1. Contexto institucional e fundamentos tecnológicos

O Centro de Tecnologia Mineral (CETEM) é uma unidade de pesquisa vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), com atuação em pesquisa, desenvolvimento tecnológico, inovação e prestação de serviços aplicados ao setor mineral e minero-metalúrgico.

Dentro da estrutura técnica do Centro, a Coordenação de Processamento e Tecnologias Minerais (COPTM) atua no desenvolvimento de estudos, pesquisas e tecnologias relacionadas ao processamento de minérios e minerais. Nesse contexto está inserido o serviço oficial denominado “Solicitar Ensaios e Desenvolvimento de Tecnologias de Flotação de Minerais”.

A flotação é um método físico-químico de concentração mineral utilizado para separar seletivamente partículas com base, sobretudo, nas diferenças existentes em suas propriedades superficiais.

Em uma polpa mineral aquosa, determinadas partículas podem apresentar hidrofobicidade natural ou adquirir comportamento hidrofóbico mediante condicionamento químico. Reagentes como coletores, depressores, ativadores, modificadores e espumantes são empregados de acordo com a mineralogia e a rota tecnológica estudada.

Durante a aeração da polpa, partículas suficientemente hidrofóbicas podem aderir às bolhas de ar e ser transportadas até a região de espuma, formando uma fração mineralizada. As partículas com menor afinidade pelas bolhas permanecem predominantemente na polpa e são recuperadas em outra corrente do processo.

Essa abordagem é particularmente relevante para minérios complexos, depósitos de baixo teor, materiais secundários, rejeitos e outras fontes minerais cuja viabilidade econômica dependa de rotas mais seletivas e eficientes.

Em serviço específico de desenvolvimento e otimização de processos de flotação, o CETEM destaca aplicações envolvendo minerais complexos e estratégicos, incluindo manganês, grafita, ferro, ouro e elementos de terras raras.

2. Infraestrutura laboratorial e escalas operacionais

Um dos diferenciais da infraestrutura do CETEM é a possibilidade de trabalhar com diferentes escalas experimentais. A progressão de ensaios de bancada para sistemas contínuos permite avaliar não apenas a química de superfície, mas também aspectos de operação e hidrodinâmica que ganham importância à medida que a escala aumenta.

A Carta de Serviços do Governo Federal informa que a mini planta piloto possui banco de 12 células contínuas, com alimentação entre 5 e 15 kg/h, além de infraestrutura de flotação em coluna. Para a planta piloto são informados bancos de 4, 8 ou 12 células, operando próximos de 50 kg/h, e colunas com capacidades entre aproximadamente 10 e 100 kg/h.

A infraestrutura divulgada pelo LMPROMIN também apresenta células mecânicas, tanques de preparo e alimentação de polpa, bombas dosadoras de reagentes, sistemas para flotação em coluna e equipamentos auxiliares destinados à preparação e remoagem de materiais.

Por que realizar o escalonamento?

Os ensaios de bancada são fundamentais para identificar tendências de seletividade, dosagens de reagentes e condições químicas adequadas. Entretanto, a passagem para sistemas contínuos introduz fatores adicionais, como tempo de residência, transporte de espuma, cisalhamento, recirculação de água e reagentes, estabilidade operacional e interação entre diferentes estágios do circuito.

Por isso, campanhas em mini planta ou planta piloto podem contribuir para reduzir incertezas associadas ao scale-up e gerar parâmetros mais representativos para estudos posteriores de engenharia.

3. Fluxo operacional do serviço

O atendimento começa pela apresentação da demanda técnica ao CETEM. Para o serviço geral de ensaios e desenvolvimento de tecnologias de flotação, a Carta de Serviços informa os contatos institucionais ematiolo@cetem.gov.br e hcouto@cetem.gov.br.

Existe também um serviço específico de desenvolvimento e otimização de processos de flotação, disponibilizado por meio do Laboratório Multiusuário de Processamento Mineral (LMPROMIN), cujo atendimento oficial indica canal próprio e contato técnico específico.

1. Apresentação da demanda
   O interessado informa o tipo de material mineral, os objetivos do trabalho, características conhecidas da amostra e, quando aplicável, o volume disponível.
2. Avaliação técnica
   A equipe do CETEM verifica capacidade laboratorial, disponibilidade de infraestrutura, escala necessária e necessidade de informações adicionais.
3. Proposta e formalização
   Sendo o projeto tecnicamente viável, são estabelecidos o escopo, as condições técnicas, o instrumento jurídico aplicável e a eventual contrapartida financeira ou não financeira.
4. Execução experimental
   O trabalho pode compreender ensaios laboratoriais, testes piloto, avaliação de eficiência, recuperação metalúrgica, condições operacionais e outras análises previstas no projeto.
5. Consolidação e entrega dos resultados
   Os resultados são apresentados conforme o escopo contratado, podendo incluir metodologia, parâmetros utilizados, desempenho obtido e recomendações técnicas.

4. Etapas, responsáveis e documentação

5. Quando uma solicitação pode não ser aceita?

O CETEM informa três situações principais nas quais uma demanda pode ser recusada:

6. Quem pode utilizar os serviços?

Conforme a modalidade de serviço consultada, o público atendido pode incluir:

• empresas de mineração e metalurgia;
• startups de base mineral;
• instituições públicas e privadas;
• pesquisadores e grupos de pesquisa e desenvolvimento;
• cooperativas e empreendimentos minero-industriais;
• estudantes, em serviços específicos;
• inventores e desenvolvedores de projetos, quando admitidos pela modalidade correspondente.

7. Marco regulatório, inovação e contratação

A prestação de serviços tecnológicos e a execução de projetos de pesquisa, desenvolvimento e inovação por instituições científicas e tecnológicas públicas fazem parte do marco jurídico brasileiro de ciência, tecnologia e inovação.

A Lei nº 10.973, de 2 de dezembro de 2004 — Lei de Inovação, com suas alterações posteriores, estabelece mecanismos destinados a estimular a inovação e a pesquisa científica e tecnológica no ambiente produtivo.

Entre outras possibilidades, a legislação permite às Instituições Científicas, Tecnológicas e de Inovação públicas, observados seus requisitos institucionais:

• compartilhar laboratórios, equipamentos, instrumentos, materiais e instalações em atividades relacionadas à inovação;
• permitir a utilização de infraestrutura por ICTs, empresas e pessoas físicas voltadas a atividades de pesquisa, desenvolvimento e inovação;
• prestar serviços técnicos especializados compatíveis com as atividades de inovação e pesquisa científica e tecnológica;
• celebrar instrumentos de parceria e cooperação relacionados a PD&I.

O Decreto nº 9.283, de 7 de fevereiro de 2018 regulamenta dispositivos do marco legal de ciência, tecnologia e inovação e complementa as regras aplicáveis às relações entre ICTs, empresas e demais participantes do sistema de inovação.

No próprio serviço de flotação, o CETEM informa que a contratação pode envolver contrapartida financeira ou ser estruturada por instrumentos de parceria, como contrato, acordo ou convênio, conforme a natureza do projeto e a Política de Inovação da instituição.

8. Direitos do usuário e atendimento prioritário

Por integrar a Administração Pública Federal, o atendimento também deve observar as regras aplicáveis aos usuários de serviços públicos.

A Lei nº 13.460, de 26 de junho de 2017 assegura, entre outras diretrizes, atendimento pautado em urbanidade, respeito, acessibilidade, cortesia, presunção de boa-fé, igualdade e observância dos procedimentos administrativos.

Já a Lei nº 10.048, de 8 de novembro de 2000, em sua redação atualizada pela Lei nº 14.626/2023, prevê prioridade de atendimento para:

• pessoas com deficiência;
• pessoas com transtorno do espectro autista;
• pessoas idosas com 60 anos ou mais;
• gestantes;
• lactantes;
• pessoas com criança de colo;
• pessoas obesas;
• pessoas com mobilidade reduzida;
• doadores de sangue, observadas as condições legais específicas.

9. Integração da flotação com a rota de beneficiamento mineral

A flotação raramente é uma operação isolada. Seu desempenho depende da preparação adequada do minério e da compreensão das características mineralógicas, químicas e superficiais das partículas.

Uma rota típica pode iniciar com britagem, moagem, peneiramento e classificação. A moagem busca atingir grau de liberação adequado, enquanto o controle granulométrico contribui para que o material seja encaminhado à flotação dentro de uma faixa compatível com o processo.

Em determinados materiais, a presença elevada de ultrafinos pode exigir etapas de deslamagem ou classificação por hidrociclones. Partículas muito finas podem elevar a área superficial específica do sistema, alterar o consumo de reagentes e modificar a reologia da polpa, prejudicando a seletividade em determinadas rotas de flotação.

10. Técnicas analíticas complementares

O CETEM também disponibiliza serviços de caracterização que podem contribuir para compreender fenômenos interfaciais diretamente relacionados à flotação.

Ângulo de contato

O CETEM informa oficialmente a utilização do goniômetro KRÜSS DSA25 com o método da gota séssil. O ensaio mede o ângulo formado na interface entre sólido, líquido e vapor e é empregado na avaliação da molhabilidade e hidrofobicidade das superfícies.

Potencial zeta

O potencial zeta representa um parâmetro eletrocinético associado à carga das partículas dispersas em meio líquido. Sua análise auxilia na avaliação da estabilidade de suspensões e de fenômenos importantes para flotação, dispersão, floculação e condicionamento químico.

Determinação colorimétrica de aminas

O CETEM possui serviço específico para quantificação de aminas em amostras aquosas por método colorimétrico associado à espectrofotometria UV-Vis. A análise pode ser aplicada ao monitoramento de reagentes em etapas de flotação e condicionamento químico.

Modelagem molecular

A modelagem computacional constitui ferramenta complementar para o estudo de fenômenos que ocorrem em escala molecular e pode auxiliar na compreensão de interações entre reagentes e superfícies minerais, dando suporte à formulação de hipóteses e à interpretação de resultados experimentais.

11. Integração das operações em uma rota tecnológica

12. Relações de transferência tecnológica

A infraestrutura experimental não é o único elemento relevante na atuação do CETEM. O Centro possui Núcleo de Inovação Tecnológica (NIT), responsável por atividades relacionadas à política de inovação, propriedade intelectual, parcerias e transferência de tecnologia.

Entre as atividades divulgadas oficialmente pelo CETEM estão o apoio à elaboração de contratos de transferência de tecnologia, acordos de parceria em PD&I, conexão entre empresas e pesquisadores e disponibilização de tecnologias passíveis de negociação e licenciamento.

Dessa forma, um projeto de flotação que produza conhecimento tecnológico relevante pode, dependendo de sua natureza, evoluir de uma prestação de serviço experimental para uma relação mais ampla de pesquisa cooperativa, desenvolvimento de processo ou transferência de tecnologia.

13. Importância para empresas, startups e projetos minerais

A realização de experimentos antes da implantação de uma rota industrial pode reduzir riscos associados à seleção inadequada de reagentes, baixa recuperação, qualidade insuficiente do concentrado, instabilidade de circuito ou dificuldade de escalonamento.

Para empresas mineradoras, os dados obtidos podem subsidiar decisões de engenharia e otimização. Para startups e desenvolvedores de novas tecnologias, a infraestrutura piloto pode permitir validações que seriam economicamente difíceis de executar sem acesso a uma instituição de pesquisa especializada.

Os projetos também podem contribuir para o desenvolvimento de soluções relacionadas ao aproveitamento de minérios complexos, materiais de baixo teor, minerais estratégicos, rejeitos e outras fontes de matérias-primas minerais.

14. Conclusão

O serviço de ensaios e desenvolvimento de tecnologias de flotação oferecido pelo CETEM representa uma infraestrutura relevante para pesquisa aplicada e desenvolvimento tecnológico no setor mineral brasileiro.

A combinação entre ensaios de bancada, sistemas contínuos, mini planta, planta piloto e técnicas especializadas de caracterização permite estudar diferentes etapas de uma rota de processamento e avançar gradualmente na validação de condições operacionais.

Essa estrutura pode auxiliar empresas, instituições de pesquisa, startups e outros agentes do ecossistema mineral a reduzir incertezas técnicas, avaliar alternativas de processamento e desenvolver rotas mais eficientes.

O ambiente institucional estabelecido pela legislação brasileira de ciência, tecnologia e inovação também possibilita que esses trabalhos sejam estruturados por meio de prestação de serviços, projetos cooperativos e outros instrumentos de PD&I, de acordo com a natureza e os objetivos de cada demanda.