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Análise do processamento de materiais com laser Yb-fibra e perspectivas na engenharia de mini-VANTs.
(2017) Coelho, Bruno Nazário; Costa, Adilson Rodrigues da; Lima, Milton Sérgio Fernandes de; Costa, Adilson Rodrigues da; Caldeira, Lecino; Krüger, Fernando Leopoldo von; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Bianchi, Rodrigo Fernando; Lima, Milton Sérgio Fernandes de
O avanço tecnológico dos lasers nos últimos anos, aliado ao desenvolvimento da automação e da robótica possibilitaram a aplicação desta tecnologia em processos industriais que requerem alta confiabilidade, precisão e repetibilidade. Devido às vantagens proporcionadas pelo processamento de materiais a laser, as industrias aeroespacial e automobilística tem demonstrado grande interesse em sua utilização. O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver experimentalmente o processamento de materiais a laser aplicado a chapas de diferentes materiais de interesse industrial e analisar a influência dos parâmetros operacionais. Além disso, comparar os resultados experimentais com simulações computacionais e avaliar a presença de defeitos nas regiões processadas. Ainda como objetivo deste trabalho, projetar e desenvolver o protótipo multi-material de um mini-VANT. Foi utilizado um laser Yb-fibra com 2kW de potência para o processamento da liga de alumínio aeronáutico AA6013-T4 e de um aço baixo carbono, em duas diferentes condições experimentais de aporte térmico (13J/mm e 30J/mm). A potência do laser foi variada entre 650W e 2kW e a velocidade do processo entre 33mm/s e 150mm/s. Como resultado deste trabalho, observou-se que é possível obter dois processos opostos (corte e soldagem) e diferentes mecanismos de soldagem (condução e keyhole) para um mesmo valor de aporte térmico. O aporte térmico de 13J/mm apresentou os melhores resultados para a soldagem do AA6013- T4, com as condições experimentais D (2000W e 150mm/s) e E (1300W e 100mm/s). Já para o aço, os melhores resultados foram para o aporte térmico de 30J/mm, nas condições experimentais A (2000W e 66mm/s) e B (1500W e 50mm/s). Observou-se no AA6013-T4 uma a redução da dureza de 110HV no metal base para 75HV-95HV na região processada. Os resultados observados na simulação apresentaram uma boa correlação com os resultados experimentais, possibilitando a análise do gradiente térmico e a distribuição de temperatura no material ao longo do processamento. Complementarmente, foram realizados diversos testes de voo com o protótipo do mini-VANT VTOL desenvolvido, que apresentou bons resultados para o sistema de estabilização e navegação semi-automática.
Biocompatibilidade de superfícies de implantes dentários tratadas com ácido fosfórico.
(2017) França, Fernando Luzia; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Resende, Domingos Sávio de; Guimarães Júnior, Mário; Krüger, Fernando Leopoldo von
As modificações nas superfícies de implantes dentários podem, quando intraósseo, acelerar a adesão, migração e proliferação celular, e desta maneira acelerar o processo de osseointegração e quando estas são feitas na superfície supra óssea favorecem a fixação das próteses implanto suportadas. Os tratamentos superficiais são realizados com o objetivo de aumentar as ligações químicas e mecânicas entre o implante e osso e quando supra óssea aumentar o embricamento mecânico com o cimentante. Uma superfície com aumento de sua rugosidade é a almejada para que ocorra a deposição de matriz e crescimento do tecido ósseo, outro desejo é aumentando as rugosidades na superfície supraóssea, facilitando a fixação das próteses sobre implantes. O objetivo deste trabalho foi caracterizar superfícies de implantes dentários tratadas com ácido fosfórico á 37%, bem como avaliar seus efeitos sobre células sanguíneas e correlacionar com os níveis de citocinas. Foram avaliadas superfícies de implantes divididas em grupos com 50 amostras sendo distribuídos em: amostras de porcelana, sem tratamento; amostras de metal sem tratamento; amostras de porcelana com tratamento com ácido fosfórico a 37% por 30 segundos; amostras de metal com tratamento ácido fosfórico a 37% por 30 segundos; amostras de porcelana com tratamento com ácido fosfórico a 37% por 60 segundos; amostras de metal com tratamento com ácido fosfórico a 37% por 60 segundos. As amostras foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e por reometria. Os ensaios biológicos foram realizados com células mononucleares sanguíneas de doadores humanos. As amostras foram incubadas por 24 horas na presença ou ausência de enxague das superfícies. A viabilidade celular foi determinada por métodos colorimétricos e a quantificação de citocinas no sobrenadante pelo método de citometria de fluxo. Após o tratamento com ácido fosfórico foram observadas modificações de porosidade, ampliação da área de contato e presença de placas cobrindo a superfície. Independente do tipo de tratamento, a análise das curvas de fluxo de sangue e de viscosidade foram similares tanto nas superfícies com tratamento como nas não tratadas e altos índices de viabilidade celular foram observados na análise das superfícies de implantes, determinando sua biocompatibilidade. Houve aumento das interleucinas (IL); IL-2, IL-4, IL-6, IL-10 e do fator de necrose tumoral (TNF-α), quando as células foram incubadas com enxague das superfícies tratadas com ácido e com cimento. Obteve-se também correlação positiva entre as concentrações das IL-10 com IL -2 e IL-10 com IL-4 em sobrenadantes de culturas de células incubadas na presença do ácido. Os resultados encontrados sugerem que os tratamentos de superfícies de implantes com ácido fosfórico a 37% foram capazes de ativar a produção de citocinas inflamatórias. Portanto, o aumento de citocinas pode atuar modulando a reposta imunológica e resultando em melhora de processos de biofuncionalidades garantindo desta forma o sucesso das próteses implanto suportadas de uso odontológico.
Caracterização mineralógica de rejeitos de flotação de itabiritos do Quadrilátero Ferrífero utilizando mineralogia quantitativa eletrônica.
(2018) Ávila, Kelly de Souza Pires; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Vieira, Cláudio Batista; Krüger, Fernando Leopoldo von; Machado, Geysa Argelis de Abreu; Sales, Cristiano Geraldo; Solé, Rubén Antonio Llobell; Krüger, Fernando Leopoldo von
Com o empobrecimento das reservas minerais, as mineradoras buscam alternativas tecnológicas para aumentar as recuperações metalúrgicas em suas plantas de beneficiamento, como também para mitigar os passivos ambientais gerados. Para tanto, a Mineralogia Quantitativa Eletrônica (MQE), uma ferramenta de análise de imagens e composição química, associada a um microscópio eletrônico de varredura, fornece informações sobre a composição mineralógica, liberação e associações dos minerais, tamanho e forma das partículas, partição dos elementos químicos, dentre outras características dos minerais de forma rápida e precisa. Este trabalho tem os objetivos de caracterizar sete amostras de rejeitos de flotação de minérios itabiríticos, de diferentes regiões do Quadrilátero Ferrífero utilizando a técnica MQE, comparar os rejeitos e embasar estudos futuros de sua aplicabilidade. Neste contexto, foi criado um banco de dados de fases minerais para rejeitos de minério de ferro com resultados de MQE, o qual foi validado por meio da comparação com resultados fornecidos pelas técnicas de difratometria de raios X, fluorescência de raios X, peneiramento, cicloclassificação, granulometria a laser e picnometria de hélio. Todas as amostras apresentaram-se constituídas majoritariamente por quartzo e hematita/magnetita, com baixa presença de partículas mistas desses minerais, correspondentes a menos de 20% da massa das amostras. As frações grossa (+149μm) e intermediária (-149μm +74μm) mostraram-se constituídas basicamente por partículas liberadas de quartzo. A fração superfina (-37μm) das amostras apresentou maior variabilidade mineralógica, com grande participação mássica de minerais portadores de ferro. A MQE se mostrou uma ferramenta completa e unificada para caracterização de minerais. A caracterização mineralógica dos rejeitos estudados poderá contribuir significativamente para otimizar as rotas de processamento mineral e até mesmo viabilizar o aproveitamento desses materiais na produção de ecoprodutos.
Caracterização tecnológica de metapiroxenito da formação Córrego dos Boiadeiros, Nova Lima - MG.
(2019) Ferreira, Bruno Trindade; Lima, Rosa Malena Fernandes; Lima, Rosa Malena Fernandes; Reis, Érica Linhares; Krüger, Fernando Leopoldo von
O metapiroxenito é uma rocha formada a partir do metamorfismo de rochas máficas e ultramáficas, caracterizadas, essencialmente, pela presença de piroxênios e olivinas, que, após os processos metamórficos, são substituídos por tremolita, serpentina, clorita, carbonatos e, em grande parte, pelo talco. Esta rocha é uma das constituintes da Formação Córrego dos Boiadeiros, onde se localiza a mina da empresa Pedras Congonhas Extração Arte Indústria Ltda., que viu a necessidade de agregar valor ao talco presente nos produtos gerados em sua lavra e beneficiamento. Diante disto, o presente estudo teve como objetivo caracterizar tecnologicamente uma amostra do metapiroxenito do Corpo Córrego dos Boiadeiros, a fim de se verificar quais as melhores técnicas e parâmetros para concentrar e purificar o talco, de modo a apontar suas possíveis aplicações na indústria. Na caracterização mineralógica, foram identificados os minerais antigorita, clorita, cromita, ilmenita, magnetita, rutilo, talco e tremolita. Nos ensaios preliminares de separação magnética e flotação foi utilizado o planejamento fatorial de experimentos com réplica, avaliou-se os seguintes fatores: granulometria, -147 μm +74 μm e -74 μm, e campo magnético 3575 Gauss e 5465 Gauss (para separação magnética), dosagem de querosene (500 g/t e 1000g/t), silicato de sódio (500 g/t e 1000 g/t) e espumante (75 g/t e 150 g/t) (para flotação, -74 μm). As alvuras das alimentações da separação magnética, para as frações -147 μm +74 μm e -74 μm, foram 60% e 60,8%, respectivamente. A alvura da alimentação deslamada da flotação (-74 μm) e da lama foi 51,2% e 67,4%, respectivamente. A granulometria e campo magnético se mostraram significativos para a recuperação mássica na separação magnética, enquanto que, para a alvura, nenhum fator se mostrou significativo. O campo magnético 3575 Gauss e a fração granulométrica -74 μm geraram uma recuperação mássica igual a 96,4% e alvura de 61,9% para o produto não magnético. O fator dosagem de espumante se mostrou significativo para a determinação do valor máximo da recuperação mássica na flotação e, para a alvura, os fatores não se mostraram significativos. A recuperação mássica máxima (47,0%) e a correspondente alvura do flotado (52,8%) foram obtidas utilizando 1000 g/t de silicato de sódio, 500 g/t de querosene e 150 g/t de espumante. A alimentação da separação magnética (-74μm) apresentou especificação para o setor comercial de inseticida e fertilizante, os produtos dos ensaios preliminares de flotação (flotado) e separação magnética (não magnético) para os setores de inseticidas, fertilizantes e papel (carga), enquanto a lama obteve especificação para a indústria de papel (carga) e de tintas.
Characterization of magnetic tailings from phosphate-ore processing in Alto Paranaíba.
(2022) Silva, Fernando Brandão Rodrigues da; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Krüger, Fernando Leopoldo von; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Batista, Ronaldo Junio Campos; Manhabosco, Taíse Matte
The characterization studies of tailings from mining are crucial for the development of its reuse processes and the reduction of impacts caused by its conditioning on the earth’s surface. This study characterizes the magnetic tailings from phosphate-rock processing using X-ray diffraction, X-ray fluorescence spectrometry and quantitative electron microscopy techniques. Samples were obtained from the magnetic tailings deposit of a mining company in the Alto Paranaíba region, Minas Gerais. The tailings are mainly composed of hematite/magnetite (74.92%), ilmenite (8.91%), fluorapatite (8.8%), anatase (3.07%), calcite (1.67%), goethite (1.62%), and quartz (1.02%). The particle size of the tailings is smaller than that specified for the production of sinter feed. The hematite/magnetite phase is strongly associated with ilmenite and fluorapatite. New stages of comminution and separation are needed due to the low degree of liberation of these minerals for a possible reuse of the components.
Characterization of magnetic tailings from phosphate-ore processing in Alto Paranaíba.
(2023) Silva, Fernando Brandão Rodrigues da; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Krüger, Fernando Leopoldo von; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Batista, Ronaldo Junio Campos; Manhabosco, Taíse Matte
The characterization studies of tailings from mining are crucial for the development of its reuse processes and the reduction of impacts caused by its conditioning on the earth’s surface. This study characterizes the magnetic tailings from phosphate-rock processing using X-ray diffraction, X-ray fluorescence spectrometry and quantitative electron microscopy techniques. Samples were obtained from the magnetic tailings deposit of a mining company in the Alto Paranaíba region, Minas Gerais. The tailings are mainly composed of hematite/magnetite (74.92%), ilmenite (8.91%), fluorapatite (8.8%), anatase (3.07%), calcite (1.67%), goethite (1.62%), and quartz (1.02%). The particle size of the tailings is smaller than that specified for the production of sinter feed. The hematite/magnetite phase is strongly associated with ilmenite and fluorapatite. New stages of comminution and separation are needed due to the low degree of liberation of these minerals for a possible reuse of the components.
Characterization of manganese alloy residues for the recycling of FeSiMn and high-carbon FeMn fines.
(2008) Faria, Geraldo Lúcio de; Reis, Érica Linhares; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Vieira, Cláudio Batista; Krüger, Fernando Leopoldo von; Jannotti Júnior, Nelson
Crushing residues of FeSiMn and high-carbon (HC) FeMn alloys were characterized in order to evaluate their recycling possibility. Particle size determination was performed by screening, followed by chemical analysis of each particle size range using plasma spectrometry (ICP-AES). The slag content was identified and quantified by optical microscopy. All of the fines with grain sizes above 1.18 mm presented alloy contents in excess of 99 wt. (%) and were determined to need no further concentration prior to recycling. However the contents of Mn, Fe, Si and P in the fraction below 1.18 mm did not meet the chemical specifications for commercial manganese alloys, except for phosphorous. Optical microscopy of the fraction below 1.18 mm, showed that 87.95% of the FeSiMn corresponded to the alloy and that the slag content was 12.05%. For the HC-FeMn sample, 95.07% corresponded to the alloy and only 4.93% to the slag. These results revealed potential for gravity concentration and recycling, reducing the residues in about 95% and improving the process productivity.
Construção de banco de dados de minerais brasileiros para Analisador Mineral Integrado, acoplado a sistema MEV-EDS automatizado.
(2016) Sampaio, Ney Pinheiro; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Krüger, Fernando Leopoldo von; Oliveira, José Roberto de; Solé, Rubén Antonio Llobell; Silva, Carlos Antônio da
A caracterização mineralógica dos diversos minérios de ocorrência brasileira se apresenta como uma das etapas fundamentais no dimensionamento da rota de processamento dos minérios e na melhoria do rendimento global do processo. Tais Informações são essenciais na avaliação da viabilidade técnica e econômica de um projeto mineral. Dentre as diversas técnicas de caracterização mineralógica, os analisadores automatizados vêm ganhando grande destaque, pois fornecem dados qualitativos e quantitativos, de forma automatizada, com grande rapidez e precisão. Tal sistema, disponibilizado no laboratório NanoLab, do Centro Mínero- Metalúrgico da REDEMAT, especificamente, denominado TIMA-MIRA, é composto de um programa de controle de varredura e análise de dados minerais (TIMA – Tescan Integrated Mineral Analizer) e um microscópio eletrônico de varredura, com canhão de elétrons de emissão de campo, associado a dois detectores de dispersão de energia de raios X característicos (MIRA – nome comercial). O sistema se utiliza de um banco de dados minerais nas suas operações, que consiste na associação de imagens por elétrons retro espalhados dos grãos minerais, com seus respectivos espectros de Raios-X característicos e sua comparação com os espectros característicos de um banco de dados. O equipamento conta com uma interface que permite acrescentar minerais e a seu banco de dados básico ou criar-se novo banco de dados de outros materiais, o que é fundamental para a acurácia dos resultados, pois o banco de dados original do equipamento, criado, apenas, com dados composicionais teóricos de amostras minerais oriundas de outros países não identifica os minerais de procedência nacional, com seus característicos elementos majoritários e minoritários. Estas limitações do banco de dados do analisador mineral integrado MEV/EDS automatizado motivaram a construção de um novo banco de dados, através da seleção, preparação e análise, por difratometria de Raios e pelo sistema integrado, de diversas amostras do contexto geológico brasileiro.Com a análise por difração de Raios-X, determinou-se cada mineral a ser analisado no sistema automatizado integrado de análise mineral. Com este, obteve-se os valores máximos e mínimos das intensidades de picos de elementos químicos, que compõem cada mineral analisado e, assim, estabeleceram-se novas regras de identificação, para cada espécie selecionada, bem como adaptou-se regras existentes, para atendimento às necessidades apresentadas. Estes resultados se validaram na caracterização de minérios selecionados do contexto geológico nacional, tais como minério de ferro, ouro, elementos de terras raras que aqui são apresentados, demostrando a importância e validade de tal sistema, na caracterização de bens minerais.
Criação de banco de dados de fases sintéticas e caracterização quantitativa eletrônica de cerâmicas.
(2020) Silva, Fabiane Leocádia da; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Krüger, Fernando Leopoldo von; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Braga, Flávia Cristina Silveira; Solé, Rubén Antonio Llobell; Mendes, Jefferson Januário; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Krüger, Fernando Leopoldo von
Este trabalho consistiu em criar um banco de dados para identificação automática de fases cerâmicas, contemplando suas imagens por microscopia eletrônica de varredura, juntamente com suas composições químicas, obtidas por microssonda eletrônica. A obtenção dos dados foi feito por um sistema automático de aquisição, instalado no Nanolab da REDEMAT, especificamente o sistema denominado TIMA-MIRA, composto de um programa de controle de varredura e análise de dados fases/minerais (TIMA – Tescan Integrated Mineral Analizer) e um microscópio eletrônico de varredura, com canhão de elétrons de emissão de campo, associado a dois detectores de dispersão de energia de raios X característicos (MIRA – nome comercial). Como o banco de dados do analisador mineral é padrão do próprio sistema e composto por um conjunto finito de espectros fases/minerais, para uma parte substancial da análise foi realizada a construção de uma nova base de dados para os materiais específicos utilizados nas cerâmicas. Isso permitiu o estabelecimento de um método totalmente automatizado para a caracterização das fases cerâmicas. A obtenção de valores mínimos e máximos de intensidade de picos de elementos químicos por meio desse sistema permitiu estabelecer regras de classificação para cada espécie selecionada, sendo, posteriormente, inserida ou modificada no banco de dados do sistema. Os procedimentos de definição e readequação de regras forneceu dados mais precisos à classificação das fases. Para a calibração dos resultados foi utilizado técnicas complementares como microscopia óptica, difração de raios X, fluorescência de raios X e MEV-EBSD. Com a otimização do banco de dados do sistema TIMA foi possível, uma caracterização precisa, rápida e a baixo custo dos mais variados tipos de cerâmicas vermelhas e pavers com e sem adição de resíduos de processamento de minerais e de cerâmicas refratárias.
Enriquecimento de finos hematíticos via flotação por carreador.
(2019) Neuppmann, Pedro Henrique; Luz, José Aurélio Medeiros da; Alves, Vladmir Kronemberger; Luz, José Aurélio Medeiros da; Krüger, Fernando Leopoldo von
A flotação é uma técnica de concentração mineral amplamente conhecida. Entretanto, o aperfeiçoamento das condições deve ser estudado para o melhor desempenho da técnica. Nesse sentido, a flotação das lamas e rejeitos finos, atualmente disposta em barragens de rejeito, ainda é um obstáculo técnico e este trabalho busca compreender melhor os mecanismos de atuação de cada reagente, assim como propor melhorias nos processos atuais. Inicialmente, as propriedades de agregação do sistema foram medidas através de ensaios de potencial eletrocinético, variando–se os eletrólitos de suporte (KCl e NaNO3). Foi verificado que o nitrato de sódio é melhor para a hematita enquanto não existe diferença significativa para os demais minerais, indicando uma menor interação com os sítios específicos destes minerais. Os seguintes pontos isoelétricos foram encontrados neste trabalho: 5.3 para hematita; 1.7 para quartzo; 7.3 para dolomita. Em seguida, ensaios de dispersão foram efetuados e foi obtida uma ótima correlação entre os valores obtidos e os ensaios de potencial eletrocinético. A determinação do grau de dispersão possibilitou identificar uma forte agregação das partículas quando oleato de sódio (20 mg/L) era adicionado, assim como a alteração do ponto isoelétrico, indicando uma adsorção específica. Ensaios de microflotação foram realizados em tubo de Hallimond a fim de determinar as janelas de seletividade destes minerais. A flotabilidade da hematita e da dolomita foi alta, enquanto o quartzo permaneceu deprimido, mesmo na ausência de depressores. A faixa de pH que forneceu os melhores resultados foi entre 7 e 9. Os ensaios de flotação convencional em bancada forneceram valores baixos de seletividade e baixas recuperações, assim como esperado visto o tamanho das partículas tratadas. Foi possível avaliar a concentração mássica de sólidos, velocidade de rotação da célula, pH e a dosagem de oleato de sódio. O melhor desempenho foi obtido em pH 9 e velocidade de rotação de 1.200 rpm. Para as demais variáveis, o aumento da recuperação gera uma diminuição nos índices de seletividade. Nos ensaios convencionais de bancada, foi possível observar uma elevada flotabilidade para a goethita e baixa flotabilidade para o quartzo. Os ensaios de flotação utilizando carreador melhoraram o desempenho da flotação de finos. A utilização de hematita foi melhor que a utilização de dolomita.
Estudo comparativo das técnicas de filtragem aplicadas a rejeitos de minério de ferro provenientes da etapa de deslamagem.
(2020) Souza, Arley Henrique de; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Krüger, Fernando Leopoldo von; Mendes, Jefferson Januário; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Machado, Geysa Argelis de Abreu; Luz, José Aurélio Medeiros da; Krüger, Fernando Leopoldo von; Mendes, Jefferson Januário
A crescente demanda por minério de ferro com altos teores de ferro destinado aos mais diversos setores da indústria nacional sobreposta à extração de minério com teores de ferro cada vez mais baixos, compõe um dos grandes desafios da explotação mineral no Brasil: aliar a longevidade do setor minerário, observando a demanda de minérios com teores de ferro mais elevados, priorizando o baixo custo de produção e primando pela redução dos impactos ambientais e sociais da mineração. Deste modo, a utilização de tecnologias recentemente empregadas e aprimoradas para a caracterização mineralógica e para a filtragem de rejeitos é de suma importância para o desenvolvimento sustentável da mineração. A amostra direcionada para o trabalho é procedente de uma mina da região do Quadrilátero Ferrífero no Estado de Minas Gerais. Compõem os testes de caracterização da amostra as análises física, química e mineralógica do rejeito. Compõem os testes comparativos de filtragem os testes exploratórios para a escolha dos reagentes e suas concentrações, testes de bancada para a sedimentação da polpa e para a escolha do elemento filtrante, bem como para a filtragem. As informações obtidas pelos testes comparativos dos diferentes tipos de filtros comprovam que o filtro prensa apresenta resultados superiores, tanto do ponto de vista da taxa unitária de filtragem, quanto do teor de umidade, salientando que o filtro prensa com câmara de 40mm tem melhor desempenho, apresentando teor de umidade da torta de 11,49% e taxa unitária de filtragem de 373,84kg/(h.m2).
Estudo da adição de lama de minério de ferro no processo de pelotização.
(2018) Figueiredo, Vinícius Costa; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Solé, Rubén Antonio Llobell; Mendes, Jefferson Januário; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Dutra, Flávio de Castro; Krüger, Fernando Leopoldo von; Solé, Rubén Antonio Llobell
O presente trabalho investigou a viabilidade técnica ao adicionar lama de minério de ferro no processo de pelotização como uma rota alternativa. A lama é oriunda dos processos de beneficiamento mineral e, quando não utilizada, tem como destinação final barragens de rejeito juntamente com outros resíduos. Tomou-se como principal objetivo a recuperação metalúrgica do processo como um todo, uma vez que a lama estudada chega a representar 20% da produção de uma mina e contém, aproximadamente, 50% de Fetotal. Como importante consequência, tem-se a redução de seu potencial como passivo ambiental. Para a produção de pelotas, fez-se um balanço de massa cuja adição de lama de minério de ferro variou de 1,7 a 6,7% em peso, sendo o último teor limitado pela basicidade e %Fe total, conforme composição de pelotas destinadas para altos-fornos. Foi verificada a influência da lama nas propriedades físicas, químicas e metalúrgicas das pelotas cruas e queimadas, comparando os resultados de cada formulação com lama com resultados de pelotas sem adição de lama. As pelotas contendo 6% de lama foram identificadas como as de melhor desempenho, dentre as outras formulações. Esse lote apresentou porosidade, resistência mecânica, RDI e RI adequados, em testes em escala de bancada.
Estudo da viabilidade da utilização de rejeitos de pedra-sabão na produção de materiais cerâmicos.
(2017) Teixeira, Moisés Paulo; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Silva, Itavahn Alves da; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Krüger, Fernando Leopoldo von; Mendes, Jefferson Januário; Silva, Itavahn Alves da
O uso de rejeitos para a síntese de novos materiais é uma preocupação mundial nos dias atuais. Um estudo da viabilidade da utilização de rejeito de pedra-sabão para a produção de materiais cerâmicos foi realizado visando agregar valor a esse material e amenizar ou até mesmo erradicar esse passivo ambiental. Para isso foram produzidos corpos cerâmicos contendo 0%, 10%, 20%, 30% 40% e 50% de rejeito incorporados em argila. Depois de secos em estufa a 110ºC durante 24 horas, eles foram queimados a 900ºC, 1000ºC e 1200ºC. Depois de queimadas as propriedades mecânicas das cerâmicas como: resistência à flexão, porosidade aparente, massa específica aparente, absorção de água, retração linear e perda ao fogo foram avaliadas. Os corpos cerâmicos foram também estudados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X. Os resultados mostraram que a adição de pedra-sabão numa proporção superior a 20% na massa cerâmica quando comparada com a masssa cerâmica sem adição de rejeito, melhorou a resistência à flexão do material quando eles foram queimados a uma temperatura de 900°C ou 1000°C. Na temperatura de 1200ºC e com a adição de 30% de rejeito, foi obtida a fase cordierita. Esse fato torna esses materiais viáveis para a produção de componentes para suporte de catalisador, filtros, placas para circuitos integrados, refratários de fornos e isolantes térmicos. Ficou evidenciado então, que a adição de rejeito de pedra-sabão à massa cerâmica, para a produção de cerâmica estrutural, mostrou-se viável do ponto de vista técnico.
Mineralogical characterization applied to iron ore tailings from the desliming stage with emphasis on quantitative electron microscopy-QEM.
(2021) Souza, Arley Henrique de; Krüger, Fernando Leopoldo von; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Mendes, Jefferson Januário
The search for alternatives that minimize the generation of tailings and enable their reuse, leads to characterization studies with the objective of a better understanding of the physical, chemical and mineralogical properties of iron ore tailings. The increase in demand for high-quality ore overlapping ore extraction with increasingly lower iron concentration levels, is part of the challenge of mineral exploitation. In view of the aforementioned needs, a more detailed characterization of the tailings contributes to the improvement of the mineral processing stage and the reuse of the generated tailings. To this end, an analysis of the characteristics of the tailings was carried out through physical, chemical and mineralogical characterization, with emphasis on quantitative electron microscopy - QEM. The tests revealed that the predominant phases are hematite and quartz and, to a lesser extent, goethite, gibbsite and kaolinite. As for the degree of release, hematite/magnetite has 88.13% of its particles totally free, 0.53% associated with quartz and 6.77% associated with goethite. The chemical composition is 32.29% Fe, 47.92% SiO2, 2.76% Al2O3, and 2.14% PPI. In this scenario, mineralogical characterization, as a main component of geometallurgy, makes it possible to propose alternatives that improve the ore beneficiation process and the reuse of tailings.
Mineralogical characterization of iron ore tailings from the Quadrilatero Ferrifero, Brazil, by Eletronic Quantitative Mineralogy.
(2019) Ávila, Kelly de Souza Pires; Mendes, Jefferson Januário; Figueiredo, Vinícius Costa; Silva, Fabiane Leocádia da; Krüger, Fernando Leopoldo von; Vieira, Cláudio Batista; Araújo, Fernando Gabriel da Silva
The mineralogical characterization studies search for the best processing route, with the lowest environmental impact, aiming to improve the use of mineral resources. The electronic quantitative mineralogy (EQM) provides quickly and accurately great information about the characteristics of these materials. This work aims to characterize iron ore tailings by EQM as the main tool. It has selected seven samples of itabirite ores flotation tailings from the main mining regions of the Quadrilatero Ferrifero, Brazil. All samples were mostly composed by quartz and iron minerals, with a low presence of mixture particles of these minerals - less than 20% of the sample mass. Due to the difference between the size of particles of quartz and iron minerals, it has observed an opportunity to reprocess the fractions -37μm + 5μm of the studied tailings, with a potential recovery of 12% of the total sample mass generated for AM4, AM6 and AM7 and more than 5% for samples AM1, AM2, AM3 and AM5.
Recuperação de ferro contido em rejeitos de mineração, por processamento termoquímico, seguido de separação magnética.
(2018) Mendes, Jefferson Januário; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Solé, Rubén Antonio Llobell; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Solé, Rubén Antonio Llobell; Tenório, Jorge Alberto Soares; Krüger, Fernando Leopoldo von; Silva, Carlos Antônio da; Silva, Itavahn Alves da
O presente trabalho trata-se de um estudo do processo de recuperação de ferro contido em rejeitos de mineração, por processamento termoquímico, seguido de separação magnética com campo de baixa intensidade a partir da redução da hematita para magnetita através do processamento termoquímico. O processo de recuperação de parcelas ultrafinas de minério de ferro esbarra em uma limitação tecnológica do processo tradicional de beneficiamento de minério, provocada por fenômenos superficiais e de interação físico-química referentes às partículas com alta superfície específica e com densidades muito próximas. Essas partículas são rejeitadas nos processos de beneficiamento convencionais e passam a compor uma massa denominada rejeito de minério, que geralmente são dispostos em barragens de rejeito. Buscando a viabilidade técnica do processo foram realizados estudos termoquímicos com objetivo de recuperação de parcelas de ultrafinos de minério de ferro, passando pelas etapas de seleção de materiais, caracterização tecnológica, preparação de famílias de amostras, processamento em escala de bancada, processamento em escala piloto, separação magnética e análise de valor em uso do processo. Os resultados demonstraram de caracterização demonstraram que a composição do rejeitos estudados é, predominantemente, de quartzo, hematita e goethita. O estudos termoquímico, avaliaram a susceptibilidade magnética dos materiais e a transformação das fases hematita e goethita para a fase magnetita. A aplicação das técnicas de separação magnética, com campo de baixa intensidade, após o tratamento termoquímico demonstrou a viabilidade técnica de recuperação do ferro contido nos rejeitos de mineração. A avaliação de valor em uso e o cálculo econômico projetado para o processo, considerando-se os custos estimados de investimentos, operação, matérias primas e produtos demonstrou a viabilidade do processo de tratamento termoquímico para recuperação de ferro em rejeitos de mineração.
The formation of Brazilian minerals database for integrated SEM-EDS system applied to the gold ore characterization.
(2018) Sampaio, Ney Pinheiro; Castro, G. G.; Moreira, Gilson Frade; Silva, Fabiane Leocádia da; Mendes, Jefferson Januário; Cunha, Anderson Alves; Krüger, Fernando Leopoldo von; Araújo, Fernando Gabriel da Silva
The mineralogical characterization of the Brazilian minerals variety occurrence is one of the key steps in the design of the mineral processing route and improving the overall process efficiency. This set of information is essential in assessing the technical and economic viability of a mineral Project. Among the variety mineralogical characterization techniques, automated analyzers are gaining great prominence because they provide qualitative and quantitative data in an automated manner, with great speed and accuracy. The system, available in the NanoLab at the Laboratory of the Mining-Metallurgic Centre/REDEMAT and specifically called TIMA-MIRA, is composed of a scan control program and analysis of mineral data (TIMA - Tescan Integrated Mineral Analyzer) and a scanning electron microscope with cannon field emission of electrons associated with two energy dispersive detector characteristic X-rays (MIRA - trade name). The system uses a mineral database consisting of association images by back scattered electrons of the mineral grains, with their characteristic X-ray spectra and their comparison with the characteristic spectra of a database. The equipment has an interface that allows you to add minerals and other materials to their underlying database, which is critical to the result accuracy because the original equipment database that is created only with data of mineral samples from other countries would not identify minerals of national origin with its characteristic major and minor elements. These limitations of the database integrated mineral analyzer TIMA-MIRA motivated the construction of a new database through a selection methodology, preparation and analysis by diffraction rays and the TIMA-MIRA system, different context samples Brazilian geological. Each mineral was determined to be analyzed in the integrated mineral analysis system by the XR diffraction analysis. Thereby, we obtained the maximum and minimum intensities values of chemical elements peaks that make up the analyzed mineral obtaining thus new identification rules for each selected species and adapted some existing rules to meet the needs presente.
Tratamentos térmicos e conformação mecânica de um fragmento do meteorito metálico Itutinga : um ensaio de arqueometalurgia.
(2020) Nunes, Gilson Antônio; Costa, Adilson Rodrigues da; Costa, Adilson Rodrigues da; Landgraf, Fernando José Gomes; Krüger, Fernando Leopoldo von; Silva, Gilberto Henrique Tavares Álvares da; Souza Júnior, Paulo Antônio de; Zucolotto, Maria Elizabeth
Utilizando técnicas e processos da Arqueometalurgia realizou-se o aquecimento em forja a 740ºC e a conformação mecânica por martelamento de fragmentos do meteorito metálico Itutinga, cuja massa principal pertence ao Museu de Ciência e Técnica da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP). Esse processamento resultou em duas pontas de flecha sendo uma resfriada em água à temperatura ambiente após o aquecimento e conformação. Outros fragmentos desse meteorito foram submetidos à tratamentos térmicos atingindo temperaturas próximas a 900ºC e 1300ºC sendo resfriados no interior do forno, em água a temperatura ambiente e em caixa de areia também à temperatura ambiente. Essas amostras foram caracterizadas microestruturalmente por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura com energia dispersiva de Raios-X (MEV/EDS). Desses processos resultaram o surgimento da fase2, trincas e oxidação, bem como lamelas de taenita deformadas resultantes do martelamento. Também foram determinadas microdurezas Vickers sendo que o fragmento que foi resfriado em água à temperatura ambiente apresentou uma microdureza 15% maior do que a amostra resfriada ao ambiente. As pontas de flecha foram caracterizadas ainda por difração de elétrons retroespalhados (MEV/EBSD) e sua funcionalidade foi verificada por meio de um ensaio de penetração em lâmina de couro tratado.
Viabilidade técnica de separação de finos de carvão e de ferro do pó de balão.
(2017) Santos, Alisson Rodrigo dos; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Souza, Erivelto Luís de; Solé, Rubén Antonio Llobell; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Krüger, Fernando Leopoldo von; Costa, Adilson Rodrigues da; Souza, Erivelto Luís de; Mendes, Jefferson Januário; Solé, Rubén Antonio Llobell
O presente trabalho teve como objetivo analisar a viabilidade técnica de recuperar parte do pó de balão, composto por ﬁnos de carvão e ﬁnos de hematita, quando submetido primeiramente a tratamento termoquímico e posteriormente a campo magnético uniforme. Foram analisadas amostras oriundas de pó de balão de alto forno funcionando com carvão mineral e alto forno com carvão vegetal. Os ﬁnos de carvão, recuperados no processo de separação magnética, podem ser redirecionados aos processos de sinterização, pelotização e até mesmo reinjetados nas ventaneiras. Essa reutilização tem um efeito muito importante, pois cada tonelada de ﬁno carregado pela ventaneira corresponde a um peso igual, ou maior, de carvão que não será carregado pelo topo, deixando mais volume útil livre para a carga de minério. O pó de balão foi submetido a um processo de redução da hematita em magnetita, em atmosfera adequada para a preservação de carbono, a ﬁm de aumentar a susceptibilidade magnética e permitir a separação magnética. Os ﬁnos de minério residuais da recuperação dos ﬁnos de carvão não são perdidos, podem ser utilizados na fabricação de briquetes ou reutilizado na sinterização e pelotização. Após a redução, o material foi submetido à separação magnética em baixo campo, mostrando-se assim ser viável tecnicamente a separação e reaproveitamento dos ﬁnos de carvão e minério.