Evaluation of sustainable biopolymer as depressant for iron ore cationic reverse flotation | Evaluation of sustainable biopolymer as depressant for iron ore cationic reverse flotation

The reverse cationic flotation of iron ore is a separation process used in mineralogy to separate iron compounds from others compounds present in iron ore. In this process, the starch is used as depressant and amine as collector. The knowledge of interaction mechanism between the reagents used in the flotation process and iron ore has a fundamental importance to advance iron ore enrichment technology, as well as to the development of new chemicals used in the process. This work is divided into two chapters: i) The first chapter aims to evaluate some characteristics of starch that can influence the flotation process, such as, size of the polymer chain and reducing end group (REG) present in the depressant molecule. It also aims to evaluate, by spectroscopic techniques, the reject and concentrate minerals from flotation tests using dextrin, soluble starch, waxy starch and industrial corn starch as depressant agents. ii) The second chapter aims to develop a new depressant (XMC), extracted from corn fiber residue (CFR), to replace the starch in iron ore flotation process. The results in Chapter 1 showed that short chain depressant results in worse flotation performance. The amount of REG has no effect on flotation performance up to a dextrose equivalent value of 9.2% glucose. Analysis of the DRIFT spectra based on the intensity of the hematite band only showed the concentrate samples contain more hematite than reject samples, as expected. Using Raman spectroscopy analysis, it was not possible to observe any characteristic band of the depressants used, since the Raman was only sensitive to inorganic phase. The studies in Chapter 2 showed the great potential of XMC replacing starch in flotation process, because of the excellent flotation results and the XMC be a sustainable alternative, offering a prime destination to an industrial waste. Besides, it is possible to remove the starch of industrial process partially or totally, preserving it for human and animal food chain.

A flotação catiônica reversa do minério de ferro é um processo de separação usado na mineralogia para separar compostos de ferro de outros compostos indesejáveis presentes no minério de ferro. Nesse processo, o amido é usado como depressor e amina como coletor. A compreensão do mecanismo de interação existente entre os reagentes usados no processo de flotação e o minério de ferro é de fundamental importância para avanços na tecnologia de enriquecimento de minério de ferro, bem como no desenvolvimento de novos agentes químicos usados no processo para esse fim. Esse trabalho está dividido em dois capítulos: i) O primeiro tem como principal objetivo avaliar algumas características do amido que podem influenciar no processo de flotação, como, tamanho da cadeia polimérica e grupo terminal redutor (GTR) presentes na molécula do depressor e ainda avaliar, por meio de técnicas espectroscópicas os minérios flotados e afundados dos testes de flotação usando dextrina, amido solúvel, amido ceroso e amido de milho industrial como agentes depressores. ii) O segundo capítulo tem como principal objetivo desenvolver um novo depressor (XMC), extraído de resíduo de fibra de milho, para substituir o amido no processo de flotação do minério de ferro. Os estudos do capítulo 1 mostraram que moléculas de amido menores resultam piores desempenhos na flotação e que a presença do GTR começa a ser positivamente influente no desempenho da flotação quando se usa moléculas pequenas, em que esse grupo está em maiores quantidades (DE = 10,6% glicose). Uma análise dos espectros de DRIFT baseada na intensidade da banda da hematita não mostrou nada além de que as amostras de concentrado contém mais hematita que as amostras de flotado, como já era esperado. A análise de espectroscopia Raman não possibilitou a observação de qualquer banda característica dos depressores usados, uma vez que só foi sensível à fase inorgânica. Os estudos do capítulo 2 mostraram o grande potencial da XMC em substituição ao amido no processo de flotação, por excelentes resultados de flotação e por ser uma alternativa sustentável, oferecendo uma destinação nobre a um resíduo industrial. Além da possibilidade em remover o amido parcial ou totalmente do processo industrial, preservando-o para a cadeia alimentar humana e animal.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior