Processo de beneficiamento para argila de sepiolita do tipo intemperizada

A presente invenção refere-se a um processo de beneficiamento de argila de sepiolita do tipo intemperizada e é particularmente aplicável ao beneficiamento de argila de sepiolita do tipo intemperizada de baixo teor, cujos principais minerais associados são o talco, o quartzo, etc.

A argila de sepiolita bruta, do tipo intemperizada, normalmente contém outros minerais associados, e esses minerais impuros muitas vezes precisam ser removidos antes que a argila possa ser utilizada. Como a sepiolita é um mineral fibroso, ela forma facilmente uma suspensão estável na água sob altas forças de cisalhamento; assim, os minerais impuros presentes na argila de sepiolita podem ser removidos por sedimentação natural. Isso já foi demonstrado em muitos laboratórios. A patente japonesa JP80047937 também utiliza basicamente a sedimentação natural para purificar minerais do grupo da sepiolita. No entanto, como a polpa preparada a partir da argila de sepiolita possui uma viscosidade relativamente alta — que aumenta significativamente com o aumento do teor de argila de sepiolita na polpa — e como as partículas dos minerais associados são finas, o uso da sedimentação natural para separar esses minerais da argila de sepiolita não só requer baixa concentração da polpa, mas também longos tempos de sedimentação e grande consumo de água. O teor de sólidos da suspensão de concentrado resultante é geralmente de apenas 2‑5%. A prática tem demonstrado que a filtração dessa suspensão de concentrado é muito difícil, limitando assim a ampla aplicação industrial da sedimentação natural.

O objetivo da presente invenção é propor um processo de beneficiamento para argila de sepiolita do tipo intemperizada que utilize alta concentração de polpa para a separação, tempo de separação curto, métodos simples de desaguamento do concentrado e que possa ser amplamente utilizado na produção industrial.

Primeiramente, a argila de sepiolita bruta e intemperizada é misturada com água para preparar uma pasta com teor de sólidos de 20‑33%. Em seguida, adiciona-se um dispersante, o polifosfato (geralmente utilizado em uma quantidade de 0,1 a 1,0% do peso do minério bruto e adicionado na forma de solução). A mistura é agitada em um misturador com força de cisalhamento relativamente alta. A velocidade linear do impulsor do misturador é, de preferência, de 8 a 28 m/s, e o tempo de agitação também deve ser controlado — longo o suficiente para dispersar totalmente a sepiolita dos minerais impuros presentes no minério bruto, mas não tão longo a ponto de aumentar a viscosidade da pasta e afetar a eficiência da separação. A polpa bruta bem dispersa é então alimentada a uma centrífuga capaz de atingir um fator de separação de 500 a 3.500. Sob a ação do campo de força centrífuga, os minerais impuros na polpa sedimentam-se rapidamente como rejeitos, enquanto os minerais de sepiolita permanecem essencialmente em suspensão, alcançando-se assim a separação. O tempo de separação da polpa na centrífuga é geralmente de 20 a 60 segundos. A suspensão do concentrado de sepiolita (ou seja, a polpa de concentrado) separada da centrífuga é misturada com um auxiliar de filtração, a cal viva (geralmente utilizada em uma quantidade de 1 a 31 TP3T do peso do concentrado sólido e tipicamente adicionada na forma de leite de cal), podendo então ser filtrada por meio de um filtro-prensa. O bolo de filtração resultante é o produto concentrado sólido de sepiolita. Esse produto ainda precisa ser seco naturalmente ou a baixa temperatura e, em seguida, pulverizado para se tornar o produto final.

As vantagens significativas da presente invenção residem no fato de que a sedimentação centrífuga é utilizada para separar a sepiolita dos minerais impuros, resultando em alta velocidade de separação e boa eficiência de separação. Além disso, como a concentração da polpa durante a separação é alta, o teor de sólidos da polpa concentrada resultante também é elevado, reduzindo a carga de desaguamento do concentrado e, assim, criando condições para resolver o problema de desaguamento da polpa concentrada de sepiolita na produção industrial. O auxiliar de filtração utilizado neste processo melhora significativamente a filtrabilidade da polpa de concentrado de sepiolita, de modo que métodos de desaguamento simples e econômicos, como a prensagem em filtro de placas e armação, possam ser utilizados. O presente processo é particularmente eficaz para separar argila de sepiolita do tipo intemperizada com talco, quartzo etc. como principais minerais associados. Mesmo para minérios brutos de muito baixo teor, é possível obter um concentrado com alto teor de sepiolita, possibilitando assim o desenvolvimento e a utilização de grandes quantidades de recursos de argila de sepiolita de baixo teor que, anteriormente, não podiam ser utilizados diretamente na indústria.

O fluxograma do processo de beneficiamento da presente invenção é mostrado no desenho anexo.

Modalidades de realização:

1. A argila de sepiolita bruta do tipo intemperizada, proveniente de Leping, Jiangxi, contendo 30% de sepiolita e tendo talco e quartzo como principais minerais associados, é misturada com água para preparar uma pasta com teor de sólidos de 24%. Em seguida, é adicionado um dispersante, o hexametafosfato de sódio, na proporção de 0,3% do peso do minério bruto, e a mistura é dispersada em um dispersador de alta velocidade por 6 minutos. A polpa dispersa é então alimentada a uma centrífuga decantadora WL‑200 com fator de separação de 1800. A uma taxa de alimentação de 180 kg/h, o rendimento do concentrado atinge 28%, com um teor de sepiolita de 90%. A polpa do concentrado é desaguada por filtração utilizando o método de mistura com cal viva como auxiliar de filtração.
2. A argila de sepiolita bruta do tipo intemperizada, proveniente de Leping, Jiangxi, contendo 18% de sepiolita e tendo quartzo e talco como principais minerais associados, é misturada com água para preparar uma pasta. Adiciona-se hexametafosfato de sódio na proporção de 0,3% do peso do minério bruto, e a mistura é dispersada em um dispersador de alta velocidade. A polpa dispersada é separada por meio de uma centrífuga de quatro tubos. Com um fator de separação de 2.000, a polpa concentrada resultante, após filtração e secagem, apresenta, segundo análise por difração de raios X, um teor de sepiolita de 88%, com um rendimento de 17,5%.
3. A argila de sepiolita bruta do tipo intemperizada, proveniente de Liuyang, Hunan, contendo sepiolita 19% com talco como principal mineral associado, é misturada com água para preparar uma pasta com teor de sólidos de 33%. Adiciona-se hexametafosfato de sódio na proporção de 3 kg/t (com base no minério bruto), e a mistura é dispersada em um dispersador de alta velocidade. A polpa dispersada é separada por meio de uma centrífuga de quatro tubos. Com um fator de separação de 2.000, a polpa concentrada resultante, após filtração e secagem, apresenta, segundo análise por espectroscopia de infravermelho, um teor de sepiolita de 80%, com um rendimento de concentrado de 15,4%.