Abstract Flotation plays a relevant role in the concentration of iron ores. Conventional flotation technology employing mechanical machines and columns and also circuits combining both types of cells have been utilized in the iron ore industry. The top size of particles in the flotation circuit feed is 150 µm and the slimes below 10 µm are removed as overflow in hydrocyclone classification. The conventional flotation technology faces difficulties in achieving tailings with iron grades lower than 12% and concentrates with SiO2 grades lower than 1%, and requires long residence times, resulting in large volume machines and huge footprints. The pneumatic flotation technology was evaluated in the reverse flotation of quartz from an iron ore sample of the Iron Quadrangle, Brazil. Bench and industrial scale tests were conducted in pneumatic flotation machines at low residence time. Both tests were carried out in open circuit stages with the objective of comparison with mechanical cells. The bench scale tests were carried out in three stages (rougher, cleaner and recleaner) in an 11 L pneumatic cell aiming at final concentrate with maximum 2% SiO2 while the industrial tests were carried out in a 25 m3 pneumatic cell in the rougher stage aiming at comparison with a circuit of five 14 m3 cells in the rougher stage and four 14 m3 cells in the scavenger stage. The collision and particle-bubble adhesion occur in a step before the pulp reaches the pneumatic cell vessel. The results indicate the possibility of achieving concentrates with a SiO2 content of approximately 1% and tailings with iron contents lower than 10% with three stages (rougher, cleaner and recleaner) without the need of scavenger stages. Furthermore, the residence time was three times shorter than that required for conventional mechanical cells. The speed of the pulp at the entrance of the pneumatic cell strongly affects the quality of the concentrate.

A flotação é um dos principais processos de concentração, sendo empregada para diversas classes de minerais (sulfetos, óxidos, silicatos, fosfatos, etc.), em relativamente ampla faixa de tamanhos de partículas. Na indústria de minério de ferro, a flotação reversa de quartzo tem sido empregada com sucesso para partículas abaixo de 150um, após a etapa de deslamagem. A elevada demanda por produtos de minérios de ferro torna a flotação o principal processo de concentração dessa indústria, sendo assim necessária uma melhor compreensão dos mecanismos do processo, assim como do efeito do tamanho das partículas nesse processo. Foram realizados ensaios de flotação com três diferentes frações granulométricas de um minério de ferro itabirítico, obtidas por classificação em ciclones, após a etapa de deslamagem. Os resultados obtidos mostraram diferenças de comportamentos entre as três frações, com maior dosagem de eteramina para as frações grossa e fina flotadas separadamente. A flotação em separado apresentou maior sensibilidade às variações de processo, principalmente no que diz respeito à dosagem de eteramina e ao pH. As diferenças granulométricas e de área superficial específica podem justificar as diferenças de comportamento observadas nos ensaios de flotação. A flotação em separado das frações grossa e fina indicou aumento de 3 pontos percentuais na recuperação metálica, com redução no teor de SiO2 no concentrado, aumento de 30 % na dosagem de eteramina e redução de 20 % no consumo de amido de milho em comparação com a flotação em conjunto destas frações. Análise de viabilidade econômica indicou VPL positivo de 50 milhões de dólares com a separação entre os circuitos de flotação de grossos e finos para o minério estudado, considerando a produção de 10 milhões de toneladas por ano de pellet feed.

Flotation is one of the main concentration processes being employed for many classes of minerals (sulfides, oxides, silicates, phosphates, for example) at different particle sizes. In the iron ore industry, reverse quartz flotation has been successfully employed for particle sizes below ISOfim after the desliming process. The high demand for iron ore products has made flotation the main process for concentration in this industry, thus a better understanding of its mechanisms and the effect of the particle sizes in the process has become imperative. Flotation tests were carried out with three different size fractions of an itabirite iron ore, obtained using cyclone classification after desliming. The results showed distinct behaviors of the different size ranges. Higher etheramine dosages are required when coarse and fine fractions are floated separately and also this procedure is more sensitive to variations in etheramine dosages and pH values. The differences in particle size distributions and the specific surface area may explain the different flotation behavior of the distinct size fractions. The split flotation circuits for coarse and fine particles indicated an increase of 3% points in the metallurgical recovery with reduction of SiO2 content in final concentrate, increase of etheramine dosage and reduction of corn starch dosage. Economic feasibility analysis indicated a positive net present value of 50 million of dollars with split circuits for coarse and fine particles, considering a production of 10 million tons per year of pellet feed.

Nove amostras de minerais de ferro, provenientes de diferentes minas (jazidas) pertencentes à Vale, foram o objeto desse trabalho, que buscou correlacionar a depressão das referidas amostras com amido e carboximetil celulose versus parâmetros mineralógicos e morfológicos. O amido de milho convencional se mostrou capaz de realizar ação depressora sobre todas as amostras, exceto sobre aquelas que se mostraram mais ricas em hematita compacta (HC). Tais hematitas podem ser chamadas de "problemáticas", visto que interagem fortemente com o coletor e apresentam deficiência de serem deprimidas pelo amido, exigindo elevadas dosagens para minimização de sua tendência à flotação. Carboximetil celulose não apresentou ação depressora sobre nenhuma das amostras estudadas. A flotabilidade das amostras ricas em HC pode ser minimizada pela ação do amido de milho condicionado em pH 8,0-8,5. Testes de flotação com minério itabirítico, contendo elevado percentual de hematitas compactas de pequeno tamanho de cristal, confirmaram a redução do teor de Fe no rejeito com a utilização de amido condicionado em pH≅8.

Nine samples of Fe-bearing minerals from several mines of Vale were the object of this work, which aimed to make a correlation between mineralogy and morphology versus flotation depression by starch and carboxy methyl cellulose. They did not demand strong action from depressants. Cornstarch was able to depress all the samples, except those that exhibited high HC content. The latter samples could be regarded as "problematic" because they were able to interact strongly with collector and demanded a high dosage of depressant to accomplish full depression. Carboxy methylcellulose did not show depressive action on any of the studied Fe-bearing minerals. Flotation response of the samples, which are rich in HC, could be minimized by the action of starch conditioned at pH 8.0-8.5, increasing Fe recovery in the process.

A flotação é um dos principais processos de concentração, sendo empregado para diversas classes de minerais (sulfetos, óxidos, silicatos, fosfatos, etc.), como também para uma variedade de tamanhos de partículas. Estudos anteriores mostraram que a flotação pode ser empregada com sucesso para faixas granulométricas entre 10 e 300µm. A seletividade do processo de flotação torna-se muito baixa fora desses limites granulométricos, porque as condições hidrodinâmicas do sistema são incapazes de manter o nível de flotabilidade ideal das partículas. Diferentes tamanhos de partículas são encontrados nos atuais sistemas de flotação, que podem reduzir a seletividade do processo, devido às diferenças de comportamento. Esse trabalho avaliou a flotação em bancada das frações -150+45µm e -45µm em comparação com a fração global -150µm de um minério de ferro itabirítico, sob diferentes condições de pH, dosagens de reagentes e rotação de condicionamento. Os resultados obtidos mostram que essas frações apresentam diferentes comportamentos no processo de flotação, indicando que é possível aumentar a recuperação em massa e a seletividade, quando essas frações são flotadas separadamente.

Flotation is one of the main concentration processes and has been employed for many kinds of minerals (sulphides, oxides, silicates, phosphates, etc), and also for different particle sizes. Early studies showed that flotation can be successfully performed for particle sizes from 10 to 300µm. Flotation selectivity becomes very low outside these size limits, because the hydrodynamic conditions can´t maintain the ideal flotability levelfor the particles. Different particle sizes are found in the present-day flotation machines, which can reduce the process selectivity due to their different behaviors. This work aimed to evaluate the laboratory flotation studies of three particle sizes (-150µm, -150+45µm and -45µm) of an itabirite iron ore under different conditions of pH, reagent dosage, and conditioning rotation. The obtained results show that these size fractions have different behaviors in the flotation process, indicating that it is possible to increase the mass recovery and the selectivity when these fractions are separately flotted.