Flotação seletiva de minério fosfático sílico-carbonatado com coletores anfotéricos
Selective flotation of silica-carbonated phosphate ore with amphoteric collectors
Michelly dos Santos Oliveira, Antônio Eduardo Clark Peres, Luís Alberto Silva
Resumo
A obtenção de concentrados fosfáticos por flotação mineral a partir de depósitos ígneos com ganga sílico-carbonatada é um processo complexo devido à similaridade entre as características de superfície dos minerais de interesse e dos minerais de ganga. Reagentes alternativos têm sido desenvolvidos para promover uma melhor seletividade da operação. Os coletores anfotéricos ou zwiteriônicos destacam-se por serem catiônicos ou aniônicos dependendo do pH da solução. O trabalho avaliou o potencial zeta da apatita na presença e ausência de coletores anfotéricos e investigou como o pH e a concentração desses reagentes influenciaram na microflotação de apatita, calcita, dolomita e vermiculita em comparação com o coletor tradicionalmente utilizado. Os resultados de potencial zeta demonstraram que o mecanismo de atuação dos coletores anfotéricos no mineral-minério foi de natureza predominantemente química, tornando o potencial zeta da apatita ainda mais negativo. Dentre os reagentes alternativos, apenas o Flot1214N/16® não apresentou resultados interessantes do ponto de vista de seletividade entre a apatita e os minerais de ganga. Para o Berol 867A®, MD20156 e MD20359, ambos em pH 9, as respectivas concentrações de 10, 2,5 e 2,5 mg/L apresentaram as condições mais apropriadas para a separação da apatita.
Palavras-chave
Abstract
Obtaining phosphate concentrates by mineral flotation from igneous deposits with silico-carbonated gangue is a complex process due to the similarity between the surface characteristics of the minerals of interest and the gangue minerals. Alternative reagents have been developed to promote better operation selectivity. Amphoteric or zwitterionic collectors stand out for being cationic or anionic depending on the pH of the solution. The work evaluated the zeta potential of apatite in the presence and absence of amphoteric collectors and how the pH and concentration of these reagents influenced the microflotation of apatite, calcite, dolomite and vermiculite in comparison with the traditionally used collector. The results of zeta potential showed that the mechanism of action of the amphoteric collectors on the ore mineral was predominantly chemical in nature, rendering the zeta potential of apatite even more negative. Among the alternative reagents, only Flot1214N/16® did not show interesting results from the point of view of selectivity between apatite and gangue minerals. For Berol 867A®, MD20156 and MD20359, both at pH 9, the respective concentrations of 10, 2,5 and 2,5 mg/L presented the most appropriate conditions for apatite separation.
Keywords
Referências
1 Oliveira MP, Malagolli GA, Cella D. Mercado de fertilizantes: dependência de importações do Brasil. Revista Interface Tecnológica. 2019;16(1):489-498.
2 Schueler TA, Dourado ML, Rizzo ACL. Processos biotecnológicos para a solubilização de rochas fosfáticas – O estado da arte. Rio de Janeiro: CETEM/MCTIC; 2019.
3 Reetz HF. Fertilizantes e seu uso eficiente. São Paulo: ANDA; 2017.
4 Abouzeid AZM. Physical and thermal treatment of phosphate ores – an overview. International Journal of Mineral Processing. 2008;85(4):59-84.
5 Silva AC, Moraes ILA, Silva EMS, Silva CM Fo, Sousa DN. Seletividade do óleo de pinhão manso (Jatropha curcas L.) na microflotação de apatita, calcita e quartzo. Tecnologica em Metalurgia, Materiais e Mineração. 2018;15(3):341-349.
6 Guimarães RC. Aspectos relevantes da separação de barita em minérios fosfáticos através de flotação [tese de doutorado]. Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais; 1997.
7 Paiva PRP. Propriedades de superfície de apatita proveniente de rochas de filiação carbonatítica e sua concentração por flotação [tese de doutorado]. Brasília: Universidade de Brasília; 2011.
8 Guimarães RC, Araujo AC, Peres AEC. Reagents in igneos phosphate ores flotation. Minerals Engineering. 2005;18(2):199-204.
9 Bulut G, Sirkeci AA, Ari B. Comparison of anionic, cationic and amphoteric collectors used in pyrite flotation. Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2021;57(5):15-22.
10 Elmahdy AM, El-Midany AA, Abdel-Khalek NA. Application of amphoteric collector for dolomite separation by statistically designed experiments. Mineral Processing and Extractive Metallurgy. 2007;116(1):72-76.
11 Viana PRM, Araujo AC, Peres AEC, Valadão GES. Adsorção de misturas de coletores em silicatos. Rem: Rev. Esc. Minas. 2006;59(4):421-425.
12 Daltin D. Tensoativos: química, propriedades e aplicações. São Paulo: Editora Blucher; 2011.
13 Holmberg K, Jönsson B, Kronberg B, Lindman B. Surfactants and polymers in aqueos solution. England: John Wiley & Sons, Inc.; 2003.
14 Cheng C, Qu G, Wei J, Yu T, Ding W. Thermodynamics of micellization of sulfobetaine surfactants in aqueous solution. Journal of Surfactants and Detergents. 2012;15:757-763.
15 Drinkel E, Souza FD, Fiedler HD, Nome, F. The chameleon effect in zwitterionic micelles: binding of anions and cations and use as nanoparticle stabilizing agents. Current Opinion in Colloid & Interface Science. 2013;18(1):26- 34.
16 Oliveira MS. Minério fosfático sílico-carbonatado: estudo fundamental [tese de doutorado]. Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais; 2007.
17 Hanumantha RK, Forssberg KSE. Mechanism of fatty acid adsorption in salt-type minerals flotation. Minerals Engineering. 1991;4(7-11):879-890.
18 Silva AC, Silva EMS, Silva TFV, Ferreira KC. Influência do método de saponificação na microflotação de apatita utilizando óleo da castanha da macaúba. Tecnologica em Metalurgia, Materiais e Mineração. 2017;14(1):30-38.
19 Lopes GM. Coletores potencialmente seletivos na separação de apatita, calcita e dolomita [tese de doutorado]. Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais; 2013.
20 Vieira M, Lédo PGS, Lima RFS, Paulo JBA, Brandão PRG. Flotação de calcita a partir de óleos vegetais regionais saponificados como agentes coletores. In: Anais do XI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica; 2005; Campinas, Brasil. Campinas: UNICAMP; 2005. p. 1-5.
21 Varela JJ, Gonçalves I, Petter CO. Influência do tamanho de partícula e da composicão química na cor de um minério de calcário. In: Anais do XX Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa; 2004; Florianópolis, Brasil. Florianópolis; 2004. p. 737-744.
22 Avelar AN, Brandão PRG, Neumann R. Adsorption of sulfosuccinate collector on apatite and carbonates in a phosphate ore, in the presence of carbon dioxide. Brazilian Journal of Chemical Engineering. 2021;38:573-583.
23 Santos SP. Ciência e tecnologia das argilas. São Paulo: Ed. Edgard Blucher; 1992.
24 Pugh R, Stenius P. Solution chemistry studies and flotation behaviour of apatite, calcite and fluorite minerals with sodium oleate collector. International Journal of Mineral Processing. 1985;15:193-218.
25 Mishra SK. Electrokinetic properties and flotation behaviour of apatite and calcite in the presence of sodium oleate and sodium metasilicate. International Journal of Mineral Processing. 1982;9:59-73.
26 Hanumantha RK, Britt-Marie A, Forssberg E. Flotation of phosphatic material containing carbonatic gangue using sodium oleate as collector and sodium silicate as modifier. International Journal of Mineral Processing. 1989;26:123-140.
27 Teixeira HG, Simões FF, Rodrigues JSM, Saito MM, Paula PT, Lacerda JCM. Comparativo da flotação direta de apatita em pH básico e ácido na flotação cleaner com os ácidos sulfúrico, fosfórico e gás carbônico. In: Anais do XXVIII Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa; 2019; Belo Horizonte, Minas Gerais. Belo Horizonte; 2019. p. 1-8.
28 Martins M, Leal LS Fo, Parekh BK. Surface tension of flotation solution and its influence on the selectivity of the separation between apatite and gangue minerals. Minerals & Metallurgical Processing. 2009;26:79-84.
29 Barros LAF. Caracterização tecnológica de minério fosfático de salitre Patrocínio – MG [tese de doutorado]. Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais; 2005.
30 Sis H, Chander S. Adsorption and contact angle of single and binary mixtures of surfactants on apatite. Minerals Engineering. 2003;16:839-848.
31 Hanumantha RK, Britt-Marie A, Forssberg E. Mechanism of interaction on salt-type minerals, part ii. adsorption and electrokinetic studies of apatite in the presence of sodium oleate and sodium metasilicate. International Journal of Mineral Processing. 1990;28:59-79.
32 Carvalho JAE, Brandão PRG, Henriques AB, Oliveira PS, Cançado RZL, Silva GR. Selective flotation of apatite from micaceous minerals using patauá palm tree oil collector. Minerals Engineering. 2020;156:106474.
33 Kou J, Tao D, Xu G. Fatty acid collectors for phosphate flotation and their adsorption behavior using QCM-D. International Journal of Mineral Processing. 2010;95:1-9.
Submetido em:
15/05/2022
Aceito em:
17/11/2022
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email