Estudo de Impacto Ambiental

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1 Estudo de Impacto Ambiental Volume II Alternativas tecnológicas e locacionais Caracterização do empreendimento Documento no. Data: EIA-MOPI /12-v1 28/03/2012 Belo Horizonte

2 Índice 1 Alternativas tecnológicas e locacionais Alternativas tecnológicas Lavra Transporte do minério britado para o beneficiamento Beneficiamento Escoamento do minério (produto) Alternativa tecnológica escolhida Síntese das melhorias tecnológicas Alternativas locacionais Estudo de restrições ambientais Projeto pré-conceitual Alternativa locacional Alternativa locacional Alternativa locacional Alternativa locacional Síntese das melhorias locacionais Hipótese da não implementação do projeto Implicações sobre o processo de ocupação da área de influência e dinâmica populacional Implicações sobre a economia (local/regional/nacional) Implicações sobre o estado de conservação dos recursos físicos e bióticos Referências Caracterização do empreendimento Histórico do empreendimento Localização da área Informações gerais Tipo de atividade e porte do empreendimento Objetivos e justificativa do empreendimento Declaração da utilidade pública ou de interesse social da atividade do empreendimento Descrição da mina Reservas minerais Fase de planejamento Documento n o. Data: Página: EIA-MOPI /12-v1 28/3/2012 i

3 2.5.1 Pesquisa mineral Gestão de relações institucionais Elaboração de estudos e projetos Aquisição de terras Mobilização e desmobilização de pessoal e serviços Fase de implantação Mobilização de pessoal Mobilização de pessoal - Fases de implantação e operação Acesso principal Canteiros de obra e alojamentos Insumos de obras para implantação Serviços preliminares Implantação de infraestrutura Usina de beneficiamento Empilhamento de rejeito drenado Pilhas de estéril - PDE Paiol Transportador de Correia de Longa Distância - TCLD Pré-stripping Infraestruturas de apoio às obras : Área de Disposição de Material Excedente ADME e AE Área de Empréstimo Emissões, efluentes e resíduos Sistemas de controle ambiental Cronograma de implantação Fase de operação Mina Usina de beneficiamento Pilhas de estéril Empilhamento de rejeito drenado Estruturas de apoio à operação do complexo do beneficiamento Quadro de pessoal Emissões, efluentes e resíduos Sistemas de controle Fase de fechamento Plano de fechamento Documento n o. Data: Página: EIA-MOPI /12-v1 28/3/2012 ii

4 2.8.2 Estruturas de apoio Recuperação de áreas degradadas Descomissionamento Referência bibliográfica Documento n o. Data: Página: EIA-MOPI /12-v1 28/3/2012 iii

5 Índice de Figuras Figura 1-1 Layout do projeto pré-conceitual Figura 1-2 Layout da alternativa locacional Figura 1-3 Layout das estruturas da alternativa locacional Figura 1-4 Layout das estruturas da alternativa locacional Figura 1-5 Alternativas locacionais da UBM Figura 1-6 Alternativas locacionais dos acessos principais, britadores e TCLD Figura 1-7 Alternativas locacionais para empilhamento drenado de rejeito Figura 1-8 Alternativas locacionais para empilhamento de estéril Figura 1-9 Alternativas locacionais para estruturas de apoio às obras Figura 1-10 Layout das estruturas da alternativa locacional Figura 1-11 Evolução das melhorias entre cada alternativa locacional Figura 2-1 Diagrama mostrando o desenvolvimento do empreendimento e o uso das estruturas nas fases de implantação e operação, de acordo com as etapas previstas no empreendimento Figura 2-2 Delimitação das estruturas previstas de acordo com a fase (implantação, operação ou comum a ambas fases) e etapas do empreendimento (etapa 1 e etapa 2) Figura 2-3 Poligonais DNPM Projeto Morro do Pilar Área Diretamente Afetada Figura 2-4 Armazenamento de testemunhos geológicos Figura 2-5 Caixas de testemunho de sondagem Figura 2-6 Histograma de mão de obra Equipe de implantação Figura Histograma de mão de obra Fase de operação Equipe pré-operacional Figura 2-8 Histograma de mão de obra fases de implantação e operação Como descrito no capítulo de alternativas locacionais, este traçado foi definido buscando a mínima interferência com fragmentos florestais e aproveitando as características naturais do relevo, evitando a necessidade de grandes cortes e aterro. A seguir, se encontra a Figura 2-9 com a localização do acesso em questão: Documento n o. Data: Página: EIA-MOPI /12-v1 28/3/2012 iv

6 Figura 2-10 Localização do acesso principal externo, outras estruturas da ADA e principais estradas existentes Figura 2-11 Layout / croqui do canteiro de obras central Figura 2-12 Localização do canteiro central e dos canteiros avançados em relação a planta geral do empreendimento Figura 2-13 Localização dos alojamentos Figura 2-14 Localização da barragem de empilhamento de rejeito drenado em relação a outras estruturas do empreendimento eixo do córrego do Brumado Figura 2-15 Detalhamento das áreas de disposição e diques da barragem de empilhamento de rejeito drenado do vale do córrego do Brumado Figura Curva Cota x Volume do reservatório na EL 595,00m Figura Seção típica do dique de partida do empilhamento de rejeito drenado do vale do córrego do Brumado Figura Curva Cota x Volume do reservatório na EL 645,00 m Figura Seção típica do maciço final do empilhamento de rejeito drenado do vale do córrego do Brumado Figura Análise de percolação no dique de partida, considerando o reservatório preenchido com água Figura Resultado da análise de estabilidade do dique de partida Figura Resultado da análise de estabilidade do maciço final Figura 2-23 Esquema do sistema de drenagem interna do dique de partida Figura Esquema do fluxo no tapete drenante Figura 2-25 Croqui esquemático do sistema extravasor da barragem de empilhamento de rejeito drenado do vale do córrego do Brumado Etapas inicial e final Figura Curva Cota x Volume Empilhamento de rejeito drenado - Pit Norte Etapa Figura Curva Cota x Volume Empilhamento de rejeito drenado - Pit Norte Etapa Figura Curva Cota x Volume Empilhamento de rejeito drenado - Pit Norte Etapa Figura Curva Cota x Volume Empilhamento de rejeito drenado - Pit Norte Etapa Documento n o. Data: Página: EIA-MOPI /12-v1 28/3/2012 v

7 Figura Análise de estabilidade do empilhamento de rejeito drenado do Pit Norte Figura 2-31 Localização das pilhas de estéril projetadas Figura 2-32 Localização do TCLD sul Figura 2-33 Layout do aterro sanitário Figura 2-34 Esquema simplificado dos principais processos da fase de operação do empreendimento Figura 2-35 Cava norte (MOPIN) Figura 2-36 Cava sul (MOPIS) Figura 2-37 Sequenciamento em planta da cava norte (MOPIN) Figura Sequenciamento em planta da cava sul (MOPIS) Figura 2-39 Fluxograma de rota do beneficiamento Figura 2-40 Esquema da área de britagens, peneiramento e pilha de pulmão Figura Esquema da área de prensagem (HPGR) Figura 2-42 Área de moagem primária, classificação, deslamagem e pré-concentração Figura 2-43 Área de moagem de bolas secundária Figura 2-44 Área de remoagem Figura Sistema de espessamento de concentrado, lamas e rejeitos Figura 2-46 Esquema do balanço de água do empreendimento Etapa 1 e Figura 2-47 Análise de ruptura (FS Global= 1,9 / FS local=1,6) Figura 2-48 Sequência construtiva típica de uma barragem empilhamento de rejeito drenado. 224 Figura 2-50 Arranjo final e etapas construtivas do empilhamento de rejeito drenado na cava norte Figura 2-51 Planta, perspectiva, perfil e curva Cota x Volume da etapa 1 de operação do empilhamento de rejeito drenado dentro da cava norte Figura Planta, perspectiva, perfil e curva Cota x Volume das etapas 2 e 3 de operação do empilhamento de rejeito drenado dentro da cava norte Documento n o. Data: Página: EIA-MOPI /12-v1 28/3/2012 vi

8 Figura Planta, perspectiva, perfil e curva Cota x Volume da etapa 4 (final) de operação do empilhamento de rejeito drenado dentro da cava norte Documento n o. Data: Página: EIA-MOPI /12-v1 28/3/2012 vii

9 Índice de Quadros Quadro 1.1 Denominação das estruturas previstas, de acordo com a fase (implantação, operação ou comum a ambas fases) e etapas do empreendimento (etapa 1 e etapa 2), referente a figura acima Documento n o. Data: Página: EIA-MOPI /12-v1 28/3/2012 viii

10 Índice de Tabelas Tabela Relação de direitos minerários do Projeto Morro do Pilar Área Diretamente Afetada Tabela Síntese dos estudos hidrológicos para os locais das captações Tabela Taxa de ocupação formal nos municípios da AII Tabela Codificação de litologias na área de exploração do minério Tabela Recurso mineral inferido e potencial exploratório (MOPI Norte e Sul) Tabela 1.6 Volumes de demolição por etapa Tabela Quantitativos de movimentação de terra UBM e suas estruturas, paiol, barragem de empilhamento de rejeito drenado e alojamentos Tabela Quantitativos de movimentação de terra Canteiro de obras Tabela Quantitativos de movimentação de terra Geral Tabela 1.11 Equipamentos Processo de peneiramento Tabela 1.12 Equipamentos Processo de britagem secundária e terciária Tabela 1.13 Equipamentos Processo de prensagem Tabela 1.14 Equipamentos Processo de moagem primária de bolas e classificação Tabela 1.15 Equipamentos Processo de deslamagem Tabela 1.16 Equipamentos Pilha pulmão para britador Tabela 1.17 Equipamentos Processo de pré-concentração por flotação mecânica Tabela 1.18 Equipamentos Processo de moagem secundária com ciclonagem de classificação Tabela 1.19 Equipamentos Processo de flotação em colunas Tabela 1.20 Equipamentos Processo de remoagem Tabela 1.20 Equipamentos Recebimentos, estocagem e preparação de reagentes / distribuição de reagentes Tabela 1.21 Equipamentos Processo de espessamento de concentrado Documento n o. Data: Página: EIA-MOPI /12-v1 28/3/2012 ix

11 Tabela 1.23 Equipamentos Processo de espessamento de lamas Tabela 1.24 Equipamentos Processo de espessamento de rejeitos Tabela 1.25 Equipamentos Processo de bombeamento para a barragem de empilhamento de rejeito drenado Tabela 1.26 Equipamentos Tancagem para bombeamento do mineroduto Tabela 1.27 Equipamentos Sistema de ar comprimido Tabela 1.27 Equipamentos da oficina de manutenção de veículos pesados, de caldeiraria e avançada Tabela 1.28 Equipamentos para o sistema de captação e adução de água recuperada da barragem de empilhamento de rejeito drenado Tabela 1.30 Quantidade de rejeito gerado ao longo da fase de operação das duas etapas do empreendimento Tabela Coordenadas do eixo da barragem de empilhamento de rejeito drenado na bacia do córrego do Brumado - Dique de partida Tabela Coordenadas do eixo da barragem de empilhamento de rejeito drenado na bacia do córrego do Brumado - Dique final Tabela Áreas das bacias e dos diques da barragem de empilhamento de rejeito drenado do vale do córrego do Brumado Tabela Coeficientes de permeabilidade (k) adotados nas análises de percolação Tabela Parâmetros de resistência adotados nas análises de estabilidade Tabela Variáveis de Wilkins Tabela Concepção do sistema extravasor da barragem de empilhamento de rejeito drenado do vale do córrego do Brumado Tabela Parâmetros adotados para as análises de estabilidade do empilhamento de rejeito drenado do Pit Norte Tabela 1.39 Áreas das pilhas de estéril Tabela 1.40 Extensão dos acessos provisórios às pilhas de estéril Tabela 1.41 Emissões atmosféricas na fase de implantação Tabela Cronograma de implantação do empreendimento Documento n o. Data: Página: EIA-MOPI /12-v1 28/3/2012 x

12 TABELA CRONOGRAMA DE PRÉ-OPERAÇÃO DO EMPREENDIMENTO Tabela 1.43 Cava matemática selecionada (MOPIN) Tabela Cava matemática selecionada (MOPIS) Tabela 1.45 Sequenciamento da cava norte (MOPIN) Tabela 1.46 Sequenciamento da cava sul (MOPIS) Tabela 1.48 Sequenciamento do projeto Morro do Pilar completo (MOPIN + MOPIS) Tabela Relação de equipamentos e estimativa de vida útil Tabela 1.50 Dados base para dimensionamento da planta de beneficiamento Tabela 1.51 Perdas de água no empreendimento Tabela Balanço de água do empreendimento Tabela Desgaste de bolas dos moinhos Tabela Tipos de estéreis Tabela 1.55 Empilhamento de estéril referente à cava norte (MOPIN) Tabela 1.56 Empilhamento de estéril referente à cava sul (MOPIS) Tabela 1.56 Parâmetros de resistência Tabela 1.58 Potências e demanda da planta industrial Tabela Quantitativo de mão de obra operacional da mina Tabela Principais fontes de emissões atmosféricas no processo produtivo Documento n o. Data: Página: EIA-MOPI /12-v1 28/3/2012 xi

13 1 ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS E LOCACIONAIS O presente capítulo contempla todas as alternativas tecnológicas e locacionais estudadas para o projeto minerário em apreço, incluindo a hipótese de sua não implantação. Neste sentido, seu conteúdo atende às disposições do art. 5º da Resolução Conama 01/86; ao Termo de Referência para Elaboração do EIA e Rima (Feam, EIA/Rima GER001); e à legislação que dispõe sobre a utilização e proteção da vegetação nativa do Bioma Mata Atlântica (Lei Federal n o , de 2006), que requer o estudo de alternativas técnicas e locacionais (art. 14) para autorizar a supressão de vegetação primária e secundária no estágio avançado de regeneração nos casos de utilidade pública e interesse social. A análise comparativa das alternativas foi realizada com base em critérios técnicos (de engenharia e de meio ambiente) e econômicos, o que permitiu que a alternativa fosse escolhida de acordo com a proposta que acumula as melhores e mais adequadas características. De modo a permitir que a concepção do Projeto Morro do Pilar fosse pautada por soluções que levassem à minimização dos impactos ambientais potenciais, antecipou-se o início dos estudos ambientais, a fim de que pudessem subsidiar a tomada de decisão sobre as melhores soluções para o empreendimento, incluindo a escolha dos locais mais adequados para as estruturas do empreendimento minerário, tais como a usina de beneficiamento, as pilhas de estéril e demais instalações do empreendimento. Assim, o projeto conceitual foi construído de maneira integrada com os estudos ambientais, refinando-se e adaptando-se às principais restrições apontadas previamente. O resultado atingido representa, portanto, um aperfeiçoamento muito satisfatório ao internalizar as soluções para os aspectos ambientais no projeto do empreendimento. Ressalte-se que a opção por uma alternativa tecnológica está totalmente relacionada com o uso e tamanho das estruturas acessórias ao beneficiamento do minério, sendo que cada uma destas estruturas também condiciona a seleção de áreas para sua locação. Desta maneira, a escolha por uma ou outra alternativa tecnológica condiciona, em parte, as alternativas locacionais. 1.1 Alternativas tecnológicas A avaliação das alternativas tecnológicas do projeto é apresentada separadamente para a lavra e para as estruturas de beneficiamento, incluindo estruturas inerentes, como disposição de estéril e rejeito. Tipicamente, as características macro do depósito mineral, tais como sua forma e tamanho, as rochas que ocorrem envolvendo a jazida e o teor do minério, definem a alternativa de lavra. Da mesma forma, as características micro do minério, como o tamanho e forma dos grãos dos minerais, o teor do minério e suas características físicas, definem a alternativa tecnológica do beneficiamento. Mesmo assim, várias alternativas tecnológicas foram avaliadas para assegurar que as decisões tomadas estariam convergindo para a melhor e mais adequada. A concepção do projeto pautou-se, desde o início, por uma filosofia inovadora: incorporar soluções técnicas de engenharia para reduzir seus impactos ambientais potenciais e, ao mesmo EIA-MOPI /12-v1 28/03/2012 1

14 tempo, para maximizar o aproveitamento eficiente do minério de ferro, que é um recurso não renovável. Desta forma, a aplicação de tecnologias de lavra e beneficiamento objetivou, entre outros: reduzir a pegada ecológica e a área impactada pelo empreendimento, adotando-se a disposição de estéril e rejeito no interior das cavas lavradas; obter alta eficiência no aproveitamento (recuperação) do ferro do minério; reduzir o gasto energético; reduzir o consumo de água nova; reduzir o risco ambiental do empreendimento, com a eliminação de disposição tradicional de rejeitos em barragem. obter um produto de alta qualidade para o mercado consumidor; Lavra As dimensões e distribuição do corpo mineral e aspectos de ordem econômica, de segurança e tecnológicos são os fatores determinantes para seleção do tipo de lavra a ser aplicado. A escolha do método mais adequado para lavrar o minério depende também da resistência mecânica do material a ser extraído (minério) e dos materiais a serem removidos (estéril). No atual projeto, com base nas prospecções geológicas, o depósito ferrífero de Morro do Pilar ocorre no sentido N-S, infletindo bruscamente na direção leste no seu extremo sul. A espessura do itabirito varia muito, atingindo 100m ao sul de Morro do Pilar e variando de 10 a 50m na porção norte. O corpo mineralizado mergulha suavemente, com pequena inclinação. Estas características dimensionais apontam a escolha pela lavra a céu aberto, em bancadas descendentes. Considerando as diferentes características de resistências físicas dos materiais, a técnica de lavra deve ser uma conjugação de desmonte por explosivos, para o material mais competente, e escavadeiras, para o material mais friável. Para o transporte do minério entre as frentes de lavra e os britadores primários, e também o transporte do estéril até as pilhas, existem duas opções: transporte por caminhões ou correias transportadoras. O quadro a seguir esquematiza as vantagens e desvantagens de cada uma das opções: EIA-MOPI /12-v1 28/03/2012 2

15 Quadro 1.1 Comparativo de vantagens e desvantagens no transporte de minério aos britadores primários e de estéril às pilhas Transporte minério-britadores e estéril-pilhas Transporte por caminhões Vantagens Confere maior mobilidade às frentes de lavra Maior número de postos de trabalho Desvantagens Maior risco de acidentes Transporte por correias transportadoras Menor risco de acidentes Menor custo operacional Confere rigidez locacional às frentes de lavra Maior custo de investimento inicial Com as informações do corpo mineralizado disponíveis é possível estimar que a operação de lavra ocorra simultaneamente em 4 frentes, requerendo grande mobilidade no transporte, o que leva à escolha do uso de caminhões. Além disto, embora ainda em aprofundamento de estudos, a alternativa de transporte do estéril por correias não tem agora potencial para aplicação, sendo também necessário o uso de caminhões. Em vista das razões apresentadas acima, a alternativa tecnológica escolhida para a lavra é composta por: Cava a céu aberto; Combinação de desmonte com explosivos e desmonte mecânico com escavadeiras; e Transporte dos materiais da lavra até os britadores primários, pilhas ou estéril para locais da cava já exaurida por caminhões fora-de-estrada Transporte do minério britado para o beneficiamento Não há alternativas tecnológicas para o transporte do minério após processamento no britador primário, ainda na lavra, até a usina de beneficiamento, a não ser com o uso de correias transportadoras, sendo portanto a única opção Beneficiamento A eficiência na recuperação dos minerais de interesse presentes no minério, o consumo energético de seu beneficiamento, o consumo de água nova, a quantidade e características físicas do rejeito gerado e, obviamente, a garantia da qualidade do produto final são os critérios para definição do método de beneficiamento a ser aplicado. EIA-MOPI /12-v1 28/03/2012 3

16 O tratamento de minérios corresponde à seleção de partículas minerais, baseando-se nas suas características físicas e nas variações relativas de tamanho e composição entre os diferentes minerais. Esta seleção depende da propriedade dos minerais, das características do separador e do grau de recuperação esperado. Genericamente o beneficiamento de minérios pode ser divido em quatro grandes grupos de operações unitárias: a cominuição: são as operações usadas para reduzir o tamanho das partículas, como a britagem; a classificação: são as operações que separam as partículas classificando-as por tamanho, como o peneiramento; a concentração: são as operações unitárias que buscam no universo de partículas os diferentes minerais, separando-os com base nas suas características físicas e/ou físicoquímicas de superfície, como a flotação; o desaguamento ou separação sólido-líquido: são as operações que buscam separar a água do restante do material, como a filtragem. A seguir, apresentam-se as alternativas tecnológicas do beneficiamento, de acordo com este agrupamento genérico Cominuição A cominuição é de vital importância no processamento mineral pela sua adequação de tamanho, obtido através de sua redução de tamanho, permitindo que as etapas de tratamento posteriores funcionem efetivamente para a classificação/concentração/separação sólido-líquido. Os equipamentos mais comuns usados na cominuição podem ser divididos em duas classes distintas: britagem (cominuição inicial) e moagem (cominuição final). Em uma típica planta de beneficiamento de minério, a britagem se desenvolve em estágios em série denominados britagem primária, secundária, terciária e eventualmente quaternária. Os equipamentos que formam o leque de alternativas tecnológicas para a cominuição inicial são: Britadores giratórios; Britadores de mandíbulas; Britadores cônicos; Britadores de rolos; Britadores de impacto. Os equipamentos que formam o leque de alternativas tecnológicas para a moagem são: Moinhos tubulares rotativos (de bolas e barras); EIA-MOPI /12-v1 28/03/2012 4

17 Moinhos vibratórios; Moinhos de rolos; Moinhos de impacto. Os britadores primários são equipamentos robustos e poderão ser de mandíbula, giratório ou do tipo sizer estas opções têm dimensões compatíveis com as demandas de produção deste projeto. Optou-se pelo britador giratório porque, apesar de seu maior custo, tem capacidade de receber grandes taxas de alimentação. Este equipamento também tem configuração capaz de receber maiores blocos de rocha que os outros tipos. A britagem secundária e terciária será feita em britador cônico. Normalmente, a faixa típica de redução de tamanhos entre a última etapa de britagem e a primeira etapa de moagem é de difícil solução, sempre requerendo um grande número de equipamentos para fazer esta redução de tamanho, o que acarreta grandes instalações, grande consumo energético e grande consumo de materiais de desgaste. Para o projeto, foram realizados estudos para a aplicação da cominuição em HPGR (High Pressure Grinding Rolls), conhecido também como prensa de rolos ou roller press. Esta tecnologia, ainda muito pouco aplicada, substitui em parte a última britagem e a primeira moagem trazendo enorme redução no consumo energético. Comparativamente, foram analisadas a tradicional britagem quaternária seguida de moagem de bolas, a tecnologia de moagem semi-autógena (SAG) e apenas moagem de bolas em dois estágios. Em função dos resultados obtidos nos testes HPGR, da revisão no estado da arte em cominuição e de outros testes realizados, concluiu-se que, para o minério de ferro de Morro do Pilar, a unidade de cominuição com HPGR associada à moagem primária com moinho de bolas tem menores custos operacionais e muito menor consumo de energia, além de eliminar a britagem quaternária e etapas de moagem posteriores, bem como de tornar o circuito de operação mais simples. Outra vantagem relevante do HPGR para o caso específico de Morro do Pilar é sua boa aplicabilidade evitando a geração de superfinos de minério, normalmente perdidos no rejeito da usina, transformando esta tecnologia como partícipe da maior recuperação do minério de ferro, contribuindo para o racional aproveitamento do recurso mineral da jazida. Desta maneira, a alternativa para cominuição selecionada é a britagem primária, seguida por peneiramento, britagem secundária e terciária, HPGR (prensa de rolos) e moagem primária com moinho de bolas Classificação A classificação consiste na separação de partículas com base nas suas dimensões físicas. Os processos de classificação são divididos em peneiramento e classificação (ou hidroclassificação) propriamente dita. EIA-MOPI /12-v1 28/03/2012 5

18 O peneiramento é um processo mecânico de separação que utiliza uma superfície perfurada para tal. As partículas com dimensões superiores à da abertura considerada tendem a ficar retidas na superfície. Os mecanismos envolvidos compreendem a estratificação e segregação, através de equipamentos como peneiras vibratórias, rotativas e estáticas. O equipamento selecionado foram as peneiras vibratórias, devido à simplicidade de funcionamento e por ser uma tecnologia já usual no processo de beneficiamento do minério de ferro, com tecnologia dominada em termos de instalação e manutenção. A classificação é o processo de separação que se baseia na velocidade de sedimentação das partículas imersas em um meio fluido. Na hidroclassificação, os equipamentos mais utilizados são os cones estáticos, os hidrociclones e os classificadores espirais. A classificação ocorre associada às moagens ou na etapa de deslamagem (descarte das partículas ultrafinas que normalmente são minerais prejudiciais ao bom desempenho da concentração) e a opção selecionada foi o uso de hidrociclones pela sua simplicidade operacional, menor necessidade de área para sua implantação e uso de energia elétrica apenas no bombeamento da polpa de alimentação Concentração O principal objetivo deste processo é a recuperação dos minerais úteis contidos no minério. A seleção do método de concentração depende de características da formação geológica do minério, o que confere diferentes propriedades dos minerais a ser separados, como o tamanho relativo dos cristais, cor, densidade, susceptibilidade magnética, condutividade elétrica, molhabilidade superficial e solubilidade, entre outros. Na indústria mundial de minério de ferro, várias tecnologias são aplicadas para a obtenção de concentrados. Particularmente na região de Morro do Pilar, onde ocorrem jazimentos com similaridades geológicas, a flotação e a separação magnética são os mais aplicados. Atualmente, a flotação é o processo dominante no tratamento de quase todos os tipos de minérios, devido à sua grande versatilidade e seletividade. Permite a obtenção de concentrados com elevados teores e expressivas recuperações. O processo se baseia no comportamento físicoquímico das superfícies das partículas minerais presentes na polpa (minério e água), com auxílio de reagentes específicos. Na separação magnética, a propriedade dominante do material deve ser a susceptibilidade magnética (propriedade de ser atraído por um imã). Os estudos feitos em laboratório com amostras de minério de Morro do Pilar mostraram que a separação magnética apresenta boa performance no caso de um estágio de pré-concentração, mas não tem seletividade suficiente para atingir os teores de especificações comerciais do concentrado final (pellet feed). Para atingir estes limites o desempenho da separação magnética ficaria comprometido uma vez que se observaria uma redução na recuperação do minério de ferro, traduzindo numa perda do material de interesse nos rejeitos da usina. EIA-MOPI /12-v1 28/03/2012 6

19 Os estudos feitos com a flotação já se mostraram mais equilibrados, com resultado final mais interessante tanto para a maior recuperação do minério de ferro, atingindo valores superiores a 80%, quanto para a obtenção de teores dentro das especificações comerciais, com ferro superior a 69%. Importante ressaltar que a separação magnética faz uso mais intenso de energia elétrica e necessita de uma área muito maior para sua implantação quando se compara com a flotação. Esta, às vezes mal avaliada, pode ser associada ao uso de reagentes o que, para um público leigo, pode significar maior risco operacional. Na verdade os reagentes utilizados na flotação de minério de ferro são, essencialmente, um amido e uma amina. O amido tem sua ação nos óxidos de ferro (minerais como a hematita), ficando adsorvido na superfície das partículas (processo físico-químico em que o amido cola na superfície do mineral). Já a amina tem sua ação fundamental no óxido de silício (mineral como o quartzo) ficando também adsorvido na sua superfície (fica colado no mineral). Com isto, apenas uma pequena porção destes reagentes acompanha a água de processo. O projeto também prevê o retorno de quase 100% da água de processo, reutilizando-a. Caso alguma pequena porção destes reagentes entre em algum curso d água, sua decomposição se dará naturalmente, com rapidez. A escolha da concentração por flotação como melhor alternativa tecnológica se justifica pela: maior recuperação do minério com consequente menor perda em rejeitos e maior aproveitamento do recurso mineral da jazida (1); maior teor do concentrado na flotação, elevando a categoria do produto no mercado (2); a baixa capacidade de produção unitária dos separadores magnéticos disponíveis no mercado (3); a alta complexidade de controle e automação dos separadores magnéticos em uma planta industrial (4); e os altos valores de investimento inicial (CAPEX) do concentrador magnético em comparação à flotação (5) Desaguamento A água desempenha um papel expressivo no tratamento de minérios. No entanto, numa determinada etapa do processo se faz necessária sua retirada para poder se obter produtos com baixa umidade e/ou para reutilização desta água recirculando-a no processo. Para o desaguamento, foram consideradas as seguintes alternativas tecnológicas: Sedimentação; Filtragem; Centrifugação; e Secagem. A sedimentação pode ser definida como a técnica de desaguamento obtida através da concentração de partículas sólidas em suspensão num líquido, por ação da gravidade. A utilização de reagentes específicos, denominados floculantes, favorece de sobremaneira as operações pertinentes. Os equipamentos utilizados compreendem basicamente cones, espessadores e clarificadores. Com o adensamento da polpa, estas operações fazem com que uma grande parte EIA-MOPI /12-v1 28/03/2012 7

20 da água retorne imediatamente ao processo, reduzindo seu consumo como também reduzindo o consumo de energia elétrica uma vez que a água é geralmente bombeada a curtas distâncias. A filtragem é o método de desaguamento obtido pela passagem forçada de uma suspensão aquosa (polpa de minério) através de um elemento filtrante que retém as partículas em sua superfície. O processo pode ser conduzido sob a ação de vácuo ou pressão induzida. Os equipamentos tradicionalmente utilizados são os filtros a vácuo, cerâmicos e os filtros-prensa. A centrifugação é a técnica de desaguamento por um dispositivo rotativo, que induz uma sedimentação forçada sob a ação de uma aceleração significativamente elevada. Tem raríssimas aplicações na indústria mineral. A secagem consiste na retirada da água contida no produto sólido particulado através da evaporação por ação do calor. Trata-se de um processo caro, somente utilizado quando o produto realmente precisa ser secado. Os equipamentos mais utilizados são os secadores de rotativos, de bandejas e de leito fluidizado. O processo de desaguamento ocorre em vários pontos do processo de beneficiamento, e os equipamentos escolhidos são aqueles que melhor se adaptam às tecnologias de cominuição, concentração e também que preencham requisitos de bombeamento. A fase de desaguamento mais importante do processo é o espessamento de concentrado e de rejeito. O overflow de ambos espessadores segue para tanques de distribuição para reaproveitamento da água de processo, permitindo que o consumo de água reduza em até 75% Disposição de Estéril e rejeitos A disposição do estéril da mina e de rejeitos provenientes de uma unidade de beneficiamento constitui tarefa delicada, devido a questões econômicas e ambientais. A solução de disposição depende das características do material da mina e do tipo de operação adotada no seu beneficiamento. Por não possuir valor comercial, precisam ser descartados. Embora possam ser feitos estudos futuros para avaliar a viabilidade mercadológica para potenciais usos futuros destes materiais e das áreas ocupadas por eles, é preciso considerar que as soluções identificadas até hoje carecem de uma escala proporcional ao volume gerado durante a vida útil de um empreendimento minerário de grande porte. Há ainda a alternativa de utilizar o rejeito e o estéril para o preenchimento das cavas, após sua exaustão, como material que auxiliará a recuperação ambiental das áreas já lavradas. Esta alternativa reduz as áreas destinadas à disposição destes materiais, com ganhos ambientais efetivos. A disposição de rejeitos oferece um pouco mais de alternativas uma vez que a polpa com o rejeito poderia ser direcionada para locais mais flexíveis e também pode variar a forma como esta disposição se dá. EIA-MOPI /12-v1 28/03/2012 8

21 Disposição do estéril Morro do Pilar Minerais S.A. No caso das pilhas de estéril, não existem alternativas tecnológicas para sua disposição, pois devem ser feitas sempre em pilhas, com bancadas dotadas de todos os quesitos de segurança estrutural de geotécnica e também de toda a infraestrutura de drenagem. A única alternativa considerada foi a sua disposição dentro das cavas exauridas, o que somente acontecerá após certo tempo de operação da mina. Assim, a disposição do estéril em pilhas fora da cava será obrigatoriamente necessária nos primeiros anos de operação. Um maior detalhamento sobre a localização das pilhas e a opção de disposição de parte do estéril na cava exaurida será feito adiante, no item alternativas locacionais. A disposição do estéril na mina traz os benefícios inerentes de usar uma área já alterada, como também traz a redução de consumo de combustíveis pela redução da distância média de transporte que os caminhões fora de estrada teriam que percorrer nestas operações Disposição do rejeito Perante a necessidade de redução do consumo de água por imposições legais e éticas, restrições de áreas de disposição, maior segurança geotécnica destas estruturas e redução da poluição de nascentes e drenagens, buscaram-se novas tecnologias de disposição de rejeitos e de reaproveitamento de água industrial. Considerando o tipo de minério e processo de beneficiamento do mesmo, foram avaliadas três alternativas de disposição de rejeitos, consideradas as mais apropriadas para a situação avaliada (Pimenta de Ávila Consultoria, 2011): a) disposição a seco, com o material filtrado, transportado por caminhões ou correias transportadoras e disposto na forma de pilhas; b) disposição na forma espessada, como pasta, bombeado desde a usina até um determinado local, requerendo uma barragem para contenção do material depositado; c) disposição na forma hidráulica, como são gerados os rejeitos na usina, bombeados e aduzidos por tubulação até uma barragem. O rejeito de flotação, na descarga da usina, apresenta teor de sólidos (TS) = 60 a 70%, enquanto que a lama apresenta TS=28%. Estes valores são elevados se comparados com espessadores convencionais, que normalmente resultam rejeitos com TS entre 35% a 45%, o que indica o bom percentual de recuperação de água durante o processo Disposição a seco Partindo-se do pressuposto que a filtragem dos rejeitos seria viável tecnicamente, a disposição a seco tem os seguintes inconvenientes: demanda de intenso tráfego de caminhões para transporte do material, que deverá operar entre a usina e o local de disposição, com riscos ambientais e operacionais; EIA-MOPI /12-v1 28/03/2012 9

22 demanda de intenso manuseio do material, que deverá ser descarregado em área previamente preparada e movimentado por tratores apesar de ser considerado como disposição a seco, efetivamente o material ainda carregará uma umidade residual que dificultará a fácil movimentação dos caminhões sobre a área; distribuição de rejeitos pela área de trânsito dos caminhões e equipamentos de espalhamento, já que os rejeitos ficarão agregados aos seus pneus e material rodante o rejeito se desagregará ao longo dos percursos; demanda de uma barragem para contenção dos sólidos erodidos, pois a água de chuva escoando sobre as praças de disposição dos rejeitos provocará erosões e carreamento dos mesmos para fora da área de disposição; possível demanda de volumes elevados de solo vegetal para revegetação do depósito, já que o material depositado terá características inertes, demandando auxílio para instalação e desenvolvimento da vegetação de proteção; em épocas de seca, a depender das condições de vento, possibilidade de formação de poeiras, já que o material, em sua grande maioria, é composto por granulometria fina do rejeito. Diante desses inconvenientes, essa opção, na etapa do Estudo de Alternativas, não foi considerada a mais adequada para a disposição dos rejeitos, especialmente devido aos seguintes pontos: os dados demostram que, do rejeito total gerado ao longo dos nove anos de operação da cava norte, 7% desse material é lama, que frequentemente não apresenta características de filtragem, o que exigiria de qualquer forma a implantação de uma barragem para contenção de lama; há pouca disponibilidade de área para implantação de acessos e estruturas de disposição na região, o que dificultaria a implantação dos diques de contenção de sólidos erodidos, bem como dos acessos que deveriam ser abertos para o trânsito dos caminhões, visto que a disposição de rejeitos ocupa grande parte da área Disposição na forma de pasta Neste sistema, os rejeitos seriam espessados, em espessadores tipo HC ou HD High Capacity ou High Density, com uso de floculantes, a partir do qual seriam bombeados com teores de sólidos elevados, ou seja, com características de uma pasta de elevada viscosidade. São bombeados a partir da usina com bombas volumétricas (ou de deslocamento positivo), aduzidos até os pontos de disposição por meio de tubulações de aço reforçadas, devido às elevadas pressões de bombeamento. No local de disposição se requer uma estrutura para contenção de material erodido e, também, para conter o material depositado, podendo ser EIA-MOPI /12-v1 28/03/

23 constituído de dique de solo compactada, se em terrenos planos, ou como barragens, se em vales. Nestes sistemas, as estruturas de contenção apresentam menor porte que no caso da disposição hidráulica, em termos de altura, mas podem apresentar volumes de aterro compactado mais elevados que no caso de barragens, se a contenção for executada em terrenos planos, demandando diques periféricos. São sistemas que têm forte atrativo em áreas áridas, onde a disponibilidade de água é reduzida e os custos e dificuldades para sua obtenção são significativos. A grande desvantagem desta opção em relação ao sistema de disposição hidráulica é não se adequar a regiões com elevado índice pluviométrico e relevo íngreme (vales encaixados), onde há concentração de fluxo e alto potencial de erodibilidade (1 ). Há também de se considerar seu elevado custo, tanto de investimento como operacional, demandando elevado consumo de energia para o bombeamento dos rejeitos espessados, além de floculantes para o espessamento. Destaca-se ainda que as bombas desses sistemas costumam apresentar valores bastante elevados, o que muitas vezes inviabiliza a implantação da tecnologia na comparação custo x benefício com outras alternativas. Diante desses inconvenientes, essa opção, na etapa do Estudo de Alternativas, não foi considerada a mais adequada para a disposição dos rejeitos, especialmente devido a: no projeto em questão não foi identificada área adequada, ou seja, plana o suficiente, para a implantação deste tipo de disposição; a morfologia da área em estudo apresenta relevo dissecado, altos índices de erodibilidade com escoamento superficial tendendo a rápido e índices pluviométricos expressivos e concentrados no verão Disposição hidráulica A disposição hidráulica dos rejeitos de usinas de concentração é o método mais aplicado no Brasil e no exterior. No caso do projeto, onde o processo de concentração será a úmido, a disposição dos rejeitos é facilitada com este método. No caso em estudo, os rejeitos, na forma de polpa, são aduzidos em geral por gravidade através de tubulação até o reservatório, onde os sólidos se sedimentam e a água sobrenadante extravasa para a drenagem natural ou é recuperada e reusada no processo (água recirculada). Comumente, os rejeitos são armazenados em barragens, em vale natural, sendo a água recuperada através de uma estação de bombeamento flutuante e, a partir de então, recirculada para a usina. 1 Características similares à região do sistema de disposição de rejeitos da Manabi. EIA-MOPI /12-v1 28/03/

24 Os custos de implantação e de operação deste sistema são inferiores aos dos sistemas já comentados. São simples, operacionalmente, e com tecnologia já dominada, por ser a alternativa de disposição mais comum. No caso em que os alteamentos são realizados com o próprio rejeito, além do ganho de volume (pois o volume de rejeito é computado no volume do aterro dos alteamentos), esse procedimento permite alteração nos materiais e na forma de execução ao longo de sua construção, em função de experiências anteriores e da variação das características do rejeito, melhorando o controle de qualidade do empilhamento e permitindo uma adequação da estrutura em função das demandas de rejeito. O diferencial deste projeto para disposição hidráulica do rejeito é na metodologia construtiva: o empilhamento drenado de rejeitos, em contraposição com o barramento de rejeitos. Esta opção consiste em construir uma estrutura de contenção na base da pilha, a fim de atuar como dispositivo de segurança e de startup da disposição do rejeito em pilhas, sendo que o dique de partida é alteado com o próprio rejeito para montante. Esta solução somente é possível devido a inovações no processamento do minério, que produz um rejeito com características passíveis de empilhamento. Esse tipo de estrutura se mostra bastante atrativa no contexto das mineradoras, uma vez que é necessariamente construída em etapas, diluindo os custos de implantação ao longo da sua vida útil. Além disso, esse procedimento permite alteração nos materiais e na forma de execução ao longo de sua construção, em função de experiências anteriores e da variação das características do rejeito, melhorando o controle de qualidade do empilhamento e permitindo uma adequação da estrutura em função das demandas de mercado do minério. Outra grande vantagem do empilhamento de rejeito em contraposição à disposição de rejeito barrado é relacionada à maior segurança e menor risco de acidentes. Como o rejeito será disposto em pilhas, o rompimento do dique de partida é praticamente impossível e, em uma situação hipotética de rompimento, o espraiamento do rejeito é restrito a poucos metros a jusante do dique devido à sua baixa fluidez. Esta maior segurança se dá porque a grande porção de material que estaria submetida aos maiores esforços para uma possível ruptura encontra-se drenado, o que confere ao material muito maior resistência a esforços do que uma estrutura de barragem onde o material disposto está saturado de água. Esta saturação de água, associado a outros elementos como a pressão, pode levar o material sólido a ter características de líquido aumento o risco da estrutura de contenção. Mais informações sobre o processo produtivo, as características do rejeito e os procedimentos de empilhamento estarão descritas no capítulo Caracterização do Empreendimento, do EIA. A partir do estudo acima mencionado, concluiu-se que a alternativa mais viável, do ponto de vista técnico, ambiental, econômico e de segurança, para atendimento à vida útil, seria uma barragem de empilhamento de rejeito drenado, com disposição do material feita na forma hidráulica. Ressalva-se que todas as alternativas tecnológicas de disposição de rejeitos foram consideradas no estudo de alternativas locacionais, adiante. EIA-MOPI /12-v1 28/03/

25 Ressalta-se que, tendo como objetivo a redução do comprometimento de áreas para disposição de rejeito, o rejeito de flotação produzido aproximadamente a partir do ano 10 será destinado a Empilhamentos Drenados dentro do Pit Norte, ou seja, da cava norte do empreendimento. Este detalhamento e os volumes estocados nos empilhamentos drenados serão apresentados na Caracterização do Empreendimento, assim como a localização destas estruturas será abordada no Pit Norte adiante, item de alternativa locacional Escoamento do minério (produto) Tal como mencionado no Volume I deste EIA, o sistema de escoamento do minério produzido não faz parte do licenciamento ambiental da mina. Neste documento, menciona-se apenas que, diante das vantagens e do caráter exportador do empreendimento, optou-se pela alternativa de transporte do minério via mineroduto até o complexo portuário, a ser localizado no litoral norte do estado do Espírito Santo, para daí partir para o mercado consumidor embarcado em navios de grande porte. O projeto do mineroduto deverá ser alvo de outro processo de licenciamento ambiental junto ao órgão competente Alternativa tecnológica escolhida Em síntese, com base nas informações apresentadas anteriormente, concluiu-se que a melhor alternativa tecnológica para o empreendimento minerário é assim configurada: Cava a céu aberto; Combinação de desmonte com explosivos e desmonte mecânico com escavadeiras; Transporte dos materiais da lavra até os britadores primários, pilhas ou estéril para locais da cava já exaurida por caminhões fora-de-estrada; Transporte do minério britado da área da lavra até a usina de beneficiamento por correias transportadoras; Cominuição com uso de britadores associado a HPGR (roll press) e moagem primária com moinho de bolas; Concentração por flotação; Disposição do estéril em pilhas; Disposição do rejeito em empilhamento drenado Síntese das melhorias tecnológicas Diante dos estudos realizados, destacam-se os seguintes resultados obtidos pela alternativa tecnológica escolhida: a) A alta recuperação metalúrgica e a lavra não predatória favorecem o aproveitamento de minérios de baixo teor, tornando possível o melhor rendimento de matérias-primas não renováveis e até então sem aproveitamento econômico assegurado. Neste sentido, o EIA-MOPI /12-v1 28/03/

26 Projeto Conceitual demonstra que jazidas de minério de ferro, tidas antes como inviáveis devido ao baixo teor, passam a ter sua explotação viável, ao adotar tecnologias e práticas de engenharia avançadas para permitir o aproveitamento competitivo destes depósitos minerais. b) O menor consumo de energia elétrica foi favorecido pela escolha da cominuição por HPGR. Além disso, a inclusão de uma etapa de pré-concentração permitiu reduzir em até 30% a quantidade de material que sofre a moagem pelo moinho de bolas da usina de beneficiamento. Estas duas concepções de engenharia permitiram a economia de um valor significativo de energia. c) A redução do consumo de água nova captada, a partir da adoção de tecnologias e reuso da água de processo, práticas que aparentemente encarecem o processo industrial, foram adotadas com vistas a maximizar a quantidade de água reciclada no processo industrial e a consequente importante diminuição dos impactos associados ao uso dos recursos hídricos da região. d) A tecnologia para desaguamento resultou em um rejeito que permite que a sua disposição seja feita com empilhamento drenado, evitando-se o uso de barragens de rejeito tradicionais. Esta concepção permite uma redução direta da área impactada pelo empreendimento, além de facilitar a recuperação ambiental, pois as pilhas admitem ser submetidas a uma recuperação definitiva, diferentemente das barragens de rejeitos, que requerem manutenção permanente após a desativação da mineração. Além disto, esta tecnologia permite que seja feita uma recuperação de água que pode ser reaproveitada no processo industrial e é possui estrutura mais segura. e) Na concepção do tratamento de rejeitos, os rejeitos grossos, finos e lamas podem também ser dispostos nas próprias cavas esgotadas, diminuindo ainda mais a área impactada pelo empreendimento minerário. Neste caso, a área impactada pelo empreendimento pode será significativamente reduzida quando se compara à área de um projeto convencional (com disposição dos rejeitos exclusivamente em barragem). f) A recuperação das pilhas de estéril, de rejeito e das cavas favorece a redução do impacto paisagístico, bem como um uso futuro compatível com as atividades econômicas exercidas na região, o que potencializa a economia local e pode eliminar os custos de manutenção do empreendimento desativado. Os empreendimentos convencionais convivem com um custo permanente de manutenção das estruturas desativadas, notadamente das barragens de rejeito, devido ao inerente risco de rompimento. 1.2 Alternativas locacionais A seguir, apresenta-se um histórico da evolução da concepção integrada do projeto. Cada uma das etapas pode ser considerada como uma alternativa locacional, seguindo uma ordem cronológica com gradual aperfeiçoamento e refinamento de detalhe quanto à localização e forma das estruturas do empreendimento. Este aperfeiçoamento de projeto foi realizado em decorrência da antecipação dos estudos ambientais e interação direta das equipes dos estudos ambientais e projetistas de engenharia de minas. A antecipação dos estudos é representada pela elaboração do Estudo de Antecipação de EIA-MOPI /12-v1 28/03/