Caracterização mineralógica e determinação do grau de liberação dos itabiritos da Mina Córrego da Onça, Barão de Cocais, Minas Gerais, Brasil
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Monografia de especialização
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Mineralogical characterization and determination of the degree of liberation of itabirites from the Córrego da Onça Mine, Barão de Cocais, Minas Gerais, Brazil
Primeiro orientador
Membros da banca
Rísia Magriotis Papini
Gilberto Rodrigues da Silva
Gilberto Rodrigues da Silva
Resumo
Um depósito mineral reflete os fatores geológicos, físico-químicos e estruturais de sua gênese e evolução no espaço e no tempo geológico. A compreensão do potencial de uma jazida não apenas facilita a escolha de técnicas adequadas para a concentração dos metais de interesse, mas também ajuda a garantir a eficiência do processo, reduzindo custos operacionais e impactos ambientais. Este trabalho constitui um orientativo para o projeto de ampliação da usina de tratamento de minérios da GSM Mineração, cuja pesquisa averiguou a distribuição granulométrica, a composição química e a associação mineralógica dos itabiritos da Mina Córrego da Onça, localizada em Barão de Cocais, Minas Gerais, com foco na concentração de minérios de ferro. Para tanto, foi realizada uma análise exploratória da base de dados de sondagem geológica com o propósito de mapear alvos de interesse para testes em laboratório. Os agrupamentos hierárquicos classificados por técnicas numéricas de análise multivariada auxiliaram na preparação de três amostras de quartzo itabiritos e três de itabiritos anfibolíticos representativas do recurso mineral. As amostras foram geradas pela combinação de intervalos de dezesseis testemunhos e foram submetidas a ensaios de granulometria, geoquímica e microscopia óptica de luz refletida. Para ambos os litotipos, os teores de FeT são típicos de itabiritos pobres do Quadrilátero Ferrífero, cujos maiores contaminantes são Si, Al, Mn e P. Os principais minerais de ferro são hematita, martita, magnetita e goethita, que ocorrem em diferentes formas, hábitos e proporções. O grau de alteração e a porosidade são elevados e a granulometria das partículas variada. O mineral de ganga predominante em todas as amostras é o quartzo, que ocorre tanto na forma livre quanto em agregados com outros silicatos, óxidos e hidróxidos. As associações mineralógicas sugerem que a origem da jazida deve estar atribuída a intercalações de formações ferríferas das fácies silicato, óxido-silicato e anfibólio. Os itabiritos anfibolíticos apontaram a presença majoritária de goethita terrosa com baixo potencial para recuperação do ferro. Contudo, os quartzo itabiritos apresentaram um percentual significativo de magnetita, acenando positivamente para processos de separação magnética. A flotação também pode ser avaliada, visto que as tipologias não apresentaram restrições com relação a deletérios como Ca, Mg e K. Em síntese, os resultados consolidaram a perspectiva de geração de produtos comerciais e servirão de base para ensaios de bancada e planta-piloto. Uma vez que as variedades faciológicas coexistem de forma intrínseca na jazida, o cenário de aproveitamento econômico mais pragmático visando a otimização da reserva e o aumento da vida útil do empreendimento é a lavra conjunta a céu aberto, com blendagem das tipologias para composição da alimentação da usina de concentração em proporções apropriadas, de modo que o desempenho da rota dos quartzo itabiritos não seja comprometida.
Abstract
A mineral deposit reflects the geological, physical-chemical and structural factors of its genesis and evolution in space and geological time. Understanding the potential of a deposit not only facilitates the selection of the most appropriate techniques to concentrate the metals of interest but also helps to ensure the efficiency of the process, reducing operating costs and environmental impacts. This work provides technical guidance for the GSM Mineração ore treatment plant expansion project, which research investigated the chemical composition and mineral associations present in itabirites from Córrego da Onça Mine, located in Barão de Cocais, Minas Gerais, focusing on the concentration of iron ore. For this purpose, an exploratory analysis of the geological drill core database was performed to map targets of interest for laboratory tests. Hierarchical clusters classified according to numerical multivariate analysis helped preparing three samples of quartz itabirites and other three of amphibolitic ones, which are representative of the mineral resource. The samples were composed by combining selected intervals of sixteen drill cores and were subjected to granulometry, geochemistry and reflected-light optical microscopy tests. For both lithotypes FeT contents are typical of poor itabirites from the Iron Quadrangle (Quadrilátero Ferrífero), with Si, Al, P and Mn as the main contaminants. The major iron minerals identified are hematite, martite, magnetite and goethite, which occur in different forms, habits and proportions. The degree of alteration and porosity are considered high, and the particle size is quite varied. The predominant gangue mineral in all samples is quartz, which occurs both freely and/or in aggregates with other silicates and iron and aluminium oxides and hydroxides. Mineral associations suggest that the origin of the deposit may be attributed to intercalations of iron formations of the silicate, oxide-silicate and amphibole facies. The amphibolitic itabirites indicated the majority presence of earthy goethite with low potential for iron recovery. However, the quartz itabirites presented a significant percentage of magnetite, indicating a positive sign for magnetic separation processes. Flotation can also be evaluated, since the typologies showed no restrictions regarding deleterious elements such as Ca, Mg and K. In summary, the results consolidate the prospect of generating commercial products and will serve as a basis for guiding bench and pilot plant tests. Since the facies coexist intrinsically in the deposit, the most pragmatic economic scenario aimed at optimizing the mineral reserve and increasing the useful life of the project is joint open-pit mining, with blending of the two types to compose the feed for the concentration plant in appropriate proportions, so that the performance of the quartz itabirite route is not compromised.
Assunto
Minas e recursos minerais, Estatística - Análise, Determinação mineralógica, Minérios de ferro
Palavras-chave
Dados Geológicos Multivariados, Análise Estatística, Agrupamentos Hierárquicos, Caracterização Mineralógica, Grau de Liberação, Concentração Mineral, Minério de Ferro
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