Novos polímeros de base natural para desaguamento de rejeitos de minério de ferro.

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Zago, Gustavo Pereira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Flocculation; Floculação; Iron ore; Mineração; Minérios de ferro; Mining; Natural polymers; Polímeros naturais; Rejeitos de mineração; Tailings
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-20072023-132733/

Em resposta ao crescimento da demanda por produtos minerais, os rejeitos de minério contendo particulados finos continuam sendo intensamente acumulados, e não existem esforços suficientes para que sejam processados. O volume e a composição dos rejeitos dependem principalmente do tipo de minério e dos processos de beneficiamento utilizados. Nas últimas décadas, a intensa exploração resultou na disponibilidade de minerais com baixas concentrações de metais e composições muito complexas. Para serem processados, eles requerem mais água e, consequentemente geram mais rejeitos. Assim, para que a indústria mineral seja sustentável, devem ser adotados métodos alternativos que reduzam os resíduos gerados no beneficiamento mineral. Nesse contexto, a floculação pode ser um processo promissor para desaguamento e consolidação de rejeitos minerais, pois possibilita a redução do volume produzido. Neste trabalho, foi desenvolvido floculante de base natural para o tratamento de rejeitos de minério de ferro. Os copolímeros de enxerto foram sintetizados por meio da incorporação de cloreto de (2-metacriloiloxietil) trimetil amônio à cadeia principal de amilopectina (AP-g- PMETAC). Para cada polímero, foi alterada a frequência dos enxertos, seu comprimento, proporção de enxerto no produto e o peso molecular. Ao entender como esses parâmetros microestruturais afetam na eficiência de floculação, o polímero pode ser modificado para ter um desempenho melhor do que os floculantes convencionais à base de poliacrilamida. Os polímeros AP-g-PMETAC foram caracterizados por análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN), análise elementar de CHNO e cromatografia de permeação em gel (GPC/SEC). O desempenho de floculação/desidratação foi mensurado por meio da turbidez do sobrenadante, taxa de sedimentação inicial (ISR), tempo de sucção capilar (CST) e teor de sólidos dos sedimentos. Primeiramente, dois floculantes comerciais de poliacrilamida foram testados para se estabelecer um parâmetro comparativo para a eficiência de floculação do copolímero AP-g- PMETAC. Com relação à clarificação do sobrenadante de rejeitos e taxa de sedimentação dos flocos formados, o AP-g-PMETAC superou significativamente o desempenho do PAM comercial. Devido ao caráter hidrofóbico da amilopectina, o AP-g-METAC foi capaz de produzir sedimentos treze vezes mais fáceis de serem desaguados do que o PAM comercial. Os AP-g-PMETAC sintetizados com enxertos mais longos e mais distribuídos na cadeia principal da AP, foram melhores em clarificar o sobrenadante com a adição de baixas dosagens do floculante. No entanto, enxertos muito longos devem ser evitados devido ao caráter hidrofílico do PMETAC, que prejudicaria a densificação do sedimento. Além disso, os rejeitos de minério de ferro foram também floculados com dois polímeros desenvolvidos exclusivamente para tratar rejeitos de areia betuminosa: cloreto de poli(vinilbenzil)trimetilamônio (PVB) e poli(metil acrilato) parcialmente hidrolisado enxertado nas cadeias de copolímeros de etilenopropileno- dieno (EPDM-g-HPMA). Apesar de terem sido desenvolvidos para rejeitos completamente diferentes, eles foram capazes de sedimentar as partículas suspensas e produzir um sobrenadante altamente clarificado. No entanto, eles produziram sedimentos com baixo teor de sólidos. Possivelmente, se o peso molecular e a proporção de monômeros hidrofóbicos forem variados, essa restrição pode ser eliminada.