A flotação por ar dissolvido (FAD) é um método de separação de fases bastante utilizado em sistemas de tratamento de efluentes industriais. Nos últimos 20 anos, numerosos avanços têm contribuído para uma maior eficiência deste processo. Entre estes, podem-se citar os avanços nos métodos para a saturação de ar na água. Atualmente tem-se realizado estudos com a utilização de bombas multifásicas em substituição às unidades de saturação tradicionais, com vistas a se buscar maior simplicidade e facilidade operacional, aliados à menor necessidade de manutenção periódica da unidade de saturação. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de uma bomba multifásica na geração de microbolhas de ar no processo de flotação por ar dissolvido para o tratamento de efluente de indústria têxtil. O projeto foi dividido nas seguintes etapas: Etapa I - com o emprego do Flotateste, foram determinadas as dosagens adequadas de coagulante e polímero para o tratamento do despejo líquido industrial em estudo; Etapa II - utilizando-se uma unidade piloto de flotação por ar dissolvido montada nas instalações de uma indústria têxtil, avaliou-se a influência das condições de operação (taxa de aplicação superficial, razão de recirculação, pressão de saturação e quantidade de ar fornecida) na eficiência do sistema constituído pela bomba multifásica. Considerando a taxa de aplicação superficial empregada neste estudo, a qual foi mantida em faixa estreita de valor (TASclar em torno de 128,6 ± 10 m/d), verificou-se que os maiores valores de eficiência de remoção dos parâmetros monitorados foram obtidos nos ensaios realizados com razão de recirculação igual a 30% associados ao fornecimento de ar de 13%. Nos ensaios onde se realizou a avaliação da concentração de ar presente na recirculação pressurizada, as concentrações de ar efetivamente fornecidas (fração dissolvida e não dissolvida) pelo sistema constituído pela bomba multifásica, foram superiores às concentrações máximas teóricas de ar dissolvido calculadas a partir da Lei de Henry. O valor da relação A/S que forneceu os melhores resultados situou-se em torno de 0,015 g ar/g sólidos. Desta forma, sugere-se tal valor como subsídio ao projeto de sistema de flotação constituído pela tecnologia em estudo nesta pesquisa. / The dissolved air flotation is a method for solid/liquid separation that is used in the industries to treat the wastewater. In the last 20 years, several advances have been added to increase the process\' efficiency. For example, there are the advances in the air saturation methods. Nowadays, studies have been carried out with the use of multiphase pumps instead of conventional saturator units. This way, the aim of this research was to evaluate the performance of a multiphase pump in the air microbubble generation for dissolved air flotation process that is applied to treat the effluent of textile industry. The research was performed in two stages: i) on laboratory scale (Flotatest), where the adequate dosages of coagulant and flocculation aid were carried out; ii) in a pilot unit, where studies were conducted aiming at the evaluation of operational conditions in the system\'s efficiency. In the pilot unit (hydraulic surface loading equal to 128,6 ± 10m/d) , it was verified that the best results in terms of removal efficiency of monitored parameters were obtained for the essays performed with recirculation ratio equal to 30%, air supply of 13% and A/S ratio equal to 0.015 g air/g solids. The air concentrations supplied (dissolved fraction and non-dissolved fraction) by the system were higher than the maximum theoretical concentration of dissolved air (Henry\'s law).

No presente trabalho foi utilizado um sistema de tratamento seqüencial de esgoto sanitário constituído de um reator anaeróbio de leito expandido (Ralex), com vazão de 10 m3/h, seguido de unidade piloto de flotação por ar dissolvido de alta taxa (FADAT) contendo placas paralelas em seu interior, com vazão de 5,58 m3/h. Para tempo de floculação de 20 min, foram estudados, como coagulantes, dosagens de cloreto férrico de 50 mg/L e 70 mg/L, taxas de aplicação superficial de 21 m/h e 42 m/h, gradiente médio de velocidade de floculação de 60 s-1, 80 s-1 e 100 s-1 e frações de recirculação de 8%, 13% e 18%. Dentre o conjunto de condições operacionais da unidade piloto FADAT estudada, foi considerado o mais vantajoso: taxa de aplicação superficial no flotador de 21 m/h, dosagem de cloreto férrico de 70 mg/L, gradiente médio de velocidade de floculação de 80 s-1 e 8,1 g de ar/m3 de efluente. Nessas condições foram obtidas as seguintes remoções: 84% de turbidez (residual entre 6,3 e 62 uT), 73% de DQO (residual entre 20 e 156 mgO2/L), 75% de fósforo (residual entre 0,5 e 1,9 mgP/L) e 67% de SST (residual entre 8 e 80 mg/L de SST). Os resultados demonstraram que o emprego da unidade FADAT como pós-tratamento de efluente de reator anaeróbio proporciona economia de energia, tendo em vista requererem de 75 a 50% da quantidade de ar exigida pelos sistemas de flotação convencional. / In this wok a sewage sequential treatment consisting of an expanded bed anaerobic reactor (EBAR) with 10 m3/h flow was used, folowed by a high rate DAF containing parallel plates in its interior, with 58 m3/h. For a floculation time of 20 minutes, were studied chemical additives, ferric chlorode dosages of 50 mg/L and 70 mg/L, overflow rates of 21 m/h and 42 m/h, velocity gradients of 60 s-1, 80 s-1 e 100 s-1 and reciculation rate between 8%, 13% and 18%. Among the group of operational conditions of the pilot unit studied high rate DAF the most advantageous was considered: overflow rates of 21 m/h in the high rate DAF of 21 m/h, ferric chlorode dosages of 70 mg/L, velocity gradients of 60 s-1, and air requirements of 8,1 g of air/m3 of wastewater. In those conditions they were obtained the following removals: 84% of turbidez (residual between 6,3 and 62 UT), 73% of DQO (residual\' between 20 and 156 mgO2/L), 75% of phosphorus (residual between 0,5 and 1,9 mgP/L) and 67% of SST (residual between 8 and 80 mg/L of SST). The results demonstrated that the employment of the unit high rate DAF as post-treatment of the anaerobic eflluents provides economy of energy, tends in view they request of 75 to 50% of the amount of air demanded by the systems of conventional flotation.

O uso de polímeros sintéticos como auxiliares de floculação no tratamento de águas para abastecimento é uma prática que vem sendo bastante estimulada. Contudo o uso na floculação visando a flotação de águas para abastecimento tem sido pouco estudado. Neste trabalho, são apresentados os resultados de estudo da influência da aplicação de polímeros sintéticos como auxiliares de floculação na clarificação, por flotação, de água preparada com cor elevada (100 ± 9,0 uC) e baixa turbidez (6,80 ± 1,0 uT). Foram investigados três diferentes tipos de polímeros (catiônico, aniônico e não iônico), aplicados conjuntamente ao coagulante primário (sulfato de alumínio). Após a otimização da dosagem deste coagulante (40 mg/L), sem emprego de polímeros, foi estudado o desempenho da flotação diante a redução da dosagem de coagulante conjugado à aplicação de diferentes dosagens de polímeros. Também foram investigadas a influência do tempo decorrido após a mistura rápida para a adição do polímero, e do tempo e gradiente médio de velocidade na floculação para a flotação. Foram utilizadas duas unidades de flotação por ar dissolvido, uma em escala de laboratório (Flotateste) e outra em escala piloto (com escoamento contínuo). Após a adequação dos parâmetros de floculação, os ensaios obtidos com o flotateste mostraram que a aplicação de 0,25 mg/L de polímero não iônico permitiu a redução de 50% na dosagem de coagulante, sem queda significativa na eficiência de remoção de cor e turbidez (96% e 93% respectivamente). Por sua vez, o polímero catiônico, na dosagem de 0,25 mg/L, possibilitou redução de 70% na dosagem de sulfato de alumínio, com eficiência de remoção de cor e turbidez de 90%. A instalação piloto de flotação operando com TASap de 262 m3/m2d, e aplicação de polímeros, nas condições otimizadas com o flotateste, foi capaz de fornecer bons resultados de remoção de cor aparente (82% e cor no efluente de 18,6 uC) e de turbidez (80% com turbidez de 1,40 uT no efluente). Nos ensaios com a unidade piloto de flotação operando com TASap de 525 m3/m2d, com redução de 70% na dosagem de coagulante (aplicação de 0,25 mg/L de polímero catiônico), observou-se redução de até 79% na massa de Iodo gerada. / The usage of synthetic polymers as flocculation aids for the treatment of supply water is a practice which have been widely stimulated, however its usage in flocculation aiming supply water flocculation has been scarcely studied. This work presents the results of the study of the influence of synthetic polymer application as a flocculation aids for clarifying prepared water containing high levei of color (100 ± 9.0 CU) and low turbidity (6.80 ± 1.0 NTU) through flotation. Three different kinds of polymers were investigated - cationic, anionic and non-ionic - which were applied together with the primary cogulant (aluminium sulphate). After the optimization of this coagulant dosage (40 mg/L), without the utilization of polymers, it was studied the flotation performance by the reduction of the coagulant dosage together with the application of different polymer dosages. It was also studied the influence of the time after rapid mixing for the polymer addition, and of time and average velocity gradient and flotation. Two units of dissolved air flotation were used, a bench unit and a pilot plant unit (with continuous flow). After the flocculation parameters adequacy, the essays obtained with FLOTATESTE showed that the application of 0.5 mg/L of non-ionic polymer allowed a reduction of 50% on coagulant dosage, without meningful drops of the color and turbidity removal efficient (96% and 93% respectively). On the other hand, the cationic polymer, at 0.25 mg/L, enabled a 70% reduction on the aluminium sulphate dosage with color and turbidity removal efficiency of 90%. The plant flotation unit, operating under a flow rate of 262 m3/m2d and with polymer application, under conditions optimized by FLOTATESTE, was able to provide good results of colour removal (82% and effluent color of 18.6 CU) and turbicity removal (83% with turbicity of 1.23 NTU in the effluent). In the essays with the pilot plant flotation unit, operating under a flow rate of 525 m3/m2d after reduction of 70% on the coagulant dosage (application of 0,25 mg/L of cationic polymer) , an up to 79% reduction in mass of sludge generated was observed.

A flotação por ar dissolvido (FAD) é reconhecida atualmente como técnica eficiente para a etapa de clarificação em sistemas de tratamento de água para abastecimento. Diversos estudos vêm sendo realizados para aprimoramento dessa técnica e das características físicas das unidades FAD. Seguindo essa tendência, o presente trabalho teve como objetivo estudar os efeitos da velocidade na entrada da zona de contato (\'V IND.EZC\') na eficiência de clarificação de unidades retangulares FAD. Para o presente estudo foi utilizada água sintética preparada através da adição de 1,0 mg/L de ácido húmico e 8,5 mg/L de caulinita, a qual foi coagulada com sulfato de alumínio. A pesquisa foi dividida em duas fases: FASE I - com o emprego do Flotateste foram determinadas as dosagens adequadas de coagulante, o pH adequado de coagulação com a medição do potencial zeta das partículas (PZ), o gradiente médio de velocidade para floculação e o tempo médio para floculação para o tratamento da água sintética em estudo; FASE II - utilizando unidade FAD em escala piloto foram realizados ensaios para diferentes variações na altura da entrada da zona de contato (he) da câmara de flotação de forma a se obter diferentes valores de \'V IND.EZC\'. Nesta fase foram investigadas duas diferentes condições de coagulação as quais forneceram bons resultados por flotação: 1ª condição, aplicação de 42,5 mg/L de \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')IND.3\' e pH de 6,35 \'+ OU -\' 0,05 na qual resultou em PZ positivo em torno de +10 mV e para 2ª condição, aplicação de 22,5 mg/L de \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')IND.3\' e pH de 6,40 \'+ OU -\' 0,05 na qual resultou em PZ próximo de 0 mV. Os ensaios foram monitorados e comparados entre si os valores residuais de turbidez e cor aparente. Em todos os ensaios as taxas de aplicação superficial foram mantidas em faixas estreitas de verificando-se que os melhores resultados residuais dos parâmetros monitorados foram obtidos para a 1ª condição de estudo com valores de 0,66 NTU de turbidez e cor aparente igual a 2 uC (eficiências de 90,5 e 93,9% respectivamente). Os resultados demonstraram que para a faixa de valores de \'V IND.EZC\' entre 62,2 e 12.432,4 m/h pouca influência desse parâmetro foi observada na eficiência do processo de clarificação por flotação para ambas as condições de coagulação investigadas. Entretanto, a faixa de valores de \'V IND.EZC\' entre 124,3 e 180,2 m/h forneceram as melhores condições de flotação. Portanto, sugere-se tal faixa de valores como subsídio ao projeto de sistemas de flotação constituído pelas características apresentadas nesta pesquisa. / Dissolved air flotation (DAF) is currently recognized as an efficient technique for water clarification in water treatment systems. Several studies have been conducted to improve this technique and the physical characteristics of DAF units in order to constantly improve their performance. Following this trend, the aim of this research was to evaluate the effects of the velocity in the contact zone entrance on the clarification efficiency of rectangular DAF units. A DAF pilot plant fed with synthetic water prepared by adding 1.0 mg/L of humic acid and 8.5 mg/L of kaolin, and coagulated with aluminum sulfate was used. The research was divided into two phases: I) by using a laboratory scale DAF unit (Flotatest) the optimal coagulation, flocculation, and flotation conditions for the synthetic water previously described were investigated; and II) by using a DAF pilot unit tests were performed for different variations in the height of the contact zone entrance (he) of the flotation chamber to obtain different values of velocity in the contact zone entrance. In this phase two different conditions of coagulation were investigated yielding good results: 1st condition: application of 42.5 mg/L of \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')IND.3\' and pH 6.35 \'+ OR -\' 0.05, which resulted in zeta potential of positive particles around +10 mV, and 2nd condition: application of 22.5 mg/L \'AL IND.2\'(\'SO IND.4\')IND.3\' and pH 6.40 \'+ OR -\' 0.05, which resulted in zeta potential of particles near zero. The tests were monitored and the residual values of turbidity and apparent color were compared. In all experiments, the hydraulic surface loadings were kept in narrow bands of values (in the contact zone equal to 180 \'+ OR -\' 4 m/h and in the clarification zone, equal to 184 \'+ OR -\' 4 m/d). It was verified that the best residual results of the parameters monitored were obtained for the 1st condition with 0.66 NTU turbidity and apparent color equal to 2 uC (efficiencies of 90.5 and 93.9%, respectively). The results showed that for the range of values of velocity in the contact zone entrance between 62.2 and 12432.4 m/h little influence of this parameter was observed on the clarification efficiency process by flotation for both coagulation conditions investigated. However, as the range of values between 124.3 and 180.2 m/h provided the best flotation conditions, such a range should be adopted for the designs of rectangular DAF units.

Orientador: Carlos Gomes da Nave Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-04T11:01:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magalhaes_AlexFabianoRibeirode_M.pdf: 2242026 bytes, checksum: b4ae2e107eb7317d892ade5a7815f862 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo:Com a intenção de preencher a lacuna decorrente de poucos estudos sobre o tratamento de efluentes da lavagem de veículos, na presente pesquisa, propõe-se um sistema de tratamento composto de biofiltros aerados submersos seguidos por flotação por ar dissolvido na remoção dos principais contaminantes contidos nos mesmos. Para isso, foi concebida, instalada e operada uma instalação protótipo em escala real, visando possibilitar a reutilização do efluente tratado. O sistema foi montado em uma transportadora e destinado ao tratamento dos efluentes de lavagens de caminhões tipo baú através de lavador tipo ¿rollover¿. Apesar de terem sido previstos três meses para a operação do sistema, vários problemas de origem operacional do próprio lavador de veículos impediram a realização dos testes de longa duração. Mesmo assim, o período de testes foi útil para estabelecer-se quais alterações físicas deveriam ser incorporadas à instalação proposta para a solução de diversos problemas específicos relativos à concepção original do sistema, subsidiando dados para a otimização de futuros sistemas a serem implantados em escala real. Concluiu-se que, após as modificações introduzidas, tais como a alteração de dispositivos de entrada e saída dos reatores, substituição de acessórios de controle de pressão e vazão, entre outros, a alternativa proposta para tratamento e reúso deste tipo de efluente é plenamente viável / Abstract: With the intention to contribute for aim of filling out the emptiness provoked by few studies on the treatment of carwash affluent, in this research, it intends to create a treatment system composed of aerated submerged biological filter (BAS) following for the dissolved air flotation (FAD) on the removal of the main pollutants present in this effluent type. For that, it was become designed, installed and operated an installation prototype in real scale, seeking the water recycling. The system was installed at cargo transport interprise and destined to the treatment of the carwash effluent type "rollover". In spite of it have been preview three months for the operation time of the system, several operational problems of the washer accomplish of the long time tests. Even so, the time of tests was useful to establish which physical alterations should be incorporate in the installation proposed for the solution of problems to the original conception of the system, subsidizing data for the otimization of the future systems to be implanted in real scale. This research was finish, after the modifications, such as the alteration of inlet and outlet devices of the reactors, pressure and flow control, among other, the proposal alternative for treatment and reuse of rollover type carwash effluent type is fully viable / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

O Brasil é um dos maiores produtores de minério de ferro do mundo, sendo este a principal commodity mineral para a sua economia. O processo de flotação favoreceu a produção mundial do minério de ferro nas últimas décadas, utilizando tensoativos (coletores) para separar o ferro (hematita) de seu principal contaminante, a sílica (quartzo). Os coletores empregados na flotação são as éteraminas, constituídas de um radical com 8-12 carbonos e três carbonos entre os grupos funcionais éter e amina. O estudo da relação estrutura/desempenho, nesta operação, pode contribuir para a utilização de diferentes moléculas com o intuito de melhorar o custo-benefício no processo. Neste trabalho propôs-se sintetizar diferentes estruturas (aminoamidas e ésteraminas) com variações na parte polar do tensoativo para verificar o impacto no processo de flotação. Neste contexto, o trabalho é dividido em duas partes principais: estudo da composição mineral e síntese/aplicação de moléculas. Após análise por FRX, confirmou-se que a amostra é constituída principalmente por 64,49% de hematita, e 30,87% de quartzo, a principal impureza. A estrutura do coletor padrão, isononiléterpropilamina parcialmente neutralizada com ácido acético, e das moléculas sintetizadas, foi verificada por FT-IR e RMN de ¹³C (apt). As aminoamidas N-(3-(dimetilamino)propil)-dodecanamida 7 e a mistura contendo N-(2-(2-aminoetil-amino)etil)-dodecanamida 2 apresentaram bom desempenho como coletores em relação ao padrão. O teor de quartzo (SiO2) permitido no concentrado deve ser menor que 2%; os resultados obtidos com os coletores padrão, aminoamida 2 e aminoamida 7 foram, respectivamente, 1,80%, 1,72% e 1,85%. Estes números mostram que as moléculas sintetizadas, sob as condições de estudo em questão, são coletores de sílica eficientes para aplicação na flotação do minério de ferro. / Brazil is one of the biggest iron ore producer in the world, being this the major mineral commodity for its economy. The flotation process has promoted worldwide iron ore production in the last decades, by using tensoactives (collectors) to separate iron (hematite) from its main contaminant, sílica (quartz). The collectors used in the flotation are etheramines, which contain 8-12 carbon radical and 3 carbons between ether and amine functional groups. The study of the relation structure/performance in this operation can contribute to the use of different mollecules with the intention to improve the cost-benefit in the process. This procedure intends to prepare different structures (amido amines and ether amines) with variations on the polar part of the tensoactive to verify the impact on the flotation process. This essay is divided in two main parts: the study of the mineral composition and mollecules synthesis/application. After FRX analysis, it has been verified that the sample is mainly constituted by hematite (64,49%) and quartz (30,87%), the main impurity. The standard collector structure isononyletherpropylamine partially neutralised with acetic acid, and the synthesized mollecules were verified through FT-IR and ¹³C NMR (apt). The amido amines N-(3-(dimethylamino)propyl)-dodecanamide 7 and the mixture containing N-(2-(2-aminoetil-amino)etil)-dodecanamida 2 showed good performance as collectors in relation to the standard collector. The permitted quartz content (SiO2) in the concentrate must be less then 2%; the obtained results with the pattern, amido amine 2 and amido amine 7 collectors were, respectively, 1,80%, 1,72% e 1,85%. These numbers show that the sinthesized mollecules, under the applied study conditions, are effective quartz collectors for application in the iron ore flotation.

O processo de flotação por ar dissolvido antecedendo a filtração, constitui hoje técnica já consolidada para clarificação de água para abastecimento. Apesar de apresentar elevada eficiência de remoção de partículas em suspensão e das diversas vantagens associadas a sua utilização, ainda existem particularidades deste processo pouco conhecidas. Visando compreender melhor a flotação por ar dissolvido e contribuir para a otimização das unidades existentes e também nos projetos de novas unidades, foram utilizadas técnicas de fluidodinâmica computacional para estudar as condições de escoamento entre água e ar observadas numa unidade piloto de flotação. A flotação foi investigada através de simulações em ambiente de CFD, acoplado a experimentos laboratoriais em instalação piloto de flotação por ar dissolvido. Estes últimos compreenderam a execução de ensaios com traçador para obtenção das curvas de distribuição de tempo de residência na unidade em questão e também por testes com sonda do tipo Micro ADV para levantamento do perfil de velocidades de escoamento no interior da unidade piloto. Os resultados das análises experimentais com sonda Micro ADV indicaram a presença de escoamento estratificado na região superior da zona de separação da unidade piloto. As curvas de distribuição do tempo de residência apontaram para escoamento do tipo pistonado. O tempo de detenção observado nos ensaios foi de 19,29 e 18,66 minutos respectivamente para escoamento somente de água e sem recirculação e escoamento entre água e ar. As simulações em CFD confirmaram a presença de escoamento estratificado na zona de separação e também a presença de uma manta de microbolhas de ar na mesma. Os resultados foram sensíveis ao diâmetro de microbolhas testado, com maior concentração de ar na zona de separação quando testados diâmetros de microbolhas menores que 60 µm. As curvas de distribuição de tempo de residência obtidas nas simulações em CFD foram capazes de representar o escoamento entre água e ar. O tempo de detenção hidráulico simulado foi de 14,24 e 18,90 minutos respectivamente para as mesmas condições experimentais testadas. De uma maneira geral, as simulações em CFD foram capazes de reproduzir as condições de escoamento entre ar e água observadas na unidade piloto de flotação, os resultados computacionais são condizentes com aqueles obtidos nos ensaios experimentais. / The dissolved air flotation process preceding filtration, consist in established technique for clarification of water supply. Despite presenting high suspended particle removal efficiency and the various advantages associated with their use, there are still a few particularities of this process slightly unknown. To better understand the dissolved air flotation and contribute to the optimization of the existing units and also in projects of new units, computational fluid dynamics techniques were used to study the flow conditions between water and air observed in a flotation pilot plant. The flotation process was investigated in CFD environment, coupled to laboratory experiments in dissolved air flotation scale pilot plant. The latter comprised running tests with tracer to obtain the residence time distribution curves in the pilot plant, tests with micro ADV probe were also conducted for raising the flow velocity profile within the unit. The results of micro ADV experimental analyzes indicated the presence of stratified flow in the upper region of the separation zone of the pilot plant. The residence time distribution curves pointed to plug flow. The retention time observed in the experiments were 19,29 and 18,66 minutes, respectively for the flow of water only and without recirculation and flow of water and air. The CFD simulations confirmed the presence of stratified flow in the separation zone and also the presence of a microbubble air blanket therein. The results were sensitive to the diameter of microbubbles tested, with bigger air concentration in the separation zone when tested with microbubbles diameters smaller than 60 micrometers. The residence time distribution curves obtained in CFD simulations were able to represent the water and air flow. The simulated hydraulic retention times obtained were 14,24 and 18,90 minutes, respectively, for the same experimental conditions. In general, the CFD simulations were able to reproduce the flow conditions observed between air and water in the flotation pilot plant, the computational results were consistent to those obtained in the experiments.

Este trabalho apresenta os resultados de pesquisas realizadas com rejeitos de bauxitas, provenientes da usina operada pela Companhia Brasileira de Alumínio CBA, em Itamarati de Minas, MG. O circuito industrial da CBA tem operações de escrubagem, peneiramento, deslamagem e separação de minerais pesados, através de um circuito de concentração em espirais Reichert e de separação magnética. Porém, ainda são perdidos importantes teores de alumina aproveitável na fração fina, que é atualmente considerada rejeito. A flotação reversa da sílica insolúvel presente neste rejeito, seguida de separação magnética do produto deprimido, permite recuperar gibbsita, e produzir areia para construção civil e manutenção de estradas. O concentrado magnético pode ser usado como aditivo de carga na produção de cimento Portland. Portanto, o beneficiamento desta fração, além da importância econômica, vem contribuir para a conservação dos recursos minerais. Através de ensaios em bancada e em usina piloto, este trabalho demonstra a aplicabilidade deste processo a bauxitas de Miraí, sudeste de Minas Gerais. Após a separação magnética, obtém-se um concentrado com recuperações de 28,8% em massa e 81,2% metalúrgica, com 54% de alumina aproveitável e relação Al2O3/SiO2 de 12,6. Os resultados aqui obtidos indicam viabilidade para aplicação industrial do processo desenvolvido. / This research presents the results achieved by the author in recovering gibbsite from industrial bauxite tailings. The tailings samples were provided by Companhia Brasileira de Alumínio CBA, from it´s Itamarati de Minas, MG plant. The CBA´s Itamarati de Minas plant has a complete circuit of scrubbing, desliming, and heavy minerals separation in spiral concentrators, complemented by high intensity magnetic separation, but it still loses the values contained in the fine fraction of the beneficiated ore, which currently consists of a tailing. Reverse flotation of the insoluble silica present in this tailings stream, followed by magnetic separation of the depressed product, allows to recover gibbsite, and produces silica sand, which can be used in civil construction work and road maintenance. The magnetic concentrate can be used as a charge additive to Portland cement production. Thus, the beneficiation of this fraction is important both economically and for mineral resources conservation. Through experimentation on bench and at pilot plant scale tests, this work explores the feasibility of such a process to the bauxites from Miraí, southeastern Minas Gerais state. After magnetic separation, the concentrate reached available alumina grades of 54% at pilot plant, with 28.8% mass recovery and 81.2% metallurgical recovery, with a Al2O3/SiO2 ratio of 12.6. This shows viability for industrial scale application of the process.

Nenhuma / O Brasil consome enormes quantidades de fertilizantes a base de fósforo devido às características do solo, pobre em nutrientes principais, e à grande produção agrícola. Apesar do grande consumo, a produção de produtos fosfatados é insuficiente para atender a demanda interna. Uma das razões é que os depósitos fosfáticos brasileiros não apresentam a qualidade necessária para a produção de fertilizantes fosfatados. Dentre estes depósitos, está a jazida de Itataia, uma ocorrência ígnea de fósforo e urânio localizada no estado do Ceará. Este depósito apresenta significativas quantidades de carbonatos, principalmente a calcita, o que causa sérios inconvenientes durante a produção do ácido fosfórico. Este trabalho compreendeu a realização de testes de flotação direta com o minério fósforo-uranífero de Itataia realizado com o intuito de obter um concentrado final de P2O5 com teor de 32%, adequado para a produção de ácido fosfórico, e recuperação a mais elevada possível. Foi avaliado em escala de laboratório o desempenho dos depressores inorgânicos (Calgon e silicato de sódio) e dos orgânicos compostos por amidos não modificados (Flotamil 75 e fécula de mandioca) amidos modificados (Filmplus 9002 ACC, EP2031 e dextrina) e a carboximetilcelulose. Foi verificado que, dentre os depressores estudados, a fécula de mandioca apresentou desempenho superior. Estes resultados, obtidos em laboratório, serviram de subsídio para a realização de testes piloto de flotação utilizando coluna. Os resultados do teste rougher-cleaner utilizando circuito aberto (Teste ADP-5) produziram um concentrado final com teor e recuperação de P2O5 de 33,49 e 80,7%, respectivamente. Os teores de CaCO3 e de U3O8 neste produto foram 8,54 e 0,27%. / Brazil consumes huge amounts of phosphorus-based fertilizers due to the characteristics of its soil, poor in major nutrients, and the vast agricultural production. Despite the large consumption, the production of phosphate is insufficient to meet the domestic demand. One reason is that the Brazilian phosphatic deposits do not have the quality needed for producing phosphate fertilizers. Among these deposits is the Itataias deposit, an igneous occurrence of phosphorus and uranium in the state of Ceará. This deposit has significant amounts of carbonates, mainly calcite, which causes serious inconveniences for the phosphoric acid production. This work involved the testing of the direct flotation of Phosphorus-Uraniferous ore from Itataias deposit carried out in order to obtain a final concentrate with a P2O5 content of 32%, suitable for production of phosphoric acid, and the highest possible recovery. The performance of inorganic depressants (Calgon and sodium silicate) and organic compounds including unmodified starches (Flotamil 75 and cassava starch) and modified starches (Filmplus 9002 ACC, EP2031 and dextrin) and carboxymethylcellulose were evaluated on a laboratory scale. It was found that among the studied depressants cassava starch showed the better performance. These results obtained in the laboratory provided subsidies for pilot testing using a flotation column. These tests were carried out using rougher-cleaner open circuit (ADP-5 Test) and produced a final concentrate grade and recovery of P2O5 of 33.49 and 80.7%, respectively. The content of CaCO3 and U3O8 of this product were 8.54 and 0.27%, respectively.

Nenhuma / Este trabalho é um estudo de desempenho de três tipos de codepressores (TALON 6515, GPR-855 e GPR-860) associados ao amido de milho. Estes codepressores são polímeros poliamina-poliamida, com alta afinidade aos átomos de ferro e também ao amido de milho. A amostra de minério de ferro foi fornecida por uma mineradora do Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais. A difração de raios X mostrou que o minério é constituído basicamente por hematita e quartzo como o principal contaminante; a fluorescência dos raios X mostrou teor de ferro e sílica de 58,1% e 12,0% respectivamente. Para o estudo foram realizados testes de flotação catiônica reversa de minério de ferro em bancada. Os principais reagentes envolvidos nos estudos foram o amido de milho como depressor de óxidos de ferro, amina como coletor de quartzo e hidróxido de sódio usado para a gelatinização de amido e regulador de pH. As primeiras séries de testes realizadas foram de otimização das variáveis da flotação tradicional de minério de ferro, onde se obteve dosagem de amido de 800 g/t, amina de 70 g/t e pH = 10,5. Após a otimização das variáveis, foram realizadas séries de testes, apenas na etapa rougher com cada codepressor, mantendo constante a amina e variando a dosagem de amido e do codepressor. Nessas condições, quando a dosagem de amido foi parcialmente substituída pelo codepressor, não foi verificada qualquer melhoria no concentrado, em relação à condição tradicional. A substituição total de amido de milho pelo codepressor também levou a resultados inferiores à condição tradicional. Os melhores resultados foram alcançados quando se manteve constante a dosagem de amido (800 g/t) e amina (70 g/t) e variando a dosagem de codepressor em pequenas quantidades, em adição ao amido. Os três codepressores apresentaram bons resultados nestas condições, com destaque para TALON 6515. Comparando com os resultados da condição tradicional, o TALON 6515 junto ao amido apresentou bons resultados, baixando o teor de ferro no rejeito em -6,85 p.p. (29,9%), aumentando a recuperação mássica e metalúrgica em +3,2 p.p. (4,1%) e +3,5 p.p. (3,8%) respectivamente e o índice de seletividade em +1,67 pontos. Os teores de sílica e ferro no concentrado variaram ligeiramente. / The performance of three novel codepressants (TALON 6515, GPR-855 and GPR-860) associated with corn starch were studied in this work. These codepressants are polymers polyamine-polyamide with high affinity to iron atoms and also with corn starch. An iron ore sample was supplied by a mining company located in the Iron Quadrangle in Minas Gerais. The X-ray diffraction showed that the ore is basically constituted of quartz and hematite. X-ray fluorescence showed 58,1% and 12,0% of iron and silica, respectively. For this study, laboratory tests of reverse cationic flotation of iron ore were performed on bench scale. The main reagents involved in the studies were corn starch as iron oxides depressant, amine as quartz collector and sodium hydroxide used for gelatinization of starch and pH modifier. The first set of tests consisted in the optimization of the conditions of traditional flotation of iron ore: 800 g/t of corn starch, 70 g/t of amine, and pH of 10.5. Once the base variables were optimized, other set of tests were carried out only in rougher step with each codepressant, keeping constant the amine and varying the dosage of starch and codepressant. Under these conditions, where starch was partially replaced by the codepressant, no improvement in the concentrate was observed, compared to the traditional condition. The total replacement of corn starch by the codepressant also showed lower performance compared to the traditional condition, at the same dosage. The best results were achieved when the corn starch dosage (800g/t) and amine (70 g/t) were maintained constant, and the codepressant was added at small dosages, in addition to starch. The three codepressants tested showed good results in these conditions, especially TALON 6515. When compared to the traditional condition, TALON 6515 added to starch showed good performance, reducing the iron content in the tailings by -6.85 p.p. (29,0%), increasing yield and metallurgical recovery by +3.2 p.p. (4,1%) and +3.5 p.p. (3,8%), respectively and increasing selectivity index by 1.67 points. Silica grade and iron grade on concentrate showed no significant variation.