ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: QUANTIFICAÇÃO, ADSORÇÃO E RECICLAGEM DE ÉTER-AMINAS EM REJEITOS DA FLOTAÇÃO DE MINÉRIO DE FERRO
AUTORES: GONÇALVES, A.A.D.S. (UFOP) ; SILVA, F.M.F. (UFOP) ; CARVALHO, C.F. (UFOP)
RESUMO: (:) AS ÉTER-AMINAS GRAXAS SÃO UTILIZADAS NA FLOTAÇÃO DE MINÉRIO DE FERRO E, APÓS A UTILIZAÇÃO, SÃO DESCARTADAS EM BARRAGENS DE REJEITOS. O PRESENTE TRABALHO OBJETIVA QUANTIFICAR AS ÉTER-AMINAS RESIDUAIS PROVENINETES DO PROCESSO. VISANDO A RECUPERAÇÃO, REUTILIZAÇÃO E OTIMIZAÇÃO DESTAS. PARA A RECUPERAÇÃO DAS ÉTER-AMINAS FORAM FEITOS TESTES DE ADSORÇÃO COM ZEÓLITAS E CARVÃO ATIVADO, SENDO REALIZADOS COM PADRÕES DE ÉTER-AMINA E REJEITOS COLETADOS DE QUATRO UNIDADES DE FLOTAÇÃO DE UMA GRANDE EMPRESA DO ESTADO DE MINAS GERAIS. TAMBÉM FORAM REALIZADOS TESTES DE FLOTAÇÃO SEGUNDO A GRANULOMÉTRIA MINERAL, USANDO AMIDO COMO DEPRESSOR E ÉTER-AMINAS COMO COLETORES. A QUANTIFICAÇÃO DE ÉTER-AMINAS É IMPORTANTE PARA POSTERIOR ESTUDO DA RECICLAGEM DELAS CONTIDAS NO REJEITO, DIMINUINDO IMPACTOS AMBIENTAIS.
PALAVRAS CHAVES: palavras chaves: flotação reversa, reciclagem, éter-aminas graxas.
INTRODUÇÃO: (:) UMA PRÁTICA USUAL PARA A CONCENTRAÇÃO DE MINÉRIOS DE FERRO É A FLOTAÇÃO CATIÔNICA REVERSA QUE CONSISTE EM FLOTAR O MINERAL DE GANGA (QUARTZO) E DEPRIMIR O MINERAL DE FERRO (HEMATITA) SENDO ESTES OS PRINCIPAIS CONSTITUINTES DO ITABIRITO DE MINAS GERAIS. ESSE PROCESSO UTILIZA DE ÉTER-AMINAS GRAXAS COMO COLETORES CATIÔNICOS E AMIDO COMO DEPRESSOR. AS AMINAS GRAXAS SÃO COMPOSTOS QUE CONTÉM UM OU MAIS ÁTOMOS DE NITROGÊNIO LIGADOS A UM GRUPO ALQUIL DE DOZE OU MAIS ÁTOMOS DE CARBONO. AS CADEIAS CARBONICAS PODEM VARIAR NO TAMANHO E GRAU DE INSATURAÇÃO, AS QUAIS DEPENDEM DAS MATÉRIAS PRIMAS UTILIZADAS, SENDO AS PRINCIPAIS FONTES DESSAS CADEIAS OS ÁCIDOS GRAXOS DERIVADOS DE ÓLEOS VEGETAIS E GORDURAS ANIMAIS.
APÓS A UTILIZAÇÃO DOS COMPOSTOS DE AMINAS NO PROCESSO DE FLOTAÇÃO, AS MESMAS SÃO DESCARTADAS PARA AS BARRAGENS DE REJEITO. ESTIMAS-SE QUE APROXIMADAMENTE 5500 TONELADAS DE DERIVADOS DE AMINA SEJAM UTILIZADAS ANUALMENTE NO BRASIL EM PROCESSOS DE FLOTAÇÃO (NEDER, 2005). AS ÉTER-AMINAS DESCARTADAS PARA BARRAGENS DE REJEITOS POSSUEM UM PERÍODO DE DEGRADAÇÃO (CHAVES, 2001). EM ESTUDOS ANTERIORES (ARAÚJO, 2007) MOSTROU QUE O PROCESSO DE DEGRADAÇÃO OCORRE ATRAVÉS DE MICROORGANISMOS, MAS NÃO FOI POSSÍVEL IDENTIFICAR OS PRODUTOS FORMADOS.
O PRESENTE TRABALHO OBJETIVA QUANTIFICAR AS AMINAS RESIDUAIS GERADAS NO PROCESSO DE FLOTAÇÃO POR DIFERENÇAS GRANULOMÉTRICAS E A ADSORÇÃO DAS MESMAS. OS EFLUENTES E RESÍDUOS GERADOS CONTÉM AINDA SIGNIFICATIVAS CONCENTRAÇÕES DE MINÉRIO DE FERRO, ALÉM DE COMPOSTOS ORGÂNICOS CONSTITUINTES DE UMA COMPOSIÇÃO VARIÁVEL DE AMINAS ALIFÁTICAS. É IMPORTANTE, PORTANTO, CARACTERIZAR ESTE REJEITO INDUSTRIAL, PARA VERIFICAR OS POSSÍVEIS DANOS AO AMBIENTE, ALÉM DE ESTUDAR A POSSIBILIDADE DE RECICLAR ESTE IMPORTANTE INSUMO INDUSTRIAL.
MATERIAL E MÉTODOS: (:) PARA DETERMINADOS CORANTES ÁCIDOS AS AMINAS GRAXAS FORMAM COMPOSTOS CORADOS DE ADIÇÃO QUE CONTRARIAMENTE AO CORANTE DE PARTIDA, SÃO SOLÚVEIS EM SOLVENTES ORGÂNICOS. ASSIM, EM UM SISTEMA DE DUAS FASES, CLOROFÓRMIO E SOLUÇÃO AQUOSA DE VERDE DE BROMOCRESOL (pH=5), COLOCA-SE UMA SOLUÇÃO DILUÍDA DE ÉTER-AMINA E AGITA, TINGINDO O CLOROFÓRMIO DE AMARELO. O GRAU DE COLORAÇÃO DEPENDE DA CONCENTRAÇÃO DA AMINA PRESENTE NA AMOSTRA. A PARTIR DE UMA CURVA DE PADRÕES (FIGURA 1.a) DETERMINOU-SE A CONCENTRAÇÃO DE AMINA NAS AMOSTRAS. AS LEITURAS DE ABSORBÂNCIA FORAM REALIZADAS EM UM ESPECTROFOTÔMETRO BIOESPECTRO 2000UV, COM COMPRIMENTO DE ONDA DE 405nm E CUBETA DE 10mm.
A AMOSTRA DE MINÉRIO UTILIZADA PARA OS TESTES DE FLOTAÇÃO EM BANCADA FORAM COLETADAS DO UNDERFLOW DO HIDROCICLONE QUE ALIMENTA A FLOTAÇÃO CONVENCIONAL DE UMA GRANDE EMPRESA DO ESTADO DE MINAS GERAIS. A SEPARAÇÃO GRANULOMÉTRICA FOI REALIZADA ATRAVÉS DE PENEIRAMENTO NAS FAIXAS DE +0,149 a +0,044mm. A DETERMINAÇÃO DE FERRO FOI REALIZADA POR TITULAÇÃO SEGUNDO A ABNT (2003), MAS CORRIGIDA PARA OBTENÇÃO DE UMA FAIXA MENOR DE ERROS ANALÍTICOS (SAMPAIO, 2006).
CADA FRAÇÃO GRANULOMÉTRICA, BEM COMO O MINÉRIO BRUTO FOI SUBMETIDO A UMA FLOTAÇÃO EM BANCADA. OS EXPERIMENTOS FORAM REALIZADOS EM UMA CÉLULA DE FLOTAÇÃO DA MARCA DENVER COM UMA CUBA DE 2L. AS CONDIÇÕES DOS TESTES FORAM: 1200 rpm, 45% DE SÓLIDOS, CONDICIONAMENTO DO AMIDO POR 5 MINUTOS E CONDICIONAMENTO DO COLETOR POR 1 MINUTO E REMOÇÃO DA ESPUMA. OS TESTES FORAM REALIZADOS EM pH=10,5 E DOSAGEM DO COLETOR DE 46g/t PARA A MISTURA EDA 3B 25% e F 2835 75% .
OS TESTES DE ADSORÇÃO FORAM REALIZADOS COM 0,1, 0,3 e 1,0g DE CARVÃO ATIVADO E 0,5 e 1,0g DE ZEÓLITA CALCINADA PARA 100mL DE SOLUÇÃO DA ÉTER-AMINA ONDE AS CONCENTRAÇÕES FORAM VARIADAS, AGITADAS A 180rpm POR UMA HORA.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: (:)A FIGURA 1.a MOSTRA A ABSORBÂNCIA ANTES E APÓS DAS ADSORÇÕES NOS REJEITOS DE FLOTAÇÃO. QUANTIFICADOS PELO MÉTODO DO VERDE DE BROMOCRESOL (FIGURA 1.b). OS RESULTADOS MOSTRAM UMA ABSORBÂNCIA DENTRO DO ERRO DE 2ppm. O TESTE DE 1g DE ZEÓLITA FOI REFEITO COM UM TEMPO MAIOR, MOSTRANDO QUE 2,5h É O SUFICIENTE PARA ADSORÇÃO TOTAL DAS ÉTER-AMINAS.
NAS ADSORÇÕES DE 1g DE CARVÃO ATIVADO COM PADRÕES DE 100,200,500 e 1000ppm OBSERVOU-SE QUE O CARVÃO ADSORVE TODA ÉTER-AMINA, RESULTADO ESPERADO POIS AS ÉTER-AMINAS SÃO GRAXAS, TENDO GRANDE AFINIDADE, INTERAÇÃO DE VAN DER WALLS, COM O CARVÃO.
A ESTRUTURA CRISTALINA DAS ZEÓLITAS É FORMADA POR TETRAEDROS DE SiO4 E AlO4, FORMANDO POLIEDROS QUE SE ARRANJAM TRIDIMENSIONALMENTE DANDO ORIGEM A POROS DE DIMENSÕES MOLECULARES. COMO O GRUPO AlO4 APRESENTA EXCESSO DE CARGAS NEGATIVAS A ESTRUTURA É COMPENSADA ELETRONICAMENTE POR ÍONS POSITIVOS, NÃO EXISTENTES NAS CALCINADAS, O QUE AUMENTA O NÚMERO DE SÍTIOS ADSORTIVOS. COM TAIS CARACTERÍSTICAS AS ZEÓLITAS CALCINADAS SE MOSTRARAM PROMISSORAS NO PROCESSO DE ADSORÇÃO DAS ÉTER-AMINAS.
NA FIGURA 2 OBSERVA-SE QUE NA FRAÇÃO FLOTADO LÍQUIDO A QUANTIDADE DE ÉTER-AMINA EXTRAÍDA FOI DE 14,2mg NO MINÉRIO BRUTO E MEDIA 13,6mg NAS FRAÇÕES GRANULOMÉTRICAS. TAL VALOR INDICA A VIABILIDADE DE RECICLAR A ÉTER-AMINA DO FLOTADO. ESTUDOS DE QUANTIFICAÇÃO NO PROCESSO INDUSTRIAL DE DUAS MINERADORAS MOSTRAM QUE A CONCENTRAÇÃO DE AMINA NO FLOTADO LÍQUIDO VARIA DE 5 A 45ppm. ESTES DADOS REFORÇAM A IDÉIA DE RECICLAR AS ÉTER-AMINAS.OBSERVA-SE TAMBÉM QUE NA FRAÇÃO DE -0,053 +0,044, EXISTE UM GRANDE TEOR DE FERRO NO FLOTADO SÓLIDO.ISSO SE MOSTRA DE GRANDE VALIA PARA UM MENOR USO DE ÉTER-AMINA EM UMA POSSÍVEL SEPARAÇÃO GRANULOMÉTRICA NO PROCESSO,DIMINUINDO ASSIM A QUANTIDADE DE ÉTER-AMINA DESPEJADA NA BARRAGEM DE REJEITOS.
CONCLUSÕES: O FLOTADO LÍQUIDO FOI A FRAÇÃO QUE APRESENTOU MAIOR QUANTIDADE DE ÉTER-AMINA. O QUE VIABILIZA A RECICLAGEM DAS ÉTER-AMINAS REUTILIZANDO A ÁGUA DO FLOTADO LÍQUIDO. A RECUPERAÇÃO DE ÉTER-AMINAs, PRESENTE NO FLOTADO SÓLIDO, COM CLOROFÓRMIO DEVE SER INVIÁVEL EM LARGA ESCALA. A ADSORÇÃO DE ÉTER-AMINA TEVE BONS RESULTADOS, UMA VEZ QUE BAIXAS MASSAS DE ADSORVENTES ADSORVERAM ALTAS MASSAS DE SORBATOS. TANTO AS ZEÓLITAS CALCINADAS QUANTO O CARVÃO ATIVADO PODEM SER UTILIZADOS PARA RECUPERAÇÃO DAS ÉTER-AMINAS NO FLOTADO OU ATÉ MESMO NA BARRAGEM DE REJEITOS, DIMINUINDO OS IMPACTOS AMBIENTAIS.
AGRADECIMENTOS: AGRADEÇO AOS MEUS PAIS, GLAUCIA E DOMINGOS, PELO INCENTIVO E FORÇA. AOS MEUS AMIGOS CORNÉLIO, MICHAEL, FERNANDA, LEILA E LAURA PELO AJUDA NO TRABALHO CIENTIFICO
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ARAÚJO, D. M. Reciclagem de Resíduos da Flotação de Minério de Ferro: Caracterização e Estudos da Biodegração das Aminas nas Barragens de Rejeito. Dissertação de Doutorado. Instituto de Ciências Exatas. Universidade Federal de Minas Gerais. 130p. 2007.
CHAVES, L. C. Estudo de resíduos sólidos gerados na flotação de minério de ferro: Quantificação e decomposição de aminas no meio ambiente. Dissertação de Mestrado. Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, 90p. 2001.
NEDER, E.E. 2005. O Uso das Aminas Graxas e seus Derivados na Flotação de Minérios Brasileiros. Universidade de São Paulo. Dissertação de Mestrado, 91p.
SAMPAIO,2006. Determinação analítica do teor de ferro total em minério de ferro, método alternativo a norma NBR ISO 9507, redução por cloreto de titanio três.
