COAGULAO E FLOCULAOPROCESSAMENTO MINERAL III

Profa Elenice Schons Engenharia de Minas - UNIPAC

INTRODUO A agregao de polpas, principalmente aquelas que estejam com granulometria fina, quase sempre desejvel, ou mesmo essencial, para as operaes de separao slido-lquido.

INTRODUO A predominncia do estado de agregao ou disperso de partculas em meio lquido aquoso ser determinada pela interao entre partculas quando houver coliso entre as mesmas.

INTRODUO A interao entre partculas coloidais se d atravs da aproximao umas das outras, chocando-se entre si, devido ao movimento contnuo e desordenado das partculas (movimento browniano).

INTRODUO Teoria DLVO: a agregao depende basicamente do balano existente entre as foras de atrao (van der Walls) e as de interao eletrosttica atribudas ao efeito da superposio das duplas camadas eltricas.

INTRODUO Prximo superfcie das partculas, a concentrao de ons grande e decresce com o aumento da distncia.

INTRODUO Essa atmosfera inica, denominada de dupla camada eltrica (DCE) constituda por duas camadas: uma denominada de camada compacta (ou camada de Stern), que se manifesta mais prxima da superfcie da partcula, e a outra denominada de camada difusa (ou camada de Gouy-Chapman) que se distribui em torno da primeira.

DUPLA CAMADA ELTRICA (DCE)

INTRODUO Para que se tenha uma suspenso estvel, necessrio que as foras de natureza repulsiva superem as foras de natureza atrativa.

INTRODUO Dependendo da existncia e da intensidade da repulso, os sistemas coloidais podem se tornar estveis (dispersos), pouco estveis ou instveis (agregados).

PROCESSOS DE AGREGAO AGLOMERAO

COAGULAO

FLOCULAO

AGLOMERAO Acontece quando as partculas so agregadas por ao de um lquido imiscvel. O agregada chamado aglomerado.

COAGULAO a agregao obtida atravs da reduo da repulso eletrosttica, das duplas camadas eltricas, existente entre partculas em suspenso, por meio da adio de eletrlitos inorgnicos. H a formao de pequenos agregados, chamados cogulos.

COAGULAO Os coagulantes mais usados so eletrlitos solveis em gua, com baixa massa molecular, sendo representados principalmente por cidos, bases, sais contendo ctions (Al3+, Ca2+, Mg2+ e Fe3+), silicatos, polifosfatos e fluoretos.

FLOCULAO a agregao obtida por intermdio de polmeros orgnicos de elevada massa molecular - floculantes.

FLOCULAO Realizam a ligao entre as partculas servindo como pontes e originando agregados chamados flculos ou flocos.

MECANISMOS DE FLOCULAO Homogeneizao suspenso;do polmero na

Adsoro na superfcie do slido; Acomodao das molculas adsorvidas; Formao, crescimento e quebra dos flocos.

MECANISMOS DE FLOCULAO

A) adio; B) homogeneizao; C) adsoro; D) floculao; E) quebra do floco.

FLOCULAO A ocorrncia de colises entre as partculas fundamental para que exista a agregao. O movimento browniano, devido energia trmica, proporciona colises que podem resultar em agregao lenta.

FLOCULAO A freqncia e intensidade das colises pode aumentar utilizando-se uma agitao externa. A velocidade de floculao cresce com o aumento da agitao, at uma velocidade crtica.

FLOCULAO A partir da velocidade crtica as foras de cisalhamento resultantes da agitao promovem a quebra dos flocos. A facilidade com que os flocos so quebrados aumenta significativamente com o tamanho.

FLOCULAO A adsoro de polmeros na superfcie dos minerais pode estar relacionada com:Ligaes de hidrognio, onde o hidrognio presente no polmero se liga a elementos muito eletronegativos como O, N e S presentes na superfcie dos minerais; Ligaes especficas quando h afinidade qumica entre polmero e superfcie mineral (ligaes inicas e covalentes).

FLOCULAO O mecanismo conhecido com formao de pontes acontece quando o polmero adsorve na superfcie da partcula deixando segmentos da sua cadeia voltados, mais ou menos, estendidos, para a soluo, onde certa quantidade de lquido aprisionada.

FLOCULANTES Os polmeros utilizados mineral podem ser: Naturais (amidos) Sintticos (poliacrilamidas)

na

indstria

FLOCULANTES Os floculantes naturais so, em geral, menos efetivos que os sintticos considerando-se dosagens semelhantes. Sua utilizao na indstria feita normalmente aps preparo prvio da soluo bastante diluda (entre 0,05 e 0,5%), em um tanque sob agitao.

FLOCULANTES Os polmeros podem conter stios de carga: Positiva (catinicos) Negativa (aninicos) Sem carga (no inicos)

VANTAGENS DOS FLOCULANTES SINTTICOS

Possibilidade de manipulao de sua estrutura, de forma a melhorar seu desempenho; Composio qumica definida; Ampla disponibilidade; Maior estabilidade qumica e biolgica.

DESVANTAGENS DOS FLOCULANTES SINTTICOS

Custo elevado; Dificuldade de manuseio; Envelhecimento da soluo; Dificuldade de informaes tcnicas sobre o produto.

FLOCULANTES Os polmeros mais indstria mineral so:Poliacrilamida (PAM)

importantes

na

Polioxidoetileno (POE)

POLIACRILAMIDA um polmero neutro, obtido a partir da polimerizao da acrilamida.

POLIOXIDOETILENO um polmero neutro que se adsorve por meio de ligaes de hidrognio.

(-CH2CH2O-)n