Trabalho Sobre Flotação

CENTRO EDUCACIONAL SÃO CAMILO / ES.

Curso Técnico em Mineração.

Disciplina: Processos de Mineração.

Professor: xxxxxxx

Aluno: xxxxxxxxx.

Pesquisa sobre Flotação.

Cachoeiro de Itapemirim / ES, 01 de Dezembro de 2007.

A flotação é um método de separação de misturas. Trata-se de uma técnica de separação muito usada na indústria de minerais, na remoção de tinta de papel e no tratamento de esgoto, entre outras utilizações. A técnica utiliza diferenças nas propriedades superficiais de partículas diferentes para as separar. As partículas a serem flotadas são tornadas hidrofóbicas pela adição dos produtos químicos apropriados. Então, fazem-se passar bolhas de ar através da mistura e as partículas que se pretende recolher ligam-se ao ar e deslocam-se para a superfície, onde se acumulam sob a forma de espuma. Em resumo, a flotação é um processo de separação de sólido-líquido, que anexa o sólido à superfície de bolhas de gás fazendo com que ele se separe do líquido.

• A flotação deriva do verbo, flotoar, no caso, se você põe água em um recipiente com areia e serragem, a areia ficará no fundo e a serragem flotoará, daí vem o termo flotação, porque ao jogar água, a serragem flotoa!

Em química, separações de misturas são utilizadas para decompor misturas de substâncias em um sistema qualquer nos dois ou mais componentes originais. É realizada para as mais diversas finalidades, da química analítica à engenharia química ou de petróleo. Dentre os métodos, alguns, por mais que pareçam ter pouca utilidade, são essenciais em processos de mineração ou análises farmacêuticas.

Os métodos para que isso se concretize são muitos, filtração, destilação, decantação, cromatografia, derivatização, entre outros. Cada método de separação é utilizado para certo tipo de mistura, que pode ser dividida basicamente entre homogênea e heterogênea. E também, cada método tem seu modo de separação, podendo ser de modo mecânico ou reacional químico.

A flotação é um processo de separação de partículas suspensas em meio líquido baseado na propriedade da interface sólido-líquido. O processo de flotação é o inverso da sedimentação, no qual as partículas acumulam-se na interface líquido-gás das bolhas de ar, induzidas no meio líquido pelo borbulhamento de gás. As bolhas têm densidade menor que a da fase líquida e migram para superfície arrastando as partículas seletivamente aderidas, em função da afinidade da superfície da partícula com a fase gasosa. Constitui-se numa aplicação muito importante, mas bastante complexa da química de superfície. Devido à sua simplicidade operacional, o processo é utilizado para separar uma grande variedade de sólidos, principalmente minerais.

Em resumo, a flotação é um proceso de separação de sólido-líquido, que anexa o sólido à superfície de bolhas de gás fazendo com que ele se separe do líquido.

Na flotação estão envolvidos os três estados da matéria - sólido, líquido e gasoso - sendo cada um deles composto por uma série de substâncias químicas. O minério (sólido pulverizado) é uma complexa mistura de minerais, em tal grau que cada partícula é uma fase diferente. O ar é uma mistura de gases (incluindo o oxigênio quimicamente reativo), e o líquido contém pelo menos três reagentes adicionados deliberadamente (conhecidos como reguladores, coletores e espumantes, que serão explicados a seguir) além dos outros minérios dissolvidos na água.

Em teoria todos os minérios metalicos não-ferrosos podem ser separados por flotação. Minérios de enxofre são os mais estudados pelo processo. Algo da ordem de bilhões de toneladas de minérios por ano são processados por flotação.

Existem vários tipos de flotação, a saber: eletro-flotação, flotação por ar disperso, flotação por ar dissolvido, flotação por aspersão (nozzle), flotação centrifuga, flotação rápida e flotação por cavitação. Dentre estes diversos tipos de processos, a flotação em coluna tem apresentado melhor desempenho na mineração e pode ser adaptada para outras aplicações.

Processo de Flotação.

O processo de flotação será explicado seguindo as seguintes etapas:

1) A geração de bolhas de gás (ar) e a adesão seletiva das partículas a serem removidas à bolha.

As particulas são carregadas para a superfície e são adicionadas à espuma se elas conseguirem ficar presas às bolhas de gás. A adesão das partículas à bolha só é possivel se a superfície da partícula for suficientemente hidrofóbica. Além disso, para que uma partícula possa flutuar sobre a superfície de um líquido, a força ascendente total do menisco que envolve a partícula deve contrabalançar o peso aparente da partícula; por exemplo, uma agulha recoberta de cera pode flutuar sobre uma superfície de água e a seguir afundar mediante a ação de um detergente. A flotação de um sólido sobre uma superfície líquida é função do ângulo de contato θ, esta é uma variável importante para a adesão do sólido à bolha.

Figura 4.1: Componentes da tensão interfacial (energia) para o equilíbrio de uma gota de líquido em contato com uma superfície gasosa (ar). Fonte: Stumm.

Este sistema obedece à seguinte equação derivada da Equação de Young:

O ângulo de contato aumenta (cosθ diminui) com o aumento da característica hidrofóbica da superfície do sólido (γSV<γSV), ou seja, é necessária uma intensa adsorção na superfície ar-sólido e uma mínima adsorção na superfície sólido-água. Para uma adesão satisfatória são necessários ângulos de contato de pelo menos 50° a 75°. Para uma boa adesão às bolhas o ângulo de contato deve ser preferencialmente superior à 90°.

Figura 2: Ângulo de contato entre uma partícula numa superfície líquida liofóbica - interação liofóbica.

E como esse ângulo pode rapidamente ser modificado por fatores como substâncias gordurosas na superfície, materiais tenso-ativos,