Ensaios e Desenvolvimento de Separação Magnética de Minerais no CETEM
Guia técnico sobre fundamentos magnéticos, infraestrutura laboratorial e piloto, solicitação do serviço, contratação, equipamentos, aplicações industriais, custos, resultados e estratégias para desenvolvimento de rotas de beneficiamento mineral.
1. Visão geral e contexto institucional
O Centro de Tecnologia Mineral — CETEM é uma unidade de pesquisa integrante da estrutura do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação — MCTI, com atuação voltada à pesquisa, ao desenvolvimento tecnológico e à inovação relacionados ao aproveitamento sustentável dos recursos minerais.
No âmbito de sua estrutura técnica, a Coordenação de Processamento e Tecnologias Minerais — COPTM desenvolve e coordena estudos, pesquisas, tecnologias e inovação aplicados ao processamento de minérios e minerais. O serviço governamental de ensaios e desenvolvimento de separação magnética é apresentado oficialmente no Portal Gov.br como atividade executada pela estrutura COPTM/SEDPI.
A separação magnética constitui uma das operações unitárias clássicas do beneficiamento físico de minérios. O princípio consiste em explorar diferenças na resposta das espécies minerais quando submetidas a um campo magnético, permitindo concentrar minerais de interesse ou remover componentes indesejados.
A técnica pode ser empregada, por exemplo, na concentração de minerais portadores de ferro, na remoção de impurezas ferríferas de minerais industriais e na composição de rotas integradas com britagem, moagem, classificação, concentração gravítica, flotação e outras operações.
2. Fundamentos técnicos da separação magnética
A resposta magnética de um mineral está relacionada, entre outras propriedades, à sua susceptibilidade magnética. Na forma simplificada para materiais lineares, a magnetização adquirida pode ser representada por:
Em tratamentos técnicos também pode aparecer a letra J representando a intensidade de magnetização. A notação pode variar conforme a referência empregada.
A indução ou densidade de fluxo magnético pode ser expressa, em um meio linear, por:
No vácuo ou quando se explicita a contribuição da magnetização, também se utiliza:
Classificação básica dos materiais
Ferromagnéticos
Possuem resposta magnética intensa. A magnetita é o exemplo clássico em processamento mineral e pode ser recuperada com campos relativamente baixos.
Paramagnéticos
Apresentam susceptibilidade positiva menos intensa. Minerais fracamente magnéticos normalmente demandam maior intensidade ou maior gradiente de campo.
Diamagnéticos
Apresentam susceptibilidade negativa e resposta de repulsão muito fraca diante do campo aplicado, sendo frequentemente encontrados na fração não magnética.
Força magnética sobre a partícula
Em uma representação simplificada, a força de separação depende não apenas da intensidade do campo, mas também do seu gradiente, do volume da partícula e da diferença entre as propriedades magnéticas do mineral e do meio.
Isso explica por que um equipamento de elevado gradiente pode capturar partículas fracamente magnéticas mesmo quando a susceptibilidade do mineral é relativamente baixa.
Matrizes de alto gradiente
Na separação magnética de minerais finos e fracamente magnéticos, são utilizados elementos que concentram e distorcem localmente as linhas de fluxo magnético. Essas matrizes podem utilizar materiais ferromagnéticos e geometrias capazes de produzir elevados gradientes locais, aumentando a força de retenção sobre as partículas.
Em separadores de alta intensidade a úmido, essa característica é particularmente importante porque forças hidrodinâmicas, gravitacionais e de arraste competem com a atração magnética.
3. Infraestrutura tecnológica disponível no CETEM
A infraestrutura divulgada pelo Laboratório Multiusuário de Processamento Mineral do CETEM contempla preparação de amostras, britagem, peneiramento e diferentes equipamentos de concentração e separação.
No segmento de separação magnética, a página institucional do laboratório informa equipamentos como Jones, WHIMS, separadores de terras raras e separadores de tambor, além de equipamento de separação eletrostática.
Jones / WHIMS
Separação magnética de alta intensidade a úmido, especialmente importante para minerais fracamente magnéticos e partículas relativamente finas.
Separação por tambor
Configuração amplamente empregada na recuperação de minerais fortemente magnéticos, como a magnetita, e em operações de remoção de materiais ferrosos.
Terras raras
Equipamentos de ímãs permanentes de alta intensidade podem ser utilizados principalmente em separação a seco e purificação de minerais industriais.
Separação eletrostática
Tecnologia complementar baseada em propriedades elétricas das partículas, compondo a infraestrutura de desenvolvimento de rotas físicas de separação.
4. Como solicitar o serviço no CETEM
A página oficial do Governo Federal estrutura o atendimento em quatro etapas. O fluxo abaixo reproduz e explica esse procedimento.
Solicitar o serviço
O interessado encaminha a demanda técnica ao setor responsável informando o tipo de material mineral, o objetivo do ensaio e o volume de amostras, quando disponível.
A equipe COPTM/SEDPI avalia a capacidade laboratorial e verifica se são necessárias informações complementares para elaboração da proposta.
Canais oficiais: ematiolo@cetem.gov.br ou hcouto@cetem.gov.br.
Aceitar a proposta e formalizar a contratação
Após a avaliação técnica, o interessado pode receber uma proposta técnico-comercial. A formalização envolve o aceite da proposta, assinatura do instrumento jurídico aplicável e, quando houver, comprovação do pagamento ou da contrapartida pactuada.
A contratação pode utilizar contrato, acordo, prestação de serviço ou outro instrumento juridicamente adequado à natureza da relação.
Aguardar a execução dos ensaios
A equipe técnica realiza os ensaios laboratoriais, avalia eficiência e recuperações e prepara o relatório técnico conclusivo. Atividades adicionais podem ser incluídas conforme o projeto.
Local oficial informado: Av. Pedro Calmon, 900, Ilha da Cidade Universitária, CEP 21941-908, Rio de Janeiro — RJ.
Receber os resultados
O relatório técnico pode contemplar metodologia aplicada, parâmetros e condições operacionais, desempenho obtido e recomendações destinadas à avaliação de escala industrial.
| Etapa | Atividade principal | Canal / resultado |
|---|---|---|
| 1 | Apresentação da demanda, material, objetivo e amostra. | E-mail à equipe responsável. |
| 2 | Aceite técnico-comercial e instrumento jurídico. | Formalização conforme o projeto. |
| 3 | Ensaios laboratoriais, avaliação de eficiência e recuperações. | Execução pela COPTM/SEDPI. |
| 4 | Conclusão e apresentação dos resultados. | Relatório técnico. |
5. Variáveis avaliadas durante os ensaios
A definição do programa experimental depende das características do material e do equipamento selecionado. Em ensaios de separação magnética, parâmetros que podem ser avaliados incluem:
- intensidade do campo magnético;
- corrente aplicada às bobinas, quando utilizado equipamento eletromagnético;
- tipo e geometria de matriz;
- granulometria de alimentação;
- grau de liberação mineral;
- percentual de sólidos da polpa em operações a úmido;
- vazão de alimentação;
- velocidade de passagem do material;
- pressão ou vazão de água de lavagem;
- número de etapas de limpeza e recuperação;
- recuperação mássica e metalúrgica;
- teor e qualidade do produto magnético e não magnético.
O balanço conjunto desses fatores é fundamental porque elevar a intensidade do campo, por exemplo, pode aumentar a recuperação e simultaneamente reduzir a seletividade. O objetivo experimental é encontrar a condição que melhor atenda à especificação tecnológica do produto.
6. Quem pode utilizar o serviço?
De acordo com a Carta de Serviços do Governo Federal, podem utilizar o serviço:
Empresas
Empresas dos segmentos de mineração, metalurgia e transformação mineral.
Startups
Startups e empreendimentos de base tecnológica relacionados à cadeia mineral.
Instituições
Instituições públicas e privadas, universidades, pesquisadores e grupos de P&D.
Cooperativas
Cooperativas e empreendimentos minero-industriais interessados no desenvolvimento tecnológico.
7. Custos, contratação e prazo
A página oficial registra que a contratação pode ocorrer mediante contrapartida financeira ou por meio de instrumentos de parceria, incluindo convênios, acordos e contratos, observada a política de inovação do CETEM.
O prazo global não possui estimativa fixa publicada. O próprio serviço oficial informa que a duração ainda não é estimada previamente. Na prática, o cronograma depende da extensão do programa experimental, disponibilidade de equipamentos, quantidade de amostra, caracterizações complementares e complexidade do projeto.
Portanto, empresas interessadas devem solicitar uma proposta técnico-comercial específica antes de estabelecer cronograma, orçamento ou decisão de investimento baseada nos ensaios.
8. P&D&I, Marco Legal da Inovação e Fundação COPPETEC
Além da contratação de serviços tecnológicos, determinadas demandas podem ser estruturadas como projetos de pesquisa, desenvolvimento e inovação — P&D&I, de acordo com seu objeto, interesse institucional e enquadramento jurídico.
O Núcleo de Inovação Tecnológica do CETEM atua na política de inovação, transferência de tecnologia e apoio à elaboração de instrumentos relacionados a parcerias de P&D&I.
O CETEM também possui relacionamento institucional com a Fundação COPPETEC como fundação de apoio. A COPPETEC possui experiência na gestão administrativa e financeira de projetos de pesquisa e desenvolvimento tecnológico e pode participar da operacionalização de projetos quando houver enquadramento e instrumento jurídico apropriados.
9. Situações em que o CETEM pode recusar uma demanda
O serviço oficial estabelece expressamente três situações fundamentais em que uma solicitação pode não ser aceita:
Incompatibilidade técnica
O projeto exige especialidade, técnica, equipamento ou tecnologia fora do escopo de atuação institucional.
Falta de alinhamento estratégico
A proposta não apresenta aderência suficiente às competências e à expertise centrais do CETEM.
Capacidade operacional limitada
Em períodos de elevada demanda, novos compromissos podem ser recusados para preservar a qualidade e os prazos dos projetos já assumidos.
10. Equipamentos e faixas de aplicação
As classificações de intensidade de campo não são universais e podem variar entre fabricantes e referências técnicas. A tabela abaixo deve ser entendida como orientação tecnológica aproximada, e não como limite normativo rígido.
| Tecnologia | Características gerais | Meio | Aplicações típicas | Exemplos de minerais |
|---|---|---|---|---|
| LIMS / baixo campo | Voltado principalmente a materiais fortemente magnéticos. | Seco ou úmido | Concentração e remoção de materiais ferromagnéticos. | Magnetita e ferro metálico. |
| Médio campo | Faixa intermediária dependente do equipamento e do minério. | Seco ou úmido | Minerais de resposta magnética intermediária. | Ilmenita e outros minerais magneticamente susceptíveis. |
| WHIMS / Jones | Alta intensidade e alto gradiente a úmido. | Úmido | Recuperação de minerais fracamente magnéticos e finos. | Hematita e outros minerais fracamente magnéticos. |
| Rolo de terras raras | Ímãs permanentes de alta intensidade. | Seco | Purificação e remoção de contaminantes magnéticos. | Feldspato, quartzo e minerais industriais. |
Publicação técnica do CETEM apresenta, como referência, magnetita em faixas de campo relativamente baixas, minerais como ilmenita em faixas intermediárias e minerais fracamente magnéticos, como hematita, exigindo campos superiores. A condição real, entretanto, depende do equipamento, granulometria, mineralogia e gradiente produzido.
11. Principais aplicações industriais
11.1 Purificação de feldspatos e minerais industriais
Para aplicações em vidro, cerâmica e porcelanato, minerais portadores de ferro podem prejudicar alvura, coloração e valor comercial. Nesses casos, a separação magnética pode ser utilizada para remover magnetita, biotita, hornblenda, granada, turmalina e outros minerais susceptíveis.
Estudo acadêmico voltado à purificação de uma rocha rica em feldspatos de Pedra Lavrada, na Paraíba, avaliou separação magnética a seco após caracterização química e mineralógica. A amostra inicial apresentou teor médio de 1,25% de Fe₂O₃.
Na condição experimental de melhor desempenho, a fração não magnética alcançou aproximadamente 0,147% de Fe₂O₃, representando redução de aproximadamente 76,81% em relação à alimentação.
Outras condições produziram frações não magnéticas entre 0,285% e 0,300% de Fe₂O₃. O estudo destacou ainda que a liberação das fases magnéticas abaixo de determinada granulometria foi determinante para a eficiência do processo.
11.2 Minério de ferro e itabiritos
A separação magnética de alta intensidade a úmido possui importância histórica no aproveitamento de minérios de ferro contendo hematita e materiais de menor teor. O CETEM registra em sua literatura técnica aplicações de separadores de alta intensidade no beneficiamento de itabiritos e outros materiais fracamente magnéticos.
Em unidades tipo Jones/WHIMS, matrizes ferromagnéticas submetidas a elevado campo produzem regiões de alto gradiente, permitindo capturar partículas minerais cuja resposta seria insuficiente em separadores convencionais de baixo campo.
Corrente, matriz, granulometria, vazão, teor de sólidos e condições de lavagem podem ser combinados experimentalmente para buscar equilíbrio entre teor do concentrado, recuperação de ferro e rejeição de sílica.
11.3 Rochas fosfáticas
Em determinados minérios fosfáticos, etapas magnéticas podem integrar a rota de processamento para remoção de magnetita e outros minerais portadores de ferro antes das etapas posteriores de concentração ou processamento químico.
A literatura técnica do CETEM cita expressamente a remoção de magnetita de minérios fosfatados entre as aplicações da separação magnética.
11.4 Caulim
Outra aplicação tecnológica importante é a purificação de caulim. Minerais de ferro e titânio podem comprometer sua alvura e qualidade comercial. A literatura do CETEM registra aplicações industriais de separação magnética de elevada intensidade para essa finalidade.
12. Análise técnico-econômica
A decisão entre separação magnética, flotação, concentração gravítica ou uma rota combinada deve considerar recuperação, teor, consumo energético, água, reagentes, CAPEX, OPEX, granulometria, mineralogia e especificação comercial do produto.
Em materiais que apresentam resposta magnética adequada, uma vantagem potencial da separação magnética é a ausência ou redução do consumo de reagentes químicos específicos de flotação, como coletores, espumantes, depressores e modificadores.
Isso pode reduzir custos associados à aquisição e preparação de reagentes e simplificar determinados aspectos do gerenciamento de água e rejeitos. Entretanto, separadores de alta intensidade também consomem energia e exigem investimento, manutenção, preparação granulométrica e controle operacional.
13. Implicações ambientais e sustentabilidade
A separação magnética é fundamentalmente uma operação física. Quando a rota elimina ou reduz etapas dependentes de reagentes, pode apresentar vantagens ambientais, especialmente relacionadas ao gerenciamento da água de processo e à composição química dos rejeitos.
A tecnologia também pode contribuir para o reaproveitamento de materiais de baixo teor e de rejeitos que ainda contenham minerais recuperáveis. Equipamentos de alto gradiente ampliaram historicamente a capacidade de processamento de minerais fracamente magnéticos e de granulometrias que apresentam maior dificuldade em sistemas convencionais.
Entretanto, a sustentabilidade de uma rota não deve ser avaliada apenas pela ausência de reagentes. Consumo de energia, geração de ultrafinos, recirculação de água, necessidade de moagem, disposição dos rejeitos e emissões associadas à operação também precisam compor a avaliação ambiental.
14. Como preparar uma boa solicitação ao CETEM
Quanto mais completos forem os dados iniciais, maior a capacidade da equipe técnica de avaliar o projeto e dimensionar corretamente o programa de ensaios.
- identificar claramente o minério ou material a ser avaliado;
- informar a origem e representatividade da amostra;
- descrever a quantidade de material disponível;
- apresentar análises químicas existentes;
- disponibilizar caracterização mineralógica quando existente;
- informar a distribuição granulométrica;
- indicar o mineral de interesse e os contaminantes críticos;
- definir a especificação desejada para o produto final;
- informar recuperação metalúrgica ou mássica pretendida, quando aplicável;
- descrever processos anteriores já testados;
- informar se o objetivo é diagnóstico, bancada, otimização ou geração de dados para escala industrial.
15. Recomendações estratégicas
Caracterize o minério antes de escolher o equipamento
A composição química isoladamente não demonstra se o ferro, por exemplo, encontra-se em magnetita liberada, em mica, em óxidos finamente disseminados ou incorporado à estrutura cristalina de outro mineral. Essas situações podem exigir rotas completamente diferentes.
Defina metas mensuráveis
A proposta deve preferencialmente estabelecer metas como teor máximo de contaminante, teor mínimo do mineral de interesse, recuperação mínima ou especificação comercial. “Melhorar a qualidade” é objetivo excessivamente amplo para um programa experimental.
Avalie o grau de liberação
Uma partícula contendo simultaneamente mineral valioso e contaminante magnético pode apresentar comportamento inadequado durante a separação. A moagem necessária para atingir a liberação adequada deve fazer parte da avaliação da rota.
Considere o escalonamento desde o início
Resultados de bancada são essenciais, mas precisam ser interpretados considerando capacidade, estabilidade operacional, consumo específico e condições de uma futura instalação industrial.
Estruture adequadamente projetos de inovação
Projetos mais amplos podem demandar instrumento jurídico de P&D&I, propriedade intelectual, confidencialidade, cronograma, responsabilidades técnicas e eventualmente fundação de apoio. Esses pontos devem ser discutidos na etapa de formalização.
16. Perguntas frequentes
O CETEM realiza apenas ensaios de bancada?
Não. O CETEM possui infraestrutura de processamento mineral e experiência em desenvolvimento de projetos e rotas, podendo definir a abrangência do trabalho conforme a demanda e a capacidade disponível.
Qualquer empresa pode solicitar o serviço?
Empresas de mineração e metalurgia, startups, instituições, pesquisadores, cooperativas e empreendimentos minero-industriais estão entre os públicos expressamente indicados pelo serviço oficial. A aceitação do projeto depende da avaliação técnica e institucional.
Existe preço fixo publicado?
A página oficial não apresenta tabela única de preço para projetos customizados. A contratação pode envolver proposta técnico-comercial, pagamento ou contrapartida, conforme o objeto e o instrumento utilizado.
Qual é o prazo do serviço?
O Portal Gov.br informa que o prazo ainda não possui estimativa geral. A duração depende do projeto.
A separação magnética substitui a flotação?
Não necessariamente. As duas tecnologias exploram propriedades diferentes. Dependendo da mineralogia, podem ser alternativas ou etapas complementares dentro do mesmo fluxograma.
É necessário fazer caracterização mineralógica antes dos testes?
Nem sempre será uma exigência prévia do interessado, mas a caracterização pode ser essencial para compreender quais minerais devem ser separados, sua associação, susceptibilidade e granulometria de liberação. A própria equipe do CETEM poderá solicitar dados adicionais.
17. Conclusão
O serviço de ensaios e desenvolvimento de separação magnética de minerais disponibilizado pelo CETEM constitui uma ferramenta relevante para empresas, pesquisadores e instituições que necessitam avaliar, desenvolver ou otimizar rotas de beneficiamento mineral.
A combinação entre infraestrutura especializada, separadores magnéticos de diferentes características, preparação de amostras, capacidade de processamento mineral e conhecimento técnico permite investigar desde a remoção de contaminantes até a recuperação de minerais fracamente magnéticos.
Para projetos empresariais, o maior benefício do ensaio não está apenas em saber se determinado minério “responde” ao campo magnético. O objetivo é estabelecer as condições operacionais que produzam o equilíbrio economicamente desejável entre teor, recuperação, seletividade, consumo energético, estabilidade do processo e especificação comercial.
Uma solicitação bem estruturada, acompanhada de caracterização adequada e metas objetivas, tende a melhorar a avaliação inicial e permite que o CETEM defina com maior precisão o programa experimental aplicável.
18. Fontes oficiais e referências técnicas
-
Portal Gov.br — CETEM.
“Solicitar Ensaios de Separação Magnética para Inovação e Otimização de Processos
de Beneficiamento Mineral”. Última modificação informada: 15/12/2025.
Acessar serviço oficial -
CETEM — Coordenações Técnicas.
Informações institucionais sobre a Coordenação de Processamento e Tecnologias Minerais — COPTM.
Acessar página institucional -
Laboratório Multiusuário de Processamento Mineral — CETEM.
Infraestrutura com equipamentos Jones, WHIMS, terras raras, tambor e separação eletrostática.
Consultar infraestrutura -
CETEM — Núcleo de Inovação Tecnológica.
Informações sobre política de inovação, transferência de tecnologia e apoio
à elaboração de contratos e acordos de parceria em P&D&I.
Consultar NIT/CETEM -
CETEM.
Informações institucionais sobre a Fundação COPPETEC como fundação de apoio
e sua atuação na gestão de projetos de pesquisa e desenvolvimento tecnológico.
Consultar publicação -
SAMPAIO, João Alves; LUZ, Adão Benvindo da; FRANÇA, Silvia Cristina Alves;
GONZAGA, Ligia Mara.
Separação Magnética e Eletrostática. In: Tratamento de Minérios,
6ª edição. CETEM, 2018, capítulo 8.
Consultar publicação no Mineralis/CETEM -
SAMPAIO, João Alves; FRANÇA, Silvia Cristina Alves; LUZ, Adão Benvindo da.
Ensaios de Separação Magnética e Eletrostática. In:
Tratamento de Minérios: Práticas Laboratoriais. CETEM/MCTI, 2007.
Consultar publicação -
Universidade Federal de Campina Grande — UFCG.
Estudo de caracterização química e mineralógica e separação magnética visando
redução de Fe₂O₃ em rocha rica em feldspatos de Pedra Lavrada/PB.
Consultar estudo acadêmico
Precisa estruturar a demanda ou organizar um projeto tecnológico?
O Direto Legaliza pode auxiliar empresas na organização documental e institucional de demandas empresariais, projetos, cadastros, contratos e procedimentos perante órgãos públicos. Para a definição técnica dos ensaios de separação magnética, metodologia e parâmetros laboratoriais, a avaliação deve ser realizada diretamente pela equipe especializada do CETEM.
Se sua empresa precisa organizar a documentação, entender o procedimento aplicável ou estruturar os próximos passos antes de iniciar uma demanda institucional, entre em contato conosco.
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