Depressão de hematita verde para separação por flotação seletiva reversa de quartzo por goma de alfarroba

May 18, 2023

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8980 (2023) Cite este artigo

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A flotação catiônica reversa é atualmente a principal técnica de processamento para melhorar a hematita fina a partir de silicatos. A flotação é conhecida como um método eficiente de enriquecimento mineral que lida com produtos químicos possivelmente perigosos. Assim, usar reagentes de flotação ecologicamente corretos para tal processo é uma necessidade emergente para o desenvolvimento sustentável e a transição ecológica. Como uma abordagem inovadora, esta investigação explorou o potencial da goma de alfarroba (LBG) como um depressor biodegradável para a separação seletiva de hematita fina de quartzo por flotação catiônica reversa. Várias condições de flotação (microflotação e batelada) foram conduzidas, e os mecanismos de adsorção de LBG foram examinados por diferentes análises (medição de ângulo de contato, adsorção de superfície, medições de potencial zeta e análise FT-IR). O resultado da microflotação indicou que o LBG pode deprimir seletivamente as partículas de hematita com efeito insignificante na flutuabilidade do quartzo. A flotação de minerais mistos (mistura de hematita e quartzo em várias proporções) indicou que o LGB poderia aumentar a eficiência de separação (recuperação de hematita > 88%). Os resultados da molhabilidade da superfície indicaram que mesmo na presença do coletor (dodecilamina), o LBG diminuiu o trabalho de adesão da hematita e teve um leve efeito sobre o quartzo. O LBG adsorveu seletivamente por ligação de hidrogênio na superfície da hematita com base em várias análises de superfície.

Devido às demandas substanciais de ferro e aço em várias indústrias, minérios de óxido de ferro finamente disseminados de baixo teor com mineralogia complexa foram contabilizados como recursos de ferro e processados ​​com diferentes técnicas de atualização1. Foi bem documentado que a separação por flotação reversa (catiônica/aniônica) é a prática de processamento mais abrangente para o enriquecimento de minérios de hematita de baixo teor, em que as liberações minerais ocorrem em frações finas2,3. Silicatos, as fases de ganga mais típicas, flutuariam por coletores catiônicos/aniônicos, e hematita deveria ser deprimida por depressores4,5,6. No entanto, um grande volume de materiais deve ser alimentado aos circuitos de flotação para melhorar a hematita desses minérios de baixo teor, que requerem uma quantidade substancial de reagentes. Esses fatos surgem do uso de produtos químicos de flotação seletivos e ecologicamente corretos em todo o processo, aumentando a eficiência do processo e reduzindo possíveis problemas ambientais7,8. Assim, várias investigações foram conduzidas para explorar uma abordagem verde para atualizar minérios de hematita de baixo teor, considerando depressores biodegradáveis ​​ecologicamente corretos1,9,10,11,12,13,14,15,16,17.

Diferentes depressores como Amido18,19,20,21, Dextrina9,10,17, Carboxilmetilcelulose12,13, ácidos húmicos14,15 e Tanino16 foram examinados com sucesso para tal propósito. Esses estudos indicaram que o desenvolvimento de depressores ecologicamente corretos para a separação por flotação reversa de hematita facilitaria a transição ecológica em direção ao desenvolvimento sustentável e à produção mais limpa. Assim, é essencial examinar vários depressores biodegradáveis, como à base de polissacarídeos, à base de polifenólicos e à base de lignossulfonato, para depressão da hematita e explorar seus mecanismos de adsorção por meio de separação seletiva.

A goma de alfarroba (LBG) é um hidrocolóide extraído da árvore Ceratonia siliqua, também conhecida como alfarrobeira, e é amplamente utilizada na indústria alimentícia22. A LBG é um polissacarídeo galactomanano de alto peso molecular e possui estruturas monoméricas semelhantes à goma guar e à goma tara23. LBG tem sido usado com sucesso como um depressor para a separação por flotação de calcopirita de vários minerais (Tabela 1). Foi relatado que o LBG pode ser seletivamente deprimido por minerais de sulfeto (esfalerita, pirita e galena) e talco. O LBG desativa a superfície do talco por adsorção física, principalmente impulsionada pela ligação de hidrogênio. Esticaria o plano de cisalhamento da dupla camada elétrica na superfície das partículas de talco e reduziria sua magnitude de carga elétrica24. Em contraste, apresentou adsorção química na superfície da esfalerita via interação com os produtos de oxidação25. Também foi documentado que LBG apresentou fisissorção na superfície de pirita e galena, enquanto essa adsorção foi mais fraca nas partículas de calcopirita23,26. Surpreendentemente, a aplicação de LBG como um depressor seletivo para separação por flotação de hematita-quartzo não foi relatada.