A presente dissertação de mestrado tem como objetivo demonstrar efeitos de compósitos magnéticos sobre as recuperações e teores de ferro na etapa de beneficiamento mineral de rejeitos, via concentração magnética à úmido e seus impactos em economia circular. A geração e disposição de resíduos são fatores críticos na mineração, setor que corresponde a um dos principais produtores mundiais de descartes (Bian et al. 2012), com importantes implicações econômicas, ambientais e sociais. A necessidade de dar destinação sustentável aos resíduos da mineração, em especial os rejeitos, ganhou mais relevância após os desastres das barragens de rejeito em Mariana (2015) e Brumadinho (2019), e o aproveitamento econômico desses materiais surge como alternativa à deposição em estruturas como pilhas e barragens. Com base nos dados declarados no Relatório Anual de Lavra (RAL), no período de 2010 a 2019, estima-se que, no Brasil, um total de 3,4 bilhões de toneladas de rejeitos1 e 8,2 bilhões de toneladas de estéril foram geradas em empreendimentos produtores de ferro, ouro, cobre, fosfato, estanho, alumínio, níquel, carvão, manganês, zinco, cromo e vanádio. Atualmente, para elevação de teores, o processo de concentração mineral mais utilizado é por flotação, processo no qual as propriedades de superfície dos materiais são induzidas à hidrofobicidade por meio de produtos químicos chamados de agentes coletores. Como estratégia para verificar o uso do magnetismo aplicado à mineração, induzimos o magnetismo ambiental das partículas minerais de modo seletivo, conferindo-lhes maior susceptibilidade magnética. Primeiramente, foram desenvolvidas partículas magnéticas, e na sequência foram desenvolvidos produtos que nomeamos de compósitos magnéticos de base biopolimérica (amido modificado) e sintética. A função principal desses produtos é agir sobre a hematita encontrada no ROM (Run of mine) ou rejeitos, atribuindo-lhes melhor susceptibilidade magnética. Em ambiente de mina e laboratório, realizamos ensaios de concentração magnética dosando e condicionando esses compósitos magnéticos à polpa mineral sob agitação turbulenta, utilizando para isso tanques de mistura ou condicionamento. Na sequência, os ensaios foram executados em um equipamento gerador de campo magnético da classe WHIMS (Wet High Intensity Magnetic Separators) e SLON (vertically pulsating high-gradient magnetic separator VPHGMS), ambos em escala de laboratório. Ao comparar balanços e resultados dos ensaios através das análises de susceptibilidade, de plasma acoplado (ICP_OES), de fluorescência de raios-X (FRX) e de difração de raios-X (DRX) constatou-se que houve efeito em relação às amostras em branco, que foram capazes de incrementar em até 50% de susceptibilidade magnética, e de reduzir em até 65% os contaminantes ao ferro em uma primeira etapa de concentração (rougher). Já na segunda etapa (cleaner do rougher) observamos um aumento em até 28% na recuperação em massa e uma melhora em até 70% na recuperação metalúrgica. Com isso faz-se possível obter ainda mais melhorias nos processos de concentração magnética já existentes ou fomentar a economia circular por meio do reaproveitamento de rejeitos de minérios em uma possível evolução para uma escala superior de ensaios.

This master's thesis aims to demonstrate the effects of magnetic composite on recoveries and iron grades in the mineral beneficiation stage, via wet magnetic concentration. The generation and disposal of waste is mandatory in mining, a sector that corresponds to one of the main world producers of waste (Bian et al. 2012), with an important efficiency, environmental and social factor. The need to give sustainable destination to mining residues, especially tailings, obtained more after the tailings dams in Mariana (2015) and Brumadinho (2019), and the economic use of these materials appears as an alternative to deposition in structures such as batteries and dams. Based on the data declared in the Annual Mining Report (RAL), in the period from 2010 to 2019, it is estimated that, in Brazil, a total of 3.4 billion tons of tailings1 and 8.2 billion tons of waste were generated in undertakings producing iron, gold, copper, phosphate, tin, aluminum, nickel, coal, manganese, zinc, chromium and vanadium. Currently, to increase levels, the most used mineral concentration process is flotation, a process in which the surface properties of materials are induced to hydrophobicity by means of chemicals called collector agents. As a strategy to verify the use of magnetism applied to mining, we induce the environmental magnetism of mineral particles selectively, giving them greater magnetic susceptibility. First, magnetic particles were developed, and next, products that we named magnetic composite based on biopolymeric (native or modified starch) and synthetic were developed. The main function of these products is to act on the hematite found in the ROM (Run of mine) or tailings, giving them a better magnetic susceptibility. In a mine and laboratory environment, we carry out magnetic concentration tests, dosing and conditioning these magnetic composite to the mineral pulp in turbulent form, using mixing or conditioning tanks for this. Subsequently, the tests were performed on a WHIMS (Wet High Intensity Magnetic Separators) and SLON (vertically pulsating high-gradient magnetic separator VPHGMS) class equipment, both on a laboratory scale. When comparing balance sheets and test results through susceptibility, coupled plasma (ICP_OES), X-ray fluorescence (FRX) and X-ray diffraction (XRD) analyzes, it was found that there was an effect in relation to the samples in white, which were able to increase up to 50% of magnetic susceptibility, and to reduce up to 65% of contaminants to iron in a first concentration stage (rougher). In the second stage (cleaner from rougher), we observed an increase of up to 28% in mass recovery and an improvement of up to 70% in metallurgical recovery. This makes it possible to obtain even more improvements in the existing magnetic concentration processes or to promote the circular economy through the reuse of ore tailings in a possible evolution to a higher scale of tests.