FLOTAÇÃO: O Modelo Operacional

O Modelo Operacional consiste em um novo fundamento científico para interpretar as operações de beneficiamento de minérios. O Modelo é macro fenomenológico, porque define novos mecanismos mensuráveis para descrever os fenômenos envolvidos; operacional, porque incorpora a atuação do operador dentro das equações que descrevem os processos; e orientativo, porque indica o caminho ótimo que deve seguir o fluxo de massa e as condições ótimas de operação. O Modelo Operacional propõe uma nova concepção macro fenomenológica para o estudo de algumas operações unitárias mecânicas de tratamento de minérios, isto é, estabelece novas bases teóricas para os fenômenos de ocorrência dessas operações: Cominuição (moagem, britagem) e Separação com Concentração de Massa (separação magnética, separação gravítica, flotação, etc.), como ilustrado na Figura abaixo:

Nessa abordagem original, o Modelo introduz diversos conceitos na área mineral:

1. Fenômeno Real: A partir das equações de “scale-up” o modelo leva em conta o mecanismo real dos processos. O processo de Flotação, por exemplo, é agora o processo de Concentração de Massa por Flotação, incorporando as atuações do operador nas rotinas de simulação do fenômeno. O “Concentrado” não é o que flutua, mas sim o que é realmente descarregado pelo banco de flotação.

2. Transferência de Partículas: A transferência de massa, como fenômeno de transporte, é interpretada de maneira macroscópica, onde a “migração” forçada de partículas minerais (por força hidrofóbica, peso específico, tamanho, magnetismo, etc.) substitui o conceito de “difusão” molecular através do gradiente de concentração – ou por potencial químico entre duas fases – utilizado nos processos químicos. Por exemplo, as operações estagiadas de concentração, no processo de flotação, são observadas determinando a Curva de Equilíbrio entre as fases polpa e espuma e a Linha de Operação do sistema. Essa última deve tender ao equilíbrio sendo induzida pelo operador da usina.

3. Equações de Continuidade: A descrição do processo no estado estacionário é feita a partir de equações de continuidade, criadas especialmente pelo modelo operacional, acompanhando o fluxo principal do processo e abrindo as tradicionais “caixas pretas” que escondem circuitos fechados ou operações em etapas. A recuperação metalúrgica geral de um circuito é expressa em função das recuperações individuais de cada etapa.

4. Conceito “Operacional” do Modelo: As rotinas de cálculo orientam as atuações operacionais dentro da usina para levar o processo até condições próximas do evento natural que ocorreria na hipótese de tratar-se de um processo químico. As operações com partículas são orientadas a seguir o caminho teórico “como se fossem moléculas”.

Para o caso particular da flotação incluímos abaixo alguns links de artigos interessantes e exemplos explicativos. A MOPE simula, avalia, recomenda ações manuais de otimização e possui sistemas avançados para orientar a ação do operador (ou operar remotamente) a cada instante.

MOPE – Primeira Lei de Concentração de Massa

MOPE – An Operational Model for Froth Flotation

MOPE – Fundamentos Científicos Modelo Operacional

Alexis Yovanovic