No processo de desdobramento dos blocos de granito e basalto, os teares utilizam granalha de ferro/aço como abrasivo gerando grandes quantidades de material fino a base dos minerais constituintes das rochas, da granalha cominuída e do desgaste das lâminas (lama abrasiva). Este trabalho tem por objetivo caracterizar a lama abrasiva no estágio em que esta sai do processo de desdobramento das rochas (rejeito). Isto acontece quando a granalha atinge a fração < 0,42 mm e perde suas propriedades abrasivas, dispensando, desta forma, sua presença no sistema. O equipamento utilizado para a retirada da lama não abrasiva é o hidrociclone, que através do overflow conduz o rejeito a uma bacia de decantação. A caracterização do rejeito foi realizada tanto em amostras individuais, como em amostras coletadas diretamente nos tanques de decantação provenientes da serragem de diferentes tipos litológicos, enfatizando, principalmente, os aspectos físicos (morfológico e granulométrico) que caracterizam esta lama não abrasiva. Este estudo busca, também, quantificar o volume produzido de rejeito pelas principais empresas de desdobramento do setor, bem como o provável aproveitamento econômico, através de métodos de separação mineral apropriados, de modo que se determine uma rota viável na ordem técnica e econômica. Outro aspecto abordado foi o impacto ambiental gerado pela deposição destes rejeitos, uma vez que, poucas empresas do setor têm a preocupação efetiva de adequar suas bacias de decantação com as normas vigentes da legislação ambiental. Após o esgotamento dessas bacias, os rejeitos são descartados em aterros próximos às empresas ou nos “lixões” e aterros das prefeituras municipais. Observa-se, desta forma, que não há o devido tratamento, haja vista, o material apresentar elevado percentual de sólidos (ferro, quartzo, feldspato) e pH em torno de 12 (alcalino).

Este estudo tem por objetivo definir um sistema de flotação em coluna para ser utilizado, em um sistema rougher, para flotar partículas grossas de fluorita. Para esse fim, foi proposta uma detalhada investigação de parâmetros que poderiam influenciar o processo de flotação de partículas grossas. Foram definidos dois perfis granulométricos com alto conteúdo de grossos em comparação à granulometria convencional, e foi analisada a variação dos parâmetros de separação (recuperação e teor) em função de determinados parâmetros operacionais, como concentração do agente coletor (tall oil), velocidade superficial do ar, concentração de sólidos na polpa de alimentação, velocidade superficial de água de bias e de água de lavagem. Nesse trabalho, a inovação proposta é a utilização da coluna de flotação para a concentração de partículas grossas em uma etapa rougher, trabalhando em regime de bias negativo (velocidade de alimentação maior que a velocidade de rejeito), como aplicação e otimização de um sistema de flotação rápida (tipo flash flotation) em coluna curta. Os resultados obtidos em coluna mostram que, mesmo com uma granulometria grossa, é possível atingir valores de recuperação e teor semelhantes aos anotados na flotação de finos. Nos ensaios com bias negativo (0,3 cm/s), foram registrados teores acima de 85% de fluorita nos concentrados, com recuperações em torno de 70%. Os teores de sílica e carbonato foram menores em comparação a um sistema convencional, em escala de bancada. Os ensaios com adição de água de bias também apresentaram bons resultados metalúrgicos. Nesses ensaios a mobilidade das bolhas de ar apresentou um aumento, uma vez que o fluxo ascendente de água de bias ajudou a diminuir o conteúdo de ar na zona de coleção. Esse efeito foi comprovado pelos menores valores de hold up. O ensaio com bias negativo e água de lavagem, aqui considerado como um indicativo para novos estudos, mostrou um efeito negativo da água com relação à recuperação, mas bastante positivo com relação à seletividade, uma vez que baixos valores de teor de sílica e carbonato foram observados, sendo que nesse sistema uma única etapa rougher foi suficiente para a obtenção de fluorita tipo cerâmico. A partir dos resultados, é possível afirmar que a coluna de flotação, operando em regime de bias negativo, se mostra um equipamento eficiente na recuperação de partículas minerais grossas, podendo ser considerada uma rota tecnicamente adequada para o aproveitamento, concentração e controle de qualidade de minérios, como o de fluorita.

O presente trabalho apresenta estudos sistemãticos da caracterização do carvão de Candiota em termos do seu beneficiamento. O carvão de Candiota possui caracteristicas de moabilidade que o indicam como bastantefriável. A geração de finos (-28 malhas) atinge valores superiores a 20% independente do grau de britagem . As distribuições granulométricas resultantes da britagem do carvão obedecem a equação de ROSIN-RAIIMLER-BENNETT, dentro do intervalo previsto (frações menores do ue -4 malhas e maiores do que 100 malhas). Os valores de n e d ' não variam significativamente com a abertura do britador o, que evidencia sua friabiliade. foram estabelecidas equações que relacionam aberturado britador, coeficientes de distribuição e diâmetro médio.Estudos rni croscópicos demonstraram que, o grau de d i-s seminação da matéria inorgânica é muitointenso , e sua liberação atinge malhas muito pequenas (provavelmente menores do que 400 malhas). O teor de cinzas, como por exemplo do grau de disseminação, não variou significativamente com a diminuição de tamanho, como acontece com outros carvões. Foram estabelecidos dois critérios de liberação das particulas em função da quantidade de matéria carbonosa presente nas unidades mistas (20 - 80% e 5 - 95%, respectivamente). Estes indices de partyculas mistas (5 - 95% de matéria carbonosa) mantiveram-se constantes até tamanhos aproximados de 115 malhas, para logo diminuirem nas frações menores. Ainda assim, para frações menores do que 53 micrômetro a quantidade de mistos ( 5 - 95%) foi de 34%. As curvas de lavabilidade deste carvão (tanto da fração grossa quanto afina), reflexo das caracteristicas anteriores, indicam-no como de muito dificil beneficiamento (lavagem). Isto basicamente é devido ao alto grau de "near gravity matterial" presente e de seu grau de liberação. 0s testes de jigagem por bateladas, bem como outros processos de beneficiamento, demonstraram a dificuldade do beneficiamento deste carvão. O melhor teste de jigagem por bateladas, obteve uma recuperação de materia carbonosa de 73, 21 com um teor de cinzas de 45,51 no concretado (alimentação contendo 50% de cinzas). de 37,59% de cinzas (alimentação de 50% de cinzas). Propõe-se, finalmente, um circuito de beneficiamento convencional do carvão de Candiota, incluindo uma classificação do carvão ROM com o objetivo de separar a alimentação em duas frações (+28 e -28 malhas), seguido de um processo de beneficiamento das frações grosseiras por meios densos (tanques), e um tratamento das frações finas por hidrociclonagem. Os resultados obtidos concluem que o carvão de Candiota é o mais dificil de ser lavado dentre os carvões sul-brasileiros devido ao alto teor de cinzas e ao grau de disseminação, sendo que este teor de cinzas não varia muito com a granulometria, o que implica em um grau de liberação muito baixo. Sugere- se como outra alternativa no seu beneficiamento, o estudo de processos não convencionais que incluem um alto grau de cominuiçáo ate completa liberação. / This work presents sistematic studies of the characterization of Candiota's coal in terrns of its beneficiation. The coal from Candiota has such grindability characteristics that can be classified as a very friable solid. The amount of fines (-28 mesh) gerated by crushing reach values of the order of 20% independently of cruçher operation. The size distribution resulting from crushing obeys the Rosin-Rammler-Bennett equation between minus 4 mesh and plus 100 mesh. The -n and -d ' values of this equation do not change significantly with crusher opening which shows its friability characteristics. Equations were established relating crusher opening, distribution coeficients an mean diameter. Miscrocopic studies showed that the degree of disemination of the inorganic matter is very high with liberation occurring at very small sizes (less than 400 mesh). The ash content as example of the degree of disemination, did not vary much with the decrease of particle size as happens with other types of coal. Two different criteria for the liberation of the particles were established as a function of the amount of carbonaceous material present in the middings (20-80 and 5-95% respectively). These indexes were constant up to 115 mesh and decreased for the finer fractions. Still, for fractions smaller than 53 micra, the amount of middlings (5 - 9 5 %) amounted about 34%. The waçhability curves o f this coal (coarse or small fractions) showed the caracteristics given above, indicating how difficult to clean this coal is. This is due mainly to the high amount of "near gravity material" and to its liberation characteristics. Jigging tests, batch or contlnuous as well as other beneficiation processes showed clearly the difficulty of cleaning such a coal. The best result obtained by jigging (batch) yielded 73,2% recovery and 45,4% ash (feed ash for 50%). Beneficiation of fine fractions by conventional and agglomeration flotation indicated that these processes are too sensitive to the middlings presence and that their efficiency does not depend on oxidation, low rank or hydriphobicity. This is shown by the high recoveries obtained by all physicochemical processes (buthigh ash contents). The best results obtained by and optimized flotation circuit was 37,68% ash (48,77% feed ash) with a 52,12 % coal recovery. Cycloning resul ts were somewhat better than those of flotation; 56,20% coal recovery with a 37,59% ash (50% feed ash). Finally, a coal beneficiation flowsheet is proposed includying classification of the ROM coal to divide the feed into two fractions (+28 and -28 mesh) followed by the beneficiation of the coarse material by heavy media (vessels) and the treatment of the fines fractions by hi drocycloning. Results obtained in this work conclude that Candiota's coal is the most difficult to treat coal among those from the south of Brasil due to the high ash content and the dissemination degree, the latter do not vary much with size wich means that liberation is obtained only at very small sizes. It is suggested as an alternative study o f beneficiation non-conventional process includying high cominution degree to complete liberation.

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma nova técnica para determinação do tamanho médio e da distribuição de tamanho de bolhas de ar em meio aquoso. A nova técnica, denominada de LTM-BSizer, uma vez otimizada, foi aplicada na caracterização das bolhas geradas por diversos métodos utilizados tanto na flotação para tratamento de efluentes líquidos quanto na flotação de partículas minerais e, principalmente, na investigação de parâmetros operacionais e do efeito do tamanho de bolhas na flotação de partículas minerais (quartzo como modelo) finas (40-10 µm) e ultrafinas (<10 µm). A técnica LTM-BSizer é baseada no conceito da captura, ou seja, ao contrário das técnicas fotográficas até agora propostas, onde as imagens (fotos ou vídeos) das bolhas em movimento foram obtidas com visores verticais, este método obteve as imagens das bolhas estabilizadas em um visor disposto na horizontal. Entre as vantagens em relação aos métodos fotográficos existentes destacam-se a melhor qualidade das imagens e a capacidade de medir distribuições de tamanho de bolha com grande amplitude, desde microbolhas (<100 µm) até bolhas maiores (~ 1 a 3 mm). Os métodos de geração de bolhas pesquisados foram: microbolhas geradas por despressurização de água saturada com ar em um vaso saturador (processo de flotação por ar dissolvido-FAD) ou por uma bomba centrífuga multifase (novo equipamento para geração de microbolhas), injeção de mistura ar-líquido através de um constritor tipo venturi (destaque na flotação não convencional), injeção de ar em cilindro inox poroso (comumente aplicado para dispersão de gás) e bolhas geradas em uma célula de flotação por ar induzido (FAI), convencional de bancada Para todos os métodos citados, exceto o último, a distribuição de tamanho de bolha foi avaliada numa coluna em acrílico com 200 cm de altura e 72 mm de diâmetro, onde através de um ponto de amostragem parte do fluxo foi conduzida até o visor. Os resultados obtidos com esta técnica foram, para os diâmetros médios de bolha: 30 a 70 µm para FAD, 65 a 130 µm para bomba multifase, 200 a 1400 µm para venturi, 500 a 1300 µm para FAI e 500 a 1000 µm para o cilindro poroso. A influência de alguns parâmetros operacionais na formação das bolhas foi estudada em detalhe e os resultados obtidos mostraram uma boa correspondência com os valores encontrados na literatura e em outros casos, elucidaram efeitos considerados contraditórios na literatura técnica. Este trabalho demonstrou que, o tamanho médio e a distribuição de tamanho das microbolhas, não são influenciados pela pressão de saturação no intervalo de 294 a 588 kPa, mas sim pela quantidade de bolhas e pelo tempo de retenção Também foi constatado que a diminuição da tensão superficial da água (adição de 30 mg/L de oleato de sódio) aumenta consideravelmente (3 a 8 vezes) o número de microbolhas na FAD a baixas pressões de saturação (196 e 294 kPa). O tamanho e a distribuição de tamanho de bolhas geradas em constrições de fluxo tipo venturi variam em função dos parâmetros concentração de tensoativo, velocidade superficial de líquido (UL) e razão gás/líquido (Qr). Uma pequena diminuição da tensão superficial, de 73 para 68 mN/m, provocada pela adição de 20 mg/L do tensoativo DF 250, foi suficiente para diminuir consideravelmente o tamanho das bolhas geradas, permanecendo constante para concentrações maiores, sugerindo que esta seja a concentração crítica de coalescência (CCC) para este sistema. Um aumento de UL (mantendo Qr constante) e diminuição de Qr (com UL constante) levaram a distribuições com menor amplitude e diâmetro médio. No caso das microbolhas geradas através da bomba multifase, o tamanho de bolhas diminuiu com a pressão até atingir o limite de solubilidade teórico ar/líquido. O tamanho das bolhas gerados através de placa porosa e FAI apresentaram boa correspondência com os reportados na literatura e em ambas as técnicas foi, de novo, encontrada, para DF 250, a mesma CCC igual a 20 mg/L. O sistema de flotação de partículas finas e ultrafinas, foi estudado via recuperação de finos de quartzo (50% < 10µm) em coluna de laboratório. As variáveis estudadas foram; a distribuição de tamanho de bolhas e a concentração de coletor (amina). Os resultados obtidos mostraram que a recuperação das frações mais finas aumenta com a diminuição do tamanho de bolhas de acordo com os modelos existentes de flotação. Entretanto, foi encontrado, na captura de partículas ultrafinas pelas bolhas, um valor ótimo de tamanho de partícula. Assim, a captura diminui com o tamanho de partícula até 5-7 µm e aumenta, de novo, nas frações menores. Esses resultados são discutidos em termos de um mecanismo de difusão como fenômeno predominante nos mecanismos de adesão bolha-partícula.

Este trabalho teve como objetivo contribuir para o desenvolvimento de uma rota tecnológica para o beneficiamento de um minério de fosfato proveniente da Mina Sofia-Chile, visando à obtenção de concentrados de fosfato com teores superiores a 35% de P2O5. Os objetivos específicos incluíram a caracterização do minério (principalmente aspectos relacionados à presença de arsênio), estudos de concentração por flotação em célula mecânica e em coluna (CCR e C3P), assim como a avaliação de técnicas para aumento da recuperação das partículas como o condicionamento em alta intensidade (CAI) e a flotação extensora (EXT). O minério de fosfato (amostras AM1 e AM2) foi caracterizado quanto à distribuição granulométrica (peneiramento e classificação por ciclones), composição química e mineralógica (fluorescência de raios X-FRX, difração de raios X-DRX, microscopia eletrônica de varredura-MEV) e carga elétrica superficial das partículas minerais (potencial zeta). A caracterização química por FRX indicou que a amostra AM1 possuía 20,7 % de P2O5 e 87 g.t-1 de arsênio (As) e a amostra AM2 continha 30,5 % de P2O5 e 92 g.t-1 de As. A fração fina (-37 m) de ambas as amostras apresentaram teores mais baixos de P2O5 (12,6 % para AM1 e 20,5 % para AM2) e, consequentemente, maiores conteúdos de impurezas (Fe2O3, SiO2, MgO, Al2O3). O As apresentou distribuição de teores uniformes entre 80 a 105 g.t-1 para todas as faixas granulométricas. A caracterização por DRX indicou a presença de hidroxiapatita e carbonato-hidroxiapatita como principais minerais de minério e de actinolita, hornblenda, tremolita, clorita-serpentinita, quartzo, albita e dolomita como minerais de ganga. A caracterização por MEV-EDS identificou os elementos que compõem os minerais de minérios e de ganga presentes, corroborando os resultados de DRX. Com os resultados da caracterização química (FRX) de alíquotas obtidas por lixiviação ácida, separação magnética e flotação (concentrados e rejeitos) foi possível evidenciar uma correlação linear positiva entre os teores de CaO, P2O5 e As e uma correlação linear negativa entre As e teores de impurezas (MgO, SiO2, Al2O3 e Fe2O3), evidenciando uma associação do As com os minerais de minério, onde provavelmente o As está substituindo o fósforo (P) na estrutura química da apatita. Os estudos de concentração por flotação em célula mecânica e coluna demonstraram que é possível enriquecer o minério de fosfato obtendo-se concentrados com teores superiores a 35 % de P2O5 e baixos teores de impurezas, exceto para As. Os melhores resultados foram obtidos nos estudos de flotação em coluna convencional reta (CCR), com a qual foi possível atingir 83,8 % de recuperação mássica, 99,4 % de recuperação de P2O5 e teores de 38,3 % P2O5 e 127 g.t-1 de As. / This study aimed to contribute to the development of a technological route for the beneficiation of a phosphate rock from Sofia Mine-Chile, aiming to produce concentrates containing phosphate grades > 35 % P2O5. Specific objectives included the characterization of the phosphate ore (mainly on the aspects related to arsenic content), laboratory scale concentration studies by flotation (mechanical cell and column) and the evaluation of techniques for enhancing the recovery of particles, such as high intensity conditioning (HIC) and extender flotation (EXT). The phosphate ore samples (AM1 and AM2) were characterized for particle size distribution (by sieving and classification using a cyclosizer), chemical and mineralogical composition (X-ray fluorescence-XRF, X-ray diffraction-XRD and scanning electron microscopy-SEM) and electric surface charge of mineral particles (zeta potential measurements). The results obtained by XRF showed that AM1 sample had a lower P2O5 and arsenic (As) content (20.7 % and 87 g.t-1 respectively) than the AM2 sample (30.5 % P2O5 and 92 g.t-1). The – 400 mesh size fractions (fines) of both samples showed lower grades (12.6 % P2O5 and 20.5 % P2O5, AM1 and AM2 respectively) and higher impurities grades (Fe2O3, SiO2, MgO, Al2O3 and As). The As grades were similar for all size fractions (80 to 105 g.t-1). X-ray diffraction analysis showed that hydroxylapatite and carbonate-hydroxylapatite are the main ore minerals and actinolite, tremolite, albite, dolomite, chlorite-serpentine, quartz and hornblende are the main gangue minerals. Chemical characterization (XRF) of fractions obtained by magnetic separation, acid leaching and flotation (concentrates and tailings) showed a positive linear correlation among Ca, P and As and a negative linear correlation between Fe, Al, Si, Mg and As. It was concluded that As is associated with apatite, and probably phosphorus (P) was replaced by As into chemical structure of apatite. Based on the results of various flotation studies it was proved that it is possible to obtain a concentrate with > 35 % P2O5 and low content of impurities, except for As. The best results were obtained by conventional column flotation, with which it was possible to achieve mass recovery of 83.8 %, 38.3 % P2O5, 99.4 % P2O5 recovery and low grades of impurities, except of the As (127 g.t-1).

Este trabalho foi desenvolvido em um depósito de caulim, localizado no estado do Amapá, conhecido por Morro do Felipe II. A utilização de uma variável para a modelagem e o planejamento de mina, cujo parâmetro de qualidade, cor do minério (quantidade de energia refletida), apresenta problemas de aditividade. Questiona-se quanto ao emprego direto do parâmetro alvura para previsão da qualidade final de uma combinação de alíquotas de produtos distintos. A introdução de uma variável com comportamento adequado faz-se essencial, na medida em que as ferramentas geoestatísticas de modelagem pressupõem uma variável com comportamento regular para efeitos de combinação entre as amostras e os diferentes suportes manipulados. Por esta razão propõe-se uma transformação do parâmetro tradicional de qualidade (alvura - R) para um atributo chamado de Função de Kubelka-Munk (F(R)). Realizou-se uma modificação na interpretação do modelo geológico do depósito, pela associação de minérios espacialmente estruturados, agrupando as amostras segundo características texturais comuns. Esse artifício permitiu que se buscasse, em melhores condições, a continuidade espacial do modelo geológico modificado. Dois TIPOS principais de minério denominados de TIPO A e de TIPO B, e uma tipologia estéril denominada AREIA, foram identificados Para a avaliação das reservas e modelagem do Depósito do Morro do Felipe II foram estudadas duas dimensões de blocos para análise comparativa da seletividade produzida em cada um dos modelos. Na modelagem utilizou-se como atributo de qualidade a F(R) e superposições sucessivas de modelos para cada uma das tipologias discretizadas. Ao se obter os modelos definitivos, foi aplicada a relação de retorno para expressão dos resultados finais em termos de alvura. Os resultados foram analisados comparativamente e a média dos dados e as reservas recuperáveis foram os parâmetros que definiram a escolha de um dos modelos. / This work was carried out in a kaolin deposit, sited at Amapá state known like Felipe II deposit. The use of a variable for mine planning and modelling, in which the quality is measured by color (percent of reflected energy), present some aditivity problems. One could argue about the direct employment of the brightness parameter to predict final quality of a different product mixture. The introduction of a well-behaved variable is essential to apply geostatistical assumptions over a variable with a regular behavior for combination and manipulation among different samples and supports. Therefore, it can be proposed a transformation of the traditional quality parameter (brightness - R) to an attribute called Kubelka-Munk Function (F(R)). It was made a modified interpretation of the original geological model by grouping ores spatially structured by their common textural characteristics. This has allowed better conditions to search for the spatial continuity of these modified typologies, identifying two main ore structures called TYPE A and TYPE B and sterile typologies named SAND. For reserves evaluation and modelling for Felipe II deposit two block sizes were studied, for the comparative analysis of selectivity allowed by each model. The modelling sequence was carried out using the F(R) parameter and the successive model superimposing for each discretized typology. When the final models were ready, back transformations were applied to express the final results in terms of brightness. The results were comparatively analyzed and the reproducing of data mean and recoverable reserves were the parameters that defined the choosing of one of these models.

Esse estudo relaciona-se com o minério de caulim da jazida Morro do Felipe, AP, em lavra pela empresa Caulim da Amazônia S/A, onde define-se uma técnica para a identificação de grupos litológicos de caulins, distintos na jazida, por meio da avaliação de seus parâmetros colorimétricos. O objetivo é apresentar uma ferramenta alternativa e auxiliar para o técnico da lavra, na definição dos blocos que devem ser beneficiados. Na lavra, a identificação dos blocos é visual, isto é, subjetiva, através das características mineralógicas, texturais e pela cor do minério. Algumas variedades de caulim são facilmente identificadas através desse processo: ou são avermelhadas, indicando minério não econômico, com elevadas concentrações de óxidos de ferro e de titânio, ou são de cores esbranquiçadas, indicando um minério de excelente alvura, qualidade importante para o caulim. As variedades de cores intermediárias devem ser criteriosamente avaliadas antes de serem mandadas para a planta de processamento. Essas variedades causam preocupação e é para elas que essa ferramenta foi desenvolvida. Os métodos de avaliação, nesse estudo, estão baseados na identificação dos parâmetros colorimétricos do minério através do equipamento espectro-colorímetro. A avaliação é feita em pastilhas do material, que passa por processos de pulverização e prensagem. Para esses processos, algumas técnicas precisaram ser otimizadas durante os trabalhos. O resultado da avaliação no espectro-colorímetro é a formação de um espectro de reflectância na faixa de comprimentos de onda do visível (360 a 750 nm). A formação dos espectros tem relação com a quantidade de luz refletida pela superfície da pastilha analisada. Através desse processo, identificou-se 6 formas diferentes de espectros, com a análise de 44 amostras de minério bruto. Essas formas são indicativas de que existem características texturais e/ou mineralógicas diferentes no minério analisado, as quais influenciam o formato do espectro, razão pela qual segure-se a continuidade do estudo nessa direção, com uma quantidade de amostras abrangentes para todo o corpo mineralizado. / This investigation is concerned with the kaolin ore from the Morro do Felipe (AP) being exploited by the company Cadam, where techniques for the identification of distinct lithological types of the deposit have been identified, through a detailed analysis of their colorimetric parameters. The objective is to provide an alternative tool to the mining technician ant to aid in the selection of blocks for processing. During mining, the identification of blocks is by visual inspection, using their mineralogical, texture and ore color features. Some varieties of kaolin are easily identified through this process: some are red colored, indicating a non-economic ore with high concentrations of iron and titanium oxides and, on the other hand, there are light colored clays, indicating an ore of excellent brightness – an important characteristic in this type of ore. The intermediate color types must be carefully characterized prior to processing. These types are of concern and the current study the is particularly devoted to these ores. The methods of evaluation are based on the identification of colorimetric parameters of the ore using an spectrocolorimeter. The measurements are made on a pastille of the pulverized ore sample after pressing. The process of preparation of these pastilles has been studied during this work. These measurements consist of determining the reflectance spectrum in the interval of wavelength corresponding to visible light (360 to 750 nm). The formation of spectra are related to the amount of reflected light from the surface of the analyzed pastille. Through this process, 6 different forms of spectra were identified, from the analysis of 44 samples of the bulk ore. There is strong indication that this clustering in the data may in fact be related to characteristics of the ore that are highly relevant to processing, such as texture, and type and quantity of contaminants. That, however, will require a more detailed work in the future, involving a larger number of samples.

Preliminarmente, estudos de avaliação do Lavador do Recreio, pertencente à Companhia de Pesquisas e Lavras Minerais, COPELMI, foram realizados. Basicamente, estes estudos se referiram ao circuito de grossos (jigue) e finos (hidrociclones e peneira desaguadora do produto fino final). Ensaios densimétricos nos produtos do jigue (rejeito 1, rejeito 2 e carvão lavado) foram feitos para determinação das curvas de lavabilidade e partição bem como ensaios granulométricos nos pontos do circuito de finos (alimentação, "underflow" e "overflow" dos hidrociclones, ladrão do tanque de alimentação dos hidrociclones, "undersize" e "oversize" da peneira desaguadora do produto fino final) para determinar possiveis perdas. Concluiu-se que o ponto onde as perdas foram demasiadas e mudanças seriam necessárias é o "undersize" da peneira desaguadora do produto fino final. Então, partiu-se para estudos de simulação com os dados de lavabilidade do circuito de finos. Foram simulados três equipamentos muito utilizados no beneficiamento de finos de carvão: mesas concentradoras, espirais ciclones autógenos. A partir destes concentradoras e estudos foram determinados os balanços de massas e metalúrgicos que suportaram estudos econômicos comparativos entre estas três alternativas. Do estudo econômico verificou-se que a melhor opção por apresentar melhor relação custo x beneficio seria a inserção de espirais concentradoras no circuito de finos. Finalmente, partiu-se para estudos em escala-piloto com espiral de Reichert LD 9, a qual foi desenvolvida para beneficiar carvões com alto teor de cinzas, a fim de avaliar o comportamento deste equipamento quando beneficiando diversos carvões da Mina do Recreio e Butiá-Leste. Com estes resultados, estudos de viabilidade econômica das espirais foram ainda realizados. / First of all, evaluation studies on the Recreio Coal Preparation Plant, belonging to "Companhia de Pesquisas e Lavras Minerais COPELMI", were done. Basically, these studies referred to the coarse (Baum jig) and fine (hydrocyclones and dewatering screen of the final fine product) circuits. Sink-float analyses were carried out on the products of the jig (reject 1, reject 2 and clean coal) in order to determine the washabili ty and Tromp curves as well as particle size analyses on the points of the fine circuit (feed, underflow and overflow of the hydrocyclones, scape of the hydrocyclones feed sump, undersize and oversize of the dewatering screen of the final fine product) in order to determine possible waste. It was concluded that the point in which there was too much waste and changes would be necessary is the undersize of the dewatering screen of the final fine product. So, simulation studies were done through washability data of the fine circui t. Three pieces of equipment much used in cleaning coal fines were simulated: shaking tables, spirals and autogenous cyclones. From these studies, the mass and metallurgical balances that supported comparative economic studies among these three options were determined. From the economic study, it was verified that the best option would be the inserction of spirals in the fine circuit for their presenting the best cost x benefit relation. Finally, scale-up tests with Reichert LD 9 spiral which was developed to process high ash coals were also carried out with the goal of evaluating the behaviour of this piece of equipment when cleaning coals from the Recreio and ButiaLeste Mines. In addition, from these results, economic viability studies on the spirals were still done.

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma nova técnica para determinação do tamanho médio e da distribuição de tamanho de bolhas de ar em meio aquoso. A nova técnica, denominada de LTM-BSizer, uma vez otimizada, foi aplicada na caracterização das bolhas geradas por diversos métodos utilizados tanto na flotação para tratamento de efluentes líquidos quanto na flotação de partículas minerais e, principalmente, na investigação de parâmetros operacionais e do efeito do tamanho de bolhas na flotação de partículas minerais (quartzo como modelo) finas (40-10 µm) e ultrafinas (<10 µm). A técnica LTM-BSizer é baseada no conceito da captura, ou seja, ao contrário das técnicas fotográficas até agora propostas, onde as imagens (fotos ou vídeos) das bolhas em movimento foram obtidas com visores verticais, este método obteve as imagens das bolhas estabilizadas em um visor disposto na horizontal. Entre as vantagens em relação aos métodos fotográficos existentes destacam-se a melhor qualidade das imagens e a capacidade de medir distribuições de tamanho de bolha com grande amplitude, desde microbolhas (<100 µm) até bolhas maiores (~ 1 a 3 mm). Os métodos de geração de bolhas pesquisados foram: microbolhas geradas por despressurização de água saturada com ar em um vaso saturador (processo de flotação por ar dissolvido-FAD) ou por uma bomba centrífuga multifase (novo equipamento para geração de microbolhas), injeção de mistura ar-líquido através de um constritor tipo venturi (destaque na flotação não convencional), injeção de ar em cilindro inox poroso (comumente aplicado para dispersão de gás) e bolhas geradas em uma célula de flotação por ar induzido (FAI), convencional de bancada Para todos os métodos citados, exceto o último, a distribuição de tamanho de bolha foi avaliada numa coluna em acrílico com 200 cm de altura e 72 mm de diâmetro, onde através de um ponto de amostragem parte do fluxo foi conduzida até o visor. Os resultados obtidos com esta técnica foram, para os diâmetros médios de bolha: 30 a 70 µm para FAD, 65 a 130 µm para bomba multifase, 200 a 1400 µm para venturi, 500 a 1300 µm para FAI e 500 a 1000 µm para o cilindro poroso. A influência de alguns parâmetros operacionais na formação das bolhas foi estudada em detalhe e os resultados obtidos mostraram uma boa correspondência com os valores encontrados na literatura e em outros casos, elucidaram efeitos considerados contraditórios na literatura técnica. Este trabalho demonstrou que, o tamanho médio e a distribuição de tamanho das microbolhas, não são influenciados pela pressão de saturação no intervalo de 294 a 588 kPa, mas sim pela quantidade de bolhas e pelo tempo de retenção Também foi constatado que a diminuição da tensão superficial da água (adição de 30 mg/L de oleato de sódio) aumenta consideravelmente (3 a 8 vezes) o número de microbolhas na FAD a baixas pressões de saturação (196 e 294 kPa). O tamanho e a distribuição de tamanho de bolhas geradas em constrições de fluxo tipo venturi variam em função dos parâmetros concentração de tensoativo, velocidade superficial de líquido (UL) e razão gás/líquido (Qr). Uma pequena diminuição da tensão superficial, de 73 para 68 mN/m, provocada pela adição de 20 mg/L do tensoativo DF 250, foi suficiente para diminuir consideravelmente o tamanho das bolhas geradas, permanecendo constante para concentrações maiores, sugerindo que esta seja a concentração crítica de coalescência (CCC) para este sistema. Um aumento de UL (mantendo Qr constante) e diminuição de Qr (com UL constante) levaram a distribuições com menor amplitude e diâmetro médio. No caso das microbolhas geradas através da bomba multifase, o tamanho de bolhas diminuiu com a pressão até atingir o limite de solubilidade teórico ar/líquido. O tamanho das bolhas gerados através de placa porosa e FAI apresentaram boa correspondência com os reportados na literatura e em ambas as técnicas foi, de novo, encontrada, para DF 250, a mesma CCC igual a 20 mg/L. O sistema de flotação de partículas finas e ultrafinas, foi estudado via recuperação de finos de quartzo (50% < 10µm) em coluna de laboratório. As variáveis estudadas foram; a distribuição de tamanho de bolhas e a concentração de coletor (amina). Os resultados obtidos mostraram que a recuperação das frações mais finas aumenta com a diminuição do tamanho de bolhas de acordo com os modelos existentes de flotação. Entretanto, foi encontrado, na captura de partículas ultrafinas pelas bolhas, um valor ótimo de tamanho de partícula. Assim, a captura diminui com o tamanho de partícula até 5-7 µm e aumenta, de novo, nas frações menores. Esses resultados são discutidos em termos de um mecanismo de difusão como fenômeno predominante nos mecanismos de adesão bolha-partícula.

Este trabalho foi desenvolvido em um depósito de caulim, localizado no estado do Amapá, conhecido por Morro do Felipe II. A utilização de uma variável para a modelagem e o planejamento de mina, cujo parâmetro de qualidade, cor do minério (quantidade de energia refletida), apresenta problemas de aditividade. Questiona-se quanto ao emprego direto do parâmetro alvura para previsão da qualidade final de uma combinação de alíquotas de produtos distintos. A introdução de uma variável com comportamento adequado faz-se essencial, na medida em que as ferramentas geoestatísticas de modelagem pressupõem uma variável com comportamento regular para efeitos de combinação entre as amostras e os diferentes suportes manipulados. Por esta razão propõe-se uma transformação do parâmetro tradicional de qualidade (alvura - R) para um atributo chamado de Função de Kubelka-Munk (F(R)). Realizou-se uma modificação na interpretação do modelo geológico do depósito, pela associação de minérios espacialmente estruturados, agrupando as amostras segundo características texturais comuns. Esse artifício permitiu que se buscasse, em melhores condições, a continuidade espacial do modelo geológico modificado. Dois TIPOS principais de minério denominados de TIPO A e de TIPO B, e uma tipologia estéril denominada AREIA, foram identificados Para a avaliação das reservas e modelagem do Depósito do Morro do Felipe II foram estudadas duas dimensões de blocos para análise comparativa da seletividade produzida em cada um dos modelos. Na modelagem utilizou-se como atributo de qualidade a F(R) e superposições sucessivas de modelos para cada uma das tipologias discretizadas. Ao se obter os modelos definitivos, foi aplicada a relação de retorno para expressão dos resultados finais em termos de alvura. Os resultados foram analisados comparativamente e a média dos dados e as reservas recuperáveis foram os parâmetros que definiram a escolha de um dos modelos. / This work was carried out in a kaolin deposit, sited at Amapá state known like Felipe II deposit. The use of a variable for mine planning and modelling, in which the quality is measured by color (percent of reflected energy), present some aditivity problems. One could argue about the direct employment of the brightness parameter to predict final quality of a different product mixture. The introduction of a well-behaved variable is essential to apply geostatistical assumptions over a variable with a regular behavior for combination and manipulation among different samples and supports. Therefore, it can be proposed a transformation of the traditional quality parameter (brightness - R) to an attribute called Kubelka-Munk Function (F(R)). It was made a modified interpretation of the original geological model by grouping ores spatially structured by their common textural characteristics. This has allowed better conditions to search for the spatial continuity of these modified typologies, identifying two main ore structures called TYPE A and TYPE B and sterile typologies named SAND. For reserves evaluation and modelling for Felipe II deposit two block sizes were studied, for the comparative analysis of selectivity allowed by each model. The modelling sequence was carried out using the F(R) parameter and the successive model superimposing for each discretized typology. When the final models were ready, back transformations were applied to express the final results in terms of brightness. The results were comparatively analyzed and the reproducing of data mean and recoverable reserves were the parameters that defined the choosing of one of these models.