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Title: Eficiência da logística reversa no beneficiamento do resíduo de caulim da província pegmatítica da Borborema PB/RN, em unidade piloto de hidrociclonagem.
Other Titles: Efficiency of reverse logistics on beneficiency of Borborema PB / RN, pegmattic province kaolin waste in a hydrocycling pilot unit.
???metadata.dc.creator???: LEANDRO, Adriano Peixoto.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: VIERA, Elbert Valdiviezo.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SOARES, Dwight Rodrigues.
???metadata.dc.contributor.referee2???: NASCIMENTO, Marcelo Rodrigues do.
Keywords: Dispersão de Partículas;Hidrociclonagem;Província Pegmatítica da Borborema;Resíduo de Caulim;Particle Dispersion;Hydrocyclone;Pegmatitic Province of Borborema;Kaolin Waste
Issue Date: 28-Feb-2019
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: LEANDRO, A. P. Eficiência da logística reversa no beneficiamento do resíduo de caulim da província pegmatítica da Borborema PB/RN, em unidade piloto de hidrociclonagem. 2019. 79 f. Dissertação (Mestrado em Exploração Petrolífera e Mineral) – Programa de Pós-Graduação em Exploração Petrolífera e Mineral, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2019.
???metadata.dc.description.resumo???: Dentre os minerais da Província Pegmatítica da Borborema PB/RN destaca-se a caulinita, um argilomineral, que em geral possui cor branca e diversas aplicações, principalmente na produção de papel, cerâmica, tintas e outras. Nos processos de extração e beneficiamento são gerados mais de 70% de resíduos, os quais ainda contêm porcentagens relevantes de caulinita. O presente trabalho objetivou o estudo em escala piloto da concentração do concentrado de caulinita em hidrociclone e dispersão das polpas de caulinita em ensaios de laboratório. A finalidade foi recuperar, através do princípio da logística reversa, o concentrado de caulinita presente nesses resíduos. Os principais parâmetros estudados nos ensaios de hidrociclonagem foram: abertura do ápex, diâmetro do vortex finder, vazão, pressão na alimentação da polpa e porcentagem de sólidos. Os ensaios de dispersão em laboratório foram realizados em um agitador mecânico de até 5.000 rpm e um bequer com capacidade de 500 mL, utilizando-se da Lei de Stokes para determinar o grau de dispersão. Empregando-se como reguladores de pH: ácido clorídrico, hidróxido de sódio, carbonato de sódio e óxido de cálcio. Como dispersantes: hexametafosfato de sódio e silicato de sódio. Os parâmetros estudados foram: pH da polpa, velocidade e tempo de agitação, tempo de condicionamento, porcentagem de sólidos, tipo e concentração dos dispersantes. Os melhores resultados de hidrociclonagem foram obtidos com os seguintes parâmetros: abertura do ápex em 12 mm, diâmetro do vortex finder em 25 mm, porcentagem de sólidos em 20%, e vazão de alimentação de 5.664,57 L.h-1. Nessas condições, foi obtida a eficiência de classificação de mais de 99,0% de partículas menores que 200 μm (0,074 mm) presentes no overflow. Os melhores resultados dos ensaios de dispersão em laboratório foram obtidos em: pH 9.0, velocidade de agitação de 750 rpm, tempo de agitação e tempo de condicionamento de 2,0 e 7,0 min, respectivamente e porcentagem de sólidos de 35%. O ensaio de hidrociclonagem com as melhores condições operacionais e com ajuste de pH obteve uma eficiência de classificação de mais de 90,0% de partículas menores que 200 μm e mais de 79% de partículas menores que 325 μm (0,044 mm) no overflow. A caracterização química e mineralógica através da fluorescência de raios X (FRX) e da difração de raios X (DRX), respectivamente, confirmaram a presença do concentrado de caulinita no resíduo estudado, com teores de 59,8 % de SiO2 e 39,9% de Al2O3. Com relação a eficiência do hidrociclone, a recuperação mássica foi de 78,8%, confirmando assim, que o hidrociclone é um equipamento eficiente na classificação do concentrado de caulinita. O grau de dispersão das partículas de caulinita é influenciado significativamente pelo pH do meio e a porcentagem de sólidos da polpa. Com relação aos reguladores de pH, o óxido de cálcio foi o que mais afetou o grau de dispersão em comparação aos outros aditivos usados. A utilização de dispersantes químicos tais como hexametafosfato de sódio e silicato de sódio mostrou-se pouco eficiente em relação ao aumento do grau de dispersão de partículas de caulinita.
Abstract: Among the minerals in the Borborema Pegmatitic Province stands out kaolinite, a clay mineral, which usually has white color and several applications, mainly in the production of paper, ceramics, paints and others. In the extraction and improvement processes, more than 70% of the residues are generated, which still contain relevant percentages of kaolinite. The objective of this study was to study the concentration of kaolinite concentrate in hydrocyclone and the dispersion of kaolinite pulps in laboratory tests. The purpose of this study was to recover the kaolinite concentrate present in these residues through the reverse logistics principle. The main parameters studied in the hydrocyclone lab tests were: Aperture of the apex, vortex finder diameter, flow rate, pressure in pulp feed and percentage of solids. The laboratory dispersion tests were performed on a mechanical stirrer of up to 5,000 rpm and a beaker with a capacity of 500 mL and using Stokes's Law to determine the degree of dispersion. Using as pH regulators: hydrochloric acid, sodium hydroxide, sodium carbonate and calcium oxide. As dispersants: sodium hexametaphosphate and sodium silicate. The parameters studied were: pulp pH, speed and agitation time, conditioning time, percentage of solids, type and concentration of dispersants. The best hydrocyclone results were obtained with the following parameters: the opening of the apex in 12 mm, the diameter of the vortex finder in 25 mm, the percentage of solids in 20%, and the feed flow of 5,664.57 L.h-1. Under these conditions, the classification efficiency of more than 99.0% of particles smaller than 200 μm (0.074 mm) present in the overflow was obtained. The best results of the laboratory dispersion tests were obtained in: pH 9.0, agitation speed of 750 rpm, agitation time and conditioning time of 2.0 and 7.0 min, respectively, and percentage of solids of 35%.The hydrocyclone test with the best operating conditions and with pH adjustment obtained a classification efficiency of more than 90.0% of particles smaller than 200 μm and more than 79% of particles smaller than 325 μm (0.044 mm) in the overflow. (XRD) and X-ray diffraction (XRD), respectively, confirmed the presence of kaolinite concentrate in the studied waste, with contents of 59.8% SiO 2 and 39.9% of Al2O3. Regarding the efficiency of the hydrocyclone, the mass recovery was 78.8%, thus confirming that hydrocyclone is an efficient equipment in the classification of kaolinite concentrate. The dispersion gradient of kaolinite particles is significantly influenced by the medium and percentage of pulp solids. Regarding pH regulators, calcium oxide was the one that mostly affected the degree of dispersion compared to the other additives used. The use of chemical dispersants such as sodium hexametaphosphate and sodium silicate was poorly efficient in relation to the increased degree of dispersion of kaolinite particles.
Keywords: Dispersão de Partículas
Hidrociclonagem
Província Pegmatítica da Borborema
Resíduo de Caulim
Particle Dispersion
Hydrocyclone
Pegmatitic Province of Borborema
Kaolin Waste
???metadata.dc.subject.cnpq???: GeoCiências.
Mineralogia
Petrologia
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10204
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