The influence of morphology on the hematite wettability: Fundamentals of iron ore direct flotation (2024)
- Authors:
- Autor USP: FAUSTINO, LIVIA MARQUES - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMI
- Subjects: FLOTAÇÃO; HEMATITA; MINERAIS
- Language: Inglês
- Abstract: O principal minério brasileiro concentrado por flotação é o Itabirito, uma Formação Ferrífera Bandada (BIF) rica em hematita (Fe2O3). Diferentes morfologias de hematita influenciam as terminações superficiais do cristal que podem afetar significativamente a reatividade com a água e moléculas de reagentes, representando uma das maiores causas para perdas para o rejeito em plantas de flotação reversa de minério de ferro. Para entender por que hematitas de diferentes origens se comportam de maneira diversa em sistemas de flotação, este estudo avaliou a resposta à flotação em pH 5 em função das características bulk (morfologia, textura, Orientação Cristalográfica Preferencial - CPO) e interfaciais (área superficial, potencial zeta, entalpia de imersão, ângulo de contato, tempo de indução) de tipos de hematita formadas sob condições metamórficas distintas: deformação de baixa tensão (Hematita 1) versus deformação de alta tensão (Hematita 2). Visto que Hematita 2 (predominantemente composta por morfologias especulares e lamelares) apresenta CPO (001) e menos sítios de Fe que possibilitam a dupla coordenação Fe-OH quando expostos à umidade/água, sua superfície é menos reativa e a camada de água adsorvida menos ordenada. Essas características levam a um comportamento naturalmente hidrofóbico: A Hematita 2 exibiu entalpia de imersão < -200 mJ/m² , muito mais baixa do que a apresentada pela Hematita 1 < = -1944 mJ/m². Além disso, na ausência de reagentes de flotação, baixos valores de potencial zeta foram encontrados para a Hematita 2 devido à atenuação da dissociação de Fe-OH(surf), menor tempo de indução (47ms x 128 ms), maior ângulo de contato maior (39° x 13°) e recuperação na microflotação (21% x 12%). Após acondicionamento com Oleato de Sódio 10-6 mol/L em pH 5, Hematita 2 teve uma leve reduçãoem sua energia exotérmica (de -178 para -113 mJ/m²), enquanto a entalpia da Hematita 2 foi reduzida 5 vezes (de -1944 para -360 mJ/m²), indicando menor capacidade de adsorção do coletor sobre a hematita placóide. Essas diferenças foram observadas por AFM de alta resolução, que mostrou uma cobertura homogênea do coletor na superfície da Hematita (112) versus patches de reagentes distribuídos randomicamente sob a superfície da Hematita (001). O AFM acoplado com infravermelho (AFM-IR) permitiu o estudo da topografia composicional da relação entre ácido oleico / espécies de oleato (C=O / COO-), indicando que a quimissorção do oleato hidrofobiza fortemente a superfície (112), enquanto os precipitados de ácido oleico predominam nos patches da superfície (001), o que foi corroborado por estudos de XPS. Embora mecanismos de adsorção diferentes resultassem em áreas não cobertas deixadas pelos patches adsorvidos, a hematita placóide mostrou melhor desempenho do que Hematita 1 em testes de flotação em bancada, visto que menores dosagens de coletor foram necessárias para a flotação do minério contendo Hematita 2 comparadas às dosagens superiores para recuperar a Hematita 1 do minério, resultando em perdas de seletividade e menores teores de concentrado. Intrigantemente, devido à sua característica hidrofóbica em pH 5, o minério de hematita especular exigiu uma dosagem menor de coletor para produzir um concentrado de maior teor.
- Imprenta:
- Data da defesa: 26.09.2024
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ABNT
FAUSTINO, Livia Marques. The influence of morphology on the hematite wettability: Fundamentals of iron ore direct flotation. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3134/tde-24022025-084102/pt-br.php. Acesso em: 30 dez. 2025. -
APA
Faustino, L. M. (2024). The influence of morphology on the hematite wettability: Fundamentals of iron ore direct flotation (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3134/tde-24022025-084102/pt-br.php -
NLM
Faustino LM. The influence of morphology on the hematite wettability: Fundamentals of iron ore direct flotation [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 30 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3134/tde-24022025-084102/pt-br.php -
Vancouver
Faustino LM. The influence of morphology on the hematite wettability: Fundamentals of iron ore direct flotation [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 30 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3134/tde-24022025-084102/pt-br.php - Flotação por ar dissolvido aplicada à clarificação de água de elevada turbidez
- New perspectives in iron ore flotation: use of collector reagents without depressants in reverse cationic flotation of quartz
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