liberação dos grãos, já que o fosfato se encontra extremamente disseminado na formação rochosa. Os maiores contaminantes dos concentrados de apatita são os carbonatos, óxidos de ferro e silicatos de alumínio e magnésio. 12

13 Figura 1 - Distribuição dos depósitos minerais no Complexo Carbonatítico de Catalão I. Fonte: Ribeiro (2008). 13

14 Com o passar dos anos, os depósitos minerais vão sendo exauridos e o teor de pureza do material retirado passa a diminuir. Para que aconteça uma recuperação satisfatória, é necessário que novos estudos sejam desenvolvidos para otimizar o processo de flotação. Fatores como a velocidade ótima de rotação do impelidor, o tamanho ideal das bolhas e o nível de turbulência do sistema são fatores únicos para cada espécie mineral fazendo-se necessária uma investigação direcionada a cada mineral estratégico. De acordo com Paiva (2011), o estudo do processamento do minério fosfático, quer seja no âmbito acadêmico ou prospectivo/econômico, tem avançado com a necessidade crescente por insumos fosfatados. Este aumento na demanda de fosfato tem incentivado a indústria dos agrominerais a desenvolver novas tecnologias para aumentar sua produtividade e garantir uma melhor qualidade de seus produtos. 4.2 Processamento Mineral Os minérios, quando extraídos da natureza, em sua grande maioria, não se encontram na sua forma pura e sim associados a outras espécies minerais presentes nas rochas portadoras. Essas outras espécies se tornam impurezas deletérias à utilização para a qual o minério se destina. Em decorrência deste fato, foram desenvolvidos vários processos que têm por objetivo a purificação do minério, separando o que é economicamente aproveitável do que não é. A parte não aproveitável, normalmente chamada de ganga, em alguns processos, pode até se tornar um produto secundário. A separação ocorre devido a diferenças de propriedades entre o minério e a ganga. Dentre essas propriedades temos: química de superfície, tamanho, forma, densidade, suscetibilidade magnética, condutibilidade térmica e radioatividade. Essas propriedades são a base das operações unitárias de tratamento do material proveniente das jazidas. 14

15 De acordo com Luz et al. (2004) apud Santana (2007), o processamento mineral apresenta as seguintes operações unitárias: Cominuição: britagem e moagem (redução de tamanho e liberação física do minério); Separação por tamanho e classificação: peneiramento, ciclonagem etc.; Concentração: gravítica, magnética, eletrostática, por flotação etc.; Desaguamento: espessamento e filtragem; Secagem: secador rotativo, secador de leito fluidizado; Disposição do rejeito. As operações de cominuição têm por objetivo a liberação do mineral e adequação do tamanho das partículas para as etapas seguintes. Essa etapa se realiza por forças de compressão e cisalhamento que fragmentam os cristais da rocha. Na concentração ocorre a maior redução de ganga do mineral de interesse. A técnica de concentração utilizada depende das propriedades do mineral. O sucesso da concentração depende de três fatores: liberação física das espécies, propriedades diferenciadoras (naturais ou não) e separabilidade dinâmica de acordo com o equipamento utilizado (SANTANA, 2007). As características físicas, químicas e mineralógicas do minério são determinantes para o processo de concentração empregado. A presença de magnetita na rocha, mesmo que em pequenos cristais torna a separação magnética viável, sozinha, ou em combinação com outros métodos. Minérios fosfatados resultantes de depósitos muito heterogêneos fazem necessárias as operações de concentração, como a flotação, para que o teor de fosfato seja aumentado e ganga retirada o máximo possível. 15

16 4.2.1 Concentração por flotação A flotação é, hoje em dia, a tecnologia mais utilizada para a concentração de minérios de baixo teor, não só para o minério fosfatado. Todo seu processo está baseado nas interações interfaciais das partículas em um meio aquoso. Nesse método de separação, partículas sólidas presentes em um meio líquido são arrastadas e separadas por bolhas de ar introduzidas no processo, enquanto que as partículas indesejáveis continuam na fase aquosa. Há certos minerais entretanto, como os óxidos, em que a flotação acontece de maneira reversa. As bolhas de ar arrastam para a superfície as partículas indesejáveis e o que permanece na fase aquosa é o mineral de interesse, Isso acontece devido as propriedades do minérios que fazem este tipo de flotação ser a mais indicada. Em ambos os casos, as propriedades físicas e químicas das espécies presentes em solução são responsáveis por todo o processo. Na flotação, assim como em outras etapas do tratamento de minérios, é muito difícil se obter o concentrado final de uma só vez. Devido a esse fato, desenvolveram-se etapas durante o processo de flotação objetivando um maior aproveitamento do material a ser tratado. Geralmente executa-se uma etapa inicial chamada rougher, onde se obtém um concentrado pobre e um rejeito que ainda tem material. O rejeito rougher é passado em outra etapa denominada scavenger, onde a parcela de material é recuperada e o rejeito é final. O concentrado rougher é passado numa etapa cleaner onde o teor consegue ser aumentado até um teor desejável para um concentrado final. O concentrado da etapa scavenger é pobre para ser considerado produto final e o rejeito cleaner é muito rico para ser descartado, então os dois fluxos são unidos e retornam ao circuito. Esse circuito, conforme mostrado na figura 3 é o mais comum, mas cada empresa faz as variações de que necessita no seu processo. 16

17 Figura 2 - Circuito típico de flotação. Fonte: Chaves e Rodrigues (2009). Num sistema de flotação, três fases coexistem: líquida, sólida e gasosa. A fase sólida é composta pelas partículas que se deseja separar. Segundo Santana (2007), a fase líquida é sempre a água e a fase gasosa é sempre o ar. No processo de flotação, a afinidade ou não à agua é de extrema importância. As partículas que se deseja flotar devem ser apolares, ter afinidade pela parte gasosa da polpa, e não pela aquosa, ou seja, devem ser hidrofóbicas. Já as partículas que se deseja deprimir, devem ser polares, ter afinidade pela água, ou seja, hidrofílicas. Essas propriedades são demonstradas na figura 4. Figura 3 - Propriedades hidrofílicas ou hidrofóbicas das partículas minerais. Fonte: Autoria própria 17

18 As bolhas de gás são introduzidas no processo para se ligar às partículas hidrofóbicas, formando um conjunto partícula e bolha que, devido à diferença de densidade, é carreado para a parte de cima do equipamento, formando uma espuma rica do material flotado. Segundo Santana (2007), é devido à ação de cargas elétricas que, a maioria das espécies minerais, quando em meio aquoso, não são naturalmente hidrofóbicas. Para realizar a flotação dos fosfatos é necessário fazer com que sua superfície polar seja transformada em apolar, mediante a adsorção por algum reagente adequado. Diante desse fato, quase sempre é conveniente que a polpa de minério passe por um processo anterior à flotação, denominado condicionamento. No condicionamento são introduzidos reagentes para que as partículas sejam modificadas para o processo de flotação Reagentes na flotação Os reagentes mais utilizados na flotação são os coletores, depressores, espumantes, agentes reguladores e modificadores Coletores Os coletores são agentes tensoativos adicionados a polpa de minérios para adsorver seletivamente na interface sólido/líquido, tornando as partículas hidrofóbicas. Eles possuem estrutura anfipática, ou seja, uma parte polar que se liga a superfície polar das partículas e uma parte apolar, que faz a ligação da partícula com a bolha. A figura 5 demonstra a ação adsorvente dos coletores na superfície das partículas minerais. Segundo Fuerstenau e Palmer (1976) apud Nascimento (2010), a adsorção dos coletores sobre a superfície mineral pode ocorrer pela atração eletrostática com a superfície do mineral, associação de cadeias hidrocarbônicas do coletor ou por interação química do coletor com os íons metálicos na superfície do mineral. 18

19 Figura 4 - Ação do coletor sobre as partículas. Fonte: Santana (2007) De acordo com sua carga elétrica do grupo polar, os coletores podem ser classificados em aniônicos, catiônicos e não-iônicos, além de serem classificados também de acordo com a estrutura do hidrocarboneto presente. De acordo com Paiva (2011), os principais coletores utilizados na flotação de fosfato são coletores aniônicos, tais como o sulfossucinamato de sódio e os ácidos graxos. Os ácidos graxos possuem uma cadeia carbônica constituída de hidrogênio e oxigênio e um grupo diferenciador denominado de carboxila. Podem ser representados pela notação CH3 (CH2)n COOH. De acordo com a indústria química, são reagentes desenvolvidos especialmente para a flotação de fosfato e representam uma composição sinérgica de ácidos graxos de origem vegetal. Um grande problema enfrentado pelos ácidos graxos como coletores de fosfato é a baixa seletividade, já que não interagem e adsorvem apenas com a apatita, mas também outros minerais que contém cálcio Depressores Em certos casos, o coletor pode ter afinidade não apenas por uma espécie mineral presente na polpa, mas sim por duas ou mais. Nesse caso, são utilizados os depressores, que evitam a adsorção do coletor em uma das espécies. Além dessa 19

20 função, o depressor serve também para melhorar a interação entre a superfície do mineral e as moléculas de água. Os depressores inorgânicos são compostos químicos adicionados à flotação para manter a superfície de um ou mais minerais hidrofílica (NASCIMENTO, 2010). Compostos orgânicos como os polissacarídeos (amido, dextrina e seus derivados) são comumente usados como depressores orgânicos no processo de flotação Espumantes O conjunto partícula-bolha é muito delicado, devido às dimensões superfinas de suas interfaces. Para permanecer intacta e não entrar em coalescência, a bolha necessita de hidratação, para que sua camada seja capaz de suportar o peso da partícula agregada até o topo do equipamento de flotação. Nesse ponto, temos a ação dos espumantes. Espumantes são elementos tensoativos adicionados à flotação para formar a camada de espuma sob a polpa, fazendo com que as partículas carreadas pelas bolha possam ser recuperadas. Ele é responsável por dar estabilidade à espuma de flotação até que ela seja retirada do equipamento. Alguns dos reagentes utilizados como coletores, por serem tensoativos, podem também atuar como espumante, como os ácidos graxos. Esse tipo de associação é economicamente atrativa, embora a falta de controle exclusivo da espuma seja um de seus agravantes Agentes reguladores Ao contrário dos outros reagentes, os agentes reguladores não pertencem a uma espécie química exclusiva. Eles são diferentes funções químicas que tem como objetivo fazer com que a ação do coletor seja realizada, proporcionando assim uma separação mais efetiva e uma concentração mais eficaz. 20

21 Um dos principais reguladores são os que controlam o ph da solução. O ph da polpa é de fundamental importância para que os reagentes possam agir da maneira adequada. Valores de ph influenciam na forma como os íons se apresentam em solução, alterando características de hidrofobicidade e hidrofilicidade das partículas. 4.3 Mecanismos de flotação A hidrofobicidade das espécies minerais envolvidas no processo de flotação é parte essencial para o sucesso da concentração. Mas não apenas dessa característica depende o processo que ocorre com a polpa nos equipamentos. Diversos fenômenos químicos e físicos fazem parte do processo, assim como mecanismos de transporte de massa. Os mecanismos principais de transporte de massa são a adesão da partícula na superfície da bolha e o arraste mecânico que acontece com a solução. De acordo com Santana (2007), pode-se dividir o transporte de massa e o arraste mecânico em etapas que configuram os mecanismos pelo qual ocorre a coleta, são eles: Adesão entre bolhas e partículas na região da polpa; Arraste mecânico de partículas suspensas na região da polpa independente da hidrofobicidade; Desprendimento de parte das partículas na região da espuma devido à coalescência e/ou colapso das bolhas; Drenagem de água e de parte das partículas suspensas entre as bolhas na região de espuma; Transporte de partículas aderidas às bolhas para o concentrado; Transporte de água e partículas suspensas entre bolhas para o concentrado (inclui partículas desprendidas). O agregado partícula/bolha é muito importante no processo de flotação, pois ele é responsável pelo carreamento das partículas de interesse e sua consequente 21

22 recuperação. A eficiência dos choques entre o mineral e a bolha depende da turbulência do sistema utilizado. Na figura 5, estão exemplificados os mecanismos que fazem com que ocorra a flotação. Figura 5 - Mecanismos de flotação. Fonte: Santana (2007) Em (a), as partículas entram em contato com as bolhas de ar no equipamento. Logo após (b), as partículas podem colidir com as bolhas, escorregando e suas superfícies e aderindo. O ângulo de contato entre bolha e partícula (c) vai influenciar na boa adesão do conjunto. Após a colisão e a adesão (d), têm-se o conjunto partícula bolha, responsável pela recuperação das partículas minerais. Durante o processo de flotação, fenômenos relacionados à hidrodinâmica do sistema e sua cinética são essenciais para que ocorra a concentração. A solução deve possuir energia cinética suficiente para propiciar o encontro partícula/bolha, mas essa energia não deve ser alta demais para que não desestabilize esse agregado. 22

23 Dentro de uma célula de flotação existem vários fenômenos ocorrendo simultaneamente. Existem as interações químicas provocadas pelos reagentes adicionados e existem também as interações físicas do sistema como um todo. A aderência depende essencialmente das interações químicas. Quanto melhor ocorrer esta etapa mais unidos estarão a bolha e a partícula mineral. O agregado partícula-bolha depende tanto de fatores químicos quanto de fatores físicos, mas a eficiência de colisão é função apenas dos fatores físicos. Esses mecanismos que fazem com que a concentração ocorra são expressos pela probabilidade de que aconteça a flotação Probabilidade de Flotação A probabilidade de que a flotação ocorra (Pf) é função de variáveis que dizem respeito aos mecanismos da flotação. Pode ser expressa por: Pf = Pc. Pa. Ps (Eq. 4.1) Onde: Pc = probalidade de colisão partícula-bolha; Pa = probabilidade de adesão (afinamento e ruptura do filme líquido da bolha durante a colisão); Ps = probabilidade de formação de um agregado partícula-bolha estável, que seja capaz de suportar a turbulência no interior do sistema de flotação. A probabilidade de colisão partícula-bolha tem alta relação com a concentração conseguida no processo. É consenso que Pc depende de variáveis físicas como a massa específica de partículas e a viscosidade da polpa e velocidade relativa do agregado. Para que ocorra a adesão, o filme d água que envolve a partícula, como mostrado na figura 6, deve ser rompido. A velocidade com que a partícula e a bolha se 23

24 encontram é responsável pela eficiência desse mecanismo já que, com a velocidade de encontro, existirá a pressão, que fará com que o filme se rompa. Figura 6 - Filme aquoso entre uma nanobolha sobre uma superfície hidrofóbica e uma bolha de ar de tamanho normal. Fonte: Shubert, 2005 apud Oliveira (2007) Além da velocidade alguns outros fatores são importantes, como: grau de hidratação da superfície da partícula, tempo de contato entre partícula bolha, tempo que decorre após a colisão para a partícula se localizar no ponto onde a adesão realmente irá ocorrer. Segundo Santana (2007), a eficiência de adesão está diretamente relacionada ao ambiente químico predominante em um sistema de flotação. É influenciada pela mineralogia, reagentes e condições da polpa, sendo controlada predominantemente pelas forças superficiais dos minerais e das bolhas. A estabilidade do conjunto partícula bolha depende da boa adesão entre os dois e também da capacidade do mesmo em suportar a turbulência da polpa dentro do equipamento em que se encontra. Por esse motivo a escolha do equipamentos de flotação é de fundamental importância no processo. 24

25 4.3.2 Cinética de Flotação A quantificação dos parâmetros cinéticos da flotação é de grande importância para que a velocidade do processo seja determinada. A cinética diz respeito à variação na quantidade do produto do overflow da espuma, ou seja, a massa do mineral flotado, em relação ao tempo da flotação. Se todas as variáveis do processo são mantidas constantes, a relação algébrica entre os parâmetros é a equação da taxa de flotação. As equações podem ser determinadas por suposições ou fatos estabelecidos sobre o mecanismo do processo, ou mais normalmente, por determinações empíricas ou analogia química. Fazendo-se analogia entre a cinética química, chega-se a tal equação, que representa a cinética de flotação (Ralston et al. 1999): dc(t) dt = - KC n (t) (Eq. 4.2) C = M V (Eq. 4.3) Onde: C(t): concentração de sólidos no tempo no tempo t; t: tempo de flotação; n:ordem do processo; K: constante da taxa de flotação; M = massa de sólidos; V = volume de polpa; Admitindo que o volume não se modifique durante a flotação, o problema se torna simples de obter a massa de material residual da célula. Essa constante é complexa, na medida em que inclui também parâmetros operacionais como tempo de indução, aeração, concentração de reagentes e tamanho das partículas. 25

26 A cinética de flotação é classificada por muitos autores como uma reação de primeira ordem (n=1). Outros autores já a relatam como uma reação de segunda ordem. Usualmente, se expressa a equação de taxa de primeira ordem como: R = 1 e -Kt (Eq. 4.4) Onde: R: recuperação acumulada após o tempo t; K: constante da taxa de primeira ordem (tempo -1 ); t: tempo (acumulado) de flotação. A taxa de flotação depende do tamanho das partículas e do grau de liberação das mesmas. Se a eficiência de separação (ES) for descrita como a diferença entre a recuperação do mineral valioso (Rm em %) e a recuperação da ganga no concentrado (Rg em %), então a maximização da eficiência de separação é dada por: des = d(rm Rg) = 0 dt dt (Eq. 4.5) Ou seja: drm dt = drg dt (Eq. 4.6) No caso de uma eficiência máxima, a taxa de flotação do minério é igual à da ganga e acontece num tempo chamado de ótimo (to). Acima desse tempo o minério flota muito mais rapidamente que a ganga. 4.4 Equipamentos de flotação Os equipamentos de flotação caracterizam-se por possuírem mecanismos capazes de fazer com que as partículas de uma polpa de minério fiquem em suspensão, além da aeração da mesma. Eles tem por objetivo separar o minério presente numa polpa, obtendo um concentrado rico de teor do mineral de interesse, e um rejeito. 26

27 A eficiência de uma máquina de flotação pode ser medida por alguns parâmetros que são: qualidade dos produtos, teor de recuperação, consumo de energia elétrica e de reagentes, gasto com operação e gasto com manutenção em função de toneladas de material alimentado (SANTANA, 2007). As máquinas de flotação podem ser mecânicas, onde o ar é introduzido no processo por agitação. Podem ser também pneumáticas, onde o ar é introduzido na parte inferior do equipamento e não existe agitação da polpa. Entre as mais usadas temos as células mecânicas e a coluna de flotação Células Mecânicas As células mecânicas podem ser descritas como tanques projetados para receber continuamente a polpa a ser flotada por uma de suas faces laterais e descarregar a espuma pela sua parte superior e descarregar o restante da polpa com o deprimido pela face oposta. Figura 7 - Representação de uma célula mecânica e seu princípio de funcionamento. Fonte: Chaves e Rodrigues (2009) No fundo da célula existe a peça denominada impelidor ou rotor que tem por função fornecer energia mecânica para manter a polpa em suspensão. Além disso, o movimento rotacional do rotor gera uma pressão negativa dentro da polpa e aspira 27

28 ar para seu interior. Em muitos casos, a entrada desse ar é suficiente para a flotação. Como dito anteriormente, o rotor influencia em grande parte as condições hidrodinâmicas dentro da célula dependendo da sua velocidade de rotação. Na célula de flotação em bancada é possível variar a velocidade de rotação do impelidor pela existência de um inversor de frequência no mesmo. De acordo com Chaves e Rodrigues (2009), o controle automático do processo é uma rotina na indústria. Os controles essenciais são os de ph e de nível das células. Para o sucesso da flotação é desejado um grande número de bolhas de diâmetro pequeno. As bolhas de ar introduzidas pelo rotor não tem essas características. Para quebrá-las, existe uma peça denominada de estator. As bolhas tem diâmetro da ordem de 1mm. Dentro das células a polpa se encontra em agitação o que dificulta o processo de coleta. Além disso elas tem certa inabilidade em conseguir flotar partículas de granulometria mais fina devido á turbulência do sistema. Todo o processo de flotação, apesar de ser baseado apenas nas propriedades diferenciais das superfícies minerais, possui muitas variáveis. Essas variáveis são responsáveis por uma boa recuperação de teores ou não. Todas as variáveis do processo não são completamente conhecidas e as que se conhece não são totalmente entendidas. Muitas das vezes elas operam em conjunto, tornando difícil sua avaliação individual. O bom entendimento dessas variáveis e a influência das mesmas no processo traz chances de aumentar seu rendimento Vazão de Ar A vazão de ar é uma variável de grande importância no projeto, já que são as bolhas produzidas dentro do equipamento que coletam as partículas minerais. 28

29 Geralmente, com o aumento da vazão de ar, ocorre ganho na recuperação do material flotado. Isso ocorre devido ao aumento no número de bolhas e área superficial disponível para a coleta. Essa manobra, porém, deve ser utilizada com cautela, já que um acréscimo de ar em excesso pode causar turbulência no interior da célula e prejudicar o processo. A baixa vazão de ar prejudica a probabilidade de coleta, podendo ainda prejudicar o transbordo da célula e contaminar o concentrado Tempo de Residência O tempo de residência é o tempo em que uma partícula permanece dentro do equipamento. As partículas mais finas tem um tempo de residência próximo ao da água, já partículas mais grossas apresentam tempo inferior devido sua velocidade de sedimentação (SANTANA, 2007). Tempos de residência muito altos fazem com que as bolhas comecem a coalescer, devido ao aumento da tensão superficial, gerando perda da coleta e aumento de rejeito no concentrado. Um tempo de residência abaixo do recomendado é ocasionado devido a uma sobrecarga na alimentação. Quando isso ocorre, as partículas não tem tempo suficiente para entrar em contato com as bolhas e o concentrado não obtém o teor que poderia ter. Esse tipo de problema pode ser resolvido com controle efetivo do volume de alimentação na célula e controle da densidade da polpa de minério Nível de Espuma e Água de Lavagem O nível da camada de espuma tem grande importância na recuperação. Com uma camada mais grossa, mesmo que o agregado partícula/bolha se rompa, as partículas ainda tem chance de serem recuperadas pois terão de percorrer toda a zona de espuma antes de serem rejeitadas. 29

30 A água de lavagem é adicionada no topo do equipamento e sua função é diminuir o efeito de arraste das partículas de ganga causado pela subida das bolhas. Outras funções da água de lavagem são: repor a quantidade de água naturalmente drenada, aumentar a altura da camada de espuma e dar maior estabilidade as bolhas, evitando que elas se rompam por falta de hidratação Hold Up do Ar O hold up de ar é a definido como a fração volumétrica de gás contida em determinada zona da célula. Segundo Takata (2009), este parâmetro depende da vazão de ar, do tamanho das bolhas, da densidade da polpa, do carregamento de sólidos nas bolhas e da velocidade descendente da polpa. O hold up pode ser relacionado com a velocidade superficial do ar, onde a partir de um determinado valor, o hold up permanece constante e já não se tem mais controle da aeração. Sem esse controle, ocorre a presença de grandes bolhas, com alta incidência de coalescência. O escoamento na célula passa para um regime turbulento e ocorrem perdas na recuperação Tamanho das Bolhas de Ar O diâmetro das bolhas de ar influencia diretamente na coleta. Bolhas de pequeno diâmetro são mais eficientes em coletar partículas de granulometria mais finas, porém esse diâmetro não pode ser drasticamente reduzido. Bolhas muito pequenas não tem cinética suficiente para ascender ate o topo do equipamento carreando as partículas aderidas. Para a obtenção das bolhas, o ar sugado pelo rotor é quebrado pelo estator. A velocidade de rotação do impelidor influência na capacidade do mesmo de sugar assim como influencia também no tamanho das bolhas que são geradas dentro da célula. A figura 7 mostra os componentes do rotor da célula de flotação e como ocorre a descarga de fluidos na região do estator. 30

31 Figura 7 Descarga de fluidos na região rotor/estator. Fonte: Lima et al (2006) 4.5 Flotação do minério fosfático A geologia do Complexo Carbonatítico de Catalão I favorece a existência de diferentes fases minerais na polpa que alimenta a flotação. Além disso, existem partículas de apatita em diferentes granulometrias e que contem teores variados de fosfato. Essas características podem comprometer a seletividade do processo e logo, sua eficiência e recuperação. A formação do depósito de Catalão favoreceu uma associação muito forte entre minerais como a calcita e a dolomita com a apatita. Essa associação traz dificuldades à flotação visto que essas espécies reagem da mesma forma que a apatita ao coletor aniônico. Existe também a presença de filossilicatos que influencia fortemente na flotação de fosfato. Íons como Fe 2+, Al 3+, Mg 2+ etc. migram da superfície dos filossilicatos para a solução aquosa e podem ser adsorvidos especificamente pela apatita, alterando seu comportamento quanto à flotabilidade (GUIMARÃES et al., 2005 apud PAIVA, 2011). Outro fator prejudicial ao processo que se apresenta no complexo geológico é o recobrimento dos grãos de apatita por óxidos e hidróxidos de ferro, modificando sua superfície e consequentemente a ação do coletor. 31

32 As tabelas 1 e 2 apresentam a análise dos concentrados fosfáticos obtidos por flotação mostrando a porcentagem presente de cada parcela mineral e também a origem mineralógica dos principais contaminantes do minério fosfático do Complexo Mineroquímico de Catalão (CMC). As tabelas apresentam também, a título de comparação, os mesmos dados para o minério fosfático do Complexo de Mineração Tapira (CMT). Elementos Tabela 1 - Análise típica dos concentrados fosfáticos Tapira - CMT (%) Catalão - CMC (%) Convencional Ultrafino Convencional Ultrafino P2O5 35,4 34,0 36,8 34,2 CaO 50,8 48,0 48,0 44,6 Fe2O3 1,4 1,8 2,6 3,6 Al2O3 0,2 0,6 0,6 0,7 MgO 0,5 1,2 0,4 1,3 SiO2 2,0 4,8 2,4 4,8 F 1,2 1,2 2,3 2,3 TiO2 1,6 1,2 1,0 0,5 BaO 0,1 0,3 1,6 1,5 SrO 1,0 1,0 1,0 1,0 CO2 3,2 2,9 1,0 0,8 Fonte: Chaves e Barros (2009) 32

33 Tabela 2 - Origem mineralógica dos contaminantes no concentrado fosfático Contaminantes Ferro Alumínio Magnésio Silício Cálcio Titânio Fonte: Chaves e Barros (2009) Distribuição em peso (%) Origem Tapira - CMT (%) Catalão - CMC (%) Mineralógica Convencional Ultrafino Convencional Ultrafino Magnetita Micas Piroxênios Outros minerais Micas Piroxênios Outros minerais Micas Piroxênios Outros minerais Micas Piroxênios Outros minerais Carbonatos Minerais de titânio Silicatos Anatásio Perovskita Magnetoilmenita

34 5. METODOLOGIA Os ensaios de flotação foram realizados em escala de bancada, utilizando-se uma célula mecânica da marca CDC, modelo CFE-1000-EEPNBA, semelhante a industrial porém em escala reduzida. Neste tipo de equipamento apresentado na figura 9, é possível observar e monitorar as variáveis do processo, fazendo as investigações necessárias. Figura 10: Célula de flotação em bancada Fonte: Autoria própria A flotação de minério fosfático é normalmente realizada a velocidade de 1300 rotações por minuto (rpm), porém não existem dados suficientes para determinar que essa é a velocidade que favorece as condições hidrodinâmicas ideais para a flotação desse minério. Assim sendo, a velocidade de rotação foi alterada em intervalos regulares para cada teste, acima e abaixo da rotação usual. A variação estabelecida foi de 150 rpm de diferença. Dessa maneira, as velocidades 34

35 investigadas foram: 1000 (menor velocidade que se espera conseguir flotar), 1150, 1300, 1450 e 1600 rpm. A velocidade podia ser controlada no painel da célula, como mostrado na figura 10 abaixo: Figura 10 - Painel de controle da velocidade de rotação. Fonte: Autoria própria. Para realizar os ensaios de flotação em bancada foram utilizados 500g de amostra de rocha fosfática. Em seguida foram adicionados na cuba de flotação, juntamente com o minério, 3000 ml de água. Os reagentes utilizados para a flotação de rocha fosfática foram depressor e coletor. O depressor utilizado para adsorver e deprimir as partículas de óxido de ferro e sílica foi o amido de milho fornecido pela empresa Cargill, já gelatinizado. Ele foi adicionado a uma dosagem de 600 g/t. Para a massa utilizada no ensaio foram usados 10 ml do produto. Após sua adição realizou-se o condicionamento por 3 min. Logo após foi adicionado o coletor de fosfato, que é uma combinação de ácidos graxos vegetais denominados comercialmente como Lioflot 502-A, distribuído pela indústria química Miracema. O coletor necessitou ser saponificado antes de ser 35

36 utilizado na flotação para propiciar a dissociação iônica e, consequentemente, a coleta. Para este processo foram utilizados: 100 ml de água, 3 gramas de hidróxido de sódio anidro com 98% de pureza e 5 ml de Lioflot. A mistura foi aquecida e agitada por aproximadamente 10 min, gerando a substância saponificada que seria usada como coletora. A dosagem usual é de 500 g/t, tendo sido utilizado 8 ml para os ensaios. O tempo de condicionamento do coletor foi ajustado para dois minutos. Toda a etapa de condicionamento foi realizada com o impelidor a velocidade de 1000 rpm para propiciar o contato das partículas com os reagentes e evitar a sedimentação. Quando o condicionamento foi concluído, realizou-se a medida do ph com phmetro digitai da marca Hanna Instruments. A flotação de fosfato acontece com ph entre 9 e 9,5. Estando fora destes valores o ph necessita ser ajustado, o que foi feito com a adição de ácido clorídrico (HCl) a 5 mol/l e hidróxido de sódio (NaOH) a 50%. A velocidade de rotação do impelidor foi alterada no valor definido para aquele teste específico e variada nos próximos ensaios. O tempo de flotação variou entre 8 e 15 minutos dependendo da observação visual para se determinar a finalização ou não de coleta do material. O material flotado em cada experimento foi recolhido em bandejas e levado à estufa na temperatura de 105 C para a secagem. As amostras, já secas, foram encaminhadas para análise química em equipamento de difração de raios-x para a determinação da concentração de fosfato e dos principais contaminantes como silicatos, carbonatos, óxidos de ferro e alumínio. Todos os ensaios foram realizado em triplicata e dos valores de concentração resultantes obteve-se a média, utilizada para as devidas comparações e conclusões. 36

37 6. RESULTADOS E DISCUSSÃO A energia dada ao sistema de flotação é de extrema importância para que aconteça a coleta e recuperação do minério de interesse. No caso da operação realizada em células mecânicas essa energia é fornecida pelo rotor e com os ensaios propostos pode-se observar a influência da velocidade da rotação do mesmo no resultado da flotação. Os primeiros ensaios realizados foram com a velocidade rotacional do impelidor fixada em 1300 rpm. Essa velocidade foi tomada como base para comparação do resultado com as outras velocidades. Nesse ensaio, obteve-se um concentrado com teor de 33,10% de fosfato, conforme tabela 3. Os contaminantes gerais se apresentaram na faixa esperada para o minério do Complexo Carbonatítico de Catalão. Tabela 3 - Análise química da flotação de rocha fosfática a 1300 rpm. Mineral (%) Nb2O5 0,17 P2O5 33,10 Fe2O3 5,76 SiO2 3,78 BaO 3,34 Al2O3 0,72 CaO 42,98 MgO 0,26 CaO/P2O5 1,30 Fonte: Autoria própria Os testes seguintes se realizaram a velocidades abaixo de 1300, (1000 e 1150 rpm). Com estes dois ensaios ficou clara a influência da velocidade do rotor nos teores obtidos, tanto do minério de interesse quanto dos minerais de ganga. Na tabelas 4 são apresentados os teores obtidos das parcelas mineralógicas dos concentrados de flotação. 37

38 Tabela 4 - Análise química do concentrado de flotação de rocha fosfática a 1000 e 1150 rpm. Mineral Distribuição de teores (%) 1000 rpm 1150 rpm Nb2O5 0,18 0,16 P2O5 33,55 33,77 Fe2O3 5,76 6,01 SiO2 3,76 3,67 BaO 2,57 2,63 Al2O3 0,77 0,77 CaO 43,01 43,19 MgO 0,28 0,26 CaO/P2O5 1,28 1,28 Fonte: Autoria própria Na tabela 5 são apresentados os resultados da análise química do concentrado obtido as velocidades de 1450 e 1600 rpm. Ressalta-se que os dados apresentados mostram a média obtida dos experimentos realizados em triplicata, cujos resultados totais se encontram na tabela 6 anexo. Tabela 5 - Análise química do concentrado de flotação de rocha fosfática a 1450 e 1600 RPM Mineral Distribuição de teores (%) 1000 rpm 1150 rpm Nb2O5 0,22 0,16 P2O5 31,61 34,16 Fe2O3 7,88 5,19 SiO2 4,88 2,92 BaO 3,05 3,20 Al2O3 0,83 0,71 CaO 41,37 43,83 MgO 0,35 0,23 CaO/P2O5 1,31 1,29 Fonte: Autoria própria 38

39 TEOR (%) 6.1 Análise dos teores de minério fosfático O teor de P2O5 do ensaio de 1000 rpm aumentou 1,34% em relação ao ensaio de 1300 rpm. Tal comportamento se deve ao fato da diminuição da turbulência do sistema que possibilitou uma melhor estabilidade das bolhas e consequentemente, uma melhor coleta. As tabelas 6, 7 e 8 que se encontram em anexo apresentam os resultados de todos os ensaios. O ensaio de 1150 rpm também apresentou aumento, em média, de 2% do teor de fosfato em relação ao de 1300 e também um aumento de 0,66% em relação ao de 1000 rpm. Para efeito comparativo, observa-se que 1000 rpm fornece menos energia para o sistema do que Logo, o teor deste último se torna mais alto. Porém, elevando-se a rotação para 1300 rpm, é provocada uma maior turbulência, o que faz com que o teor caia. Na figura 11 fica claro o comportamento do teor de P2O5 em relação as velocidades testadas: Figura 11 - Teor de P 2O 5 para 1000, 1150 e 1300 rpm. 34,00 33,90 33,80 33,70 33,60 33,50 33,40 33,30 33,20 33,10 33, RPM 1150 RPM 1300 RPM Fonte: Autoria Própria A próxima variação de velocidade foi superior ao valor de 1300 rpm sendo o ensaio realizado a 1450 rpm. O teor de fosfato seguiu a tendência dos valores obtidos anteriormente e caiu 4,48%. Em relação ao teste de 1150 rpm, que obteve o melhor teor, o valor foi 6,5% menor. A curva apresentada na figura 12 demonstra o 39

40 TEOR (%) comportamento do sistema de flotação. A velocidade de 1450 RPM gerou ainda mais turbulência no sistema, desfavorecendo a recuperação. 34,00 Figura 12 - Teor de P 2O 5 para 1000, 1150, 1300 e 1450 rpm. 33,50 33,00 32,50 32,00 31,50 31, RPM 1150 RPM 1300 RPM 1450 RPM Fonte: Autoria própria Mantendo a constância de variação da velocidade dos ensaios foram realizados testes também a 1600 rpm. Ao analisar estes dados observou-se um comportamento anômalo ao esperado. O ensaio de 1600 rpm é o que representou a maior turbulência da polpa no equipamento de flotação porém apresentou o maior teor de fosfato. O teor obtido foi de 34,16%, sendo 1,15% maior que o melhor resultado da sequência (1150 rpm). A figura 12 apresenta este ponto anômalo da curva. 40

41 TEOR P 2 O 5 (%) Figura 12 - Teor de P 2O 5 para todos os ensaios 34,50 34,00 33,50 33,00 32,50 32,00 31,50 31, RPM 1150 RPM 1300 RPM 1450 RPM 1600 RPM Fonte: Autoria própria Os ensaios com velocidade rotacional de 1000 a 1450 RPM são correlatos e explicados pela teoria da flotação, o que não ocorre com o ensaio de 1600 RPM. A anormalidade pode ser explicada devido a erros de amostragem e análise, uma vez que destoa totalmente da sequência de dados anteriores. Levanta-se também a hipótese de uma reversão do comportamento hidrodinâmico da célula, onde uma maior velocidade de rotação geraria quebra de bolhas. Essas bolhas de menor tamanho seriam capazes de coletar as partículas mais finas presentes na polpa que antes não teriam como ser recuperadas. 6.2 Análise dos teores dos contaminantes Os teores dos contaminantes também foram analisados. O quartzo (SiO2) junto com os óxidos de ferro (Fe2O3) são tidos como contaminantes importantes do fosfato. Para o quartzo, inclusive, são realizadas várias etapas de flotação para limpar a polpa desse material. Junto a eles são encontrados também os carbonatos como calcita e dolomita, muito presentes no Complexo de Catalão. Os minerais alcalinos se apresentam em grande volume e também representam contaminantes importantes para a rocha fosfática. 41

42 TEOR (%) A análise do material utilizado para os ensaios revelou variações significativas de comportamento dos minerais de ganga acompanhando a variação da velocidade do impelidor. Esse comportamento se deve a heterogeneidade dos minerais presentes na polpa como a barita (BaSO4) de massa específica 4,5 g/cm 3 e a calcita (CaCO3), de massa específica 2,72 g/cm3. Essas diferenças fazem com que cada mineral se comporte de maneiras diferentes frente as variações de condição hidrodinâmica do fluido onde estão contidos. A figura 13 apresenta os teores de óxido de ferro, óxido de silício e óxido de bário e suas variações nas velocidades de rotação analisadas: Figura 13 - Teores de Fe 2O 3, SiO 2 e BaO 8,00 7,50 7,00 6,50 6,00 5,50 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2, RPM 1150 RPM 1300 RPM 1450 RPM Fe2O3 SiO2 BaO Fonte: Autoria própria Tomando o ensaio realizado a 1150 rpm como o melhor em termos de teor de rocha fosfática, é possível fazer um comparativo dos teores dos contaminantes em relação a outras velocidades. O teor de óxido de ferro (Fe2O3) do ensaio a 1150 rpm foi 31% menor do que o teor em 1450 rpm. Tal variação se deve a uma alta turbulência do sistema gerada pelo aumento da velocidade que ocasiona um arraste hidrodinâmico das partículas que 42