Aula 2 - Caracterização

CARACTERIZAÇÃO
Característica
Método de medida
1
Identidade mineralógica
Microscopia óptica e eletrônica, difração de raios X
2
Composição dos minerais
Microssonda de raios-X e análise química em material lixiviado
3
Análise modal (quantificação dos
minerais)
Análise de imagens de microscopia, análise química e tomografia
de raios-X
4
Distribuição de tamanhos de grãos
Análise de imagens
5
Textura do minério
Análise de imagens de microscopia
6
Distribuição de tamanhos de partículas
Peneiramento, sedimentação, elutriação, difração de raios laser
7
Formato de partículas
Análise de imagens, absorção gasosa
8
Densidades dos minerais
Picnometria
9
Espectro de liberação
Análise de imagens de microscopia, tomografia de raios-X
10
Distribuição densimétrica
Ensaios de afunda-flutua e alternativos
Liberação
Fratura intergranular
F t
Fratura
aleatória
l tó i
Fratura
diferencial
F i
Fracionamento
Densimétrico
D i é i
Aplicações
Na avaliação da aplicabilidade de métodos gravimétricos de concentração
No projeto e na simulação da separação em meio-denso
Na determinação do espectro de liberação do material
No controle destes processos
F i
Fracionamento
densimétrico
d i é i usando
d líquidos
lí id densos
d
<1,3
1,3-1,4
1,4-1,6
1,6-1,9
1,9-2,4
1,9
2,4
100%
13
1,3
1,4
1,6
>2,4
Fracionamento densimétrico de partículas usando um
funil de separação
Flutuados
Afundados
Líquido denso filtrado e
pronto p
p
para reutilização
ç
Fracionamento densimétrico de partículas ultrafinas em
centrífugas
Flutuados
Afundados
Soluções aquosas de sais inorgânicos
N
Nome
Fó
Fórmula
l química
í i
Densidade
D
id d relativa
l ti máxima
á i
da solução
Cloreto de sódio
NaCl
12
1,2
Cloreto de zinco
ZnCl2
1,75
Cloreto de césio
CsCl
1,8
Politungstato de sódio
Não disponível
2,9
Metatungstato de lítio
Não disponível
3,0
Nome
Fórmula química
Densidade
relativa
Tricloroetileno
CHCl.CCl2
1,46
Tetraclorometano
CCl4
1,59
Tetracloroetileno
CCl2 CCl2
1,62
,
Pentacloroetano
CCl3CHCl2
1,67
Triclorobromometano
CCl3Br
2,00
Dibrometileno
CH2BrCH2Br
2,17
Iodeto de metila
CH3I
2,28
Dibromometano
CH2Br2
2,59
Tribromofluormetano
CBr3F
2 75
2,75
Tribromometano
CHBr3
Tetrabromoetano
Sinônimos
Solventes
Álcool etílico
Tetracloreto de
carbono
Percloroetileno
Benzeno
Etileno dibrometo
Brometo de metileno
Éter etílico ou álcool etílico
2,89
Bromofórmio
Tetracloreto de carbono,
álcool etílico
CHBr2CHBr2
2,96
Tetrabrometo de acetileno,
tetracloroetileno
tetracloroetileno,
tetrabromoacetileno
Tetracloreto de carbono,
benzeno éter etílico
benzeno,
etílico,
acetona, álcool etílico
Diiodometano,
CH2I2
3,31
Iodeto de metileno, trietil
ortofosfato, iodofórmio
S l ã de
Solução
d Clérici
Clé i i
CH2(COOTl)2 e
HCOOTl
42
4,2
Mi t
Mistura
d
de malonato
l
t d
de táli
tálio e
formato de tálio
Trietil ortofosfato, acetona,
tetracloreto de carbono,
benzeno
Á
Água
Densidades de alguns solventes usados em ensaios de afunda-flutua
afunda flutua (a 25o C)
Composto
Fórmula química
Densidade relativa
H20
1,00
HCON(CH3)2
0,95
C6H6
0,88
C6H5.CH3
0,87
Álcool etílico (etanol)
CH3CH2OH
0,79
Acetona (p
(propanona)
p
)
CH3COCH3
0,79
,
CH3OH
0,79
(CH3CH2)2O
0 71
0,71
Água
Dimetil formamida
Benzeno (Xilol)
Tolueno
Álcool metílico (metanol)
Éter
Viscosidades de diferentes líquidos a 20o C usados em
ensaios de afunda-flutua
Visc
cosidade (x
x 10-2 kg/m..s - cP)
30
Cloreto
de zinco
Politungstato
de s ódio
20
Diiodometano
10
Tetrabromoetano
Pentacloroetano
Dibrometileno
Bromofórmio
0
1.0
1.4
1.8
2.2
Densidade relativa
2.6
3.0
3.4
C
Curvas
d
de Lavabilidade
L
bilid d (Curvas
(C
de
d Liberação)
Lib
ã )
100
10
10
90
20
80
30
70
40
60
50
50
60
40
70
30
80
20
90
90
10
100
100
20
30
40
50
60
70
80
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
3
Densidade (g/cm )
2,1
2,2
2,3
2,4
0
10
20
30
40
50
60
70
Teor de Cinzas (%)
80
90
0
100
Massa
a Afundados (%
%)
0
Mass
sa Flutuados (%
%)
Massa F
Flutuada (%))
Curva Densimétrica
0
Curvas de Lavabilidade (Curvas de Liberação)
Massa F
Flutuada (%)
Curva dos NGM
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
14
1,4
15
1,5
16
1,6
17
1,7
18
1,8
19
1,9
20
2,0
21
2,1
3
Densidade (g/cm )
22
2,2
23
2,3
24
2,4
Aplicabilidade de processos de separação densimétrica
Proporção entre 0,1
g/cm3 da densidade de
separação
p ç
Grau de
dificuldade
esperado
p
0-7
Simples
7-10
Relativamente
simples
10 15
10-15
Moderadamente
difícil
15-25
Difícil
>25
Extremamente
difícil
Processo gravimétrico
recomendado
Quase qualquer processo a
altas tonelagens
Processo eficiente
tonelagens
a
altas
Tipo
Separação em meio-denso,
jigues, calhas,
cones, mesas,
espirais
Processo eficiente
Processos de meio-denso
Separação em meio-denso
Processos de meio-denso com
estrito controle da densidade
do meio
Separação em meio-denso
com controle estrito da
densidade do meio
Técnicas alternativas de medida da
distribuição densimétrica
Fracionamento densimétrico usando elutriação
Transborde
do líquido
a
b
Zona de expansão para
análise
áli de
d alta
lt velocidade
l id d
de líquido
Alimentação
Transdutor
de pressão
superior
Transborde
do líquido
⎛ 3 v 2f C D ⎞
⎟
ρs = ρ f ⎜⎜ 1 +
4gdp ⎠
⎝
Transdutores
de pressão
Líquido do tanque
d alimentação
de
li
ã
Líquido do tanque
de alimentação
Líquido
Rotâmetro
Rotâmetro
Válvula de
d
descarga
da
d
amostra (somente
aberta durante a
amostragem)
Onde:
ρs é a densidade de separação
g é a aceleração da gravidade
dp o tamanho equivalente de partícula
CD é o coeficiente de arraste
Alimentação
+
fluido magnético
Imã permanente
Fracionamento densimétrico usando
Magstream
A densidade de separação (ρs) é determinada pelo
ajuste da velocidade de rotação do cilindro (N) e do
controle da concentração (e densidade) do fluido.
Mf K
ρs = ρf +
N2
Produto
leve
Produto
denso
2
Onde:
O
d
ρs - densidade de separação
Mf - magnetização do fluido magnético (em emu/cm3)
ρf - densidade do fluido
K - constante de calibração, determinada pelo fabricante
N - velocidade de rotação do cilindro
Fracionamento densimétrico usando Tomografia de Raios-X
Raios X
Microtomógrafo de raios-X de feixe cônico
Recipiente
da amostra
Fonte de
raios-X
Detector
bidimensional
Eixo de
rotação
Reconstrução tridimensional
Projeções de partículas de esfalerita/dolomita
Análise de imagens de microscopia
Picnometria
Comparação entre resultados de afunda
afunda-flutua
flutua e obtidos na mesa Mozley
100
100
Afundafl t
flutua
10
10
Afunda-flutua
M
Mesa
Mozley
1
0.1
0
20
40
60
80
Recuperação de Sn (%)
0
20
40
60
80
Recuperação de W (%)
1
0.1
100
or de W (%)
Teo
Te or de Sn (%))
Mesa
Mozley
FIM