Efeito da distribuição granulométrica e da umidade na performance das prensas de rolos da Ferro+ Mineração

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Universidade Federal de Minas Gerais

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Dissertação de mestrado

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Luiz Claudio Monteiro Montenegro
Leonardo Junior Fernandes Campos

Resumo

A otimização da cominuição por prensas de rolos de alta pressão (HPGR) é essencial para a eficiência operacional na adequação granulométrica dos minérios de itabiritos. O uso de HPGR tem se mostrado uma alternativa promissora para redução granulométrica, porém desafios como a umidade do material e a presença de finos impactam o desempenho dos equipamentos. Nesse contexto, a avaliação e o aprimoramento do circuito de cominuição são fundamentais para garantir a continuidade operacional e maximizar a eficiência das prensas e da planta de tratamento. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho dos HPGR no circuito industrial e propor melhorias no processamento dos minérios atuais e futuros, identificando fatores que afetam a eficiência das prensas e propondo ajustes operacionais que aumentem a geração de frações finas (<1,00 mm), otimizando o desempenho do circuito de concentração subsequente. A metodologia envolveu mapeamento detalhado do processo industrial, identificação de etapas críticas, amostragens e análises granulométricas, além da caracterização do material processado. Também foram avaliados os efeitos da umidade, com registros fotográficos e documentação visual. Testes industriais, formação de blends e experimentos in loco permitiram propor alterações na rota de beneficiamento visando maior eficiência das prensas. Os resultados mostraram que a presença de finos (<2,00 mm) na alimentação e a umidade elevada reduzem a eficiência da cominuição. Em parceria com a equipe de P&D, um brainstorming identificou gargalos operacionais e estratégias de otimização. Verificou-se necessidade de aprimorar o peneiramento que antecede as prensas (PNs-08), pois o retorno de finos como carga circulante compromete o desempenho do circuito. Além disso, o aumento previsto da granulometria do ROM a partir de 2027 exigirá melhorias adicionais para evitar sobrecarga. A umidade excessiva foi confirmada como fator crítico, reduzindo a aderência do material aos rolos e a eficiência da moagem. Em síntese, o estudo amplia o entendimento sobre o uso de HPGR em escala industrial e fornece subsídios técnicos para decisões operacionais e estratégicas, reforçando a importância da integração entre pesquisa aplicada e prática industrial como fator essencial à sustentabilidade e competitividade do setor mineral.

Abstract

The optimization of comminution through High Pressure Grinding Rolls (HPGR) is essential for operational efficiency in the particle size adjustment of itabirite ores. The use of HPGR has proven to be a promising alternative for particle size reduction; however, challenges such as material moisture and the presence of fines affect equipment performance. In this context, the evaluation and improvement of the comminution circuit are fundamental to ensuring operational continuity and maximizing the efficiency of both the presses and the processing plant. The objective of this study was to evaluate the performance of HPGR units in the industrial circuit and propose improvements in the processing of current and future ores, identifying factors that affect the efficiency of the presses and proposing operational adjustments that increase the generation of fine fractions (<1.00 mm), thereby optimizing the performance of the subsequent concentration circuit. The methodology involved detailed mapping of the industrial process, identification of critical stages, sampling and particle size analyses, as well as characterization of the processed material. The effects of moisture were also evaluated through photographic records and visual documentation. Industrial tests, blend formation, and in situ experiments made it possible to propose changes in the beneficiation route aimed at improving the efficiency of the presses. The results showed that the presence of fines (<2.00 mm) in the feed and high moisture content reduce comminution efficiency. In collaboration with the R&D team, a brainstorming session identified operational bottlenecks and optimization strategies. It was found that the screening stage preceding the presses (PNs-08) requires improvement, as the recirculation of fines as circulating load compromises the circuit’s performance. Moreover, the expected increase in ROM particle size from 2027 onwards will require additional improvements to prevent circuit overload. Excessive moisture was confirmed as a critical factor, reducing material adhesion to the rolls and the grinding efficiency. In summary, the study broadens the understanding of HPGR application on an industrial scale and provides technical support for operational and strategic decision-making, reinforcing the importance of integrating applied research and industrial practice as a key factor for the sustainability and competitiveness of the mining sector.

Assunto

Engenharia de minas, Tecnologia mineral, Umidade - Minérios, Materiais granulados, Prensas mecânicas, Cominuição (Beneficiamento de minério)

Palavras-chave

Tratamento de minérios, Minério de ferro, Processamento mineral, Cominuição, Prensa de rolos, HPGR, Umidade, Distribuição granulométrica

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