Os resultados de caracterização da wavellita, da turquesa, da senegalita e da apatita permitiram identificar o elevado grau de pureza das amostras, assim como suas principais propriedades físicas, mineralógicas e morfológicas. A turquesa apresentou maior área superficial específica, o que era esperado, devido ao seu hábito maciço e terroso. O difratograma de raios X da amostra mostrou leve tendência à amorfização, confirmando o resultado de área superficial específica. A wavellita se mostrou como mineral mais poroso na fração -300+106 m, provavelmente devido ao seu hábito fibroso.
As análises por espectrometria no infavermelho mostraram a presença dos principais grupos iônicos constituintes das amostras. Em todos os espectros as principais bandas de vibração referentes aos grupos PO43- foram observadas, principalmente nas regiões
entre 900-1100cm-1. No espectro obtido para a apatita, o deslocamento da banda de vibração do grupo OH para 3525cm-1, característico de interações entre o flúor e os grupos OH, mostraram que a amostra é constituída principalmente por fluorapatita. Os resultados das análises por fluorescência de raios X confirmaram estes resultados, uma vez que o flúor foi também detectado nesta análise.
As análises termogravimétricas e perda ao fogo foram concordantes com a composição química de cada amostra. A apatita não apresentou perda de massa, enquanto a wavellita, a turquesa e a senegalita, cujas estruturas cristalinas contêm moléculas de água e hidroxilas, apresentaram 24,92%, 18,73% e 18,55% de perda de massa, respectivamente.
As propriedades eletrocinéticas da wavelita, da turquesa e da senegalita são determinadas principalmente pelas espécies catiônicas do alumínio e pelos íons fosfato, presentes em suas estruturas cristalinas. Para a turquesa, os cátions formados pelo cobre também contribuem para suas propriedades eletrocinéticas. O pHPIE da wavellita de 5,2
foi o menor, seguido pela senegalita que apresentou pHPIE = 6,2 e pela turquesa, que
(PIEwavellita<PIEsenegalita<PIEturquesa) mostram que o aumento no número de espécies
catiônicas compondo a estrutura cristalina dos fosfatos estudados aumenta o valor do PIE. A apatita, composta principalmente por fluorapatita, apresentou-se negativamente carregada ao longo de toda faixa de pH avaliada.
A avaliação do caráter determinador de potencial das espécies constituintes da wavellita, da turquesa e da senegalita mostraram que os principais IDP’s para estes fosfatos são Al3+, Al(OH)2+, Al(OH)2+, Al(OH)4-, H2PO4-, HPO42-, PO43-, OH- e H+.
Para a turquesa, a espécie Cu2+ também é um IDP.
Foi observado que o nitrato de sódio pode não ser um eletrólito indiferente para a fluorapatita, uma vez que o aumento na concentração de nitrato acarretou em maiores valores de potencial zeta, indicando certa especificidade entre o nitrato e a apatita. Para a fluorapatita, as espécies Ca2+, H+, OH-, H2PO4-, HPO42-, F- e PO43- são consideradas
como IDP’s.
A octilamina não se mostrou um coletor eficiente para a apatita, sendo incapaz de reverter o potencial zeta da mesma. No entanto, a partir de pH 8 a wavellita apresentou flotabilidade de 100% para as duas concentrações de octilamina. A turquesa também apresentou resultados de flotabilidades inferiores aos resultados obtidos para a wavelita. Estes resultados podem ser atribuídos à maior área superficial específica da turquesa, que faz com que sejam necessárias maiores concentrações de coletores para obtenção de maiores valores de flotabilidade.
A dodecilamina se mostrou mais eficiente que a octilamina para todos os minerais. Estes resultados reforçaram a importância das interações entre as cadeias hidrocarbônicas dos surfatantes pelas forças de van der Waals. O aumento no número de carbonos da cadeia apolar do surfatante favorece a imobilização dos mesmos em superfície, tornando o mineral mais hidrofóbico. Além das espécies RNH3+, os
complexos ionomoleculares (RNH2RNH3)+ e os dímeros (RNH3)22+ formados pela
dissociação das aminas, participarão de reações de adsorção na wavellita e na turquesa, através de ligações de hidrogênio entre sítios superficiais neutros e espécies dissociadas.
A precipitação de sais de alumínio em superfície como resultado de reações de troca iônica entre ânions superficiais e os cátions do coletor também é considerada.
O oleato de sódio se mostrou mais eficiente para a apatita. No entanto, foram alcançados valores de 100% de flotabilidade para a wavellita e para a turquesa, em uma larga faixa de pH. A precipitação de oleato de cálcio na superfície da apatita, assim como a precipitação de oleato de alumínio na wavellita e na turquesa, além da precipitação de oleato de cobre também na turquesa são consideradas como os mecanismos de interação entre o oleato e os fosfatos estudados.
O dodecilsulfonato de sódio também se mostrou mais eficiente para a apatita, que apresentou flotabilidade superior a 95% praticamente ao longo de toda faixa de pH. A wavellita e a turquesa apresentaram valores de flotabilidade máxima até o PIE. Estes comparativos mostram que a adsorção por mecanismos químicos promovem flotabilidades maiores ao longo de toda faixa de pH, ao passo que a adsorção eletrostática é eficiente até o pH em que o mineral apresenta carga contrária ao coletor.
A amilopectina não apresentou efeito depressor sobre a apatita e a wavellita. A turquesa apresentou leves modificações de suas flotabilidades com a adição de amilopectina, porém, estas alterações não foram consideradas como significativas.
Os ensaios de flotação em bancada mostraram que é possível a redução parcial do teor de fósforo de minérios sedimentares em que o fósforo ocorre principalmente na forma de fosfatos secundários. A flotação de partículas liberadas de fosfatos com o emprego de amina como coletor e amido como depressor de óxidos de ferro em pH 10,5 leva a concentrados com teores e fósforo mais baixos. No entanto, conforme as análises de liberação e de MEV/EDS, a ocorrência do fósforo na forma de fosfatos nanométricos ou na forma aniônica em substituições em óxidos de ferro limitam a eficiência da flotação, deixando teores residuais nos concentrados. Porém a redução obtida é positiva, uma vez que muitos minérios, até então considerados como inviáveis economicamente, podem ser tratados pela rota proposta e os concentrados obtidos poderão ser blendados com outros minérios, tornado os mesmos aceitáveis dentro dos padrões comerciais.