Title

Avaliação comparativa de biopolímeros para atuar como depressores na flotação catiônica reversa de minério de ferro

Benchmarking of biopolymers to act as depressants in the cationic reverse flotation of iron ores

Authorship

ANDRADE, ELAINE CRISTINA; BEATRIZ, VINÍCIUS OLIVEIRA; PEREIRA, CAROLINE DE OLIVEIRA; FILHO, LAURINDO DE SALLES LEAL

ANDRADE, ELAINE CRISTINA

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BEATRIZ, VINÍCIUS OLIVEIRA

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PEREIRA, CAROLINE DE OLIVEIRA

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FILHO, LAURINDO DE SALLES LEAL

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DOI

10.5151/2594-357X-43801

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Abstract

Diversos biopolímeros desenvolvidos pela Ingredion foram empregados como depressores na flotação catiônica reversa de três minérios de ferro (Minério 1, Minério 2 e Minério 3) provenientes de diferentes minas do Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais. A eficiência dos depressores foi avaliada por meio de um ranqueamento baseado no teor de Fe e SiO2 no concentrado, recuperação de Fe e teor de Fe no rejeito. Os resultados mostraram que um mesmo biopolímero apresentou performances distintas em função da mineralogia do minério. Para o Minério 2, vários biopolímeros superaram o depressor convencional (gritz), enquanto para os Minérios 1 e 3 apenas os biopolímeros O e C apresentaram desempenho ligeiramente superior aos depressores tradicionais. Correlações entre a resposta da flotação, parâmetros físico-químicos dos biopolímeros e características dos minerais indicaram que a dosagem de depressor e o teor de finos na alimentação influenciam significativamente a recuperação de Fe no concentrado. Além disso, o diâmetro hidrodinâmico dos biopolímeros apresentou um efeito não linear no desempenho da flotação, sugerindo a existência de um tamanho ótimo para maximizar a recuperação de Fe e minimizar a recuperação de SiO2 no concentrado. Potenciais zeta mais negativos para os biopolímeros e hematita também favoreceram a recuperação de Fe, reforçando a adsorção do amido na superfície da hematite por meio de complexação química (interações ácido-base de Lewis).

Several biopolymers developed by Ingredion were evaluated in laboratory scale as depressants in the reverse cationic flotation of three iron ore samples (Ore-1, Ore-2, and Ore-3) sourced from different mines located in the Iron Quadrangle of Minas Gerais. After the accomplishment of flotation experiments, depressant performance was evaluated through a products’ ranking based on concentrate Fe grade, concentrate SiO2 grade, concentrate Fe recovery, and tailings Fe grade. The results showed that the same biopolymer exhibited significantly different performances depending on the ore mineralogy. For the Ore-2, various Ingredion biopolymers outperformed the conventional depressant (gritz), whereas for Ore-3 and Ore-1 only biopolymers C and O slightly surpassed the conventional depressants (gritz or “fécula”), respectively. Additional correlations between the flotation response versus biopolymers’ physicochemical parameters plus mineral characteristics revealed that depressant dosage and the existing content of fines in the flotation feed play a major role in controlling Fe recovery. Moreover, the hydrodynamic diameter of the biopolymers exhibited a nonlinear effect on flotation performance, indicating the existence of an optimal polymer size to achieve a balance between high Fe recovery and low SiO2 recovery in the concentrate. More negative zeta potentials for biopolymers and hematite also favored Fe recovery, reinforcing starch chemisorption onto the hematite surface through chemical complexation (Lewis acid-base interactions).

Keywords

Flotação, Minério de ferro, Biopolímeros, Depressores

Flotation, Iron ores, Biopolymers, Depressants