Navegando por Autor "Mendes, Jefferson Januário"

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Caracterização e aplicação do resíduo de Shredder como absorvedor acústico.
(2020) Siqueira, Cristiano Sousa Benício; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Solé, Rubén Antonio Llobell; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Mendes, Jefferson Januário; Faria, Wilson Carlos; Solé, Rubén Antonio Llobell
O aço é um material essencial para a sociedade, estando presente em diversos setores da indústria. Sua produção causa impactos ambientais consideráveis, desde a obtenção da matéria-prima até os resíduos gerados no processo. Visando a redução de impactos ambientais e a sustentabilidade, a recuperação de sucatas ferrosas para a produção de aço tem sido muito utilizada. Essa recuperação é feita por meio da trituração de materiais descartados que contenham boa porcentagem de ferro em sua composição. Após a trituração, as partes metálicas são separadas e um resíduo conhecido como Fluff é gerado. Esse resíduo tem composição muito variada e sua reutilização tem sido alvo de pesquisas. O trabalho aqui proposto visa a pesquisa para utilização do Fluff como material absorvedor acústico, pois a poluição sonora é um sério problema ambiental vivenciado nas áreas urbanas. Existem alguns materiais convencionalmente aplicados para absorção acústica, fabricados principalmente a partir de poliuretano, lã de vidro e lã de rocha, mas a fabricação destes gera impactos ao meio ambiente, pelo consumo de recursos. Portanto, fazendo-se a caracterização, seleção e preparação de amostras a partir do Fluff, a pesquisa objetivou testar a capacidade de absorção sonora do material, realizando a medição de seu coeficiente de absorção acústica (CAA) por meio de um tubo de impedância propiciando um produto com boas características e menor preço.
Comparação entre as características estruturais e mineralógicas de rejeito de minério de ferro em faixas ultrafinas provenientes de diferentes depósitos e rotas de beneficiamento.
(2016) Zinato, Natália Lopes; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Mendes, Jefferson Januário; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Solé, Rubén Antonio Llobell; Gomes, José Emanuel Lopes; Mendes, Jefferson Januário
Este estudo aborda o problema de geração de rejeitos no processo de beneficiamento de minério de ferro. Este assunto tornou-se foco de diversos pesquisadores devido a problemas ambientais ligados a forma como esses rejeitos são dispostos na natureza e principalmente, a questões relacionadas ao valor representativo desse material em teor de ferro contido. Deve-se levar em consideração que a quantidade de rejeito produzido está diretamente ligada ao teor do mineral presente nas jazidas a serem exploradas. Já as características granulométricas deste rejeito dependem do tipo de minério bruto a ser extraído e do processo de beneficiamento empregado (concentração magnética, concentração gravimétrica, flotação, etc). Uma vez conhecida a composição desses rejeitos, tornam-se possíveis a realização de estudos a fim de buscar um reaproveito desse material neste ou em outros setores da economia e até mesmo obter uma redução de gastos com o seu descarte. Em função disso é necessário realizar a caracterização tecnológica desses materiais com o objetivo de identificar os teores de ferro, a porcentagem de elementos contaminantes, as características mineralógicas e o teor de deliberação de partículas dos minerais de interesse presentes, em faixas granulométricas finas e ultrafinas. A classificação desta classe de partículas por cyclosizer revelou que maior parte do rejeito da flotação foi retida entre 6,69 e 32,13µm, da separação magnética abaixo de 4,11µm e do underflow abaixo de 4,02µm. A FRX demonstrou que o rejeito da flotação e separação magnética são constituídos essencialmente por SiO2, Fe2O3 e Al2O3 e do underflow por SiO2 e Fe2O3. O DRX revelou que a amostra da flotação é composta por hematita, quartzo e caulinita, da separação magnética por quartzo, goethita, hematita e caulinita e do underflow por quartzo, hematita e goethita. Pelas análises de liberação e mineralogia, concluiu-se que os rejeitos possuem alto teor de ferro e baseado nisso e em demais estudos externos, foram sugeridas rotas para seu reaproveitamento.
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.
Desenvolvimento de proposta conceitual de um sistema automático de manuseio de minério de ferro em portos.
(2023) Maduro, Murilo Ouriques; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Mendes, Jefferson Januário; Silva, João Esmeraldo da
Essa dissertação apresenta soluções e ideias para a automatização dos equipamentos e sistemas de manuseio de minério de ferro em portos. Portos destinados ao manuseio de minério são na sua maioria compostos por máquinas e equipamentos de grande porte e com grandes massas e inércia considerável envolvida. Podemos citar as empilhadeiras de minério de ferro, recuperadoras, correias transportadoras e os carregadores de navios. Atualmente há grande competição entre as empresas do setor de mineração por maior eficiência e busca por maior qualidade de material com menor custo de produção. Os desafios relacionados a melhorias no processo no que diz respeito a segurança e produtividade, bem como redução de custos também são enormes e certamente são grandes diferenciais no mercado. Este trabalho apresenta a aplicação da automação das máquinas e do processo de controle e manuseio de minério de ferro como uma das soluções mais promissoras no objetivo de aumentar a segurança operacional e a eficiência dos processos, considerando ainda que possui ferramentas que podem auxiliar na tomada de decisões. Essas soluções já são parcialmente implantadas em alguns portos que operam no Brasil e também em alguns outros países, mas sabemos que são tecnologias que ainda estão em amplo desenvolvimento e há muito espaço para melhorias que necessitam de intensa pesquisa para evolução de técnicas cada vez mais apuradas.
Desenvolvimento de substratos cerâmicos de dióxido de titânio com alta permissividade para utilização em antenas.
(2020) Freitas, Antonio Evangelista de; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Costa, Adilson Rodrigues da; Araújo, Humberto Xavier de; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Solé, Rubén Antonio Llobell; Mendes, Jefferson Januário; Bernardes, Américo Tristão; Batista, Ronaldo Junio Campos; Costa, Adilson Rodrigues da
É investigado o dióxido de titânio (TiO2) como substrato dielétrico para aplicações em dispositivos de telecomunicações, em especial antenas de microfita. A escolha foi baseada no baixo preço do TiO2 e seu comportamento inofensivo à saúde humana. Os substratos foram fabricados pela sinterização por estado sólido. Esta técnica produz cerâmicas de qualidade a baixo custo, o que favorece a viabilidade econômica para as futuras antenas. Devido às propriedades dielétricas, o substrato torna-se importante para a miniaturização e eficiência das antenas. Neste sentido uma completa caracterização da microestrutura torna-se necessária, bem como uma detalhada caracterização das propriedades eletromagnéticas. Os substratos de dióxido de titânio foram sintetizados em temperaturas que variaram de 1150 °C a 1350 °C. O tempo de sinterização também foi investigado, obtendose amostras com tempos de 4 e 12 horas. A difração de raios X e a microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram utilizadas para investigar a estrutura cristalina, o tamanho dos grãos e a porosidade das amostras resultantes. As cerâmicas obtidas são tetragonais (fase rutilo), com tamanhos médios de grãos variando de 2,94 µm a 5,81 µm. A variabilidade dos tamanhos de grãos, evidenciada pelo erro médio padrão, não foi muito grande para cada temperatura/tempo de sinterização, o que confirma que não houve crescimento anormal de grão. O tamanho médio dos grãos das amostras aumenta com o aumento da temperatura, enquanto a porosidade total diminui, bem como o tamanho médio das porosidades. O mesmo comportamento, de tamanho de grão e porosidade, é observado quando se mantém a temperatura constante e incrementa-se o tempo de sinterização. O efeito da microestrutura nas propriedades dielétricas dos substratos cerâmicos também foi estudado. Densidades relativas obtidas entre 0.66 e 0.86 indicam a evolução do processo de densificação à medida que tempo/temperatura aumentaram. A densificação, evidenciado pela redução da porosidade e crescimento dos grãos, das amostras aumentam as suas permissividades dielétricas relativas. Um modelo analítico inovador foi desenvolvido, permitindo que se estime a permissividade do material sem poros. Os valores obtidos para a permissividade dielétrica foram elevados se comparados com substratos comerciais usualmente utilizados em componentes de telecomunicações. Isso indica que os substratos cerâmicos obtidos podem ser úteis na miniaturização de dispositivos de telecomunicações, especialmente as antenas de microfita. As tangentes de perdas foram próximas de zero, o que garante uma boa eficiência para os futuros equipamentos construídos sobre os substratos cerâmicos desenvolvidos.
Desenvolvimento e caracterização de materiais geopoliméricos de uma fase à base de lama vermelha e vidro moído.
(2021) Silveira, Nathállia Cristina Gomes; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Solé, Rubén Antonio Llobell; Mendes, Jefferson Januário; Bezerra, Augusto Cesar da Silva
A indústria da construção civil contribui como uma parcela significativa nas emissões de gases de efeito estufa. A produção de cimento Portland gera aproximadamente 8% do total de emissões globais de CO2. Além disto, a disposição final dos resíduos sólidos gerados por diversas indústrias vem representando um agravante nas questões ambientais, pois a armazenagem incorreta traz danos ao meu ambiente e à saúde pública. Entre os diversos resíduos gerados pela indústria da mineração tem-se a lama vermelha, material rejeito do beneficiamento de bauxita na produção do alumínio. São produzidas cerca de 120 milhões de toneladas desse resíduo mundialmente por ano. Esse material vem sendo armazenado em barragens, onde além de requerer cuidados prévios com a área da disposição, necessita de monitoramento e manutenção da barragem por toda sua vida-útil. Assim, sabendo que a produção de cimento é uma das atividades industriais mais impactantes em termos de emissões de CO2, se faz necessário buscar materiais capazes de substituí-lo. Dentre os novos materiais possíveis estudados, tem-se os geopolímeros, que vem ganhando destaque devido às suas propriedades físicas, químicas, estruturais e térmicas. Eles são uma classe de polímeros inorgânicos sintetizados a partir de uma ativação alcalina entre compostos aluminossilicatos. A lama vermelha apresenta características químicas favoráveis e é gerada em volumes consideráveis, tornando-a uma possibilidade para desenvolvimento de geopolímeros. Desta forma, este estudo buscou desenvolver um novo geopolímero a partir da lama vermelha e pó de vidro, que seja capaz de substituir o cimento em algumas aplicações. Para isso, incialmente, a caracterização das matérias primas utilizadas foi realizada por ensaios de espectroscopia fluorescência de raios X (FRX), distribuição granulometria a laser, difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após a síntese, foi verificado o efeito dos parâmetros do procedimento utilizado nas características dos materiais obtidos, por meio de análise visual, ensaio de resistência à compressão e espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Constatou-se que processo de ativação álcali-térmica, nos modos como empregado, foi ineficiente em termos de modificação na resistência à compressão. Além disto, percebeu-se que adições de pequenas quantidades de cimento (5% em peso) implicaram em ganhos de resistência à compressão consideráveis (aumento de aproximadamente 220%). Também foi verificado que o acréscimo na concentração do ativador afetou negativamente à resistência à compressão dos materiais desenvolvidos, sugerindo que apenas a quantidade de hidróxido de sódio contida na lama vermelha na sua forma recebida já seria capaz de promover a reações químicas da geopolimerização. Recomenda-se que os ix materiais desenvolvidos neste trabalho possam ser usados na engenharia civil em aplicações específicas, tais como na pavimentação ou na fabricação de blocos.
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.
Influência da adição da lama fina de aciaria a oxigênio nas características físicas e microestruturais de pelotas queimadas de minério de ferro.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Mendes, Jefferson Januário; Vieira, Cláudio Batista
Na indústria siderúrgica brasileira estima-se que são produzidos anualmente cerca de 230 mil toneladas de lama de aciaria que é um resíduo siderúrgico típico das aciarias a oxigênio. As principais características químicas e granulométricas da lama de aciaria são as seguintes: cerca de 30% de lama grossa com elevado teor metálico e granulometria acima de 325# (45µm) e 70% composta pela lama fina, rica em óxido de ferro, FeO, com granulometria inferior a 325#, (45µm) com um teor de ferro total em torno de 60% em peso. Existem alguns estudos recentes na China, realizados em escala piloto, que investigam o uso da lama fina no processo de fabricação de pelotas de minérios de ferro. No Brasil são ainda escassos os estudos de aplicações da lama fina de aciaria, apesar de possuir uma larga produção industrial de pelotas de minérios de ferro e um montante considerável de geração anual de lama fina de aciaria. Este trabalho apresenta um estudo da Influência da adição desta lama, em pequenas proporções, nas características intrínsecas de pelotas queimadas de minério de ferro. As análises químicas apresentadas utilizaram as técnicas de espectrometria de emissão atômica e titulação. A caracterização mineralógica foi desenvolvida por difratometria de raio x e microscopia óptica. A análise de porosidade também é apresentada. Após a caracterização, as amostras foram submetidas a ensaios de aglomeração em disco de pelotização, ensaio de resistência a queda, processamento térmico e ensaio de compressão. Foram estudadas a influência da adição da lama fina na resistência a compressão, nas características químicas, de porosidade e microestruturais de pelotas queimadas de minério de ferro. A lama é composta por wustita, ferro elementar, magnetita, calcita, hematita e cristobalita(quartzo ß). Apresenta algumas características químicas interessantes quanto aos teores de CaO (18,68%) e MgO (5,63%), que podem contribuir para a diminuição do emprego de fundentes portadores desses óxidos no processo de pelotização. A adição de lama fina na faixa de 0,5% a 2,0 % não prejudica a resistência a queda das pelotas cruas. Para o perfil térmico utilizado (tempo total de processamento térmico de 4 horas) foi possível obter altos valores de resistência a compressão nas temperaturas de 1.2000 C, 1.2600 C e 1.3200 C. Com a adição da lama na faixa de 0,5% a 2,0% há um aumento razoável da porosidade (variação de 18% até 29%), sem com isso prejudicar a resistência a compressão adquirida durante o processamento térmico. As características microestruturais da pelota queimada de minério de ferro são pouco Influênciadas pela adição da lama fina de aciaria. Em todas as condições estudadas, e para o ciclo térmico empregado, não foi observada a presença de trincas nas pelotas queimadas. O emprego de um tempo de processamento longo e resfriamento lento permitiram que ocorresse o endurecimento da pelotas queimadas sem o aparecimento de trincas, de modo a proporcionar ganho de resistência mesmo com o aumento de porosidade.
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.
Procedimentos para otimização das condições operacionais do forno de reaquecimento de um laminador de perfis estruturais.
(2020) Barbosa, Allysson Bruno; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Solé, Rubén Antonio Llobell; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Lisboa, Rubem de Souza Monteiro; Mendes, Jefferson Januário; Solé, Rubén Antonio Llobell
O consumo específico de energia em um processo de laminação de produtos longos é a principal variável do processo e é utilizada para comparar processos semelhantes em busca da maior eficiência. A economia de energia está relacionada à competitividade da empresa, contribuindo fortemente no preço final dos produtos, e deve seguir critérios que favoreçam a máxima produtividade do processo, buscando o mínimo tempo de permanência dos Beam blanks e Blocos dentro do forno e a melhor homogeneização da temperatura do material a ser laminado. Nesse trabalho foram analisadas as condições operacionais de um forno de reaquecimento de perfis estruturais através de acompanhamento sistemático do processo, coleta de dados históricos de consumo energético, produção, características dos equipamentos, produção não conforme, manutenção, entre outros. Também foi realizado um balanço térmico real do equipamento com objetivo de determinação das perdas térmicas e de áreas de oportunidades para correções e aumento de eficiência do mesmo. Por fim se realizou a passagem de uma caixa instrumentada através do forno de reaquecimento para determinação das curvas de aquecimento reais dentro do Beam Blank, seu tempo de residência bem como para conferencia dos parâmetros reais da atmosfera do forno. O estudo mostrou que o forno de reaquecimento apresentava rendimento térmico de 42,17% sendo as maiores perdas por gás de exaustão (23,32%), perdas por água de refrigeração dos skids (15,07%) e perdas pelas paredes e tetos (6,65%). Além disso o estudo demonstrou que o tempo de permanência no interior do forno era inadequado com um potencial de redução de 15 minutos e consequente aumento de produtividade do equipamento além da redução de consumo energético em 16%. Todo o diagnóstico, desenvolvimento e implementação das recomendações levaram a um ganho financeiro da ordem de 14 milhões de reais para a planta. Este trabalho é pioneiro nas Américas no estudo de aquecimento de Beam Blanks através da passagem de uma caixa instrumentada no interior de um forno de reaquecimento.
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.
Thermomagnetic study for identification of mineral phases.
(2017) Cunha, Anderson Alves; Silva, Fabiane Leocádia da; Silva, Blênio Márcio Cunha; Mendes, Jefferson Januário; Solé, Rubén Antonio Llobell; Araújo, Fernando Gabriel da Silva
The characterization of materials is an area of extreme importance for engineering, it uses a range of instrumental techniques to provide an information bank for material analysis and selection. In the treatment of iron ore the mineralogical characterization is done, almost exclusively, by optical microscopy. However, materials with very fine granulometry, below 4 μm, make their preparation and visualization restricted in this equipment. The present work aims to identify the minerals Hematite, Magnetite and Goethite in samples of tailings from the iron ore processing, employing a Bartington MS3 that evaluates the magnetic susceptibility as a function of the temperature. These measurements make it possible to identify Curie temperatures characteristic of Magnetite (580 °C) and Hematite (675 °C), as well as Goethite’s Neel temperature (120 °C). The results showed that the application of the technique is of great value for the identification of the magnetic bearing minerals and the quantification of the magnetic potential of the sample.
Thermomagnetic study of iron ore tailings from Quadrilátero Ferrífero - Minas Gerais/Brasil.
(2018) Mendes, Jefferson Januário; Cunha, Anderson Alves; Ávila, Kelly de Souza Pires; Solé, Rubén Antonio Llobell; Araújo, Fernando Gabriel da Silva
Within the international macro-economic scenario, the mineral sector is seeking innovative and sustainable solutions for their productive processes. However, to be able to direct the tailings toward a determined technology, it is fundamental to know its characteristics and specific properties. The objective of the study presented herein was to extract significant information regarding the various ranges of particle size existing within the tailings from iron ore processing, with special attention to its magnetic properties. For this were used different technical characterization. The results demonstrate that the granulometric distributions of the samples vary from 100μm to values of less than 4μm, with a significant presence of iron oxides and quartz. The thermomagnetic curves generated permitted identification of the Hopkinson Effect, Curie temperatures for magnetite and hematite. They also show the magnetic susceptibility of each grain size range, an important information when considering magnetic separation.
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.