Testes Iniciais com Acetato de Dodecilamina

Os resultados dos testes com dodecilamina em faixa ampla de pH são mostrados nas figuras 5.1. e 5.2.

Figura 5.1. Microflotação com acetato de dodecilamina, 1x10-4_{M; faixa ampla de pH.}

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

pH Espo dumênioM icro clina

Quartzo M usco vita

Verifica-se na figura 5.1 que, para a concentração de dodecilamina de 1x10-4_{M, a}

flotabilidade da microclina assim como da muscovita permanece em 100%, em quase toda a faixa de pH investigada, e somente decresce abruptamente em pH 12,0 e pH 3,0. A flotabilidade do quartzo é nula desde pH 1,4 até pH 3,0 e, em torno de pH 3,5, constata-se o ponto de início de formação de hemimicelas com o aumento rápido da flotabilidade que alcança 100% em pH 5,0 e volta a cair em pH 12,0.

Este comportamento é relatado por diversos investigadores(21)(52)(55) _{e a diferença de}

flotabilidade entre o quartzo e microclina em pH 2,0 e quartzo e muscovita em pH 3,0 tem sido usada com sucesso em processos industriais de flotação para a separação desses minerais. Em geral a explicação para esta flotabilidade preferencial é a diferença nos pontos de carga zero da microclina e quartzo e a diferença da magnitude do potencial zeta da muscovita em relação ao quartzo nos valores de pH mencionados, atribuindo-se a natureza da interação entre estes minerais e a dodecilamina a forças puramente eletrostáticas. Embora a flotabilidade da microclina e muscovita mostrem realmente uma dependência direta com o pH, o presente trabalho indica que, no caso da muscovita a natureza da interação com a dodecilamina pode ter outras contribuições além de forças de natureza puramente eletrostáticas.

O espodumênio mantém flotabilidade insignificante desde pH 1,4 até pH 5,0 e o início de formação de hemimicelas acontece em pH 6,0. A flotabilidade atinge 100% próximo a pH 7,5 e inicia queda em pH 12,0. Os estudos de flotabilidade, em conjunto com os resultados dos estudos de potencial zeta que serão mostrados posteriormente, indicam que esse comportamento está associado ao valor do pH do PCZ do espodumênio e conseqüentemente à distribuição da carga de superfície do espodumênio em relação aos outros três minerais, embora no caso da muscovita parece existir mecanismo paralelo que contribui para a sua alta flotabilidade. A principal conseqüência das diferenças nas curvas de flotabilidade agora discriminadas é a possibilidade de uma flotação seletiva do espodumênio, não descrita na literatura pesquisada, na faixa de pH que vai de 4,5 até 5,5 (1,0 unidade de pH). O critério estabelecido para a definição da faixa de pH para flotação seletiva é flotabilidade menor que 10% e maior que 90% para afundado e flotado, respectivamente. Embora a literatura contenha inúmeros dados sobre a flotabilidade de espodumênio com coletores aniônicos, particularmente o oleato de sódio, existem muito poucos dados sobre a flotabilidade com coletores catiônicos, principalmente do grupo das aminas, e praticamente nenhum dado para a faixa de pH neutra e ácida.

Figura 5.2. Microflotação com dodecilamina ,1x10-5_{M, em faixa ampla de pH.}

O gráfico da figura 5.2 mostra o comportamento da flotabilidade dos minerais estudados para concentração de dodecilamina de 1x10-5_{M. O quartzo, espodumênio e}

microclina apresentam flotabilidade próxima de zero desde os valores de pH muito ácidos até alcançar valores de pH próximos de 9,0 quando a flotabilidade cresce apresentando valores máximos em torno de pH 10,0. Esse padrão de comportamento está de acordo com resultados da literatura e os máximos alcançados em pH 10,0 têm sido explicados pela coadsorção de moléculas neutras e cátions de dodecilamina embora, nesta situação, o fator primordial e iniciador da adsorção ainda seja a atração eletrostática entre os cátions da amina e a alta carga negativa da superfície dos minerais(60)_.

A muscovita, ao contrário dos outros minerais, mostra uma flotabilidade que cresce suave e constantemente a partir de valores de pH ácidos e alcança um máximo, quase um patamar, na região entre pH 7,0 e 9,0 e centrado em pH 8,0. Esse comportamento diferenciado pode ser devido à combinação de vários fatores característicos da muscovita:

• a muscovita apresenta uma carga estrutural negativa fixa, devido à substituição isomorfa de Si4+ _{por Al}3+ _{que é compensada pelos íons K}+_,

mas que após quebra independe do pH(6) _{e onde só se adsorvem}

cátions(115)_; 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH Espodumênio M icroclina Quartzo M usco vita Acetato de Dodecilamina 1x10 M-5

• a carga no plano basal é positiva devido aos íons K+ porém a dissolução de K+ _{é rápida completando-se em cerca de meia hora.}

Cerca de 22% a 56% da reação ocorre em 6 minutos dependendo das características da mica(116)_;

• a adsorção do cátion da amina pode ocorrer tanto nas arestas quanto por troca iônica com o íon K+ _{no plano basal}(117)(118)_;

• nos sítios de carga nas arestas podem adsorver cátions e ânions.

A combinação destes fatores faz com que a flotabilidade da muscovita ocorra com facilidade em ampla faixa de pH sendo ditada mais pela química de sua estrutura cristalina do que pelas características da amina. Uma evidência indireta desta situação é a menor flotabilidade da muscovita na região de pH 10,0, mostrada na figura 5.2.

Objetivando verificar a singularidade dos resultados de flotabilidade encontrados com o uso de dodecilamina, a resposta à flotação dos quatro minerais investigados foi também testada através do chamado diagrama de molhabilidade de Zisman(119) _para

se obter a tensão a superficial crítica de molhamento,

γ

metanol de diferentes concentrações em água destilada foram preparadas para a construção do diagrama.

A figura 5.3 e tabela 5.1 mostram a tensão superficial crítica de molhamento para os minerais estudados na presença de acetato de dodecilamina.

Figura 5.3. Tensão superficial crítica de molhamento.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10 20 30 40 50 60 70 80 Tensão Superficial (mN/m) Espodumênio Microclina Quartzo Muscovita ADA (5x10-4_M)

Tabela 5.2. Tensão superficial crítica de molhamento dos minerais investigados.

As curvas da figura 5.3 e os valores de

γ

seqüência decrescente de molhamento: espodumênio, quartzo, microclina e muscovita. Esses resultados estão em concordância e ratificam os resultados obtidos nos testes de microflotação com dodecilamina, 1x10-4_{M que mostraram a mesma}

sequência no crescimento da flotabilidade dos minerais.