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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2007.tde-28032008-175930
Document
Author
Full name
Mariane Brumatti
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2007
Supervisor
Committee
Sant'Agostino, Lília Mascarenhas (President)
Bettencourt, Jorge Silva
Kahn, Henrique
Title in Portuguese
Mineralogia aplicada ao beneficiamento das zonas de xenólitos, Mina de Cajati, SP.
Keywords in Portuguese
Frantz de Barreiras
Mina de Cajati
Minerais silicáticos
Minério de fosfato
Zonas de Xenólitos
Abstract in Portuguese
A mina de carbonatito de Cajati contém mineralização de apatita, utilizada na fabricação de ácido fosfórico, que é aplicado a matéria-prima carbonática para obtenção de foscálcio, suplemento mineral em rações animais. Dentre as unidades litológicas em lavra destacam-se as Zonas de Xenólitos, formadas pela interação da rocha encaixante com o magma carbonatítico. São constituídas de fragmentos do jacupiranguito de dimensões métricas distribuídos de forma aparentemente errática na massa carbonatítica e zonas de reação centimétricas, compostas por minerais carbonáticos e silicáticos neoformados. Essas regiões apresentam apatita e constituem significativa parcela dos recursos minerais da jazida, porém devido à abundância de minerais silicáticos, essencialmente flogopita, diopsídio, forsterita e tremolita, seus teores de MgO e SiO2 são elevados e lhe conferem características distintas das unidades carbonatíticas, interferindo no processo de beneficiamento. Visando fornecer subsídios para o desenvolvimento de processos que otimizem o aproveitamento das Zonas de Xenólitos como minério de fosfato foram realizados ensaios de separação em escala de caracterização utilizando o Frantz de Barreiras (modelo LB-1). O procedimento objetivou o conhecimento do comportamento magnético dos silicatos em oposição ao da apatita e dos carbonatos; para o que foram coletadas amostras volumétricas em diferentes pontos da mina. Os silicatos, todos portadores de MgO, mostraram variações de cores e de composição química além de distribuição peculiar em cada litotipo componente das Zonas de Xenólitos. Diopsídio ocorreu principalmente no litotipo jacupiranguito, enquanto flogopita, forsterita e tremolita foram mais abundantes na zona de reação. Esses minerais ocorreram em intervalos de campo magnético bem definidos, concentrando-se principalmente entre 0,25 e 0,75 A (equivalentes a 2.800 e 8.800 Gauss, respectivamente), e distintos da fluorapatita e dos carbonatos, minerais predominantemente diamagnéticos. Para campo magnético da ordem de 13.800 Gauss obteve-se um produto com 95,2% do P2O5 total contido no intervalo granulométrico adotado para o ensaio e apenas 1,0% de SiO2 associado. Aplicando-se um campo magnético de menor intensidade (aproximadametne 5.700 Gauss) o conteúdo de P2O5 aumenta (97,4%) assim como o de SiO2 (11,1%). Assim mostrou-se viável a utilização de separação magnética como método complementar no beneficiamento de fluorapatita proveniente das Zonas de Xenólitos, desde que o campo magnético aplicado tenha um gradiente de campo adequado para melhor seletividade entre o mineral de minério e os silicatos. Os trabalhos de caracterização desenvolvidos também mostraram uma outra possibilidade de aproveitamento da unidade litológica, a partir da classificação granulométrica após a britagem secundária. Nessa etapa observou-se tendência à segregação dos litotipos, com geração de um material fino (abaixo de 12,7 mm) enriquecido em P2O5 (2,48 a 4,08%) que contém de 26,4 a 59,8% do P2O5 total da amostra.
Title in English
Applied mineralogy to the beneficiation of the xenolithic zones, Cajati Mine, SP.
Keywords in English
Barrier Frantz Magnetic Separator
Cajati mine
Phosphate ore
Silicate minerals
Xenolithic Zones
Abstract in English
The Cajati carbonatite mine produces apatite used for phosphoric acid manufacturing. This material is added to carbonatic raw material in order to obtain phoscalcium (foscálcio), used as mineral supply for animal feeding. Among the exploited lithological units there are the Xenolithic Zones, which are generated by assimilation process between the host rock and the carbonatitic magma. They are constituted by jacupiranguite blocks (metric sizes) of random distribution within the carbonatitic matrix and by the reaction zones (centimetric thickness), composed by neoformed carbonatic and silicate minerals. These regions show apatite mineralization and represent a significant part of the mineral resources of the deposit. However their abundance of silicate minerals, essentialy phlogopite, diopside, forsterite and tremolita, leads to high MgO e SiO2 contents, which implies in distinct characteristics from carbonatites, interfering on the concentration plant process. Intending to support the development of new processes seeking the utilization of the Xenolithic Zones as phosphate ore, a laboratory study of mineral separation was taken at the Barrier Frantz Magnetic Separator (model LB-1). Such procedure aims the characterization of magnetic behavior of silicates versus apatite and carbonates, using bulk samples collected in different parts of the mine. Silicates, all Mg-bearing, showed color and chemical composition variations with non-systematic distribution within each lithotipe comprising the Xenolithic Zones. Diopside occurred mainly in the jacupiranguite, while phlogopite, forsterite and tremolite were most abundant in the reaction zone. These minerals occurred in well defined magnetic field intervals, specially between 0,25 and 0,75 A (equivalent to 2.800 and 8.800 Gauss, respectively), and distinct from fluorapatite and carbonates, which are mainly diamagnetics. For magnetic field around 13.800 Gauss a product with 95,2% of total P2O5 content was obtained in the granulometric interval used for the separation procedures with 1,0% of SiO2 associated. Using a lower intensity magnetic field (around 5.700 Gauss) the P2O5 content rises (97,4%) as well as the SiO2 (11,1%). Thus the use of complementary magnetic separation procedures was proved to be a practicable method for beneficiation of fluorapatite from the Xenolithic Zones by applying a magnetic field with adequate field gradient for the selectivity of ore mineral and silicates. Another possibility for utilization of the lithological unit showed by the characterization studies was the grain-size classification after secondary crushing. In this stage a lithotipe segregation was observed and generation of fine material (below 12,7 mm) P2O5 enriched (2,48 to 4,08%), with 26,4 to 59,8% of total P2O5 content in the sample.
 
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Publishing Date
2009-01-09
 
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  • BRUMATTI, Mariane, and SANT'AGOSTINO, Lília Mascarenhas. Applied mineralogy supporting silicates removal form apatite ore at Cajati Mine, São Paulo. In ZHANG, Patrik. Beneficiation of Phosphates: Technology Advance and Adoption. Editor. 1 ed.. Littleton : Society for Mining, Metallurgy and Exploration, 2009. chap. 24. p. 241-249.
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