Flotação um processo de beneficiamento através da separação de misturas
Por: chiquitobruno • 14/10/2015 • Trabalho acadêmico • 1.507 Palavras (7 Páginas) • 339 Visualizações
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FLOTAÇÃO
Professor Dr. Juan Canelas Bosh Neto
Professor Dr. José Luiz Vieira Neto
Alisson Henrique Marques – 0945020-3
Fernando Fagundes – 0945007-7
Pedro Mascarenhas – 0945029-7
Samuel Sales – 0945002-5
Talitha de Souza Teixeira – 0845058-7
Ouro Branco, Março de 2013.
Introdução:
Flotação é um processo de beneficiamento, através da separação de misturas, baseadas nos diferentes graus de hidrofobicidade de uma partícula mineral, consiste na introdução de bolhas de ar a uma suspensão de partículas. Com isso, verifica-se que as partículas aderem às bolhas, formando uma espuma que pode ser removida da solução e separando seus componentes de maneira efetiva.
A separação por flotação é caracterizada pelo envolvimento das fases sólida, líquida e gasosa. Desse modo, para a compreensão desse processo, é necessário estudar as propriedades físico-químicas de superfície, estabelecendo a natureza e a ligação entre as interfaces do sólido-líquido, sólido-gás e gás-líquido.
O importante nesse processo é que ele representa exatamente o inverso daquele que deveria ocorrer espontaneamente: a sedimentação das partículas. A ocorrência do fenômeno se deve à tensão superficial do meio de dispersão e ao ângulo de contato formado entre as bolhas e as partículas (DeSousa, 2003).
Um dos primeiros estudiosos que utilizou a flotação foi em 1886, Carrie Everson estudante de Química e Metalurgia, descobriu, por meio da experimentação, a possibilidade da ocorrência da flotação e registrou patente. Uma das patentes que mais lucrou foi à separação mineral e na extração do cobre a partir da calcopirita (CuFeS2). Nesse processo, o mineral é pulverizado e combinado com óleo, agua e detergentes. As partículas de sulfeto esmagadas e moídas são molhadas por óleo. Então o ar é borbulhado através da mistura, uma vez que, o mineral está recoberto com óleo, ele adere na superfície da bolha de ar e flutua na superfície do fluido em forma de espuma que facilmente retirado.
Desenvolvimento:
Fundamentação Teórica:
- Hidrofobicidade
A definição de hidrofobicidade está veiculada a afinidade de partículas sólidas com a água. Partículas hidrofóbicas não têm afinidade com a água e na presença de uma corrente de ar, tendem a ir para superfície da solução. A hidrofobicidade de um sólido pode ser avaliada diretamente através do ângulo de contato entre as fases sólida, líquida e gasosa. A grande maioria das partículas não apresenta esta característica, portanto faz-se necessário a adição de um composto denominado como surfactante ou tenso ativo.
- Surfactantes ou tenso ativos
Os surfactantes são compostos em que as moléculas contêm um grupo hidrofílico (polar) em uma extremidade e um lipofílico (apolar) na outra, ligados entre si. Sendo assim, é utilizado em larga escala no processo de flotação com o intuito de tornar as partículas hidrofóbicas (através capacidade de alterar as propriedades superficiais e interfaciais de um líquido) para que em seguida possa ser “carreada” pelas bolhas de ar até a superfície. Outra propriedade fundamental dos surfactantes é a tendência de formar agregados chamados micelas que, geralmente, formam-se a baixas concentrações em água, tornando mais fácil a retirada das partículas na superfície do fluido.
A separação entre partículas naturalmente hidrofóbicas e partículas naturalmente hidrofílicas é teoricamente possível fazendo-se passar um fluxo de ar através de uma suspensão aquosa contendo as duas espécies. As partículas hidrofóbicas são carreadas pelo ar e aquelas hidrofílicas (partículas com afinidade com a agua) permanecem em suspensão. Este processo requer a produção de espuma (visando maior facilidade de remoção das partículas na superfície do fluido), de modo que seja criada uma interface ar-líquido de grande área que deve ser estável. Logo, para alcançar resultados satisfatórios utilizam-se espumantes e outros aditivos com finalidades diversas.
- Coletores
São reagentes, ao contrario dos surfactantes, que agem na interface sólido-líquido convertendo as partículas que são naturalmente hidrofílicas, em hidrofóbicas.
Tradicionalmente, os sistemas de flotação são divididos em sulfetos e não sulfetos. Os coletores empregados na flotação de sulfetos são conhecidos como tio-compostos. Já a classe dos não-sulfetos é mais complexa, pois abrange um número muito grande de minerais, sendo que a maior parte deles se enquadra na classificação de oximinerais.
De acordo com uma classificação mais detalhada dos não sulfetos mostra os seguintes grupos: óxidos e silicatos (geralmente de baixa solubilidade); minerais levemente solúveis (carbonatos, fosfatos, sulfatos, tungstatos, molibdatos, niobatos, etc.), sais solúveis, e uma classe à parte, constituída por carvão e grafita. Peres, 2006.
- Potencial Zeta
A grande maioria dos particulados quando entram em contato com um líquido adquirem uma carga elétrica em sua superfície. Essa carga pode aparecer de várias maneiras - a dissociação de grupos ionogênicos na superfície da partícula e a adsorção diferencial de íons da solução na superfície da partícula. A carga líquida na superfície da partícula afeta a distribuição de íons na sua vizinhança, aumentando a concentração de contra íons junto à superfície. Assim, forma-se uma dupla camada elétrica na interface da partícula com o líquido. Sendo uma região interna que inclui íons fortemente ligados à superfície e uma região exterior onde a distribuição dos íons é determinada pelo equilíbrio entre forcas eletrostáticas e movimento térmico. Dessa forma, o potencial nessa região decai com o aumento da distancia da superfície até, a uma distância suficientemente grande, atingir o potencial da solução. Esse potencial é convencionado como potencial zero.
Em um campo elétrico, como em micro eletroforese, cada partícula e os íons mais fortemente ligados à mesma se movem como uma unidade, e o potencial no plano de cisalhamento entre essa unidade e o meio circundante são chamados de potencial zeta.
Quando uma camada de macromoléculas é adsorvida na superfície da partícula, ela move o plano de cisalhamento para longe da superfície e altera o potencial zeta.
Dessa forma, o potencial zeta é função da carga superficial da partícula, de qualquer camada adsorvida na interface com o meio e da natureza e composição do meio que a circunda.
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