Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AEAH62| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Determinação de curvas de lavabilidade utilizando análise de imagens digitais - Estudo de caso: minério de ferro |
| Authors: | Josue Mesquita de Souza Junior |
| First Advisor: | Roberto Galery |
| First Referee: | Luiz Claudio Monteiro Montenegro |
| Second Referee: | Itamar Daniel Delbem |
| Abstract: | A concentração gravítica corresponde a uma das mais antigas e importantes formas de processamento mineral, sendo utilizada para beneficiar uma grande variedade de minérios. Neste contexto, a melhor maneira de investigar e prever resultados de processos gravíticos são as chamadas curvas de lavabilidade. Estas curvas apresentam a distribuição das partículas de um dado um material segundo as suas densidades e são construídas a partir de dados experimentais obtidos sob condições ideais nos denominados testes de flutua-afunda. Para a realização destes testes são utilizados líquidos com diferentes densidades, os quais correspondem a substâncias muito tóxicas, voláteis, de difícil manuseio e, na maioria dos casos, muito caras. Além disto, por não existirem líquidos densos com densidades muito elevadas, os mesmos não podem ser usados no fracionamento de sulfetos ou óxidos metálicos, o que restringe o uso das curvas de lavabilidade à materiais leves, como é o caso do carvão. Pensando nisto, procedeu-se ao desenvolvimento do presente trabalho, cujo objetivo foi desenvolver uma nova metodologia para a construção das curvas de lavabilidade a partir da análise de imagens digitais. Com esta metodologia será possível construir curvas de lavabilidade de uma maneira mais rápida e segura, além de tornar possível a aplicação desta ferramenta para minérios que possuam partículas com densidades mais elevadas. Na metodologia proposta, a proporção areal dos minerais que compõe uma determinada amostra é calculada através de análise digital de imagens utilizando-se o software OptLib. Conhecendo-se as densidades dos minerais e a proporção de cada um deles nas partículas do material, é possível estimar o comportamento do minério nos testes de flutua-afunda e construir a curva de lavabilidade do mesmo. Para comprovar a aplicabilidade da técnica foi desenvolvido um estudo de caso com amostras de minério de ferro itabirítico provenientes de um teste rougher com uma espiral concentradora. Para tanto, construiu-se a curva de lavabilidade dos produtos gerados neste teste utilizando-se a metodologia proposta e comparou-se os resultados de recuperação mássica estimados por estas curvas com aqueles observados em testes de líquido denso e no estágio cleaner da espiral concentradora. Para o caso do líquido denso, observou-se uma diferença de 7,5 pontos percentuais entre os dados reais e os estimados pelas curvas de lavabilidade. Já no caso da espiral concentradora cleaner, esta diferença caiu para 2,1 pontos percentuais. A diferença encontrada no caso do líquido denso é explicada pelo fato das análises serem feitas considerando faixas granulométricas um pouco diferentes. Já os resultados observados no caso da espiral concentradora cleaner foram satisfatórios, o que indica que a metodologia proposta se adéqua bem a realidade quando os parâmetros originais são respeitados. Além disto, tentou-se determinar as curvas de teor dos materiais analisados utilizando-se os resultados gerados no software OptLib, porém uma comparação com resultados reais determinados em laboratório apresentou diferenças da ordem de 8,3 pontos percentuais, o que mostra que esforços devem ser feitos de modo a aperfeiçoar a técnica. Através do trabalho desenvolvido foi possível concluir que existe um grande potencial para a determinação de curvas de lavabilidade utilizando-se análise digital de imagens, inclusive para minérios com densidades mais elevadas, como é o caso do minério de ferro. |
| Abstract: | The gravity concentration corresponds to one of the oldest and most important techniques of mineral processing and it is used to process a large variety of ores. In this context, the best way of investigating and predicting results of gravitational processes are called washability curves. These curves show the distribution of particles of a given material according to their densities and they are constructed from experimental data obtained under ideal conditions in so-called float-sink tests. For peforming these tests dense liquids with different densities are used, which correspond to very toxic, volatile, unwieldy and, in most cases, very expensive substances. Furthermore, because there are no dense liquids with very high densities, they can not be used in fractionation of sulfides or metal oxides, which restricts the use of washability curves to lightweight materials, such as coal. With this in mind, it proceeded to the development of this work, whose goal was to present a new methodology for the construction of the washability curves from digital image analysis. With this method it will be possible to build washability curves more quickly and safely, making possible the application of this tool for ores having particles with higher densities. In the proposed methodology, the proportion in area of the minerals which comprise a given sample is calculated through digital image analysis using the software OptLib. Knowing the density of the mineral and the proportion of each particle in the material, it is possible to estimate the behavior of the ore in the float-sink tests and build the washability curve thereof. To prove the applicability of the technique a case study was developed with itabiritic iron ore samples from a rougher stage of a spiral separator test. The washability curves of products were built using the proposed methodology and a comparison between the mass recovery results estimated by these curves and those observed in dense liquid testing and cleaner stage of spiral separator was done. In the case of the dense liquid, there was a difference of 7.5 percentage points between real data and the one estimated by washability curves. In the case of cleaner stage of spiral separator, this difference fell to 2.1 percentage points. The difference found in the case of dense liquid is explained by the fact that analyzes are made considering size ranges slightly different. Already the results observed in the case of spiral separator cleaner stage were satisfactory, indicating that the proposed methodology fits well to reality when the original parameters are respected. Furthermore, an attempt was made to determine the material grade curves using the results generated in OptLib software, but a comparison with real results obtained in laboratory showed differences of 8.3 percentage points, which shows that efforts should be made in order to perfect the technique. Through thei work developed it was concluded that there is a great potential for the determination of washability curves using digital image analysis, including ores with high densities, such as iron ore. |
| Subject: | Engenharia metalúrgica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AEAH62 |
| Issue Date: | 29-Apr-2016 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| determina__o__de_curvas_de_lavabilidade_utilizando_an_lise_de_imagens__digitais___estudo_de_caso_min_rio_de_ferro.pdf | 2 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.