Trabalho feito da disciplina de beneficiamento 4, curso Técnico em Mineração

1. Concentração Magnética -
Concentração através de resinas
de troca Iônica
André David Cipriano
Cleverton Oliveira Ferreira
Lucas Jordann A. Drumond
Piterson Silva Reis
Wanderley
Professor Barny Oliveira
E.T. São Carlos

2. Concentração Magnética
Na indústria de separadores magnéticos é comum fazer-se, uma
distinção entre “separação magnética” e “concentração magnética”.
Emprega-se o primeiro termo mais para aquelas aplicações em
que se deseja retirar um rejeito magnético e em que o fluxo não
magnético é o produto de interesse.
Já o termo “concentração magnética” tende a ser mais
empregado para aquelas aplicações em que o produto útil é
constituído pelo fluxo contendo os minerais atraídos pela ação do
campo magnético aplicado.

3. Concentração Magnética
O processo de separação magnética é muito utilizado na área de
processamento de minérios para concentração e/ou purificação de
muitas substâncias minerais.
Pode ser empregada, dependendo das diferentes respostas ao campo
magnético associadas às espécies mineralógicas individualmente, no
beneficiamento de minério e na remoção de sucata.

4. Tesla
Unidade de medida de indução magnética, equivalente à indução magnética
uniforme que, repartida normalmente por uma superfície de um metro
quadrado, produz, através dessa superfície, um fluxo magnético total de 1
weber.
Tesla (símbolo T) é a unidade de indução magnética (ou campo magnético)
no SI (Sistema Internacional de Unidades), e equivale a:
A unidade recebeu o nome de Nikola Tesla, cientista croata-americano que
contribuiu com inúmeros estudos no campo do eletromagnetismo.

5. Separadores Magnéticos
• Concentração e/ou purificação de muitas substâncias minerais.
• Ação de um campo magnético
• Atraídos pelo campo: Ferromagnético e Paramagnéticos
• Repelidos pelo campo: Diamagnéticos
• Seco: Granulometria Grossa
• Úmida: Granulometria Fina
A separação industrial pode ser realizada em diversos equipamentos:

6. Separadores Magnéticos Suspensos
Eles extraem sucata ferrosa ao mesmo tempo em que protegem trituradores,
moinhos e outros equipamentos dos processos posteriores. Os separadores
magnéticos caracterizam-se por seus campos magnéticos extremamente
fortes e de longo alcance.
Materiais dos quais os componentes ferrosos são extraídos: lixo urbano,
carvão, minérios, entulho, material triturado, aparas de madeira, vidro,
areia de fundição, entre outros.

7. Separadores Magnéticos Suspensos
Na maioria dos casos, os separadores magnéticos estão suspensos a uma
distância de trabalho definida, acima de uma correia transportadora
convencional. O ferro contido no material transportado é atraído pelo ímã e
assim retirado do fluxo.

8. Separadores Magnéticos Suspensos
Os extratores suspensos simples são limpos manualmente, a intervalos
definidos. São usados quando a quantidade de ferro em questão é
pequena.
Os separadores magnéticos de limpeza automática levam o ferro separado
para uma cinta transportadora circulante e são mais adequados para
maiores concentrações de componentes ferrosos.

9. Tambores Magnéticos
São aplicáveis sempre que a produção é grande ou quando a correia do
extrator magnético está sobrecarregada ou se desgastando rapidamente.

10. Tambores Magnéticos
Tambor alimentado a partir da parte superior:
O material a granel é distribuído de maneira uniforme por um sistema de
alimentação até o tambor magnético giratório. Qualquer item magnético é
atraído à carcaça do tambor e levado ao ponto em que termina o núcleo
magnético. As partículas não-magnéticas já se separaram antes deste
ponto.

11. Tambores Magnéticos
Tambor alimentado a partir da parte inferior:
A carcaça do tambor magnético alimentado pelo lado inferior gira ao
contrário do movimento do material, ao longo dos polos internos
alternados, e possibilita a agitação e a limpeza.

12. Tambores Magnéticos
Tambores de Separação Magnética - Via Úmida
Tem a função de remover partículas magnéticas muito finas, a partir de
soluções líquidas de baixa concentração, que podem ser encontradas no
tratamento de minérios (beneficiamento mineral) e no tratamento dos
meios densos provenientes da lavagem de carvão.

13. Polias Magnéticas
As polias magnéticas geralmente são utilizadas depois da extração de
grandes peças ferrosas por outros separadores magnéticos. Através de
ímãs de neodímio com campos magnéticos extremamente fortes, as
polias podem separar pequenas partículas ferrosas ou de baixo
magnetismo – como componentes com partes em aço inox – do fluxo de
material.
Ocupa o mesmo espaço que as
polias convencionais da correia. Isto
evita a necessidade de uma ampla
modificação da planta.

14. Polias Magnéticas
O campo magnético atrai os elementos ferrosos contidos no fluxo de
material e os mantêm presos junto à correia enquanto os materiais não
ferrosos são lançados para fora dela. Quando a correia se afasta da polia
magnética, durante o retorno, o material ferroso cai em uma pilha
separada. Quanto maior a velocidade da correia, melhor o resultado da
separação.

15. Sistemas de Separação por Indução
O material a granel, previamente separado, é transportado por uma
correia de alta velocidade para uma área de separação. Abaixo desta
correia, imediatamente na frente da bobina principal, há um arranjo de
sensores que analisam por indução magnética o material transportado
pela correia. Assim que partículas metálicas
são detectadas, sinais eletrônicos são
enviados para a unidade de controle central e
os jatos de ar comprimido, controlados
individualmente por computador, expulsam os
metais detectados para a área de descarga,
que é dividida por uma placa defletora.

16. Fabricantes Separadores Magnéticos

17. Ferromagnéticos
São os metais capazes de sofrerem o ordenamento magnético, isto é
capazes de se magnetizar, apresentando polos como em um imã.
Nos materiais ferromagnéticos os dipolos elementares são permanentes
e, aparentemente, se alinham na direção de um campo magnético
aplicado, resultando elevados níveis de magnetização.
Os principais materiais ferromagnéticos existentes são o Ferro, o Níquel,
o Cobalto e as ligas formadas por estes elementos.

18. Paramagnéticos
São materiais que possuem elétrons desemparelhados e que, quando
na presença de um campo magnético, se alinham, fazendo surgir dessa
forma um ímã que tem a capacidade de provocar um leve aumento na
intensidade do valor do campo magnético em um ponto qualquer.
Esses materiais são fracamente atraídos pelos ímãs.
São materiais paramagnéticos: o alumínio, o magnésio, o sulfato de
cobre, etc

19. Diamagnéticos
São materiais que se colocados na presença de um campo magnético tem
seus ímãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do
campo magnético aplicado. Assim, estabelece-se um campo magnético na
substância que possui sentido contrário ao campo aplicado.
O fenômeno consiste na repulsão que os materiais diamagnéticos sofrem
quando são expostos a campos magnéticos
São substâncias diamagnéticas: o bismuto, o cobre, a prata, o chumbo,
etc.

20. Ferromagnéticos
Fluxo de
Indução
Paramagnéticos
Diamagnéticos

21. Atração e Repulsão de cargas
F
F
F
F
F
F

22. Campos Magnéticos
Campos magnéticos
cercam materiais em
correntes elétricas são
e
detectados pela força que exercem sobre outros materiais
magnéticos e cargas elétricas movimento.
em
O campo magnético em qualquer lugar possui tanto
uma
direção
quanto uma
magnitude força), por tanto é
(ou
um
campo vetorial.
Aurora Boreal
Aurora Austral

23. Resinas de Troca Iônica
Resinas de troca iônica são produtos sintéticos, que colocados na água,
poderão liberar íons sódio ou hidrogênio (resinas catiônicas) ou hidroxila
(resinas aniônicas) e captar desta mesma água, respectivamente, cátions e
ânions, responsáveis por seu teor de sólidos dissolvidos, indesejáveis a
muitos processos industriais.
São substâncias
insolúveis em água

24. Tipos de Resinas
RESINAS CATIÔNICAS FORTEMENTE ÁCIDAS: se comportam de
forma semelhante a um ácido forte. Apresentam-se na forma de um sal
de sódio quando são utilizadas no abrandamento da água, ou na forma
de hidrogênio para a desmineralização ou descarbonatação da água. As
formas de hidrogênio e de sódio dessas resinas são altamente
dissociadas e estão prontamente disponíveis para a troca em qualquer
pH, ou seja, a capacidade de troca dessas resinas não dependem do pH
da solução.
Remove: Na+, Ca+, Mg++.

25. Tipos de Resinas
RESINAS CATIÔNICAS FRACAMENTE ÁCIDAS: o grupo ionizável é o
ácido carboxílico (COOH), e seu comportamento é semelhante aos
ácidos orgânicos que são fracamente dissociados. Ao contrário das
resinas de ácido forte, o pH da solução influencia no grau de
dissociação, e consequentemente na capacidade de troca da resina.
Remove: Cátions associados com alcalinidade; trabalha melhor a pH
> 6.

26. Tipos de Resinas
RESINAS ANIÔNICAS FORTEMENTE BÁSICAS: possui como grupo
funcional o sal de amônio quaternário, e assim como as resinas de
ácido forte são altamente ionizáveis, consequentemente o pH das
soluções não irão influenciar na capacidade de troca da mesma. São
responsáveis por converter a solução ácida à água pura.
Remove: Cl-, SO42-, NO3-, SiO2, HCO-3

27. Tipos de Resinas
RESINAS ANIÔNICAS FRACAMENTE BÁSICAS: neste tipo de resina,
tanto as aminas primárias, quanto as secundárias e terciárias, podem
agir como grupos funcionais. A ionização será fortemente influenciada
pelo pH, assim como as resinas fracamente ácidas, e com isto, a
capacidade mínima de troca de exige um pH acima de 7. A resina de
base fraca não utiliza íons hidróxidos, e por esse motivo é preferência
em relação às resinas de base forte, isto porque o custo da regeneração
é muito menor, não há a necessidade de fornecer íons hidróxido, basta
neutralizar o ácido absorvido.
Remove: Cl-, SO4-2, NO3-2

28. Tipos de Resinas
RESINAS QUELANTES: o EDTA (ácido etilenodiamino tetra-acético )é o
grupo funcional utilizado nestas resinas, que tendem a formar complexos
com cátions de metais pesados; com os quais possui alto grau de
seletividade. Quando se encontram na forma de sódio apresentam
maior seletividade com os metais pesados, do que em sua forma de
hidrogênio. A maior desvantagem desta resina é o seu alto custo em
relação aos demais tipos.

29. Princípios da Troca Iônica
O princípio é passar a água por colunas de resinas de troca iônica que
contêm cargas ativas que podem ser positivas e/ou negativas. As resinas
que contêm cargas negativas são as catiônicas e removem os cátions
presentes nas águas, e as resinas de cargas positivas são as aniônicas,
que removem os ânions.

30. Métodos de Limpeza
Segundo a empresa Purolite Ion Exchange Resins, a limpeza das resinas
pode ocorrer da seguinte forma:
Resina Catiônica
Resina aniônica
• Limpeza com Ácido Clorídrico;
• Salmouragem;
• Salmouragem;
• Limpeza com Ácido Peracético;
• Limpeza com Ácido Peracético;
• Limpeza com Formaldeido;
• Limpeza com Formaldeído;
• Limpeza com Hipoclorito de sódio
• Limpeza com Hipoclorito de sódio;
• Limpeza com Tiocianato de sódio;

31. Algumas Resinas de Troca
Iônica Disponíveis no Mercado
Fabricante
Classificação
Modelo
Dowex
Catiônicas fracamente
ácidas
MAC-3
Dowex
Aniônicas fortemente
ácidas
Marathon A
Dowex
Aniônicas fortemente
básicas
MAS-2
Dowex
Resina Inerte
IF-59
Purolite
Aniônicas Fortemente
básicas
A-400E
Rohm and Haas
Catiônicas fracamente
ácidas
Amberlite IRC86

32. A Purolite é mais que uma empresa de resinas.
É uma empresa de soluções.
Os Produtos Purolite são desenvolvidos para atender as necessidades
específicas em diversos segmentos da indústria, (por exemplo
farmacêutica, alimentícia e bebidas, semicondutores ou Plantas
Nucleares e Energia) ou são desenvolvidos para atender aplicações em
geral de troca iônica, adsorventes e catalíticas são os desafios mais
comuns em indústrias. (Abrandamento, desmineralização, remoção de
metais, remoção de baixo nível de contaminante ou seletivamente etc.).

33. É um dos principais fabricantes e fornecedores de resinas de
troca de íons necessários para diferentes processos de
tratamento de água.

34. A Dow é pioneira mundial na criação e desenvolvimento de tecnologia em
especialidades químicas e de materiais. É uma das maiores fabricantes
de produção químicos do mundo. Dow é uma grande produtora de
plástico, incluindo poliestireno, poliuretano, polietileno e sintéticas de
borracha.

35. Lanxess é uma empresa Alemã que atuam no setores químicos de
polímeros. Foi criada em 2004 com uma reorganização das referidas
áreas de atividade no âmbito do grupo Bayer.
Esta focado em polímeros, produtos intermediários e
especialidades químicas, pó de xadrez e bayferrox.
Inovação é o que move a LANXESS! Em um mundo onde o
desenvolvimento e a tecnologia vem crescendo constantemente,
precisamos encontrar novas formas criativas e inovadoras para conseguir
acompanhar a demanda!

36. Boa Noite
Obrigado