Como funciona o processo de filtração de minérios e rejeitos
Resumo rápido: filtrar minério ou rejeito retira água da polpa até a torta poder ser empilhada. Em ensaios de bancada Remae, polpas de 35% a 80% de sólidos deram tortas de 10% a 20% de umidade — faixa medida sobre esses materiais, não um patamar aplicável a qualquer polpa.
Por que a usina filtra
A filtração é a última etapa de separação sólido-líquido do beneficiamento: a polpa do espessador entra no filtro e sai em dois produtos, a torta e o filtrado.
A torta responde ao destino do material. A pilha de rejeito só é estável perto da umidade ótima de compactação — daí o alvo abaixo de ~20% de umidade no empilhamento a seco, com casos brasileiros publicados de minério de ferro operando em 14–17%. Concentrado que segue para porto responde ao TML do Código IMSBC: carga sujeita à liquefação só embarca com umidade abaixo desse limite. O filtrado responde ao circuito de água: quanto mais límpido, mais direto o retorno ao processo.
A Lei 14.066/2020 proibiu barragens com alteamento a montante e obrigou a descaracterização das existentes, o que tornou a filtragem de rejeito premissa de projeto novo — desdobrada por umidade geotécnica e equipamento em filtragem de rejeitos e dry stacking.
Cada rota de filtro desagua de um jeito
O mesmo material entrega números diferentes conforme o equipamento, porque a força motriz é outra em cada rota.
- Filtro prensa — torta formada sob pressão, em batelada; tende a entregar as tortas mais secas e domina os projetos novos de rejeito. O elemento é a lona para filtro prensa, especificada por granulometria, pH, temperatura e abrasividade.
- Filtros a vácuo (disco, tambor, panela, folha) — torta formada sob vácuo, em operação contínua, com sopro na descarga; favorecem grande volume de material que desagua bem. O elemento é confeccionado por equipamento, como em elementos filtrantes.
- Filtro de esteira horizontal a vácuo — filtração, lavagem e secagem em sequência ao longo da esteira filtrante.
Qual rota entrega o quê se mede em bancada, com a polpa real, antes da decisão de projeto.
O que muda quando muda o tecido
O filtro é dimensionado com o material de projeto, mas opera com o material real, quase sempre mais fino. O tecido é a variável ajustável com a planta rodando — e a variação que ele produz é medida.
Num ensaio comparativo de 6 tecidos sobre a mesma polpa (tubo de pressão, ~34 °C), a umidade residual da torta foi de 14,5% a 20,4% trocando apenas o elemento filtrante. Em leaf test com talco flotado, os tecidos comparados sobre a mesma polpa entregaram tortas de 22,1% a 13,4% de umidade, 8,7 pontos percentuais de diferença sem mudar equipamento, pressão ou vácuo. Ambos valem para aqueles materiais, naquelas condições, e não se transferem para outra polpa.
A especificação segue uma ordem. Primeiro a fibra, ditada pela química: poliéster, polipropileno, poliamida e blends técnicos têm janelas distintas de pH e temperatura, e fora da faixa o tecido degrada em semanas. Depois a construção: monofilamento libera melhor a torta e colmata menos; multifilamento retém mais finos e clareia o filtrado. Por último o acabamento — calandragem para desprendimento, termofixação para estabilidade dimensional.
Quando a umidade sobe acima do alvo, a causa raramente é única: o roteiro está em umidade de torta alta: causas e, para queda progressiva de vazão com filtrado limpo, em diagnóstico de blinding.
O que o ensaio mede
O laboratório Remae reproduz o equipamento em bancada: tubo de pressão para filtro prensa, leaf test e funil de Büchner para vácuo. Com uma amostra de 5 a 20 litros, o ensaio mede tempo de ciclo, volume filtrado, umidade da torta, finos passantes no filtrado e desprendimento, comparando o elemento em uso com candidatos sobre a mesma polpa. É o que isola a contribuição do tecido do resto do processo.
O acervo do laboratório reúne 577 ensaios de filtração documentados (2004–2026). Em mineração especificamente, são 138 ensaios documentados (2004–2026) — contagem sobre o corpus de ensaios de mineração, não uma fatia dos 577. Uma amostra em materiais minerais, cada valor sendo a média das corridas:
| Material filtrado | Ensaio (filtro simulado) | Umidade da torta | Ganho |
|---|---|---|---|
| Talco flotado | Leaf test (vácuo) | 22,1% → 13,4% | −8,7 p.p. |
| Concentrado fino apatítico | Leaf test (vácuo) | 19,6% → 15,1% | −4,5 p.p. |
| Granito | Tubo de pressão (filtro prensa) | 12,4% → 8,3% | −4,1 p.p. |
| Sulfato de níquel | Tubo de pressão (filtro prensa) | 55,1% → 51,4% * | −3,7 p.p. |
| Rejeito de mineração (zinco) | Tubo de pressão (filtro prensa) | 14,4% → 13,3% | −1,1 p.p. |
* No mesmo ensaio de sulfato de níquel, com auxiliar filtrante (perlita, 5–10 g/1000 ml), a umidade chegou a 45,1%.
Valores de ensaio de bancada sobre o material real do cliente: cada número vale para aquele material, naquela condição, e não se extrapola para outra polpa.
Vida útil do tecido em rejeito
Em rejeito, o tecido trabalha sob abrasão e sob dano mecânico na descarga. Num estudo independente de filtro prensa em rejeito de minério de ferro, reduzir a pressão nas placas ímpares, onde o cake blow danificava o tecido, elevou a vida útil do tecido em +178%; no mesmo estudo, controlar a granulometria de alimentação (grossos com menos de 8% retidos em 0,15 mm e finos abaixo de 0,045 mm limitados) elevou a utilização física dos filtros em +30% (Nigro, Silva & Schons Silva, LAMPPMIN / Universidade Federal de Catalão, Revista Foco v.16 n.9, 2023). São resultados daquela planta, atribuídos a essas duas causas, e não a uma troca de tecido.
O roteiro quando o tecido dura menos do que deveria está em vida útil curta do tecido.
Perguntas frequentes
Por que filtrar rejeito em vez de bombear para barragem?
Porque a Lei 14.066/2020 proibiu o alteamento a montante e obrigou a descaracterização das barragens existentes, o que tornou o rejeito filtrado a rota padrão de projeto novo, com a vantagem de devolver água ao circuito.
Qual umidade de torta a filtração de minério consegue entregar?
Depende do material. Em ensaios Remae com minérios e rejeitos, polpas de 35% a 80% de sólidos resultaram em tortas de 10% a 20% de umidade. Materiais que desaguam bem chegam abaixo de 10% em ensaio de filtro prensa: concentrado de zinco a cerca de 7,5%, granito a 8,3% e rejeito de mineração a 9,9% — cada um sobre o seu material, naquela condição de ensaio, sem extrapolação para outra polpa.
Filtro prensa ou filtro a vácuo para minério?
O filtro prensa trabalha a pressões maiores, em batelada, e tende a entregar torta mais seca; os filtros a vácuo favorecem operação contínua e grande volume de material que desagua bem. O comparativo sai do ensaio nas duas rotas.
Trocar apenas o tecido muda mesmo o resultado?
Muda, e é mensurável. No comparativo de 6 tecidos sobre a mesma polpa (tubo de pressão, ~34 °C), a umidade residual variou de 14,5% a 20,4% mudando só o elemento filtrante. O tamanho do ganho é próprio de cada material.
Rejeito ultrafino ou reprocessado é filtrável?
É o caso-limite: partícula fina cega o tecido e segura água, o que faz da construção do fio, da trama e do acabamento decisões de ensaio. Em material fino, a diferença entre tecidos chegou a 4,5 pontos percentuais no ensaio de concentrado apatítico (leaf test).
O que o laboratório precisa receber para rodar o ensaio?
Uma amostra de 5 a 20 litros da polpa e os dados de processo: material, granulometria e teor de finos, pH, temperatura, % de sólidos e equipamento.
Traga seu rejeito — o ensaio é feito no laboratório Remae. Envie uma amostra de 5 a 20 litros com os dados de processo (minério, granulometria, pH, % de sólidos e tipo de filtro) e a Remae devolve o comparativo de tecidos com a umidade medida no seu material. → /orcamento/