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http://hdl.handle.net/1843/39325| Type: | Dissertação |
| Title: | Utilização de tecnologias de filtragem de rejeitos para empilhamento a seco |
| Authors: | Frederic Yann Armache Braga |
| First Advisor: | Luiz Claúdio Monteiro Montenegro |
| First Referee: | Roberto Galery |
| Second Referee: | George Eduardo Sales Valadão |
| Third Referee: | Henrique Dias Gatti Turrer |
| Abstract: | Diante do atual cenário vivido pela mineração brasileira faz-se necessário o estudo e utilização de tecnologias que possibilitem uma disposição de rejeitos de forma mais segura e controlada. Cabe as empresas avaliarem, entre as diversas alternativas existentes, aquelas que atendam aos requisitos ambientais, legais e ainda apresentem uma relação técnico-econômica satisfatória. As alternativas de processo mais estudadas e aplicadas industrialmente contemplam a combinação entre etapas de adensamento da polpa seguida de filtragem, com o intuito de maximizar a remoção de água e possibilitar o empilhamento do material filtrado com baixa umidade residual. O presente estudo contempla avaliações de processo que visam a máxima eficiência de separação sólido-líquido para os diferentes tipos de rejeitos proveniente do beneficiamento do minério de ferro da Serra do Sapo. Os testes foram realizados com três diferentes tecnologias de filtragem, o filtro de disco convencional, filtro cerâmico e filtro prensa, e dois tipos de amostras preparadas sob diferentes condições de composição entre material arenoso e material ultrafino, adensamento da polpa e coagulação da polpa. Foram avaliados os valores de umidade residual da torta filtrada e produtividade dos filtros. A composição da amostra apresentou impacto significativo no desempenho dos filtros de tecnologia a vácuo, onde a ausência de material ultrafino obteve produtividades médias de 2.410 kg/m².h e 1870 kg/m².h, para os filtros de cerâmico e a vácuo convencional respectivamente. Para o filtro prensa a diferença não foi considerável, mas as produtividades obtivas foram da ordem de 278 kg/m².h. Os valores de umidade de todos os ensaios ficaram abaixo do limite estabelecido de 14%. A coagulação apresentou papel de fundamental relevância no desempenho da etapa de filtragem. Nos testes com tecnologias a vácuo e sem coagulação prévia nem houve formação de torta suficiente para obtenção de valores de produtividade. Em relação ao filtro prensa, quando comparados com a amostra tal qual os testes com a amostra coagulada, nas mesmas condições, apresentaram uma redução da umidade residual, de 15,92% para 7,26%, e aumento da produtividade média, de 111,40 kg/m².h para 251,12 kg/m².h. A diluição da polpa também possui relevância na eficiência do processo de filtragem, principalmente para as tecnologias de filtragem a vácuo. Quando comparados com a amostra tal qual, os testes com a amostra adensada nas mesmas condições apresentaram em média aumento da umidade residual, de 9,10% para 11,41%, e aumento da produtividade, de 1208 kg/m².h para 2410 kg/m².h no filtro cerâmico. Para o filtro de disco a vácuo convencional, a amostra adensada obteve aumento da umidade, de 9,26% para 9,98%, e aumento da produtividade, de 903 kg/m².h para 1870 kg/m².h. Já para o filtro prensa a diferença foi menor, sendo a amostra adensada e tal qual com umidades residuais entre 7% e 8% com produtividades da ordem de 260 kg/m².h. Os resultados demonstraram potencial de aplicação das tecnologias de filtragem a vácuo para o rejeito arenoso e para a composição entre rejeito arenoso e ultrafino, com uma queda na produtividade e aumento nos valores de umidade residual. Já para o material ultrafino, só foi possível obter resultados mensuráveis a partir do uso de filtro prensa. |
| Abstract: | In view of the current scenario experienced by Brazilian mining, it is necessary to study and develop technologies that enable a safer and controlled disposal of waste. It is up to the companies to evaluate, among the several existing alternatives, those that meet the environmental and legal requirements and still present a satisfactory technical-economic relationship. The most studied and industrially applied process alternatives include the combination of slurry dewatering steps followed by filtration, in order to maximize the removal of water and make it possible to stock the filtered material with low residual moisture. The present study contemplates process evaluations that aim at the maximum efficiency of solid-liquid separation for the different types of tailings from the processing of the iron ore of Serra do Sapo. The tests were carried out with three different filtration technologies, the conventional disc filter, ceramic filter and press filter, and two types of samples prepared under different composition conditions between coarse and ultrafine material, pulp density and slurry coagulation. The residual moisture values of the filtered cake and the productivity of the filters were evaluated. The sample composition had a significant impact on the performance of vacuum technology filters, where the absence of ultrafine material obtained average productivities of 2,410 kg / m².h and 1870 kg / m².h, for ceramic and conventional vacuum filters respectively. For the press filter the difference was not considerable, in the order of 278 kg/m².h. The final moisture values of all tests were previously established in a limit of 14%. Coagulation played a fundamental role in the performance of filtering. In tests with vacuum technologies and without previous coagulation, there was not enough cake formation to obtain productivity values. In relation to the filter press, when compared to the sample just as the tests with the coagulated sample, under the same conditions, showed a reduction in residual moisture, from 15.92% to 7.26%, and an increase in average productivity, from 111,40 kg/m².h to 251.12 kg/m².h. Slurry dilution is also relevant to the efficiency of the filtration process, especially for vacuum filtration technologies. When compared to the sample as it is, tests with a dense sample under the same conditions showed an average increase in residual moisture, from 9.10% to 11.41%, and an increase in productivity, from 1208 kg/m².h to 2410 kg/m².h in the ceramic filter. For the conventional vacuum disc filter, the densified sample obtained an increase in moisture, from 9.26% to 9.98%, and an increase in productivity, from 903 kg/m².h to 1870 kg/m².h. As for the filter press, the difference was smaller, with the sample being dense and just as with residual moisure between 7% and 8% with productivity in the order of 260 kg/m².h. The results presents a potential for application of vacuum filtration technologies for flotation tailings and for the composition between flotation tailings and ultrafine tailings, with a drop in productivity and an increase in residual moisture values. As for the ultrafine material, it was only possible to obtain measurable results from the use of a filter press. |
| Subject: | Engenharia de minas Tecnologia mineral Microondas Resíduos Ferro Separação magnética de minério |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas - Mestrado Profissional |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/39325 |
| Issue Date: | 12-Apr-2021 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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