Influência da preparação de amido, reologia de soluções e interação mineral/macromoléculas na depressão de hematita.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Andrade, Elaine Cristina
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Constante de Hamaker do amido; Depressão de hematita; DLVO theory; Gelatinização de amido; Hematite depression; Reologia de géis; Rheology of gels; Starch gelatinization; Starch Hamaker Constant; Teoria DLVO
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3134/tde-14112025-083432/

O amido de milho é um reagente de flotação tradicionalmente usado como depressor de hematita na concentração de minério de ferro por flotação catiônica reversa. Ele é composto basicamente por 25% de amilose (AM) e 75% de amilopectina (AP), sendo AP sua matéria ativa para tal aplicação. Para que o amido possa ser usado como reagente de flotação, é necessária sua prévia gelatinização com hidróxido de sódio (NaOH), onde a relação mássica amido:NaOH (SNMR) constitui uma importante variável de processo. Este estudo avaliou o impacto de diferentes valores de SNMR na eficiência da depressão da hematita, utilizando métricas de flotação (ângulo de contacto , tempo de indução i, recuperação de hematite Re), tamanho macromolecular do amido, energia de interação amido/hematite com base na teoria DLVO, além de análises reológicas dos géis de amido acompanhadas de microscopia ótica. Desse modo, um produto de pureza comercial (Amidex 3001) foi gelatinizado em ampla faixa de SNMR (de 3:1 a 9:1), buscando-se identificar o mais adequado valor para a depressão de hematita. Resultados dos experimentos (pH=10.5, amido=5mg/L, FlotigamTM 7100=100mg/L) mostraram que a condição SNMR=5:1 proporcionou a mais baixa recuperação de hematita (Re=15%), acoplada ao menor ângulo de contato (=11o) e o maior tempo de indução (i =55ms). Após gelatinização, estudos com espalhamento dinâmico de luz (DLS) mostraram que os diâmetros hidrodinâmicos médios (dH ) das macromoléculas se concentravam em torno de três picos que correspondiam a AM (50nm<dH <100nm), AP (350nm<dH <420nm) e material não gelatinizado (dH ~ 5000nm); sendo o último observado apenas em soluções preparadas com SNMR>6:1. Imagens obtidas por microscopia ótica de luz transmitida mostraram que a condição SNMR=5:1 produziu gel isento de material não gelatinizado, enquanto SNMR=9:1 exibiu grãos intactos, caracterizados por figura de interferência chamada de Cruz de Malta. Resultados de estudos reológicos revelaram que os géis de amido exibiram comportamento pseudoplástico (n<1), que continuamente se magnifica à medida que SNMR cresce de 3:1 a 9:1. Tal tendência pode ser atribuída à predominância do comportamento sólidoviscoelástico sobre o liquido-viscoelástico para mais altos valores de SNMR, resultando em géis mais fortemente estruturados. Testes oscilatórios dinâmicos mostraram um ponto crítico de transição em SNMR=6:1 (tan =1), ou seja: os géis de amido se comportavam como líquidos (tan > 1) quando preparados com SNMR<6 e como sólidos (tan < 1) quando preparados com SNMR>6. Embora o processo de gelatinização tenha sido plenamente concluído para preparações realizadas com SNMR<6:1, a mais efetiva depressão da hematita foi verificada com amido preparado com SNMR=5:1 e não com SNMR=3:1 porque o menor diâmetro hidrodinâmico exibido pelas moléculas de AP (dAP =353nm) causadas pelo excesso de NaOH em SNMR=3:1 diminuiu a magnitude da energia de interação de Lifshitz-van der Waals (GLW) entre AP e hematita. Por outro lado, a relação SNMR=5:1 proporcionou um ótimo balanço entre diâmetro hidrodinâmico das moléculas de AP (dAP =411nm) e a constante de Hamaker efetiva (A132), promovendo a mais intensa depressão de hematita, apesar de ambos os géis se comportarem como líquidos viscoelásticos.