Pré-concentração de minérios portadores de elementos Terras Raras assistida por automatic sorting

Abstract

A demanda por matérias primas que sustentem o crescimento industrial e econômico de um país e que mitigue ou minimize os danos ambientais decorrentes destes processos tem colocado em destaque as tecnologias de sensores aplicados na mineração. Os ETR são substâncias estratégicas para a tecnologia e os processos para sua extração viável envolvem técnicas de separação complexas devido à mineralogia e aos teores comumente baixos. O presente trabalho objetiva testar a eficiência do aparelho MSX-400-VL-XR, fabricado pela COMEX, em identificar e separar amostras com elevados teores de minerais de minério, especialmente de ETR, na mina Pitinga (AM). A mina Pitinga é caracterizada por um depósito de classe-mundial de Sn, hospedado em um albita granito, sendo os ETR um de seus potenciais coprodutos. O aparelho citado possui uma fonte emissora de raios X que, ao interagirem com as amostras, são atenuados proporcionalmente à densidade da amostra, o que é detectado por um sensor. O aparelho transforma esta informação em um pixel, hierarquizado em uma escala de cores que identifica as amostras com maior ou menor densidade equivalente (relativa). Os ETR da mina Pitinga são contidos preferencialmente na xenotima (YPO4), cuja densidade (4.75 g/cm³) contrasta com a densidade média do albita granito e com a densidade da maioria dos demais minerais desta rocha. O aparelho tem a capacidade de ser programado para separar as amostras em um possível fluxo de beneficiamento. A xenotima é descrita na literatura como um mineral portador de quantidades expressivas de ETR (61%) e, dentre eles, de 98% de ETRP, de uso mais nobre no mercado que os ETRL. O presente trabalho visa testar a eficiência do aparelho em separar: (1) as amostras ricas em minerais portadores de ETR, especialmente de ETRP; (2) amostras sem qualquer interesse econômico, o rejeito, e (3) entre as amostras não ricas em ETR, separar aquelas que são ricas em outros minerais de interesse econômico (cassiterita, pirocloro, columbita, zircão e torita). Conforme as densidades equivalentes obtidas, foi possível dividir as amostras em seis lotes, do C1 ao C6. Estes seis lotes foram agrupados em lote premium (C1 e C2), lote intermediário (C2 ao C5) e o rejeito (C6). Os resultados de análise química demostram que o equipamento é capaz de separar amostras ricas em ETR, especialmente ETRP, podendo ser utilizado em um possível fluxo de beneficiamento de forma a pré-concentrar partículas portadoras de ETR e diminuir a massa de alimentação da usina, reduzindo custos e tornando a jazida mais econômica. O primeiro lote (C1) apresentou teor de ETRP de 107494ppm; o C2 apresentou teor médio de 3573,4 ppm de ETRP; C3 apresentou média de 1038 ppm dos mesmos elementos; C4 apresentou média de 355 ppm; C5 apresentou média de 622ppm, e C6 apresentou 34,17ppm. Nos lotes premium (C1 e C2), 89% dos ETRtotal foram pré-concentrados em 15% de massa. Não foi possível estabelecer a pré-concentração dos demais minerais de minério da mina Pitinga.

The demand for raw materials that sustain countries industrial and economic growth and that mitigate or minimize the resulting environmental damages has put in focus the Technologies of Sensors applied in the mining . The REE are strategic for the technology and processes.Their viable extraction involves complex separation techniques and issues related to mineralogy and low levels can occur. This piece of work aims to test the efficiency of the MSX-400-VL-XR, manufactured by COMEX, in identifying and separating samples with high ore mineral contents, especially REE, at the Pitinga mine, in the State of Amazonas. The Pitinga mine is a world-class deposit of Sn, hosted in a albite granite, with REEs being one of its potential co-products. The MSX source emits X ray that interact with the samples. The wavelength of the X ray is attenuated in proportion to the density of the sample, which is detected by a sensor. Then, the device transforms this information into a pixel that in a hierarchical color scale can be used to identify the samples with greater or less equivalent density. The REE of the Pitinga mine are preferably contained in the xenotime (YPO4), whose density (4.75 g / cm³ ) contrasts with the average density of the albite and with the density of most other minerals of the granite. The equipment sorting is able to be programmed to separate the samples into a possible beneficiation flow. The xenotime is described as a mineral with expressive amounts of REE (61%) and, among them, 98% HREE, which are nobler in the market. This piece of work tests the efficiency of the apparatus in separating: (1) samples rich in minerals bearing REE, especially HREE; (2) samples with no economic interest, and (3) among non-REE rich samples, separate those that are richer in other minerals of economic interest (e.g. cassiterite, pyrochlore, columbite, zircon and torite). According to the equivalent densities obtained, it was possible to divide the samples in six lots, from C1 to C6. These six lots were grouped in premium lot (C1 and C2), intermediate lot (C2 to C5) and waste (C6). The first batch (C1) had ETRP content of 107494 ppm; the C2 presented an average content of 3573.4 ppm of ETRP; C3 presented 1038 ppm of the same elements; C4 presented an average of 355 ppm; C5 presented 622ppm, and C6 presented 34.17ppm. In the premium lots (C1 and C2), 89% of the REE were preconcentrated to 15% mass.The results of the chemical analysis show that the equipment is capable of separating samples rich in REE, especially HREE. It was not possible to establish the preconcentration of the other ore minerals of the Pitinga mine.The technique can be used in a possible beneficiation flow in order to preconcentrate particles carrying REE and decrease the plant volume of material, reducing costs and making the deposit more economical.