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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B3DFZA| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Caracterização microestrutural e mineralógica de minérios de ferro itabiríticos com graus diferentes de complexidade |
| Authors: | Ana Claudia Carioca |
| First Advisor: | Paulo Roberto Gomes Brandao |
| Abstract: | A caracterização mineral é um tema amplo e importante no âmbito acadêmico, por ainda existirem lacunas sobre a estrutura e/ou microestruturas dos minérios encontrados. Devido à complexidade dos minérios itabiríticos existentes na região do Quadrilátero Ferrífero, têm sido exigidos estudos de caracterização microestrutural para o melhor aproveitamento do minério. Um dos principais instrumentos para um estudo microestrutural em minérios vem sendo o microscópio eletrônico de varredura (MEV), tendo acoplado o espectrômetro de raios X por dispersão de energia (EDS). Recentemente, foram desenvolvidos softwares e sistemas de automação, usando MEV e EDS, para análise de identificação e quantificação, como também para a investigação microestrutural e análise do grau de liberação dos minerais de interesse num minério. Um desses sistemas é o MLA (Mineral Liberation Analyzer). Combinações de técnicas analíticas e mineralógicas, como análise química, microscopia óptica, microscopia automatizada (MEV/EDS/MLA), espectroscopias (FTIR, Mössbauer) e difração de raios X são usadas para identificar e quantificar os minerais presentes no minério de interesse e nas suas frações granulométricas, bem como as respectivas microestruturas. Este trabalho visou estudar minérios de ferro com graus de complexidademicroestruturalcrescente, utilizando essas técnicas, com ênfase na microscopia computadorizada. As amostras apresentaram composição mineralógica de simples a complexa, como itabiritos contendo quartzo, hematita em sua predominância e a coexistência de goethita, magnetita e gibbsita em algumas amostras, em concentrações baixas, resultados consistentes pelas técnicas usadas. O sistema MLA consiste em vários programas, com os quais se pode adquirir os dados (MLA Measurements), analisar as imagens geradas (MLA Processing) e processar os dados gerados (MLA DataView). De todos os resultados fornecidos pelo sistema, o interesse maior está no estudo da liberação mineral, pois esta visa à continuidade no processo de beneficiamento do minério, analisada por associação mineral, justaposições de minerais, liberação por composição e por superfície livre. Comparando todas as análises, na maioria das amostras e suas faixas granulométricas estudadas, o quartzo já se encontrava praticamente liberado. Algumas vantagens notáveis do MLA são as seguintes: poder analisar até quatorze amostras (secções polidas) em uma batelada, o que permite estudar milhares de partículas, com altíssimo significado estatístico. Há vários meios de aquisição de dados (XBSE, GXMAP, XMOD), imagens de excelente qualidade, uso de aumentos significativos e uma gama grande de minerais pré-definidos em seu portfólio. Porém, apresenta algumas desvantagens como a análise ser demorada tanto para aquisição dos dados, podendo chegar até várias horas, como para o processamento dos mesmos, e a dificuldade de analisar minerais com composição química semelhante, mesmo tendo tons de cinza próximos, mas distintos, por exemplo, hematita (Fe2O3) e magnetita (Fe3O4). Para a quantificação da magnetita neste trabalho, utilizou-se uma técnica específica para Fe, espectroscopia Mössbauer, que identificou, dentro do seu limite de detecção, magnetita somente em uma amostra (APV3). Pelos resultados obtidos pelo MLA para as amostras estudadas, ficou evidenciada a validade do método para estudos de caracterização mineralógica, determinando as associações de minerais, liberação por composição e por superfície livre e análise modal. Também permite o estudo de cada partícula e de cada grão que compõem a amostra, além de focar partículas interessantes do ponto de vista mineralógico, podendo assim estudar tramas, texturas e aspectos estruturais nas mesmas |
| Abstract: | Mineral characterization is a broad and important topic in the academic context, because there are still gaps in the composition and/or microstructure of the ores found. Due to the complexity of existing itabirite ores in the Ferriferous Quadrangle region, microstructure characterization studies have been required for better utilization of the ores. One of the main tools for microstructure study of ores has been the scanning electron microscope (SEM) with a coupled X-ray energy-dispersive spectrometer (EDS). Recently, software and automation systems have been developed using SEM and EDS analysis for identification and quantification, as well as for research and microstructure analysis of the degree of liberation of minerals in an ore of interest. One such system is the MLA (Mineral Liberation Analyzer). Combinations of analytical and mineralogical techniques such as chemical analysis, optical microscopy, automated microscopy (SEM/EDS/MLA), spectroscopy methods (FTIR, Mössbauer) and X-ray diffraction are used to identify and quantify the minerals present in the ore of interest and its size fractions and their microstructures. This work evaluates iron ores with agrowing degree of microstructure complexity, using these techniques, with emphasis on computerized microscopy. Samples showed the complex mineralogical composition from simple to complex, such as itabirites containing quartz and hematite as major minerals andthe coexistence of goethite, gibbsite and magnetite in some samples, at low concentrations; these results were consistent for the techniques used. The MLA system consists of several programs, where one acquires the data (MLA Measurements),a second analyzes the generated images (MLA DataView) and a third processes the data generated (MLA Processing). Of all the results provided by the system, the greatest interest is in the study of mineral liberation, because it aims at the efficiency of the ore beneficiation process. This aspect is analyzed by means of mineral associations, locking, liberation by composition and by free surface. Comparing all analyzes, in most of the samples and their particle sizes studied, quartz was already practically liberated. Some notable advantages of the MLA are: to analyze up to fourteen samples (polished sections) in a batch, which allows studying thousands of particles, a very high statistical significance. There are various means of data acquisition (XBSE, GXMAP, XMOD), excellent image quality, the use of significant magnifications, and a great number of mineral data in its portfolio. However, there are some disadvantages such as time-consuming analysis for data acquisition, lasting up to several hours, as well as for data processing, and the difficulty of analyzing minerals with similar chemical composition, even when grayscale image levels are close but distinct, e.g. hematite (Fe2O3) and magnetite (Fe3O4). For quantification of magnetite in this study, a specific technique for Fe, Mössbauer spectroscopy was used, which identified, with in its detection limit, magnetite only in one sample (APV3). The results obtained by the MLA technique for the samples analysed have emphasized the validity of the method for studies of mineralogical characterization, by means of minerals associations, liberation by composition and free surface and modal analysis. It also allows the study of each particle and each grain that make up the sample. Therefore, it is possible to focus on interesting mineralogical aspects of particles and on the study of fabrics, textures and structural aspects of them |
| Subject: | Tecnologia mineral Engenharia de minas Minérios de ferro Hematita Quartzo |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B3DFZA |
| Issue Date: | 26-Feb-2014 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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