Flotação de minério de ferro

Uma das principais commodities brasileiras, o minério de ferro se destaca como um importantíssimo produto de exportação. Segundo dados do INDA, até julho de 2021 as vendas externas com o minério de ferro já tinham rendido mais de cinco bilhões de dólares ao Brasil. Estamos tratando de uma das bases da economia do país. Contudo, você conhece o processo de flotação de minério de ferro? Esse processo é imprescindível dentro do beneficiamento desse minério, visando melhorar suas concentrações.

Flotação de Minério de Ferro

Primeiramente, caso você ainda não saiba como se forma o minério de ferro, saiba que sua formação está intrinsecamente relacionada com as Formações Ferríferas Bandadas, no inglês ‘’BIF’s’’. Aqui no blog, há um texto que explica como se formaram as BIF’S, mas é interessante ter em mente que as BIF’s resultam de um processo sedimentológico com origem química, na qual são formadas camadas ricas, com 15% ou mais de ferro.

No Brasil, destacam-se duas principais áreas em que a presença e a explotação das BIF’s é intensa: o Quadrilátero Ferrífero, em Minas Gerais, e a Serra dos Carajás, no Pará. Assim, na região do Quadrilátero Ferrífero, as formações ferríferas bandadas são denominadas Itabiritos, e na Serra dos Carajás a explotação gira em torno dos Jaspilitos. 

Para se ter ideia, as rochas encontradas em Carajás possuem, em média, 67% de teor de minério de ferro, disparadamente o teor mais alto já encontrado no planeta.

Processo de flotação

Em linhas gerais, a flotação é um processo físico de misturas heterogêneas. Descoberta em 1886 por Carrie Everson, a flotação explora as diferenças nas características das superfícies das partículas minerais na água. 

Dessa forma, a técnica envolve a adição de bolhas de ar no meio, com a intenção de que as partículas que estejam em suspensão (num líquido) aglutinem-se às bolhas. O resultado final separa as impurezas daquilo que é de interesse.

Para que a flotação aconteça é necessário que a superfície do mineral que se deseja flotar esteja hidrofobizada, ou seja, sem apresentar afinidade com a água. Todavia, não são todos os minerais que possuem essa característica. Muito pelo contrário, a maioria não é naturalmente hidrofóbica, sendo necessário a adição de reagentes químicos como coletores, modificadores e espumantes, transformando as partículas minerais em hidrofóbicas.

Um dos principais reagentes, os coletores podem ser divididos em três grandes categorias:

• Não iônicos: correspondem aos óleos de hidrocarbono simples.
• Aniônicos e catiônicos: consistem em um componente polar que se fixa à superfície mineral e um componente apolar que sai da solução, tornando sua superfície hidrofóbica.

Na mineração esse é um processo importantíssimo para separar o mineral-minério, com seu valor econômico, da ganga que é economicamente desinteressante. 

Minério de Ferro 

Ainda que a concentração em Carajás seja altíssima, a realidade do minério de ferro nem sempre é essa. Enquanto minérios com alto teor passam apenas pelos processos de cominuição e classificação, os minérios de ferro mais ‘’pobres’’ demandam algumas etapas extras, de concentração. 

Por exemplo, os minérios itabiríticos possuem um menor teor de ferro, e exigem na maioria das vezes um processo de concentração para que atenda as especificações do mercado. Os itabiritos geralmente apresentam menores tamanhos de liberação, sendo necessária a concentração por flotação.

Dentro dos processos de concentração destacam-se os métodos gravíticos, magnéticos e um tipo de flotação: a flotação catiônica reversa. 

Flotação Catiônica Reversa

Esse é o método mundialmente mais usado para concentração do minério de ferro. Após a adição dos reagentes, um fluxo de ar é induzido no processo, fazendo com que as partículas minerais hidrofobizadas sejam carreadas pelas bolhas formadas. Isso ocorre pois elas têm afinidade com o ar, permitindo assim a sua separação. 

Quimicamente, os espumantes, que influenciam na cinética da ligação bolha/mineral, e os coletores são classificados como surfatantes. No processo de flotação catiônica reversa, os principais surfatantes são o amido de milho e a mandioca, que agem como depressores, e a amina, a qual age como coletor.

Equipamentos

Os equipamentos utilizados no processo de flotação catiônica reversa se enquadram em dois grupos: Máquinas mecânicas e Colunas de flotação.

Dentro de uma máquina mecânica vale destacar:

• Rotor/Impelidor: mantém as partículas suspensas na polpa e cria uma região com alta probabilidade de colisão entre partícula e bolha.
• Dispersor/Difusor: quebra o jato de ar em pequenas bolhas.
• Estrator: gera uma transição entre os arredores do rotor e o restante da máquina mecânica, visando manter uma estabilidade entre o agregado partícula-bolha.

Já a coluna de flotação tem algumas diferenças da máquina mecânica, como sistema de geração de bolhas, ausência de agitação mecânica, água de lavagem e geometria (na relação altura: diâmetro efetivo).

Conclusão

É notório que a exportação do minério de ferro tem uma participação altíssima no PIB brasileiro. Além disso, pode-se observar que, mesmo o Brasil sendo o dono de um dos minérios mais ricos em teor do mundo, o beneficiamento deste é imprescindível. 

E naquilo que tange ao beneficiamento, a flotação catiônica reversa, um método de separação de misturas heterogêneas, se sobressai como a mais usada mundialmente. 

Por fim, sabe-se que o minério é um recurso finito, mas ainda tem muito o que oferecer ao Brasil como commodity. Sendo assim, pode ser que um dia outro método de beneficiamento mais eficiente ascenda para dominar o mercado e colocar a flotação parcialmente de lado.

Autor(a): Henrique Araújo

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