Durante o processamento da cassiterita (SnO2) para obtenção de estanho metálico são gerados resíduos que contém estanho. Um desses resíduos consiste em uma liga de ferro e estanho, conhecida como cabeça-dura. O principal método de recuperação de estanho das ligas cabeça-dura é o tratamento de ferro silício, em que se adiciona silício metálico à liga Fe-Sn e o silício se liga preferencialmente ao ferro, liberando o estanho na forma metálica. Ainda assim, parte desse estanho, já na forma metálica, não é totalmente recuperado e são geradas toneladas de resíduo com o metal. No presente trabalho, o resíduo de Fe-Si-Sn foi caracterizado e ensaios de concentração do estanho por separação magnética e rota pirometalúrgica foram avaliados. No processo de separação física, utilizou-se da diferença de comportamento magnético entre as fases constituintes do resíduo para realizar ensaio de separação magnética a úmido sob densidade de fluxo magnético de 750 Gauss. No campo pirometalúrgico, os ensaios de concentração foram realizados a partir do tratamento do resíduo com silício metálico, de acordo com a teoria de liberação de estanho do ferro silício previsto pelo diagrama ternário Fe-Si-Sn a 1350C. A caracterização mostrou a presença de estanho na forma metálica, carboneto de nióbio (NbC), Fe3Si, além dos óxidos de ZrO2 e SiO2. Para o ensaio de separação magnética, a análise química mostrou aumento do teor de estanho de 8,8%, antes da separação, para 10,3% na fração não magnética e diminuição para 8,4% na fração magnética. O balanço de massa mostrou a recuperação de 27% da massa de estanho na fração não magnética, cuja massa era de 23,6% da massa inicial. A composição química ainda mostrou aumento de teores de nióbio, zircônio e silício na fração não magnética, correspondendo às fases diamagnéticas e paramagnéticas de NbC, SiO2 e ZrO2. Os ensaios de tratamento com silício foram capazes de recuperar até 37,9% do estanho metálico presente no resíduo. Análises de Microscopia Eletrônica de Varredura e Calorimetria Exploratória Diferencial mostraram que a liga formada no processo foi enriquecida em silício, como previsto no diagrama ternário Fe-Si-Sn, liberando parte do estanho do material.

During the cassiterites metallurgical process a few residues containing tin are generated. One of these residues is an iron-tin alloy known as hardhead. The main treatment for the hardhead alloy is called ferrosilicon process in which silicon is added to the alloy. Then, the added silicon bonds preferably with iron, releasing free tin metal. Not all tin can be recovered in this method and a residue containing tin is still being generated. In the present work, a Fe-Si-Sn residue was characterized and magnetic and pirometallurgical tests were performed in order to assess tin recovery. Magnetic testing was used to take advantage of the different magnetic behaviours of the phases. Therefore, a wet magnetic test under 750 Gauss magnetic density was performed. In the metallurgical field several tests were performed through the addition of metalic silicon according to the possibility of recovering tin from a iron-tin-silicon alloy at 1350°C. The characterization demonstrated the presence of metallic tin, niobium carbide, iron-silicon intermetallic, zirconium oxide and silicon oxide. The non-magnetic fraction of the magnetic test showed an increase in tin from 8.8% to 10.3% and a decrease to 8.4% in the magnetic product. The mass balance showed a 27% tin recovery in 23% of the mass in the non-magnetic fraction. The chemical composition demonstrated an increased content of niobium, zirconium and silicon in the non-magnetic product according respectively to the increase of their paramagnetic phases NbC, SiO2 and ZrO2. The ferrosilicon treatments were able to recover up to 37.9% of the tin in the metallic form. SEM and DSC analyses were conducted showing a formed alloy enriched in silicon while tin was recovered in the metallic form as predicted in the Fe-Si-Sn ternary diagram.