A influência do tamanho de partícula tem sido foco de décadas de estudos na flotação de minérios. O desempenho diminui tanto para partículas minerais (sulfetos-oxi-minerais) finas-F (37-13 μm) e ultrafinas-UF (<13 μm) como para as grossas (>149 μm), devido a muitos fatores, principalmente de ordem física-hidrodinâmica. Existe consenso de que as baixas recuperações na flotação das partículas F-UF ocorrem pela reduzida eficiência da captura (colisão+adesão) pelas bolhas (800-2000 μm) e no caso das grossas por problemas de capacidade de transporte dessas bolhas em relação à massa e também ao baixo grau de liberação. A presente tese de doutorado visa realizar uma análise técnica da situação das tendências atuais, e estudar alternativas emergentes e em fase de validação para a recuperação de partículas finas e ultrafinas e grossas em sistemas minerais selecionados. Para tanto, foi analisada a eficiência da técnica de floto-elutriação (FE), comparativa à flotação convencional (FC), de partículas F-UF, intermediárias (+74-149 μm) e grossas de um minério sulfetado de cobre. Contrário ao esperado, a FE (equipamento HydroFloatTM) apresentou recuperações metalúrgicas similares à FC nos casos de granulometrias com amplas distribuições de tamanho (P80: 130, 240 e 280 μm). Entretanto, as recuperações nas frações classificadas (FCl) em +297 μm e -297+210 μm foram 25 % maiores na FE do que na FC, principal vantagem da FE. As partículas (portadoras de Cu) mais grossas (>297 μm) não foram recuperadas na FC. No caso das frações finas, o arraste hidráulico na FE permitiu uma boa recuperação, mas não nas frações intermediárias, principalmente devido ao baixo holdup de ar nessa célula (<3,2 ±0,9 % volume ar/líquido). Em função disso, foram realizados estudos de otimização da eficiência operacional via injeção de bolhas de ar complementar ao sistema existente na FE. Com o aumento do holdup de ar para 11,0 (±0,2) %, os resultados, de acordo com a anterior hipótese, mostraram uma maior recuperação das frações de tamanho intermediário, especialmente nas frações com P80 igual a 130 μm. Finalmente, em função do elevado arraste mecânico da água de elutriação, os teores obtidos em todos os casos foram extremamente baixos comparados com a FC. Os resultados permitem concluir que a técnica de floto-elutriação precisa ser mais desenvolvida, apresenta muitas limitações e deve ser ajustada para cada minério. Por outro lado, no tratamento de partículas finas e ultrafinas, foram validadas técnicas de condicionamento em alta intensidade (CAI) e com injeção de micro e nanobolhas (200 nm - 100 μm), na recuperação de partículas F-UF de um minério sulfetado de cobre (Cu) e ouro (Au) entre as diversas técnicas e condições aplicadas. Os estudos foram realizados comparativamente a um ensaio padrão (STD) com duas amostras de granulometrias distintas, uma mais grossa (P80~190 μm) e outra mais fina (P80~100 μm). Os melhores resultados obtidos foram aumentos de 10 % da recuperação metalúrgica de Cu e Au com o CAI e 6 % (Au) com as bolhas pequenas para a amostra mais grossa, e até 22 % de recuperação de metalúrgica de Cu e 8 % de Au com CAI para a amostra mais fina. Esses resultados mostram o potencial dessas técnicas na melhor flotação de frações F-UF, validam resultados anteriores e o embasamento teórico do aumento da probabilidade captura das partículas pelas bolhas. Os resultados da análise das técnicas selecionadas e a pesquisa do estado da arte permitiram concluir que diversas ações e alternativas devem ser consideradas, na redução das perdas minerais nas frações finas e grossas, juntamente com uma maior celeridade da transferência tecnológica da pesquisa ao setor produtivo, visando minimizar perdas, energia e custos operacionais. / The influence of particle size has been the focus of decades of studies on ore flotation. The performance decreases for both mineral particles (sulfides-oxi-minerals) fine-F (37-13 μm) and ultrafine-UF (<13 μm) and coarse (>149 μm), due to many factors, physics-hydrodynamics. There is a consensus that the low recoveries in the flotation of F-UF particles occur due to the reduced capture efficiency (collision + adhesion) by the bubbles (800-2000 μm) and in the case of the coarse ones due to problems of transport capacity of these bubbles in relation to the mass and also to the low degree of liberation. This PhD thesis aims to carry out a technical analysis of current trends and to study emerging and validation alternatives for the recovery of fine and ultrafine and coarse particles in selected mineral systems. For this purpose, the floto-elutriation (FE) technique, compared to the conventional flotation (CF), of F-UF particles, intermediate (+74-149 μm) and coarse sulphate copper ore was analyzed. Contrary to expected, the FE (HydroFloatTM equipment) presented metallurgical recoveries similar to CF in cases with large particle size distributions (P80: 130, 240 and 280 μm). However, the recoveries in the fractions classified (FCl) by +297 μm and -297 + 210 μm were 25 % higher in FE than in CF, the main advantage of FE. The coarser particles (>297 μm) were not recovered in the CF. In the case of fine fractions, the hydraulic drag in the FE allowed a good recovery, but not in the intermediate fractions, mainly due to the low holdup of air in this cell (<3.2 ±0.9 % air/liquid volume). As a result, studies were carried out to optimize the operational efficiency by injecting air bubbles complementary to the existing FE system. With the increase of the air holdup to 11.0 (± 0.2) %, the results, according to the previous hypothesis, showed a greater recovery of the fractions of intermediate size, especially in the fractions with P80 equal to 130 μm . Finally, due to the high mechanical drag of the elutriation water, the contents obtained in all cases were extremely low compared to the CF. The results allow to conclude that the floto-elutriation technique needs to be more developed, has many limitations and must be adjusted for each ore. On the other hand, in the treatment of fine and ultrafine particles, high intensity conditioning techniques (HIC) and with micro and nanobubble injection (200 nm - 100 μm) were validated in the recovery of F-UF particles from a sulfide copper (Cu) and gold (Au) ore among the various techniques and conditions applied. The studies were performed in comparison to a standard test (STD) with two samples; one with large particle size distribution, one coarser (P80 ~ 190 μm) and one finer (P80 ~ 100 μm). The best results were 10 % increases in the Cu and Au metallurgical recovery with the HIC and 6 % (Au) with the small bubbles for the coarser sample, and up to 22 % of metallurgical recovery of Cu and 8 % of Au with HIC for the finer sample. These results show the potential of these techniques in the best flotation of F-UF fractions, validate previous results and the theoretical basis of the increase in the probability of capture of the particles by the bubbles. The results of the analysis of the selected techniques and the research of the state of the art allowed concluding that several actions and alternatives should be considered in the reduction of mineral losses in the fine and coarse fractions. More, this should be accompanied with a faster technological transference of the research to the productive sector, aiming to minimize losses, energy and operating costs.

A influência do tamanho de partícula tem sido foco de décadas de estudos na flotação de minérios. O desempenho diminui tanto para partículas minerais (sulfetos-oxi-minerais) finas-F (37-13 μm) e ultrafinas-UF (<13 μm) como para as grossas (>149 μm), devido a muitos fatores, principalmente de ordem física-hidrodinâmica. Existe consenso de que as baixas recuperações na flotação das partículas F-UF ocorrem pela reduzida eficiência da captura (colisão+adesão) pelas bolhas (800-2000 μm) e no caso das grossas por problemas de capacidade de transporte dessas bolhas em relação à massa e também ao baixo grau de liberação. A presente tese de doutorado visa realizar uma análise técnica da situação das tendências atuais, e estudar alternativas emergentes e em fase de validação para a recuperação de partículas finas e ultrafinas e grossas em sistemas minerais selecionados. Para tanto, foi analisada a eficiência da técnica de floto-elutriação (FE), comparativa à flotação convencional (FC), de partículas F-UF, intermediárias (+74-149 μm) e grossas de um minério sulfetado de cobre. Contrário ao esperado, a FE (equipamento HydroFloatTM) apresentou recuperações metalúrgicas similares à FC nos casos de granulometrias com amplas distribuições de tamanho (P80: 130, 240 e 280 μm). Entretanto, as recuperações nas frações classificadas (FCl) em +297 μm e -297+210 μm foram 25 % maiores na FE do que na FC, principal vantagem da FE. As partículas (portadoras de Cu) mais grossas (>297 μm) não foram recuperadas na FC. No caso das frações finas, o arraste hidráulico na FE permitiu uma boa recuperação, mas não nas frações intermediárias, principalmente devido ao baixo holdup de ar nessa célula (<3,2 ±0,9 % volume ar/líquido). Em função disso, foram realizados estudos de otimização da eficiência operacional via injeção de bolhas de ar complementar ao sistema existente na FE. Com o aumento do holdup de ar para 11,0 (±0,2) %, os resultados, de acordo com a anterior hipótese, mostraram uma maior recuperação das frações de tamanho intermediário, especialmente nas frações com P80 igual a 130 μm. Finalmente, em função do elevado arraste mecânico da água de elutriação, os teores obtidos em todos os casos foram extremamente baixos comparados com a FC. Os resultados permitem concluir que a técnica de floto-elutriação precisa ser mais desenvolvida, apresenta muitas limitações e deve ser ajustada para cada minério. Por outro lado, no tratamento de partículas finas e ultrafinas, foram validadas técnicas de condicionamento em alta intensidade (CAI) e com injeção de micro e nanobolhas (200 nm - 100 μm), na recuperação de partículas F-UF de um minério sulfetado de cobre (Cu) e ouro (Au) entre as diversas técnicas e condições aplicadas. Os estudos foram realizados comparativamente a um ensaio padrão (STD) com duas amostras de granulometrias distintas, uma mais grossa (P80~190 μm) e outra mais fina (P80~100 μm). Os melhores resultados obtidos foram aumentos de 10 % da recuperação metalúrgica de Cu e Au com o CAI e 6 % (Au) com as bolhas pequenas para a amostra mais grossa, e até 22 % de recuperação de metalúrgica de Cu e 8 % de Au com CAI para a amostra mais fina. Esses resultados mostram o potencial dessas técnicas na melhor flotação de frações F-UF, validam resultados anteriores e o embasamento teórico do aumento da probabilidade captura das partículas pelas bolhas. Os resultados da análise das técnicas selecionadas e a pesquisa do estado da arte permitiram concluir que diversas ações e alternativas devem ser consideradas, na redução das perdas minerais nas frações finas e grossas, juntamente com uma maior celeridade da transferência tecnológica da pesquisa ao setor produtivo, visando minimizar perdas, energia e custos operacionais. / The influence of particle size has been the focus of decades of studies on ore flotation. The performance decreases for both mineral particles (sulfides-oxi-minerals) fine-F (37-13 μm) and ultrafine-UF (<13 μm) and coarse (>149 μm), due to many factors, physics-hydrodynamics. There is a consensus that the low recoveries in the flotation of F-UF particles occur due to the reduced capture efficiency (collision + adhesion) by the bubbles (800-2000 μm) and in the case of the coarse ones due to problems of transport capacity of these bubbles in relation to the mass and also to the low degree of liberation. This PhD thesis aims to carry out a technical analysis of current trends and to study emerging and validation alternatives for the recovery of fine and ultrafine and coarse particles in selected mineral systems. For this purpose, the floto-elutriation (FE) technique, compared to the conventional flotation (CF), of F-UF particles, intermediate (+74-149 μm) and coarse sulphate copper ore was analyzed. Contrary to expected, the FE (HydroFloatTM equipment) presented metallurgical recoveries similar to CF in cases with large particle size distributions (P80: 130, 240 and 280 μm). However, the recoveries in the fractions classified (FCl) by +297 μm and -297 + 210 μm were 25 % higher in FE than in CF, the main advantage of FE. The coarser particles (>297 μm) were not recovered in the CF. In the case of fine fractions, the hydraulic drag in the FE allowed a good recovery, but not in the intermediate fractions, mainly due to the low holdup of air in this cell (<3.2 ±0.9 % air/liquid volume). As a result, studies were carried out to optimize the operational efficiency by injecting air bubbles complementary to the existing FE system. With the increase of the air holdup to 11.0 (± 0.2) %, the results, according to the previous hypothesis, showed a greater recovery of the fractions of intermediate size, especially in the fractions with P80 equal to 130 μm . Finally, due to the high mechanical drag of the elutriation water, the contents obtained in all cases were extremely low compared to the CF. The results allow to conclude that the floto-elutriation technique needs to be more developed, has many limitations and must be adjusted for each ore. On the other hand, in the treatment of fine and ultrafine particles, high intensity conditioning techniques (HIC) and with micro and nanobubble injection (200 nm - 100 μm) were validated in the recovery of F-UF particles from a sulfide copper (Cu) and gold (Au) ore among the various techniques and conditions applied. The studies were performed in comparison to a standard test (STD) with two samples; one with large particle size distribution, one coarser (P80 ~ 190 μm) and one finer (P80 ~ 100 μm). The best results were 10 % increases in the Cu and Au metallurgical recovery with the HIC and 6 % (Au) with the small bubbles for the coarser sample, and up to 22 % of metallurgical recovery of Cu and 8 % of Au with HIC for the finer sample. These results show the potential of these techniques in the best flotation of F-UF fractions, validate previous results and the theoretical basis of the increase in the probability of capture of the particles by the bubbles. The results of the analysis of the selected techniques and the research of the state of the art allowed concluding that several actions and alternatives should be considered in the reduction of mineral losses in the fine and coarse fractions. More, this should be accompanied with a faster technological transference of the research to the productive sector, aiming to minimize losses, energy and operating costs.

A influência do tamanho de partícula tem sido foco de décadas de estudos na flotação de minérios. O desempenho diminui tanto para partículas minerais (sulfetos-oxi-minerais) finas-F (37-13 μm) e ultrafinas-UF (<13 μm) como para as grossas (>149 μm), devido a muitos fatores, principalmente de ordem física-hidrodinâmica. Existe consenso de que as baixas recuperações na flotação das partículas F-UF ocorrem pela reduzida eficiência da captura (colisão+adesão) pelas bolhas (800-2000 μm) e no caso das grossas por problemas de capacidade de transporte dessas bolhas em relação à massa e também ao baixo grau de liberação. A presente tese de doutorado visa realizar uma análise técnica da situação das tendências atuais, e estudar alternativas emergentes e em fase de validação para a recuperação de partículas finas e ultrafinas e grossas em sistemas minerais selecionados. Para tanto, foi analisada a eficiência da técnica de floto-elutriação (FE), comparativa à flotação convencional (FC), de partículas F-UF, intermediárias (+74-149 μm) e grossas de um minério sulfetado de cobre. Contrário ao esperado, a FE (equipamento HydroFloatTM) apresentou recuperações metalúrgicas similares à FC nos casos de granulometrias com amplas distribuições de tamanho (P80: 130, 240 e 280 μm). Entretanto, as recuperações nas frações classificadas (FCl) em +297 μm e -297+210 μm foram 25 % maiores na FE do que na FC, principal vantagem da FE. As partículas (portadoras de Cu) mais grossas (>297 μm) não foram recuperadas na FC. No caso das frações finas, o arraste hidráulico na FE permitiu uma boa recuperação, mas não nas frações intermediárias, principalmente devido ao baixo holdup de ar nessa célula (<3,2 ±0,9 % volume ar/líquido). Em função disso, foram realizados estudos de otimização da eficiência operacional via injeção de bolhas de ar complementar ao sistema existente na FE. Com o aumento do holdup de ar para 11,0 (±0,2) %, os resultados, de acordo com a anterior hipótese, mostraram uma maior recuperação das frações de tamanho intermediário, especialmente nas frações com P80 igual a 130 μm. Finalmente, em função do elevado arraste mecânico da água de elutriação, os teores obtidos em todos os casos foram extremamente baixos comparados com a FC. Os resultados permitem concluir que a técnica de floto-elutriação precisa ser mais desenvolvida, apresenta muitas limitações e deve ser ajustada para cada minério. Por outro lado, no tratamento de partículas finas e ultrafinas, foram validadas técnicas de condicionamento em alta intensidade (CAI) e com injeção de micro e nanobolhas (200 nm - 100 μm), na recuperação de partículas F-UF de um minério sulfetado de cobre (Cu) e ouro (Au) entre as diversas técnicas e condições aplicadas. Os estudos foram realizados comparativamente a um ensaio padrão (STD) com duas amostras de granulometrias distintas, uma mais grossa (P80~190 μm) e outra mais fina (P80~100 μm). Os melhores resultados obtidos foram aumentos de 10 % da recuperação metalúrgica de Cu e Au com o CAI e 6 % (Au) com as bolhas pequenas para a amostra mais grossa, e até 22 % de recuperação de metalúrgica de Cu e 8 % de Au com CAI para a amostra mais fina. Esses resultados mostram o potencial dessas técnicas na melhor flotação de frações F-UF, validam resultados anteriores e o embasamento teórico do aumento da probabilidade captura das partículas pelas bolhas. Os resultados da análise das técnicas selecionadas e a pesquisa do estado da arte permitiram concluir que diversas ações e alternativas devem ser consideradas, na redução das perdas minerais nas frações finas e grossas, juntamente com uma maior celeridade da transferência tecnológica da pesquisa ao setor produtivo, visando minimizar perdas, energia e custos operacionais. / The influence of particle size has been the focus of decades of studies on ore flotation. The performance decreases for both mineral particles (sulfides-oxi-minerals) fine-F (37-13 μm) and ultrafine-UF (<13 μm) and coarse (>149 μm), due to many factors, physics-hydrodynamics. There is a consensus that the low recoveries in the flotation of F-UF particles occur due to the reduced capture efficiency (collision + adhesion) by the bubbles (800-2000 μm) and in the case of the coarse ones due to problems of transport capacity of these bubbles in relation to the mass and also to the low degree of liberation. This PhD thesis aims to carry out a technical analysis of current trends and to study emerging and validation alternatives for the recovery of fine and ultrafine and coarse particles in selected mineral systems. For this purpose, the floto-elutriation (FE) technique, compared to the conventional flotation (CF), of F-UF particles, intermediate (+74-149 μm) and coarse sulphate copper ore was analyzed. Contrary to expected, the FE (HydroFloatTM equipment) presented metallurgical recoveries similar to CF in cases with large particle size distributions (P80: 130, 240 and 280 μm). However, the recoveries in the fractions classified (FCl) by +297 μm and -297 + 210 μm were 25 % higher in FE than in CF, the main advantage of FE. The coarser particles (>297 μm) were not recovered in the CF. In the case of fine fractions, the hydraulic drag in the FE allowed a good recovery, but not in the intermediate fractions, mainly due to the low holdup of air in this cell (<3.2 ±0.9 % air/liquid volume). As a result, studies were carried out to optimize the operational efficiency by injecting air bubbles complementary to the existing FE system. With the increase of the air holdup to 11.0 (± 0.2) %, the results, according to the previous hypothesis, showed a greater recovery of the fractions of intermediate size, especially in the fractions with P80 equal to 130 μm . Finally, due to the high mechanical drag of the elutriation water, the contents obtained in all cases were extremely low compared to the CF. The results allow to conclude that the floto-elutriation technique needs to be more developed, has many limitations and must be adjusted for each ore. On the other hand, in the treatment of fine and ultrafine particles, high intensity conditioning techniques (HIC) and with micro and nanobubble injection (200 nm - 100 μm) were validated in the recovery of F-UF particles from a sulfide copper (Cu) and gold (Au) ore among the various techniques and conditions applied. The studies were performed in comparison to a standard test (STD) with two samples; one with large particle size distribution, one coarser (P80 ~ 190 μm) and one finer (P80 ~ 100 μm). The best results were 10 % increases in the Cu and Au metallurgical recovery with the HIC and 6 % (Au) with the small bubbles for the coarser sample, and up to 22 % of metallurgical recovery of Cu and 8 % of Au with HIC for the finer sample. These results show the potential of these techniques in the best flotation of F-UF fractions, validate previous results and the theoretical basis of the increase in the probability of capture of the particles by the bubbles. The results of the analysis of the selected techniques and the research of the state of the art allowed concluding that several actions and alternatives should be considered in the reduction of mineral losses in the fine and coarse fractions. More, this should be accompanied with a faster technological transference of the research to the productive sector, aiming to minimize losses, energy and operating costs.

Este trabalho teve por objetivo avaliar em escala de laboratório, o efeito do condicionamento em alta intensidade, CAI, como etapa de condicionamento da polpa préflotação, e a injeção de bolhas de tamanho intermediário (BI - < 600 μm, entre 20-150 μm neste estudo) juntamente com as bolhas produzidas pela célula de flotação (> 600 μm), na recuperação por flotação de partículas minerais finas (“F” 40-13 μm) e ultrafinas (“UF” < 13 μm) de um minério sulfetado de cobre e molibdênio. O minério utilizado nesse estudo corresponde a alimentação da flotação rougher da usina de concentração de Chuquicamata, pertencente a Corporación Nacional del Cobre de Chile, Codelco S/A, (Mina de Chuquicamata – Divisão Codelco Norte). Os principais parâmetros avaliados foram a energia transferida à polpa na etapa do CAI (entre 1 e 4 kwh·m-3 de polpa) e o volume e tempo de injeção de BI´s juntamente com as bolhas geradas pela célula de flotação. Os resultados foram avaliados em termos de recuperações metalúrgicas e teores totais de Cu e Mo (concentrados e rejeitos), constante cinética de flotação (modelo Klimpel), recuperação real (true flotation) e grau de arraste hidrodinâmico, e comparados com o ensaio Standard (STD, ou padrão, que simula a flotação rougher de Chuquicamata. Também foi avaliada a recuperação metalúrgica de Cu e Mo por faixa granulométrica no intervalo das frações F e UF, nas malhas de 40, 15 e 5 μm utilizando micropeneiras na separação. Os resultados mostram que as duas técnicas estudadas apresentam maiores recuperações metalúrgicas de Cu e Mo, maiores valores de constante cinética de flotação, diminuição no grau de arraste hidrodinâmico, sem prejuízo significativo dos teores de Cu e Mo nos concentrados finais de flotação. Nos estudos com CAI, os melhores resultados metalúrgicos foram obtidos com energia transferida a polpa entre 2-3 kwh·m-3. Com 2 kwh·m-3, a recuperação metalúrgica de Cu passou de 84% no STD para 87% e a de Mo de 72% para 74%, com aumento na constante cinética de flotação, flotação real e diminuição do grau de arraste hidrodinâmico. Nos estudos de flotação com injeção de BI´s, a recuperação metalúrgica global de Cu foi entre 2-3% superior ao estudo Standard - STD (Padrão) e os valores de constante cinética de flotação variando entre 4 e 4,4 min-1 (3 min-1 no STD). Dados por faixa granulométrica nas frações F e UF comprovaram, para ambas técnicas estudadas, aumentos significativos na recuperação metalúrgica nessas frações, principalmente na fração < 5 μm e na fração entre 5-15 μm. Nos melhores resultados dos estudos de flotação com CAI, o aumento de recuperação de Cu nessas frações foram de 5% (< 5 μm) e 7% (5-15 μm) comparadas com o STD, e para o Mo os aumentos foram de 3% e 9% respectivamente. Nos estudos de flotação com injeção de BI´s, os ganhos foram de 7% e 10% para Cu e 3% e 10% para o Mo. Os resultados são discutidos em termos dos parâmetros físicos, químicos e físico-químicos envolvidos no processo de agregação de partículas, da “captura ou coleta” de partículas por bolhas, e do potencial de conversão dessas duas técnicas não convencionais de flotação em tecnologias em usinas de concentração de minérios por flotação com problemas de recuperação nas frações finas e ultrafinas. / The aim of this work was evaluated, at laboratory scale, the effect of the high intensity conditioning (HIC), as a pre-conditioning stage of pulp, and flotation with “multi-bubbles” (bubbles with a wide size distribution) in the recovery by flotation of fines (“F” 40-13 μm) and ultrafines (“UF” < 13 μm) mineral particles of a copper/molybdenum sulphide ore, and compared with a standard mill laboratory procedure (STD). The sulphide ore correspond to the feed of Rougher flotation stage of the Chuquicamata concentrator, of the “Corporación Nacional del cobre del Chile”, Codelco S.A, (Chuquicamata mine – Codelco North Division). The mains parameters evaluated were the energy transferred to the pulp in the HIC stage (between 1-4 kwh·m-3) and time and volume of the middle size bubbles (MB, between 50-200 μm in this work) injection together with the bubbles generated by the flotation cell (> 600 μm). The results were evaluated through metallurgical recoveries and grades of Cu and Mo (concentrates and tailings), “true” flotation values and their degree of entrainment values. Finally, to assess the performance of flotation in the F and UF fractions, size by size copper and molybdenum recoveries were measured in the fractions > 40 μm; 40-15 μm; 15-5 μm and < 5 μm using micro-sieves to separation. The results showed that both techniques yielded higher metallurgical efficiencies than the mill standard, increase the process kinetic, decrease the degree of entrainment, with very similar concentrate grades. In the HIC studies, best results were obtained with values between 2-3 kwh·m-3 of energy transferred to the pulp. With 2 kwh·m-3, the copper metallurgical recovery up to 84% in the STD to 87%, and molybdenum up to 72% to 74%, with an increase in the kinetic constant rate and decrease of degree entrainment. In the flotation with a wide size bubbles distribution studies, copper metallurgical recovery was 2-3% higher than the STD, with kinetics constant rate between 4 and 4,4 min-1 (3 min-1 in STD). Size by size results showed, to both techniques, an increase in the Cu and Mo metallurgical recoveries in the F-UF fractions, mainly in the fractions < 5 μm and between 5-15 μm. The best results with HIC, were obtained an increase in the Cu metallurgical recoveries in these fractions of 5% (< 5 μm) and 7% (5-15 μm). The values to Mo were 3% and 9% respectively. In the flotation studies with MB`s injection, the gains were of 7% and 10% to Cu, and 3% and 10% to Mo. The results obtained are discussed in terms of physical, chemical and physico-chemicals parameters related to aggregation and capture (of particles by bubbles) phenomena and practical potential of theses techniques are envisaged.

Este trabalho teve por objetivo avaliar em escala de laboratório, o efeito do condicionamento em alta intensidade, CAI, como etapa de condicionamento da polpa préflotação, e a injeção de bolhas de tamanho intermediário (BI - < 600 μm, entre 20-150 μm neste estudo) juntamente com as bolhas produzidas pela célula de flotação (> 600 μm), na recuperação por flotação de partículas minerais finas (“F” 40-13 μm) e ultrafinas (“UF” < 13 μm) de um minério sulfetado de cobre e molibdênio. O minério utilizado nesse estudo corresponde a alimentação da flotação rougher da usina de concentração de Chuquicamata, pertencente a Corporación Nacional del Cobre de Chile, Codelco S/A, (Mina de Chuquicamata – Divisão Codelco Norte). Os principais parâmetros avaliados foram a energia transferida à polpa na etapa do CAI (entre 1 e 4 kwh·m-3 de polpa) e o volume e tempo de injeção de BI´s juntamente com as bolhas geradas pela célula de flotação. Os resultados foram avaliados em termos de recuperações metalúrgicas e teores totais de Cu e Mo (concentrados e rejeitos), constante cinética de flotação (modelo Klimpel), recuperação real (true flotation) e grau de arraste hidrodinâmico, e comparados com o ensaio Standard (STD, ou padrão, que simula a flotação rougher de Chuquicamata. Também foi avaliada a recuperação metalúrgica de Cu e Mo por faixa granulométrica no intervalo das frações F e UF, nas malhas de 40, 15 e 5 μm utilizando micropeneiras na separação. Os resultados mostram que as duas técnicas estudadas apresentam maiores recuperações metalúrgicas de Cu e Mo, maiores valores de constante cinética de flotação, diminuição no grau de arraste hidrodinâmico, sem prejuízo significativo dos teores de Cu e Mo nos concentrados finais de flotação. Nos estudos com CAI, os melhores resultados metalúrgicos foram obtidos com energia transferida a polpa entre 2-3 kwh·m-3. Com 2 kwh·m-3, a recuperação metalúrgica de Cu passou de 84% no STD para 87% e a de Mo de 72% para 74%, com aumento na constante cinética de flotação, flotação real e diminuição do grau de arraste hidrodinâmico. Nos estudos de flotação com injeção de BI´s, a recuperação metalúrgica global de Cu foi entre 2-3% superior ao estudo Standard - STD (Padrão) e os valores de constante cinética de flotação variando entre 4 e 4,4 min-1 (3 min-1 no STD). Dados por faixa granulométrica nas frações F e UF comprovaram, para ambas técnicas estudadas, aumentos significativos na recuperação metalúrgica nessas frações, principalmente na fração < 5 μm e na fração entre 5-15 μm. Nos melhores resultados dos estudos de flotação com CAI, o aumento de recuperação de Cu nessas frações foram de 5% (< 5 μm) e 7% (5-15 μm) comparadas com o STD, e para o Mo os aumentos foram de 3% e 9% respectivamente. Nos estudos de flotação com injeção de BI´s, os ganhos foram de 7% e 10% para Cu e 3% e 10% para o Mo. Os resultados são discutidos em termos dos parâmetros físicos, químicos e físico-químicos envolvidos no processo de agregação de partículas, da “captura ou coleta” de partículas por bolhas, e do potencial de conversão dessas duas técnicas não convencionais de flotação em tecnologias em usinas de concentração de minérios por flotação com problemas de recuperação nas frações finas e ultrafinas. / The aim of this work was evaluated, at laboratory scale, the effect of the high intensity conditioning (HIC), as a pre-conditioning stage of pulp, and flotation with “multi-bubbles” (bubbles with a wide size distribution) in the recovery by flotation of fines (“F” 40-13 μm) and ultrafines (“UF” < 13 μm) mineral particles of a copper/molybdenum sulphide ore, and compared with a standard mill laboratory procedure (STD). The sulphide ore correspond to the feed of Rougher flotation stage of the Chuquicamata concentrator, of the “Corporación Nacional del cobre del Chile”, Codelco S.A, (Chuquicamata mine – Codelco North Division). The mains parameters evaluated were the energy transferred to the pulp in the HIC stage (between 1-4 kwh·m-3) and time and volume of the middle size bubbles (MB, between 50-200 μm in this work) injection together with the bubbles generated by the flotation cell (> 600 μm). The results were evaluated through metallurgical recoveries and grades of Cu and Mo (concentrates and tailings), “true” flotation values and their degree of entrainment values. Finally, to assess the performance of flotation in the F and UF fractions, size by size copper and molybdenum recoveries were measured in the fractions > 40 μm; 40-15 μm; 15-5 μm and < 5 μm using micro-sieves to separation. The results showed that both techniques yielded higher metallurgical efficiencies than the mill standard, increase the process kinetic, decrease the degree of entrainment, with very similar concentrate grades. In the HIC studies, best results were obtained with values between 2-3 kwh·m-3 of energy transferred to the pulp. With 2 kwh·m-3, the copper metallurgical recovery up to 84% in the STD to 87%, and molybdenum up to 72% to 74%, with an increase in the kinetic constant rate and decrease of degree entrainment. In the flotation with a wide size bubbles distribution studies, copper metallurgical recovery was 2-3% higher than the STD, with kinetics constant rate between 4 and 4,4 min-1 (3 min-1 in STD). Size by size results showed, to both techniques, an increase in the Cu and Mo metallurgical recoveries in the F-UF fractions, mainly in the fractions < 5 μm and between 5-15 μm. The best results with HIC, were obtained an increase in the Cu metallurgical recoveries in these fractions of 5% (< 5 μm) and 7% (5-15 μm). The values to Mo were 3% and 9% respectively. In the flotation studies with MB`s injection, the gains were of 7% and 10% to Cu, and 3% and 10% to Mo. The results obtained are discussed in terms of physical, chemical and physico-chemicals parameters related to aggregation and capture (of particles by bubbles) phenomena and practical potential of theses techniques are envisaged.

Este trabalho teve por objetivo avaliar em escala de laboratório, o efeito do condicionamento em alta intensidade, CAI, como etapa de condicionamento da polpa préflotação, e a injeção de bolhas de tamanho intermediário (BI - < 600 μm, entre 20-150 μm neste estudo) juntamente com as bolhas produzidas pela célula de flotação (> 600 μm), na recuperação por flotação de partículas minerais finas (“F” 40-13 μm) e ultrafinas (“UF” < 13 μm) de um minério sulfetado de cobre e molibdênio. O minério utilizado nesse estudo corresponde a alimentação da flotação rougher da usina de concentração de Chuquicamata, pertencente a Corporación Nacional del Cobre de Chile, Codelco S/A, (Mina de Chuquicamata – Divisão Codelco Norte). Os principais parâmetros avaliados foram a energia transferida à polpa na etapa do CAI (entre 1 e 4 kwh·m-3 de polpa) e o volume e tempo de injeção de BI´s juntamente com as bolhas geradas pela célula de flotação. Os resultados foram avaliados em termos de recuperações metalúrgicas e teores totais de Cu e Mo (concentrados e rejeitos), constante cinética de flotação (modelo Klimpel), recuperação real (true flotation) e grau de arraste hidrodinâmico, e comparados com o ensaio Standard (STD, ou padrão, que simula a flotação rougher de Chuquicamata. Também foi avaliada a recuperação metalúrgica de Cu e Mo por faixa granulométrica no intervalo das frações F e UF, nas malhas de 40, 15 e 5 μm utilizando micropeneiras na separação. Os resultados mostram que as duas técnicas estudadas apresentam maiores recuperações metalúrgicas de Cu e Mo, maiores valores de constante cinética de flotação, diminuição no grau de arraste hidrodinâmico, sem prejuízo significativo dos teores de Cu e Mo nos concentrados finais de flotação. Nos estudos com CAI, os melhores resultados metalúrgicos foram obtidos com energia transferida a polpa entre 2-3 kwh·m-3. Com 2 kwh·m-3, a recuperação metalúrgica de Cu passou de 84% no STD para 87% e a de Mo de 72% para 74%, com aumento na constante cinética de flotação, flotação real e diminuição do grau de arraste hidrodinâmico. Nos estudos de flotação com injeção de BI´s, a recuperação metalúrgica global de Cu foi entre 2-3% superior ao estudo Standard - STD (Padrão) e os valores de constante cinética de flotação variando entre 4 e 4,4 min-1 (3 min-1 no STD). Dados por faixa granulométrica nas frações F e UF comprovaram, para ambas técnicas estudadas, aumentos significativos na recuperação metalúrgica nessas frações, principalmente na fração < 5 μm e na fração entre 5-15 μm. Nos melhores resultados dos estudos de flotação com CAI, o aumento de recuperação de Cu nessas frações foram de 5% (< 5 μm) e 7% (5-15 μm) comparadas com o STD, e para o Mo os aumentos foram de 3% e 9% respectivamente. Nos estudos de flotação com injeção de BI´s, os ganhos foram de 7% e 10% para Cu e 3% e 10% para o Mo. Os resultados são discutidos em termos dos parâmetros físicos, químicos e físico-químicos envolvidos no processo de agregação de partículas, da “captura ou coleta” de partículas por bolhas, e do potencial de conversão dessas duas técnicas não convencionais de flotação em tecnologias em usinas de concentração de minérios por flotação com problemas de recuperação nas frações finas e ultrafinas. / The aim of this work was evaluated, at laboratory scale, the effect of the high intensity conditioning (HIC), as a pre-conditioning stage of pulp, and flotation with “multi-bubbles” (bubbles with a wide size distribution) in the recovery by flotation of fines (“F” 40-13 μm) and ultrafines (“UF” < 13 μm) mineral particles of a copper/molybdenum sulphide ore, and compared with a standard mill laboratory procedure (STD). The sulphide ore correspond to the feed of Rougher flotation stage of the Chuquicamata concentrator, of the “Corporación Nacional del cobre del Chile”, Codelco S.A, (Chuquicamata mine – Codelco North Division). The mains parameters evaluated were the energy transferred to the pulp in the HIC stage (between 1-4 kwh·m-3) and time and volume of the middle size bubbles (MB, between 50-200 μm in this work) injection together with the bubbles generated by the flotation cell (> 600 μm). The results were evaluated through metallurgical recoveries and grades of Cu and Mo (concentrates and tailings), “true” flotation values and their degree of entrainment values. Finally, to assess the performance of flotation in the F and UF fractions, size by size copper and molybdenum recoveries were measured in the fractions > 40 μm; 40-15 μm; 15-5 μm and < 5 μm using micro-sieves to separation. The results showed that both techniques yielded higher metallurgical efficiencies than the mill standard, increase the process kinetic, decrease the degree of entrainment, with very similar concentrate grades. In the HIC studies, best results were obtained with values between 2-3 kwh·m-3 of energy transferred to the pulp. With 2 kwh·m-3, the copper metallurgical recovery up to 84% in the STD to 87%, and molybdenum up to 72% to 74%, with an increase in the kinetic constant rate and decrease of degree entrainment. In the flotation with a wide size bubbles distribution studies, copper metallurgical recovery was 2-3% higher than the STD, with kinetics constant rate between 4 and 4,4 min-1 (3 min-1 in STD). Size by size results showed, to both techniques, an increase in the Cu and Mo metallurgical recoveries in the F-UF fractions, mainly in the fractions < 5 μm and between 5-15 μm. The best results with HIC, were obtained an increase in the Cu metallurgical recoveries in these fractions of 5% (< 5 μm) and 7% (5-15 μm). The values to Mo were 3% and 9% respectively. In the flotation studies with MB`s injection, the gains were of 7% and 10% to Cu, and 3% and 10% to Mo. The results obtained are discussed in terms of physical, chemical and physico-chemicals parameters related to aggregation and capture (of particles by bubbles) phenomena and practical potential of theses techniques are envisaged.

Determinações quantitativas de cobre total, no minério de cobre bruto e nos produtos de flotação, foram feitas por iodometria e correlacionadas com os espectros Mössbauer dos mesmos. A identificação de calcopirita, pirita e clorita foi possível através da espectroscopia Mössbauer. A calcopirita (CuFeS2) e o mineral de cobre predominante no minério de Camaquã (RS). A análise dos espectros permitiu estabelecer uma correlação gráfica entre o logaritmo da percentagem do cobre presente com a área relativa sob as seis linhas de absorção da calcopirita. / Quantitative determinations of total copper present in a copper ore and in flotation products were measured by iodometric titrations and correlated with the correspondent Mössbauer spectra. The identification of chalcopyrite, pyrite and chlorite was possible by means of Mössbauer spectroscopy. Chalcopyrite is the main copper-bearing constituent in the Camaquã's (RS) copper ore. The spectra analysis allowed to make a graphycal correlation between the logarithm of the cooper content and the relative estimated area under the six absorption lines of chalcopy rite.

Determinações quantitativas de cobre total, no minério de cobre bruto e nos produtos de flotação, foram feitas por iodometria e correlacionadas com os espectros Mössbauer dos mesmos. A identificação de calcopirita, pirita e clorita foi possível através da espectroscopia Mössbauer. A calcopirita (CuFeS2) e o mineral de cobre predominante no minério de Camaquã (RS). A análise dos espectros permitiu estabelecer uma correlação gráfica entre o logaritmo da percentagem do cobre presente com a área relativa sob as seis linhas de absorção da calcopirita. / Quantitative determinations of total copper present in a copper ore and in flotation products were measured by iodometric titrations and correlated with the correspondent Mössbauer spectra. The identification of chalcopyrite, pyrite and chlorite was possible by means of Mössbauer spectroscopy. Chalcopyrite is the main copper-bearing constituent in the Camaquã's (RS) copper ore. The spectra analysis allowed to make a graphycal correlation between the logarithm of the cooper content and the relative estimated area under the six absorption lines of chalcopy rite.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-08-24Bitstream added on 2014-06-13T18:50:19Z : No. of bitstreams: 1 ribeironeto_wa_me_araiq.pdf: 385928 bytes, checksum: 31aa2d033d1770556324d25a26f258a0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Devido ao esgotamento progressivo das jazidas de minérios de cobre com teores elevados (>2%), a aplicação de processos convencionais para a extração de cobre desses minérios, como a pirometalurgia, torna-se inviável devido ao alto custo dos gastos de energia envolvidos. Em função desse esgotamento, bem como do acúmulo de rejeitos de baixos teores (< 0,5%), a busca de processos alternativos para atender a demanda crescente desse metal em todo mundo tornou-se uma necessidade. Uma das alternativas mais viáveis envolve o uso de microrganismos capazes de solubilizar sulfetos metálicos de cobre, em decorrência de seus processos metabólicos oxidativos. O processo que utiliza esses microrganismos na recuperação do cobre de minérios de baixo teor ou de rejeitos é conhecido como biolixiviação e tem sido aplicado em escala industrial em vários países, em especial EUA e Chile, onde estão as maiores reservas mundiais de minério de cobre. Biolixiviação ou lixiviação bacteriana é o processo pelo qual bactérias, sobretudo as do gênero Acidithiobacillus e, principalmente, a espécie Acidithiobacillus ferrooxidans, oxidam sulfetos metálicos (CuFeS2, CuS, CuS2, PbS, ZnS entre outros) como fonte de energia, levando à solubilização desses metais. O A. ferrooxidans é uma espécie mesofílica, quimiolitotrófica e acidofílica que, além de sulfetos metálicos, oxida também íons ferrosos e compostos reduzidos de enxofre. Esse processo é uma alternativa viável para a extração de cobre, pois requer poucos gastos com insumos (ácidos e agentes oxidantes), apresenta reduzido gasto energético, baixo investimento de capital, baixo custo operacional e reduzida mão de obra especializada na operação. Dentre os minerais de cobre, o mais abundante e também o mais refratário ao ataque químico ou bacteriano é a calcopirita. Assim, muitos estudos foram desenvolvidos... / High-grade copper ores deposits (>2%) have been depleted for centuries. So, conventional processes to recover copper from low-grade ores such as pirometallurgy have become prohibitive due the elevated costs, since large amount of energy is spent in this process. As a result of this depletion, a huge amount of low-grade ores (<0.5%) as well waste materials from conventional process have been accumulated for years, waiting for an economic alternative method. In order to match up a constant increase in the copper world demand, the search for new methodologies has become an obligation. Among these alternatives, the use of microorganisms capable to copper sulfides dissolution is the most feasible one. This process, known as bioleaching or bacterial leaching, has been applied in industrial scale in several countries, such as USA and Chile, where the highest copper deposits are located. Bacterial leaching is developed by certain bacteria belong to the Acidithiobacillus genus, among others, mainly by species Acidithiobacillus ferrooxidans, which oxidize metal sulfides (CuFeS2, CuS, CuS2, PbS, ZnS, etc) as its energy source, solubilizing the corresponding metal. It is a mesophilic, chemolithotrophic and acidophilic bacterium that besides metal sulfides oxidize also ferrous iron and other reduced sulphur compounds as energy source. The viability of the process is related with the low costs operation: low capital investments, reduced needs for specialized works, low reagents and materials consumption, etc. Chalcopyrite is most abundant copper mineral and, at same time, the most refractory to chemical or bacterial attack. In this way, several studies have been devoted to understand the mechanisms involved in the mineral dissolution, as well to developed new methodologies to improve chalcopyrite dissolution. It was investigated in this study the effect of some chemical agents...(Complete abstract click electronic access below)

Determinações quantitativas de cobre total, no minério de cobre bruto e nos produtos de flotação, foram feitas por iodometria e correlacionadas com os espectros Mössbauer dos mesmos. A identificação de calcopirita, pirita e clorita foi possível através da espectroscopia Mössbauer. A calcopirita (CuFeS2) e o mineral de cobre predominante no minério de Camaquã (RS). A análise dos espectros permitiu estabelecer uma correlação gráfica entre o logaritmo da percentagem do cobre presente com a área relativa sob as seis linhas de absorção da calcopirita. / Quantitative determinations of total copper present in a copper ore and in flotation products were measured by iodometric titrations and correlated with the correspondent Mössbauer spectra. The identification of chalcopyrite, pyrite and chlorite was possible by means of Mössbauer spectroscopy. Chalcopyrite is the main copper-bearing constituent in the Camaquã's (RS) copper ore. The spectra analysis allowed to make a graphycal correlation between the logarithm of the cooper content and the relative estimated area under the six absorption lines of chalcopy rite.