FLOTACÃO DE FINOS DE CARVÃO DE LEÃO. Rosa Porto Wodtke 1 Elba Calesso Teixeira 2 Jaime Solari Saavedra 3 Jorge Ru b RESUMO

FLOTACÃO DE FINOS DE CARVÃO DE LEÃO.

RESUMO

Rosa Porto Wodtke 1 Elba Calesso Teixeira 2 Jaime Solari Saavedra 3

b . 4 Jorge Ru 10

O tratamento de finos de carvao é hoje uma necessidade ｩｭｰｾ＠ riosa por razões tanto económicas como ecológicas.

O presente estudo compreende o beneficiamento de finos de carvao do Leão(RS) pelo processo de flotação. Avaliaram-se os parâ-metros físicos e fisicoquimicos do processo na presença de diversos tipos de agentes coletores. Os resultados obtidos foram discutidos em termos dos fenômenos fisicoquímicos que ocorrem na interfase car vão/solução. Outrossim, estudaram-se p rocedimentos experimentais de laboratório e alternativas para circuitos de flotação a nível indus trial.

1. Mestrado, UFRGS; CENPES,Petrobrâs, RJ. 2. Mestrado, Pesquisadora, UFRGS

3. DIC; Ph.D., Professor Adjunto, PPGEMM/UFRGS 4. DIC, Ph.D., Professor Adjunto, PPGEMM/UFRGS

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Flotation of Coal Fines From Leão.

ABSTRACT

The treatment of coal fines is nowadays an urgent need due to both, economic and ecological reasons.

This work comprises the beneficiation of coal fines from Leão (RS) by froth flotation. Physical and physicochemical parameters were measured in the presence of various collectors. The re -sults were discussed in terms of interfacial phenomena occurring at the coal/water interface. ln addition, laboratory experimental techniques were studied and flowsheets for industrial flotation circuits were analyzed.

Introdução

A produção de carvao nacional está atualmente avaliada em torno de 6 milhÕes de toneladas/ano. Há objetivos de elevar esta produção para 25 milhÕes de toneladas ano no espaço de quatro anos. Antes da utilização do carvão mineral, a "lavagem" (beneficiamento) do car vão Brasileiro se faz necessário devido às associações com pirita

(Fes 2) e com às cinzas (material inorgânico não piritoso). Os ｰｲ］･ｾ＠ sos convencionais de beneficiamento convencional do carvão utiliza dos no Brasil sãq basicamente jigagem e meios densos. Entretanto, a eficiência destes processos gravimétricos diminui grandemente ｱｵ｡ｾ＠ do o tamanho médio das partículas processadas decresce até ôenos do que um milímetro (valor limite prático, o teórico deveria ser - 0.6

mm) (1).

O maior lavador do Brasil, o lavador de Capivari, Tubarão - SC usa diariamente cerca de 10 mil toneladas de água, que são devolvi das ao meio ambiente com ultrafinos em suspensão. No RS, os ｰｲ･｣･ｾ＠

sadores de carvão em Charqueadas e em Leão, somam cerca de 4 mil to neladas diárias de água. A Tabela I mostra exemplos das quantidades e características de alguns efluentes de Lavadores de carvão.

Tabela I

Características de efluentes típicos de Lavadores de Carvão *

Lavador Leão Charqueadas(AFP) Capivari Estiva C.Catarinense Sangão C.Crisciúma S/A. P. Siderópolis CCU.Urussanga M.Siderópolis % sÓlidos 1.7-2.4 30 2.7 2.4 3.23 2.32 3.67 4.3 3.05 2.4 água ton dia -l 3000-4000 250 9600 2000 2880 6000 7000 10000 1800 1250

.

*

c1nzas sólidos pH* ton dia -1 % 72-96 6.7-7.4 48 75 6.8 60 259 4.5-6 42-45 48 3.5 59 93 4.5 83 140 6 61 257 5.8 59 430 4.2 50.5 55 1.6 40 30 2.9 62

* Dados obtidos experimentalmente.Os outros foram fornecidos pelas canp:mhias citadas.

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Os Lavadores de Capivari e de Leão usam uma sedimentação prévia em lagoas de decantação. Porém, nenhum destes lavadores de carvão re-cicla a água utilizada na lavagem do carvão após de um processo de separação sólido- líquido. No RS há ｰ･ｲｳｰ･｣ｴｾｊ｡ｳ＠ para fins del989 da instalação de pelo menos 6 lavadores novos. Consequentemente as toneladas de suspensão jogadas no meio ambiente sem serem ｲ･｣ｵｰ･ｲｾ＠

das nem a água nem o material combustível irão atingir valores ｣ｯｾ＠ sideráveis. Como as bacias hidrográficas já estão bastante poluí -das, a recuperação (reciclagem) das "águas pretas" não pode ser a-diada, sob risco de um agravamento substancial.

De um modo g P.ral, as alternativas para tratamento de finos d e carvão se resumem em:

1) recuperação do materi a l combustível (beneficiamento prQ priamente dito);

2) separação sólido/ líquido (sem beneficiamento algum). Bene f iciamento. A recuperação d e stes finos é fundamentada em fenômenos exclusivamente s uperficiais, com ex c eçã o do processo de ciclonagem. Entre as possibilidade s mais concretas d e staca m-se: a) Ciclonagem. A ciclonagem estag iada (normalmente dois estágios) está

sendo ttilizado ro benefkiamento d e finos de carvã o nos Últimos te!1:! pos. A eficiência del'1onstrada atinge até fraç õ es de 250 )lm. pa-ra carvões americanos com baixa quantidade de mate rial Ｂｮ･｡ｲＭｧｲｾ＠

vity" ( 2).

b) Flotação. A flotação continua sendo o processo mais ｵｴｩｬ Ｑ ｾ ｡､ｯｮ｡＠ recuperação de frações finas na faixa -600 pm x O. No Bra sil, ･ ｾ＠ ta operação fica reduzida aos carvões metalúrg icos. Em o utro s países, a flotação dos finos constitui mais um dos distintos prQ cessas incluídos regularmente no flowsheet geral do beneficia -menta de carvões metalúrgicos e não metalúrgicos.

c) Aglomeração. Esférica. ｾ＠ um dos processos mais viáveis tecnica -mente na recuperação de finos e ultrafinos. Em carvões ｡ｵｳｴｲ｡ｬｾ＠

nos, a aglomeração esférica concorre com a flotação em ｴ･ｲｭｯｳｾ＠

conômicos. O processo tem sido redescoberta (já era conhecido em 1921!) nos últimos 5 anos e testado com êxito em diversos países (3, 4, 5). Basicamente, este processo é fundamentado no molhamento preferencial do carvão pelo óleo e na obtenção de um máximo no efeito capilar.

d) Floculação Seletiva. Corresponde à continuidade histórica deste processo que apareceu "on scene" no começo da dicada de 1970 co mo um dos mitodos potencialmente mais ricos no tratamento de fi nos (6).

A sua aplicação ao tratamento de ultrafinos de carvao tem sido analizada nos USA e na PolSnia com eficiincia discreta ＨｾＸｾ＠ No Brasil de um modo geral,aexperiência em carvoes do RS tem si do negativa (9, 10).

Separação sólido-liquido. Os processos mais empregados sao filtração, centrifugação e simples decantação em bacias ou ･ｳｰ･ｳｳｾ＠

dores. A seleção dos polimeros floculantes ou coagulantes é funda-mental na estimativa da eficiência do processo bem como no dimensfu namento do equipamento .

A presente contribuição tem relação com um estudo sistemá-tico que o ｐｐｇｅｍｾ＠ da UFffiS está realizando sobre caracte rização, benefi-ciamento, controle de poluição e utilização dos carvões do RS e

se

Nesta primeira contribuição são apresentados resultados de flota -ção de finos de carvão mineral do RS, especificamente do Leão pela sua possivel utilização no fluxograma de beneficiamento de ｾｩｮｯｳＬ＠ hoje rejeitados.

Experimental Materiais

Carvão. O carvao utilizado foi a fração -

o;3mm

provenien-te das peneiras desaguadoras (ver fluxograma, Figura 1). A coleta foi feita durante cinco dias seguidos (em midia) a intervalos de 1 hora. Testes de flotação realizados "in situ" (diretamente apóssua coleta) e após secagem a baixa temperatura (609C) não apresentaram diferenças significativas. Este produto tinha uma midia de 48-50 % de cinzas (base seca) . A granulometria do carvão foi determinada por peneiramento utilizando peneiras Tyler. A figura 2 ilustra a obediência da distribuição granulomitrica do carvão em estudo, à lei de distribuição de Rosin-Rammler-Bennet (11), dada por:

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F (x) onde: F(x) X n 100 [1 - e-(x/xl n]

% em peso de material passante em uma peneira de mesh quadrado de abertura x

tamanho médio de partícula (mm) coeficiente de distribuição

Reagentes . Todos os reagentes adotados sao produtos comer-ciais, de pureza industrial e foram usados tal qual foram forneci-dos. Os reagentes utilizados foram querosene, óleo diesel, óleo de pinho, silicato de sódio neutro e soluções de NaOH e HCl em concen-trações de 10% em peso como modificadores de pH.

Técnicas de operaçao

Os testes de flotação foram feitos utilizando células Den-ver modelo Sub - A com capacidade 2,5 litros e ｃｉｾｾｑ＠ modelo CF - 08 com capacidade de 8,7 litros. Diferenças menores do que 2% foram ｯｾ＠

tidas em termos de recuperação para ambas células em vários testes similares .

As técnicas de operação adotadas dizem respeito aos tipos de circuitos de flotacão e as condições de operação dos mesmos. Fo-ram utilizadas duas técnicas distintas, caracterizadas pelos cir-cuitos apresentados na tabela II. Os produtos flotados e os rejeitas foram filtrados a vácuo, secados a 709C, e seus teores de cinzas de-terminados de acordo com a norma ABNT MB - 15 (12).

Os resultados de flotação obtidos são apresentados em forma de balanços metalúrgicos para os quais definem-se os seguintes ｰ｡ｲｾ＠ metros de separação.

Recuperação em matéria carbonosa (M::) (% peso)

Teor de cinzas (CZ) no cone.

(% peso)

peso da matéria carbonosa no concentrado

x

100 peso da matéria carbonosa na ali.Irentação

peso de cinzas no concentrado X 100 peso do concentrado

Resultados e Discussão

Os resultados obtidos são discutidos em função dos parâmetros físicos e fisicoquímicos estudados.

Análise ､ｾ＠ ｾｆ￢ｭ･ｴｲｯｳ＠ físicos

O efeito da densidade de polpa é rrostrado na Fig. 3. Esta fi.ou ra salienta um valor bem definido de 11% em peso de sólidos como a concentração Ótima de f l otação. Para esta concentração de sólidos ob-teve-se um máximo na recuperação da matéria carbonosa (MC) ｩｮ､･ｰ･ｮ､･ｾ＠

te do tipo de coletor e da granulometria do carvao empregado. Este va lor de 11% em peso concorda com valores citados na literatura para a flotação de diversos carvões (13, 14) tanto a escala de bancada quan-to à industrial. Embora não existam razões teóricas convincentes que expliquem este valor Ótimo existe consenso geral que es te valor, mais baixo que aquele encontrado para outros minérios, está associado com a menor densidade específica do carvão. Em outras palavras, para ob-ter uma razão volumétrica sólidos/polpa ótima na célula precisa-se de urna massa menor de carvão.

A influência da granulometria da alimentação na eficiência da flotação observa-se na figura 4 que compara o rendimento em MC obtido com carvao deslamado com aquele obtido com carvão 28 ｾ＠ x O. A figura mostra que para adições de querosene até 800 g/t a recuperação em MC do carvão deslamado é superior à recuperação do carvão 28 ｾ＠ x O e é independente da quantidade de querosene adicionada. Para dosagens de coletor superiores a 800 g/t, as recuperações em MC tornam-se gradat! vamente semelhantes, com o aumento da adição de querosene. Tal ｣ｯｭｰｯｾ＠

tarnento concorda com as observações de Fi.r t h, Swanson e Nico! (15) -a respeito do elevado consumo do coletor p elas partículas finas, em de-trimento da fração graúda. Em outras palavras, quantidades de col e tor de até 600g/t são insuficientes para permitir uma distribuição ･ｱｵｩｴｾ＠

vel entre as frações graúda e fina, decorrente da adsorção da maior parte do coletor pela segunda. No caso do carvâo em estudo, a fração de finos (passante em 200 ｾＩ＠ representa 42,1% da alime ntação. Portan-to na polpa não des l amada existe uma considerável fração de partícu-las dotadas de uma grande áre a e energia superficial, capazes de con-sumir consideráveis quantidad es de coletor. A estas partículas in-cluem-se os mistos que com elas acabam por contami nar o concentrado ,

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como demonstra a mesma figura 4.

Paralelamente o teor de cinza dos flotados a partir do car-vao 28 X O

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cresceu substancialmente com a concentração do coleto4 desde 33% a 40,0 % para altas dosa g ens (1500 e 2000g/t). No caso da flotação de carvão deslamado, o material presente é bem mais rico em matéria carbonosa (38,9 % em cinzas) e portanto apresenta ｣｡ｲ｡｣ｴｾ＠

rísticas superiores de flotabilidade. Isto explica os rendimentos maiores alcançados na flotação do carvão deslamado em relação ao car vão original até mesmo com dosagens inferiores de coletor.

A flotação de carvão é altamente dependente da técnica de operação empregada como ilustra a figura 5 para o querosene e óleo diesel, como agentes coletores e o óleo de pinho como espumante (600 Kg/ton). Para concentrações baixas de agente coletor, a recupera -ção da matéria carbonosa é significativamente maior utilizando o circuito 2 (adição do espumante em 1 etapa) comparado com o 1 (adi-ção estagiada do espumante) .

Entretanto, para concentrações altas de coletor a diferença entre ambos os circuitos se faz mínima e ainda no caso do querosene o uso do circuito 1 resulta em recuperações levemente maiores. Dois fenômenos paralelos dão conta dessses resultados. O primeiro tem ｲｾ＠

lação com a ação coletora do Óleo de pinho sobre o carvão do Leão (mostrado pelas curvas de recuperação empregando o circuito 2). Es-te fenômeno foi estudado em detalhe e será reportado mais adianEs-te. A interação entre o óleo de pinho e ambos os coletores, ｰｲ･ｦ･ｲ･ｮ｣ｩｾ＠

mente o querosene, constitui o segundo fenômeno. Esta interação em solução foi medida através de determinações da capacidade espumante do Óleo de pinho na presença destes reagentes. A capacidade ･ｳｰｵｭ｡ｾ＠

te do Óleo de pinho é diminuída pela presença do querosene ou óleo diesel, fenômeno que somente pode ser explicado através da formação de um composto solúvel menos tensoativo do que o óleo de pinho (16).

Parâmetros fisicoquímicos

A figura 6 mostra o efeito diferente que tem os coletores ｾ＠

tilizados na recuperação da matéria carbonosa para várias ｣ｯｮ｣･ｮｴｲｾ＠ ções de reagente. De um modo geral, a flotação aumenta com a ｣ｯｮ｣･ｾ＠

tração de reagente sendo maior o poder coletor do Óleo de pinho ｾ＠

do adicionado em forma integral em uma etapa. Entretanto, para

xas concentrações. O pcder coletor do Óleo di.esel+ Óleo de pinho e que ro se -l-Óleo de pinho é levemente maior do que o óleo de pinho puro a baixas concentrações devido a uma maior concentração residual de óleo de P! nho no caso das misturas.

O efeito coletor do óleo de pinho aparece como um dos princi pais itens do trabalho e a interação Óleo de pinho - carvão foi estu dada em detalhe. Assim, na figura 7 são apresentados valores de adsor ção do Óleo de pinho pelo carvão do Leão. Estes valores de adsorção foram dete rminados através de medidas diretas da capacidade espuman-te das concentrações de equilibrio de óleo de pinho após contato com o carvão durante tempos pré-fixados. A isoterma de adsorção é tipica de sólidos porosos que apresentam uma alta capacidade de adsorção de vido a g rande área especifica disponivel.

A figura 8 mostra o comportamento cinético da flotação com Óleo de pinho como coletor-espumante, adicionado em etapas (circuito 1) e integralmente (circuito 2). Esta figura mostra claramente que o óleo de pinho atua como eficiente coletor quando adicionado em forma integral, a concentrações baixas e tempos relativamente curtos (3 m! nutos). Quando adicionado em etapas, a eficiência da flotação dimlluú g randemente devido às retiradas parciais do Óleo de pinho em cada e-tapa . Assim, a "atividade" do Óleo de pinho em solução e na superfi-cie do carvão adsorvido é menor para o caso da adição estagiada ori-ginando valores de recuperação menores.

A figura 9 mostra a flotação de carvao em função do pH do meio. O valor Ótimo em termos de recuperação da matéria carbonosa en contra-se entre pH 7 e 7,4 independentemente do tipo e concentração do coletor. Isto indicaria que o ponto isoelétrico do carvão em estu do estaria nessa faixa de pH já que de acordo com vários autores a interação coletor - carvão é mais forte a valores de pH próximos ao pH de neutralidade superficial, onde são facilitadas as ｩｮｴ･ｲ｡￧￵･ｳｾ＠

drofóbicas e as de atração de van der Waals (17).

A figura 9 também mostra rendimentos menores com querosene + óleo de pinho do que com Óleo de pinho puro. Este fato relaciona- se com a interação ja citada entre o Óleo de pinho e o querosene em so-lução.

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A figura 10 mostra o efeito depressor do silicato de sódio ｳｾ＠ bre a flotação do carvão sem deslamagem. Este efeito depressor do si-licato de sódio atua a nível de dispersão das lamas silicosas e a ní-vel de depressão da flotação dos mistos que no caso do carvão do Leão encontram-se em grande proporção (ao redor de 30% segundo a ref.l8). Deste modo no carvão sem deslamagem a rejeição de cinzas no ｣ｯｮ｣･ｮｴｲｾ＠

do até níveis desejáveis (ao redor de 30 %) é possível somente ｲ･､ｵｺｩｾ＠ do a recuperação da matéria carbonosa a valores da ordem de 60%.

A tabela III mostra valores comparativos de flotação, com vá-rios coletores, de amostras de granulometria -28

t

x O. O poder cole-ter segue a ordem, Óleo de pinho puro) óleo diesel+ Óleo de pinho> querosene + Óleo de pinho. Porém, o teor de cinzas dos concentrados segue a relação inversa.

Em base dos resultados obtidos anteriormente e visando os ob-jetivos práticos de uma recuperação máxima da matéria carbonosa con-tendo o menor teor de cinzas possível procurou-se otimizar os valores de flotação obtidos através de modificações do circuito 2 utilizando silicato de sódio como agente depressor das cinzas. Assim, foram tes-tadas 3 variações do circuito 2 e que são descritas na Tabela IV. Os resultados obtidos aparecem na Tabela V que mostra claramente que ut! lizando o circuito I, com deslamagem prévia da alimentação ｯ｢ｴ･ｭＭｳ･ｾ＠

melhores resultados em termos de redução do teor de cinzas. Obviamen-te, reduzindo o teor de cinzas da alimentação através da deslamagemd! minui o percentagem de ultrafinos (lamas) e de mistos que normalmente eram flotados juntos ao material desejado. Após deslamagem o teor de de cinzas ficou entre 38-40%.

A figura 11 mostra que a rejeição de cinzas, calculada como massa de cinzas no rejeito

massa de cinzas na alimentaçao x 100 decresce com o tempo de flota -ção sem diminuir o teor de cinzas no concentrado. Isso pode permitir a flotação a tempos maiores para atingir uma recuperação máxima de ma téria carbonosa.

Conclusões do Trabalho

com o aumento na produção do Lavador de carvao do Leão para

-1

uma capacidade de 550ton.hr os finos rejeitados alcançarão uma

-1

quantia de 55ton-hr ou 10% da alimentação fazendo-se necessário seu beneficiamento.

o

presente estudo tem demonstrado que a flotação é uma al-ternativa tecnicamente factivel para o beneficiamento dos finos de carvão do Leão. Os melhores resultados foram obtidos utilizando óleo de pinho como coletor-espumante nas condições de: 11% em peso de den

sidade de sólidos, pH 7- 7,4 (pH natural da polpa), silicato de só

-1

dio (800g.ton ) e 3 minutos de flotação.

Os valores ótimos atingidos para amostra 28 x O ｾ＠ foram 60% de recuperação da matéria carbonosa com um teor de 30% de cinzas no concentrado. Com a amostra deslamada ＨＲＸｾ＠ x 200), a recuperação au-menta até 90% com um teor de cinzas no concentrado de 27,5%.

Agradecimentos

Este estudo foi realizado com o apoio do CNPq na forma de auxilio a pesquisa, Processo 403202/79. Especiais agradecimentos a companhia Riograndense de Mineração pela colaboração no desenvolvi-mento desta pesquisa.

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Referências Bibliográficas

1. Coal Preparation, 4rd Edition, Leonard,

w.

Ed. 1979, AIME.

2. Raymond, B. and Payne B: Ｂｒ･｣･ｮｾ＠ advances in Canadian Coa! Prepa-ration" Canadian Institute of Mining, Bulletin, February 1974, pág. 110-115.

3. Nicol, S.K., and Swanson, A.R. "Ultrafine coal recovery from pre-paration plant tailings". Bth Int. Coal Prepre-paration Congress , Donetsk, USSR, Fevereiro 1979.

nd

4. Bhattacharyya, R.N., Moza, A.K. and Sarkar. 2 Int. Symp. Agglomeration, Agglomeration 77, AIME, 1977, pág. 931. 5. Capes, C.E. "Basic research in Particle Technology"; Canadian

Chem. Eng. ｾＧ＠ 3 (1976).

on

J.

6. Yarar, B. and Kitchener, 3,A. "Selective flocculation of minerais" Trans. I.M.M. Sect.c, 79, c 23 (1970J

7. Blasckke, Z. "Beneficiation of coal fines by selective floccula -tion" 7th Int. Coal Preparation Congress, Sydney, Australia1

1976.

B. Hucko, R.E., "Beneficiation of coal oy selecti'Ve ｦｬｯ｣｣Ｎｵｬ￩ｬｴｩｯｮｾ＠ A Laboratory study", USBM, Report of Investi<Jat±ons 8234 1977, 9. Teixeira, Elba e Rubio, Jorge, "Beneficiamento de finos de ｣｡ｲｶｾｯ＠

por floculação seletiva", Projeto Fapergs. 1980.,.1981.

10. Paulo Abib Andery S.A. "Estudo sobre os carvões do Sul do Pais", Projeto Finep, 1977.

11. Bennett, J .G., Brown, R.L. e Crane, H.G. "Broken Coal - II, III, IV, J. Inst. Fuel, 14, III-43 (l9_41L

12. ABNT, Rio de Janeiro - MB-15. "Análise i'mediata de carvão" B.A.B.N.T., Rio de Janeiro, 7(48) :31-41, jan,/fev. 1960. 13. Aplan, F.F. "Coal Flotation", em Flotation, A.M. Gaudin Memorial

volume (Ed. M.C. Fuerstenau), Chapter 45, pág. 1235, AIME, 1976.

14. Brown, D.J. "Coa! Flotation", in Froth Flotation, 50th

ａｮｮｩｶ･ｲｳｾ＠

ry Volume (Ed. D.W. FuerstenauJ pág,518, AIME, 19.62.

15. Firth, B.A., Swanson, A.R. e Nico!, S.K. "The treatment of problem coals by Froth Flotation". The Australiasan Inst. of Min. and Met., 267, 49 (1978).

16. Rosa Porto Wodtke, "Flotação de Finos de Carvão de Leão" Tese de Mestrado, 19Bl, UFRGS-PPGEMM.

17. Wen, W.W. "An Electrokinetic study on the amine Flotation of oxidi zed coal", AIME Meeting, Denver, Co. 1976.

18. Elba Calesso Teixeira, "Beneficiamento de carvoes sulbrasileiros". Flotação por Espuma. Tese de Mestrado, 1979, UFRGS-PPGEMM.

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Legenda das figuras

Fig. 1. Fluxograma da usina de Beneficiamento de carvão do Leão. Fig. 2. Obdiência da lei de distribuição granulométrica de Rosin

Rammler - Bennett.

Fig. 3. Efeito da densidade de sólidos na flotação. Condições de operação: pH 7.4.; técnica de operação: fl o tação ･ｳｴ｡ｧｩｾ＠

da com adição periódica de Óleo de pinho (0,60Kg.ton-l

-1

fracionadas em 4 etapas de 0,150Kg.ton cada).

Fig. 4. Efeito da granulometria na recuperação em matéria carbo-nosa e cinzas usando querosene e Óleo de pinho (0,60Kg . ton- 1 ). Condições de operação: densidade de polpa: ll%em peso; pH 7-7.4; tempo de flotação: 5,5 minutos. Técnica de operação: flotação estagiada com adição periódica de Óleo de pinho (0,60Kg.ton-l fracionada em 4 etapas de

-1

O,lS(Kg.ton cada).

Fig. 5. Efeito comparativo dos circuitos utilizados na eficiên -cia da flotação de operação: densidade de polpa: 11% em peso; pH 6.7-7; granulometria 28x0

i ; tempo de flotação:

5,5 minutos.

Fig. 6. Comparação entre os coletores querosene, óleo diesel e Óleo de pinho a diversas concentrações. Condições de ｯｰｾ＠

ração: densidade, de polpa: 11% em peso; pH 7.2, g ranulQ metria 28 x O

i ;

tempo de flotação 5,5 minutos.

Fi g . 7. Isoterma de adsorção do óleo de pinho pelo car vão; pH6.7 -7, granulometria do carv ão, -28

i .

Pig. 8. Influência da concentração e forma de adição de óleo de pinho. Condições de operação: densidade de polpa: 11 % em peso; pH 6.7-7; granulometria 28 x O

i .

Fig. 9 . Influência do pH na flotação. Condições de o p eraçao: ｧｲｾ＠

nulometria 28x('

=1.:

densidade de sólidos: 11 % em peso; ｴｾ＠ po de flotação: 5,5 minutos.

Fig. 10. Efeito da adição do depressor silicato de sódio na flotação de carvão com óleo de pinho (0,60Kg.ton-l). Condições

､･ｾ＠

ração: densidade de sólidos, 11% em peso; pH 6.7 granulome-tria 28 x O

t ;

tempo de flotação: 5,5 minutos; técnica operação: flotação simples com adição do Óleo de pinho uma etapa.

de em

Fig· 11. Cinética da f lotação do carvao desla,Illado na, ｰ［ｲ･ｾ･ｮ￧｡Ｎ＠ de

si-l i cato de sódio. Condições de operação; 11% em peso de. sól.i

-1 -1 ｯｾ＠

dos; 0.6Kg.ton Óleo de pinho; pH 6.9-7.1; 0.,8Kg,ton sl.-licato de sÕlido; Circuito 2.r.

Figura 1

Beneficiamento do Carvão R.O.M. da Mina do Leão.

:t38t/h 72-74%CZ :t25t/ h 39-4l%CZ Frações do Jigue :!: 100 t f h 48-52%

cz

:!:32t/h 23-25%CZ Fração do Jigue + Fração UNDER -FLOW dos ciclones

ｾ＠

108

Desague das Penei-ras 0,3 mm 3-4t/h :!:48%CZ :!:5t/h 48-52%CZ Deslame dos ciclones o' 5-lt/h :!:60%CZ

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c. , :l u <!) fl.:

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4

6

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8

10

12

14

16

Densidade de sÓl ido s , % Ｈ ･ｾ＠ ne so)

Figura 3

110

100

80

60

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1.0

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0.1.

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Recnn .em mat . c arbonosa,

2 P ｾ＠ X :!00

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-c-Recup. em cinzas, 28 ｾ ｸｬＩ＠ Recup . em cinzas, 28 x 200 i

Q8

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Concentracão x (Kp . ton - l) Figura 4

2.1.

100

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60

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Circuit o 2 _₁ O. Diese1+0 . Pinho (0, 60Kp. tcn ·) s:. Q)

20

ç:. ;:J u (!) ｾ＠ Circuito 2 _{_1}

Ouerosene+O. Pi nho ( 0 , 60Kp.ton )

Ci rcuit o l _₁

O. Diese1 + O. Pinho (0 , 60Kp .ton ) Ci r cui to 1 ·

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0.4

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0.8

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1.2

Figura 5

112

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80

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0.4

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- A - O. Diesel + O. Pinho ( Q ,60 KCY.

ton-1)

-c-

O.Pinho

0.8

1.2

Concentracão (KCY.ton- 1 ) Figura 6

1,6

L E.:rnfq:d (OQUTU ap o a1?l w uu 'o 1J Q}1Tnba ou ｯｾｾｅＮＺｲ ｾ ｵ ｡ｯ ｵ ｯｊ＠

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6

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ｾ ｬ＠ _ 0_ Ól eo de pinho O ,l 50Kp , t on -1 5 etq"Çlas

3

5.5

9

Temp o , min . Figura 8

｣･ｵ ･ ｾ｡＠ 1) ＱＭｵｯｾﾷｊｾｯ Ｙ ＧＰ＠ 'oqu1d ap oarg ｣･ ｣ｩ ･ ｾ｡＠ 1) ｵｯｾ＠

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ＭＭＭＭｾＭＭＭＭﾪＭＭＭＭＭＭＡＡＺＲＡＮＭＮ＠

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Recun. em mat. carbonosa

-c-

Teor de cinzas

0.4

0,8

ｃｯｮ｣･ｮｴｲ｡｣ｾｯ＠

(Kp.ton-1) Figura lO

1.2

80

60

40

20

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80

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- • - Re je i ção de c inz a s

- 0 - Re c up. e m mat . c ar bon osu

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Teor el e c l nz a s

2

3

4

Te mpo Cm i n .) F'igura 11

_..

...

r,;:,

ｔｾｃｎｉｃａｓ＠ DE OPEFACÃO

1 Flotação estagiada com adição periódica de espumante

- e / alimentação granulometria

(28 X 0 ;')

- e/alimentação deslamada

(28 X 200 ;')

2 Flotação simples (um e stãg i o)

TABELA II

CIRCUITOS E CONDIÇÕES DE FLOTAÇÃO C'OLE'IDR ESPLM./4 ALTA FOrAÇÃO C'OLE'IDR ESPUMANTE - e/alimentação g ranulometria ｾ＠

l

I "REJEITO (28 X

o ;')

ALIM.

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- e/alimentação deslamada pnrn:-··

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5' (28 X 200 ;')

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｟ＺﾷＺＮＮＺＭｾ ﾷ Ｍ｟｟ＮＺ［ＮＮ｟＠

________ _

Tabela III

Flotação de finos de carvao de Leão -28

#

x O, com adição integral de reagentes (circuito 2), pH 6.7-7, 11% densidade d e sólidos, tem po de flotação, 5,5 min.

Concentração Produtos Peso Teor Recuperação

(g/t) ( %) MC, % CZ,% MC,% CZ, %

Alimentação lO O 48 52

-

-querosene,600 Concentrado 47.3 65.5 345 65.5 31.3 óleo de pinho,600 Rejeito 52.7 32.2 67.8 34.5 68.7 óleo diesel, 600 Alimentação 100 48.3 51.7

-

-Óleo de pinho,600 Concentrado 65.4 62.3 37.7

I

_84.4 47.7 Rejeito 34.6 21.7 78.3 15.6 52.3 óleo de pinho, 600 Alimentação 100 47.7 52.3

-

-Concentrado 68.3 61.5 38.5 88 50 . 3 Rejeito 29.6 17.2 82.8 12 49.7 óleo de pinho, 600 Alimentação 100

I

49.2 50.8 -

-Si l i cato de sódio, 800 Concentrado 42.3 69.5 30.6 I _I 59.7 25.5

Rejeito 57.7 34.3 65.7

I

40.3 74.5

!

... N

TABELA IV - OTIMIZACÃO DO CIRCUITO DE FLOTA.CÃO

Circuito I

-Deslamagem prévia da alimen tação

Circuito II

-Adição estagiada dos ｲ･｡ｧ･ｾ＠

tes

Circuito III

-Adição estagiada dos reagentes com deslarr>agem antes do 29 está gio Silicato de sódio óleo d! pinho

ｾ＠

- ... ,

ＲｩＺＮＮｬＮｳｾｸｾｯ＠

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.zt=-n

y

_{f - - - -}

_Produto -200;.! Clama) Rejeito Produto 1 Siljcato de sódio , - - - . P r o d u t o 1

+

Tabela V

Resultados dos Circuitos de Flotação

Circuito/tempo

I

Recuperação MC Teor de Cinzas

I I I III (%) (%) 3,0' 80,6 28,5 3,0' 95,1 38,2 3,0' 94,9 38,0 1,5' 93,5 37,1 3,0'/6,5' _{92,8 36,1} ｬＬｾﾷ Ｏ ＵＬＰＧ＠ 89,3 36,2

Condições por estágio:

｜ＶＰＰｧＮｴｯｮ］ｾ＠

￳ｾ･ｾ＠

de pinho_ l§oog.ton s1l1cato de sodio