ESPIRAL CONCENTRADORA - UMA REVIslO DO ESTADO DA ARTE

Programa de Engenharia Metalúrgica e de Materiais

COPPE/UFRJ

• Aluno de Mestrado

•• Professor, PhO.

Caixa Postal 68.505 CEP 21945 Rio de Janeiro - RJ Brasil

Eugenio Rybalowsky*

R. Rajagopal**

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RESUMO

A espiral concentradora é um engenhoso dispositivo utilizado na se paração mineral. Ela foi estudada por diversos pesquisadores, que de &envolveram vários modelos deste equ.ipamento . Este trabalho apresentã as espirais concentradoras nos seus aspectos hist6rioos e técnicos, e mostra exemplos deste concentrador e as suas aplicações nos circuitos gravimétricos de usinas.

ABSTRACT

Spiral 1.oncentrator is an interesting device for mineral separa­tion. It has been studied by several researchers,who developed many different types of it. This paper presenta historical and technical aspeots of spiral ooncentrators, and also typical examples of design and uses on gravimetric dressing planta.

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PRINC!PIOS DE FUNCIONk~NTO E PROCEDIMENTOS DE OPERAÇ!O DA ESPIRAL CON

CENTRADORA

O processo de beneficiamento de polpas minerais na espiral co~ centradora se inicia na caixa de alimentação localizada no topo da es piral. Ali ocorre a redução da vazão de alimentação e a homogenizaçãõ do fluxo que supre a calha concentradora . Uma vez dentro da calha, os minerais da polpa começam a sedimentar, se seearando de acordo com os tamanhos, formatos e pesos específicos dos qraos individuais. Part!cu las que tem expressivas razoes de massa por área superficial e grandes pesos específicos sedimentam imediatamente. 'Elas formam um filme na superfície da calha espiral quo se move lentamente para a borda inter na do canal. Surge então um filete de pesados que ã recolhido por ã berturas colctoras ou separado na descarga da calha com auxílio de lã minas desviadoras (Figa. 6,7,81. -

Como resultado da separação de minerais acima descrita, são esta belecidos dois componentes primários da polpa na calha: um filme fl~ !do que carrega partículas predominantemente pesadas e grosseiras e o restante da corrente que contém a maioria dos grãos leves e finos . Es tes componentes, de conteúdos minerais diferentes, fluem em diferentes profundidades, encontram diferentes obstáculos, e como resultado disto assumem dit.rentes velocidades ou taxas de fluxo.

O filme de pesados, tem a sua velocidade reduzida pela resistên cia hidrodinâmica e pelo atrito das partículas miherais com a superfí ele da calha, implicando na lentidão do seu escoamento. Como o movi monto do fi~e de peeadoa ó pouco afetado pela extenaão da força ceõ trífuqa que atua sobre êle, ocorre a sua descida quase que transversal à calha, se direcionando a parte mais baixa do perfil do canal conce~ trador. O componente composto de minerais leves, desimpedido do atr! to superficial da espiral, desenvolve uma velocidade superior a do com posto de pesados, e devido a ativa ação da força centrí!uqa,êle ê em purrado na direção da borda externa da calha (Fig. 9).

Deste modo, a diferença nas forças centrífugas, gue atuam sobre os componentes da corrente modificada, causa uma rotaçao no plano transversal ao fluxo descendente da polpa na espiral. A parcela da corrente próxima a superfície do fluxo de polp~ move-se na direção e~ terna da calha, alcançando o ponto que tem a maxima velocidade do flu xo. Neste ponto ela inicia uma descida escoando próxima à superfície da calha. Ela continua seguindo paralela ao fundo do canal se direcio nando para a margem interna do fluxo. Esta rotação no plano transve~ sal ao fluxo de polpa que desce o canal, serve para transportar as par tículas minerais pesadas para o lado interno da calha. Lá elas serãõ agrupadas e desviadas para comporem o concent~ado. As ~articulas 1! ves, quo tem alta velo~dade a baixa taxa de sedim~~taçao se afastam neste movimento rotacional da borda interna da calha, e retornam para a margem externa do canal. Os componentes leves e pesados da corrente são portanto transportados lateralmente em direçõea opostas se separan do um do outro, produzindo o efeito de concentração da espiral. -

Pode-se considerar então que as espirais concentradoras funci2 nam devido a três conceitos lnterdenpendentes e coixistentes na seP! ração mineral: 1. A sedimentação livre, que classifica as partículas minerais de acor

do com as suas Faxas de ~edimentação; 2. O escoamento laminar, no qual as part!culas se classificam de acor

do com as s uas capacidades em se reunirem c permanecerem em um fii me flu!do;

3. A corrente ~otacional na seção reta do fluxo de polpa, a qual sep! ra os componentes classificados da corrente devido a diferentes for ças centrífugas que atuam ~elas. -

Muitos dispositivos de concentração gravimêtrica utilizam os princípios de livre sedimentação e de escoamento laminar, mas a adição do conceito da corrente rotacional transversal ao !luxo de polpa des candente, faz da espiral o único dispositfvo autocompensador 1221 .

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INTROOUÇ~O:

Durante os Gltimos .quarenta, a.nos 1 na área da separação mineral por gravimetria, foi destacada a participação de um equipame~to denom! nado espiral concentradora. Com o aumento do consumo de minerios atra vês do mundo, buscpu~se a matéria-prima originalmente não utilizada-; que tinha teores pobres e apresentava altos percentuais de finos. A concentração destes minérios na espiral tem demonstrado bons resulta dos, determinando a sua expressiva aceitação na i ndústria mineral em todo o mundo.

Os baixos custos de capital aplicado, o pe'ilueno consumo energéti co qu.e é restrito ao bombeamento, a ;fácil operaçao e a longa vida do ã quipamento são algumas das vantagens deste concentrador. A aspirai concentradora é aplicada no beneficiamento e recuperação de minerais com base metálica, minérios arenosos e outros materiais . A versatili dade do equipamento é demonstrada pela caeacidade da espiral ser utili zada em circuitos primários de concentra'iao (l) ou atuar como equip!: manto auxiliar de outros processos metalurgicos (2-4). Excetuando pou cos exemplos, nos quais a flutuação de alguns produtos (5-6) for de sejada, não se usam reagentes químicos durante o processo de concentrã çã.o, tornando o processo de beneficiamento com espirais inofensivo ao meio ambiente.

HISTÓRICO:

O dispositivo concentrador, ern forma de calha helicoidal, foi aprefeiçoado por Ira Boyd Humphreys em 1941 (7) (Fig. 1), quando este pesquisador procurava um processo simples e barato para beneficiar mi nérios que continham ouro. Nas investigações iniciais, Humphreys uti lizou velhos pneus de automóvel e mais tarde, seções de fo~has de chum bo com as quais produziu calhas helicoidais de diversos diâmetros, dia tâncias de passo e larguras da seção reta do cana~ separador. Antes do invento de Humphreys, existiram alguns equipamento~similares, en tre eles, o separador espiral desenvolvido por Frank Pardee (Fig. 2) para beneficiamento de antracito (8). Este aparelho era composto de quatro calhas helicoidais, umas envolvendo as outras, que separavam o carvão puro de rejeitas xistosos e ardósia. Humphreys cita no proces so de patente da sua invenção o dispositivo separador de Walter L7 Hawley (9-10) (Fig. 3), uma calha plana riflada e semicircular, que be neficiáva minérios auríferos de granulometrias finas num processo pare c ido ao da espiral concentradora. -

A aplicação pioneira, em escala de usina, da espiral de Huniphreys foi feita em Bandom, Oregon, nos Estados Unidos, em maio de 1943 (11-12). Vinte e quatro espirais fabricadas em ferro fundido, processavam 1.000 toneladas de minério com 12\ de dióxido de cromo contido, produ zindo 300 toneladas de concentrado com teor de 25\ de Cr02. -

Na década de 50, a indústria mineral australi ana introduziu as espirais concentradoras em suas usinas de beneficiamento. Foram desen volvidos na época novos modelos deste concentrador , empregando concrã to reforJado com fibras de asbesto na ~un fabricação (13-15). Também na Australia, surgiram as primeiras espo . ais fei tas com fibra de vi dro, material que predomina atualmente na st.a fabricação. Um exemplo da criatividade australiana é a espiral dü Wyong (14-15! (Fig. 4), que foi criada nesta época . Este equipament o dnha uma calha composta de quatro canais paralelos, e de perfis com t amanhos diferentes, que con centrava sucessivamente minerais contidos em areias marinhas, com a rã cuperação do concentrado final no canal mais interno. Na década de 70, F. J . Budin criou um novo equipamento, que possuis um aumento con tinuo na seção reta d.a calha helicoidal, a cada volta da espiral (l6'í (Fig. 5).

Atualmente, existem diversos fabricantes do equipamento, sendo os mais conhecidos: Humphreys Mineral Industries (17-18), Mineral D~ posits Limited (17-19), G. E. c. Mechanical Handling Limited (17-lBJ, Vickers Xatal Pty Limited (18-20), Sala Maskinfabrics A B (18,21), e outras empresas que produzem o equipa.mento sob licença.

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Fig. 4 - Perfis de calhas concentradoras de diversas espirais. Fonte · Ref~ nt'12 , 15 e 19 .

- HUMPHREYS, 1943

HUMPHREYS, 1953 ~ J - WYONG, 1962

J -RE1CHERT, 1964

r::STAL ~ICALS,196~ __)

"-., J -VICKERS XATAL ,1979

REICHERT ~ 1982 -MK VIl

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o tratamento de minérlos, usando a concent~açio, pode ser estabe lecido em laborat6rio previamente para a obtenção de dados que são ut! lizados em projetos das usinas de beneficiamento mineral. Podem exi! tir alguns problemas no dimensionamento, "scale-up"t na fase dos est~ dos de bancada para a planta piloto e para a operaçao final. Os proc~ dimentos de teste das espirais concentradoras geralmente eliminam es tes problemas pelo emprego de unidades com o mesmo tamanho das que se rio usadas em usinas. A seçio de concentração que utiliza espirais nã usina é uma multiplicação da unidade de teste usada no laboratório, a boa segurança nos resultados pode então ser obtida. Os testes nas e! pirais em tamanho real, requerem grandes amostras se forem comparados com outros vário• equipamentos de bancada. Enquanto os testes de flo tação em laboratório requerem no máximo um quilograma de material secõ a espiral necessita para a ~ealizaçio do teste de batelada uma amostra dez vezes maior. Os testes de batelada são úteis para investigações preliminares e quando a quantidade de matéria-prima a ser trat:llda for li mitada. o teste continuo, se for executado em laboratório ou numa usi na de processamento é o melhor método para se experimentar qualquer processo ou equipamento. A espiral presta-se a este tipo de programa ção de testes se houver a disponibilidade suficiente de material mine ral. Se numa planta piloto for estabelecido um circuito de concentrã ção que envolva três estágios, então deve ser providenciada uma pilha= reserva capaz de proporcionar uma alimentação seca de oito toneladas horárias. Contudo, se as espirais são utilizadas para proporcionar a recuperação de rejeitos de flotação, somente se necessita de uma espi ral para uma alimentação de urna a três toneladas horárias. Esta únicã espiral eode não produzir o teor final desejado, mas proporcionará uma informaçao sobre a recuperação do estágio (22).

Os testes de espirais em plantas piloto são muito flex!veis. Em algumas plantas piloto onde se recuperava ilmenita, rutilo e zirconi ta, foram construídas plataformas simples de madeira para suportarem doze espirais concentradoras. Com o ajuste das mangueiras de alimenta ção~ havia a condição para serem feitos testes ~estas_plantas com oP! raçoes de dois estagios ("rougher-cleaner"), tres estagios ("rouqher­cleaner-recleaner") e quatro estágios ("rouqher-cleaner-recleaner­scavenqer") (22) . As plantas piloto com espirais não só fornecem uma uma precisa visão do projeto e dados metalúrgicos, corr.o demonstram a flexibilidade da espiral em tolerar variações que habitualmente ocor rem nas usinas. As variações acidentais na razão de alimentação, den sidade de polpa e volume de fluxo na calha não são severas nos resultã dos da recuperação e teor final do equipamento. Em adição, a deslamã gem da alimentação, não é geralmente requerida, desde que a espiral te nha uma certa classificação prévia do seu "feed" no circuito. Variã ções nas taxas de alimentação, densidades e volumes de polpa, são usü almente mais notadas no circuito de único estágio, que não tenha recir culação de mistos. Estes produtos mistos, são definidos como quais quer ~nerais valiosos_aqreqados com ganga que requerem moagem adiei§ nal para a sua liberaçao1 ou de uma polpa de part!oulas de interesse mesclada com gal'lga. Eles devem ter um efeito de beneficiamento em um circuito de único estágio para ajudar a estabilização a nova alimenta çio no seu conteúdo, teor e percentual de sólidos. Como qualquer con centrador, a espiral tem condições ótimas. Diferenças significativas nas densidades das partículas minerais, consistência de tamanho, volu - de polpa e outras caracterlstioaa da alimentação, quando são contrõ ladas revertem numa excelente expectativa de resultados. P.orém, numã usina em operação, é rara a otimização de todas as variáveis. Deve-se então, haver o cuidado de manter as variáveis citadas sob controle ~ riódico, procurando evitar ~ue as variações acidentais se prolonguem7 comprometendo então a eficiencia do circuito.

Trocas nas caraoter!sticas da alimentação são menos influentes quando o circuito de tratamento comporta outros estágios de espirais C"cleaner• e •recleaner• dos concentrados e "scavenger• dos rejeitos). Estes estágios adicionais aumentam a capacidade das espirais em compen sar os erros humanos e mecânicos "consertando" as variações que são cõ muns no processamento de polpas. Na maioria das aplicações das espi

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rais o produto desejado ou concentrado i espessado, significando que se a alimqrtação da espiral tem um percentual de sólidos de 15 a 35 por cento, então o concentrado de minerais pesados terá 40 a 60 por cento de sólidos. Portanto , na preparação da polea que será usada em estágios subseqOentea, é somente requerida a adiçao de água e não o desaguamento, que freqOentemente causa a perda de minerais valiosos. A a~ição de água é geralmente menos custosa e maia segura que a elim! naçao deste liquido (22).

Outra grande vantagem do equipamento, é a sua fácil assimilação operacional. Pessoas com limitado conhecimento na área de beneficia mento mineral e em mecânica conseguem oeerar o equipamento com excelen ~es resultados. Isto tem grande importancia nas regiões que tem poÜ cos especialistas em tecnologia aineral, bastando então, que o operã dor tenha boa percepção visual e entenda a concentração na qual te~hã responsabilidade (22).

Espirais concentradoras não tem peças que se movimentam continu! mente, isto evita o desgaste prematuro do equipamento e a necessidade da manutenção rotineira. Com o uso de materiais resistentes a abrasão como borracha, uretano, e outros compostps (18,23,27) nas superflciea que tem contato com a corrente de polpa, se proporciona uma longa vi da ao equipamento. Isto é demonstrado pela existência de plantas coli centradoras, que utilizam espirais e, que funcionam por mais de vinte anos produzindo bons concentrados (22). Várias melhorias têm sido fe! tas nos desenhos de novas:espirais (15,19), sendo que os projetes atu ais têm menos problemas de operação que oa jâ vitoriosos e bem re~eb! dos modelos iniciais.

MODELOS DE ESPIRAIS CONCENTRACORAS E AS SUAS APLICAÇOES NA INDOSTRIA MINERAL

Desde o desenvolvimento da primeira espiral de Humphreys, o seu fabricante oferece diversos modelos que aáo utilizados em várias apli cações no beneficiamento =ineral. Concebida originalmente com cincõ voltas completas da sua calha helicoidal, ela hc je apresenta tipos que tem configurações de 3 a 6 voltas. são apresenLadas espirais com dia tâncias de ·passo diversas, existindo equipamentos com 17.5, 13.5 e l~ polegadas respectivamente. São fabricadas es~irais simples e duplas, que aproveitam a mesma estrútura de auatentaçao e tem calhas paralelas e envolventes. O fabricante também apresenta bancos com fileiras sim ples e duplas de espirais. Todas elas utilizam o principio origina! no recolhimento de eesados em abertura&, que aão dispostas em interva los de 1209 e que sao auxi~iadas por •aplitters• desviadorea r egulã veis. A llumphreya Engineerinq, fornece alguns equipamentos auxil1! res, que aumentam a versatilidade ~a espiral concentradora. O maia co nhecido, é o seu distribuidor de polpa que divide a alimentação de umi forma uniforme para o banco de espirais. Existem vários modelos deste equipamento, que podam suprir a alimentação de 2 a 128 espirais. Ou tro dispoaitivo interessante, é o •counter Flow Sizer•, que é um apare lho com a aparência de hidrociclone, funcionando poréa como uaa colunã elutriadora de sedimentação controlada, similar ao •spitzkasten•. Es te classificador de "fluxo contrário" é utilizado para trabalhar com os concentrados grosseiros do estágio de desbaste das espirais •rougher" proporcionando a espiral de limpeza uma aÍimentação na faixa menor que 28 malhas Tyler. Ele aiminui o,número de espirais "oleaner• e facilita uma melhor recuperação neste estágio (24-25).

As aplicações das espirais de Humphrey• se iniciaram na concen tração de areias cromlticas na costa oeste doa Estados Unidos em 1943~ porem o seu uso em grande escala teve in!cio em 1944 em Jacksonville, na FlÓrida. I.â a Humphreys Gold"Corporation, colocou 192 espirais co~ centradoraa que produziam concentrado de zirconi<a que ali.mentava ina talaçõea de separação magnética e eletroatitica (26-28). Em 1946 foi construlda ea Utah, uma usina que utilizava espirais de Humphreys qu~ beneficiaram rejeites de chumbo e zinco de jiques e mesas (29). TA!

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bém em 1946, na mina de Hardin9, New Mexico, introduziu-se a espiral para se obter concentrados de tântalo (20). No final da década de qua renta, a Hudson Coal Co., desenvolveu a primeira usina de beneficiamen to de carvão que utilizava espirais concentradoras, que foram utilizã das na limpesa de antracito (31-32). Nesta mesma época, a Cl~avelanã Cliffs Lron Co., utilizou de forma pioneira 48 espirais desbastadoras e 36 limpadoras na sua mineração de ferro em Hill-Trumbull, em Mineso ta (33-34). -

A mais interessante utilização de espirais na década de quare~ ta, foi posta em operação em 1948 pela Climax Molibidenum C~ para re cuperar tungsténio dos rejeites de !lotação de molibdenita . Este r! jeito se apresentava numa faixa abaixo de 48 malhas Tyler, com conteu do de W03 de 0,03 por cento. A maior parte do concentrado que se recü perou neste processo tinha a granulometria compreendida entre 200 e 325 malhas Tyler, demonstrando a precisa concentração de finos feita pela espiral (3,7). Neste mesmo ano foi instalada a primeira usina com mais de 1000 espirais, na E. I. Ou Pont de Nemours, em Trail Ridge na Flórida. Esta usina iniciou a sua operação tratando 1200 toneladas de minério por hora (35). Seis anos após a inauguração da usina de Trail Ridge, a Humphreys desenvolveu outro grande projeto para a Ou Pont, chamado Bighland Plantem Lawtey, na Flórida. Esta usina proces aava 1000 toneladas de minério por hora em uma disposição de 960 espi rais "rougher•, 320 espirais "cleaner" e 160 espirais "reoleaner"(36)7 No final dos anos 50 e no inicio da década de 60 foram desenvolvidos os três maiores projetes de mineração e tratamento de feno do continente norte americano. As usinas de Carol Lake, Wabush e da Quebec Cartier, utilizam espirais de Humphreys nos seus concentradores processando mais de 50.000 tons de minério por dia ( 37-40) • Em 1965, a Bong Mining Co., uma empresa alemã 9ue atua na Libéria, construiu a maior instala ção de espirais de Humphreys fora das Américas, com o total de 2016 es pirais operadas em três estágios. Esta usina teve um acréscimo no anÕ seguinte da operação de concentração em mais 336 espirais concentrado ras (7,14). No início dos anos 70, em Fiçarrão, no município de Novã Era, a CVRD instalou uma usina de beneficiamento de itabirito que uti lizava 960 espirais de Humphrey& ero estágios de desbaste, limpesa e re lirnpesa (42--3). A outra tradicional fabricante de espirais concentrã deras é a Mineral Deposita Limited. Esta empresa australiana fabricã a famosa série das espirais Reiohert, que são apresentadas nos mod! los: Mark 2, Mark 3, ~ark 6, Mark 7, Mark 9 e Mark 10. Existem espi raia Reichert simples, duplas e triplas. são adotados dois métodos nõ recolhimento de pesados: o tradicional, que usa aberturas coletoras e o método que utiliza lâminas desviadoras no final da calha concentrado ra. A Mineral Deposita fabrica também espirais com diferentes perfis de calha e modelos que não utilizam a água de lavagem. Nas espirais Reichert são destacados.os modelos Mark 7 e Mark 10. O primeiro é ut1 lizado principalmente no beneficiamento de m.inérios com teores pobres e que tenham baixo conteúdo de pesados. Ele é bem adaptado na concen tração de finos, sendo que as análises granulométricas de concentrados desta espiral apresentaram significativas quantidades recuperadas de minerais de interesse na faixa de tamanhos entre 325 e 400 malhas Tyler. Esta espiral é habitualmente utilizada em minerações a~uviona res de ouro e oassiterita. O modelo Mark 10 foi desenvolvido para õ beneficiamento de carvões finos, principalmente de rejeites dos lavado res atuais de carvã.o (19,44). -

A indústria sueca Sala Maskinfabriks A B, utiliza atualmente a tecnologia da Mineral Deposita. Ela produz concentradores espirais com 3, 5, 8 e 10 voltas e conjuntos com estes equipamentos variando de 2 a 24 unidades por banco. As espirais da Sala utilizam o sistema de recolhimento de pesados por aberturas coletoras, e a água de lavagem é fornecida de maneira semelhante a dos equipamentos da Humpbreys (21).

As espirais Vickers Xatal, são fabricadas atualmente pela Fine Minerals Engineering, que é uma empresa australiana. Elas são normal mente apresentadas na configuração de espiral dupla, uma prática que ã F M E defende eara o melhor aproveitamento do !spaço onde os equiparoe~ tos espirais sao instalados. Estas espirais sao principalmente util!

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zadas com mini~ios p~oven1entea de areias marinhas e ~~6r~oa de~ te~ ro em geral. Existem mOdelos com 3, 5 e 7 voltas, com dua' distancias de passo de: 365 e 445~ (20,45). A indUstria inglesa GEC Meohan ical Handling Ltd., fabrica dois tipos b&sicos de espirais que tratam uma grande parte dos min6rios metilioos e de carvão. Estes concentra dores se apresentam em configuraçÕB! de calha si~le~ e dupla. Otil! zam o habitual sistema de recuperaçao de pesados em aberturas coleto ras e possuem sistemas de alimentação de água de lavagem que podem ser dispensados e.m algumas operações de concentração. As espirais são f~ bricadas em fibra de vidro, reforçadas na superflcie da calha helioo! dal com borracha vulcanizada antiabrasiva (18). A espiral concentrado ra é também construlda pela empresa sula!ricana Spargo, que faz o rnod~ lo Spargo C:(clo Spiral e pelo fabric~nte Readings of Lismore, que pr2 duz as espirais Wright. No Braail sao conhecidos os fabricantes A K W e Mineralrnaq, ambas produzindo equ.iparnentos sob licença.

A fabricação e utilização de espirais concentradoras tem cresci do muito desde os primórdios do seu uso. some.nte a Humphreys Engineer ing Co., fabricou até os dia.s atuais a expressiva quantidade de 3500Õ espirais concentradoras, estando boa parte delas em operação atualmen te, apesar da sua exaustiva utilização (25). -

A aplicação das espirais tem mostrado exemplos interessantes c2 mo, de uma usina com 96 espirais concentradoras divididas em 4 bancos, montada em um p~ueno petroleiro, adaptado para fazer dragagem e con centração de minerios estanlferos existentes na costa sulina da Inglã terra (46). Esta instalação marltima funcionou no final da d.écada de 60 se mostrando bastante promissora.

A De Beers, empresa de mineração de diamantes da Africa do Sul, implantou na década de 70 uma unidade piloto para recuperar diamantes de granulometria compreendida na faixa abaixo de 35 malhas da escala Trler, obtendo sucesso_nesta operação (47). o beneficiamento de fr~ çoes grosseiras de minerios de fosfato foi obtido com o condicionamen to deste minério cominuido, em sabão, óleo combustlvel e água. Estã mistura foi concentrada em espirais, com o recolhimento das partlculas fosfãticas que flutuavam, devido ao condicionamento químico, na caixa de descarga das espirais. O rejeito arenoso deste processo foi retira do através das aberturas coletoras de pesados. Esta instalação func! ona na usina da I cM Kingsford na Fl6rida desde 1976 (6).

Uma das fontes de produção de dióxido de titánio, proveniente d.a ilmenita é feita nos Estados Unidos em Manchester, no estado de Nova Jersey. Lá um concentrado com 63 por cento de T102 é recuperado em dois estágios. A concentração gravimétrica, que compreende o primeiro estágio tem 1024 espirais concentradoras que recuperam 85 por cento do minério de interesse. Este é enviado para uma seção de beneficiamento eletromagnétioo e eletrostático (48). Finos de minério de ferro são atualmente recuperados com êxito em instalações canadenses que itil! zam diversos tipos de espirais concentradoras. A companhia carol Lake, utiliza espirais da Humphrey& e da GEC Elliot sendo que estas últimas demonstram melhor adaptação ao processo de beneficiamento de finos (49). No Canadá, existe também a automação aplicada em circuitos de espirais. Na mina de Quebec Cartier, as vazões de alimentação de pol pa e água de lavag~ d~s espirais concentradores e a percentagem de s2 lidos da alimentaçao sao monitoradas e controladas por um circuito ana l~gico-digital que dirige automaticamente todo o processo de concentr! çao (50).

Duas Utilizações de~te equipamento são destacadas neste artigo. São projetos novos, e que utilizam a alta tecnolo~ia. O primeiro d~ les é o desenvolvimento de procedimentos de concentração de metais con tidos no grupo da platina e de cromita no complexo mineral de Bushveldr, na Africa do Sul. Nesta instalação, foi feito um estágio gravimétrico de concentração (51) onde espirais concentradoras, dispostas em dois estágios conseguiram recuperar 80 por cento da cromita contida na ali mentação. Conseguiu-se também recuperar 21 por cento de metais n~

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bres contidos na alimentação junto com o concentrado·de cromita (52) (Fig. lO). Isto demonstra a grande importância da espiral concentrado ra como instrumento no beneficiamento mineral, graças a sua capacidade de separar partículas pesadas.

O ~utro projeto de destaque no cenário mundial~da mineração é a inatalaçao mineral de OK Tedi. Este recent e complexo minero-extrativo está localizado numa das regiões mais in6sp1tas do mundo, a Papua-Nova Guiné. Construido em plena selva, e com.suaa instalações distan tes à 800 l<.m da civilização, este projeto mereceu o comentário da revista world Mining Equipment de ser o projeto mineral do ano de 1984. As au as jazidas minerais são de cobre e ouro. Pertence a um grupo de empri saa australianas, al~ãa e ao governo local. O seu circuito gravime trico não foi incluido origina1mente no projeto de construção da us! na. Como durante os testes laboratoriais com as amostras minerais, houve a possibilidade de se obter ouro com maia de 300 microns de tama nho incorporou-se este estágio a usina de beneficiamento. Se adotoü então a planta gravimétrica com os seguintes equipamentos: no estágio "rougher" e no estágio "cleaner• o uso de 4 cones Reichert. No está gio "recl!aner• o emprego de 8 espirais duplas de sete voltas. NQ a~ gundo estagio •recleaner" o uso de uma espiral dupla de sete voltas e na limpeza final uma mesa concentradora (Fig .11) . um processo de c ia netaçã.o complementa o circuito de extração (53-54 ) • -

CONCLUS.~.O:

A concentração em espirais á um método provado no beneficiamento mineral por gravimetria. O seu extenso uso ao redor do mundo, resul tou da capacidade em se processar muitos tipos de minérios usando um simples dispositivo sem partes móveis o qual pode ser entendido e o~ rado por qualquer pessoa. A vislvel separação proporcionada na mai2 ria dos circuitos combinada com a inerente capacidade de estabiliz-r as flutuações dos parâmetros operacionais de uma usina fazem na verda de da espiral uma útil ferramenta. -

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