Concentração do fosfato de Bayóvar: aspectos fundamentais e tecnológicos. - Baldoino, Rogério de Oliveira (2017)
Foi desenvolvido um processo tecnológico para concentrar apatita das camadas 6 e 7 do depósito sedimentar de Bayóvar (deserto de Sechura - Peru) por flotação. O minério é composto por apatita (84%), feldspatos (12%), quartzo (4%) e traços de mica, anfibólio e carbonatos. As partículas de apatita apresentaram grau de liberação maior que 90% na sua granulometria (-800 mm). Embora a flotação direta da apatita com ácido graxo ser tecnicamente viável, os melhores resultados metalúrgicos foram produzidos com a flotação catiônica reversa utilizando amidoamina (concentração na solução da flotação = 107 mg/L e dosagem = 250 g/t) como coletor em pH natural (7,4 - 8,2) e a água do mar da região de Bayóvar. Produziu-se um concentrado de fosfato com teor de 30% de P2O5 e recuperação metalúrgica de apatita maior que 90%. A amidoamina provou ser adequada para ser usada em condições desfavoráveis causadas pela utilização da flotação em água do mar no deserto de Sechura: variações na temperatura (25oC - 40oC), concentração de eletrólitos muito alta na água de processo (força iônica de 0,71 mol/L) e variação da concentração de eletrólitos na água do mar causada pela evaporação (22 - 37 g/L de cloretos). A tese também abordou estudos fundamentais com minerais puros (apatita e feldspato) e utilização de água salgada com concentrações de sais puros semelhantes à da água do mar Bayóvar, com objetivo de contribuir para um melhor entendimento sobre como a seletividade da separação apatita/feldspato ocorre em pH 8. Por causa do potencial zeta da apatita (de 0 a +5 mV) e do feldspato (de 0 a -5 mV) imersos em água salgada ser muito baixo, a teoria clássica de Gaudin-Fuerstenau-Somasundaran não é forte o suficiente para explicar a boa seletividade desta separação. Considerou-se então a precipitação de um sal composto do agente coletor amidoamina e os ânions presentes na água salgada (cloreto e sulfato), embora a turbidez das soluções de amidoamina em água do mar só começasse a ser observada em concentração de 1.000 mg/L, maior que a concentração do coletor usada nos testes de flotação (107 mg/L). Em pH 8, os precipitados apresentaram diâmetros de (236±20) nm e exibiram potencial zeta de +15 mV. Os ângulos de contato da apatita, feldspato e precipitado foram medidos com água, glicerol e diiodometano a 22oC. Os resultados foram usados para calcular a energia de superfície dos sólidos (46,38 mJ.m-2 para o precipitado, 56,54 mJ.m-2 para a apatita e 60,59 mJ.m-2 para o feldspato), constante de Hamaker (+1,06x10-20 J para feldspato/precipitado e +0,77x10-20 J para apatita/precipitado) e energia livre de adesão apatita/precipitado (-32,39 mJ.m-2) e feldspato/precipitado (-38,55 mJ.m-2) em meio aquoso. Esses resultados negativos indicam que tanto apatita/precipitado quanto feldspato/precipitado apresentam energia livre de adesão atrativa. Entretanto, a maior magnitude da energia livre de adesão para o feldspato/precipitado indica a preferência da flotação para o feldspato. Utilizando o racional oferecido pelas teorias de DLVO/X-DLVO, construíram-se as curvas de energia de interação da apatita/precipitado e feldspato/precipitado em função da distância entre as partículas (1 nm a 20 nm). Estes resultados indicaram que a contribuição da energia de Lifshitz-van der Waals é mais significativa que a contribuição da energia ácido-base. Com relação à contribuição eletrostática, não se espera que ela tenha contribuição significativa na separação em pH 8 porque o potencial zeta de ambos minerais são muito baixos em magnitude (ainda que tenham sinais diferentes). A energia de interação para o precipitado/feldspato em função da distância é mais negativa que a energia da apatita/precipitado para ambas as teorias DLVO/X-DLVO. Esta diferença pode explicar a seletividade da separação entre a apatita e o feldspato com amidoamina (107 mg/L) em pH 8.