Modelos para previsão do limite de umidade para transporte marítimo de finos de minério de ferro - TML.

Abstract

O transporte marítimo de minérios é um elo essencial na cadeia produtiva da mineração, sendo regulamentado em âmbito internacional pela Organização Marítima Internacional (IMO), em cujo arcabouço regulatório figuram leis que visam garantir a segurança das operações. Dentre outras cargas minerais úmidas, os finos de minério de ferro com percentual de goethita inferior a 35% são susceptíveis a liquefação durante o transporte marítimo, em determinadas condições. Este fenômeno pode deslocar a carga e colocar a embarcação e sua tripulação em risco. Para que sejam embarcadas, a lei internacional exige que sua umidade seja inferior ao Limite de Umidade Transportável (TML). Para finos de minério de ferro este parâmetro pode ser obtido pelo teste de Proctor/Fagerberg Modificado para Finos de Minério de Ferro (PFD80), um teste de compactação que consiste em se compactar o minério a uma energia de 27,59 kJ/m³ em diferentes umidades, sendo o TML a umidade em massa base úmida na qual o minério atinge 80% de saturação. O presente estudo propõe três modelos de previsão do TML de finos de minério de ferro definido pelo teste PFD80, utilizando parâmetros obtidos na caracterização tecnológica, e um modelo baseado em um teste de compactação simplificado. Os modelos propostos são ferramentas auxiliares para pesquisa e controle do TML nas operações, que reduzem o tempo de resposta e a quantidade de amostra requerida, e apresentaram boa aderência em comparação com resultados medidos, incluindo dados de outros autores. O estudo avaliou como diferentes características dos minérios influenciam no TML. Como o TML corresponde à umidade na qual 80% dos vazios estão preenchidos por água, ele é proporcional ao volume de vazios. Portanto, parâmetros que influenciam no volume de vazios resultante da compactação influenciam no TML. O estudo constatou que a distribuição granulométrica apresenta o maior nível de influência no TML, e o coeficiente de uniformidade (D60/D10) representa numericamente esta influência. A composição mineralógica influencia o TML de duas formas: refletindo a morfologia das partículas através dos tipos morfológicos de hematita, e indicando minerais com maiores níveis de porosidade, como a hematita martítica e alguns tipos de goethita. A análise química também reflete alguns tipos de minerais presentes, e o grau de hidratação do minério está diretamente relacionado às variações de TML. Sendo expresso em umidade em massa base úmida, o TML também está relacionado à massa específica dos sólidos.