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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.

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Desenvolvimento de um sensor capacitivo para monitoramento da umidade do minério de ferro em protótipo de vagão de trem em escala reduzida.
(2020) Santos, Gabriel Almeida; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Mesquita, Andre Luiz Amarante; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Mesquita, Andre Luiz Amarante; Silva, Sávio Augusto Lopes da; Almeida, Silvia Grasiella Moreira
Umidades elevadas em minério de ferro podem causar instabilidade e até interrupção do carregamento em um navio, enquanto baixas umidades estão relacionadas à emissão de poeira durante transporte ferroviário. Este é um problema econômico e ambiental devido à perda de massa e emissão de particulados nas ferrovias. Neste trabalho, tem-se como objetivo desenvolver um sensor de umidade de minério de ferro, aplicado a um protótipo de vagão de trem em escala reduzida, para realizar a medição da umidade em tempo real e auxiliar o estudo de emissão de particulados. O sensor proposto utiliza um método capacitivo baseado na medição da constante dielétrica. A calibração do sensor foi realizada com amostras de minério de ferro com umidades entre 0% e 13%. Ensaios realizados em um túnel de vento, com simulação de 300 km de ferrovia, obtiveram um erro máximo de umidade de 0,18% e secagem de 1,13%.
Sistema híbrido com agregação de análise de sentimentos e séries temporais nebulosas para previsão de preços de minério de ferro.
(2023) Souza, Flavio Mauricio da Cunha; Pessin, Gustavo; Rocha Filho, Geraldo Pereira; Guimarães, Frederico Gadelha; Pessin, Gustavo; Rocha Filho, Geraldo Pereira; Guimarães, Frederico Gadelha; Bianchi, Andrea Gomes Campos; Valejo, Alan Demétrius Baria
O preço global do minério de ferro é determinado por um número elevado de parâmetros efetivos e uma relação complexa entre eles. A soma das expectativas dos participantes deste mercado como um todo, ao longo do tempo, definem variações e tendências numa série temporal de preços. Desenvolver um modelo de previsão confiável para a volatilidade do preço do minério de ferro e, por consequência, demais ativos ligados à esta commodity, que analise o mercado de forma ampla, não é uma tarefa trivial e é fundamental na definição de investimentos futuros e decisões para projetos de mineração em empresas relacionadas. Este trabalho avalia um sistema preditivo híbrido, que utiliza um índice obtido a partir da agregação de sentimentos extraídos de resumos de notícias relacionadas ao minério de ferro, baseado em conjuntos nebulosos hesitantes, e o número de notícias como variáveis exógenas para um modelo multivariado Weighted Multivariate Fuzzy Time Series (WMVFTS). Neste contexto, a aplicação do índice de Agregação de Análise de Sentimentos com Conjuntos Nebulosos Hesitantes para Previsão de Preços de Minério de Ferro combina métodos de aprendizado de máquina que abrangem tanto análises técnicas quanto fundamentais, obtendo resultados significativos para suporte à decisão especializada em ativos de minério de ferro. Os resultados indicam a viabilidade de utilização das variáveis propostas em um conjunto de variáveis exógenas do WMVFTS com precisão superior a 80% na previsão de tendências e oscilações da variável de referência.
Estratégias de controle para alimentadores de elevado tempo morto em circuitos de transportadores de correia.
(2022) Moraes, Tiago Alves; Euzebio, Thiago Antonio Melo; Silva, Moisés Tavares da; Euzebio, Thiago Antonio Melo; Silva, Moisés Tavares da; Santana, Adrielle de Carvalho; Acioli Junior, George
Neste trabalho são abordadas estratégias de regulação de fluxo mássico em alimentadores para circuitos de transportadores de correia, em processos de beneficiamento de minério de ferro, quando o tempo morto é elevado. Neste caso, o tempo morto consiste na diferença entre o instante do evento de mudança de velocidade do alimentador e o instante do evento da detecção do efeito desta mudança na balança de medição de vazão deste equipamento. A motivação deste trabalho é o desempenho inferior medido nas malhas de controle, atuantes nos alimentadores de correia com maior tempo morto, em relação às demais malhas do Complexo Minerador em Carajás, no Pará. O esforço neste sentido é justificado pela obtenção do aumento da segurança operacional, evitando valores de vazão acima da referência nominal dos equipamentos, e pelo alcance do uso otimizado da capacidade dos circuitos de transporte de massa. Estes resultados são entregues para as equipes de controle de processo, por meio do emprego e do aprimoramento de estratégias avançadas de controle para este tipo de malha. Inicialmente, são investigadas as melhores estratégias aplicadas atualmente em plantas de beneficiamento de minério de ferro na Vale S.A. Para isso, por meio de identificação de sistemas, é obtido um modelo do sistema físico que compõe o alimentador alvo do estudo. São avaliadas as seguintes estratégias de controle: controlador PID, controlador IMC (Internal Model Control) e preditor de Smith. Conclui-se que o emprego da estrutura com Preditor de Smith, com aderência de massa alimentada de 99,08 %, foi a de melhor desempenho.
Previsão de preços de minério de ferro utilizando modelos de inteligência computacional.
(2022) Tonidandel Júnior, Hamilton; Guimarães, Frederico Gadelha; Guimarães, Frederico Gadelha; Reis, Agnaldo José da Rocha; Silva, Petrônio Cândido de Lima e; Ballini, Rosângela
A estimativa do comportamento futuro da série temporal de preços de minério de ferro a curto prazo é uma ferramenta importante na elaboração de projetos de mineração relacionados ao planejamento operacional. O presente trabalho propõe, neste contexto, um estudo comparativo entre modelos preditivos construídos por meio técnicas de inteligência computacional, e avalia a acuracidade dos modelos nebulosos PWFTS (Probabilistic Weighted Fuzzy Time Series) e FDT-FTS (Fuzzy Decision Trees) em relação aos modelos preditivos ARIMA, Multilayer Perceptron (MLP) e Xgboost. Para garantir a variabilidade dos padrões de entrada, os dados são distribuídos em subconjuntos de janelas deslizantes. Em um contexto multivariado, variáveis preditoras são selecionadas por meio de análise correlacional e causal com a série temporal principal, com destaque para a inclusão do excedente produtivo de minério de ferro da Vale S.A., que apresentou considerável grau de contribuição no poder de generalização dos modelos. Os resultados indicam superioridade dos modelos nebulosos nas métricas RMSE e MAPE, e na estatística U de Theil.
Desenvolvimento de um sistema de medição de umidade de minério de ferro em correia transportadora.
(2019) Pinto, Érica Silva; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Magalhães, Paulo Henrique Vieira; Leal Filho, Laurindo de Salles; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Magalhães, Paulo Henrique Vieira; Leal Filho, Laurindo de Salles; Silva Junior, Sávio Augusto Lopes da; Almeida, Silvia Grasiella Moreira
A umidade de materiais é um parâmetro muito utilizado na indústria. Na mineração, por exemplo, é um fator determinante na linha de produção de minério de ferro. Umidades elevadas podem resultar em instabilidade de pilhas em pátios de estocagem, aumentar os custos de produção e, principalmente, tornar o processo de extração, transporte e beneficiamento de minério de ferro ineficaz. Além dessas consequências, quantidades de água acima de limites pré-estabelecidos podem inviabilizar o transporte de minério em navios. Em contrapartida, baixas umidades podem resultar em emissão de particulados de minério na atmosfera e, consequentemente, perda de material comercializável. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor de umidade de minério de ferro em correia transportadora, em escala laboratorial, que pode, futuramente, ser adaptado ao ambiente industrial. A estrutura que sustenta o sistema de medição se movimenta paralelamente ao transportador de correia e juntamente ao minério, fazendo com que a velocidade relativa entre a célula de medição e o minério seja próxima de zero. Essa montagem permite que a medição do conteúdo de água do minério seja realizada em tempo real e in situ. O elemento sensor utiliza o método capacitivo vii como princípio de medição, sendo capaz de determinar a constante dielétrica relativa do meio onde está inserido e correlacioná-la com a umidade em base seca do minério de ferro. Com o objetivo de diminuir o efeito da componente condutiva na medição da constante dielétrica relativa, um método intitulado real-dual-frequency foi aplicado. O sensor desenvolvido se limita a minerais com condutividade elétrica máxima de 800 μS/cm e foi testado utilizando um minério de granulometria fina (pellet feed com menos de 0,15mm) com 65% de teor de ferro. O sistema desenvolvido possui faixa de medição de umidade em peso de 0 a 14% com base seca e apresenta erro máximo de 1,64%, mesmo com o minério em movimento.
Estudos de complexação dos íons Ca2+ e Mg2+ na flotação catiônica de minério de ferro.
(2020) Cruz, Daniel Geraldo da; Lima, Rosa Malena Fernandes; Lima, Rosa Malena Fernandes; Monte, Marisa Bezerra de Mello; Lima, Neymayer Pereira; Brandão, Paulo Roberto Gomes; Leão, Versiane Albis
Este trabalho teve por objetivo estudar a possibilidade de complexação dos cátions Ca2+ e Mg2+ e de seus produtos de hidrólise presentes em águas duras, provenientes tanto da adição de reagentes (cal) para controle de pH de polpas quanto da dissolução de carbonatos, na flotação catiônica de minério de ferro, contendo minerais carbonatados associados ao quartzo em sua ganga. Em uma primeira fase, foram realizados ensaios de microflotação em pH 10,5 com os minerais puros (quartzo, hematita e dolomita), usando amido de milho gelatinizado e acetato de eteramina (50% de grau de neutralização) na dosagem de 2,5 mg/L, determinada em estudos prévios. Os reagentes complexantes testados foram hexametafosfato de sódio, ácido cítrico e fluoreto de potássio. Para o entendimento da influência destes reagentes e do EDTA (ácido etilenodiamino tetra-acético, sal dissódico) sobre as cargas superficiais dos minerais (hematita, quartzo e dolomita), foram efetuadas medidas de potencial zeta dos mesmos condicionados somente com NaCl (1x10-3 mol/L) e com os complexantes mencionados anteriormente, mantendo a mesma força iônica (NaCl = 1x10-3 mol/L). O potencial zeta dos minerais diminuiu após o condicionamento com os complexantes, sobretudo com hexametafosfato de sódio, principalmente para a hematita e para a dolomita. Nos ensaios de solubilidade da dolomita com os complexantes, verificou-se que a ordem decrescente de contribuição para solubilização foi: EDTA > ácido cítrico > hexametafosfato de sódio. Ensaios de adsorção em pH 10,5 dos reagentes: amido, amina, EDTA e hexametafosfato de sódio (condicionados individualmente e simultaneamente) com o quartzo e hematita, seguido da determinação dos espectros infravermelhos a transformada de Fourier (reflectância difusa) confirmaram adsorção da amina sobre o quartzo (interações eletrostáticas) e do amido sobre a hematita (adsorção química) e que as possíveis espécies adsorvidas tanto no quartzo quanto na hematita foram o Ca2+, Mg2+, Mg(OH)+ e Mg(OH)2. Nos espectros infravermelhos tanto do quartzo quanto da hematita condicionados com MgCl2, seguido de condicionamento com EDTA / hexametafosfato de sódio, não foi identificada a presença da espécie Mg(OH)2 em suas superfícies, comprovando a eficácia da complexação dos íons Mg2+. Nos ensaios de flotação em bancada efetuados com amostra de itabirito quartzoso (44,7% Fe e 31,8% SiO2) com adição simultânea de íons Ca2+ e Mg2+, verificou-se aumento tanto da recuperação em massa quanto metalúrgica de Fe e consequente diminuição do teor de Fe e aumento do teor de SiO2 nos concentrados obtidos. O emprego de EDTA (1080 g/t) após o condicionamento do minério, com concentração total dos íons Ca2+ e Mg2+ igual a 300 g/t, restabeleceu a seletividade do processo: os teores de Fe e SiO2 no concentrado foram de 63% e 4%, respectivamente), que são similares aos resultados dos ensaios sem a presença desses íons na polpa. Ensaios com itabirito quartzoso e dolomítico, artificial, por planejamento fatorial de experimentos com réplica, avaliaram os seguintes fatores: tempo de agitação da polpa antes da adição de reagentes (0 e 15 minutos), proporção de dolomita no minério (2,5 % e 10%), dosagem de amido (200 e 400 g/t) e dosagem de amina (50 e 150 g/t). De modo geral, obtiveram-se teores de SiO2 de 9% a 23%, teores de Fe de 44% a 58% e índice de seletividade (I.S.) de 2,5 a 6,0. Os melhores resultados com os complexantes foram obtidos com seu uso na proporção de EDTA : cátions = (0,6 : 0,9) e hexametafosfato de sódio : cátions (0,5: 0,8). Para 10 mg/L de íons totais (Ca2+ + Mg2+), os resultados foram: 52% Fe, 9,4% SiO2, 4,4% CaO e 2,3% MgO (EDTA = 82 mg/L); 57% Fe, 9,2% SiO2, 1,7% CaO e 1% MgO (hexametafosfato de sódio = 120 mg/L), com mesmo índice de seletividade (I.S. = 5,8).
Amido natural e modificado como floculante de lama de minério de ferro.
(2019) Leite, Aline da Mata Chiacchio; Reis, Érica Linhares; Reis, Érica Linhares; Alexandrino, Júnia Soares; Rodrigues, Otávia Martins Silva
O uso de coagulantes e floculantes na etapa de espessamento de minério de ferro é essencial devido à dificuldade de sedimentação das partículas finas e ultrafinas em suspensão presentes nos rejeitos do processamento mineral. Porém, os reagentes sintéticos atualmente utilizados neste processo possuem alto custo e potencial tóxico para o meio ambiente e consumo humano, tendo o uso proibido em alguns países. Logo, este trabalho teve como objetivo avaliar a utilização de amidos modificados (catiônico reticulado, catiônico pré-gelatinizado e ceroso) como floculantes na sedimentação de lamas de minério de ferro buscando uma alternativa menos tóxica e de menor custo quando comparada com o uso de polímeros sintéticos. Foi realizada a caracterização de uma amostra da alimentação do espessador de lamas que indicou a presença de hematita, quartzo e caulinita, com cerca de 50% das partículas abaixo de 10 μm. Presença de 55 g/L de sólidos suspensos e 78 mL/L de sólidos sedimentáveis. Quando comparados com a Resolução CONAMA 357/2005 Classe II, os parâmetros de turbidez e sólidos sedimentáveis da amostra estavam acima do valor permitido. Amostras dos minerais majoritários puros (hematia e quartzo) foram utilizadas para a realização dos testes de agregação para cada amido modificado em dosagens 1 mg/L, 10 mg/L e 100 mg/L na faixa de pH de 6 a 9. O amido catiônico pré-gelatinizado foi o amido modificado de melhor resultado quanto a porcentagem de material sedimentado tanto para a hematita quanto para o quartzo nas dosagens 10 mg/L no pH 7 (99% de material sedimentado). A poliacrilamida apresentou valores baixos de quartzo sedimentado (menor que 50%). Foi observada a adsorção química do amido catiônico na superfície do quartzo e da hematita. Foram realizados então ensaios de Jar Test utilizando a amostra da alimentação do espessador de lama e o amido catiônico pré-gelatinizado, visando otimizar as variáveis de dosagem, tempo de agitação e tempo de sedimentação. Os melhores resultados nos ensaios de Jar Test foram o teste com dosagem de 10 mg/L, 20 minutos de tempo de agitação e 60 minutos de tempo de sedimentação e teste com dosagem de 50 mg/L, 10 minutos de tempo de agitação e 10 minutos de tempo de sedimentação.
Avaliação da aplicação de sistemas de classificação geomecânica para cavidades ferruginosas.
(2020) Oliveira, Paula Cristine Leal; Lima, Hernani Mota de; Lima, Hernani Mota de; Brandi, Iuri Viana; Souza, Felipe Ribeiro
A necessidade de adequação à lei brasileira incentivou os estudos sobre cavidades no país nos últimos anos, especialmente naquelas de litologia ferruginosa, por sua proximidade com regiões de mineração. É preciso entender a dinâmica dessas cavidades, com todos os complexos fatores que a envolvem, entre eles, a sua estabilidade, de maneira a definir melhores medidas de proteção e controlar impactos. Os estudos de estabilidade são ferramentas para tal, e se iniciam com a compreensão do comportamento do maciço rochoso. Este estudo visa justificar o uso de metodologias de classificação de maciços rochosos, tal como o RMR de Bieniawski e o Q de Barton, como instrumento de determinação da qualidade geotécnica de cavidades naturais subterrâneas de litologia ferrífera, propondo uma avaliação das metodologias utilizadas. Embora não tenham sido desenvolvidas para a aplicação em cavidades, as classificações são boas ferramentas no estudo destas, desde que utilizadas de maneira correta. A partir de trabalhos já realizados por empresas e por universidades, e de um banco de dados de 33 cavidades de diferentes litologias, é realizada uma análise de sua aplicação, propondo orientações para seu uso, identificando entre os principais sistemas de classificação, qual melhor se adequa a cada situação. Através de análises estatísticas e de correlação, recomenda-se utilizar mais de um sistema na avaliação do maciço, além de pelo menos uma correlação, de maneira a diminuir as incertezas e validar as análises. Por ser facilmente aplicáveis, os sistemas Q e RMR têm a preferência dos profissionais, embora o RMi tenha sido aplicado em trabalhos anteriores e obtido bons resultados. Enquanto o Q de Barton se mostra uma metodologia mais “conservadora”, o que torna seu uso mais interessante, considerando o objetivo final de preservação e monitoramento destas cavidades, o RMR oferece uma aplicabilidade melhor e mais condizente com o que é visto em campo.
Análise da influência do teor de ferro no potencial de liquefação de um rejeito de mineração.
(2019) Arruda, João Paulo Aparecido; Pereira, Eleonardo Lucas; Pereira, Eleonardo Lucas; Gomes, Romero César; Minette, Enivaldo
Nos últimos anos, a alta produção e o beneficiamento mineral têm gerados grandes volumes de rejeitos que se tornam grandes desafios para a Geotecnia, no que tange à eficiência e à segurança dos locais em que são depositados. Considera-se que esses subprodutos da mineração possuem características geotécnicas semelhantes aos solos arenosos, apesar das diversas peculiaridades, destacando-se que os sistemas de disposição de rejeitos mais utilizados são os aterros hidráulicos. Esses locais estão sujeitos ao fenômeno denominado liquefação, ligado à perda de resistência em materiais saturados e fofos quando submetidos aos processos de deformação. O gatilho do fenômeno pode ocorrer de forma dinâmica, podendo provir de vibrações ou eventos sísmicos ou ser desencadeado por carregamento estático. Nesse contexto, esse trabalho tomou como objeto de pesquisa a região do Quadrilátero Ferrífero, a fim de se avaliar a influência do teor de ferro no potencial de liquefação estática de um rejeito de minério de ferro por meio de ensaios de laboratório. A importância da pesquisa justifica-se dada a necessidade de buscar o entendimento das diversas variáveis que potencializam a liquefação, causa de diversos acidentes ambientais ao longo dos anos, visando-se evitar possíveis rupturas e impedir perdas de vidas humanas e degradação ambiental. Para avaliação do potencial de liquefação foi coletada uma amostra de rejeito com alto teor de ferro, a qual foi dividida e submetida às reduções de teor do elemento. Dessa forma, foram geradas amostras com variáveis teores de ferro. Foi realizado um amplo programa experimental com avaliações de liquefação a partir de ensaios triaxiais não-drenados e adensados isotropicamente. Foram utilizadas metodologias de análises consagradas no meio geotécnico. Todos os resultados obtidos foram apresentados e discutidos ao longo dessa dissertação, destacando-se que a porcentagem de ferro seria um fator influenciador no potencial de liquefação, bem como observou-se modificação da posição da linha do estado permanente e o aumento dos valores de parâmetros de estado.
Sedimentação de lama de minério de ferro com alto teor de manganês.
(2019) Pereira, Vinícius Borges; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Russo, Mário Luís Cabello; Reis, Érica Linhares
Este trabalho teve como objetivo estudar a sedimentação de uma lama de minério de ferro com elevado teor de manganês. Duas amostras de lama foram coletadas no processo de espessamento da Unidade de Tratamento de Minérios 2 da Gerdau em Miguel Burnier distrito de Ouro Preto/MG, uma com elevado teor de manganês e outra com baixo teor de manganês. Essas lamas foram caracterizadas em termos de mineralogia, granulometria, composição química, área específica, peso específico e análise química das respectivas águas de processo. Ensaios de sedimentação em proveta foram realizados para comparação da velocidade de sedimentação das lamas na presença e ausência do cloreto de manganês e dos floculantes aniônicos A-130 e Mafloc 1115A. Realizaram-se medidas de potencial zeta com amostras puras de hematita e caulinita obtidas em Itabira/MG e Vila Mumguba/PA, respectivamente, para auxiliar o entendimento do comportamento das partículas em diferentes valores de pH e na presença dos floculantes e cloreto de manganês. A caracterização mineralógica apontou que as principais fases minerais presentes nas duas lamas são hematita e caulinita. A lama de elevado teor de manganês apresentou superfície específica de 59,10 m2/g, peso específico de 3,80 g/cm3, 9,43% de manganês em sua composição, 92,38% das partículas menores que 0,010 mm e concentração de 137,89 mg/L de manganês na água de processo. A lama de baixo teor de manganês apresentou superfície específica de 27,78 m2/g, peso específico de 4,09 g/cm3, 2,45% de manganês em sua composição, 80,17% das partículas menores que 0,010 mm e concentração de 30,29 mg/L de manganês diluídos na água de processo. Os ensaios comparativos de sedimentação mostraram que a velocidade de sedimentação da lama de elevado teor de manganês foi consideravelmente inferior à da lama de baixo teor de manganês em todas as condições de pH e dosagens de reagentes avaliadas. A adição de íons de manganês reduziu a velocidade de sedimentação da lama de baixo teor de manganês. As medidas de potencial zeta mostraram que todos os reagentes avaliados modificaram o potencial da hematita e caulinita. Os valores de potencial zeta dos minerais tornaram-se positivos na presença de íons de manganês e mais negativos na presença dos floculantes A-130 e Mafloc 1115A.

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