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Tese

Novel natural-based polymers for dewatering iron ore tailings (2022)

  • Authors:
  • Autor USP: ZAGO, GUSTAVO PEREIRA - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PQI
  • Subjects: FLOCULAÇÃO; MINERAÇÃO; MINÉRIOS; FERRO; REJEITOS DE MINERAÇÃO
  • Agências de fomento:
  • Language: Inglês
  • Abstract: Em resposta ao crescimento da demanda por produtos minerais, os rejeitos de minério contendo particulados finos continuam sendo intensamente acumulados, e não existem esforços suficientes para que sejam processados. O volume e a composição dos rejeitos dependem principalmente do tipo de minério e dos processos de beneficiamento utilizados. Nas últimas décadas, a intensa exploração resultou na disponibilidade de minerais com baixas concentrações de metais e composições muito complexas. Para serem processados, eles requerem mais água e, consequentemente geram mais rejeitos. Assim, para que a indústria mineral seja sustentável, devem ser adotados métodos alternativos que reduzam os resíduos gerados no beneficiamento mineral. Nesse contexto, a floculação pode ser um processo promissor para desaguamento e consolidação de rejeitos minerais, pois possibilita a redução do volume produzido. Neste trabalho, foi desenvolvido floculante de base natural para o tratamento de rejeitos de minério de ferro. Os copolímeros de enxerto foram sintetizados por meio da incorporação de cloreto de (2-metacriloiloxietil) trimetil amônio à cadeia principal de amilopectina (AP-g- PMETAC). Para cada polímero, foi alterada a frequência dos enxertos, seu comprimento, proporção de enxerto no produto e o peso molecular. Ao entender como esses parâmetros microestruturais afetam na eficiência de floculação, o polímero pode ser modificado para ter um desempenho melhor do que os floculantes convencionais à base de poliacrilamida. Os polímeros AP-g-PMETAC foram caracterizados por análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN), análise elementar de CHNO e cromatografia de permeação em gel (GPC/SEC). O desempenho defloculação/desidratação foi mensurado por meio da turbidez do sobrenadante, taxa de sedimentação inicial (ISR), tempo de sucção capilar (CST) e teor de sólidos dos sedimentos. Primeiramente, dois floculantes comerciais de poliacrilamida foram testados para se estabelecer um parâmetro comparativo para a eficiência de floculação do copolímero AP-g- PMETAC. Com relação à clarificação do sobrenadante de rejeitos e taxa de sedimentação dos flocos formados, o AP-g-PMETAC superou significativamente o desempenho do PAM comercial. Devido ao caráter hidrofóbico da amilopectina, o AP-g-METAC foi capaz de produzir sedimentos treze vezes mais fáceis de serem desaguados do que o PAM comercial. Os AP-g-PMETAC sintetizados com enxertos mais longos e mais distribuídos na cadeia principal da AP, foram melhores em clarificar o sobrenadante com a adição de baixas dosagens do floculante. No entanto, enxertos muito longos devem ser evitados devido ao caráter hidrofílico do PMETAC, que prejudicaria a densificação do sedimento. Além disso, os rejeitos de minério de ferro foram também floculados com dois polímeros desenvolvidos exclusivamente para tratar rejeitos de areia betuminosa: cloreto de poli(vinilbenzil)trimetilamônio (PVB) e poli(metil acrilato) parcialmente hidrolisado enxertado nas cadeias de copolímeros de etilenopropileno- dieno (EPDM-g-HPMA). Apesar de terem sido desenvolvidos para rejeitos completamente diferentes, eles foram capazes de sedimentar as partículas suspensas e produzir um sobrenadante altamente clarificado. No entanto, eles produziram sedimentos com baixo teor de sólidos. Possivelmente, se o peso molecular e a proporção de monômeros hidrofóbicos forem variados, essa restrição pode ser eliminada.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 02.09.2022
    • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      ZAGO, Gustavo Pereira. Novel natural-based polymers for dewatering iron ore tailings. 2022. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-20072023-132733/. Acesso em: 02 jun. 2024.

    • APA

      Zago, G. P. (2022). Novel natural-based polymers for dewatering iron ore tailings (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-20072023-132733/

    • NLM

      Zago GP. Novel natural-based polymers for dewatering iron ore tailings [Internet]. 2022 ;[citado 2024 jun. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-20072023-132733/

    • Vancouver

      Zago GP. Novel natural-based polymers for dewatering iron ore tailings [Internet]. 2022 ;[citado 2024 jun. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-20072023-132733/

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