Moagem, deslamagem e flotações separadas ampliam recuperação metálicae melhoram custo do produto final na Vale
A elevada demanda por produtos de minérios de ferro e a exaustão de reservas com elevados teores de Fe no Quadrilátero Ferrífero têm levado ao desenvolvimento de projetos para aproveitamento de itabiritos pobres. Nesses casos, a rota de processos consiste na cominuição de todo ROM para posterior concentração. Estudos realizados para o aproveitamento de itabiritos pobres do Quadrilátero Ferrífero mostram que a rota de processo otimizada, formada por duplo estágio de moagem, deslamagem, flotações separadas de grossos e finos e concentração magnética para os rejeitos das etapas anteriores deverá possibilitar aumento de 6% na recuperação metálica (914.000 t/ano de pellet feed) e redução de US$ 0,23 por tonelada alimentada no custo operacional, em relação à rota convencional formada por moagem em um estágio, deslamagem e flotação. Os ganhos foram obtidos devido à redução no consumo de energia na moagem, menor geração de lama e redução no consumo de reagentes de flotação. Os benefícios da rota otimizada foram validados através de testes piloto, estando o projeto em fase de implantação para produção de 14,3 milhões de toneladas por ano de pellet feed. O projeto da rota otimizada faz parte da adequação da usina do Cauê para processamento de itabiritos pobres, estando em fase de implantação, com previsão de start up em 2015.
O Brasil é o maior produtor de minério de ferro, representando aproximadamente 18% da produção mundial – suas reservas representam 7% do total do planeta. As reservas (medidas + indicadas) brasileiras de minério de ferro são da ordem de 29 bilhões de toneladas, assim distribuídas: Minas Gerais (67%), Pará (16%), Mato Grosso do Sul (15,5%) e demais estados (1,5%). Em Minas Gerais, as reservas apresentam teores de Fe mais baixos que as dos estados do Pará e Mato Grosso do Sul. Desde a década de 40, a produção industrial também contribuiu para a redução do teor de Fe das reservas de Minas Gerais. Os principais processos de tratamento de minério de ferro empregados nas usinas do Quadrilátero Ferrífero são compostos por etapas de britagem, classificação, concentração gravítica (jigues), concentração magnética, deslamagem, flotação, espessamento e filtragem. A aplicação de moagem ainda é restrita a algumas usinas existentes no Quadrilátero Ferrífero.
O aproveitamento de minérios de ferro no Quadrilátero Ferrífero tem ocorrido extensivamente desde a década de 40, onde granulados, sinter feed e pellet feed têm sido produzidos desde então. O elevado aproveitamento das reservas levou ao esgotamento dos minérios de elevados teores de ferro, culminando com a maior oferta de itabiritos pobres. Alguns projetos têm sido desenvolvidos para o aproveitamento destes itabiritos,. Outros projetos são desenvolvidos para adequação de usinas existentes para tratamento dos itabiritos pobres do Quadrilátero Ferrífero. As rotas de cominuição e concentração tradicionalmente usadas compreendem operações de moagem de bolas em um estágio para liberação entre os minerais de ferro e o quartzo, seguida de deslamagem e concentração por flotação. Essa rota apresenta elevados valores de capex e opex e elevada geração de lama.
Este trabalho descreve a rota de processo otimizada para o aproveitamento de itabiritos pobres, visando aumento de recuperação e menores custos. A etapa de moagem foi realizada em dois estágios, visando reduzido consumo de energia e geração de lamas. A rota de concentração adotada compreende estágios de flotação de grossos e finos e concentração magnética de rejeitos, visando elevar a recuperação metálica, maior facilidade de operação e redução de custos. Os ganhos obtidos com a rota otimizada foram validados por testes piloto de longa duração, realizados na planta piloto do Centro de Pesquisas Tecnológicas da Vale, situada na mina de Alegria, em Mariana. O projeto dessa rota se encontra em fase de implantação para produção de 14 milhões de toneladas por ano de pellet feed, com previsão de start up em 2015.
A rota de processo convencional apresenta fase de moagem de bolas em um estágio para obtenção de produto com aproximadamente 95% passante em 150µm, seguido de dois estágios de deslamagem. A rota de concentração é formada por células de flotação nos estágios rougher, cleaner, recleaner, scavenger 1 e scavenger 2, visando produzir pellet feed com teor de SiO2 próximo a 1%. Já a rota de processo otimizada apresenta dois estágios de moagem de bolas para obter produto com aproximadamente 95% passante em 150 µm, seguidos de dois estágios de deslamagem.
A rota de concentração é dividida em duas etapas. Na primeira, estágios de flotação rougher, cleaner e recleaner em circuito aberto para o underflow do primeiro estágio de deslamagem (flotação de grossos), com maior facilidade de operação, redução na quantidade de equipamentos, menor arraste de partículas de Fe finas para o rejeito, gerando pellet feed com teor de SiO2 próximo a 1%. Na segunda etapa, estágios de concentração magnética de alta intensidade seguida de células de flotação mecânicas para o rejeito da flotação de grossos e o underflow do segundo estágio de deslamagem, obtendo rejeito final com teor de Fe inferior ao obtido em circuitos de flotação da rota convencional, para chegar a pellet feed com teor de SiO2 próximo a 1%.
O desenvolvimento da rota de processo otimizada consiste na adequação da usina do Cauê, atualmente alimentada por itabiritos ricos para produção de granulados, sinter feed e pellet feed. O esgotamento das reservas de itabiritos ricos irá culminar com o aproveitamento dos itabiritos pobres (teor de Fe entre 40 e 45%), sendo necessária a adequação da usina. Os ganhos a serem obtidos com a rota otimizada em relação à rota convencional para o aproveitamento de itabiritos pobres resulta em menor volume de lama, consumo reduzido de energia na moagem, menor teor de Fe no rejeito e consumo de reagentes de flotação.
Conheça os autores do projeto
C
arlos José
; Gonçalves – Técnico em Mineração pela Escola Técnica Federal de Ouro Preto, Administração de Empresas com pós-graduação em Gestão Estratégica de Recursos Humanos, pela Funcesi. Trabalha na Vale há 27 anos. Atualmente atua na Gerência de Desenvolvimento de Projetos de Tratamento de Minérios nas usinas de Itabira, com foco nos projetos de tratamento de itabiritos pobres.
Neymayer Pereira Lima – EEngenheiro master, com formação em Engenharia de Minas pela Universidade Federal de Ouro Preto e mestrado e doutorado pela UFMG. Ingressou na Vale em 2000 e atualmente trabalha na Gerência de Desenvolvimento de Projetos de Tratamento de Minérios, no desenvolvimento de projetos green field e borwn field de ferrosos e em novas tecnologias de tratamento de minérios.
Nilton Torquato – Especialista em Processo Mineral, com pós-graduação em Engenharia de Processos pelo Ietec. Atualmente trabalha na Gerência de Desenvolvimento de Projetos de Tratamento de Minérios da Vale, no desenvolvimento de projetos green field e borwn field de ferrosos e em novas tecnologias de tratamento de minérios.
Selmir Silva – Engenheiro master, com formação em Engenharia Química pela UFMG. Atualmente trabalha na Gerência de Desenvolvimento de Projetos de Tratamento de Minérios da Vale, no desenvolvimento de projetos green field e borwn field de ferrosos e em novas tecnologias de tratamento de minérios.
Josemar Costa – Engenheiro de Processo com formação técnica em Mineração pela Escola Técnica Federal de Ouro Preto e engenheria de Produção pela Faculdade Pitágoras. Com 19 anos de carreira na Vale, atuou na área de pesquisa e desenvolvimento como supervisor do Centro de Pesquisas Tecnológicas. Atualmente trabalha na Gerência de Desenvolvimento de Projetos de Tratamento de Minérios nas usinas do Complexo Minas Centrais com foco na implantação de projetos capital, desenvolvimento de novos equipamentos e simulação plurianual de produtos.
Demais integrantes da equipe:
Rodrigo F. Ferreira– Engenheiro de Processo.
Nilson N. de Paula– Engenheiro de Processo.
Marcos dos Reis– Técnico Especializado de Produção.
Flávio Coelho– Operador Mantenedor Mecânico.
Marcos de Castro– Operador de Equipamentos e Instalação I.
Frederico R. Siqueira– Operador de Equipamentos e Instalação I.
Erasmo M. Santiago– Operador de Equipamentos e Instalação.
Geraldo L. de Oliveira– Técnico de Controle de Processo.
Márcio Marques– Operador de Equipamentos e Instalação.
Reginaldo C. dos Santos– Técnico de Controle de Processo.
Roberto Silva– Operador de Equipamentos e Instalação.
Walisson G. Florêncio– Operador de Equipamentos e Instalação.
Wesley Figueiredo– Supervisor de Tratamento e Usina.
Ricardo L. Nunes– Operador de Equipamentos e Instalação.
Cláudio M. Alves– Operador de Equipamentos e Instalação.
Marcelo dos Santos– Analista Operacional.
Reuber A. Silva– Técnico de Controle e Processo.
Raimundo D. Silva– Técnico de Controle e Processo.
Leia o projeto na íntegraaqui!
