Fine and ultrafine apatite flotation derived from tailings

Abstract

O fósforo, proveniente principalmente de minério fosfático, é vital para indústria e agricultura. O esgotamento de minérios de alto teor exigiu o processamento de depósitos de menor teor, levando à produção de partículas finas (10-50 µm) e ultrafinas (<10 µm), que representam desafios significativos de beneficiamento. No Brasil, as reservas de fosfato são predominantemente de origem ígnea, sendo a apatita o principal mineral de fosfato. E a flotação por espuma continua sendo a técnica mais eficaz para a concentração de apatita; no entanto, sua eficiência diminui para partículas finas e ultrafinas devido às interações ruins entre bolhas e partículas, um desafio persistente no processamento de rejeitos. Este estudo investiga a flotação seletiva de apatita de rejeitos gerados durante o processamento de minério de fosfato, com foco na otimização das condições de flotação para melhorar a recuperação e o teor. Foram realizados testes de flotação em batelada utilizando células e colunas de flotação para avaliar seis variáveis principais de flotação: tipo de coletor, dosagem de coletor, dosagem de depressor, pH, concentração de sólidos durante o condicionamento e dosagem do dispersante. Os resultados revelaram que o óleo de arroz saponificado foi um coletor mais eficaz do que o Agem A3 (mistura de ácidos graxos vegetais) para a flotação de rejeitos finos e ultrafinos. Para a flotação de minério fino (d32= 17,98 µm), condições otimizadas envolvendo a combinação do condicionamento de alta intensidade (CAI) e a flotação em coluna, sob condições de 51,78% de concentração de sólidos durante o condicionamento, 474,13 ppm de dosagem de coletor, 356,63 ppm de depressor, pH 10,18 e nenhum dispersante, atingiu um teor de P₂O₅ de 34,82% e 92,16% de recuperação de apatita. Para a flotação do minério fino (d32=2,43 µm), os testes de flotação em célula revelaram limitações, pois nenhuma das condições testadas atendeu simultaneamente ao teor de P₂O₅ exigido e à recuperação mínima de apatita. No entanto, o emprego de CAI seguido de flotação em coluna, com as condições otimizadas de 40% de concentração de sólidos durante o condicionamento, 52,83 ppm de coletor, 711,31 ppm de depressor, pH 12 e 250 ppm de dispersante de silicato de sódio, alcançou um teor de P₂O₅ de 26,10% e 43,94% de recuperação. Esses resultados destacam a importância da dosagem precisa de reagentes, do controle da concentração de sólidos durante o condicionamento, da regulação do pH e da eficácia do CAI no aprimoramento das interações bolha-partícula, possibilitando, assim, uma melhor recuperação de apatita a partir de rejeitos finos e ultrafinos desafiadores. Este estudo contribui para práticas de beneficiamento de fosfato mais sustentáveis e eficientes.