BRPI0711946A2 - tratamento de suspensões aquosas - Google Patents

Abstract

TRATAMENTO DE SUSPENSõES AQUOSAS. Um processo em que uma suspensão compreendendo um material particulado disperso em um meio aquoso é transferida como um fluido para uma área de deposição, depois deixada repousar e enrijecer, e em que a rigidez é melhorada enquanto retém a fluidez da suspensão durante a transferência, mediante a combinação com a suspensão durante a transferência de uma quantidade de enrijecimento de um sistema de tratamento que compreende i) um polímero sintético solúvel em água e ii) um polímero natural ou seminatural solúvel em água. A rigidez melhorada pode ser obtida, incluindo a eficiência de dose especialmente quanto à quantidade de polímero sintético requerido. Além disso, melhoras na limpidez da substância líquida liberada a partir da suspensão podem ser alcançadas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TRATAMENTO DE SUSPENSÕES AQUOSAS".

A presente invenção refere-se ao tratamento de suspensões de material particulado, especialmente pastas fluidas minerais residuais. A in- venção é particularmente adequada para o descarte de refugos e outro ma- terial residual resultante do processamento de minério e processos de bene- ficiamento, incluindo a co-remoção de sólidos grossos e finos, como uma mistura homogênea. Por material mineral particulado incluímos uma varie- dade de substratos onde o material mineral está presente. Este incluirá, por exemplo, lama vermelha, refugos de uma variedade de operações de pro- cessamento de minério, e processamento de refugos de areias oleaginosas.

Os processos de tratamento de minérios de modo a extrair valo- res minerais normalmente resultarão em material residual. Freqüentemente o material residual consiste de uma pasta fluida ou lama aquosa que com- preende material minera particulado, por exemplo, argila, xisto, areia, pedre- gulho, óxidos de metal, etc, misturado com água.

Em alguns casos o material residual tal como refugo de mina pode ser convenientemente disposto em uma mina subterrânea para formar aterro. Geralmente o resíduo de aterro compreende uma proporção elevada de partículas de tamanho grande grosseiras juntamente com outras partícu- las de tamanho menor e é bombeado para o interior da mina como pasta fluida onde é deixado para desidratar deixando ficar os sólidos sedimentados no lugar. É prática comum utilizar floculantes para ajudar este processo me- diante a floculação do material fino para aumentar a taxa de sedimentação.

No entanto, neste exemplo, o material grosso normalmente sedimentará em uma taxa mais rápida do que os finos floculados, resultando em um depósito heterogêneo de sólidos grossos e finos.

A patente da África do Sul 6900472 e patente US 3508407 des- crevem uma técnica que é usada para reter os finos, especialmente cimento, em um aterro de mina subterrânea. Copolímeros sintéticos são sugeridos os quais podem ser usados isoladamente ou juntos, embora nenhuma prefe- rência é dada ao uso de ambos os tipos. A US 4399039 descreve o uso de amido na desidratação de uma camada sedimentada de refugos abaixo da superfície de um tanque onde a água migra para cima. A viscosidade e variabilidade da camada é dita ser melhorada de modo a suportar mais areia. Não existe nenhuma indi- cação de que um tal ajuda de tratamento seria útil na rigidez da suspensão tal que uma pilha possa ser formada.

Para outras aplicações não pode ser possível o descarte do re- síduo em uma mina. Nestes exemplos, é prática comum o descarte deste material mediante o bombeamento da pasta fluida aquosa para as lagoas, montes ou pilhas e deixá-la desidratar gradualmente através das ações de sedimentação, drenagem e evaporação.

Existe um grande acordo de pressão ambiental para minimizar a alocação de novas terras para propósitos de descarte e para mais eficaz- mente utilizar as áreas residuais existentes. Um método é carregar múltiplas camadas de resíduo em uma área para desta maneira formar pilhas mais elevadas de resíduo. Entretanto, isto apresenta uma dificuldade de garantir que o material residual possa somente fluir sobre a superfície do resíduo anteriormente enrijecido dentro de limites aceitáveis, é deixado enrijecer pa- ra formar uma pilha, e que o resíduo seja suficientemente consolidado para suportar múltiplas camadas de material enrijecido, sem o risco de desmoro- namento ou deslizamento. Assim, os requisitos para fornecer um material residual com a espécie correta de características para o empilhamento são totalmente diferentes daqueles requeridos para outras formas de descarte, tais como aterramento dentro de uma área relativamente fechada.

Em uma operação de processamento de minério típica, os sóli- dos residuais são separados dos sólidos que contêm valores minerais em um processo aquoso. A suspensão aquosa de sólidos residuais freqüente- mente contém argilas e outros minerais, e são geralmente referidos como refugos. Isto é correto em uma variedade de sólidos minerais incluindo refu- gos de areias oleaginosas. Estes sólidos são freqüentemente concentrados por um processo de floculação em um espessante para fornecer um sub- transbordamento de densidade mais elevada e recuperar um pouco da água de processo. É costumeiro bombear o subtransbordamento para uma área de contenção superficial, freqüentemente referida como uma fossa ou barra- gem de refugo. Uma vez depositada nesta área de contenção superficial, a água continuará a ser liberada da suspensão aquosa resultando em outra concentração dos sólidos durante um período de tempo. Assim que um vo- lume suficiente de água tenha sido coletado, este é geralmente bombeado de volta para a usina de processamento de minério.

A barragem de refugo é muitas vezes de tamanho limitado de modo a minimizar o impacto sobre o meio ambiente. Além disso, fornecer barragens maiores pode ser caro devido aos altos custos de movimento de terra e do reforço das paredes de refreamento. Estas barragens tendem a ter um fundo suavemente inclinado que permite qualquer água liberada dos só- lidos ser coletada em uma área e que pode depois ser bombeada de volta à usina. Um problema que freqüentemente ocorre é quando as partículas finas de sólidos são carregadas para longe com a água de escoamento, desta maneira contaminando a água e tendo um impacto nocivo sobre os subse- qüentes usos da água.

Em muitas operações de processamento de minério, por exem- plo, um processo de beneficiamento de areia mineral, também é comum produzir uma segunda corrente residual compreendendo partículas minerais principalmente grosas (> 0,1 mm). É particularmente desejável dispor das partículas residuais grossas e finas como uma mistura homogênea quando esta melhora ambas as propriedades mecânicas dos sólidos desidratados, grandemente reduzindo o tempo e o custo eventualmente requeridos para re-habilitar a terra. No entanto, isto não é geralmente possível porque mes- mo se o material residual grosso fosse completamente misturado na sus- pensão aquosa do material residual fino antes da deposição na área de des- carte, o material grosso sedimentará muito mais rápido do que o material fino resultando na ligadura dentro dos sólidos desidratados. Além disso, quando a quantidade de material grosso para material fina for relativamente elevada, a rápida sedimentação do material grosso pode produzir ângulos marginais que promovem o escoamento do resíduo aquoso contendo pro- porções elevadas de partículas finas, que ainda contaminam a água recupe- rada. Como um resultado, é muitas vezes necessário tratar as correntes de resíduo grosso e fino separadamente, e recombinar este material mediante a re-operação mecânica, assim que o processo de desidratação estiver com- pleto.

Esforços têm sido feitos para superar todos os problemas acima mediante o tratamento do mecanismo alimentador para a barreira de refugo usando um coagulante ou um floculante para intensificar a taxa de sedimen- tação e/ou melhorar a Iimpidez da água liberada. No entanto, isto foi malsu- cedido quando estes tratamentos foram aplicados em doses convencionais e isto efetuou pouco ou nenhum benefício na taxa de compactação do material residual fino ou na Iimpidez da água recuperada.

No processo da Bayer para a recuperação de alumina da bauxi- ta, a bauxita é digerida em uma substância líquida alcalina aquosa para for- mar o aluminato que é separado do resíduo insolúvel. Este resíduo consiste tanto de areia quanto de partículas finas de oxido principalmente férrico. A suspensão aquosa deste é conhecida como lama vermelha.

Após a separação primária da solução de aluminato de sódio do resíduo insolúvel, a areia (resíduo grosso) é separada da lama vermelha. A substância líquida sobrenadante é ainda processada para recuperar o alu- minato. A lama vermelha é depois lavada em uma pluralidade de estágios de lavagem seqüenciais, em que a lama vermelha é colocada em contato em uma substância líquida de lavagem e é depois floculada mediante a adição de um agente de floculação. Após o estágio de lavagem final a pasta fluida de lama vermelha é espessada tanto quanto possível e depois utilizada. Es- pessamento no contexto deste relatório descritivo significa que o conteúdo de sólidos da lama vermelha é aumentado. O estágio de espessamento final pode compreender a sedimentação da pasta fluida floculada unicamente, ou às vezes, inclui uma etapa de filtração. Alternativa ou adicionalmente, a lama pode ser submetida à sedimentação prolongada em uma lagoa. Em qualquer caso, este estágio de espessamento final é limitado pela necessidade de bombear a suspensão aquosa espessada para a área de descarte. A lama pode ser utilizada e/ou submetida a outra secagem para o subseqüente descarte em uma área de empilhamento de lama. Para ser adequada quanto ao empilhamento de lama, a lama deve ter um conteúdo de sólidos e, quando empilhada, não deve escorrer, mas deve ser relativa- mente rígida de modo que o ângulo de empilhamento deva ser tão elevado quanto possível de modo que a pilha ocupe tão pouca área quanto possível para um dado volume. A necessidade com relação ao conteúdo de sólidos elevado é incompatível com a necessidade com relação ao material para permanecer bombeável como um fluido, de modo que mesmo embora possa ser possível produzir uma lama tendo o conteúdo de sólidos elevado desejá- vel para o empilhamento, isto pode tornar a lama não bombeável.

A fração de areia removida do resíduo também é lavada e trans- ferida para a área de descarte para a desidratação e descarte separados.

A EP-A-388108 descreve a adição de um polímero absorvente em água insolúvel em água em um material que compreende um líquido a- quoso com sólidos particulados dispersos, tais como lama vermelha, antes do bombeamento e depois do bombeamento do material, deixando o materi- al repousar e depois deixá-lo enrijecer e se tornar um sólido empilhável. O polímero absorve o líquido aquoso da pasta fluida que ajuda a ligação dos sólidos particulados e assim a solidificação do material. No entanto, este processo possui a desvantagem de que ele requer doses elevadas de polí- mero absorvente de modo a obter solidificação adequada. A fim de obter um material suficientemente enrijecido é freqüentemente necessário utilizar do- ses tão elevadas quanto 10 a 20 quilogramas por tonelada métrica de lama. Embora o uso de polímero absorvente intumescível em água para enrijecer o material possa parecer para dar um aumento aparente nos sólidos, o líquido aquoso é de fato mantido dentro do polímero absorvente. Isto apresenta a desvantagem de que como o líquido aquoso não foi realmente removido do material enrijecido, e sob certas condições o líquido aquoso pode ser des- sorvido subseqüentemente e este pode arriscar a re-fluidificação do material residual, com o inevitável risco de desestabilizar a pilha.

A WO-A-96/05146 descreve um processo de empilhamento de uma pasta fluida aquosa de sólidos particulados que compreende a mistura de uma emulsão de um polímero solúvel em água disperso em uma fase oleosa contínua com a pasta fluida. Preferência é dada para a diluição do polímero de emulsão com um diluente, e que esteja preferivelmente em um líquido ou gás de hidrocarboneto e que não inverterá a emulsão. Portanto é um requisito do processo que o polímero não seja adicionado na pasta fluida como uma solução aquosa. Não existe nenhuma divulgação de que a desi- dratação e rigidez possam ser concluídas suficientemente para formar pilhas do material mineral mediante a adição de uma solução aquosa de polímero.

A WO-A-0192167 descreve um processo onde um material que compreende uma suspensão de sólidos particulados é bombeado como um fluido e depois deixado repousar e enrijecer. A rigidez é obtida mediante a introdução nas partículas em suspensão de um polímero solúvel em água que possui uma viscosidade intrínseca de pelo menos 3 dl/g. Este tratamen- to permite o material reter sua fluidez quando bombeado, mas após repouso faz com que o material se enrijeça. Este processo tem o benefício de que os sólidos concentrados podem ser facilmente empilhados, o que minimiza a área de terra requerida para o descarte. O processo também possui a van- tagem sobre o uso de polímeros absorventes em água reticulados em que a água da suspensão é liberada em vez de ser absorvida e retida pelo políme- ro. A importância de se usar partículas de polímero solúvel em água é enfa- tizada e é mencionado que o uso de soluções aquosas do polímero dissolvi- do seria ineficaz. A liberação muito eficiente de água e a armazenagem con- veniente dos sólidos residuais são obtidas por este processo, especialmente quando aplicadas em um subtransbordamento de lama vermelha do proces- so de alumina Bayer.

A WO-A-2004/060819 descreve um processo em que o material compreendendo um líquido aquoso com sólidos particulados dispersos é transferido como um fluido para uma área de deposição, depois deixado re- pousar e enrijecer, e em que a rigidez é melhorada enquanto retém a fluidez do material durante a transferência, mediante a combinação com o material de uma quantidade de enrijecimento eficaz de uma solução aquosa de um polímero solúvel em água. Também descrito é um processo em que a desi- dratação dos sólidos particulados é obtida.

A WO-A-0192167 e a WO-A-2004/060819 cada uma sugere que os respectivos polímeros possam ser naturais embora preferência é dada aos polímeros sintéticos.

A EP-A-905091 descreve um processo de floculação/coagula- ção em que uma pasta fluida de alimentação é tratada antes de entra o es- pessante. O processo envolve o uso de amido e um coagulante catiônico de modo a melhorar a Iimpidez do transbordamento a partir do espessante.

A WO 02/083258 descreve um processo de separação de líqui- do sólidos padrão que envolve um polímero catiônico e polímero não iônico de modo a melhorar a desidratação em um sistema de filtração e/ou centri- fugação.

No caso de processamento de areias oleaginosas, o minério é processado par recuperar a fração de betume, e o resíduo, incluindo tanto material de processo quanto a ganga, constitui os refugos que não são vali- osos e devem ser liquidados. No processamento de areias oleaginosas, o material de processo principal é a água, e a ganga é na maior parte areia com algum lodo e argila.Fisicamente, os refugos consistem de uma parte sólida (refugos de areia) e uma parte mais ou menos fluida (lama). O lugar mais satisfatório para dispor estes refugos seria na cavidade escavada exis- tente no solo. Todavia, os componentes de areia e lama ocupariam um mai- or volume do que o minério do qual foram processados.

No processo para a recuperação de óleo pesado e betume de depósitos de areia oleaginosa, quando se usa mineração de fundição aberta, o óleo ou o betume é extraído ou por um processo de água quente em que as areias oleaginosas são misturadas com água e cáustica a 65 0C (150 0F) ou por um processo de extração de baixa energia operado em temperaturas baixas sem cáustica. No entanto, ambos os processos geram grandes volu- mes de refugos que consistem da parte principal de minério de areia oleagi- nosa total acrescido de adições livres de água de processo menos apenas o produto de betume recuperado. Estes refugos de areia oleaginosa podem ser subdivididos em três categorias; viz.: (1) tamanho desproporcionado, (2) refugos grossos e de areia (a fração que sedimenta rapidamente), e (3) lama fina ou de refugo (a fração que sedimenta lentamente). Assim, o refugo de areias oleaginosas é preparado de partículas de tamanhos diferentes.

Tipicamente, estes refugos de areia oleaginosa são conduzidos por meio de canos para um tanque de refugo para descarte. As areias gros- sas sedimentam primeiro com as partículas finas sedimentando apenas mui- to lentamente. Estas partículas finas de suspensões finas altamente estáveis em água contendo tanto quanto cerca de 30 por cento em peso de sólidos. Durante um tempo estas partículas finas se sedimentam para formar um se- dimento de argila substancialmente sólido, desta maneira enchendo a lagoa e requerendo a criação de novas lagoas.

É bem conhecido concentrar estes refugos de areia oleaginosa em um espessante para fornecer um subtransbordamento de densidade mais elevada e recuperar um pouco da água de processo como mencionado acima.

Por exemplo, Xu. Y et al, Mining Engineering, November 2003, p,33-39, descrevem a adição de floculantes aniônicos aos refugos de areia oleaginosa no espessante antes do descarte. O subtransbordamento pode ser disposto e/ou submetido a outra secagem par subseqüente descarte em uma área de empilhamento de refugos de areia oleaginosa.

Seria desejável encontrar melhoras para o processo de rigidez e em particular melhorar a eficiência de dose do produto químico de tratamento.

De acordo com a presente invenção, fornecemos um processo em que a suspensão compreendendo um material particulado disperso em um meio aquoso é transferida como um fluido para uma área de deposição, depois deixada repousar e enrijecer, e em que a rigidez é melhorada en- quanto retém a fluidez da suspensão durante a transferência, mediante a combinação com a suspensão durante a transferência de uma quantidade de enrijecimento de um sistema de tratamento que compreende i) um polímero sintético solúvel em água e

ii) um polímero natural ou seminatural solúvel em água.

Inesperadamente temos observado que o presente processo fornece a vantagem de permitir que a dose de polímero sintético seja reduzi- da. Em alguns casos achamos que resultados eficazes podem ser obtidos com uma dose de polímero total reduzida que não pode ser obtida usando o polímero sintético ou o polímero natural/seminatural isoladamente.

O polímero sintético pode consistir completa ou parcialmente de polímero solúvel em água. Assim, o polímero pode compreender uma mistu- ra de polímero sintético reticulado e polímero sintético solúvel em água, con- tanto que polímero sintético suficiente seja solúvel em água ou se comporta como se fosse solúvel em água para efetuar a desidratação em repouso. O polímero sintético pode estar na forma particulada substancialmente seca, mas preferivelmente é adicionado como uma solução aquosa.

O polímero sintético pode ser uma mistura física de polímero intumescível e polímero solúvel ou alternativamente é um polímero levemen- te reticulado, por exemplo, como descrito na EP202780. Embora as partícu- las poliméricas sintéticas podem compreender um pouco de polímero reticu- lado é essencial para a presente invenção que uma quantidade significativa de polímero solúvel em água esteja presente. Quando as partículas polimé- ricas sintéticas compreendem algum polímero intumescível, é desejável que pelo menos 80 % do polímero seja solúvel em água.

O polímero sintético deve compreender polímero que seja com- pletamente ou pelo menos substancialmente solúvel em água. Pode ser ra- mificado pela presença de agente de ramificação, por exemplo, como descri- to na W0-A-9829604, por exemplo, na reivindicação 12, ou alternativamente o polímero solúvel em água é substancialmente linear.

Preferivelmente, o polímero sintético solúvel em água é de peso molecular moderado a elevado. Desejavelmente, ele terá uma viscosidade intrínseca de pelo menos 3 dl/g (medido em 1M NaCl a 25 °C) e geralmente pelo menos 5 ou 6 dl/g, embora o polímero possa ser de peso molecular sig- nificativamente elevado e apresentar uma viscosidade intrínseca de 25 dl/g ou 30 dl/g ou ainda mais elevado. PreferiveImente, o polímero terá uma vis- cosidade intrínseca na faixa de 8 dl/g a 25 dl/g, mais preferivelmente 11 dl/g ou 12 dl/g a 18 dl/g ou 20 dl/g.

A viscosidade intrínseca de polímeros pode ser determinada mediante a preparação de uma solução aquosa do polímero (0,5 a 1 % p/p) com base no teor ativo do polímero. 2 g desta solução polimérica de 0,5 a 1 % são diluídos em 100 ml em um frasco volumétrico com 50 ml de solução de cloreto de sódio 2M que é tamponada com pH 7,0 (usando 1,56 g de fos- tato diidrogênio de sódio e 32,26 g de fosfato de hidrogênio de dissódio per litro de água desionizada) e a totalidade é diluída na marca de 100 ml com água desionizada . A viscosidade intrínseca dos polímeros é medida usando um viscômetro de nível colocado em suspensão Número 1 em 25 0C em so- lução de sal tamponado 1M.

O polímero sintético solúvel em água pode ser catiônico, não iônico, anfotérico ou aniônico. Os polímeros sintéticos podem ser formados de quaisquer monômeros solúveis em água adequados. Tipicamente os mo- nômeros solúveis em água possuem uma solubilidade em água de pelo me- nos 5g/100cc a 25 0C. Os polímeros preferidos são não iônicos ou aniônicos e formados de um ou mais monômeros etilenicamente insaturados. Quando o polímero for não iônico, será formado de um ou mais monômeros não iôni- cos, por exemplo, selecionados do grupo consistindo de (met) acrilamida, ésteres hidróxi alquílicos de ácido (met) acrílico e N-vinil pirrolidona. Tipica- mente, os polímeros aniônicos são formados de um ou mais monômeros iônicos opcionalmente em combinação com um ou mais monômeros iônicos.

Os polímeros aniônicos particularmente preferidos são formados de monô- meros selecionados de ácido carboxílico etilenicamente insaturado e monô- meros de ácido sulfônico, preferivelmente selecionados de ácido (met) acríli- co, ácido alil sulfônico e ácido 2-acrilamido-2-metil propano sulfônico, e seus sais, opcionalmente em combinação com co-monômeros não iônicos, prefe- rivelmente selecionados de (met) acrilamida, ésteres hidróxi alquílicos de ácido (met) acrílico e N-vinil pirrolidona.

Os polímeros aniônicos especialmente preferidos incuem o ho- mopolímero de acrilamida ou um copolímero de acrilamida com acrilato de sódio.

Pode ser desejável utilizar os polímeros catiônicos sintéticos de acordo com a presente invenção. Os polímeros catiônicos adequados po- dem ser formados de monômeros etilenicamente insaturados selecionados de (met) acrilato de dimetil amino etila - cloreto de metila, (DMAEA, MeCI) quat, cloreto de dialil dimetil amônio (DADMAC), cloreto de trimetil amino propil (met) acrilamida (ATPAC) opcionalmente em combinação com co- monômeros não iônicos, preferivelmente selecionados de (met) acrilamida, ésteres hidróxi alquílicos de ácido (met) acrílico e N-vinil pirrolidona.

Em alguns exemplos, foi observado ser vantajoso separadamen- te adicionar combinações de tipos de polímeros sintéticos. Assim, uma solu- ção aquosa de um polímero aniônico, catiônico ou não iônico pode ser adi- cionada ao material mencionado acima em primeiro lugar, seguido por uma segunda dose de um polímero sintético solúvel em água similar ou diferente de qualquer tipo.

Na invenção, o polímero solúvel em água pode ser formado por qualquer processo de polimerização. Os polímeros podem ser preparados, por exemplo, como polímeros de gel pela polimerização de solução, polime- rização de suspensão de água em óleo ou pela polimerização de emulsão de água em óleo. Quando se preparam polímeros de gel mediante a polime- rização de solução os iniciadores são geralmente introduzidos na solução monomérica.

Opcionalmente, um sistema iniciador térmico pode ser incluído. Tipicamente, um iniciador térmico incluiria qualquer composto iniciador ade- quado que libera radicais em uma temperatura elevada, por exemplo, com- postos azo, tais como azo-bis-isobutironitrila. A temperatura durante a poli- merização deve se elevar para pelo menos 70°C, mas preferivelmente abai- xo de 95°C. Alternativamente, a polimerização pode ser efetuada por irradi- ação (luz ultra-violeta, energia de microondas, calor, etc.), opcionalmente também usando iniciadores de radiação adequados. Assim que a polimeri- zação estiver completa e o gel polimérico ter sido deixado esfriar suficiente- mente, o gel pode ser processado em um meio padrão por primeiro fragmen- tar o gel em pedaços menores, secar o polímero substancialmente desidra- tado seguido por triturar em um pó. Alternativamente, os géis poliméricos podem ser fornecidos na forma de géis poliméricos, por exemplo, como re- gistros poliméricos de gel.

Tais géis poliméricos podem ser preparados por técnicas ade- quadas de polimerização como descrito acima, por exemplo, mediante irra- diação. Os géis podem ser cortados em um tamanho apropriado como re- querido e depois em aplicação misturados com o material como partículas poliméricas solúveis em água parcialmente hidratadas.

Os polímeros podem ser produzidos como glóbulos mediante a polimerização de suspensão ou como uma emulsão ou dispersão de água em óleo mediante a polimerização de emulsão de água em óleo, por exem- plo, de acordo com um processo definido pela EP-A-150933, EP-A-102760 ou EP-A126528.

Alternativamente, o polímero solúvel em água pode ser forneci- do como uma dispersão em um meio aquoso. Este pode, por exemplo, ser uma dispersão de partículas poliméricas de pelo menos 20 mícrons em um meio aquoso contendo um agente de equilíbrio como dado na EP-A-170394. Isto pode, por exemplo, também incluir dispersões aquosas de partículas poliméricas preparadas pela polimerização de monômeros aquosos na pre- sença de um meio aquoso contendo polímeros IV inferiores dissolvidos tais como cloreto de poli dialil dimetil amônio e opcionalmente outros materiais dissolvidos, por exemplo, compostos de eletrólito e/ou de multi-hidróxi, por exemplo, polialquileno glicóis, como dado na WO-A-9831749 ou WO-A- 9831748.

A solução aquosa de polímero sintético solúvel em água é tipi- camente obtida pela dissolução do polímero em água ou pela diluição de uma solução mais concentrada do polímero. Geralmente, o polímero particu- lado sólido, por exemplo, na forma de pó ou glóbulos, é disperso em água e deixado dissolver com agitação. Isto pode ser obtido usando equipamento de composição convencional. Desejavelmente, a solução polimérica pode ser preparada usando o Auto Jet Wet (marca comercial) fornecido pela Ciba Specialty Chemicals. Alternativamente, o polímero pode ser fornecido na forma de uma emulsão ou dispersão de fase reversa que pode depois ser revertida em água.

Onde o polímero sintético é adicionado como uma solução a- quosa, pode ser adicionado em qualquer concentração adequada. Pode ser desejável empregar uma solução relativamente concentrada, por exemplo, até 10 % ou mais com base no peso do polímero de modo a minimizar a quantidade de água introduzida no material. Geralmente, embora seja dese- jável adicionar a solução polimérica em uma concentração mais baixa para minimizar os problemas resultantes da alta viscosidade da solução poliméri- ca e para facilitar a distribuição do polímero em todo o material. A solução polimérica pode ser adicionada em uma concentração relativamente diluída, por exemplo, tão baixa quanto 0,01 % em peso de polímero. Tipicamente, a solução polimérica normalmente será usada em uma concentração entre 0,05 e 5 % em peso de polímero. Preferivelmente a concentração de políme- ro estará na faixa de 0,1 % a 2 ou 3 %. Mais preferivelmente, a concentração variará de 0,25 % ou 0,5 % a cerca de 1 ou 1,5 %.

O polímero natural ou seminatural solúvel em água pode ser qualquer polímero adequado naturalmente derivado ou polímero seminatu- ral. Por polímero seminatural queremos dizer que o polímero foi naturalmen- te derivado e depois pós modificado, por exemplo, para torná-lo catiônico ou aniônico. O polímero natural pode ser, por exemplo, polissacarídeos tais como amido tais como amido de tapioca, goma guar, goma xantana, goma Diutan, goma Welan, dextrano, xarope de dextrano, goma Rhansan ou um polímero semi-natural tal como amido modificado, quitosana, MHPC, MHEC, D.S 0,92, D.S 0,59, D.S 1,24, amido de trigo cozido, amido aniônico, amido cáustico cozido, alginato de sódio, carboximetil celulose ou hidroxietil celulose.

Resultados particularmente eficazes são obtidos quando o polí- mero natural ou seminatural for baseado em celulose, preferivelmente car- bóxi metil celulose.

O polímero sintético e o polímero natural ou seminatural pode ser adicionado na suspensão de material particulado seqüencial ou simulta- neamente. Quando eles forem adicionados seqüencialmente, pode ser dese- jável para certos substratos adicionar o polímero sintético primeiro, embora em alguns exemplos pode ser preferível adicionar o polímero natural ou se- minatural em primeiro lugar. Em alguns casos, a adição simultânea dos po- límeros sintéticos e naturais ou seminaturais pode produzir efeitos mais de- sejáveis. Isto pode ser obtido pela adição dos polímeros separadamente, mas substancialmente ao mesmo tempo alternativamente mediante a adição dos dois polímeros em combinação, por exemplo, como uma mistura.

Doses adequadas de polímero sintético e polímero natural ou seminatural variam de 10 gramas a 10.000 gramas per tonelada de sólidos de material. As doses de polímero são baseadas no polímero ativo per sóli- dos secos da suspensão. Geralmente, a dose apropriada pode variar de a- cordo com o material particular e o conteúdo de sólidos do material. Doses preferidas estão na faixa de 30 a 3.000 gramas per tonelada, mais preferi- velmente de 30 a 1000 gramas per tonelada, enquanto as doses ainda mais preferidas estão na faixa de 60 a 200 ou 400 gramas per tonelada. Os dois polímeros podem ser adicionados na suspensão de material particulado, tais como material mineral, por exemplo, a pasta fluida de refugo, na forma sóli- da de particulado, alternativamente como uma solução aquosa que foi pre- parada pela dissolução de cada um ou ambos dos polímeros em água ou um meio aquoso.

Para certas combinações de polímero e para certos substratos temos observado que a dose global de polímero total usado é significativa- mente menor para obter a rigidez apropriada do que pode ser obtida pelo uso de cada componente polimérico isoladamente. Neste caso a dosagem de polímero total global pode ser menos do que 300 gramas per tonelada, preferivelmente menos do que 250 gramas per tonelada, especialmente a- baixo de 200 gramas per tonelada, por exemplo, na faixa de 100 a 150 ou 200 gramas per tonelada. Em outros exemplos temos observado que a quantidade do componente polimérico sintético mais dispendioso pode ser significativamente reduzida mesmo embora a quantidade de polímero natural ou seminatural menos dispendioso seja elevada. Neste caso, o componente polimérico sintético pode ser adicionado em menos do que 250 gramas per tonelada e freqüentemente abaixo de 200 ou 150 gramas per tonelada mesmo se o polímero natural ou seminatural for adicionado em uma dose mais elevada de pelo menos 250 gramas per tonelada. Em alguns casos o polímero natural ou seminatural pode ser adicionado em doses com excesso de 500 ou 1000 gramas per tonelada e em certos casos resultados benéficos podem ser alcançados por doses significativamente mais elevadas de pelo menos 2000 e ainda maior do que 3000 ou 4000 gramas per tonelada.

Além disso, tempos observado que a combinação de polímero sintético e natural ou seminatural pode produzir uma desidratação em que a substância líquida Iiberad possui uma Iimpidez mais elevada do que pode ser alcançada usando os componentes poliméricos individuais isoladamente.

Geralmente os sólidos geralmente colocados em suspensão podem ser concentrados em um espessante e este material, por exemplo, deixará o espessante como um subtransbordamento que será bombeado ao longo de um conduto até uma área de deposição. O conduto pode ser qual- quer meio conveniente para transferir o material até a área de deposição e pode, por exemplo, ser um tubo ou uma valeta. O material permanece fluido e bombeável durante o estágio de transferência até que o material é deixado repousar e enrijecer.

Desejavelmente o processo da invenção é parte da operação de processamento de minério em que uma suspensão aquosa de sólidos resi- duais é opcionalmente floculada em um recipiente para formar uma camada de sobrenadante que compreende uma substância líquida aquosa e uma camada de subtransbordamento que compreende sólidos espessados que formam o material. A camada de sobrenadante será separada do subtrans- bordamento no recipiente e tipicamente reciclada ou submetida a outro pro- cessamento. A suspensão aquosa de sólidos residuais ou opcionalmente, o subtransbordamento espesso, é transferido, geralmente mediante bombea- mento, para uma área de deposição, que pode, por exemplo, ser uma barrei- ra de refugo ou lagoa. O material pode consistir de apenas partículas princi- palmente finas, ou uma mistura de partículas finas e grossas. Opcionalmen- te, as partículas grossas adicionais podem ser combinadas com a suspen- são aquosa em qualquer ponto conveniente antes da descarga na área de deposição. Assim que o material tenha alcançado a área de deposição, é deixado repousar e o enrijecimento ocorre. O polímero pode ser adicionado ao material em uma quantidade eficaz em qualquer ponto conveniente, tipi- camente durante a transferência. Em alguns casos a suspensão aquosa po- de ser transferida em primeiro lugar para um recipiente de sustentação antes de ser transferida para a área de deposição. Após a deposição da suspen- são de material particulado, enrijecerá e preferivelmente desidratará median- te a liberação de substância líquida aquosa para formar um sólido desidrata- do. Preferivelmente a suspensão desidratada de material mineral particulado formará uma massa sólida compacta e seca através das ações combinadas de sedimentação, drenagem e secagem por evaporação.

As partículas de material mineral são geralmente inorgânicas. Tipicamente, o material pode ser derivado ou conter bolo de filtro, refugos, subtransbordamentos de espessante, ou correntes de resíduo de usina não espessado, por exemplo, outros refugos minerais ou limos, incluindo fosfato, diamante, limos de ouro, areias minerais, refugos de zinco, chumbo, cobre, prata, níquel, processamento de minério de ferro, carvão, areias oleaginosas ou lama vermelha. O material pode ser sólido sedimentado do estágio final de espessante ou de lavagem de uma operação de processamento de miné- rio. Assim, o material desejavelmente resulta de uma operação de proces- samento de minério. Preferivelmente o material compreende refugos. Prefe- rivelmente o material mineral deve ser hidrófilo por natureza e mais preferi- velmente selecionado de lama vermelha e refugos contendo argila hidrófila, tal como refugos de areia oleaginosa etc.

Para as suspensões minerais de argila tais como caulim, combi- nações de polímeros sintéticos, por exemplo, acrílamida e acrilato de sódio com polímeros naturais ou seminaturais tais como goma guar, alginato de sódio, dextrano ou materiais celulósicos, preferivelmente a metil celulose carboxílica produz resultados particularmente eficazes. Quando o substrato for um refugo de carvão, as combinações preferidas incluem sintéticos com derivados de polímeros naturais ou semi- naturais celulósicos, particularmente hidróxi metil celulose. As combinações especialmente preferidas incluem copolímeros de acrilamida com acrilato de sódio e hidróxi metil celulose.

As suspensões de areias minerais ou substratos similares apre- sentam rigidez particularmente melhorada usando combinações de polímero sintético com qualquer um de goma guar ou amido aniônico, especialmente quando a combinação compreende o polímero sintético de acrilato de sódio e acrilamida.

Qualquer um de dextrano, celulósicos, especialmente hidróxi etil celulose, amidos, em particular amido derivado ou modificado, por exemplo, amido aniônico, não iônico ou catiônico, goma Rhansan em combinação com polímeros sintéticos, por exemplo, os copolímeros de acrilamida/acrilato de sódio fornecem resultados particularmente bons para pastas fluidas de lama vermelha de um processo de alumina da Bayer.

O refugo fino ou outro material que é bombeado pode ter um conteúdo de sólidos na faixa de 10 % a 80 % em peso. As pastas fluidas estão freqüentemente na faixa de 20 % a 70 % em peso, por exemplo, de 45 a 65 % em peso. O tamanho das partículas em uma amostra típica do refugo fino é substancialmente menor do que 25 mícrons, por exemplo, cerca de 95 % em peso do material são partículas menores do que 20 mícrons e cerca de 75 % são menores do que 10 mícrons. Os refugos grossos são substan- cialmente maiores do que 100 mícrons, por exemplo, cerca de 85 % são maiores do que 100 mícrons, mas geralmente menores do que 10.000 mí- crons. Os refugos finos e os refugos grossos podem estar presentes ou combinados entre si em qualquer relação conveniente contanto que o mate- rial permaneça bombeável.

Os sólidos particulados dispersos podem ter uma distribuição bimodal de tamanhos de partícula. Tipicamente, esta distribuição bimodal pode compreender uma fração fina e uma fração grossa, em que o máximo de fração fina é substancialmente menor do que 25 mícrons e o máximo de fração grossa é substancialmente maior do que 75 mícrons.

Temos observado que melhores resultados são obtidos em ter- mos de desidratação e rigidez quando o material for relativamente concen- trado e homogêneo. Também pode ser desejável combinar a adição do po- límero com outros aditivos. Por exemplo, as propriedades de fluxo do mate- rial através de um conduto podem ser facilitadas mediante a inclusão de um dispersante. Tipicamente, onde um dispersante for incluído ele deve ser in- cluído em quantidades convencionais. Entretanto, tempos observado que surpreendentemente a presença de dispersantes ou outros aditivos não pre- judica a desidratação ou rigidez. Pode da mesma forma ser desejável pré- tratar o material com um coagulante inorgânico ou orgânico para pré- coagular o material fino para auxiliar a sua retenção no material particulado desidratado.

Na presente invenção a suspensão de material mineral particu- lado pode tipicamente ser um material residual de uma operação de proces- samento de minério.

Quando as suspensões aquosas de materiais particulados finos e grossos estão sendo combinadas para os propósitos de co-descarte, a quantidade de desidratação e enrijecimento efetiva da solução polimérica solúvel em água normalmente será adicionada durante ou após a mistura das diferentes correntes residuais em uma pasta fluida homogênea.

Tipicamente, a suspensão de material mineral particulado pode ser transferida ao longo de um conduto e através de uma saída para a ares de deposição. A suspensão de material minera particular depois será deixa- da desidratar na área de deposição. Preferivelmente, a suspensão de mate- rial particulado que foi transferida para a área de deposição também enrije- cerá após repouso. Em muitos casos, a área de deposição já conterá mate- rial mineral enrijecido. Adequadamente, a suspensão de material mineral particulado após alcançar a área de deposição fluirá sobre a superfície de material mineral anteriormente enrijecido e o material será deixado repousar e enrijecer para formar uma pilha.

Tipicamente, o material será bombeado como um fluido para uma saída na área de deposição e o material deixado fluir sobre a superfície do material enrijecido. O material é deixado repousar e enrijecer e logo for- mar uma pilha de material enrijecido. Este processo pode ser repetido várias vezes para formar uma pilha que compreende várias camadas de material enrijecido. A formação de pilhas de material enrijecido possui a vantagem de que menos área é exigida para o descarte.

Em uma operação de processamento mineral onde uma sus- pensão contendo sólidos é floculada em um espessante de modo a separar a suspensão em uma camada de sobrenadante e um material de subtrans- bordamento, o material pode tipicamente ser tratado em qualquer ponto a- dequado após a floculação no espessante, mas antes do material ser deixa- do repousar. Tipicamente a suspensão é transferida ao longo de um conduto até uma área de deposição. Uma quantidade de desidratação e supressão de poeira adequada e eficaz do polímero solúvel em água pode ser mistura- da com o material antes ou durante o estágio de bombeamento. Desta ma- neira o polímero pode ser distribuído em todo o material.

Alternativamente, o polímero pode ser introduzido e misturado com o material subseqüentemente a um estágio de bombeamento. O ponto mais efetivo de adição dependerá do substrato e da distância do espessante até a área de deposição. Se o conduto for relativamente curto pode ser van- tajoso dosar a solução polimérica exatamente onde o material flui a partir do espessante. Por outro lado, onde a área de deposição for significativamente distante do espessante, pode ser desejável introduzir a solução polimérica mais próxima da saída. Em alguns exemplos pode ser conveniente introduzir a solução polimérica no material quando ele sai do tubo de descarga. Fre- qüentemente pode ser desejável adicionar o polímero na suspensão antes que ele saia do tubo de descarga, preferivelmente dentro de 10 metros da saída.

As características reológicas do material quando flui através do conduto para a área de deposição são importantes, visto que qualquer redu- ção significativa nas características de fluxo pode seriamente prejudicar a eficiência do processo. É importante que não exista nenhuma sedimentação significativa dos sólidos quando esta pode resultar em um bloqueio, que po- de significar que a usina deve ser fechada para permitir que o bloqueio seja removido. Além disso, é importante que não existe nenhuma redução signifi- cativa nas características de fluxo, visto que esta pode drasticamente preju- dicar a capacidade de bombeamento do material. Um tal efeito nocivo pode resultar em custos de energia significativamente aumentados quando o bombeamento se torna mais resistente e a probabilidade de desgaste au- mentado sobre o equipamento de bombeamento.

As características reológicas do material quando enrijece é im- portante, visto que, assim que o material é deixado repousar, é importante que o fluxo seja minimizado e que a solidificação do material proceda rapi- damente. Se o material for igualmente fluido, então não formará uma pilha eficaz e também existe um risco de que ele contaminará a água liberada do material. Também desejável que o material enrijecido seja suficientemente forte para permanecer intacto e agüentar o peso das camadas subseqüentes de material enrijecido sendo nele aplicadas.

Preferivelmente, o processo da invenção obterá uma geometria de descarte acumulada e co-imobilizará as frações finas e grossas dos sóli- dos no material e também deixará qualquer água liberada ter uma força de impulsão mais elevada para separá-la do material em virtude da drenagem hidráulica por gravidade. A geometria acumulada parece fornecer uma pres- são de compactação descendente mais elevada sobre os sólidos subjacen- tes que parece ser responsável pela intensificação da taxa de desidratação. Achamos que esta geometria resulta em um volume superior de resíduo per área superficial, que é benéfico tanto ambiental quanto economicamente.

Não é possível alcançar os objetivos da invenção mediante a adaptação da etapa de floculação no espessante. Por exemplo, a floculação da suspensão no espessante para fornecer um subtransbordamento sufici- entemente concentrado tal que o empilhamento fosse de um valor pequeno, não seria possível bombear um tal subtransbordamento concentrado. Além disso, a adição de polímero no espessante não deve alcançar o efeito dese- jado de melhorar a supressão do material mineral desidratado. Em vez dis- so, temos observado que é essencial tratar o material que foi formado como um subtransbordamento no espessante. Parece que o tratamento separado dos sólidos espessados no subtransbordamento permite o material enrijecer eficazmente sem comprometer a fluidez durante a transferência.

Um aspecto preferido da presente invenção é a rigidez durante a liberação da substância líquida aquosa que preferivelmente ocorre durante a etapa de desidratação. Assim, e uma forma preferida da invenção o material é desidratado durante a rigidez para liberar a substância líquida contendo sólidos significativamente menores. A substância líquida pode depois ser restituída ao processo, desta maneira reduzindo o volume de água importa- da requerida e, portanto, é importante que a substância líquida seja límpida e substancialmente livre de contaminantes, especialmente finos particulados migradores. Adequadamente a substância líquida pode, por exemplo, ser reciclada no espessante do qual o material foi separado como um subtrans- bordamento. Alternativamente, a substância líquida pode ser reciclada nas espirais ou outros processos dentro da mesma usina.

Os exemplos que seguem ilustram a invenção.

Exemplos

Tabela 1 - Polímeros Usados nos Exemplos

<table>table see original document page 22</column></row><table> <table>table see original document page 23</column></row><table> Amostra Composição Peso Molecular Ionicidade Amostra 29 Amido de Tapioca 50000 Não iônico Amostra 30 Amido de Tapioca 50000 Não iônico Amostra 31 Amido de Tapioca Catiônico Amostra 32 Amido de Tapioca Catiônico Amostra 33 Amido de Tapioca Catiônico Amostra 34 Amido de Tapioca Catiônico Amostra 35 Amido de Tapioca Catiônico Amostra 36 Amido modificado Catiônico Amostra 37 Amido Aniônico DS = 2 Aniônico Amostra 38 Amido Aniônico DS = Aniônico 0.9 Amostra 39 Amido Aniônico DS = Aniônico 2.75 Amostra 40 Hidróxi metil celulose Não iônico Amostra 41 Hidróxi metil celulose Não iônico Amostra 42 Amido Cáustico Cozido Não iônico

Preparação da Amostra

Amostras 1 & 13 - Preparação de Soluções Aquosas de Polímeros de Grau Sólido

Misturar a amostra polimérica sólida para garantir sua homoge- neidade. Pesar precisamente o peso requerido do polímero em uma garrafa de 8oz seca limpa. Adicionar o volume requerido de acetona de um dispen- sador e suavemente girar para molhar todo o polímero. Adicionar o volume requerido de água desionizada a partir de um dispensador. Atarraxar no topo e agitar vigorosamente até que o polímero fique completamente disperso em toda a solução e tenha intumescido suficientemente para impedir o polímero de grudar entre si ou grudar nos lados da garrafa. Se o polímero se aglome- ra ou gruda na garrafa todo o procedimento de preparação deve ser repeti- do. Fixar a jarra com firmeza em um copo e revolvê-la pelo tempo de disso- lução requerido. As Amostras de 2 a 11 e de 14 a 20 - Mistura de Vórtice de So- luções de Polímeros

1. Fixar a velocidade do motor do agitador em zero ou no grau de velocidade mais baixo possível.

2. Pesar a água de preparação no recipiente de preparação.

3. Pesar o polímero requerido no recipiente usado, em uma pre- cisão de ± 0,01 g ou 1 % qualquer que seja maior.

4. Colocar o recipiente de preparação, contendo a água, sob o motor do agitador e segurá-lo no lugar.

5. Selecionar e instar um agitador adequado.

6. Ligar o motor do agitador e gradualmente aumentar a veloci- dade de agitação até que um vórtice seja formado que para ao redor de 1 espessura de lâmina acima do topo da lâmina do agitador.

7. Suavemente polvilhar o polímero na projeção do vórtice em uma taxa constante.

8. Assim que as partículas foram completamente molhadas e uma viscosidade de solução se desenvolveu (perceptível por uma diminui- ção no grau de salpico ao redor do vórtice) a velocidade do agitador é redu- zida de modo que o vórtice fique em um mínimo para a agitação eficiente como visto a partir do movimento contínuo da solução inteira.

9. A solução é deixada agitar nesta velocidade até que o políme- ro seja completamente dissolvido (normalmente 2 horas no laboratório). Lo- go que este tempo passou, a solução polimérica estava pronta par uso.

A Amostra 12 é preparada como uma soluça a 1 % em ácido acético 0,2 M mediante a mistura de vórtice como acima. A solução é depois diluída para 0,25 % com água desionizada antes do teste.

Exemplo 1

Uma solução de Amostra 1 é preparada como uma solução de carga de 0,5 % p/p e ainda diluída em uma solução de 0,25 % p/p antes do uso.

Alíquotas de 280 ml de uma pasta fluida de sólidos seca em 3:7 p/p de caulim a 20 % p/v e areia são utilizadas para cada teste. A areia é pré-secada em 110°C e peneirada no tamanho de partícula de 500 ±90 μm antes do uso. Esta combinação de caulim e areia é usada visto que repre- senta um resíduo de mina típico que compreende um substrato fino de argila em combinação com partículas mais grossas.

Um sítio de abatimento é preparado mediante a colocação de um colar rígido de 63 mm de altura e diâmetro em uma bandeja de rolo de tinta, alinhado com uma folha de lixa grossa.

A amostra diluída 1 é adicionada à pasta fluida em diversas do- ses e distribuída através de uma faixa de fluidez da proveta.

O colar é enchido até a borda com a pasta fluida tratada e igua- lado.

O colar é removido verticalmente da bandeja, em velocidade, deixando a pasta fluida se inclinar para fora e colocada de lado para evitar que a pasta fluida em excesso caia pela inclinação.

Um cronômetro é iniciado imediatamente após a formação da inclinação.

O diâmetro e altura tanto na borda quanto no centro da inclina- ção resultante são registrados.

Assim que as dimensões de inclinação foram registradas, a ban- deja de tinta é inclinada uma polegada para permitir o escoamento eficaz e coleta da substância líquida livre na cuba da bandeja de tinta.

A substância líquida livre é coletada através de uma seringa a- pós 10 minutos, depois transferida para uma garrafa pré-ponderada para quantificação.

A qualidade da água é medida em um medidor de turvação.

O ângulo de inclinação é calculado usando o seguinte cálculo: ângulo de inclinação, %

<formula>formula see original document page 26</formula>

Onde c é a altura de inclinação no centro, e é a altura de inclina- ção na borda e r é o raio da inclinação. Isto é mostrado na figura 1. Resultados

Tabela 2

<table>table see original document page 27</column></row><table> <table>table see original document page 28</column></row><table>

Estes resultados mostram que uma dose de 250 a 400 g/t

Amostra 1 e 20 a 40 de fluidez de proveta são requeridas para fornecer bons Ângulos de Inclinação, Recuperação de Água e Qualidade de Água.

Exemplo 2

Uma série de polímeros naturais é testada e comparada contra a Amostra 1 pelo método descrito no Exemplo 1.

Resultados

Tabela 3

<table>table see original document page 28</column></row><table> <table>table see original document page 29</column></row><table>

A partir da tabela de resultados pode ser visto que mesmo em uma dose muito elevada, nenhum dos polímeros naturais forma uma inclina- ção. Existe também muito pouca liberação de água. Um máximo de 10 flui- dez da proveta é realizado porque a estrutura se deteriora com mais. Exemplo 3

Quando muitos dos polímeros naturais no Exemplo 2 tiverem pesos moleculares muito mais baixos do que a Amostra 1, o polímero sinté- tico de peso molecular mais baixo, Amostra 13, é testado como para o E- xemplo 1 para ver se ele fornece o mesmo efeito. Resultados

Tabela 4

<table>table see original document page 30</column></row><table> <table>table see original document page 31</column></row><table>

A Amostra 13 fornece bons Ângulos de Inclinação e Recupera- ção de Água sobre uma faixa de fluidez de proveta em doses de >200 g/t. Os resultados são ligeiramente melhorados na Amostra 1, mas a Qualidade de Água é pior. Os resultados não indicam que os polímeros de peso mole- cular mais baixo são necessariamente menos eficazes.

Exemplo 4

Diversos polímeros naturais são combinados com a Amostra 1 em successão a 200:1 OOg/t e 100:50g/t Amostra 1 Polímero Natural e testados como para o Exemplo 1. Fluidez de proveta trinta é usada em cada teste.

Resultados

Tabela 5

<table>table see original document page 31</column></row><table>

Na dose mais elevada de 200:100g/t Amostra 1:polímero natu- ral, os polímeros naturais se comportam em uma maneira similar à Amostra 1 por si próprio, fornecendo bons Ângulos de inclinação, Recuperação de água e Qualidade de água.

Tabela 6

<table>table see original document page 32</column></row><table>

Na dosagem mais baixa de 100:50g/t Amostra 1 Polímero natu- ral Amostra 4 fornece um resultado significativamente melhorado comparado com a Amostra 1 isoladamente, na mesma dosagem total.

Exemplo 5

A Amostra 4 é testada em combinação com a Amostra 1 em 100:50 g/t, em várias relações e sobre uma faixa de fluidez de proveta como para o Exemplo 1.

Resultados

Tabela 7

<table>table see original document page 32</column></row><table> <table>table see original document page 33</column></row><table>

Como pode ser visto da tabela, a combinação de Amostra 1:Amostra 4 em uma dose de 100:50g/t com 20 - 30 fluidez de proveta for- nece os melhores resultados em termos de Ângulo de inclinação e Recupe-

ração de água. Fluidez de proveta 30 melhora a Qualidade de água. Usando uma relação de dose de 75:75g/t fornece um resultado ligeiramente inferior. Desta maneira parece que as condições de combinação podem ser otimiza- das para maximizar um efeito sinergístico.

Exemplo 6

Avaliação da mistura de um polímero antes da adição do outro. As seguintes combinações em uma dose de 75:75 g/t são testa- das:

Amostra 1 :Amostra 4. Amostra 4:Amostra 1

O primeiro polímero é adicionado ao substrato e misturado com relação a várias fluidez de proveta antes da adição do segundo polímero e realizando o mesmo número de fluidez de proveta como o primeiro polímero,

i.e 5/5 10/10 15/15 20/20

O método para coleta da água recuperada é trocado para esta parte do trabalho de teste quando fica difícil remover o total da água recupe- rada com uma seringa. Em lugar de coletar a água através de uma seringa, a lixa é cuidadosamente levantada da bandeja e colocada em um lado en- quanto a água é despejada em uma garrafa de 4oz pré-ponderada. O resto do método permanece não trocado como para o Exemplo 1.

Resultados

Tabela 8

<table>table see original document page 34</column></row><table>

Os resultados mostram que melhoras no Ângulo de inclinação, Recuperação de água e/ou Qualidade de água podem ser obtidas por um tratamento de combinação. Mais uma vez parece que as condições de com- binação podem ser otimizadas para maximizar um efeito sinergístico.

Exemplo 7

Quando bons resultados são obtidos usando uma combinação de Amostra 1 :Amostra 4, é decidido avaliar outros celulósicos que variam no caráter iônico e grau de substituição, assim como não celulósicos de capaci- dade aniônica similar à Amostra 4 para observar se eles fornecem o mesmo ou um efeito melhorado. O método descrito no Exemplo 1 é utilizado, mas a água é recuperada como no Exemplo 6.

Resultados

Tabela 9

<table>table see original document page 35</column></row><table>

Os resultados mostram um resultado melhorado sobre a Amos- tra 1 isoladamente com combinações com amostras de 17 a 20.

As variantes de celulose indicam que o caráter do polímero é influente na otimização de um tratamento sinergístico.

Todo o trabalho de teste acima foi avaliado no substrato residual de mina sintético. Exemplos de 8 a 12 mostram os resultados de teste obti- dos nos substratos de operações de mineração industrial.

Exemplo 8

Natural/Sintético - dose 50:50

Vários polímeros naturais são testados em combinação com a Amostra 22 em 690:690 g/t em um substrato de refugo de carvão (sólidos secos - 36,3 %) tal como pelo método descrito no Exemplo 1.

Resultados

Tabela 10

<table>table see original document page 36</column></row><table> <table>table see original document page 37</column></row><table>

Tabela 11

<table>table see original document page 37</column></row><table> Tratamentos Dose Detalhes de Ângulo de Recuperação de Combinados (g/t) mistura inclinação (%) água (%)

<table>table see original document page 38</column></row><table>

Em uma combinação de 50:50, a Amostra 21 e as amostras de Hidróxi metil celulose 40 e 41 mostram o Ângulo de inclinação e a Recupe- ração de água mais aproveitados para este substrato. O nível de dose da Amostra 22 isoladamente deve ser aumentado para 1725g/t para obter resul- tados similares.

Exemplo 9

Os 5 polímeros naturais de melhor desempenho são testados no mesmo substrato de refugo de carvão como no exemplo 8 em relações de combinação 25:75 & 75:25 tal como pelo método descrito no Exemplo 1.

Resultados

Tabela 12

Tratamentos Dose de polímero Detalhes Ângulo de Recuperação combinados (g/t)de mistura inclinação (%) de água (%)

<table>table see original document page 38</column></row><table> Tratamentos Dose de polímero Detalhes Ângulo de Recuperação combinados (g/t)_de mistura inclinação (%) de água (%)

<table>table see original document page 39</column></row><table>

Geralmente uma dose mais elevada do polímero natural combi- nada com uma dose mais baixa de polímero sintético resulta em Ângulos de inclinação e Recuperação de água bastante melhorados para a Amostra 22 isoladamente. Parece que as condições de combinação podem otimizadas para maximizar um efeito sinergístico.

Exemplo 10

Vários polímeros naturais são testados em combinação com a Amostra 26 em 10:10 g/t no substrato residual de mineração de areias mine- rais (Sólidos de areia - 52,6 % p/p, Sólidos de limo - 27,8 % p/p) tal como pelo método descrito no Exemplo 1.

Resultados

Tabela 13

Tratamentos Dose de po- Detalhes de Ângulo de Recuperação Isolados límero (g/t) mistura inclinação (%) de água (%)

<table>table see original document page 39</column></row><table> <table>table see original document page 40</column></row><table>

Nenhum dos produtos naturais por si próprio fornece rigidez signi- ficativa ao substrato. Ângulos de inclinação inferiores e recuperações de á- gua baixas são observados comparados com o polímero sintético da Amos- tra 26 em uma dosagem equivalente.

As seguintes combinações foram avaliadas em uma relação de 1:1 com a Amostra 26 em uma dosagem total de 20 g/t.

Tabela 14

<table>table see original document page 41</column></row><table>

As Amostras 21, 37, 38 e 39 em combinação com a Amostra 26 fornecem Ângulos de inclinação significativamente melhorados embora a Recuperação de água permaneça similar ou é ligeiramente mais baixa do que a Amostra 26 por si própria em 20g/t.

Exemplo 11

Avaliação em uma combinação de polímero natural/sintético, dose 50:50.

Vários polímeros naturais são testados em combinação com a Amostra 24 em 134:134 g/t sobre um substrato super espessante de lama vermelha de Alumina (Peso Seco - 46,73 %) tal como pelo método descrito no Exemplo 1.

Resultados

<table>table see original document page 41</column></row><table> Tratamentos Dose de po- Detalhes de Ângulo de Recuperação Isolados límero (g/t) mistura inclinação (%) de água (%) Amostra 24 402 25 53 0 Amostra 24 536 25 35 0 Amostra 24 804 25 31 0 Amostra 21 268 25 8 0 Amostra 2 268 25 8 0 Amostra 25 268 25 6 0 Amostra 40 268 25 6 0 Amostra 41 268 25 6 0 Amostra 10 268 25 7 0 Amostra 8 268 25 9 0 Amostra 36 268 25 8 0 Amostra 9 268 25 6 0 Amostra 27 268 25 8 0 Amostra 28 268 25 11 0 Amostra 29 268 25 6 0 Amostra 30 268 25 5 0 Amostra 31 268 25 9 0 Amostra 32 268 25 6 0 Amostra 33 268 25 8 0 Amostra 34 268 25 5 0 Amostra 35 268 25 9 0 Amostra 4 268 25 6 0 Amostra 42 268 25 10 0 Amostra 37 268 25 8 0 Amostra 38 268 25 6 0 Amostra 39 268 25 6 0

Todos os produtos naturais fornecem Ângulos de inclinação infe- riores comparados com a Amostra 24 isoladamente no mesmo nível de do- se. Nenhum efeito sinergístico é observado. Mais uma vez, nenhuma água é liberada da pilha. Tabela 16

<table>table see original document page 43</column></row><table> Tratamentos Dose de polí- Detalhes Ângulo de Recuperação combinados tre- mero (g/t) de mistura inclinação (%) de água (%)

<table>table see original document page 44</column></row><table>

Todos os produtos naturais fornecem uma melhora sinergística

em uma dose combinada de 268 g/t com o polímero sintético comparada com a Amostra 24 isoladamente no mesmo nível de dose. Não existe ne- nhuma Liberação de Água.

Exemplo 12

Natural/sintético - dose 50:50

Vários polímeros naturais são testados em combinação com a Amostra 24 em 469:469 g/t sobre o substrato super espessante de lama vermelha de Alumina acima diluído para 20 % de sólidos para representar situações em concentrações de pasta fluida inferiores, onde a liberação de água é uma necessidade. O método de teste descrito no Exemplo 1 é utili- zado.

Resultados

Tabela 17

<table>table see original document page 44</column></row><table> Tratamentos Dose de po- Detalhes de Ângulo de in- Recuperaçã< Isolados límero (g/t) mistura clinação (%) de água (%) Amostra 24 1063 15 29 61 Amostra 24 1250 15 29 61 Amostra 21 938 15 0 0 Amostra 2 938 15 1 0 Amostra 25 938 15 3 15 Amostra 40 938 15 1 0 Amostra 41 938 15 1 0 Amostra 10 938 15 1 0 Amostra 8 938 15 1 0 Amostra 36 938 15 0 0 Amostra 9 938 15 3 6,8 Amostra 27 938 15 12 36 Amostra 28 938 15 0 0 Amostra 29 938 15 1 0 Amostra 30 938 15 1 0 Amostra 31 938 15 1 0 Amostra 32 938 15 0 0 Amostra 33 938 15 12 0 Amostra 34 938 15 11 0 Amostra 35 938 15 01 0 Amostra 4 938 15 0 0 Amostra 42 938 15 1 0,6 Amostra 37 938 15 1 0 Amostra 38 938 15 0 0 Amostra 39 938 15 1 0

Os polímeros naturais isoladamente são muito menos eficazes do que o polímero sintético da Amostra 24 em uma dosagem equivalente. Tabela 18 Tratamentos Dose de po- Detalhes Ângulo de in- Recuperação combinados límero (g/t) de mistura clinação (%) de água (%)

<table>table see original document page 46</column></row><table>

A Amostra 27 mostra uma melhora significativa no Ângulo de inclinação quando aplicada como uma combinação 1:1 com a Amostra 24 sintética comparada como cada produto aplicado isoladamente.

As outras combinações foram depois testadas no mesmo subs- trato super espessante de lama vermelha de Alumina diluídos para 20 % de sólidos, mas em outras relações de combinação de 25:75 & 75:25 com a Amostra 24 sintética.

Resultados Tabela 19

<table>table see original document page 46</column></row><table> Teste Dose (g/t) Detalhes de Ângulo de Recuperação mistura inclinação (%) de água (%)

<table>table see original document page 47</column></row><table>

Novamente a Amostra 27 em combinação com a Amostra 24 fornece o melhor Ângulo de inclinação. As Amostras 31, 25 e 42 que não alcançaram uma melhora sinergística sobre cada componente isoladamente em uma relação de dose de 1:1 mostraram uma melhora bem suceduda em outras relações de combinação.

Claims (17)

1. Processo em que uma suspensão que compreende material particulado em um meio aquoso é transferida como um fluido até uma área de deposição, depois deixada repousar e enrijecer, e em que a rigidez é me- lhorada enquanto retém a fluidez da suspensão durante a transferência, me- diante a combinação com a suspensão durante a transferência de uma quantidade de enrijecimento de um sistema de tratamento que compreende i) um polímero sintético solúvel em água e ii) um polímero natural ou seminatural solúvel em água.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o políme- ro sintético solúvel em água possui uma viscosidade intrínseca de pelo me- nos 3 dl/g e é formado de monômero solúvel em água etilenicamente insatu- rado ou mistura de monômeros.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, em que o polímero sintético solúvel em água é aniônico ou não iônico.

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, em que o políme- ro sintético é formado de monômero(s) selecionado(s) do grupo consistindo de ácido (met)acrílico, ácido alil sulfônico e ácido 2-acrilamido-2-metil propa- no sulfônico como os seus ácidos e sais livres, opcionalmente em combina- ção com co-monômeros não iônicos, selecionados do grupo consistindo de (met)acrilamida, ésteres hidróxi alquílicos de ácido (met)acrílico e N-vinil pir- rolidona, preferivelmente um copolímero de acrilato de sódio com acrilamida.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o polímero natural ou seminatural se baseia em celulo- se, preferivelmente carbóxi metil celulose.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a suspensão de material particulado é um material re- sidual de uma operação de processamento de minério.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a suspensão de material particulado é derivada de opera- ções de processamento de minério e é selecionada do grupo consistindo de la- ma vermelha de um processo de alumina da Bayer, refugos da extração de metais de base, refugos da extração de metais preciosos, refugos da extra- ção de ferro, refugos da extração de níquel, refugos de carvão, areias mine- rais e oleaginosas e finos de carvão.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o material particulado é hidrófilo por natureza, preferi- velmente selecionado de Iamavermelha e refugos contendo argila hidrófila.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a suspensão de material particulado é transferido ao longo de um conduto e através de uma saída para a área de deposição.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a suspensão de material particulado que foi transferido para a área de deposição libera substância líquida aquosa após repouso.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a suspensão de material particulado após alcançar a área de deposição flui sobre a superfície do material anteriormente enrijeci- do, em que o material é deixado repousar e enrijecer para formar uma pilha.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a suspensão de material particulado é transferida pelo bombeamento através de um conduto e o polímero é adicionado subseqüen- temente ao estágio de bombeamento.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, em que a suspensão de material particulado é transferida pelo bombeamento através de um conduto e o polímero é adicionado durante ou antes ao estágio de bombeamento.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 12, em que a suspensão de material particulado é transferida através de um conduto tendo uma saída em que o polímero é adicionado na sus- pensão quando ela sai do tubo de descarga.

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 13, em que a suspensão de material mineral particulado é transferida através de um conduto tendo uma saída em que o polímero é adicionado na suspensão antes ela saia do tubo de descarga, preferivelmente dentro de 10 metros da saída.

16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o polímero sintético e o polímero natural ou seminatu- ral são adicionados na solução aquosa.

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 13, em que o polímero sintético e o polímero natural ou seminatural são adicionados na forma de partículas.