Processamento de minerais

BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO

Os minerais constituem os insumos básicos mais requeridos pela civilização moderna. São utilizados nas indústrias do aço (ferro), cerâmica (argilas, caulim, calcários, feldspatos, filitos, quartzo, talco, etc.); do vidro (quartzo, calcários, feldspatos, etc.); de cimento e cal (calcários, gipsum, etc.); química (cloretos, fosfatos, nitratos, enxofre etc.); de papel (caulim, carbonato de cálcio, talco, etc.); bem como na construção civil (areia, brita e cascalho), além das espécies consideradas insumos da indústria joalheira (gemas).Nem sempre esses minerais apresentam-se na natureza na forma em que serão consumidos pela indústria, quer seja por suas granulometrias (tamanhos) quer por estarem associados a outros minerais, que não têm interesse ou são indesejáveis para o processo industrial a que se destinam. É exatamente para a adequação dos minerais aos processos industriais que se utiliza o beneficiamento dos minérios.

A seguir serão apresentados alguns dos mais importantes processos do beneficiamento do minério.

FRAGMENTAÇÃO

A fragmentação ou redução de tamanho é uma técnica de vital importância no processamento mineral. Um minério deve ser fragmentado até que os minerais úteis contidos sejam fisicamente liberados dos minerais indesejáveis. Às vezes, a redução de tamanho visa apenas à adequação às especificações granulométricas estabelecidas pelo mercado, como, por exemplo, a fragmentação de rochas como o granito ou calcário para a produção de brita. Em todos os casos, a fragmentação é uma operação que envolve elevado consumo energético e baixa eficiência operacional, representando, normalmente, o maior custo no tratamento de minérios.

A fragmentação é quase sempre dividida em várias etapas, para minimizar seus custos e não fragmentar as partículas além do necessário.

As etapas iniciais da fragmentação, quando ainda são gerados tamanhos relativamente grandes de partículas (diâmetros até aproximadamente 1 milímetro), são chamadas de britagem. Quando a fragmentação visa atingir tamanhos bem menores (por exemplo: 0,074 milímetros), dá-se o nome de moagem.

Os circuitos de fragmentação podem incluir apenas etapas de britagem ou de britagem associada à moagem. Os equipamentos que fazem a britagem são chamados de britadores e os de moagem moinhos. Existem diferentes tipos de britadores e moinhos disponíveis. São exemplos de britadores mais utilizados nas operações mineiras: britadores de mandíbulas e britadores giratórios. Em relação aos moinhos tem-se: moinho de martelos, moinho de rolos, moinho de barras e moinho de bolas, entre

outros. A escolha do melhor tipo de britador e moinho para a fragmentação depende de características próprias dos minérios e dos tamanhos que têm que ser gerados. Usualmente, os fabricantes desses equipamentos disponibilizam esse tipo de informação.

CLASSIFICAÇÃO

Classificação é o processo de separação de partículas por tamanho. A classificação opera, geralmente, junto com as etapas de fragmentação. A classificação de partículas controla os tamanhos que são gerados no processo de fragmentação e tem como objetivos principais:

• Verificar se o tamanho das partículas do minério está dentro das especificações de mercado. Esse é um objetivo da classificação muito utilizado para os minerais de uso direto na indústria, como a brita e a areia para a construção civil;

• Verificar se a granulometria produzida nos equipamentos de fragmentação atingiu o tamanho no qual as partículas dos minerais de interesse (úteis) já se separaram fisicamente dos outros minerais que estão no minérios .Os equipamentos de classificação mais comuns são:

• Peneiras – utilizadas apenas para a classificação de partículas mais grosseiras, usualmente trabalham com os produtos da britagem. Podem operar a seco e a úmido;

• Classificadores mecânicos – operam com tamanho de partículas menores que as peneiras, mas são ineficientes para trabalhar com partículas muito finas (em média menores que 0,105 milímetro). Trabalham quase sempre a úmido, Exemplo típico: classificador espiral ou parafuso sem fim;

• Ciclones – utilizados na faixa de tamanhos onde os classificadores mecânicos atuam, com a diferença que são muito eficientes para separarem partículas muito finas. Põem, também, operar a seco ou a úmido.

CONCENTRAÇÃO

A concentração de minérios ocorre quando é preciso separar os minerais de interesse dos que não o são. Para que essa separação ocorra, é preciso que o ou os minerais de interesse não estejam fisicamente agregado aos que não são de interesse, daí a importância das etapas de fragmentação e classificação, que realizam e monitoram essa separação, respectivamente. A razão de se dar ao processo de separação de minerais contidos em um minério o nome de CONCENTRAÇÃO pode ser bem entendido se tomarmos um exemplo prático, por exemplo a concentração de ouro aluvionar. Ao se tomar os sedimentos de um rio numa bateia, digamos 1kg, ele pode conter apenas uma partícula de ouro de 0,5 grama. Neste caso diz-se que a concentração de ouro é de 0,5g/kg. Quando numa primeira operação da bateia essa massa inicial é reduzida para, por exemplo, 100 gramas, mantendo no produto a mesma partícula de ouro de 0,5g, a relação ouro/quartzo contida na bateia passa a ser de 0,5g/100g, ou seja: houve uma concentração do ouro na bateia. A separação de minerais exige que haja uma diferença física ou físico-química entre o mineral de interesse e os demais e pode ser fácil ou muito complexa, dependendo do minério. Duas propriedades físicas são as mais utilizadas na separação ou concentração de minerais: diferença de densidade e diferença susceptibilidade magnética.Quando não existe diferença de propriedade física entre os minerais que se que separar, utiliza-se de técnicas que tomam como base propriedades físico-químicas de superfície dos minerais. A técnica mais amplamente utilizada neste caso é a flotação. Não se pode esquecer de mencionar que é possível, também, concentrar determinado bem mineral de um minério por seleção manual, comum, até hoje, em alguns garimpos. A seguir serão apresentados resumos explicativos sobre o que são os principais métodos de concentração e, posteriormente, quais são mais aplicáveis aos minerais industriais, agregados para construção civil, diamante e gemas.

Separação/concentração gravítica ou gravimétrica: método que