Compósitos magnéticos aplicados à concentração magnética de rejeitos e economia circular

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Nogueira, Daniel Ribeiro dos Santos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biopolímeros; Biopolymers; Concentração magnética; Environmental magnetism; Magnetic composite in mining; Magnetic concentration; Magnetismo ambiental; Reagentes na mineração; Rejeitos de mineração; Tailings of mining
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46137/tde-26042022-113304/

A presente dissertação de mestrado tem como objetivo demonstrar efeitos de compósitos magnéticos sobre as recuperações e teores de ferro na etapa de beneficiamento mineral de rejeitos, via concentração magnética à úmido e seus impactos em economia circular. A geração e disposição de resíduos são fatores críticos na mineração, setor que corresponde a um dos principais produtores mundiais de descartes (Bian et al. 2012), com importantes implicações econômicas, ambientais e sociais. A necessidade de dar destinação sustentável aos resíduos da mineração, em especial os rejeitos, ganhou mais relevância após os desastres das barragens de rejeito em Mariana (2015) e Brumadinho (2019), e o aproveitamento econômico desses materiais surge como alternativa à deposição em estruturas como pilhas e barragens. Com base nos dados declarados no Relatório Anual de Lavra (RAL), no período de 2010 a 2019, estima-se que, no Brasil, um total de 3,4 bilhões de toneladas de rejeitos1 e 8,2 bilhões de toneladas de estéril foram geradas em empreendimentos produtores de ferro, ouro, cobre, fosfato, estanho, alumínio, níquel, carvão, manganês, zinco, cromo e vanádio. Atualmente, para elevação de teores, o processo de concentração mineral mais utilizado é por flotação, processo no qual as propriedades de superfície dos materiais são induzidas à hidrofobicidade por meio de produtos químicos chamados de agentes coletores. Como estratégia para verificar o uso do magnetismo aplicado à mineração, induzimos o magnetismo ambiental das partículas minerais de modo seletivo, conferindo-lhes maior susceptibilidade magnética. Primeiramente, foram desenvolvidas partículas magnéticas, e na sequência foram desenvolvidos produtos que nomeamos de compósitos magnéticos de base biopolimérica (amido modificado) e sintética. A função principal desses produtos é agir sobre a hematita encontrada no ROM (Run of mine) ou rejeitos, atribuindo-lhes melhor susceptibilidade magnética. Em ambiente de mina e laboratório, realizamos ensaios de concentração magnética dosando e condicionando esses compósitos magnéticos à polpa mineral sob agitação turbulenta, utilizando para isso tanques de mistura ou condicionamento. Na sequência, os ensaios foram executados em um equipamento gerador de campo magnético da classe WHIMS (Wet High Intensity Magnetic Separators) e SLON (vertically pulsating high-gradient magnetic separator VPHGMS), ambos em escala de laboratório. Ao comparar balanços e resultados dos ensaios através das análises de susceptibilidade, de plasma acoplado (ICP_OES), de fluorescência de raios-X (FRX) e de difração de raios-X (DRX) constatou-se que houve efeito em relação às amostras em branco, que foram capazes de incrementar em até 50% de susceptibilidade magnética, e de reduzir em até 65% os contaminantes ao ferro em uma primeira etapa de concentração (rougher). Já na segunda etapa (cleaner do rougher) observamos um aumento em até 28% na recuperação em massa e uma melhora em até 70% na recuperação metalúrgica. Com isso faz-se possível obter ainda mais melhorias nos processos de concentração magnética já existentes ou fomentar a economia circular por meio do reaproveitamento de rejeitos de minérios em uma possível evolução para uma escala superior de ensaios.