DEMIN - Departamento de Engenharia de Minas

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    Bench-scale calcination and sintering of a goethite iron ore sample.
    (2016) Silva, Mônica Suede Santos; Lima, Margarida Márcia Fernandes; Graça, Leonardo Martins; Lima, Rosa Malena Fernandes
    This work presents the results of bench calcination and sintering studies conducted on an iron ore sample from Iron Quadrangle, Brazil with high goethite content. The natural samples and the products of calcination and sinteringwere characterised by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (OES/ICP), X-ray spectrometry and gravimetric methods. Optical microscopy, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDS) were used to identify the phases in the studied samples. Density, specific surface area, specific pore volume and pore diameter were determined through gas pycnometry. All of the natural sinter feed samples had a Fe grade N64% and a very high phosphorus grade (~0.17%). After calcination, a 3.1–3.4% increase was observed in the Fe grade compared to that of the natural sinter feed samples. The average Fe grade of the sintered samples was 59.1%. The identified phases with XRD in the raw materials were hematite and goethite. In the calcined samples, only hematite was identified because of the thermal decomposition of goethite. The density, specific surface area, specific pore volume and pore diameter of the calcined samples increased compared to those of the natural sinter feed samples. Hematite, brownmillerite, anorthite, and gehlenite were identified in the sintered samples. The sites for phosphorus occurrence were calcium silicates and apatite. The sintered samples exhibited specific surface areas lower than those of the calcined samples. This result was ascribed to the destruction of the pore structure by the sintering process.No relationship between the proportions of nucleate, intermediate and agglomerate particles used inmixture of sinter testswith the results of microtumbler was identified.
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    Sinterização em escala de bancada de minério de ferro goethítico calcinado.
    (2014) Silva, Mônica Suede Santos; Lima, Rosa Malena Fernandes
    O presente estudo foi desenvolvido no cenário de maior disponibilização de minérios de ferro marginais para a indústria minerometalúrgica, em que há a demanda por melhorias tecnológicas para aumentar o aproveitamento dessas matérias-primas. O objetivo principal foi estudar a influência da calcinação prévia de um sinter feed goethítico com proporções e tipos distintos de partículas sobre o comportamento em sinterização feita em escala de bancada. A metodologia experimental adotou etapas iniciais de caracterização de amostras naturais, seguindo-se de experimentos de calcinação e sinterização em forno mufla com temperaturas máximas 700ºC e 1280ºC, respectivamente. Para os produtos gerados, as amostras de sínter ainda foram submetidas à determinação de microdureza Vickers. A amostra de minério de ferro goethítico apresentou: 64% de Fe(T), 0,17% de P, área superficial específica de 10m2/g e composição mineralógica, predominantemente marcada por hematita (50%) e goethita (49%). As amostras naturais de sinter feed tiveram características similares às da amostra de minério de ferro goethítico. Para as amostras calcinadas de sinter feed foram constatadas elevações de área superficial específica, comparativamente às amostras naturais, que se associaram à desidroxilação da goethita a 321ºC. As amostras de sínter exibiram teores altos de Fe(T) (até 60%) e de P (até 0,18%), independente da condição de estudo. A composição mineralógica das amostras de sínter contemplou a presença de: ferritos de cálcio, silicatos de cálcio e hematita secundária. A amostra de sínter com 55% de partículas aderentes apresentou o mais alto valor microdureza (743HV) e o maior valor de estimativa de resistência mecânica à abrasão – 98%. Para a perspectiva de uso do sinter feed goethítico na sinterização de finos de minério de ferro, concluiu-se que os efeitos de sua mineralogia são intensificados com a maior presença de partículas nucleantes (maior teor de goethita): facilidade de granulação a úmido, maior dinâmica das reações de sinterização, maior densificação do bolo de sínter. Em contrapartida, a maior presença de partículas aderentes (maiores teores de hematita e de magnetita) beneficia o aumento do teor de ferro total e as propriedades dependentes da microporosidade do sínter: redutibilidade e de amolecimento e fusão.