Aminas éter alquila como coletoras para flotação reversa de sílica em minério de ferro

Para concentradoras de minério de ferro cujo teor final de SiO₂ no concentrado excede os limites contratuais de penalidade, os coletores catiônicos de éter amina são uma das principais opções de reagentes para flotação reversa de sílica. A decisão prática de compra não é se o ‘éter amina’ funciona como categoria, mas sim qual grau específico de éter amina proporciona a rejeição exigida de SiO₂ com a menor perda de recuperação de ferro no seu minério, água e circuito de flotação.

Este guia distingue o que é suportado pelas provas fonte fornecidas daquilo que as equipes de aquisição e de processo devem obter por meio dos documentos TDS/SDS dos fornecedores e de testes laboratoriais específicos no local.

Pontos-chave para compradores:

• Aminas alquil éter e diaminas alquil éter são coletores consolidados para remoção de silicato na flotação reversa em espuma de minério de ferro.

• As aminas éter atuam como coletores de quartzo e também contribuem para o comportamento espumante na flotação reversa catiônica.

• Os coletores amina éter são utilizados globalmente para rejeição de silicato no processamento de minério de ferro, incluindo o processamento de mais de 80 milhões de toneladas de concentrado de minério de ferro no Brasil.

• O conjunto de provas fonte fornecido não inclui uma categoria comercial específica, número CAS, fórmula molecular, taxa de dosagem, percentual de remoção de SiO₂, valor de recuperação de Fe nem um teste comparativo entre amina éter e amina de sebo. Esses valores devem ser obtidos a partir da documentação do fornecedor e de testes em bancada.

• Não aceite um único número CAS genérico de amina éter como substituto da identidade química específica da categoria.

Primeiros Dados de RFQ: Tabela de Identificação do Produto

Nenhum catálogo de fornecedor está presente nas provas fornecidas. Portanto, este artigo não atribui um nome de marca, número CAS ou fórmula molecular a um produto comercializado. Esses são exatamente os campos que um comprador deve exigir do fornecedor antes de comparar o desempenho.

A fonte fornecida descreve o grupo éter como uma cadeia de polioxietileno. Em coletores comerciais para minério de ferro, contudo, o produto real pode ser, em vez disso, uma alcoxi-propilamina ou diamina com uma única ligação éter, ou pode conter um grau limitado de alcoxilação. Os compradores devem, portanto, verificar diretamente junto ao fabricante a estrutura molecular, o grau de alcoxilação, a distribuição da cadeia carbônica e o teor ativo. Essas variáveis podem alterar a força de coleta, a dispersibilidade em água e o comportamento da espuma.

1. Coletor de Amina Éter Catiónico para Flotação Reversa de Sílica em Minério de Ferro

As aminas éter tornaram-se uma classe significativa de coletores catiónicos no beneficiamento mineral devido à sua eficiência e seletividade em aplicações de flotação. Na flotação reversa de minério de ferro, o alvo é o quartzo e outras gangas silicatadas. O coletor de amina éter liga-se à superfície do quartzo, o quartzo é reportado à espuma e os minerais de ferro permanecem na célula como corrente de concentrado.

As evidências fonte indicam também um ponto crítico para engenheiros de planta: as aminas éter não são apenas coletores de quartzo. Elas atuam igualmente como espumantes na flotação reversa catiónica de minérios de ferro. Embora a adsorção em quartzo tenha sido amplamente estudada, o efeito das propriedades espumosas e de espuma das aminas éter sobre a seletividade da flotação ainda não foi abordado em detalhe. Os compradores devem, portanto, tratar o comportamento da espuma como um item de avaliação distinto, e não como uma propriedade secundária.

Os coletadores de amina éter já são utilizados em escala industrial. As espécies amina-silicato geradas são suficientemente ativas na superfície para promover a separação por flotação de silicatos, e os coletadores de amina éter são empregados globalmente na rejeição de silicatos em usinas de processamento de minério de ferro. Apenas na indústria brasileira de minério de ferro, mais de 80 milhões de toneladas de concentrado de minério de ferro são processadas anualmente, onde esses coletadores fazem parte da rota de rejeição de silicatos.

A aplicação está bem estabelecida para silicatos em minérios de ferro, particularmente em sistemas de magnetita, mas a mesma fonte de evidência observa que a aplicação de amina éter em sistemas carbonato–silicato, especialmente magnesita, não foi amplamente estudada. Um comprador não deve presumir que um coletor comprovadamente eficaz em minério de ferro rico em quartzo possa ser transferido diretamente para um minério contendo carbonato sem testes prévios.

O que um comprador deve especificar em um RFQ para um coletor catiônico de amina éter?

Solicite, no mínimo, o seguinte:

• Nome exato do produto e código do produto.

• Número CAS específico por grau e identidade molecular.

• Se o produto é uma amina alquilo éter, uma diamina alquilo éter ou outro surfactante funcionalizado com éter.

• Teor ativo, solvente, teor de água e forma de neutralização.

• Embalagem, ponto de congelamento, limites de armazenamento e vida útil.

• Uma ficha técnica atual (TDS) e uma ficha de dados de segurança (SDS).

• Uma amostra laboratorial de 1–5 kg para testes de flotação em bancada.

• Uma confirmação escrita de fornecimento para o grau exato cotado.

Não tome decisões sobre fornecedores com base numa declaração genérica de que o produto é “uma amina éter catiônica para minério de ferro”. Isso não define o produto químico que você receberá.

Por que a mesma química de amina éter catiônica pode apresentar desempenho distinto em diferentes plantas?

Porque as aminas éter contribuem tanto para a coleta quanto para o comportamento da fase espumosa. A seletividade pode variar conforme a química da água, o tipo de célula e o ponto de adição do reagente. As amostragens industriais no circuito de flotação da Samarco incluíram amostras de água e polpa provenientes de células mecânicas, células de tanque e colunas de flotação, demonstrando que a localização do processo e a fonte de água fazem parte da avaliação. Um coletor que funciona em uma configuração de célula pode exigir dosagem distinta ou gerenciamento diferente da espuma em outra.

2. Dosagem de Amina Éter para Flotação Reversa de Minério de Ferro

As evidências fornecidas incluem um procedimento laboratorial para flotação catiônica reversa de minério de ferro utilizando um coletor à base de amina éter. A preparação básica do minério é:

• Triturar e moer o minério de ferro até atingir um tamanho de partícula-alvo, normalmente 80% passando por 150 micrômetros.

• Preparar uma amostra representativa do minério moído, por exemplo, 1000 g.

• Colocar o minério moído em uma célula de flotação laboratorial, como uma célula do tipo Denver.

O extrato-fonte não indica uma taxa universal de dosagem de amina éter. Isso é esperado: a dosagem depende da mineralogia do minério, do teor de SiO₂ na alimentação, da distribuição granulométrica, da dureza da água, do tipo e da dose do depressor à base de amido, do pH e do tempo de flotação. Um fornecedor não pode citar, de forma crível, uma única dosagem para uma planta sem testar o minério.

Para comparação de aquisição, a dosagem deve ser avaliada em gramas de coletor ativo por tonelada de minério. Se dois fornecedores indicarem a dosagem do líquido conforme fornecido, normalize-a para a matéria ativa. Caso contrário, o teor de água ou de solvente gerará uma comparação falsa de eficiência.

Plano de ensaio de resposta à dosagem de amina éter

A comparação é válida apenas quando a mesma amostra de minério e as mesmas condições de flotação forem utilizadas para ambos os produtos.

Como a dosagem deve ser expressa em comparações entre fornecedores?

Solicite a dosagem com base no ingrediente ativo. Por exemplo, compare gramas de coletor ativo por tonelada, não mililitros de produto diluído. Solicite também o teor ativo, o tipo de solvente e a diluição recomendada. Isso evita superestimar o desempenho de um produto diluído ou subestimar o de um produto mais concentrado.

Quais condições de laboratório devem ser fixadas antes de comparar afirmações sobre dosagem?

Ajuste o tamanho de moagem P80, o lote de minério, a densidade da polpa, o pH, o tipo e a dose do depressor, a química da água, o tempo de flotação, a taxa de ar e a geometria da célula. O procedimento laboratorial de referência começa com um P80 de 150 µm e uma amostra representativa de 1000 g em uma célula do tipo Denver. Se um ensaio utilizar água de reuso da planta e outro usar água da torneira, a comparação das doses não é confiável, especialmente porque a química da água nos circuitos de flotação pode variar conforme o ponto de amostragem.

3. Eficiência na Remoção de Sílica com Coletadores do Tipo Éter Amina

A eficiência na remoção de sílica não é uma propriedade fixa da classe química dos éter aminas. Trata-se de um resultado de processo gerado pela interação entre o coletor, a superfície do minério, a química da água, o depressor e a operação da célula de flotação.

As provas fonte fornecidas não contêm uma percentagem específica de remoção de SiO₂ ou um valor de recuperação de Fe relacionado ao produto. Portanto, este artigo não declara um número universal de "alta eficiência". Um comprador deve considerar qualquer alegação de eficiência constante no catálogo de um fornecedor como não verificada até que seja reproduzida na amostra de minério do próprio comprador.

A experiência industrial referida no conjunto de provas mostra que coletores de éter amina são utilizados globalmente para rejeição de silicato em usinas de processamento de minério de ferro, com uso em larga escala em concentradores brasileiros. Contudo, isso estabelece apenas a adoção industrial, não uma garantia de remoção específica de sílica no local.

O que faz a eficiência de remoção de sílica diminuir durante a ampliação da escala?

As provas fonte indicam diversos fatores do processo a serem verificados:

• Propriedades da espuma: As éter aminas também atuam como espumantes; portanto, a estabilidade e a seletividade da espuma podem variar conforme a dosagem e a química da água.

• Configuração da célula: Amostragens industriais foram realizadas em células mecânicas, células de tanques e colunas de flotação. A eficiência não é idêntica entre os tipos de células.

• Química da Água: Amostras de água provenientes de diferentes pontos de um circuito de flotação de minério de ferro podem apresentar composições distintas. Água reutilizada e água de rejeitos podem afetar a seletividade.

• Desvio no tamanho da alimentação: Se a moagem industrial for mais grossa ou mais fina do que o P80 laboratorial de 150 µm, a dosagem do coletor e a recuperação poderão ser alteradas.

Uma queda na remoção de SiO₂ não deve ser automaticamente resolvida com acréscimo de coletor. A sobredosagem pode modificar o comportamento da espuma e reduzir a seletividade, especialmente porque as aminas éteres exercem também função de espumante.

O que deve ser medido em um ensaio de eficiência de remoção de sílica?

Registrar SiO₂ na alimentação, Fe na alimentação, SiO₂ no concentrado, Fe no concentrado, recuperação de Fe, extração mássica, dosagem ativa do coletor, pH, dureza da água, altura da espuma, teor de água na espuma e tempo de flotação. Uma comparação antes/depois no mesmo minério é mais útil do que uma simples porcentagem isolada de rejeição de sílica.

4. Amina Éter versus Amina Talow para Flotação de Minério de Ferro

O material-fonte disponível não contém uma comparação laboratorial ou industrial correspondente entre aminas éter e aminas talow como coletoras. Não há valores comparativos disponíveis quanto à dosagem, teor de SiO₂, recuperação de Fe ou desempenho da espuma. Portanto, este artigo não reivindica nenhuma vantagem de desempenho da amina éter em relação à amina talow.

Aminas éter alquila e diaminas éter alquila são famílias estabelecidas de coletoras para flotação reversa por espuma de minério de ferro. Suas estruturas detalhadas não devem ser reduzidas a uma descrição genérica de cadeia polioxietilênica sem confirmação específica para cada grau. Uma comparação com a amina talow deve ser realizada sobre a mesma amostra de minério.

Plano de ensaios de flotação correspondente: amina éter versus amina talow

Como nenhum valor de ensaio correspondente está presente no conjunto-fonte, utilize o seguinte plano de ensaios em branco. Não o considere como evidência de desempenho.

A tabela é um quadro para um ensaio real, não um resultado baseado em fontes. Os resultados da planta podem diferir dos resultados de bancada, e um único ensaio em lote não constitui uma qualificação em escala total.

Uma planta deve mudar de amina de sebo para amina éter com base apenas em uma ficha técnica do fornecedor?

Não. Uma ficha técnica pode confirmar a identidade e as especificações do produto, mas não pode comprovar a seletividade no minério do comprador. As evidências de fonte indicam que as aminas éter são coletoras e espumantes de quartzo, mas não fornecem comparação com amina de sebo. Realize um ensaio de flotação em bancada com condições pareadas, utilizando como referência a amina de sebo atual e o candidato a amina éter, com moagem, água, pH, depressor e condições de célula idênticas. Em seguida, avalie conjuntamente o teor de SiO₂, a recuperação de Fe e o comportamento da espuma.

Quais dados de campo devem ser coletados durante uma prova em planta?

Para uma prova em planta, registre o teor de SiO₂ e Fe na alimentação, o teor de SiO₂ e Fe no concentrado, a recuperação de Fe, o consumo de coletor ativo, o consumo de depressor, a profundidade da espuma, o arraste de água pela espuma, o comportamento da filtração e quaisquer alterações na química da água ao longo do circuito. Utilize a mesma disciplina de amostragem referenciada para células mecânicas, células de tanque e colunas de flotação.

Solicite FDS, FISPQ e amostras de laboratório

Para avaliar coletores catiônicos à base de éter amina para seu circuito de flotação reversa sílica-minério de ferro, solicite ao fornecedor o seguinte:

• FDS e FISPQ atuais para a exata categoria cotada.

• Número CAS específico da categoria e faixa de composição molecular.

• Matéria ativa, solvente, pH e dados de armazenamento.

• Uma amostra laboratorial de 1–5 kg para testes de flotação em bancada.

• Uma cotação por escrito com dosagem com base na matéria ativa e condições recomendadas de condicionamento.

• Um protocolo de prova em instalações baseado no procedimento de flotação, iniciando com 80% passando em 150 µm e uma alimentação de laboratório representativa.

Envie ao fornecedor o teor de cabeça do seu minério, o teor-alvo de SiO₂ no concentrado, o tipo e a dosagem do coletor atual, o programa de amido/despressor, a análise da água da planta e o fluxograma de flotação. Peça-lhes que realizem um teste comparativo com o seu coletor atual antes da ampliação em escala industrial.

Nota: Os dados acima baseiam-se nas amostras de minério e nas condições de laboratório indicadas. Os resultados na planta podem variar conforme a mineralogia, a química da água e os parâmetros do processo. Recomendam-se ensaios no local antes da ampliação em escala industrial.