Otimização da concentração de minério de ferro em usina de processamento mineral com secagem e concentração magnética
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Leonardo Junior Fernandes Campos
Luciano Fernandes de Magalhães
Roberto Galery
Luciano Fernandes de Magalhães
Roberto Galery
Resumo
A mineração enfrenta desafios significativos devido a redução dos teores de ferro e ao aumento de contaminantes nos depósitos, exigindo tecnologias avançadas para manter baixo os custos operacionais e garantir uma recuperação metálica e mássica eficiente. Questões ambientais também se tornaram mais relevantes, exigindo o uso sustentável dos recursos naturais, como a redução do consumo de água e o melhor aproveitamento do minério beneficiado. Embora eficiente, o beneficiamento a úmido consome grandes volumes de água e apresenta elevados custos operacionais e ambientais. Em resposta, a concentração a seco tem emergido como uma alternativa sustentável, especialmente em regiões com escassez hídrica. O estudo teve como objetivo principal analisar e caracterizar tecnologicamente um processo de beneficiamento a seco com etapa de secagem no município de Sabinópolis, visando melhorar a recuperação mássica e metalúrgica do processo atual. Foram realizados diversos testes de concentração magnética em escala piloto, envolvendo o uso de secagem e testes híbridos, onde parte do material foi beneficiado a úmido e outra parte a seco após etapa de secagem. Os testes foram conduzidos com itabirito semi-compacto e compacto. Para semi-compacto, o melhor resultado foi obtido com o itabirito cominuído a menor que 1 mm, alcançando um concentrado final com teor aproximado de 60,4% de ferro e recuperação mássica de 49,2% e metalúrgica de 88,8%, por meio da concentração a seco com etapa de secagem. Para o itabirito compacto, que mostrou maior resistência a cominuição, foi proposta uma rota híbrida, beneficiando parte do material mais fino a úmido e o restante a seco com etapa de secagem, obtendo um concentrado final com teor aproximado de 65% de ferro e recuperação mássica de 49,7% e metalúrgica de 87,7%. Destaca-se a importância da secagem na eficiência do processo de concentração magnética. Os testes realizados com material a umidade natural não chegaram a teores de ferro e sílica favoráveis e a redução do tamanho teve um efeito deletério na separação, efeito inverso da separação a seco. Os resultados indicam que pequenas adequações na granulometria e a instalação de novos equipamentos menores podem otimizar a unidade de beneficiamento existente.
Abstract
Mining faces significant challenges due to the reduction in iron grades and the increase in contaminants in deposits, which requires advanced technologies to keep operational costs low and ensure efficient metal and mass recovery. Environmental issues have also become more relevant, demanding the sustainable use of natural resources, such as reducing water consumption and better utilization of processed ore. Wet beneficiation, although efficient, consumes large volumes of water and presents high operational and environmental costs. In contrast, dry beneficiation has emerged as a sustainable alternative especially in regions with water scarcity. This study aimed to analyze and technologically characterize a dry beneficiation process with a drying stage in the municipality of Sabinópolis, seeking to improve the mass and metallurgical recovery of the current process. Several pilot-scale magnetic concentration tests were carried out, involving the use of drying and hybrid tests, where part of the material was processed through wet beneficiation and another part by dry beneficiation after the drying stage. The tests were conducted with semi-compact and compact itabirite. For the semi-compact itabirite, the best result was obtained with material crushed to less than 1 mm, achieving a final concentrate with approximately 60.4% iron content, 49.2% mass recovery, and 88.8% metallurgical recovery through dry beneficiation with a drying stage. For the compact itabirite, which showed greater resistance to comminution, a hybrid route was proposed, processing the finer material through wet beneficiation and the remaining material through dry beneficiation with a drying stage, obtaining a final concentrate with approximately 65% iron content, 49.7% mass recovery, and 87.7% metallurgical recovery. It is emphasized the importance of drying in the efficiency of the magnetic concentration process. Tests performed with naturally moist material did not reach favorable iron and silica grades, and reducing the particle size had a detrimental effect on separation, opposite to the effect observed in dry separation. The results indicate that small adjustments in particle size and the installation of smaller new equipment could optimize the existing beneficiation unit.
Assunto
Engenharia de minas, Tecnologia mineral, Secagem, Água - Uso, Sustentabilidade, Otimização, Beneficiamento de minério, Minérios de ferro
Palavras-chave
Beneficiamento a Seco, Minério de Ferro, Recuperação Mássica, Otimização de Processos, Secagem, Uso Sustentável da Água