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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Avaliação do efeito da porosidade nas etapas de beneficiamento de minério de ferro da Samarco
Authors: Alessandra Prata de Almeida Mangabeira
First Advisor: Paulo Roberto Gomes Brandao
First Referee: Antonio Eduardo Clark Peres
Second Referee: Joaquim Donizetti Donda
Third Referee: Júnia Maria de Pinho Rocha
Abstract: Investigou-se a possibilidade de haver diferença significativa nos parâmetros de porosidade nos minérios que alimentam a usina de concentração da Samarco e se esta diferença provoca comportamentos diferentes nas etapas de deslamagem e flotação. Foram utilizadas duas amostras de minério de frentes de lavra da Mina de Alegria 3/4/5 e uma da Mina de Alegria 9 amostras 5/14, 5/4 e 9/4 que apresentam um percentual de fases porosas (hematita porosa e goethita) semelhante (em torno de 50% - análise mineralógica total) e uma amostra de uma frente de lavra da Mina de Alegria 3/4/5 amostra 5/35 com percentual de fases porosas bem inferior (5,6%), para checagem da sensibilidade dos métodos de determinação de porosidade. As amostras de ROM foram submetidas a um teste de moagem para produção de amostra para os testes de deslamagem e flotação, segundo padrão Samarco. As amostras produto de moagem, underflow e overflow da deslamagem, concentrado e rejeito da flotação da 5/35, 5/14, 5/4 e 9,4 foram caracterizadas química, física e mineralogicamente em laboratórios da Samarco. Para caracterizar os parâmetros de porosidade foram usados os métodos de porosimetria de intrusão de mercúrio (PIM) e porosimetria de adsorção-condensação gasosa (PACG), com apoio da microscopia eletrônica de varredura. Há diferenças significativas de porosidade entre as amostras estudadas. A amostra 5/35 apresenta menor porosidade (por PACG e PIM para volumes totais de poros menores que 1,0mm e 100nm) e menor ASE (BET), o que é consistente com a menor quantidade de feições mineralógicas potencialmente porosas. A amostra 5/4, ao contrário do que se esperava a partir de sua composição mineralógica, apresentou uma área superficial específica muito maior, maior volume de poros, menor diâmetro médio de mesoporos e foi a única que apresentou volume de microporos. Os dados de porosidade pelos dois métodos (PIM e PACG) e de ASE para as outras amostras 9/4 e 5/14 indicam propriedades próximas, apesar de não idênticas. O método de porosimetria de adsorção-condensação gasosa, apesar de só detectar poros com diâmetro menor que 100nm, mostrou-se mais eficaz em diferenciar as amostras, do que a porosimetria de intrusão de mercúrio. Este último método apresentou problemas na realização das análises (baixa disponibilidade do equipamento, dificuldade na manutenção e importação de peças e penetrômetros e baixa repetibilidade). Entretanto, na faixa de valores onde ambos são aplicáveis simultaneamente (3,0nm a 100,0nm) encontraram-se valores consistentes de volume de mesoporos (BJH - PACG e PIM), apesar de não idênticos, para a maioria das amostras. Os resultados obtidos nas etapas de deslamagem e flotação para as quatro amostras foram coerentes com as análises químicas, granulométricas e mineralógicas, não havendo evidências de que a porosidade teve algum efeito nas performances atingidas.
Abstract: It was investigated if there is a significant difference in the porosity parameters of the ores that feed the Samarco Concentrator and if this possible disagreement causes different performances in the desliming and flotation processes. Two ore samples from the Alegria 3/4/5 pit and one from the Alegria 9 pit (samples 5/14, 5/4 and 9/4) with a porous phases percentage (porous hematite and goethite) of around 50% and one ore sample from the Alegria 3/4/5 pit (sample 5/35) with a much lower porous phases percentage (5.6%) were used in order to check the sensibility of the porosity determination methods. The run of mine samples were submitted to grinding tests to produce samples to the desliming and flotation tests, following the Samarco procedures. The grinding product, desliming underflow and overflow, flotation concentrate and tailing of the 5/35, 5/14, 5/4 and 9/4 samples were analysed to obtain a chemical, size and mineralogical characterization in the Samarco labs. The mercury intrusion porosimetry (MIP) and gas adsorption- condensation porosimetry (GACP) were used to characterize the porosity parameters, supported by scanning electron microscopy. There is a significant difference of porosity between the investigated samples. The 5/35 sample shows smaller porosity (by GACP and MIP total volume of pore minor than 1,0mm and 100nm) and smaller specific surface area (by BET), which is consistent with the minor quantity of porous phases. The 5/4 sample, despite its mineralogical composition, shows larger specific surface area, larger pore volume, smaller mean diameter of mesopores and it was the only sample that shows micropore volume. The porosity data, from the two methods (MIP and GACP), and the specific surface area data to the other samples 9/4 and 5/14 indicate similar properties. Besides the detection boundary of gas adsorption (100nm maximum), the GACP was more effective in distinguishing the samples than mercury intrusion porosimetry. This latter method showed problems during the analysis execution (low equipment availability, difficulty in maintenance and acquisition of spares and penetrometers and poor repeatability). However in the value range where both methods are simultaneously applicable (3.0nm to 100.0nm), consistent values of pores volume were found (BJH GACP and MIP) in the samples. The desliming and flotation processes results for the four samples were consistent with the chemical, particle size and mineralogical data. There is no evidence that the porosity had caused any influence in those performance results.
Subject: Engenharia metalúrgica
Tecnologia mineral
Engenharia de minas
Minérios de ferro
Porosimetria
Beneficiamento de minério
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-96DHKY
Issue Date: 26-Mar-2009
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