BR102022013987A2 - Processo de aplicação de camada protetora polimérica em minério de ferro para controle de perda/absorção de água e mitigação de perda eólica - Google Patents
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Abstract
processo de aplicação de camada protetora polimérica em minério de ferro para controle de perda/absorção de água e mitigação de perda eólica. a presente invenção compreende uma técnica de revestimento de materiais minerais ou não, particulados, empregando solução polimérica com solvente volátil. com a evaporação do solvente é formada uma camada protetiva no material, hidrofóbica, que controla a perda de umidade, o ganho de umidade e a perda de particulado, a depender da composição inicial do minério.
Description
[0001] A presente invenção se aplica no campo de revestimentos de materiais empregando soluções líquidas poliméricas em solvente volátil. A inovação consiste no emprego dessas soluções para a obtenção de filmes finos hidrofóbicos que controlam taxas de perda ou ganho de umidade. Esses filmes finos também podem reduzir a perda de material mineral por emissão eólica quando revestem materiais que tenham particulados ultrafinos e finos variando da ordem de tamanhos de 2,5 a 10μm (micrômetros), passíveis de serem arrastadas por emissão eólica, tanto durante o transporte, bem como, durante seu armazenamento a céu aberto.
[0002] Esse revestimento é obtido através da pulverização da solução polimérica cujo solvente volátil evapora e forma a película polimérica sobre o material a ser revestido.
[0003] Os agentes e/ou materiais a serem revestidos são minérios ou outros materiais minerais ou não, particulados, que podem estar em diferentes concentrações de umidade (0 à 10%) e podem gerar problemas em relação a perda ou ganho de umidade pela exposição em atmosfera rica em água, durante as etapas de transporte terrestre e armazenamento em pátios a céu aberto.
[0004] A presente invenção tem como objetivo a aplicação de um revestimento que pode ser formado na superfície de materiais minerais ou não, contendo particulados, por pulverização. A camada de filme hidrofóbico formada após a evaporação do solvente pode controlar a perda e a absorção de água, a depender da concentração de água do material, bem como, do meio a qual o material é exposto.
[0005] Para a presente invenção, o preparo das soluções de pulverização deve considerar a concentração do polímero, bem como, o efeito da massa molar na viscosidade das soluções resultantes. Para uma aplicação típica empregando o polímero acetato de celulose, de massa molar (MM) de 30.000 g.mol-1, pode ser empregada soluções de concentrações aproximadamente nas faixas 3-5% m/v. Concentrações superiores podem ser usadas, contudo são limitadas pelo aumento da viscosidade que inviabiliza o processo. Para o emprego de soluções de acetato de celulose de massas molares superiores ao valor supracitado, faixas de concentração inferiores devem ser utilizadas em função do aumento da viscosidade da solução.
[0006] Por pulverização, o procedimento para aplicação da solução com a seguinte formação do filme deve seguir as seguintes etapas: primeiro, prepara-se a solução do polímero no solvente volátil, adicionando ao polímero o solvente e deixando o sistema em repouso para intumescimento. Após o intumescimento faz-se a agitação. Em seguida, preenche-se o recipiente para realizar a pulverização por meio de ar comprimido com a solução previamente preparada. Após isso, aplica-se a solução sobre o material particulado mineral ou não a ser revestido por pulverização. O tempo sugerido de pulverização das soluções pode variar de 30 a 60 segundos, contudo filmes mais espessos podem ser obtidos com tempos maiores de pulverização, caso seja necessário. Ao final desse procedimento, o substrato estará revestido com o filme polimérico cuja espessura pode ser controlada pelo tempo de aplicação, bem como, a concentração da solução empregada.
[0007] Diferentes polímeros podem ser usados na formação dos revestimentos desta invenção. São indicados polímeros insolúveis em água e solúveis em solventes voláteis. Um exemplo a ser citado é o emprego de acetato de celulose como polímero e acetona como solvente.
[0008] Revestimentos poliméricos são usados como proteção ou modificação de superfícies. Polímeros podem ser usados como revestimentos orgânicos e protegem o substrato desejado através de mecanismo de barreira. Desta forma podem controlar a perda ou absorção de água, bem como, a barreira protetiva, mecânica, pode ser empregada no controle de emissão eólica.
[0009] A técnica de aplicação por pulverização pode ser realizada empregando um aspersor de ar comprimido com capilares finos (10 mm) e isso pode resultar em filmes finos que já limitam a permeação de vapor d’água controlando a perda ou ganho de água do ambiente externo. Espessuras maiores de filmes podem ser adquiridas caso a espessura do capilar seja aumentada, bem como, o tempo de aplicação ou concentração do polímero sejam aumentados. Filmes de espessuras mais finas controlam a permeação do vapor d’água, contudo resistência mecânica ainda maior pode ser atingida com filmes de espessuras maiores.
[00010] A sustentabilidade da invenção é evidenciada pela utilização de um polímero modificado, oriundo de matéria renovável, a celulose. Durante a aplicação, pelo controle de emissão eólica de minérios, a sustentabilidade pode ser evidenciada pela potencial redução da contaminação ambiental.
[00011] A invenção RU 2690925 é aplicada no campo de mineração e empregada para prevenir a formação de poeira de vários materiais de granulação fina (cinzas, carvão, escória, potássio e outros fertilizantes, pós de argila, pós de grafite, etc.) durante o armazenamento e transporte. O material supressor de poeira contém uma mistura de monoetilenoglicol, dietilenoglicol, trietilenoglicol, tetraetilenoglicol, pentaetilenoglicol, subprodutos da produção de dioxano, carboximetilcelulose (1-3%), agente umectante e água. Embora a formulação RU 2690925 empregue um polímero derivado da celulose, a carboximetilcelulose, um derivado da celulose solúvel em água, a invenção não tem relação com a proposta neste documento. A formulação contém água, possui vários aditivos tais como etilenoglicóis, subprodutos da produção de dioxano, além de não relatar o controle de umidade do material revestido.
[00012] A presente invenção baseia-se na formação de revestimentos protetivos para superfícies de materiais minerais ou não, particulados. Os filmes são obtidos a partir da técnica de pulverização empregando aspersor de ar comprimido que espalha a solução polimérica sobre o material, podendo o filme formado responder a absorção/perda de água ou proteção a perda eólica principalmente de minérios em suspensão durante transporte e armazenamento a céu aberto, embora outros sistemas possam ser considerados.
Claims (1)
1. Processo de aplicação de camada protetora polimérica em minério de ferro para controle de perda/absorção de água e mitigação de perda eólica aplicado no revestimento de materiais minerais ou não, particulados, empregando a técnica de pulverização de solução polimérica em solvente volátil (acetona) CARACTERIZADO pelo fato de compreender as etapas de: i. Preparo de solução polimérica com polímero insolúvel em água (acetato de celulose, de massa molar entre 30.000 - 100.000 g.mol-1; ii. utilização de solvente volátil (acetona); iii. solução polimérica composta por 3-5% de polímero; iv. aplicação do filme polimérico por um aspersor de ar que distribui o filme sobre a área exposta dos minérios de ferro variando de 30 à 60s, ou tempos maiores para filmes mais espessos; v. Obtenção de filme polimérico hidrofóbico na superfície dos minérios, por meio da evaporação do solvente resultando na superfície revestida do material; vi. filme sobre o material revestido pode responder, não absorvendo umidade do meio, não perdendo umidade para o meio ou não perdendo particulado para o meio.
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