DEMIN - Departamento de Engenharia de Minas

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    Caracterização e tratamento físico-químico preliminar de finos de aciaria intemperizados.
    (2021) Paulo, Felipe de; Luz, José Aurélio Medeiros da; Luz, José Aurélio Medeiros da; Milhomem, Felipe de Orquiza; Silveira, Marcus Alexandre de Carvalho Winitskowski da
    O presente trabalho teve como objetivo estudar caracterização tecnológica de uma amostra de lama de aciaria, previamente sujeita a intemperismo. Esse resíduo apresentou a predominância de wustita, magnetita, hematita, franklinita, grafita, calcita e quartzo. A análise química revelou os seguintes teores: 49,33 % de Fe, 9,17 % de Ca, 1,94 % de Mg e 1,06 % de Al. O diâmetro mediano era de 44,02 µm, a massa específica era igual a 2.992,0 kg/m³ e a área superficial específica, 0,66 m²/g. O material foi classificado em classificador helicoidal na presença de 1200 g/t de hexametafosfato de sódio, dispersante mais forte que o metassilicato de sódio, o silicato de sódio e a simples variação de pH, conforme ensaios prévios de turbidez. Estudou-se a concentração densitária, magnética e por flotação em bancada, visando à recuperação dos componentes ferríferos. A massa específica real foi empregada como indicador de desempenho. Em uma primeira etapa realizaram-se ensaios prospectórios de concentração densitária com o underflow da etapa de classificação, com intuito de promover a recuperação das fases ferrosas, empregando mesa oscilatória Wilfley e jigue tipo Denver, com resultados sofríveis (graus de enriquecimento de 1,07 para a mesa e 1,09 para o jigue) e visível efeito de segregação granulométrica de partículas. Separação magnética de desbaste (rougher) em separador do tipo tambor foi testada utilizando planejamento fatorial com as variáveis: tamanho de partículas na alimentação e intensidade do campo magnético. A granulometria da alimentação impacta fortemente a pureza do concentrado, tendo o material oriundo do underflow da etapa de classificação o melhor concentrado (massa específica de 4.6200 kg/m³), com 29,52 % de recuperação mássica. A etapa de separação magnética contemplou uma etapa de esgotamento (scavenger) em separador de alta intensidade a úmido, variando-se o tipo de matriz, a intensidade do campo e a granulometria da alimentação. O tipo de matriz foi a variável com maior impacto na qualidade do concentrado final. Os ensaios de flotação foram feitos com o overflow da etapa de classificação, usando como coletor o oleato de sódio e como depressores o pirofosfato de sódio e tanino, com somente uma etapa de desbaste (rougher). O processo de flotação, em geral, demonstrou uma baixa seletividade. A configuração que demonstrou maior potencial foi a combinação de oleato de sódio com tanino atingindo um teor máximo de 45,62 % de Fe e 37,32 % de recuperação mássica, com a alimentação com um teor de 41,32 % de Fe.
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    Simulação numérica acoplada, via MEF, da construção de um depósito de rejeito de minério de ferro.
    (2016) Braga, Ana Luiza Coelho; Nogueira, Christianne de Lyra; Silva, Saulo Gutemberg; Lima, Hernani Mota de
    A simulação computacional da construção de aterros, com base no método dos elementos finitos, tem sido uma alternativa de grande valia para previsão do comportamento mecânico destas obras geotécnicas. Neste sentido apresenta-se nesta dissertação de mestrado, a aplicação do programa ANLOG (Análise Não Linear de Obras Geotécnicas) para analisar o comportamento mecânico, em estado plano de deformação e no campo dos pequenos deslocamentos, com acoplamento de fluxo e deformação, de um depósito de rejeito arenoso proveniente da mineração de ferro. Diferentes análises, considerando diferentes modelos constitutivos não lineares, elástico e elastoplástico, bem como diferentes condutividades hidráulicas para os materiais envolvidos na construção do aterro foram conduzidas. A influência da velocidade de construção na magnitude das poro pressões geradas durante o processo construtivo é avaliada, assim como, a eficiência do sistema de drenagem. Os resultados numéricos apontam para a necessidade da adoção de um amplo projeto de monitoramento para o acompanhamento de cada etapa do processo construtivo.
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    Estudo de viabilidade para recuperação de minério de ferro em rejeitos contidos em barragens.
    (2014) Ferrante, Fernanda; Lima, Hernani Mota de
    Este estudo teve como objetivo fazer uma análise técnica e econômica do aproveitamento de rejeito de minério de ferro por concentração magnética. A metodologia adotada neste estudo incluiu uma revisão bibliográfica do estado da arte do aproveitamento de rejeitos de minério de ferro; a caracterização dos rejeitos contidos nas barragens objeto de estudo; a análise granulométrica e química e a análise de viabilidade técnica e econômica de se concentrar o ferro contido nesses rejeitos. Para a geração de dados para as análises técnica e econômica foram realizados ensaios de recuperação do rejeito. Por fim, foi realizada uma análise técnica e econômica do produto gerado que serviu de base para a comprovação da viabilidade de aproveitamento do rejeito. A análise de custos incluiu as operações de carga e transporte, os custos com manutenção dos equipamentos móveis e da planta de beneficiamento, suprimentos para operacionalidade da planta e dos equipamentos móveis, mão de obra direta envolvida e também os custos com serviços para controle de segurança e controle ambiental das pilhas de rejeito. Os custos envolvidos no manuseio do rejeito referem-se às operações de remoção de rejeito das barragens, empilhamento do material com o objetivo de reduzir umidade, remoção do material empilhado e transporte até a planta. Além dos custos operacionais envolvidos no manuseio do rejeito foram também incluídos os custos relacionados aos de segurança e ambientais das pilhas de rejeito. Para a análise de viabilidade foram utilizados os métodos do VPL (Valor Presente Líquido), método TIR (Taxa Interna de Retorno) e Payback descontado. De acordo com o fluxo de caixa elaborado para o investimento em estudo, o retorno financeiro deste projeto é alcançado após um período de 11 meses. A análise de investimento foi feita para um período de 4 anos. Além da viabilidade técnica e econômica a recuperação de ferro em rejeitos de mineração consiste na melhoria nos índices de sustentabilidade ambiental pela redução do passivo da barragem de rejeitos e nos índices de sustentabilidade da mineração por maximizar o aproveitamento dos recursos minerais.
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    Caracterização tecnológica no aproveitamento do rejeito de minério de ferro.
    (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Gomes, Marcos Antônio; Pereira, Carlos Alberto
    Este trabalho investigou a possibilidade de se produzir concentrado de minério de ferro que atendesse às especificações químicas de pellet feed para utilização em alto forno a partir do rejeito estocado na barragem I, proveniente da usina de tratamento de minério da mina de Córrego do Feijão. O volume estimado com o fim da vida útil da barragem, previsto para 2010, é de 20 Mt. Na caracterização tecnológica das amostras, estão apresentadas análises granulométricas por peneiramento a úmido, análises químicas por espectrometria de plasma, e análise mineralógica por difração de raios-X. De posse das análises de caracterização foram executados ensaios tecnológicos. Foram realizados ensaios de concentração magnética, deslamagem, classificação e flotação em escala de bancada. De acordo com a distribuição granulométrica dos finos do minério de ferro, 91,79% das partículas encontra-se abaixo de 0,150mm e 58,81% abaixo de 0,045mm. A amostra apresenta teores médios (calculado) de 48,08% de Fe, 20,58% de SiO2, 3,16% de Al2O3. Os minerais de ferro identificados na amostra global foram hematita, martita, magnetita e goethita. Os minerais de ganga identificados foram quartzo, gibbisita e caolinita. A qualidade química e recuperação em massa atendem a premissa do trabalho, mesmo sem maiores otimizações. A melhor opção de concentração estudada consistiu na utilização de separação magnética. O concentrado apresentou teor de Fe de 67,54%, SiO2 de 1,50% para uma recuperação em massa de 68,00% e metalúrgica de 90,81%.
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    Purificação de areias provenientes de resíduos de pedreira de quartzito por flotação.
    (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Morais, Rubhia Marianna Maciel de; Lima, Rosa Malena Fernandes
    As areias de quartzito, objeto deste estudo, provêm da região de Ouro Preto e Mariana e constituem o rejeito da lavra da rocha, a qual é extraída principalmente para a produção de rochas ornamentais, na forma de placas de pisos e revestimentos. A lavra e o beneficiamento do quartzito na região geram uma grande quantidade de rejeitos que, ao serem lançados nas encostas dos morros, têm ocasionado elevado impacto ambiental. Por esta razão, este trabalho teve por objetivo purificar as areias provenientes dos entulhos oriundos das frentes de lavra, usando flotação, de forma a se agregar valor ao material. Os ensaios foram efetuados em laboratório, usando flotação em bancada, visando à remoção das impurezas. Para tal, foram utilizados como coletores ácido graxo (óleo de soja) e Aero Promoter® 845 (succinamato). Os melhores resultados foram obtidos para a rotação da célula de flotação de 1000 RPM, tempo de condicionamento com coletor 7 minutos, 300 g/t do coletor óleo de soja, porcentagem de sólidos 30 %, com a etapa de atrição e sem a fração menor que 0,037 mm para o coletor ácido graxo. O coletor succinamato, mesmo a dosagens mais baixas, apresentou resultados semelhantes ao ácido graxo, mostrando-se, assim, mais eficiente. A melhor dosagem encontrada foi de 100 g/t para este coletor. A análise granuloquímica realizada em um dos ensaios com o óleo de soja para as amostras da frente de lavra e do desmonte hidráulico mostrou que algumas frações do produto afundado apresentaram as especificações requeridas para areia para fabricação de vidro. O produto afundado da maioria dos ensaios de flotação apresentou as especificações exigidas, com exceção dos teores de TiO2.
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    Adsorção de um ácido graxo utilizado em flotação por vermiculita hidrofóbica.
    (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2005) Silveira, Dalila Moreira da; Martins, Jader
    Neste trabalho são apresentados estudos para avaliar a capacidade de adsorção por compostos apolares, do mineral vermiculita expandido e do mineral vermiculita hidrofobizado provenientes dos estados de Piauí e Goiás com granulometrias diferentes. Foram realizados testes de adsorção em sistemas de contato direto com óleo, contato com solução óleo-água semelhante a um derramamento de óleo na superfície de águas e contato com emulsão de óleo em água. Realizou-se inicialmente a caracterização do mineral vermiculita expandido, do mineral vermiculita hidrofobizado e do reagente de estudo, o ácido oléico. Para as vermiculitas, foram realizados testes de caracterização por análise granulométrica, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, determinação da massa específica e superfície específica do mineral, volume e área dos microporos, tamanho máximo, diâmetro médio e volume total dos poros. Para o ácido oléico foram realizados testes de caracterização por densidade, solubilidade e cromatografia gasosa. De posse das análises de caracterização foram executados ensaios de adsorção para cada sistema tais como: óleo puro, óleo sobre a água e emulsão de óleo em água. Foram verificados efeitos das concentrações, do pH e da cinética de adsorção para determinar condições ótimas de capacidade de adsorção dos materiais. Para o sistema de emulsão de óleo em água realizaram-se também os testes de estabilização e desestabilização da emulsão. Paralelamente ao estudo da capacidade de adsorção do mineral vermiculita (expandido e hidrofobizado) nas condições mencionadas foi realizada a comparação destes minerais com materiais de ação adsorvente conhecidos no mercado como a turfa canadense e o carvão ativado. Os resultados indicam uma diferença na capacidade de adsorção entre as vermiculitas pesquisadas de acordo com os sistemas estudados. Mostrou também que a capacidade de adsorção da vermiculita hidrofóbica fina do Piauí é próxima a da turfa enquanto que a capacidade de adsorção do carvão ativado é inferior a dos outros materiais testados.