Hva menes med rettssetningen om at det må foreligge ”certain circumstances” for

sistema apatita-água, propondo diversos produtos de solubilidade e diagramas de distribuição de espécies (CHANDER e FUERSTENAU, 1979; SOMASUNDARAN et

al., 1985; WU et al., 1991; FA et al., 2003; RODENAS et al., 2005; SKARTSILA e

SPANOS, 2007).

3.5. Propriedades Químicas de Surfatantes e Depressores em Meio Aquoso

3.5.1. Ácidos Carboxílicos

Os ácidos carboxílicos são eletrólitos fracos que em solução aquosa sofrem dissociação, e as concentrações das espécies resultantes são dependentes do pH. A dissociação dos ácidos carboxílicos pode ser descrita pela equação:

RCOOH(aq) + OH-  RCOO- + H2O (3.6)

Em meio ácido predominam as espécies moleculares e em meio básico predominam as espécies iônicas. Na região intermediaria, as espécies iônicas e moleculares podem sofrer interações associativas formando espécies ionomoleculares e dímeros em solução pré-micelar:

RCOO- + RCOOH  (RCOO)2H- (3.7)

2RCOO-  (RCOO)22- (3.8)

A distribuição de espécies do ácido oléico na concentração 3x10-5M, segundo VIJAYA KUMAR et al. (2002), é mostrada no diagrama da figura 3.17. Observa-se que aproximadamente acima de pH 8, as espécies iônicas e os dímeros são predominantes.

FIGURA 3.17: Diagrama de distribuição de espécies em função do pH (VIJAYA KUMAR et al., 2002).

3.5.2. Aminas

As aminas também se comportam como eletrólitos fracos quando estão em solução aquosa, e assim como no caso dos ácidos carboxílicos, as concentrações das espécies resultantes da dissociação dependerá do pH da solução. A dissolução das aminas pode ser representada pela seguinte equação:

RNH2(aq) + H2O  RNH3+ + OH- (3.9)

As aminas também estão sujeitas à interações entre suas espécies dissociadas e moleculares, formando dímeros e espécies ionomoleculares:

2RNH3+  (RNH3)22+ (3.10)

RNH3+ + RNH2  (RNH2 RNH3)+ (3.11)

As espécies ionomoleculares e as espécies diméricas são altamente ativas na região interfacial, sendo de extrema importância na flotação. ANANTHAPADMANABHAN

et al. (1979) calcularam a distribuição destas espécies para o cloreto de dodecilamina na

concentração 5x10-5M e construíram o diagrama de distribuição de espécies, apresentado na figura 3.18. Pode-se observar que em região ácida de pH predominam as espécies iônicas na forma RNH+. Acima de pH 6 aparecem também as espécies

pH log (ati vid ad e da s esp éci es ) pH log (ati vid ad e da s esp éci es )

diméricas, que apresentam concentração significativa até pH 10. Em faixa de pH básica, acima de aproximadamente pH 10,5, predominam as espécies moleculares.

FIGURA 3.18: Diagrama de distribuição de espécies para a dodecilamina em função do pH (ANANTHAPADMANABHAN et al., 1979).

3.5.3. Alquil sulfonatos

Os sulfonatos apresentam as características de eletrólitos fortes e se dissociam completamente em baixos valores de pH. As espécies aniônicas (RSO3-) são dominantes

em toda faixa acima de aproximadamente pH 3. Os sulfonatos se diferem dos sulfatos pela presença de um átomo de oxigênio a menos ligado ao enxofre. Assim, nos sulfonatos o enxofre faz uma ligação simples e direta a um carbono da cadeia, duas ligações duplas a dois átomos de oxigênio e uma ligação simples ao terceiro átomo de oxigênio que normalmente está ligado a um metal alcalino, como por exemplo, o sódio. Quando em meio aquoso, o metal alcalino é facilmente dissociado da molécula do surfatante, favorecendo a formação das espécies aniônicas em ampla faixa de pH. A representação simplificada da estrutura de um sulfonato é apresentada na figura 3.19.

3.5.4. Depressores

Os reagentes usados como depressores na flotação são reagentes capazes de proporcionar um caráter hidrofílico acentuado a determinadas superfícies minerais e de inibir a ação de coletores sobre essas superfícies.

O amido é um dos principais polissacarídeos utilizados como depressores na flotação, principalmente como depressor de óxidos de ferro e ganga carbonática. Sua principal composição são as moléculas de amilose e de amilopectina, que são polímeros de glicose. As macromoléculas formadoras do amido são extremamente hidrofílicas devido à presença de muitos grupos OH- nos monômeros de glicose. Estas moléculas são capazes de atuar como pontes entre as partículas, formando grandes agregados altamente hidrofílicos. A formação de complexos com cátions superficiais, interações eletrostáticas, ligações de hidrogênio e fatores de compatilidade estérica são os principais mecanismos de adsorção do amido em superfícies minerais propostos na literatura (HANNA E SOMASUNDARAN, 1976; SOMASUNDARAN et al., 1985; CORREIA et al., 2002).

LIU et al. (2000) propõem que as interações entre os polissacarídeos e as superfícies minerais podem ser descritas como reações ácido/base. Segundo os autores, os grupos metal-hidroxila (MeOH) superficiais em contato com o meio aquoso podem doar ou receber prótons, se comportando como um ácido ou uma base de Brönsted. Na interação com polissacarídeos, os grupos superficiais MeOH liberariam as hidroxilas, enquanto os grupos hidroxila do polissacarídeo liberariam os prótons H+, conforme ilustrado na figura 3.20.

FIGURA 3.20: Interação entre polissacarídeos e a superfície mineral (LIU et al., 2000).

Os taninos (ou polifenois) são compostos fenólicos de alto peso molecular que podem ser extraídos de árvores nativas de diferentes regiões do planeta. O quebracho, a casca de acácia e a lignina são os taninos mais utilizados na tecnologia mineral. O quebracho e a casca de acácia têm sido empregados como depressores de calcita, dolomita e siderita na flotação de fluorita com ácidos graxos e também na flotação de galena como depressores de esfarelita e ganga carbonatada (PEARSE, 2005; RAO, 2004a). A estrutura aproximada do quebracho é apresentada na figura 3.21.

FIGURA 3.21: Estrutura aproximada do quebracho (BULATOVIC, 1999).

HANNA e SOMASUNDARAN (1976) consideraram que a forte natureza hidrofílica dos grupos fenol existentes na estrutura do quebracho é responsável pela sua ação depressora. A formação de complexos fenolato (tanato) de cálcio, interações eletrostáticas e ligações de hidrogênio foram consideradas como os principais mecanismos envolvidos na adsorção de tanino em calcita.