Efeitos benéficos de um polissacarídeo

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 6502 (2022) Citar este artigo

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Uma correção do autor para este artigo foi publicada em 05 de abril de 2023

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A moagem é a etapa que mais consome energia nos processos de beneficiamento mineral. O uso de auxiliares de moagem (GAs) pode ser uma solução inovadora para reduzir o alto consumo de energia associado à redução de tamanho. Surpreendentemente, pouco se sabe sobre os efeitos dos AGs nos processos de beneficiamento mineral a jusante, como a separação por flotação. O uso de GAs ecologicamente corretos, como materiais à base de polissacarídeos, ajudaria a multiplicar a redução de problemas ambientais em plantas de processamento mineral. Como uma abordagem prática, este trabalho explorou os efeitos de um novo auxiliar de moagem à base de polissacarídeos (PGA) na moagem da magnetita e sua flotação reversa. Os testes de moagem em lote indicaram que o PGA melhorou o desempenho da moagem reduzindo o consumo de energia, estreitando a distribuição do tamanho das partículas dos produtos e aumentando sua área de superfície em comparação com a moagem sem PGA. Testes de flotação em amostras puras demonstraram que o PGA tem efeitos benéficos na depressão da magnetita (com efeito insignificante na flutuabilidade do quartzo) através da separação por flotação reversa. A flotação da amostra de mistura artificial moída na presença de PGA confirmou os benefícios, proporcionando uma recuperação máxima de Fe e teor de 84,4 e 62,5%, respectivamente. Na ausência de amido (depressor), o PGA resultou em uma eficiência de separação de 56,1% em comparação com 43,7% sem PGA. O mecanismo de adsorção de PGA foi principalmente via interação física baseada em espectros UV-vis, testes de potencial zeta, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR) e análises de estabilidade. Em geral, a viabilidade do uso de PGA, um polímero verde natural, foi benéfica tanto para a moagem quanto para o desempenho da separação por flotação reversa.

Unidades de redução de tamanho (britagem e moagem) em plantas de processamento de cimento e minerais consomem até 4% da energia elétrica global produzida anualmente1. A moagem, especialmente em um moinho de bolas como a máquina de moagem mais popular, é um processo bastante aleatório e apenas 1 a 2% da energia de entrada serve para gerar os tamanhos de produto necessários2. Na indústria cimenteira, o uso de auxiliares de moagem (AGs) tem sido estudado como uma alternativa promissora para solucionar esses problemas3,4. Aditivos químicos ou GAs seriam considerados como qualquer substância (menos de 0,25% em peso) adicionada à fábrica para reduzir o consumo de energia5,6,7. Os GAs têm sido examinados principalmente na indústria de cimento e ainda não são amplamente praticados em plantas de beneficiamento mineral. Com base nos resultados do processo de moagem da indústria de cimento, os GAs podem melhorar a moabilidade, reduzir o consumo de energia e aumentar a área superficial específica8,9,10,11,12. Entretanto, a moagem nas fábricas de cimento é realizada na última etapa da produção, sendo a redução do tamanho a etapa inicial do beneficiamento do mineral. Assim, as principais preocupações nas plantas de processamento mineral incluem o alto custo dos GAs, potencial contaminação dos produtos da moagem (supostos efeitos negativos no processo a jusante) e questões ambientais.

O projeto e a seleção de GAs são quase exclusivamente baseados em seu desempenho de moagem. Dentro da indústria de cimento, muitos produtos químicos têm sido usados ​​como GAs. Eles variam de produtos químicos puros, como trietanolamina (TEA), até polímeros de alta carga mais recentemente6,7,9,13. Os polímeros são os GAs mais existentes comercialmente. Eles são baseados principalmente em etileno glicol, propileno glicol, triisopropanol amina (TIPA), trietanolamina (TEA) e tetraetilenopentamina (TEPA)6,7,14. Alguns desses GAs, como TEPA (baseado em amina), não são biodegradáveis ​​e levantam preocupações ambientais15. Os fluxos de resíduos contendo alcanolaminas podem aumentar a concentração de amônia, nitrito e nitrato, que podem se infiltrar no subsolo e nas fontes de água15.