ÁREA: Química Industrial e Tecnologias Limpas
TÍTULO: INFLUÊNCIA DO GÁS NITROGÊNIO SOBRE O POTENCIAL E A HIDROFOBICIDADE DOS SULFETOS MINERAIS PIRITA E ARSENOPIRITA
AUTORES: ALBUQUERQUE JR, C. R. F. - UFRJ
DUTRA, A. J. B. - UFRJ
MONTE, M. B. M. – CETEM
RESUMO: As reações de oxirredução entre sulfetos minerais têm grande importância no processamento mineral, durante as operações de flotação e lixiviação. Foi estudada a influência do borbulhamento de gás nitrogênio sobre medidas de potencial e de ângulo de contato dos sulfetos pirita e arsenopirita. Foram tomadas medidas de ângulo de contato e de potencial dos eletrodos minerais, durante um período de 120 minutos. Em alguns ensaios, foi borbulhado previamente nitrogênio por um período de 60 minutos. Os resultados indicaram que a pirita e a arsenopirita foram oxidadas, com formação de compostos hidrofílicos, haja visto a diminuição nos valores de ângulo de contato. Porém, na presença de nitrogênio, uma inibição da formação de tais compostos ocorre, tornando estes sulfetos mais hidrofóbicos.
PALAVRAS CHAVES: pirita, arsenopirita, hidrofobicidade
INTRODUÇÃO: A eletroquímica dos sulfetos é objeto de muitas pesquisas por causa das propriedades semi-condutoras destes minerais e da possibilidade de extração de metais a eles associados. Um sulfeto mineral pode ser usado como eletrodo, funcionando de forma semelhante a um metal. Porém, há uma diferença entre um eletrodo metálico e de sulfeto, que é a presença de vários componentes, muitas vezes, atuando como impurezas (PETERS, 1977). Os sulfetos minerais são fontes primárias da maioria dos metais. Assim, as reações de oxirredução entre sulfetos minerais em soluções aquosas têm papel importante no processamento mineral durante as operações de flotação e lixiviação. O presente trabalho tem o objetivo de estudar a influência do borbulhamento de gás nitrogênio sobre medidas de potencial e de ângulo de contato dos sulfetos pirita e arsenopirita.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram preparados eletrodos de minerais obtidos a partir de amostras naturais maciças de pirita e arsenopirita. As análises químicas por via úmida das amostras de pirita e arsenopirita revelaram que as composições são, respectivamente, 43,9 % Fe e 50 % S e 44 % As, 18 % S e 29 % Fe. Cada amostra foi conectada a um fio de cobre com uma cola condutora à base de prata e embutida numa resina epóxi não-condutora, com um dos lados do mineral exposto à solução. As medidas de potencial dos eletrodos minerais foram tomadas com o auxílio de um multímetro digital. Simultaneamente, o ângulo de contato das superfícies minerais também foi medido com o auxílio de um goniômetro acoplado a um microcomputador. Durante um período de 120 minutos, as medições foram realizadas em intervalos de 5 em 5 minutos. Para eliminar o oxigênio dissolvido, em alguns testes, foi previamente borbulhado nitrogênio por um período de 60 minutos. Neste artigo, todos os valores de potencial estão em relação ao eletrodo de calomelano saturado (ECS), utilizado como eletrodo de referência. O eletrólito empregado foi uma solução de KCl 10-3 M de pH aproximadamente igual a 6.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O ângulo de contato da pirita diminuiu de 15º para 11º. O potencial da pirita apresentou suave tendência ao aumento, alcançando –356 mV. Neste potencial, observou-se a oxidação do hidróxido ferroso a férrico (ALBUQUERQUE Jr. et al., 2004), que são espécies responsáveis por pequenos ângulos de contato.
O ângulo de contato da arsenopirita diminuiu de 30º para 26º. Seu potencial decaiu suavemente de –226 para –249 mV. Essa faixa de potencial corresponde a área de predominância da espécie FeOOH no diagrama Eh-pH do sistema Fe-S-As-H2O (OSSEO-ASARE et al., 1984), indicando moderada oxidação da arsenopirita associada à diminuição no ângulo de contato.
Na presença de nitrogênio, o ângulo de contato da pirita permaneceu entre 31º e 34º; tais valores são superiores aos obtidos na ausência de nitrogênio. Isto indica que este gás inibe a formação de compostos hidrofílicos sobre a superfície da pirita. Logo, a composição da fase gasosa tem um papel fundamental no sistema de flotação (MILLER et al., 2002). No caso da arsenopirita, foi observado o mesmo comportamento em relação a seu ângulo de contato. Seu potencial sofreu decréscimo, indicando diminuição na taxa de oxidação deste mineral.
CONCLUSÕES: A formação de compostos hidrofílicos na superfície da pirita acarreta baixos valores de ângulo de contato. A arsenopirita sofre uma oxidação moderada a espécie FeOOH, o que está associado à diminuição dos valores de ângulo de contato.
A presença do nitrogênio gasoso inibe a formação de produtos de oxidação hidrofílicos sobre as superfícies de ambos os sulfetos, tornando-os mais hidrofóbicos, conforme foi observado nos valores de ângulo de contato. Este comportamento foi mais evidente no caso da pirita.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:ALBUQUERQUE Jr., C.R.F.; DUTRA, A.J.B.; MONTE, M.B.M. 2004. Eletroquímica da pirita e da arsenopirita na presença de amil xantato de potássio. REM – Revista Escola de Minas, 57 (4): 297-302.
MILLER, J.D.; DU PLESSIS, R.; KOTYLAR, D.G.; ZHU, X.; SIMMONS, G.L. 2002. The low-potential hydrophobic state of pyrite in amyl xanthate flotation with nitrogen. International Journal of Mineral Processing, 67 (1-4): 1-15.
OSSEO-ASARE, K.; XUE, T.; CIMINELLI, V. S. T. 1984. In: Kudryk, V.; Corrigan, D. A.; Liang, W. W. (Ed.). Precious Metals: Mining, Extraction and Processing. Warrendale: TMS-AIME. p. 173.
PETERS, E. 1977. The electrochemistry of sulphide minerals. In: BOCKRIS, J. O’M.; RAND, D.A.J.; WELCH, B.J. (Ed.). Trends in Electrochemistry. New York: Plenum Publishing. p. 267.