ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: ESTUDO DA MICROFLOTAÇÃO DE FELDSPATO POTÁSSICO E QUARTZO UTILIZANDO AMINAS SINTETIZADAS A PARTIR DE ÁCIDOS GRAXOS
AUTORES: FILHO,J.B;MUNIZ,C.S;DANTAS,T.N;LIMA,R.F (UFRN)
RESUMO: A indústria cerâmica busca técnicas que podem ser empregadas para a separação de minerais, os quais ocorrem usualmente intercrescidos. O presente trabalho mostra resultados de estudos de microflotação para os minerais feldspato potássico e quartzo usando como reagentes as aminas AR1-S e AE4-S. Mantendo-se o pH=4 e variando-se a concentração dos coletores, foi estabelecida a concentração de 1x10-3M como a mais adequada para realização da etapa seguinte. Na segunda fase, variou-se o pH entre 2 e 4, mantendo-se constante a concentração das aminas em 1x10-3M. Os melhores resultados foram obtidos com a amina AR1-S, entre os pHs 2,5 a 3, com recuperações de cerca de 90% para o quartzo e variando entre 40 e 45% para o feldspato.
PALAVRAS CHAVES: microflotação, quartzo, feldspato.
INTRODUÇÃO: Devido à larga utilização do feldspato potássico e de outros minerais na indústria cerâmica, a cada ano são movimentados milhões de reais em exportações. Apesar de algumas jazidas serem pouco exploradas, existe a necessidade de lidar com o rejeito, bem como de aproveitar porções dos corpos pegmatíticos nas quais ocorrem intercrescimentos quartzo-feldspato. Isto leva a perdas econômicas e problemas ambientais, decorrentes das atividades mineiras, principalmente na região do Seridó norte riograndense, que é o principal produtor de matéria prima para a indústria cerâmica do Rio Grande do Norte e estados vizinhos.
A adsorção do acetato de eteramina sobre as superfícies da hematita e do quartzo pode ocorrer por atração eletrostática entre os íons eteramônio e a superfície dos minerais carregada negativamente, e por ligações de van der Walls entre os carbonos do cátion eteramônio e da amina molecular, presentes no sistema [1].
Uma queda de flotabilidade poderia estar relacionada com a alta concentração de íons eteramônios em solução, que, depois de saturada a primeira camada, levaria à formação de uma segunda camada destes íons adsorvidos na superfície do mineral, tornando-a menos hidrofóbica e causando dessa forma a diminuição da flotabilidade [2].
Estudos sobre o potencial zeta do quartzo e da hematita sob a influencia de acetato de eteramina, constataram que a atração de cátions eteramônio pelo quartzo é bem maior que pela hematita, devido à superfície dessa última ser menos negativa [3].
Esse trabalho tem como objetivo avaliar as melhores condições para a separação dos minerais feldspato potássico e quartzo utilizando aminas sintetizadas a partir de ácidos graxos, provenientes do óleo da mamona.
MATERIAL E MÉTODOS: Obtenção das amostras: Para a realização dos experimentos de microflotação foram utilizadas amostras dos minerais feldspato potássico e quartzo na sua forma pura, ambos na faixa granulométrica de -100 +150# mesh tyler, cedidas pela empresa ARMIL MINERAÇÃO DO NORDESTE proveniente de áreas de lavra da Região do Seridó norte riograndense.
Caracterização química das amostras: As análises realizadas por espectrometria de fluorescência de raios X para atestar a pureza das amostras, apresentaram os seguintes resultados para o quartzo: SiO2 91,22%; Al2O3 1,10%; Fe2O3 0,05%; TiO2 0,01%; CaO 0,03%; MgO 0,07%; K2O 0,04%; para o feldspato os teores encontrados foram SiO2 68,30%; Al2O3 17,20%; Fe2O3 0,14%; TiO2 0,011%; CaO 0,44%; MgO 0,025%; K2O 9,10%; Na2O 4,05%.
Ponto isoelétrico (IEP) das amostras: Os pontos isoelétricos determinados pelo método de Mular e Roberts para as amostras foram em torno do pH=6 para o feldspato e entre os pHs 2 e 3 para o quartzo [4].
Microflotação em tubo de Hallimond: O tubo de Hallimond modificado é uma célula de flotação em dimensões de bancada utilizada para estudos de flotabilidade de sólidos em pequenas quantidades, entre 1 e 2 g. A flotação é um processo de separação sólido-líquido em que as partículas a serem flotadas são hidrofobizadas pela adição de surfatantes apropriados. Como reagentes foram utilizadas as aminas AR1-S e AE4-S como coletores, e o ácido nítrico (HNO3) para o ajuste de pH. As melhores condições de flotação estabelecidas para os testes foram 2g de amostra condicionada em 100mL de solução coletora durante 5 minutos, vazão de ar de 197 mL/min, tempo de flotação de 2 minutos e a velocidade de agitação da polpa de 6.5 rpm.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A primeira etapa do estudo constou de avaliar, sob pH constante 4, a recuperação dos minerais quartzo e feldspato, utilizando-se as aminas AR1-S e AE4-S. A escolha do pH 4 deu-se em função de ser um valor intermediário entre os pontos isoelétricos determinados em estudo anterior [4] para o quartzo e feldspato potássico, respectivamente de 2-3 e 6. Os resultados são encontrados na Figura 1.
Os percentuais de recuperação são significativos na concentração de coletor 1 x 10-3 M para AR1-S. Por esta razão optou-se por averiguar a flotabilidade desses minerais com as aminas em função do pH, na concentração de 1 x 10-3 M como pode ser observado na Figura 2.
O percentual máximo de recuperação do quartzo foi de 89,49% em pH=3,0 e do feldspato de 89,74% em pH=4,0 para AR1-S. Com AE4-S esses percentuais para o quartzo foram de 43,32% em pH=2,0 e para o feldspato de 59,78% em pH=2,5. Os melhores resultados foram obtidos com AR1-S, entre os pHs 2,5 a 3, com recuperações de cerca de 90% para o quartzo e entre 40 e 45% para o feldspato.
Estes resultados promissores na faixa de pH entre 2,5 e 3 podem ser explicados pelo fato de que a carga superficial do feldspato é contrária à dos íons da solução. Quando se utilizou AR1-S, essas ligações ocorrem entre os íons nitrogênio e carbônico com a superfície do mineral e as bolhas de oxigênio do meio, mas em pHs mais altos a hidroxila da molécula também passa a fazer ligações com o feldspato devido esse adquirir sítios positivos em maiores proporções. Ao se utilizar AE4-S ocorrem às atrações eletrostáticas entre os íons nitrogênio com a superfície do mineral e as bolhas de oxigênio, mas também ocorre a formação de multicamadas na superfície do mineral que provoca uma queda na flotabilidade.
CONCLUSÕES: Para as aminas utilizadas a melhor concentração foi de 1x10-3M e dentre os minerais testados o quartzo apresentou com AR1-S a melhor recuperação. Os resultados obtidos indicam que essa amina pode ser utilizada na flotação de quartzo como uma alternativa aos reagentes tradicionais, substituindo a importação de reagentes caros convencionais usados atualmente.
AGRADECIMENTOS: Ao CNPq pela bolsa PIBIC concedida ao primeiro autor e a CAPES.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1. LIMA, R. M. F. Adsorção de amido e de amina na superfície da hematita e do quartzo e sua influência na flotação. Belo Horizonte: UFMG, Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais, 1997. 238p. (Tese de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Minas - Tecnologia Mineral).
2. ROSSI, E. E., ARRIETA, C., CIRIBENI, V., FERRETTI, R.J. Depression areas in flotation graphs produced by the adsorption of a second layer in froth flotation. Minerals & Metallurgical Processing. v. 8, n. 1, p.7-15, February 1991.
3. LIMA, R. M. F. QUIRINO L. Efeito da adsorção de amina no potencial zeta da hematita e do quartzo. Revista escola de Minas, Ouro preto, p. 45-49, Jan. Mar. 2003.
4. NASCIMENTO, T. A. F. Determinação do ponto isoelétrico de quartzo e feldspato de pegmatitos da província borborema. XVII Congresso de iniciação científica da UFRN, de 03 a 08 de Outubro de 2006, Natal Rio Grande do Norte.
