BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO DE NIÓBIO ATRAVÉS DA CONCENTRAÇÃO POR PROCESSOS MECÂNICOS E SOLUÇÕES QUÍMICAS – ESTUDO TEÓRICO APROFUNDADO

O nióbio é um metal muito usado na siderurgia, isso se deve a alta afinidade do nióbio com o carbono aumentando a resistência mecânica do material, sem a diminuição de propriedades como tenacidade e soldabilidade. Devido ao uso siderúrgico, o nióbio é comumente utilizado na forma de ferronióbio que contém 70% de nióbio, além de quantidades consideráveis de ferro e até titânio tendo como intuito a utilização na fundição de outras ligas, podendo ser comparado ao ferro-gusa. O beneficiamento tem como intuito a retirada de lamas e impurezas mantendo a maior quantidade de Nb2O5 (óxido de nióbio), passando por britagem do minério, deslamagem, separação magnética e flotação de impurezas, cada um desses processos irá influenciar diretamente no concentrado final, tendo grande influência na eficiência do processo e, portanto, financeira. Após a retirada do minério de nióbio é realizada a britagem que se refere à redução da granulometria do material, tendo grande importância, sempre que o material estiver com dimensões muito elevadas. Seguidamente à operação de britagem, processos como peneiramento podem ser realizados. Após a granulometria ser atingida, realiza-se, na maioria dos processos, separação magnética seguido da operação de desmalagem. Denomina-se separação magnética como um conjunto de separações baseadas na diferença de suscetibilidade magnética dos  minerais, e se apoiam no seu comportamento quando submetidos à ação de um campo magnético externo. A parte não magnética é levada para o processo de desmalagem em que são utilizados mini-hidrociclones. Devido a geometriado mini-hidrociclone ser cilíndrica e a pressão que a polpa entra na alimentação, um movimento rotacional descendente é produzido, assim, as partículas mais densas tendem a ocupar as regiões mais próximas à parede do equipamento,  sofrendo uma maior ação das forças centrípeta e gravitacional. Já as partículas menos densas são deslocadas para a região central do equipamento. Pela saída inferior ter uma abertura relativamente pequena, apenas parte do material é capaz de escoar para fora da abertura, desse modo irá ocorrer um estrangulamento em que será formado um vortex (ciclone) ascendente interno em que as partículas menores subirão através da corrente gerada e, assim, serão descarregadas na saída superior. Como processo final, a flotação tem como objetivo coletar a barita e o pirocloro,tudo isso em um pH ácido controlado com ácido clorídrico. O conceito de flotação é a separação do concentrado almejado (espuma), do mineral de não-aproveitável (ganga), ao inserir bolhas de ar na polpa, as partículas hidrofóbicas irão colidir e aderir nas bolhas sendo transportadas para a espuma. Convencionalmente o processo de separação polpa/espuma ocorre em um sistema que conta com um rotor introduzido em um reservatório juntamente com um aerador, o rotor irá agitar a polpa, enquanto o aerador rompe o ar em pequenas bolhas o ar que entra no sistema, dessa forma a turbulência gerada pelo rotor realizará a colisão das partículas com as bolhas, ocorrendo a adesão. A espuma, com menor densidade irá cair pelas calhas da célula, enquanto o material de rejeito passa pelo fundo da célula seguindo para processos de flotações mais rigorosas.