EM - Escola de Minas
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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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Item Avaliação de características mineralógica, química e física na formação de pasta de minério de ferro.(2023) Cerqueira, Eduardo Perdigão; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Pereira, Carlos Alberto; Pereira, Carlos Alberto; Alexandrino, Júnia Soares; São José, Fábio deO desenvolvimento das minas de minério de ferro no quadrilátero ferrífero, no estado de Minas Gerais, a partir do século XX, tem como característica a lavra de corpos minerais com teores cada vez mais baixos e menor grau de liberação. Para beneficiar esses minérios, rotas de processo são projetadas considerando uma maior necessidade de cominuição, tendo como efeito colateral, a geração de um volume maior de lama nos circuitos das usinas de beneficiamento. Devido às limitações técnicas para concentrar lamas, esses resíduos são destinados às barragens de rejeito. Apesar dessa prática tradicional e consolidada, acredita-se que o conhecimento dos aspectos reológicos envolvidos no processo de adensamento (resultando em pastas minerais ou polpas de alta densidade) abre horizontes para opções de disposição mais seguras e inovadoras. Adicionalmente, o domínio dos aspectos reológicos contribui para compreensão de comportamentos observados em tubulações de bombeamento. Sabe-se que o tamanho e formato das partículas influenciam no arranjo das moléculas de água ao redor delas, consequentemente, na maneira como elas se sedimentam e escoam. Sendo assim, o principal objeto desse trabalho foi avaliar a influência da morfologia e granulometria de partículas minerais, comuns em lamas de minério de ferro e nas características reológicas das pastas e/ou polpas de alta densidade obtidas a partir de ensaios de espessamento. Além disso, tem-se em vista compreender como os floculantes e os coagulantes, bem como o pH podem alterar as características reológicas desses minerais, para isso, testes de sedimentação foram realizados em diferentes condições; os produtos desses ensaios foram submetidos a ensaios reológicos. Os resultados apontaram para o seguinte: a obtenção de pastas minerais em escala laboratorial é consoante a metodologia dos ensaios de sedimentação e da dosagem de reagentes, ademais, foi possível caracterizar amostras, como fluidos pseudoplásticos.Item Determinação da abrasividade de jaspilitos da Serra Sul - Província Mineral de Carajás.(2022) Münch, Daiane; Lima, Rosa Malena Fernandes; Lima, Rosa Malena Fernandes; Pintaude, Giuseppe; Alves, Vladmir KronembergerA abrasividade de jaspilitos, caracterizados pela intercalação de bandas de minerais de ferro e quartzo, desempenha um papel importante no desgaste dos materiais de revestimento dos equipamentos de fragmentação. Portanto, compreender a abrasividade desses materiais é uma estratégia para reduzir os custos operacionais e selecionar materiais de revestimento mais adequados. Para avaliar o efeito da estrutura bandada na abrasividade dos jaspilitos, foi realizado o ensaio de abrasividade CERCHAR. Um planejamento fatorial foi aplicado considerando diferentes tipologias de jaspilitos e direções de ensaio: paralela às bandas de quartzo, paralela às bandas de minerais de ferro e perpendicular às bandas de minerais de quartzo e ferro. O teste de hipóteses mostrou que a diferença na abrasividade entre as bandas de minerais de ferro e quartzo é insignificante. No entanto, a diferença de abrasividade entre as bandas de minerais de ferro e a direção perpendicular é significativa. Além disso, a direção perpendicular foi a condição analisada com maior severidade no desgaste. Por meio da análise das forças normais e de atrito durante os ensaios, foi possível classificar a ocorrência de fenômenos locais. As forças normais e de atrito desestabilizam-se em situações de descontinuidades da rocha, como porosidades e superfícies de bandamento. Adicionalmente, os mecanismos de desgaste observados para todas as condições ensaiadas estão na região de transição entre o regime suave e severo de desgaste.Item Avaliação da interdependência entre as variáveis da filtragem de rejeito de minério de ferro em filtro prensa diafragma.(2022) Silva, Paloma Eduarda Amatti Ferreira da; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Pereira, Carlos Alberto; Russo, Mário Luís CabelloO uso da técnica de filtragem para rejeitos de minério de ferro, visando a disposição a seco, é recente. Essa operação tem se tornado uma alternativa viável diante dos graves acidentes relacionados a rompimentos de barragens no Brasil, especialmente em 2015 e 2019. O uso de filtro prensa tem mostrado grande potencial, especialmente para rejeitos classificados como lama. A tecnologia do filtro prensa diafragma vem se destacando, pois o sistema de diafragma resulta em menor tempo de ciclo e maior volume de filtrado, progressivamente, retirado da torta. Entretanto, o entendimento da influência das variáveis, na operação do filtro prensa diafragma, e sua aplicação industrial ainda é limitado. Este trabalho mostra a influência de características operacionais e de características químicas e físicas do rejeito na umidade da torta e na produtividade da operação. Para entender as influências das variáveis citadas utilizaram- se métodos estatísticos multivariados. As condições operacionais para os testes do filtro prensa diafragma industrial foram: pressão inicial de alimentação, pressão final de alimentação, tempo de prensagem, vazão final de alimentação e percentual de sólidos. A interdependência entre as variáveis foi avaliada através da análise das componentes principais. A principal conclusão deste trabalho é que o tempo de prensagem por diafragma, é o fator de controle determinante que permite minimizar os efeitos das variações das características químicas e físicas dos rejeitos para obter a umidade da torta dentro do padrão desejado. A técnica de regressão logística foi utilizada para gerar uma função de predição capaz de determinar a produtividade de filtragem. O modelo apresentou 73% de acurácia. As variáveis significativas para o modelo foram pressão de alimentação inicial, tempo de ciclo e percentual de sólidos. Para a predição da umidade, as correlações das variáveis independentes e dependentes não foram significativas suficientes para aplicação a previsibilidade devido restrições da umidade para operação industrial. A necessidade de obedecer ao padrão de umidade da torta não permitiu que os valores apresentassem variabilidade suficiente para obter uma equação de predição, através da técnica de regressão logística.Item Floculação seletiva de lama de minério de ferro com amido e poliacrilamidas.(2023) Alvim, Eduardo Saldanha; Lima, Rosa Malena Fernandes; Lima, Rosa Malena Fernandes; Nogueira, Francielle Câmara; Ferreira, Rodrigo FinaA cominuição de minério de ferro com alto teor de goethitas são responsáveis pelo aumento acentuado de partículas ultrafinas (menores que 10 µm), que possuem efeito deletério na flotação (redução do teor do concentrado, elevação do consumo de reagentes, etc.). Por essa razão, faz-se necessário uma etapa prévia de deslamagem para remoção das mesmas. As lamas provenientes da etapa de deslamagem de minérios itabiríticos representa perdas de cerca de 5% do minério alimentado ao circuito de flotação. Para minérios goethíticos pode chegar a algo em torno de 30 a 35%. Usualmente, estes materiais descartados possuem teores de ferro bem maiores do que os teores de minérios alimentados na flotação, levando a grandes perdas de Fe além de necessidade de grandes áreas para deposição das mesmas. Logo, a floculação seletiva, pode ser uma alternativa para concentração destes “rejeitos” de minério de ferro, uma vez que a mesma é um método de concentração de minérios de granulometria ultrafina (< 10μm). Nesse trabalho foram efetuados estudos fundamentais com uma amostra de lama de minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero (51,32% de Fe, 16,10% de SiO2 e PPC de 6,49%) e com minerais puros (hematita, goethita, quartzo e caulinita) constituintes dessa lama, englobando ensaios de dispersão, floculação seletiva em tubo cilíndrico e medida de potencial eletrocinético das amostras sem reagente e condicionadas com dispersante (hexametafosfato de sódio) e com diferentes floculantes amido de milho, poliacrilamida não iônica e poliacrilamida catiônica), visando ao estabelecimento de uma rota alternativa para o beneficiamento destes materiais. Após a determinação das melhores condições de dispersão (pH = 10 e 500 g/t de hexametafosfato de sódio) foram realizados ensaios de floculação seletiva/separação magnética em escala de bancada com a lama de minério de ferro, utilizando diferentes dosagens dos floculantes. Os melhores resultados obtidos foram: i) amido de milho (2000 g/t) - recuperação metalúrgica de 57,7%, Fe = 55,7% e 12,5% de SiO2 no concentrado; ii) poliacrilamida não iônica (300 g/t) -recuperação metalúrgica = 50,6%, Fe = 55,7% e SiO2 = 10,8% no produto magnético e para a poliacrilamida catiônica (300 g/t) - recuperação metalúrgica = 40,1%, 56,2% Fe e 12,5% de SiO2 no concentrado.Item Efeito da dolomita na flotação catiônica reversa de minério de ferro com o coletor amida-amina.(2022) Correa, Amélia de Souza; Lima, Rosa Malena Fernandes; Lima, Rosa Malena Fernandes; Ferreira, Eliomar Evaristo; Lima, Neymayer PereiraOs contatos entre os itabiritos silicatados e os dolomíticos, tem sido a realidade da atividade de extração mineral no Quadrilátero Ferrífero, apresentando aumento gradativo do teor de carbonatos na ganga destes minérios. Por essa razão, faz-se necessário o aprimoramento da rota de flotação catiônica reversa para a concentração destes minérios de transição, uma vez que os carbonatos (calcita e dolomita) por serem minerais levemente solúveis liberam íons em meio aquosa, levando à perda de seletividade na separação entre os minerais de ferro e o quartzo. Como forma de melhorar a seletividade entre os minerais, a pesquisa de novos regentes é essencial. Este trabalho teve como foco avaliar o uso da amida-amina (Flotinor 10118) como coletor de ganga silicatada na flotação catiônica reversa de minério de ferro contendo dolomita. Foram realizados ensaios de microflotação e potencial eletrocinético para avaliar as propriedades de superfície do quartzo e hematita na presença de íons Ca e Mg e da dolomita. Nos ensaios de microflotação, observou-se elevada flotabilidade (>90%) do quartzo com amida-amina na presença íons Ca e Mg, porém estafoi reduzida para cerca de 30% na presença de amido. A hematita teve a flotabilidade extremamente baixa (<30%) na presença dos íons, mesmo na ausência de amido (<5%), comumente utilizado para a depressão deste mineral. A flotabilidade da dolomita também mostrou valores abaixo de 30% somente com amida-amina e <8% com o uso de amido. O potencial eletrocinético dos minerais quartzo e hematita se tornou menos negativo na presença de íons, devido à adsorção dos íons. Na presença de amida-amina o potencial do quartzo e hematita tornou positivo em pH 8, pois as cadeias hidrocarbônicas das espécies iônicas formaram ligações de van der Walls, com os íons previamente adsorvidos eletrostaticamente, além da precipitação de espécies moleculares e iônicas na interface sólido-líquido. Os ensaios de flotação em bancada com amostra artificial de minério de ferro, contendo dolomita (2,5 e 10%) e minério de Brucutu (97,5 e 90%) revelaram baixa qualidade do concentrado em pH 8 e 10,5 (~42% de Fe, teor similar ao da alimentação) e altas recuperações (>95%), onde foi observado a não ocorrência da flotação, com o uso apenas de amida-amina. Porém, melhores resultados foram obtidos em pH 8, com a adição de amido (~58% Fe e 13% SiO2 no concentrado). No entanto, ensaios complementares de flotação em bancada mostram a necessidade do uso de amido (pelo menos 200 g/t), dosagem menor que as praticadas na indústria para concentrar esse tipo de minério.Item Taninos na floculação de rejeito de minério de ferro.(2022) Vieira, Warleson Candido dos Santos; Reis, Érica Linhares; Reis, Érica Linhares; Alexandrino, Júnia Soares; Nogueira, Francielle CâmaraContemporaneamente na mineração, o grau de liberação dos minerais de interesse se encontra cada vez em granulação mais fina, havendo, portanto, nos rejeitos gerados a presença destas partículas menores. Torna-se necessário então, realizar o tratamento adequado desse rejeito para que os sólidos em suspensão sejam separados da água, mas quanto menor o tamanho destas partículas maior será o desafio do abatimento e separação das partículas do meio aquoso. Nesses casos, a floculação de rejeitos de minérios de ferro se torna uma etapa decisiva para da separação sólido/líquido nas plantas industriais. No entanto, os reagentes atualmente utilizados nesta etapa possuem custo elevado, muitas vezes baixa eficiência e toxidez para o meio ambiente, com aplicação restrita em alguns países. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de derivados taninos comerciais: TC1, TC2, TC3 (produzidos a partir da casca da Acacia mearnsii) e extrato produzido da casca de angico (Anadenanthera columbrina) como agentes de agregação na separação sólido/líquido de rejeitos de minério de ferro. Espécies minerais puras, comumente majoritárias em rejeitos de minério de ferro (hematita e quartzo) com granulação ultrafina (<10 μm), foram utilizadas para realizar os testes de agregação dos agentes de agregação nas dosagens de 1, 10 e 100 mg/L em valores de pH de 6 a 9. TC3 obteve o maior valor de porcentagem de material sedimentado para ambos os minerais na dosagem de 10 mg/L e pH 7 (97,12% e 95,68% para hematita e quartzo, respectivamente). O agente de agregação produzido a partir da casca de angico apresentou bons resultados de sedimentação para hematita (>90%), porém, o melhor resultado obtido para o quartzo ocorreu na dosagem de 100 mg/L em pH 8 (64,63% do material sedimentado). Pelo método da vanilina, os taninos condensados foram determinados nos agentes de agregação e o reagente com maior teor foi o TC1 (0,242 EC/mg de amostra) mas os resultados foram próximos para todos os comerciais. Os ensaios JarTest foram realizados com TC3 (10 mg/L) e polpas com duas porcentagens: 70% de hematita e 30% de quartzo e também com proporções invertidas. Foi possível otimizar o gradiente de velocidade e sedimentação e os melhores resultados, em relação aos encontrados na literatura para poliacrilamida, ocorreram com 60 rpm e 10 min (24,71 NTU). Para a polpa com maior percentual de quartzo, o melhor desempenho que superou a poliacrilamida ocorreu com gradiente de 60 rpm e 30 minutos de sedimentação (63,3 NTU).Item Selective flocculation and floc-flotation of iron bearing mineral slimes.(2022) Bretas, Pedro Lopes; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Luz, José Aurélio Medeiros daThe mineral processing of friable iron ores usually generates ultrafine (smaller than 15 μm) particles, normally called slimes, which usually have a high iron grade and are usually disposed into tailings dam. The traditional mineral process techniques for iron ore do not work efficiently with ultrafines; however, selective flocculation is an alternative to concentrate that fraction. The physical-chemical treatment of iron ore slime was studied here, on a bench scale, based on the scientific foundations of selective flocculation and flotation. Samples of slimes from two Brazilian iron ore processing plants (CEII and VGII) and industrial process waters were used in the tests. Complexometric titration of calcium and magnesium indicated that the process waters were adequate for selective flocculation. Only selective flocculation, even under optimum conditions, did not achieve good results. However, its use prior to flotation led to promising results. The VGII sample has stood out, for which the final concentrate achieved 60.1 % of Fe, the mass recovery was 64.5 % and 13.5 % of Fe in the tailing, resulting selectivity index of 6.58, only with one stage of selective flocculation and one stage of flotation.Item Flotação catiônica reversa de minério de ferro com amida-amina.(2021) Rocha, Geriane Macedo; Lima, Rosa Malena Fernandes; Lima, Rosa Malena Fernandes; Peres, Antônio Eduardo Clark; Matiolo, Elvis; Lima, Neymayer Pereira; Rodrigues, Wendel JohnsonA flotação catiônica reversa é o principal método de concentração de minério de ferro para granulometria -150 µm. O acetato de eteramina é largamente utilizado como coletor de ganga silicatada e o amido como depressor dos minerais de ferro. Atualmente, com o processamento de minérios de baixos teores e mineralogias complexas há um cenário de dificuldade na obtenção, concomitantemente, de concentrados com baixo teor de SiO2 e rejeitos com baixo teor de Fe, além de aumento no consumo de reagentes. Por essa razão, faz-se necessário o desenvolvimento de novos reagentes, que conduzam à separação mais seletiva entre os minerais de ferro e de ganga. Este trabalho avaliou o desempenho da amida-amina Flotinor 10118 como coletor do quartzo na flotação de minério de ferro, comparando-a com o coletor convencional acetato de etermonoamina Flotigam 7100. Esses coletores foram caracterizados quanto a constante de dissociação (pKa) e concentração micelar crítica (CMC), cujos valores da amidaamina (~150 mg/L e pKa=8,3) foram significativamente menores do que da etermonoamina (~800 mg/L e pKa=9,4). Através de estudos fundamentais (microflotação, potencial zeta, isoterma de adsorção e espectroscopia no infravermelho a transformada de Fourier) foi investigado o efeito desses reagentes sobre as propriedades superficiais do quartzo e hematita. Nos ensaios de microflotação verificou-se que as recuperações do quartzo com amida-amina foram maiores do que com etermonoamina. A recuperação do quartzo com 5 mg/L de amidaamina foi > 80% na faixa de pH de 6 a 10,5, mas a janela de seletividade entre quartzo e hematita foi maior (~80%) em pH 10,5. A baixa recuperação da hematita com amida-amina na ausência de amido evidenciou sua baixa afinidade com a superfície desse mineral. A densidade de adsorção da amida-amina foi maior do que a etermonoamina, tanto para o quartzo quanto para a hematita. Medidas de potencial zeta e espectros no infravermelho indicaram que a adsorção da amida-amina sobre o quartzo ocorre principalmente por atração eletrostática. Ensaios de flotação em bancada confirmaram a possibilidade de realizar a flotação catiônica reversa sem amido, usando a amida-amina, para os minérios de João Pereira em pH 8 e Brucutu em pH 10,5. Apesar das dosagens requeridas entre 1,5 a 2 vezes maior de amida-amina em relação a etermonoamina, os resultados de recuperação e qualidade do concentrado foram similares, com o diferencial de não usar amido. Os resultados foram promissores quanto a simplificação da rota de processo e mostraram grande potencial de aplicação industrial da amida-amina.Item Análise de agrupamento aplicada ao reconhecimento de diferentes tipos de itabiritos silicosos friáveis da Mina de Brucutu.(2019) Gonçalves, Gizele Maria Campos; Rocha, Geriane Macedo; Barreto, Paula Bernardes; Pereira, Tiago Martins; Lima, Rosa Malena FernandesA análise de agrupamento é uma técnica de estatística multivariada que permite separar as unidades amostrais em grupos homogêneos internamente e heterogêneos externamente. Neste estudo essa técnica foi aplicada, através do software R, com o objetivo de estratificar em subgrupos os minérios classificados como itabiritos silicosos friáveis da Mina de Brucutu, Quadrilátero Ferrífero-MG. A matriz de dados era composta por 3.519 amostras e 10 variáveis granulométricas e químicas. A análise hierárquica de agrupamento mostrou que as amostras podem ser subdivididas em quatro grupos, e então, as mesmas foram agrupadas pelo método não hierárquico K-means. Através da análise das características de cada grupo formado, os mesmos foram classificados e relacionados com a geologia da jazida. A Tipologia 1 (itabirito silicoso friável rico e fino), é localizada no topo do depósito e estratigraficamente acima das rochas intrusivas máficas. A Tipologia 2 (itabirito silicoso friável pobre e grosseiro) é marcado pela direção NW-SE, evento Brasiliano. A Tipologia 3 (itabirito silicoso friável pobre e fino) é dispersa ao longo do depósito, dificultando sua correlação com alguma fase geológica. A Tipologia 4 (itabirito semi-compacto pobre) concentra-se na região SW do depósito.Item 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 vonA 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.