Desempenho do amido de sorgo como depressor na flotação catiônica reversa de minério de ferro

Abstract

No processo de flotação de minério de ferro a dependência de depressores à base de milho, sujeitos à competição com a indústria alimentícia, cria incertezas nos custos do processo. Por este fato, diversas fontes botânicas de amido alternativas vêm sendo estudadas para se avaliar sua aplicabilidade como depressor no processo de flotação de minérios. No presente estudo, foi investigado a utilização de depressores derivados do sorgo na flotação catiônica reversa de minério de ferro, através de ensaios em escala de bancada. Na caracterização do minério foi verificado que cerca de 64% do ferro estava concentrado em partículas menores que 38 μm. A predominância dos minerais hematita e quartzo foi identificada por meio de diversas técnicas, como difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Foram observadas, via análise modal por MLA, outras espécies minerais, incluindo micas, gibbsita, argilominerais, óxidos de titânio, óxidos de manganês, barita, carbonatos, apatita e fosfatos secundários de alumínio. Cerca de 87,3% das partículas de hematita estavam completamente liberadas acima de 150 μm, aumentando para 98,5% em frações abaixo de 25 μm, indicando alto grau de liberação da hematita no minério. Em relação à caracterização dos depressores, o gritz de milho apresentou um teor de óleo (1,253 ± 0,113%) mais baixo do que a farinha de sorgo (2,780 ± 0,057%), devido ao processo de degerminação incluído na produção do gritz. Além disso, foi investigada a gelatinização do amido de sorgo em diferentes razões amido:NaOH. A gelatinização foi mais eficaz em proporções de amido:NaOH inferiores a 7,5:1. O planejamento dos ensaios de flotação foi dividido em cinco etapas. O tempo ótimo de flotação obtido na primeira etapa foi de 4 minutos. Esse tempo foi escolhido como ideal para conduzir as próximas fases dos ensaios de flotação. Na segunda etapa, foi observado que a substituição do gritz de milho pela farinha de sorgo não teve um impacto significativo nos resultados da flotação. Ambos os depressores geraram concentrados com teores de Fe em torno de 63% e recuperações de Fe de aproximadamente 83%. Essa equivalência de desempenho pode ser explicada por semelhanças nas propriedades entre o sorgo e o milho. O amido de sorgo apresentou um desempenho ainda mais favorável na flotação em comparação com sua farinha correspondente, produzindo concentrados com teores de Fe em torno de 65% e recuperações de Fe superiores a 90%. Na terceira etapa foi constatado que tanto a variação da dosagem dos depressores à base de sorgo quanto do pH da flotação foram significativas no desempenho do processo. A farinha promoveu melhores resultados com uma dosagem de 1700 g/tFe em pH 10,0, alcançando teores de Fe superiores a 64% e recuperações metalúrgicas na faixa de 93%. Na quarta etapa, na qual foi avaliado o efeito da razão amido:NaOH nos resultados da flotação, foi evidenciado que o excesso de NaOH prejudica o processo devido a possíveis efeitos de floculação e formação de clatratos. Os resultados mais satisfatórios foram obtidos com uma razão entre 5:1 e 10:1, sugerindo a possibilidade de reduzir a quantidade de NaOH no processo industrial sem prejudicar a qualidade do concentrado. Os resultados da flotação cleaner (última etapa) indicaram que a farinha de sorgo gelatinizada na proporção otimizada de 7,5:1 obteve um desempenho satisfatório, com concentrados contendo teores de Fe acima de 67%e recuperação de Fe em torno de 90%. Além disso, os ensaios cleaner comparativos entre o gritz de milho e a farinha de sorgo nas condições padrão não mostraram diferenças significativas. Ambos os depressores geraram concentrados com teores de Fe em torno de 67% e recuperações de Fe entre 88% e 90%. Portanto, os resultados obtidos ao longo do trabalho destacam que a farinha de sorgo pode ser uma alternativa tecnicamente eficaz como depressor na flotação catiônica reversa de minério de ferro.