Influência da mineralogia nas perdas de nióbio

Influência da mineralogia nas perdas de nióbio

Escrito em 04/05/2020
Revista Minérios


Rangel, L.V.; Seguin, F.; Teixeira, M.F.L.; Junior, S.U.F.; Vieira, R. H. C.; Junior, W.F.B.; Silva, V.C.; e Dimitrov, R. G. - profissionais da Copebrás, CMOC International Brazil (GO) – e Mazzinghy, D.B.; e Silva, G.R. - do Departamento de Engenharia de Minas da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) - apresentam o trabalho “Caracterização geometalúrgica de tipos de nelsonito de Catalão e a influência da mineralogia na avaliação das perdas de nióbio no processo de concentração da apatita”

A planta de concentração de nióbio, denominada localmente como tailings, é responsável por receber os rejeitos da concentração de apatita da planta de fosfato. Conseguir uma melhor recuperação do nióbio metálico contido nas rochas nelsoníticas apresenta um grande desafio, considerando os padrões e as metas de produção da empresa.

O pirocloro é o mineral-minério do qual o nióbio metálico é extraído, sendo as características mineralógicas e de distribuição de tamanho de partícula do mineral muito importantes para entender seu comportamento nos processos de concentração.

Na mina Chapadão, localizada em Goiás, no Centro-Oeste do Brasil, o perfil intempérico atinge até 100 m de espessura e o minério é subdividido em três tipos básicos, de cima para baixo: oxidado, micáceo de topo e micáceo de base.

Neste projeto, três corpos principais de nelsonito em diferentes níveis de intemperismo foram analisados e caracterizados para obter sua recuperação, considerando a influência do intemperismo na capacidade de flotação do mineral pirocloro.

Em geral, o nelsonito exposto no nível micáceo de base apresentou os melhores resultados de capacidade de recuperação e produção. Estava mais próximo da rocha fresca e apresentava menos alteração /oxidação de seus minerais constituintes. Amostras de algumas saídas da planta de fosfato também foram coletadas e feitas análises geometalúrgicas de minerais de nióbio, para entender a formação do cristal e as associações minerais com outros minerais constituintes.

Esta investigação levou a uma oportunidade de recuperação do metal, aumentando a produção de nióbio em mais de 1 t/dia, sendo 0,58 t/dia da recuperação de nióbio do concentrado de barita e 0,46 t/ ia do ajuste da granulometria de alimentação do minério, alterando o tamanho do corte das peneiras.

Rochas nelsoníticas

Os complexos carbonáticos de Araxá e Catalão são os mais ricos em que as rochas nelsoníticas são mineralizadas em pirocloro, com importância vital para operações de empresas, como CBMM e CMOC.

 

Devido à grande variabilidade geológica e mineralógica dos corpos nelsoníticos, seu comportamento nos processos de beneficiamento é anômalo e depende da mineralização do pirocloro, da natureza dos grãos desse mineral e do seu grau de intemperismo, nível oxidado, micáceo de base ou micáceo de topo.

Assim, para garantir a recuperação e produção de nióbio, é necessário caracterizar cada tipo de afloramento de nelsonito, química e tecnologicamente, a fim de garantir um melhor custo-benefício para a empresa.

Para garantir a produção de nióbio e a qualidade do concentrado, é necessário ainda ter um banco de dados sólido que inclua mapas geológicos, dados químicos, mineralógicos e tecnológicos obtidos por amostragem de todas as etapas da usina, e seguindo o processo de fluxo de concentração descrito um fluxograma do processo de beneficiamento de laboratório.

Juntos, eles podem fornecer as informações necessárias para o correto entendimento do tipo de minério, bem como a relação da característica do minério com o processo de beneficiamento.

Este trabalho foi motivado pela possibilidade concreta de reduzir as perdas de nióbio nas plantas de fosfato, o que poderia agregar valor ao concentrado da planta de nióbio, além de atualizar o conhecimento sobre o valioso mineral de interesse.

Neste projeto, várias amostras foram retiradas de afloramentos com diferentes condições climáticas na mina e foram caracterizadas tecnologicamente em escala laboratorial. Além disso, foram coletadas amostras das principais saídas das plantas de fosfato, para entender química e mineralogicamente o comportamento em relação à natureza dos minerais portadores de nióbio presentes nas amostras.

O objetivo do estudo foi definir as características químicas e metalúrgicas dos corpos de minério de nelsonito em diferentes níveis de intemperismo, entender os resultados metalúrgicos e identificar as perdas de nióbio na planta de fosfato e propor soluções para recuperá-lo.

Como resultados dos ensaios mineralógicos foram obtidos os espectros minerais, uma sequência de imageamento detalhada, além de várias tabelas em forma de relatório apresentando como resultados a porcentagem mineral da amostra, a composição química estimada a partir dos minerais constituintes, o grau de liberação dos principais minerais de interesse, a disposição granulométrica mineral bem como a distribuição percentual dos elementos químicos principais.

Para caracterizar o material nelsonítico, foram coletadas três amostras de minério em diferentes níveis de intemperismo. A amostragem foi realizada pelo método de coleta de canal e/ou trincheiras. O tamanho das amostras correspondeu a 5 metros de comprimento do talude, resultando em 50 kg de material. Cada uma das amostras foi quarteada gerando uma alíquota de 3 Kg, massa necessária para a realização dos ensaios de bancada seguindo a rota de caracterização de fosfatos.

Como resultado do projeto, conclui-se que a melhor recuperação e concentração de nióbio metálico na alimentação da planta tailings está no minério localizado na parte inferior do perfil de intemperismo, mais precisamente no domínio micáceo de base. Perdas e dificuldades de concentração do metal são mais frequentes nos domínios micáceo de topo e oxidado.

Foi possível identificar também algumas oportunidades de processo que poderiam garantir uma melhoria na recuperação do nióbio metálico perdido e, com isso, haveria um ganho não apenas na recuperação, mas também na produção da fábrica de rejeitos de nióbio em cerca de 1,04 t/dia de concentrado de nióbio.

Segundo a revista “Pesquisa Fapesp”, o preço de cada concentrado de nióbio é de cerca de US$ 40 a US$ 50 por quilograma. Portanto, 1,04 tonelada recuperado em um dia significaria um aumento de US$ 41.600 a US$ 52.000 por dia como ganho extra.