DEMIN - Departamento de Engenharia de Minas
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Item Three-dimensional stability analysis of an urban slope located in João Monlevade, Brazil.(2019) Pereira, Fernanda Cristina; Oliveira, Flavia Laís Dias; Assis, Laís Emily de; Santos, Tatiana Barreto dosGeotechnical stability analysis of slopes is an important tool for decision making in civil projects. Use of three-dimensional software for analysis of soil slope stability has increased in recent years. Rocscience Inc. created Slide3 software in 2017. Slide3 is a software that allows geotechnical engineers to calculate the factor of safety of complex 3D slope stability geometries that 2D models cannot fully simulate. In this context, this paper presents a three-dimensional stability analysis of a slope located in an urban area at city of João Monlevade, Minas Gerais, Brazil. The slope was selected due to the instability history in rainfall periods. Topography of the area was provided by the city council. Young and mature residual soils were identified in the studied slope. Young residual soil was physically classified as clay without gravels and presents in natura values of cohesion and friction angle, equal to 32 KPa and 23.97o, respectively. Mature residual soil was physically classified as clayey silt without gravels and presents in natura values of cohesion and friction angle, equal to 19 KPa and 23.30o, respectively. The factor of safety of the soil slope was equal 0.977, considering the slope saturated. The factor of safety of the drained slope was equal to 1.415. Generalized limit equilibrium (GLE) method was used in this equilibrium-limit analysis. The results stability analysis of the slope was coherent, once previous instability occurs in a period that was identified above average rainfall.Item Mine fleet cost evaluation : Dijkstra’s optimized path.(2019) Souza, Felipe Ribeiro; Câmara, Taís Renata; Torres, Vidal Félix Navarro; Nader, Beck; Galery, RobertoThe transport distance in a mining operation strongly influences a mine op- eration revenue and its operational cycle because it is a fundamental part of the total mining costs. Generally, the transport route is determined based on an engi- neer’s practical knowledge, which does not consider any mechanism to optimize the possible routes to be taken. In an attempt to establish a methodology for cal- culating the path that results in minimum costs to transport the mined block to its destination, the Dijkstra methodology is applied to a tree graph analysis, where the mining blocks are analysed as nodes of the tree. The transport cost is reflected as the arc of the graphs, which can use the Euclidean distance or the transport time for the calculation of the minimum path. The result obtained from the Di- jkstra algorithm provided a non-operational route; to overcome this problem, an adjustment was performed through non-parametric equations. In this manner, it was possible to determine the transport costs for each block of the model. The paths based on Euclidean distance and transport time showed a tendency to in- crease for deeper mining regions. Identifying areas of largest growth and correctly quantifying their values increase the efficiency of mining planning.Item Optimum mine production rate based on price uncertainty.(2019) Souza, Felipe Ribeiro; Câmara, Taís Renata; Torres, Vidal Félix Navarro; Nader, Beck; Galery, RobertoThe production rate of a mining operation has an important effect on the opera- tional cycle and gross profit, which are often evaluated based on engineering practices. Assessment of the economic performance of mine operations in mining engineering is of great importance because an incorrect production rate can result in significant financial losses. The production rate is composed of two bases: the cost estimation and the price scenario. Bureau of Mines studies performed on American mines indicated that processing costs can be estimated through the production rate. This article pro- poses to connect the model presented by the Bureau of Mines and queuing theory to describe the operational costs, which are used to develop a production optimization methodology. The proposed cost composition describes a production system to verify the law of diminishing returns and the economy of scale. Between these regions of the production curve, the optimum point was determined with mathematical precision.Item Desempenho de ácidos graxos na flotação seletiva de apatita proveniente do minério fosfático de Angico dos Dias-BA .(2019) Mata, Carlos Eduardo Domingues da; Pereira, Carlos Alberto; Pereira, Carlos Alberto; Luz, José Aurélio Medeiros da; Henriques, Andréia BicalhoA flotação é o principal método empregado no enriquecimento do teor de P2O5 presente em rochas fosfáticas, tendo como finalidade gerar a matéria-prima utilizada na produção de fertilizantes a base de fósforo. Os ácidos graxos são os coletores aniônicos tradicionais empregados na flotação direta da apatita. Estes compostos são encontrados principalmente esterificados aos gliceróis formando moléculas de glicerídeos em óleos vegetais e gorduras. Neste trabalho avaliou-se o desempenho dos sais de ácidos graxos produzidos pela hidrólise alcalina dos óleos de soja, de farelo de arroz, de canola, de semente de uva e do ácido oleico como coletores na flotação aniônica direta do minério fosfático ígneo proveniente do depósito de Angico dos Dias-BA. As etapas preliminares do projeto consistiram na caracterização do minério e dos reagentes, testes de moagem, além da purificação da apatita e minerais de ganga para os ensaios de microflotação. Além da fluoroapatita numa proporção de 36,45% no minério, foram identificados como constituintes da ganga principalmente minerais silicáticos, como a flogopita, e óxidos de ferro. Na etapa de caracterização dos coletores o óleo de soja foi o que exibiu maior índice de saponificação e o menor de acidez, o que indica uma reduzida quantidade de ácidos graxos livres e matéria insaponificável em sua constituição. Já os óleos de farelo de arroz e semente de uva apresentaram maiores índices de acidez, o que aponta maior estado de deterioração desses reagentes. As medidas de tensão superficial dos coletores saponificados demonstraram que todos possuíam ação tensoativa, em que o maior valor de CMC encontrado foi para a solução de oleato de sódio (200 mg/L), enquanto que o menor foi verificado no óleo de semente de uva (100 mg/L). O sabão de óleo de canola, nos testes de microflotação, foi o que promoveu ao mesmo tempo as maiores recuperações de apatita e seletividade entre os minerais de ganga silicática em pH 8. Já o sabão de óleo de semente de uva, que é altamente enriquecido em ácido linoleico, foi o que obteve os piores desempenhos nesses quesitos. O efeito sinergético promovido pela mistura dos ácidos graxos constituintes do óleo de canola, que é mais enriquecido em ácido oleico do que linoleico, pode ter contribuído para o seu bom desempenho na flotação. Este fato pode indicar que a proporção maior de ácido oleico em relação ao linoleico no óleo favorece a flotação da apatita do minério de Angico dos Dias. Os resultados dos ensaios de flotação em bancada corroboraram os obtidos na microflotação, ou seja, o óleo de canola foi o que resultou no melhor desempenho em relação aos óleos de soja e arroz em termos de recuperação e teor de P2O5, além de promover maior redução dos contaminantes no concentrado. O teste com melhor resultado, utilizando o sabão de óleo de canola, ocorreu em pH 9 com uma dosagem de 200 g/t, acarretando em uma recuperação e teor de P2O5 no concentrado de 81,47 e 28,76 % respectivamente.Item Aplicação de resíduos da indústria alimentícia como depressores de hematita.(2019) Marins, Tatiana Fernandes; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Reis, Érica Linhares; Reis, Érica Linhares; Pereira, Carlos Alberto; Alexandrino, Júnia SoaresEstudos relacionados a novos reagentes para operação de flotação são desenvolvidos constantemente, buscando redução de custos de produção, reagentes mais eficientes e de menor impacto ambiental e social. O objetivo deste trabalho foi estudar a ação depressora de resíduos da indústria alimentícia em óxidos de ferro na flotação catiônica reversa de minério de ferro. Os resíduos foram caracterizados em termos de porcentagem de amido contida através de uma adaptação da metodologia de Somogyi-Nelson. A investigação da eficiência dos depressores foi realizada através de testes de microflotação em amostras purificadas de hematita e quartzo provenientes do Quadrilátero Ferrífero. As amostras minerais foram caracterizadas através de difração de raios-X e medidas de densidade. O pH de trabalho na microflotação igual a 10,5 foi escolhido de acordo com o praticado em operações industriais brasileiras. A preparação dos resíduos para utilização como depressores foi avaliada, a fim de determinar aquela mais eficiente para o processo de flotação. Ensaios de potencial zeta da hematita foram realizados, a fim de colaborar para a interpretação das interações mineral/depressor. A caracterização das amostras minerais apontou que as fases majoritárias presente nas mesmas eram quartzo e hematita, com densidades iguais a 2,63 g/cm³ e 5,18 g/cm³. Os resíduos utilizados foram bagaço de cana-de-açúcar, bagaço de cevada e "lodo" de mandioca (também conhecido como manipueira), e estes apresentaram porcentagem de amido igual a 17 %, 26 % e 73 %, respectivamente. Os testes de microflotação mostraram que, para todos os reagentes, a flotabilidade da hematita decresce com o aumento da concentração de depressor. Os resultados obtidos com a preparação do bagaço de cana-deaçúcar e do lodo de mandioca com adição de hidróxido de sódio retornaram valores bastante semelhantes aos obtidos com a utilização de amido de milho convencional. O amido de milho convencional apresentou flotabilidade da hematita igual a 8,4 % para a concentração de 10 mg/L. Para o bagaço de cana-de-açúcar gelatinizado com hidróxido de sódio foi obtida flotabilidade da hematita igual a 7,5 % à concentração de 25mg/L. Já para o "lodo" de mandioca utilizando a mesma preparação, a flotabilidade da hematita obtida foi de 7,2 % à concentração de 10 mg/L. O bagaço de cevada não apresentou resultados satisfatórios para as condições avaliadas neste trabalho. Os ensaios de microflotação utilizando amostra de quartzo mostraram que nenhum dos resíduos apresentou efeito depressor para este mineral nas condições avaliadas. Os estudos indicam que há bom potencial de utilização do bagaço de cana-de-açúcar e do "lodo" de mandioca na etapa de flotação. Medidas de potencial zeta mostraram que todos os reagentes avaliados modificaram o potencial zeta da hematita.Item Aumento da recuperação de produtos da Mina Casa de Pedra.(2019) Satini, Anderson William Henrique; Pereira, Carlos Alberto; Pereira, Carlos Alberto; São José, Fábio de; Nogueira, Francielle CâmaraO ROM que alimenta a planta de beneficiamento da mina Casa de Pedra possui teor médio de 56% de ferro. O ROM é britado a 50.000 μm, gerando o granulado (-50.000+8.000 μm) com 61,5% de ferro; sinter feed grosso (-8.000+1.400 μm) com 63% de ferro e sinter feed fino (- 1.400+150 μm) com 59% de ferro. Os finos (-150 μm) com 45% de ferro são enviados para deslamagem e concentração por flotação e separação magnética de alta intensidade do rejeito rougher (CMAI 2) produzindo o pellet feed com 66% de ferro. O plano de lavra para os próximos 10 anos (2020 a 2029) prevê redução de ferro no ROM de 56% para 52% devido à baixa disponibilidade de minérios hematíticos. Devido a esse fato ocorrerá a redução de ferro no granulado (-2,5%), sinter feed grosso (-2%) e sinter feed fino (-4%). O granulado com 59% de ferro não é viável economicamente, sendo assim o mesmo será britado a 8.000 μm e incorporado ao sinter feed. O sinter feed fino será concentrado em espirais concentradoras, separação magnética de média intensidade em tambores WDRE e separação magnética de alta intensidade WHIMS. Para a rota proposta foram realizados ensaios de classificação da fração –1.400 µm do ROM por peneiramento a úmido em 150 μm, atualmente realizada por hidroclassificadores espirais e hidrociclones, concentração do sinter feed fino (oversize peneiramento) por separação magnética de média e alta intensidade e os finos -150 µm (undersize peneiramento) por separação magnética de média e alta intensidade e flotação cleaner. Para a realização desse estudo foi composto o ROM para o período de 2020 a 2029. Os resultados obtidos demonstraram que a recuperação mássica e metalúrgica global do sinter feed fino da rota proposta foram inferiores à rota padrão (-3,8% e -4,5%, respectivamente) devido à redução de minerais portadores de ferro abaixo de 150 µm no sinter feed fino da rota proposta. Os teores de ferro e sílica também foram melhores no sinter feed fino da rota proposta (+0,5% de ferro e -1,6% de sílica). O pellet feed convencional da rota proposta apresentou recuperação mássica e metalúrgica global superiores à rota padrão (+6,8% e +9,3%, respectivamente) com teores de ferro e sílica melhores (+1,5% de ferro e -1,2% de sílica) devido ao aumento da pressão de alimentação da deslamagem (+0,2 kgf/cm2 ), redução da % de sólidos da alimentação da deslamagem (-5%) na etapa primária e secundária, aumento da abertura do apex da deslamagem secundária (+2 mm), pré-concentração do underflow final da deslamagem convencional por separação magnética de média e alta intensidade e flotação cleaner. Foi verificado também a redução do consumo de coletor (amina) em 61 g/t (81 g/t rota padrão para 20 g/t na rota proposta). O pellet feed produzido no CMAI ultrafinos da rota proposta apresentou menor recuperação mássica e metalúrgica global (-0,8% e -1,1%, respectivamente) devido ao menor teor de ferro na alimentação dessa etapa (-1,2%) e ao melhor desempenho da deslamagem convencional. O pellet feed gerado na etapa de desaguamento do sinter feed fino concentrado (overflow desaguamento) da rota proposta apresentou maior recuperação mássica e metalúrgica global (+0,9% e +1,2%, respectivamente) devido à alimentação dessa etapa ser composta por todo o concentrado produzido do sinter feed fino, ao contrário da rota padrão, que foi composto somente pelo concentrado da separação magnética de média e alta intensidade, excluindo-se o concentrado produzido pelas espirais concentradoras. O pellet feed produzido no CMAI barragem da rota proposta apresentou menor recuperação mássica e metalúrgica global (-0,7% e -0,9%, respectivamente) devido ao menor teor de ferro (-3,4%) na alimentação dessa etapa. A recuperação mássica e metalúrgica global de produtos da rota proposta foi superior à rota padrão (+2,4% e +4,1%, respectivamente).Item Impact of methods used to reconstitute tailings specimens on the liquefaction potential assessment of tailings dams.(2019) Corrêa, Mariana Martins; Oliveira Filho, Waldyr Lopes deThe aim of this research is to investigate the liquefaction susceptibility of silt sandy mining tailings by experimental laboratory techniques. The main aspect analyzed is how techniques of sample reconstitution impact the results obtained in static undrained triaxial tests. Different methods of sample preparation are reviewed, such as moist tamping (MT), air and water pluviation, and a newly developed one called the Slurry Deposition (SD) method. This research highlights the importance of the "fabric" or particle structural arrangement associated with the various specimen preparation techniques when liquefaction potential assessment is of concern. Two series of undrained static triaxial tests were performed on specimens prepared according to MT and with SD techniques on specimens in the loose and very loose state. Results have demonstrated that MT specimens have shown the whole spectrum of liquefaction resistance (total liquefaction, limited liquefaction, and no liquefaction) on increasing density, while the SD campaign has shown only liquefaction resistance even in the overlapping intermediate densities with the MT series, where the latter has shown liquefaction, although limited. This scientific study critically discusses the risk of taking laboratory results of replicated soil elements that may not correspond to the reality.Item Caracterização física, química e mineralógica de uma amostra de minério de ferro de Brucutu.(2019) Rocha, Geriane Macedo; Gonçalves, Gizele Maria Campos; Ramos, Kennedy da Silva; Cota, Tiany Guedes; Lima, Rosa Malena FernandesA caracterização de um minério permite a previsibilidade do seu comportamento frente aos processos de concentração. Apenas dados granuloquímicos nem sempre são suficientes, sendo o reconhecimento das espécies minerais, suas proporções, forma de grãos e liberabilidade também fundamentais. Neste trabalho é apresentada a caracterização física, química e mineralógica de um minério de ferro da mina de Brucutu/Quadrilátero Ferrífero-MG. Foram realizadas análises granulométricas por peneiramento e granulômetro a laser, químicas por fluorescência de raios X e mineralógica por microscopia óptica e difração de raios X. Baseado nos resultados obtidos, o minério foi classificado como friável, com teor global de Fe igual a 42,9% e SiO2 de 36,1%. Os minerais de ferro identificados foram hematita e goethita e, o principal mineral de ganga o quartzo. Na fração +1,0 mm o quartzo ocorre majoritariamente em partículas mistas com os grãos de hematita e goethita. Abaixo desta granulometria, o mesmo ocorre como partículas livres. Acima de 0,15 mm a hematita é predominantemente porosa, e abaixo de 0,15 mm granular. A goethita encontra-se associada à hematita granular em todas as frações granulométricas.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 Cationic flotation of smithsonite and dolomite from Brazilian Ambrósia Norte deposit.(2019) Souza, Tamiris Fonseca de; Lima, Rosa Malena FernandesThe flotation of low-grade oxidized zinc ores has been commonly used to produce marketable concentrates for many years. Several flotation routes are being successfully used: cationic, anionic and a mixture of anionic and cationic. The choice of the route taken is dependent on the major zinc-bearing minerals in the deposit of interest and its associated gangue. Since both the mineralogical composition of zinc ores and the chemical composition of smithsonite and dolomite vary between deposits, the physico-chemical conditions under which selective flotation processes are determined must be established for each unique case. In this study, cationic flotation tests were performed using smithsonite and dolomite samples from an unstudied oxidized zinc deposit in Brazil, using Na2S as the sulfidizing agent, sodium silicate as the depressant and amine as the collector. The surface charges of both minerals were investigated with and without reagents. These tests showed that the optimum conditions of flotation were reached at pH 11. Na2S allowed a significant increase in the recovery of smithsonite, which implies lower amine consumption. Sodium silicate functioned as a dolomite depressant at concentrations up to 6.0 mg/L. The results for both flotation and the zeta potential of the minerals were analyzed using specimen diagrams of the reagents and compared with studies published in previous literature.