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Procesamiento de minerales I Separações eletromagnéticas Maria Luiza Souza Montevideo – Porto Alegre 12-16 Agosto 2013 1 UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA –

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1 Procesamiento de minerales I Separações eletromagnéticas Maria Luiza Souza Montevideo – Porto Alegre Agosto UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

2 Capítulo 14 – Separações eletromagnéticas UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 2 Métodos magnéticos A separação magnética utiliza como atributo diferenciador o comportamento das partículas minerais sob a ação de um campo magnético. Os separadores magnéticos têm sido utilizados em separações minerais do tipo magnetita e hematita de quartzo. Destaca-se, neste particular, a aplicação pioneira da separação magnética de alta intensidade a úmido, para o sistema hematita/ quartzo, feita pela CVRD, ainda na década de Os materiais podem ser classificados em dois grandes grupos, de acordo com suas características magnéticas: materiais diamagnéticos e paramagnéticos. Os materiais diamagnéticos são repelidos, ao longo das linhas de força magnética, para os pontos onde a intensidade do campo é menor. E.g.: quartzo. Sob a ação de um campo magnético, os materiais paramagnéticos tendem e se alinhar com as linhas de força sendo atraídos os pontos de maior intensidade deste campo. E.g.: hematita, rutilo, ilmenita, wolframita, siderita, cromita, etc.

3 Capítulo 14 – Separações eletromagnéticas UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 3 Permeabilidade magnética Uma região do espaço onde existam forças magnéticas atuantes é chamada de campo magnético. Se uma partícula sólida é colocada em um campo magnético de intensidade H, no interior desta partícula será gerado um campo magnético induzido de intensidade B. A intensidade do campo induzido B é dada por B = H. Onde é uma constante característica do material, chamada permeabilidade magnética. As unidades em que B e H são expressos são diferentes. A intensidade de campo B é medida em gauss (G). Essa unidade indica o número de linhas de força por cm 2 que irradiam de um magneto. H é medido em ampere por metro (Am -1 ) e em tesla (T).

4 Capítulo 14 – Separações eletromagnéticas UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 4 A permeabilidade magnética,, representa a variação relativa do fluxo magnético em razão da presença do material sólido no interior do campo indutor. Conforme o valor e o sinal de, os materiais podem ser divididos em três categorias: 1.paramagnéticos ( > 0) – o campo induzido tem o mesmo sentido que o campo indutor e os dois campos se somam no interior da partícula; 2.diamagnéticos ( < 0) - o campo induzido tem o sentido oposto ao sentido do campo indutor e o campo indutor atenua o campo final no interior da partícula; 3.ferromagnéticos ( >> 0) - trata-se de um caso particular dos materiais paramagnéticos, em que o valor de é muito grande e B é da mesma ordem de grandeza de H. O campo induzido reforça o campo indutor no interior da partícula.

5 Capítulo 14 – Separações eletromagnéticas UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 5 O Quadro abaixo fornece o valor da intensidade de campo necessária para a separação de alguns minerais e metais e a força magnética (referida ao ferro metálico como 100) gerada nesse campo [1]. Mineral ou MetalCampo (G)Força proporcional Fortemente magnéticos Ferro metálico100 Magnetita500 a ,19 Pirrotita15,43 Moderadamente magnéticos Ilmenita11,67 Biotita50.00 a ,90 Wolframita5,68 Fracamente magnéticos Hematita4,64 Pirolusita a ,61 Manganita1,36 Muito fracamente magnéticos Rutilo0,93 Pirita a ,23* Scheelita0,15

6 Capítulo 14 – Separações eletromagnéticas UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 6 Figura 1- Separador magnético de tambor. Separador magnético de baixa intensidade Usado para tratar materiais ferromagnéticos e alguns materiais moderadamente magnéticos. Exemplo deste tipo de equipamento é o separador de tambor utilizado na recuperação da magnetita que forma o meio denso na lavagem de carvão. Usado também na concentração de areias ferromagnéticas.

7 Capítulo 14 – Separações eletromagnéticas UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 7 Figura 2- Separador magnético correia cruzada. Separador magnético de baixa intensidade O equipamento mostrado ao lado já foi muito usado no tratamento de areias pesadas, particularmente para separar a ilmenita de concentrados. Ainda é bastante usado em plantas de processamento para retirada de materiais ferrosos da alimentação de britadores e moinhos.

8 Capítulo 14 – Separações eletromagnéticas UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 8 Figura 3- Diagrama do separador magnético de rolo induzido. Separador magnético de alta intensidade Os separadores de rolo induzido são usados na remoção das impurezas ferruginosas presentes nos concentrados de sílica (areia), feldspato, barita, etc. Em etapas de concentração são usados no beneficiamento de minerais paramagnéticos tais como: monazita, cromita, granada, wolframita.

9 Capítulo 14 – Separações eletromagnéticas UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 9 Aplicações Práticas Na concentração de minérios, a principal aplicação da separação magnética a úmido de alta intensidade, é feita em Itabira (MG-BR), onde são usados separadores de carrossel, tipo Jones-Humbolt, na concentração de hematita. O uso desse tipo de separador, no início dos anos 70, permitiu viabilizar o aproveitamento de itabiritos, que até então não eram considerados minério de ferro. Outra aplicação da separação magnética a úmido de alta intensidade, é no beneficiamento de caulim, com finalidade de remover, minerais de ferro e titânio, prejudiciais à alvura do produto. Na CADAM (AM-BR), são utilizados separadores magnéticos que geram campo magnético da ordem de 5 T. Outras utilizações, são abaixo enumeradas: - remoção de impurezas magnéticas, dos concentrados de cassiterita, scheelita, areia quartzosa e do feldspato; - remoção da magnetita do amianto e dos minérios fosfatados; - purificação do talco, na recuperação de wolframita; - no beneficiamento de minérios de urânio e de minerais pesados (ilmenita, rutilo).

10 Capítulo 14 – Separações eletromagnéticas UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 10 Métodos elétricos A separação eletrostática é um processo de concentração de minérios que se baseia nas diferenças de algumas de suas propriedades, tais como: condutibilidade elétrica, susceptibilidade em adquirir cargas elétricas superficiais, forma geométrica, densidade, etc. Para promover a separação é necessária a existência de dois fatores elétricos: - um campo elétrico de intensidade suficiente para desviar uma partícula eletricamente carregada, quando em movimento na região do campo; - carga elétrica superficial das partículas, ou polarização induzida, que lhes permitam sofrer a influência do campo elétrico. O termo eletrostático é ainda empregado porque os primeiros separadores eram de natureza puramente eletrostática, sem o chamado fluxo iônico. Atualmente são usados equipamentos avançados, com maior aplicação comercial, em que a energia elétrica é aplicada em forma de fluxo iônico e denominada de eletrodinâmica.

11 Capítulo 14 – Separações eletromagnéticas UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 11 Figura 4- Diagrama do separador eletrodinâmico. Estes separadores são avaliados em relação ao diâmetro e comprimento do tambor. São fabricados equipamentos com diâmetros que variam 150 a 240 mm e comprimento até 3 m. A capacidade é calculada em termos da alimentação que atravessa o tambor nas unidades de tempo e de comprimento do mesmo podendo variar até kg/h.m, para minério de ferro, e kg/h.m, no caso de areia monazítica.

12 Capítulo 14 – Separações eletromagnéticas UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 12 Principais Aplicações O processo de separação eletrostática tem aplicações limitadas, tanto no processamento de minérios quanto em outras áreas, podemos citar: - concentração de minérios de ilmenita, rutilo, zircão, apatita, amianto, hematita e outros; - purificação de alimentos, tal como, remoção de certas impurezas presentes nos cereais; - remoção do cobre presente em resíduos industriais reaproveitáveis; - purificação dos gases em chaminés industriais, por meio de precipitação eletrostática.


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