Caracterização mineralógica do minério fosfático da Mina de Tapira - MG

Biblioteca Digital - UFMG

Caracterização mineralógica do minério fosfático da Mina de Tapira - MG

Show full item record

Title: Caracterização mineralógica do minério fosfático da Mina de Tapira - MG
Author: Ana Maria Dias Chula
Orientador: Paulo Roberto Gomes Brandao
Banca:
Presidente: Paulo Roberto Gomes Brandao
Membro: José Aury de Aquino; Luiz Guilherme Knauer; Eliomar Evaristo Ferreira; Sara Lais Rahal Lenharo
Subject: Engenharia metalúrgica Teses.
Palavra-chave: Engenharia Metalúrgica e de Minas
Date: 10-03-2004
Publisher: UFMG
Abstract: Este trabalho objetivou realizar uma caracterização mineralógica detalhada do minério fosfático rico em carbonatos e silicatos, proveniente de regiões mais profundas da mina de Tapira-MG, com a finalidade de fornecer subsídios para a adequação do processo de sua concentração. A mina de Tapira apresenta uma associação mineralógica heterogênea e com baixo teor de apatita, o que leva a processos industriais de beneficiamento muito complexos. Atualmente, a unidade industrial tem sido alimentada parcialmente com minérios ricos em carbonatos, o que tem causado problemas no desempenho da flotação de apatita, quando se utilizam ácidos graxos saponificados como agentes coletores. Foram utilizadas 12 amostras de minério preparadas através de britagem, moagem, peneiramento e deslamagem. Os métodos analíticos empregados foram: difração de raios-X, análises químicas, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, microanálise química (EDS e WDS) e espectrometria de infravermelho (FTIR). Concentrados purificados de apatita de cada amostra foram obtidos através de flotação e separações em meio denso e magnética. Os resultados mostram que, apesar das 12 amostras serem classificadas como clinopiroxenitos, elas apresentam variações modais na composição, o que influencia na escolha dos reagentes de flotação mais apropriados, permitindo uma melhora do concentrado produzido. De acordo com a composição mineralógica e grau de alteração, estas amostras foram separadas em quatro grupos de minério: clinopiroxenitos pouco alterados (amostras 2, 5 e 10), clinopiroxenitos micáceos (amostras 1, 4 e 9), clinopiroxenitos argilizados (amostras 11 e 12) e clinopiroxenitos ricos em magnetita e perovskita (amostras 3, 6, 7 e 8). A mineralogia principal consiste em diopsídio, apatita, carbonatos, minerais micáceos, magnetita, perovskita, anatásio/rutilo, quartzo e ilmenita, sendo observadas granada do tipo melanita na amostra 4 e esmectita do tipo nontronita nas amostras 11 e 12. Localmente ocorrem quantidades minoritárias de anfibólio, titanita, hematita, goethita, zircão, pirita, monazita, barita, zirconolita, óxido de Mn, Ba e Fe (prováveis holandita e/ou romanechita) e fosfatos secundários dos grupos do rabdofânio e da crandalita. Os minerais micáceos foram identificados como sendo principalmente filossilicatos de camadas mistas (flogopita/vermiculita e biotita/vermiculita, este último somente na amostra 12) e vermiculita pura, ocorrendo também quantidade minoritária de clorita e flogopita. Calcita e dolomita predominam entre os carbonatos e ocorrem principalmente sob a forma de vênulas cortando os demais minerais dos clinopiroxenitos ou como finas inclusões, em geral nos cristais de apatita. Os teores de carbonatos variam entre 1 % (amostras 1 e 9 clinopiroxenito micáceo e 11 e 12 clinopiroxenito argilizado) até 32% (amostra 10 clinopiroxenito pouco alterado), porém predominam teores entre 11% e 26%. A apatita nas 12 amostras consiste em carbonato-estrôncio-flúor-hidroxiapatita, é essencialmente primária e aparece em cristais límpidos, apesar de inclusões fluidas e inclusões principalmente de carbonatos serem comuns. As características da apatita sugerem um bom desempenho no processo de flotação, com elevados índices de recuperação, porém deve ser levada em consideração sua seletividade em relação aos minerais de ganga. Entre os principais minerais portadores de cálcio nas 12 amostras da mina de Tapira (diopsídio, carbonatos, perovskita, apatita, melanita en nontronita), os carbonatos correspondem aos maiores contaminantes dos concentrados (teores variando entre <1% até 6%), localmente ocorrendo diopsídio, monazita, barita, perovskita, minerais micáceos, melanita e nontronita, minerais esses que somados não chegam a atingir 1%. As relações texturais entre a apatita e os carbonatos indicam que concentrados totalmente puros são impossíveis de se obter, uma vez que seria necessária uma moagem excessiva do minério.
Resumo em lingue estrangeira: This work aimed to perform a detailed mineralogical characterization of phosphate ore types from deep parts of the Tapira mine, located in Minas Gerais State, Brazil, that are rich in carbonates and silicates, with the purpose to get suitable information for their concentration process improvement. The Tapira mine shows a heterogeneous mineralogical association and low grade of apatite, which leads to a complex industrial beneficiation process. Nowadays, the industrial concentration plant is partially fed with ore containing higher proportions of carbonates, what has caused problems in the apatite concentration by froth flotation, whenfatty acid collectors are used. This study was conducted on 12 ore samples prepared by crushing, grinding, desliming and size separation. The analytical methods used were: X-ray diffraction, chemical analysis, optical microscopy, scanning electron microscopy, chemical X-ray microanalysis (EDS energy-dispersive spectrometry and WDS wavelengthdispersive spectrometry) and infrared spectrometry (FTIR). Purified apatite concentrates from each sample were obtained in the laboratory by flotation and heavy liquid and magnetic separations. The results show that, although the 12 samples are classified as clinopyroxenites, they have variable modal proportions of the essential minerals, what influence in the choice of a suitable flotation reagent, aiming to a better apatite concentrate. The samples studied are classified in four ore types, based on the mineralogical characteristics and alteration degree: slightly altered clinopyroxenites (samples 2, 5 and 10), micaceous clinopyroxenites (samples 1, 4 and 9), argillaceous clinopyroxenites (samples 11 and 12) and clinopyroxenites rich in magnetite and perovskite (samples 3, 6, 7 e 8). The essential minerals are diopside, apatite, carbonates, micaceous minerals, magnetite, perovskite, anatase, quartz and ilmenite. Garnet (melanite) occurs in sample 4 and smectite (nontronite) in samples 11 and 12. Very lowamounts of amphibole, titanite, hematite, goethite, zircon, pyrite, monazite, barite, zirconolite, Mn, Ba and Fe oxide (probable hollandite and/or romanechite), and secondary phosphates of the rhabdophane and crandallite groups are present. Micaceous minerals were identified mainly as mixed-layer phyllosilicates (phlogopite/vermiculite and locally biotite/vermiculite) and pure vermiculite. Pure phlogopite and chlorite are also observed. The carbonates appear mainly as veinlets or as inclusions in apatite, mainly as calcite and dolomite. The carbonatescontent varies from 1% (samples 1 and 9 micaceous clinopyroxenites and 11 and 12 argillaceous clinopyroxenites) to 32% (sample 10 slightly altered clinopyroxenite), although the contents between 11% and 26% predominate. The apatite in the 12 samples is classified ascarbonate-strontium-fluorine-hydroxiapatite, is essentially primary and occurs as clean crystals, although fluid inclusions and inclusions mainly of carbonates are commonly observed. The apatite characteristics suggest that these samples would have a good performance in the froth flotation process, with high recovery. However, the problem could be their selectivity in relation to gangue minerals. Among the main calcium-bearing minerals occurring in the 12 clinopyroxenite samples of the Tapira mine (diopside, carbonates, perovskite, apatite, melanite and nontronite), the carbonates are the major contaminants of the concentrates (contents varies from <1% to 6%), with quantities of less than 1% of diopside, monazite, barite, perovskite, micaceous minerals, melanite and nontronite. The textural relations between apatite and carbonates indicate that a totally clean apatite concentrate would be impossible to achieve, since an excessive grinding of the ore would be needed.
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8DVH86

Files in this item

Files Size Format View
ana_maria_dias_chula.pdf 42.03Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record