DEMIN - Departamento de Engenharia de Minas
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Item Influência dos íons Ca2+, Mg2+ e Mn2+ na flotação catiônica de minério de ferro : estudos de bancada.(2015) Cruz, Daniel Geraldo da; Lima, Rosa Malena Fernandes; Cassola, Mônica Speck; Luz, José Aurélio Medeiros daEste trabalho teve por objetivo investigar a influência dos cátions Ca2+, Mg2+ e Mn2+ na flotação catiônica reversa de um minério de ferro fornecido pela Samarco, Mina do Germano, localizada em Mariana-MG. O minério utilizado, cuja análise mineralógica indicou a predominância dos minerais hematita, goethita e quartzo, contém 44,7% Fe e 31,8% SiO2. Inicialmente realizaram-se ensaios preliminares de flotação em bancada utilizando amido e éter monoamina, com o intuito de obter a melhor combinação de dosagens entre esses reagentes que resultasse num concentrado com melhores teores e recuperações. Para tal, efetuou-se um planejamento estatístico fatorial dos experimentos, utilizando o software Minitab 15. Foi obtido um concentrado com 64,5% Fe e 3,0% SiO2 e 90,1% de recuperação de Fe, utilizando 400g/t de amido e 50g/t de amina. A utilização de dosagens crescentes de CaCl2 e MgCl2 aumentou gradativamente a recuperação em massa no concentrado (depressão da ganga), diminuindo o teor de Fe e aumentando o de SiO2. Para a dosagem de 600g/t de CaCl2 e de MgCl2 foram obtidos concentrados com teor em torno de 45% de Fe e 30% de SiO2. Esse fenômeno foi atribuído à formação e adsorção de hidroxi-complexos dos cátions nas superfícies da ganga silicatada. No caso da adição de MnCl2, não foi verificada influência significativa, pois no valor de pH estudado (10,5), a espécie de manganês predominante é o Mn(OH)2, que se precipitou em meio aquoso. O emprego de EDTA (complexante) após o condicionamento da polpa com os íons Ca2+ e Mg2+ recuperou a seletividade e melhorou os teores no concentrado, para valores similares aos encontrados nos ensaios sem a presença desses íons. Os ensaios demonstraram a possibilidade da realização de flotação catiônica reversa para minérios de ferro, cuja polpa contenha íons Ca2+, Mg2+e Mn2+ provenientes da dissolução de minerais solúveis presentes em minérios de ferro dolomíticos, desde que os cátions presentes na polpa sejam previamente complexados.Item Concentração do itabirito silicoso brando, da Mina Casa de Pedra, visando à produção de pellet feed.(2013) Magalhães, Douglas Geraldo; Pereira, Carlos AlbertoO objetivo do trabalho foi o estudo de rotas de processo para o possível aproveitamento econômico do itabirito pobre brando, hoje considerado estéril na Mina Casa de Pedra, visando à produção de um pellet feed dentro das especificações químicas para a indústria siderúrgica. Inicialmente foi realizada a caracterização tecnológica das amostras a fim de obter a distribuição granulométrica, mineralogia e composição química. Os resultados desta etapa mostraram que a ocorrência,apesar de se tratar de um ROM, possui parcela significativa de passante em 150 μm, 43%, e 11 % abaixo e 10 μm, o que o caracteriza como brando. A análise química mostrou que a amostra possui 55,07% Fe, 16,68% SiO2, 1,85% Al2O3, 0,64% Mn, 0,046% P e 1,75% PPC. A difração de raios-x da amostra global identificou os minerais: hematita, quartzo, gibbsita, caulinita e goethita. Foramestudadas em escala de bancada quatro rotas de processo. A primeira, uma rota convencional, clássica para a produção de pellet feed, compreendendo as etapas de moagem, deslamagem e flotação catiônica com amostra global, objetivando a produção de um concentrado comercial. Já a segunda, é uma rota alternativaque tem como base a rota 01, porém, adicionando a etapa de concentração magnética de alta intensidade para recuperar o rejeito da flotação a fim de reduzir os teores de Fe dos rejeitos finais na planta, proporcionando assimo aumentoda produção e da recuperação mássica/metalúrgica.A terceirarota compreende as etapas de moagem, deslamagem com auxilio de hidróxido de sódio e flotação reversa com as frações i ( > 44μm) e ii (< 44μm). Por fim a quarta rota que tem como base parte da rota 03, porém a fraçãoii por concentração magnética de alta intensidade. As principais variáveis dos ensaios, tanto globais quanto fracionados, foram: dosagens de depressor, coletor e dispersantena flotação ecampo magnético na concentração magnética. A partir de todas asanálises pode-se concluir que o melhor resultado, considerando apenas etapa rougher, foi alcançado a partir da rota 01 com produção de um concentrado com 68,18% Fe e 1,60% SiO2, 74,2% de recuperação mássica e 87,7% de recuperação metalúrgica.Item Adição de resíduos do setor mínero-metalúrgico na fabricação de tijolos solo-cal.(2013) Ferreira, Welington Luiz; Reis, Érica LinharesNo Brasil existem vários problemas ambientais em relação a grande geração de resíduos pela indústria minero-metalúrgica. Como exemplo podem ser citados os processos de extração e beneficiamento de rochas ornamentais, escória geradas na siderurgia. Logo, o desenvolvimento de novas técnicas de reciclagem e reutilização de resíduos do setor, seria de grande utilidade para minimização dos impactos gerados por essas atividades. O presente trabalho pesquisou a incorporação de escória da fabricação de ferro-ligas de manganês e de finos da produção de artesanatos de pedra-sabão (esteatito) em tijolos solo-cal, substituindo parte do aglomerante, uma vez que os resíduos utilizados possuem características pozolânicas. Em uma primeira fase, os resíduos utilizados foram submetidos a uma caracterização física-mineralógica por meio dos seguintes ensaios: granulometria por peneiramento a úmido, difração de raios X, análise química, perda por calcinação, limite de Atterberg, densidade e determinação da área superficial. Posteriormente, foram confeccionados corpos de prova, utilizando traço 1:10 em proporção de 25, 50 e 75% em substituição a cal, para os períodos de cura de 28 e 60 dias. Finalmente, foi efetuada avaliação dos corpos de prova de solo-cal-resíduo corresponde aos ensaios de resistência à compressão simples com 28 e 60 dias de cura, ensaio de absorção d’água com 28 e 60 dias de cura e ensaio para classificação de resíduos sólidos para os corpos-de-prova solo-cal-resíduos que apresentaram melhores resultados nos ensaios anteriores. Os resultados obtidos mostraram que os corpos de prova solo-cal com 25% de incorporação de finos de pedra sabão com tempo de cura de 28 e 60 dias e o corpo de prova com 25% de incorporação de escória de ferro-ligas de manganês com tempo de cura de 60 dias apresentaram valores (2,10 MPa, 2,20 MPa e 2,10 MPa, respectivamente) acima da norma (≥ 2,0 MPa), tornando-os viáveis para a sua utilização como tijolos solo-cal. Tais corpos-de-prova que apresentaram resultados favoráveis foram classificados, de acordo com a norma de classificação de resíduos, como: Resíduos Classe II A – Não inertes.Item Remoção de amina em carvão ativado e zeólita como alternativa para o tratamento de efluentes na indústria de minério de ferro.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2004) Teodoro, Anderson Luiz; Leão, Versiane AlbisO presente trabalho objetivou estudar a reciclagem de amina's usadas na indústria de minério de ferro através da adsorção das mes mas em carvão ativado e zeólita. Todos os ensaios foram feitos em escala de bancada e à temperatura ambiente onde foi avaliada a adsorção em diferentes valores de pH e diferentes concerttrações de amina em solução. Foram usadas nos ensaios dois tipos de aminas, a Flotigan EDA3B e a diamina F2835 -2L da Clariant. Para a quantificação das aminas após os ensaios de adsorçáo implantou -se uma metodologia através do método da ninhidrina e detemo da amina neste método a da espectrofotometna UV-visível no comprimento de onda de 409nm. ~xtraíram-se as aminas com clorofórmio a partir da solução final em diferentes etapas. O rendimento de adsorção das aminas em solução foram de 100% para o carvão ativado e variaram de 95% a 98% para a zeólita. As isotermas apresentadas neste estudo mostraram que a adsorçio se dá por condensação capilar e por formação de camadas múltiplas, sendo que esta se fez por interações hídrofóbicas para o carvão ativado e por interações eletrostáticas para a zeólita. A determinação da mobilidade eletroforética das amostras de carvão ativado e zeólita com amina adsorvida mostraram que houve reversão de carga na superfície destes sólidos. As quantidades residuais de amina após os ensaios de adsorção estão dentro da faixa permitida pela legislação ambiental. A recuperação destas aminas foram relevantes mais do ponto de vista econômico do que ambiental.Item Influência de silicato de sódio de diferentes módulos e fluorsilicato de sódio na flotação direta de minério de ferro.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Arantes, Renato de Souza; Lima, Rosa Malena FernandesPara o aproveitamento de minérios de baixos teores, é necessário realizar estudos mais detalhados de caracterização tecnológica dos mesmos, visando obter informações tanto para o estabelecimento de rotas de processos mais eficientes, quanto para a previsão do comportamento desses minérios frente ao processo. Portanto, o objetivo deste trabalho é estudar a viabilidade de concentração de amostras de minérios de ferro por flotação aniônica direta. O minério utilizado nos testes foi fornecido pela mina de Fábrica Nova, da Vale, com 3,94 g/cm3 de densidade e d80 em 121 μm. Os principais minerais encontrados foram a hematita, a goethita e o quartzo. O mecanismo de adsorção para todos os reagentes testados (coletores oleato de sódio e hidroxamato e depressores silicato de sódio de módulos 1, 2,26 e 3,33 e flluorsilicato de sódio) foi adsorção específica, de acordo com os ensaios de potencial zeta realizados com os minerais hematita e quartzo. Para os estudos de flotação em bancada, é possível perceber que o fluorsilicato de sódio se tornou mais promissor usado com o hidroxamato como coletor, e que o oleato de sódio foi mais eficaz quando o silicato de sódio de módulo 3,33 foi utilizado para deprimir SiO2.Item Efeito do Eh na flotação de minério sulfetado de chumbo - zinco.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Alexandrino, Júnia Soares; Pereira, Carlos AlbertoO trabalho foi realizado com amostras provenientes da mina de Morro Agudo, visando verificar a influência do potencial da polpa na flotação de chumbo e zinco. As amostras foram provenientes da britagem primária com o objetivo de se evitar a oxidação. Durante o processo de flotação o potencial foi monitorado continuamente usando um eletrodo de platina, e simultâneo monitoramento da concentração de oxigênio da polpa. Ensaios de determinação de potencial zeta com amostras dos minerais puros foram realizados com o objetivo de contribuir para o entendimento do efeito dos reagentes usados na flotação. Foram escolhidas três variáveis nos testes de flotação, diferentes concentrações de sulfeto de sódio, sulfito de sódio, presença ou ausência do gás nitrogênio. Concluiu-se que o uso do sulfeto de sódio junto com o gás nitrogênio diminui a recuperação do concentrado de chumbo, o gás nitrogênio isoladamente aumenta a recuperação do concentrado de zinco.Item Cominuição seletiva de mesclas binárias e sua simulação por redes neurais artificiais.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Rosa, Germano Mendes; Luz, José Aurélio Medeiros daO presente trabalho divide-se em duas partes: estudo da moagem de mesclas binárias de minerais com diferentes moabilidades e simulação de moagem de mesclas binárias por meio de rede neural artificial (do tipo perceptron multicamada treinada com o algoritmo retropropagação com momento). Na primeira etapa, realizou-se o estudo do comportamento dos principais fatores relacionados a moagem mista binária em batelada dos minerais dolomita e quartzo, visando estabelecer condições ideais para obtenção de um maior contraste granulométrico entre tais espécies minerais. Por meio de vários ensaios físicos em diferentes proporções volumétricas desses minerais e diferentes ciclos moagem, acompanhou-se a evolução da granulação dos produtos. Os resultados das análises granulométricas dos produtos provaram que os mesmos aderiram satisfatoriamente à função de distribuição de probabilidades sigmoidal de Hill, a qual foi adotada para apoiar a analise comparativa dos resultados, conjuntamente com o indicador global de contraste granulométrico (IGCG), definido neste trabalho. Na segunda etapa, os resultados obtidos na primeira foram utilizados para treinar uma rede neural artificial, a qual foi capaz de prever bons resultados a partir de padrões de entrada que não fizeram parte do conjunto de treinamento.Item Grau de saponificação de óleos vegetais na flotação seletiva de apatita de minério carbonatítico.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2005) Oliveira, Jardel Alves de; Luz, José Aurélio Medeiros daOs ácidos graxos são as principais matérias-primas utilizadas na flotação aniônica de apatita. Dois reagentes obtidos a partir da borra de óleo de soja, o “Hidrocol parcialmente hidrogenado” e o “Hidrocol sem hidrogenação”, uma amostra de óleo de babaçu refinado e outra de ácido oléico, foram caracterizadas quimicamente através de análises por via úmida, por cromatografia gasosa e por espectrometria de infravermelho. O Hidrocol parcialmente hidrogenado e o Hicrocol sem hidrogenação apresentaram, aproximadamente, as mesmas composições em ácidos graxos, indicando que o processo de hidrogenação não foi efetivo; seus espectros de infravermelho foram bastante similares e o índice de acidez da amostra sem hidrogenação foi superior ao da amostra hidrogenada 152,48 e 134,67 mg KOH / g de amostra, respectivamente, indicando maior quantidade de ácidos graxos livres. Nos ensaios de microflotação de uma amostra de fluorapatita procedente de Monteiro-PB, em pH 10,4, utilizando os sabões dos óleos acima listados, nos graus de saponificação de 40, 55, 70, 85 e 100 %, exceto o óleo de babaçu que não apresentou grau de saponificação superior a 40 %, o sabão do Hidrocol “parcialmente hidrogenado” apresentou maior eficiência como coletor e alcançou maior flotabilidade com o grau de saponificação de 70 %. Foram realizados ensaios de flotação em bancada, etapa rougher, com amostras de minério fosfático granulado e friável, procedentes do Complexo Alcalino Carbonatítico de Tapira-MG, variandose igualmente o grau de saponificação dos coletores e em pH 9,5. O teor de P2O5 e de MgO no concentrado, a recuperação de P2O5 e a relação (CaO/P2O5) foram avaliados e os melhores resultados foram obtidos com grau de saponificação de 55 %, para os dois minérios e para todos os óleos, excluindo-se o óleo de babaçu. Foram realizados ensaios de flotação etapa cleaner, sem e com a adição do coletor sintético KE883B, um sulfosuccinato, para os óleos vegetais com grau de saponificação de 55 % e para os dois minérios. De maneira geral, comparando-se a etapa rougher às etapas cleaner, as recuperações diminuíram e os teores de P2O5 no concentrado aumentaram. Analisando-se as etapas cleaner sem e com o coletor sintético, para o ácido oléico, as recuperações aumentaram e os teores de P2O5 no concentrado diminuíram, inverso ao que se observou para o Hidrocol sem hidrogenação. Para o Hidrocol parcialmente hidrogenado, não houve variação significativa nos resultados.Item Cominuição seletiva de minerais de diferentes moabilidades.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Sudário, Flávia Emery Pereira; Luz, José Aurélio Medeiros daO presente trabalho visa à melhoria da separação entre a calcita e o quartzo, explorando as diferenças na moabilidade através de um modelo matemático. O presente trabalho, através da clássica equação de Rosin-Rammler, mostra as mudanças no comportamento do minério quando submetido à operação de moagem. O estudo do parâmetro de agudez de Rosin- Rammler permitiu a construção de um modelo matemático simples. A base teórica para o trabalho foi otimização de processo, realizada por Ray e Szekely (1973), através de um modelo estatístico baseado na distribuição log-normal das partículas após moagem. Este trabalho é parte de um escopo maior no qual engloba um modelo de otimização para o processo de cominuição através da relação da energia gasta e classificação.Item Concentrabilidade de minério de ferro de cateruca.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Simão, Henriques Kiaku; Luz, José Aurélio Medeiros daEste estudo aborda a concentrabilidade de minério de ferro de Cateruca, localizado no distrito da Jamba Mineira, província da Huila, Angola. Os principais minerais são quartzo e minerais portadores de ferro, com teor médio de ferro 31 %. A técnica de espectrometria por emissão atômica por plasma indutivamente acoplado (ICP) indicou para a amostra: teor em ferro igual a 42 %, teor em fósforo igual a 0,031 % e a determinação da perda por calcinação é 0,6%. Espectroscopia de Mössbauer indicou: 90 % como hematita, 8 % como magnetita e 2 % como goethita. O índice de trabalho de Bond foi determinado usando-se dois métodos, o método convencional e o método simplificado proposto por Ahmadi e Shahsavari (2009). A concentração densitária foi estudada com jigue Denver de laboratório com controle de água de arca, dimensão da partícula e espessura de camada de leito filtrante. O melhor resultado encontrado foi trabalhando com a fração (-1+0,6 mm). Também a espiral de Humphrey foi testada variando a percentagem de sólidos e a taxa de alimentação, o melhor resultado encontrado foi trabalhando com 20 % em sólidos. A concentração magnética de alta intensidade e alto gradiente foi testada, obtendo-se bons resultados. A flotação reversa do produto magnético com a amina como coletor de silicatos e amido de milho como depressor, resultou num concentrado final com 64,19 % de teor em ferro e uma recuperação metalúrgica de 93,3 %. Vários depressores amiláceos foram testados na flotação reversa, onde o melhor foi o amido de milho. A flotação direta foi levada a cabo, conseguiu-se bom resultado trabalhando com oleato de sódio (coletor) consorciado a querosene (reforçador) com dosagem de 500 g/t para cada um dos reagentes, sendo que foram usados 500 g/t de metassilicato de sódio como depressor, com sobredosagem de 100 g de ácido acético, para manter o pH 4,0. Conseguiu-se concentrado de ferro com teor igual a 57,34 % e recuperação metalúrgica igual a 67,47 %. A partir dos resultados, rotas alternativas de processamento para o minério em tela foram sugeridas.
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