O LTM é um laboratório de referência no estado do Rio Grande do Sul para desenvolvimento de pesquisa e serviços nas áreas de tratamento de minérios, tecnologia ambiental e nanotecnologia.
Dentre os serviços e pesquisa prestados pelo LTM destacam-se:
- Caracterização tecnológica e beneficiamento de minérios: cominuição (britagem e moagem), caracterização física, química e interfacial, rotas de beneficiamento por flotação em células mecânicas (tipo Denver – em escala de bancada), em colunas (escala semi-piloto), floto-elutriação, entre outros.
- Caracterização tecnológica de rejeitos e tratamento de drenagem ácida de minas: potencial de geração de acidez por métodos estáticos e cinéticos. Estudos de tratamento de águas ácidas e neutras de mineração por técnicas convencionais ou avançadas.
- Aproveitamento de rejeitos de mineração: fabricação de solos (“soil-like substrate”) ou material para construção civil (materiais cimentícios, agregados, pigmentos). Uso de técnicas hidro metalúrgicas para a produção de sais, óxidos ou ligas metálicas com valor agregado.
- Tratamento de águas e efluentes: integração de processos de agregação (coagulação e floculação) e separação físico-química por sedimentação ou flotação por ar dissolvido (FAD), em sistemas de bancada e planta piloto. Uso de floculadores hidráulicos (Reator Gerador de Flocos – RGF, produto patenteado).
- Tratamento de águas oleosas: geração e tratamento (separação) de emulsões oleosas salinas, em níveis de bancada e piloto, por floculação-flotação por ar dissolvido (FAD). Avaliação, desenvolvimento e validação de técnicas químicas convencionais e não convencionais de agregação de gotículas oleosas dispersas.
- Processos de geração e aplicação de nanobolhas: geração otimizada de nanobolhas (NBs) de ar ou gases em bancada (vaso saturador) ou contínuo (bomba centrífuga multifásica), por um método patenteado. Aplicações em sistemas diversos (processamento de minérios, tratamento de efluentes líquidos, indústrias em geral, aquicultura).
- Caracterização de sistemas nanodispersos: caracterização de sistemas nano dispersos (nanopartículas, nanobolhas) pela técnica Nanoparticle Tracking Analysis (NTA), em equipamento PMX (ZetaView®, Particle Metrix, Germany). Análise de distribuição de tamanho, potencial zeta e concentração numérica (unidades/mL).
Principais projetos em andamento
Dentro das linhas de pesquisa de tratamento mineral, tecnologia ambiental e nanotecnologia, o LTM vem atuando no desenvolvimento dos seguintes projetos de pesquisa abaixo:
Parcerias com a VALE
O LTM atua desde 2019 em projetos de pesquisa em parceria com a empresa VALE em estudos de tratamento de minérios (flotação, filtragem, agregação), geração e aplicação de nanobolhas e gestão de rejeitos das mineração, com foco em desenvolvimento de técnicas e tecnologias com maior eficiência e sustentabilidade ambiental.
Recentemente, esses estudos que exploram os efeitos de nanobolhas em operações unitárias de tratamento de minérios culminaram no depósito de patente intitulado “Método de filtração de sistemas particulados com injeção de nanobolhas, e uso. Nº Depósito INPI BR 10 2023 008441 9. Maio/2023.
Maximização da Capacidade de Tratamento de Água Produzida Mediante Tratamento Químico não-Convencional (Termo de cooperação Petrobras-UFRGS, IAP-000886)
O objetivo deste projeto é o desenvolvimento e a validação de técnicas químicas de desestabilização (coagulação/floculação) de emulsões oleosas salinas utilizando diferentes reagentes químicos, seguido de separação por flotação por ar dissolvido (FAD), para obtenção de águas tratadas com qualidade suficiente para reinjeção em poços de extração e/ou descarte marítimo. Desta maneira, será desenvolvida uma alternativa para expandir a capacidade de processamento (tratamento) de águas produzidas, com remoção eficiente de óleos dispersos e compostos dissolvidos (ácidos naftênicos). Os estudos são desenvolvidos em níveis de bancada e piloto (contínuo), e a equipe executora é composta pelos 3 professores do LTM, junto a 3 alunos de pós-graduação, 2 alunos de iniciação científica e 2 profissionais de nível técnico.
Tratamento e reuso de águas residuais da mineração, com micro e nanobolhas (Projeto Universal 2018 – CNPq – Prof. André Azevedo)
Este projeto visa a geração e aplicação de microbolhas (MBs) e nanobolhas de ar (NBs) no tratamento de águas de processo da mineração, visando seu reuso em atividades de beneficiamento de minérios e outras (irrigação, abatimento de poeiras, lavagem de veículos, etc). Os principais poluentes estudados são aminas e xantatos residuais, íons de metais pesados, e sólidos suspensos finos de overflows de espessadores. O objetivo principal é a obtenção de parâmetros operacionais otimizados, buscando o desenvolvimento de inovações tecnológicas, elaboração de patentes e estudos de viabilidade econômica nos casos estudados.
Geração de nanobolhas para aplicações no tratamento de minérios e efluentes líquidos (Projeto Universal 2016 – CNPq – Prof. Jorge Rubio)
Descrição: As formas de geração de nanobolhas de ar por despressurização de corrente de água saturada em ar e cavitação hidrodinâmica com bombas centrífugas multifásicas, válvulas agulha e tubos venturi são investigadas para aplicações na flotação de minérios e na remoção de poluentes de águas residuárias ou de abastecimento público. Estudos básicos de interações dessas nanobolhas com partículas minerais, precipitados orgânicos e inorgânicos, óleo emulsificado, colóides e nanopartículas e estudos aplicados, em escala de bancada e planta piloto, de flotação assistida por nanobolhas já renderam 3 dissertações de mestrado, 3 teses de doutorado, 10 publicações em periódicos internacionais e uma patente depositada para equipamento/sistema de geração de nanobolhas em alta taxa.
Solos fabricados a partir de rejeitos da mineração de carvão
Descrição: Solos fabricados são aqueles produzidos a partir do processamento de materiais e mistura de ingredientes de tal forma que permitam o crescimento vegetal. A utilização de alguns resíduos aparece como possibilidade para o desenvolvimento de solos fabricados especialmente em atividades de recuperação ambiental. O objetivo do presente trabalho é estudar a produção de solo fabricado a partir de rejeito de carvão, lodos de estações de esgoto ou resíduos sólidos urbanos (após compostagem) para ser utilizado na recuperação de áreas mineradas.
Caracterização tecnológica do minério sulfetado de zinco, cobre e chumbo e tratamento de águas de processo da planta de beneficiamento (parceria com a empresa Nexa Resources, ex-Votorantim Metais – Projeto Caçapava do Sul)
Descrição: Esse projeto foi dividido em etapas de: i. caracterização mineralógica do minério de sulfetos metálicos do Projeto Caçapava do Sul, da empresa Votorantim Metais; ii. Investigação de rotas de flotação e maximização da recuperação metalúrgica para o beneficiamento desses minérios; iii. Tratamento das águas de processos (de espessadores e filtros de concentrados e rejeitos) e drenagem de pilhas de rejeitos e estéreis para reuso na planta de beneficiamento, com foco na emissão zero de efluentes no Rio Camaquã.