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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

    FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA

    PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

    ESTUDO SOBRE A FLOTAÇÃO DE SILICATOS EM COLUNA PARA

    O PROCESSO DE CONCENTRAÇÃO DA APATITA

    Alessandra Achcar Monteiro Silva

    Uberlândia 2005

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

    FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA

    PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

    ESTUDO SOBRE A FLOTAÇÃO DE SILICATOS EM COLUNA PARA O

    PROCESSO DE CONCENTRAÇÃO DA APATITA

    Alessandra Achcar Monteiro Silva

    Dissertação de Mestrado apresentada à

    Universidade Federal de Uberlândia como

    parte dos requisitos necessários à obtenção

    do título de Mestre em Engenharia Química,

    da Faculdade de Engenharia Química, área

    de Concentração e Desenvolvimento de

    Processos Químicos.

    Uberlândia - MG

    2005

  • MEMBROS DA BANCA EXAMINADORA DA DISSERTAÇÃO DE MESTRADO DE

    ALESSANDRA ACHCAR MONTEIRO SILVA SUBMETIDA AO PROGRAMA DE PÓS-

    GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE

    UBERLÂNDIA COMO PARTE DOS REQUISITOS PARA OBTENÇÃO DO TÍTULO DE

    MESTRE EM ENGENHARIA QUÍMICA, EM 24/06/2005.

    BANCA EXAMINADORA:

    _______________________________________________________

    Prof. Dr. Marcos Antonio de Souza Barrozo

    (Orientador – PPG – FEQUI/UFU)

    _______________________________________________________

    Prof. Dr. Carlos Henrique Ataíde

    (Co-orientador – PPG – FEQUI/UFU)

    _______________________________________________________

    Dr. Rogério Contato Guimarães

    (Co-orientador – Bunge Fertilizantes)

    ________________________________________________________

    Prof. Dr. Wanderley Pereira de Oliveira

    ( USP – Ribeirão Preto)

  • SUMÁRIO

    Lista de Figuras...................................................................................................................... i

    Lista de Tabelas...................................................................................................................... ii

    Resumo................................................................................................................................... iii

    Abstract.................................................................................................................................. iv

    CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO ......................................................................................... 01

    CAPÍTULO II – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................... 05

    2.1– Desenvolvimento Histórico da Flotação......................................................................... 05

    2.1.1 – Flotação em óleo............................................................................................... 05

    2.1.2 – Flotação pelicular............................................................................................. 06

    2.1.3 – Flotação por espuma........................................................................................ 06

    2.1.4 – Flotação de fosfatos.......................................................................................... 08

    2.1.5 – Flotação de silicatos.......................................................................................... 09

    2.2 – Elementos da flotação.................................................................................................... 12

    2.3 – Fases e interfaces do processo de flotação.................................................................... 13

    2.3.1 – Fase líquida....................................................................................................... 13

    2.3.2 – Fase gasosa....................................................................................................... 14

    2.3.3 – Fase sólida........................................................................................................ 14

    2.3.4 – Interfaces.......................................................................................................... 15

    2.4 – Reagentes....................................................................................................................... 16

    2.4.1 – Coletores........................................................................................................... 17

    2.4.1.1 – Coletores catiônicos.............................................................................. 18

    2.4.2 – Espumantes....................................................................................................... 18

    2.4.3 – Reguladores....................................................................................................... 19

    2.5 – Mecanismo de flotação................................................................................................. 20

    2.6 – Equipamento de flotação............................................................................................... 22

    2.6.1 – Máquinas mecânicas......................................................................................... 22

    2.6.2 – Máquinas pneumáticas ..................................................................................... 25

    2.7 – Colunas de Flotação....................................................................................................... 29

    2.7.1 – Principais variáveis da coluna de flotação........................................................ 31

  • 2.7.1.1 – Vazão de ar........................................................................................... 32

    2.7.1.2 – Hold up do gás ..................................................................................... 33

    2.7.1.3 – Água de lavagem.................................................................................. 35

    2.7.1.4 – Altura da camada de espuma................................................................ 36

    2.7.1.5 – Bias....................................................................................................... 36

    2.7.1.6 – Tempo médio de residência.................................................................. 36

    2.7.1.7 – Tamanho das bolha de ar..................................................................... 37

    2.7.1.8 – Tamanho das partículas dos minerais.................................................. 38

    2.7.2 – Vantagens e desvantagens da coluna de flotação.............................................. 38

    2.8 – Planejamento experimental e tratamento estatístico dos dados.................................... 39

    2.8.1 – Análise canônica................................................................................................ 43

    CAPÍTULO III – MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................. 48

    3.1 – Coleta da amostra.......................................................................................................... 48

    3.2 – Descrição da unidade experimental .............................................................................. 48

    3.2.1 – Procedimentos preliminares de operação da unidade de flotação..................... 52

    3.3 – Condicionamento da polpa............................................................................................ 52

    3.3.1 – Reagentes.......................................................................................................... 52

    3.3.1.1 – Procedimento de diluição do coletor flotigam EDA............................. 53

    3.3.1.2 – Procedimento de gelatinização do depressor fubá de milho................. 53

    3.3.2 – Preparação da polpa.......................................................................................... 54

    3.3.2.1 – Procedimento de condicionamento do minério.................................... 54

    3.4 – Operação da coluna de flotação..................................................................................... 55

    3.5 – Caracterização das amostras......................................................................................... 55

    3.6.1 – Testes preliminares..................................................................................................... 56

    3.6.1 – Influência das variáveis operacionais................................................................ 56

    3.7 – Planejamento composto central..................................................................................... 57

    3.8 – Testes exploratórios...................................................................................................... 58

    3.9 – Análise global............................................................................................................... 60

    3.10 – Testes finais................................................................................................................ 60

    3.1