APOSTILA DE CARACTERIZAÇÃO-CAP1e2

APOSTILA DE CARACTERIZAÇÃO-CAP1e2

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Análise de imagens.

Por se tratar de um procedimento bastante complexo, vários resultados de diferentes técnicas devem ser confrontados e comparados para fins de recálculos e minimizações dos erros.

O cálculo estequiométrico é o método mais tradicional, e em diversas situações também o mais preciso para a quantificação das fases. Basicamente, de posse da análise química total ou parcial da amostra, da composição mineralógica e da composição dos minerais, é calculado quanto de cada mineral está presente na amostra. Depende, portanto, de diversos condicionantes que devem ser satisfeitos.

A análise pode também ser parcial, quando apenas alguns minerais de minério ou de ganga interessam, e geralmente é o que se faz em acompanhamento de processo.

Liberação:

o Uma das etapas mais importantes da caracterização de minérios que complementa os dados dos estágios anteriores, fornecendo informações sobre a liberação do mineral de interesse (ou dos minerais de interesse) em relação aos de ganga. Assim sendo, é possível tirar conclusões a respeito da eficiência de separação das fases de interesse, relacionadas com as diversas faixas de tamanho de partículas. Estas características são diretamente aplicadas na indústria de processo, uma vez que o grande objetivo do Beneficiamento Mineral é a produção de minérios comercializáveis com os maiores graus de teores possíveis, logicamente dentro das limitações técnicas e de mercado. Portanto, quanto mais liberado estiver o mineral útil do mineral de ganga, maior será a eficiência de concentração deste nas operações industriais unitárias de classificação e concentração. Algumas técnicas podem ser utilizadas neste estudo, como é o caso do conhecido “Método de Gaudin”, no qual estimativas de liberação por faixa de tamanho são realizadas através de microscopia óptica. Métodos mais modernos de cálculos do espectro de liberação também são utilizados, baseando-se em Análise Imagens (AI). São mais complexos, porém podem fornecer resultados mais precisos e completos.

Análise Química:

o O Engenheiro de Minas utiliza análises químicas desde a prospecção e sondagem para pesquisa de viabilidade de uma mina até o processo de tratamento do minério, visando o controle de todas as etapas envolvidas. Portanto, assim como a Análise Granulométrica, é um método “básico e obrigatório” para qualquer estudo de caracterização. A análise química visa conhecer a distribuição dos elementos químicos da amostra, tanto os elementos de interesse, quanto os contaminantes. É de fundamental importância para cálculos de balanço de massas e estequiométricos nas usinas de beneficiamento, ou para análise de testemunhos de sondagens nos cálculos de reserva. Portanto, a análise química pode ser empregada a qualquer momento e em qualquer circunstância na indústria mineral. São empregados métodos de titulometria, fluorescência de raios-X, difração de raios-X, espectrometria de absorção atômica, espectrometria de emissão atômica a espectrometria de absorção molecular.

A figura 1.3 ilustra um resultado parcial de caracterização realizado para uma determinada amostra de itabirito, onde foram avaliados: distribuição granulométrica, composições química por faixa e identificados os minerais presentes, também por faixa granulométrica.

Figura 1.3 – Resultado granuloquímico e identificação de fases de uma amostra de itabirito

Vários outros estágios e métodos que não foram citados podem ser empregados para outras análises em função das necessidades dos resultados.

A figura 1.4 apresenta um fluxograma de caracterização definido para um determinado tipo de minério:

Figura 1.4 – Exemplo de fluxograma para Caracterização Mineralógica e Tecnológica de Minérios

1.3)MÉTODOS E TÉCNICAS DE CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS

De maneira geral, as técnicas de estudo de caracterização de minérios são inúmeras e de grau de complexidade que varia desde o uso de avançados microscópios eletrônicos, tomógrafos computadorizados, até mesmo às análises granulométricas em peneiras ou análise química via úmida.

Podem-se citar alguns dos principais métodos e técnicas encontrados nos diversos estágios de caracterização:

Determinação do Wi (Work índex); Índice de trabalho proposto por Bond (kWh/t);

Índice de moabilidade do material;

Separabilidade Magnética:

Separador Magnético de Tambor; Frantz;

Separabilidade Gravimétrica Funis de separação;

Separação em Líquidos Densos (Bases aquosa e orgânica);

Flotabilidade dos minerais; Células de flotação em bancada;

Propriedades das interfaces;

Liberação: Medição, previsão e simulação;

Método de Gaudin;

Microscopia óptica;

Lupa; Microscópio estereoscópico;

Propriedades exploradas: cor, brilho, clivagens, fraturas, etc;

Difração de raios-X:

Difratômetro de raios X; Determinação da composição de fases da amostra (composição mineral);

Microscopia eletrônica de varredura: MEV – Microscópio Eletrônico de Varredura;

 imagemcontrastes, morfologia;
 microanálisecomposição química: EDS e WDS;

EBSD (difração do feixe de elétrons retroespalhados)

Análises de sistemas particulados: Peneiramento (Série Tyler), cyclosizer, sedimentação – Análise

Granulométrica; Área superficial específica;

Porosimetria;

Outros métodos muito utilizados:

Fluorescência de raios-X; Análises químicas qualitativas, semiquantitativas e quantitativas;

Espectrometria de infravermelho (FTIR);

Análises térmicas;

A utilização e aplicabilidade destes métodos serão discutidas ao longo deste material.

1.4) AMOSTRAGEM

Considerado ou não como um estágio de caracterização de minérios, a amostragem é uma etapa de fundamental importância para se iniciar qualquer teste de caracterização e indispensável para a confiabilidade dos resultados.

Uma grande dificuldade nessa análise é a manutenção da representatividade, levando-se em conta que a quantidade da massa do material analisado é infinita vez menor àquela encontrada na jazida. Torna-se imprescindível, portanto, o conhecimento da teoria e a aplicação adequada das técnicas de amostragem. Pierre Gy (1982) fornece alguns conceitos e cálculos que auxiliam a minimizar os erros de amostragem.

De modo geral, a amostragem, no sentido restrito da palavra, é definida como o processo de extração de uma pequena fração de material a partir de um determinado lote inicial. Esta pequena fração denominada amostra deverá representar o conjunto de elementos contidos no lote inicial e servir a alguma finalidade prática, tal como: determinação da composição mineralógica, estimação do teor, análise granulométrica, etc. Enfim, vários procedimentos utilizados numa caracterização de minérios.

A seqüência completa de operações, desde a pilha inicial do minério até a etapa na qual o ensaio desejado será realizado pode ser dividida em uma série de estágios de preparação e amostragem.

A amostragem propriamente dita pode ser realizada pelos métodos de partilha (lotes manuseáveis) e colheita (lotes não manuseáveis) para operações industriais contínuas. Em qualquer caso, cada amostragem equivale a uma redução de peso da amostra e qualquer seqüência de operações que precedam à redução de peso seriam os estágios de preparação.

Uma amostragem perfeita envolveria grandes volumes de material que fosse homogêneo e o uso de técnicas perfeitas de amostragem. Os minérios são, em geral, heterogêneos em relação aos seus constituintes mineralógicos e, portanto, em relação às propriedades físicas e físico-químicas destes minerais. Além disto, algumas análises desejáveis na prática podem envolver quantidades de minério tão pequenas quanto 1 (uma) grama ou frações ainda menores, como são as necessárias nos casos de técnicas de difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura (MEV).

Todos estes fatos, aliados a problemas de operação, levam à introdução de erros ao processo, erros de característica somatória.

Em uma amostragem completa o erro total pode ser considerado como uma soma dos erros de operação e os de amostragem propriamente dita.

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