DEMIN - Departamento de Engenharia de Minas
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Item Separação magnética de ustulado de minério de ferro hematítico.(2022) Neuppmann, Pedro Henrique; Luz, José Aurélio Medeiros daA ustulação objetivou o aumento da eficiência da separação magnética de um minério de ferro hematitico. O percentual de coque, o tempo de ustulação e a temperatura foram analisados em vários níveis baseados na literatura prévia. A caracterização da amostra foi feita para avaliar a densidade da amostra e o tamanho tanto da partícula de minério como de coque. A análise termogravimétrica indicou transformação de hematita para magnetita por picos característicos de perda de massa. A transformação hematita-magnetita fornece forte contraste na suscetibilidade magnética entre minerais portadores de ferro e ganga, esta composta basicamente por quartzo. Os resultados demonstraram o incremento no magnetismo e fotografias comprovaram o caráter magnético da amostra ustulada. A melhor condição obtida foi com 35 minutos, 10 % de coque (em massa) e 1,023 K (750 oC). A eficiência foi aumentada em 5.3 % sob campo de 0.93 T e 240.3 % sob campo de 0.06 T, aumentando a seletividade da separação magnética até sob baixo gradiente magnético. Esta rota poderia ser aplicada com sucesso aos rejeitos de minério de ferro em campo de baixo gradiente, naturalmente após análise econômica cuidadosa, na qual a quantificação de passivos ambientais (principalmente resultante de sua não implementação) é incluída.Item Microflotação de hematita e dolomita com carboxilatos de origem vegetal.(2022) Gomes, Bruna de Oliveira; Luz, José Aurélio Medeiros da; Milhomem, Felipe de Orquiza; Luz, José Aurélio Medeiros da; Milhomem, Felipe de Orquiza; Silveira, Marcus Alexandre Carvalho Winitskowski daOs óleos vegetais apresentam propriedades naturais como baixa toxicidade tanto para o ambiente quanto para os humanos, são biodegradáveis e derivados de recursos renováveis. Sendo os coletores os principais insumos na flotação, os óleos vegetais já são amplamente empregados como coletores nesse processo, apresentando alto potencial como matéria-prima devido aos ácidos graxos constituintes. Este trabalho teve como objetivo avaliar, prospectivamente, o potencial de sabões de óleos, como os de semente de uva, de caroço de algodão e de crambe como coletores na flotação de minérios dolomíticos, usando o oleato de sódio como referência. Os ensaios de microflotação foram realizados com hematita e dolomita na célula de Fuerstenau e separado em três etapas principais. A primeira etapa foi realizada apenas com coletor e sistema isolado, nos pH 5; 6,1; 7,2. 8,3 e 9,4 e concentração de 50 mg/L. Na segunda etapa os ensaios foram realizados com mistura sintética igualitária dos minerais, na mesma faixa de pH utilizada anteriormente e com concentração dos coletores de 20 mg/L. Já a terceira etapa foi realizada com mistura binária dos minerais, nos pH 6,1; 8,3; 9,4 e 10,5, com adição de depressor com concentração de 3 mg/L e coletor com 50 mg/L. No sistema isolado, a melhor flotabilidade para a hematita foi no pH 8,3, com 87,02 % para o ácido oleico e 83,02 % para o óleo de semente de uva. Para a dolomita, todos os óleos resultaram em alta flotabilidade em todos os valores de pH estudados. Com a mistura binária e sem depressor, o óleo de crambe apresentou maior recuperação da hematita com 59,94 % no pH 6,1, apresentando o maior índice de seletividade de Gaudin de 1,50 e recuperação metalúrgica de 51,03 %. Os outros coletores não tiveram o mesmo comportamento, exibindo índice de seletividade menor que 1 em todos os valores de pH, indicando que o processo se trata de uma flotação aniônica reversa. No sistema de mistura binária com depressor, o ácido oleico e o óleo de semente de uva apresentaram melhor seletividade, ambos com aproximadamente 64 % de dolomita e 36 % de hematita em pH 6,1 e pH 10,5, indicando influência do amido na flotação da dolomita. De um modo geral, a dolomita apresentou boa recuperação em todos os valores de pH, porém com propensão a flotar em pH alcalino e a hematita em pH próximo do neutro. Apesar de não ter ocorrido melhora significativa na seletividade do sistema, pode-se dizer que os óleos vegetais em sua forma saponificada exibem potencial como coletores na flotação, no caso com a rota aniônica reversa de minério de ferro.Item Cinética de flotação no sistema hematita e quartzo com uso de óleos vegetais.(2020) Milhomem, Felipe de Orquiza; Luz, José Aurélio Medeiros da; Nogueira, Francielle Câmara; Alexandrino, Júnia Soares; Lima, Neymayer Pereira; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Luz, José Aurélio Medeiros daOs coletores são insumos primordiais na flotação, que é o método mais empregado para concentração de materiais de baixo teor e com grau de liberação adequado somente na faixa fina. O processamento físico-químico de minério de ferro usual é por meio da rota catiônica reversa, que é bem sensível à presença deletéria de finos. A flotação aniônica direta, por outro lado, é menos sensível aos finos e se mostra com potencial para flotação de minério de ferro, principalmente para minérios de baixos teores e com muitos finos, podendo ser usados ácidos graxos, hidroxamatos ou sulfonatos como coletores. A ganga, pode ser deprimida por fluossilicatos, metassilicatos ou polissacarídeos. Em vista de que muitos óleos vegetais são ricos em ácidos graxos constituintes, e o seu emprego na flotação levaria a menor impacto ambiental, este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de aplicação de espécies vegetais (óleos de manga, palma e pequi) saponificadas como coletores na flotação aniônica direta de hematita. O oleato de sódio, que já é empregado como coletor na flotação aniônica direta, foi usado como referência. Ensaios de microflotação em célula de Fuerstenau foram realizados com sistemas purificados de quartzo e hematita, isolados e em misturas sintéticas. Os parâmetros cinéticos para os modelos clássico e retangular foram levantados. A melhor flotabilidade da hematita, de forma geral, fica próxima de pH 8,0 (máximo de concentração do dímero ionomolecular do carboxilato) para os minerais isolados, em presença só de coletor. A flotabilidade foi de 76,4 % para oleato de sódio, 74,3 % para óleo de pequi, 64,9 % para óleo de palma e 56,0 % para óleo de manga. Com misturas binárias, em pH 8, a melhor razão coletor/depressor foi de 900 g/t de coletor e 450 g/t de dextrina como depressor. Oleato de sódio apresentou índice de seletividade de Gaudin de 5,56 e recuperação metalúrgica de 84,76 %, seguido por manga (4,27 e 81 %), pequi (3,8 e 79,18 %) e palma (3,54 e 77,96 %). Houve melhora significativa para óleo de pequi (I.S. de 15,71 e recuperação metalúrgica de 94,02 %) e oleato (I.S. de 9,17 e recuperação metalúrgica de 90,17 %) ao se elevar a temperatura da polpa para 75 °C, durante o condicionamento. Óleo de manga e de palma foram pouco sensíveis ao aumento de temperatura. Ainda assim, pode-se dizer que o uso de sabões de óleos vegetais tem potencial para uso na flotação aniônica direta de minério de ferro, principalmente óleo de pequi aquecido.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 Influência do módulo do silicato de sódio na flotação de minério de ferro : estudos fundamentais.(2017) Arantes, Renato de Souza; Souza, Tamiris Fonseca de; Lima, Rosa Malena FernandesEste artigo apresenta a influência do módulo do silicato de sódio sobre as flotabilidades e cargas superficiais da hematita e do quartzo com oleato de sódio. Baseado nos resultados dos ensaios de microflotação, efetuados em pH 7, foi observado que as flotabilidades da hematita foram maiores do que as flotabilidades do quartzo para todas as concentrações de silicato de sódio testadas independentemente do módulo do reagente. Os valores de potencial zeta da hematita tornaram-se negativos para valores de pH menores do que o ponto isoelétrico do mineral (pH 7,2) e cargas negativas maiores para valores de pH acima do seu ponto isoelétrico, o que sugere a precipitação de SiO2amorfa e adsorção de espécies aniônicas presentes na solução sobre a superfície do mineral, especialmente para valores de pH acima de 10. No caso do quartzo, não foi verificada influência significativa do módulo do reagente tanto nas flotabilidades quanto nos valores de potencial zetaItem Estado de dispersão de partículas de hematita em polpas na presença de reagentes.(2013) Alexandrino, Júnia Soares; Peres, Antônio Eduardo Clark; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Lopes, Gilmara MendonçaOs minérios de ferro a serem explotados estão com teores do mineral de interesse muitos baixos. Com a diminuição desses teores, ocorre uma necessidade maior de moer o minério em granulometrias mais finas. Os óxidos e hidróxidos metálicos, tais como os óxidos de ferro, tornam-se carregados quando dispersos em meio aquoso. As alterações ocorridas na superfície de óxidos e a formação de interface eletricamente carregada entre as partículas e o meio aquoso são controladas pelo pH e força iônica da solução em que são dispersos. Esses fatores levam à necessidade de se estudar o efeito da dispersão nas etapas de flotação, espessamento e filtragem. Este trabalho, em escala de laboratório, visou contribuir para a melhor compreensão do tratamento de minérios de ferro abordando a dispersão de polpas de hematita na presença de reagentes dispersantes ou agregantes. Foram avaliados quatorze reagentes orgânicos e inorgânicos nos ensaios de dispersão. O estudo da dispersão da hematita sem adição de reagentes mostrou uma diminuição do grau de dispersão na faixa de pH de 6,5 a 7,5. As adições de amido e fubá levaram a agregação da hematita em toda faixa de pH, enquanto a dextrina levou ao aumento do grau de dispersão, na faixa alcalina. O tanino, reagente orgânico natural, que não agride o meio ambiente em caso de descarte, apresentou um aumento no grau de dispersão da hematita, mesmo em concentrações mais baixas (150 g/t). O ácido cítrico também levou ao aumento do grau de dispersão da hematita. A razão SiO2 /Na2O é um fator que pode interferir na ação do silicato de sódio na flotação do minério de ferro. O silicato de sódio C112, com razão mais baixa, não alterou significativamente o grau de dispersão; o silicato de sódio R3342, com maior razão, foi o que levou ao maior grau de dispersão. Já o silicato de sódio R2252 apresentou um aumento do grau de dispersão por volta de pH 8,5. O Dismulgan V3377 não mostrou muita diferença no grau de dispersão em todas as dosagens, mostrando certa semelhança com a curva de hematita pura. O Dispersogen LFS e o Polymax T10 levaram ao aumento do grau de dispersão na faixa alcalina de pH. O Bozefloc AE 738 pode ser sugerido como floculante. Em pH 10,5 apresentou uma boa agregação nas dosagens de 500g/t e 1000g/t. O reagente Dispersol 589 apresentou, em todas as dosagens estudadas, um aumento altamente significativo do grau de dispersão em toda faixa de pH. Em pH = 10,5, o reagente Depramin 158 levou a um aumento significativo do grau de dispersão. Na faixa ácida de pH, esse reagente levou a um grau de dispersão de aproximadamente 50%.Item Estudos para o aumento da vida útil das minas de minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero, MG.(2015) Omachi, Geraldo Yasujiro; Curi, AdilsonO Quadrilátero Ferrífero (Q.F.) sempre foi a principal província mineral produtora de minério de ferro no Brasil. Em função da necessidade de matéria prima mineral para a indústria siderúrgica nacional e internacional, principalmente os mercados asiático e europeu, a exploração de minérios hematíticos (material de baixo custo de lavra, alto teor de ferro e baixo teor de contaminantes) foi o grande diferencial para atender a crescente demanda. Porém, com o processo de exaustão do minério de alto teor de ferro e a necessidade em atender o mercado transoceânico do minério de ferro, tornou-se imprescindível a lavra de materiais itabiríticos (baixo teor de ferro) para a continuidade das minas em operação. Este trabalho foi proposto visando analisar as possibilidades de aumento da vida útil das minas de minério de ferro do Q.F. em Minas Gerais. Estado este em que a mineração contribuiu e continua contribuindo significativamente para o desenvolvimento das regiões impactadas direta (áreas de cava e beneficiamento) e indiretamente (municípios em torno, áreas de ferrovias e portos). Para ilustrar a argumentação proposta foi realizado um estudo comparativo real entre um Plano Diretor de Lavra (PDL) de material hematítico e o PDL de material itabirítico para uma mesma mina em diferentes épocas, com base em seus respectivos Planos de Aproveitamento Econômico (PAE´s). Ainda, foi realizado o levantamento do IDHM (Índice de Desenvolvimento Humano Municipal), dos principais municípios produtores de minério de ferro e o impacto da CFEM (Compensação Financeira pela Exploração de Recursos Minerais) nos atuais orçamentos municipais para comprovar a importância desse empreendimento econômico nos municípios produtores. A partir desse estudo procura-se demonstrar a viabilidade do aumento da vida útil das minas de minério de ferro, estendendo os benefícios da continuação da atividade mineradora para toda a sociedade de uma forma sustentável. É o que se pretende demonstrar nessa dissertação. Palavras chaves: minério de ferro, vida útil da mina, sustentabilidade na mineração, Índice de Desenvolvimento Humano Municipal.Item Influência da mineralogia na etapa de separação da lama vermelha no processo Bayer.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Avelar, Angela Nair; Costa, Geraldo Magela daNeste trabalho foi realizado um estudo de caracterização mineralógica em amostras bauxitas de forma a permitir uma melhor quantificação das espécies de ferro presentes nos minérios originais e nas lamas vermelha obtidas a partir da digestão alcalina em escala de laboratório. Esta caracterização permitiu identificar um correlação entre a composição mineralógica e o desempenho na etapa de sedimentação da lama vermelha. As amostras utilizadas nesse trabalho são provenientes de Trombetas (Mineração Rio do Norte) e de Paragominas (Mineração Paragominas S.A.) localizadas no Pará também uma amostra de Gana. Os ensaios de digestão alcalina foram realizados a 145°C e pressão de 5,0 Kgf/cm 2 . Tanto as amostras iniciais quanto as lamas geradas na digestão foram caracterizadas por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétricas, análises químicas, difração de raios X e espectroscopia Mössbauer A quantificação das fases majoritárias existentes em todas as amostras foi realizada com a combinação dos resultados obtidos por estas técnicas. A espectroscopia Mössbaue possibilitou a comprovação da existência de dois tipos de goethita nas amostras iniciais Para algumas amostras ocorreu a conversão de goethita para hematita. Observou-se um correlação linear satisfatória (R 2 ~0.90, n = 9) entre a velocidade de sedimentação e o teores de goethita com maiores substituições isomórficas e/ou menores tamanhos d partícula. Desta forma, sugere-se que a presença desse tipo de goethita tem efeito negativo na velocidade de sedimentação.