Novos polímeros de base natural para desaguamento de rejeitos de minério de ferro.
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 do...
| Autor: | |
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| Tipo de documento: | tese |
| Estado: | Versão publicada |
| Data de publicação: | 2022 |
| País: | Brasil |
| Recursos: | Universidade de São Paulo (USP) |
| Repositório: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
| Idioma: | português |
| OAI Identifier: | oai:teses.usp.br:tde-20072023-132733 |
| Acesso em linha: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-20072023-132733/ |
| Access Level: | Acceso aberto |
| Palavra-chave: | Flocculation Floculação Iron ore Mineração Minérios de ferro Mining Natural polymers Polímeros naturais Rejeitos de mineração Tailings |
| Resumo: | 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. |
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