Avaliação da Separação Magnética com Rejeito Final das Espirais de Água Limpa

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1 Universidade Federal de Ouro Preto - UFOP Escola de Minas Departamento de Mineração DEMIN Campus Morro do Cruzeiro Ouro Preto Minas Gerais - Brasil Avaliação da Separação Magnética com Rejeito Final das Espirais de Água Limpa Célio Guimarães Oliveira Ouro Preto Janeiro de 2010

2 2 Célio Guimarães Oliveira Teste de Separação Magnética com rejeito final das espirais de Água Limpa Monografia apresentada ao Curso de Pós- Graduação Latu Senso em Beneficiamento Mineral da Universidade Federal de Ouro Preto como requisito para a obtenção do Grau de Especialista em Beneficiamento Mineral. Orientador: Dr. Carlos Alberto Pereira Ouro Preto Janeiro de 2010

3 3 FOLHA DE APROVAÇÃO Monografia aprovada, em 21 de fevereiro de 2010, pela comissão avaliadora constituída pelos professores: Prof. Carlos Alberto Pereira, Dr. Universidade Federal de Ouro Preto Prof. José Aurélio Medeiros da Luz Prof. Fabiano Gomes da Silva

4 4 Sempre recebi os elogios como incentivo dos amigos para que eu venha a ser o que tenho consciência de que ainda não sou... Fico triste quando alguém me ofende, mas com certeza, eu ficaria mais triste se fosse eu o ofensor. Magoar alguém e terrível.... Chico Xavier

5 5 A minha esposa, Fátima, por seu amor. Aos meus pais, Otacílio e Miryan Guimarães, pelo incentivo e compreensão. Aos meus Filhos, Otacílio, Otávio, Fernanda e Lucas, por minha ausência e incentivo.

6 6 Gostaria de expressar meus agradecimentos: A presença de Deus ao meu lado. Ao professor e orientador Carlos Alberto Pereira pela confiança e incentivo durante o desenvolvimento deste trabalho e outros anteriores. Ao ex-gerente Geovar Domingues pela indicação do curso.. Ao Günter Lipper, ao Nilson Paulo, ao Cristiano Sales, a Danielle Portes pela ajuda na realização dos testes laboratoriais. A todos os professores e amigos da pós-graduação. Aos amigos da Vale pela prontidão e ensinamentos. A Universidade Federal de Ouro Preto pela estrutura. A ABM pela iniciativa. A todos do Departamento de Engenharia de Minas. A Vale que viabilizou o desenvolvimento acadêmico. A todos que contribuíram de forma direta ou indireta para a finalização deste trabalho.

7 7 RESUMO O objetivo deste trabalho é investigar a possibilidade de aumentar a recuperação metalúrgica do minério de ferro na Usina da Mina de Água Limpa, com a implantação de uma etapa de concentração magnética nos rejeitos das espirais. Os minérios que alimentam a Usina de concentração são provenientes das minas de Água Limpa, Cururu, e mina de Morro Agudo, com 52%, 20%, e 28% respectivamente entrado na composição de uma pilha homogeneizada. Este percentual é respeitado devido a fatores como reserva das referidas minas, e também devido á diferenças químicas e granulométricas que se fazem necessária para garantir a performance das várias etapas da concentração, granulados, jigagem e espirais. Foram realizados testes em escala de bancada no laboratório da mina de Brucutu, utilizando um concentrador magnético L4. Variou-se o campo magnético (Gauss), e o volume de água de lavagem. Os resultados químicos da alimentação e dos produtos e rejeitos nas diferentes condições foram comparados. Experimentos laboratoriais mostraram uma excelente recuperação metalúrgica em torno de 87%, com teor de ferro de 60 %, teor este que pode ser blendado nos atuais produtos, e também ser considerado produto final nas atuais condições de mercado.

8 8 ABSTRACT The aim of this study is to investigate the possibility of increasing the metallurgical recovery of iron ore plant in Mina Clean Water, with the establishment of a concentration step of the spiral magnetic tailings. The minerals that feed the mill of concentration are from the mines of Clean Water, Cururu and Morro Agudo mine, with 52%, 20% and 28% respectively entered into the composition of a cell homogenate. This percentage is observed due to factors such as reservation of such mines, and also due to the chemical and textural differences that are necessary to ensure the performance of the various stages of concentration, granules, jig and spirals. Tests were conducted at bench scale in lab Brucutu mine, using a magnetic concentrator L4. Varying the magnetic field (Gauss), and the volume of wash water. The results of food and chemical products and wastes in the different conditions were compared. Laboratory experiments showed an excellent metallurgical recovery is about 87%, with iron content of 60%, this content can be blended in current products, and also be considered the end product in current market conditions.

9 9 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO REFERENCIAL TEÓRICO CARACTERÍSTICAS DO COMPLEXO Histórico da VALE Jazidas que compoêm o complexo Água Limpa Aspectos gerais Localização vias de Acessso Contexto Geológico Tipos de Minério Tipos de Estéril Descrição do Beneficiamento Disposição do Rejeito Método Magnéticos METODOLOGIA CONCLUSÃO REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA...34

10 10 I. INTRODUÇÃO Grande parte dos recursos que o homem extrai da natureza para a sua sobrevivência são de origem mineral. Entretanto, raramente esses recursos não renováveis encontram-se em seu jazimento em condições de serem utilizados diretamente na obtenção de bens de consumo e de produção. A fim de adequá-las á produção desses bens, matérias- primas minerais precisam ser submetidas a algum tipo de beneficiamento, através do qual elas são modificadas, purificadas, e transformadas, para modificação da sua composição química (Carlos Hoffmann, 2005). Tratamento ou Beneficiamento de minérios consiste de operações aplicadas aos bens minerais visando modificar a granulometria, a concentração relativa das espécies minerais presentes ou a forma, sem, contudo modificar a identidade química ou física dos minerais. Há, no entanto, autores que defendem um conceito mais amplo para o tratamento, como sendo um processamento no qual os minerais podem sofrer até alterações de ordem química, resultantes de simples decomposição térmica ou mesmo de reações típicas geradas pela presença do calor. A aglomeração (sinterização e pelotização) de minérios finos, ustulação e calcinação são consideradas, dentro desse conceito, como tratamento de minérios. (Benvindo, 2004) Para um minério ser concentrado, é necessário que os minerais estejam fisicamente liberados. Isto implica que uma partícula deve apresentar, idealmente, uma única espécie mineralógica. Para se obter a liberação do mineral, o minério é submetido a uma operação de redução de tamanho cominuição, isto é, britagem e/ou moagem, que pode variar de centímetros até micrometros. Como as operações de redução de tamanho são caras (consumo de energia, meio moedor, revestimento etc.), deve-se fragmentar só o estritamente necessário para a operação seguinte. Para evitar uma cominuição excessiva, faz-se uso de operações de separação por tamanho ou classificação (peneiramento, ciclonagem etc.), nos circuitos de cominuição. Uma vez que o minério foi submetido à redução de tamanho, promovendo a liberação adequada dos seus minerais, estes podem ser submetidos à operação de separação das espécies minerais, obtendo-se, nos procedimentos mais simples, um concentrado e um rejeito.

11 11 Esta pesquisa teve, portanto a intenção de estudar a concentração magnética para a recuperação do mineral minério contido no rejeito das espirais da Usina da Mina de Água Limpa. Tal estudo se justifica pela importância de se aumentar a recuperação da concentração, otimizando um bem mineral não renovável, e aumentar a vida útil da pilha de rejeito. Para a CVRD conhecer o resultado desta pesquisa, é de grande valia, pois poderá lhe dar subsídios para tomadas de decisões. Para o acadêmico, esta foi uma oportunidade de aprofundar na área de seu interesse, vivendo na prática os conhecimentos veiculados no curso de Pós-graduação em ENGENHARIA DE MINAS, além da oportunidade de fazer uma pesquisa cientifica. Esta monografia está estruturada em 4 capítulos. A este, introdutório, segue-se o referencial teórico, baseado em autores como, Carlos Hoffman, Regina Coeli, Artur Pinto chaves, Antônio Clare, etc. Versando sobre temas ligados à Concentração Magnética. O Terceiro capítulo relata a pesquisa realizada, apresentando e analisando os dados colhidos. Por fim, o quinto capítulo tece as conclusões pertinentes ao estudo.

12 12 II. REFERENCIAL TEÓRICO 2.1. Histórico da CVRD: Fonte: Documentos da Vale. A VALE, empresa de mineração diversificada com foco global e negócios associados de logística e geração de energia elétrica, é a maior produtora mundial de minério de ferro. Fundada em 12 de julho de 1942, como empresa estatal, foi privatizada em 07 de maio de 1997, tendo sido o evento mais importante ocorrido no programa de privatização do Governo Federal.. O complexo produtivo de minério de ferro da CVRD é dividido em 02 (dois) sistemas: Sistema Norte Constituído pelas minas de Carajás, ferrovia com aproximadamente 800 km ligando as minas ao Porto de Ponta da Madeira, em São Luiz do Maranhão e Usina de Pelotização em Ponta da Madeira. Sistema Sul Constituído pelas minas do Quadrilátero Ferrífero (MG), ferrovia com aproximadamente 540 km, ligando as minas ao Porto de Tubarão em Vitória-ES e um complexo de usinas pelotizadoras no Porto de Tubarão..No Sistema Sul existem 08 (oito) complexos em operação. São eles:

13 13 Tabela 1: Complexos em operação: Fonte documentos VALE. Conceição/Cauê/Minas do Meio Município de Itabira Água Limpa Municípios de Rio Piracicaba e Sta. Bárbara Córrego do Meio Município de Sabará Gongo Soco Município de Barão de Cocais Brucutu Município de São Gonçalo do Rio Abaixo Alegria/Fábrica Nova Município de Mariana Timbopeba Município de Ouro Preto Fazendão Município de Catas Altas JAZIDAS Que compõem o complexo de Água Limpa. Jacutinga Processo DNPM 4.625/55 - área com 174,08 ha está localizada no Distrito de Florália, Município de Santa Bárbara, Estado de Minas Gerais. A lavra foi autorizada pelo Decreto de 26/06/1957.

14 14 Morro Agudo Processo DNPM 6.498/61 - área com 494,02 ha está localizada no Distrito de Florália - Município de Santa Bárbara e Distrito e Município de Rio Piracicaba, Estado de Minas Gerais. A lavra foi autorizada pelo Decreto de 14/07/1966. Mata do Fundão Processo DNPM /67 - área com 88,22 ha está localizada no Distrito e Município de Rio Piracicaba, Estado de Minas Gerais. A lavra foi autorizada pela Portaria de Lavra 030 de 10/02/1999. Sela Processo DNPM /75 - área com 515,98 ha está localizada no Distrito de Florália, Município de Santa Bárbara, Estado de Minas Gerais. A lavra foi autorizada pela Portaria de Lavra 031 de 10/02/1999, que também aprovou o englobamento dessa área com a do Processo DNPM /83. Fazenda Ângelo Processo DNPM /83 - área com 116,20 ha está localizada nos Distritos e Municípios de Rio Piracicaba e João Monlevade, Estado de Minas Gerais. A lavra foi autorizada pela Portaria de Lavra 305 de 20/08/1999. Morro Agudo/Rolado Processo DNPM /79 - área com 246,08 ha está localizada nos Distritos de Florália e Rio Piracicaba, Municípios de Santa Bárbara e Rio Piracicaba, Estado de Minas Gerais. A lavra foi autorizada pela Portaria de Lavra de 04/01/1983. Espigão do Pico Processo DNPM /85 - área com 101,08 ha está localizada no Distrito e Município de Rio Piracicaba, Estado de Minas Gerais. A lavra foi autorizada pela Portaria de Lavra 038 de 24/02/1999.

15 ASPECTOS GERAIS 2,2.1 Localização e Vias de Acesso As áreas objeto desse plano, situam-se no distrito de Florália, município de Santa Bárbara e nos distritos e municípios de Rio Piracicaba e João Monlevade, estado de Minas Gerais, em terrenos da Vale. Os acessos (estradas asfaltadas ou de terra em perfeitas condições de trafegabilidade durante todo o ano) são feitos a partir da estrada que liga Rio Piracicaba à BR 262, passando pelas áreas industriais do Complexo Mineiro de Água Limpa, onde se localizam os escritórios e principais instalações de beneficiamento e apoio da CVRD nessa região. Este complexo dista em linha reta, 2,8 km de Rio Piracicaba, 26 km de João Monlevade, 51 km de Santa Bárbara e 73 km de Belo Horizonte (ver Planta de Situação Anexo I) Contexto Geológico A estratigrafia na região de Água Limpa é formada por rochas da Série Minas. Segundo alguns autores, o embasamento é representado pelo gnaisse Monlevade, sendo esta considerada a unidade litológica mais antiga. A Série Minas na região é representada pelos Grupos Caraça, Itabira e Piracicaba. Gnaisse Monlevade Unidade litológica com elevado grau de metamorfismo, constituída por gnaisse, quartzo-mica-xistos, anfibolitos e quartzitos. Grupo Caraça Se encontra indiferenciado, sendo constituído por um quartzito micáceo rosa e amarelo, bastante recristalizado. Grupo Itabira Está em contato gradacional com o Grupo Caraça. É constituído por itabiritos de cor cinza claro e pelas hematitas friáveis e compactas.

16 16 Grupo Piracicaba Representado pela Formação Elefante, não se encontrando similitudes correspondentes em toda parte central do Quadrilátero Ferrífero, dificultando correlações estratigráficas e interpretação estrutural TIPOS DE MINÉRIO Cangas/Rolados foram englobadas nesta classificação, as formações recentes secundárias. Dependendo dos teores de ferro e fósforo, bem como tipos de beneficiamento necessários para geração de produtos comerciais, no plano de lavra foram classificadas como Hematita, Itabirito ou estéril. Canga Estrutural - minério proveniente da hidratação da formação ferrífera, com alto grau de limonitização/goethitização e que ainda preserva parcialmente a estrutura da rocha. Canga Detrítica - constituída por fragmentos heterogêneos angulosos ou arredondados de dimensões variadas da formação ferrífera e encaixantes, cimentados por limonita e goethita. Canga Amorfa - ocorre sobre as cangas anteriores, sendo constituída por material poroso, principalmente limonita e goethita. Rolados - material similar à Canga Detrítica, porém sem cimentação: os fragmentos estão em matriz areno-argilosa normalmente limonítica/laterítica. Hematitas - nesta classificação encontra-se o minério com teor de ferro superior a 60% de Fe, cujo beneficiamento por simples britagem e classificação a seco, dá origem naturalmente a produtos. Pode ser compacto, semi-compacto ou friável tipo chapinha e pulverulento. Itabiritos - são agrupados os minérios com teor de ferro inferior a 60% de Fe, que necessitam além de britagem e classificação a seco, classificação com água e

17 17 concentração, para resultar em produtos aceitos pelo mercado. Apresenta-se nas litologias friável, tipo chapinha, pulverulento, semi-compacto ou compacto. Minério de Ferro-Manganês - Minério com teor de manganês superior a 15% no Run of Mine - ROM, podendo ser: i. Compacto - minério de cor azul, constituído essencialmente de polianita e secundariamente de psilomelano; ii. ii. Semi-Compacto - minério de cor negro fosco, constituído de psilomelano, polianita e caulinita, e ocasionalmente ocorrem camadas de argila de coloração amarelada; iii. Friável - minério de aspecto terroso, laminado, constituído essencialmente de psilomelano TIPOS DE ESTÈRIL Solo: normalmente laterítico, é composto por fragmentos esparsos de tamanho variável de itabiritos e goethita imersos em abundante matriz argilo-arenosa avermelhada. Canga Detrítica Pobre: geralmente ocorre preenchendo vales, depressões ou encostas, na maioria dos casos cobrindo a Canga Estrutural. É resultado da deposição de fragmentos de itabirito e ou hematita, em matriz argilo-arenosa avermelhada, devido à presença de goethita e limonita, que podem cimentar os blocos, formando uma capa compacta; próximo ao contato com o Grupo Caraça é comum a ocorrência de fragmentos de quartzitos e filitos no meio da massa. Teor de ferro normalmente inferior a 40%. Quartzito Moeda: Quartzito leucocrático, sericítico, de granulometria fina a média, bem estratificado.

18 18 Filito/Xisto Batatal: representado por um mica-xisto/filito normalmente decomposto, bem estratificado, de cor amarelada, avermelhada ou cinza-escuro, dotado em certos pontos, de lâminas finíssimas de coloração esbranquiçada e muito alteradas. Itabirito Pobre: compacto, semi-compacto ou friável, teor de ferro baixo, com quartzo não liberado, dificultando seu aproveitamento no processo de beneficiamento atual. Será estocado separadamente para possibilitar aproveitamento futuro constituindo-se, dessa forma, na categoria de estéril temporário. Itabirito Anfibolítico: itabirito de cor ocre-amarelada a marrom-escuro, com aparência suja, hidratado, composto principalmente por leitos milimétricos a centimétricos alternados de goethita, quartzo e anfibólios, que lhe confere aspecto bandeado, porém menos nítido que o Itabirito Silicoso. Como minerais acessórios ou acidentais, podem ocorrer martita, hematita e sericita. Os anfibólios ou pseudomorfos de anfibólios, geralmente estão alterados a goethita/limonita e tem hábito acicular a fibro-radiado. O teor de ferro varia de pobre a rico e o teor de fósforo é superior a 0,090%. Normalmente é friável, tipo chapinha, com passagens semi-compactas e compactas devido cimentação por goethita e limonita. Goethita: mineral secundário de cor marrom-escuro, originário de intensa lixiviação e hidratação de hematita e magnetita. Forma maciços tabulares centimétricos a métricos, porosos e muito fraturados, ocorrendo em regiões de falhamentos. Constituída principalmente por goethita e limonita, ocorre secundaria ou acessoriamente, quartzo recristalizado, martita e sericita. Teor de ferro normalmente acima de 50% e de fósforo acima de 0,100%. Itabirito Carbonático: cor cinza ou amarelada, às vezes manganesífero e com intercalações de calcário dolomítico esverdeado ou amarelado, variando de compacto a bastante decomposto, com passagens de mica-xisto. Quando compacto, apresenta-se bastante fraturado, com ocorrência de sulfetos e xistosidade bem marcada. Quartzito, Filito e Xisto Piracicaba: constituído por rochas meta-sedimentares, quartzitos ferruginosos e filitos e xistos grafitosos. Geralmente apresentam-se muito

19 19 alteradas e recobertas por solo e exuberante vegetação. O quartzito ferruginoso é de granulação média, cor cinzenta e está bastante fraturado. O xisto se apresenta ora cinzaescuro, ora marrom Descrição do Beneficiamento O minério bruto run of mine - ROM proveniente das minas em operação é descarregado na praça de alimentação em pilhas (uma em formação e outra em retomada) de onde é retomado por pá carregadeira 992G, alimentando uma grelha fixa inclinada (GR-01) para retirada da fração > 600 mm. O passante desta grelha fixa passa por um silo (SL-01) que alimenta um alimentador vibratório (AV-01) com malha de 100 mm para retirada do retido < 600 mm e > 100 mm que alimenta o britador primário (BR-01) de mandíbulas. O material britado no britador primário (BR-01) mais o passante no alimentador vibratório (AV-01) são descarregados no transportador de correia (TC-01), que alimenta o silo 02 (SL-02). A partir deste silo que se subdivide em SL-02 A/B/C passa-se a alimentar separadamente através dos Alimentadores de Correia (AL-01 A/B/C), Transportador de Correia (TC-02 A/B/C), as Peneiras Inclinadas 8 x 20 de 3 decks (PE-01 A/B/C). Estas peneiras de três decks dão origem aos seguintes produtos com correspondentes destinos: i. Retidos no primeiro e segundo deck (-152mm + 8mm) que alimentam o circuito da britagem através do transportador de correia (TC 09); ii. Retido no terceiro deck (-8mm + 1mm), que alimenta o transportador de correia (TC-05), é conduzido para a pilha pulmão de regularização; iii. O under-size do peneiramento (PE-01 A/B/C) com malha de 1 mm é conduzido através das bombas de polpa (BP-01 A/B/C) para a deslamagem (HC-01 A/B/C) de onde o under-flow é destinado aos tanques de regularização (TQ-01 A/B) e o over-flow

20 20 destinado ao espessador (EP-01). No espessador (EP-01) o under-flow é conduzido para barragem de lama e o over-flow constitui a água recuperada para o processo. A partir dos tanques de regularização (TQ-01 A/B) para circuito de espirais fica definindo as linhas A/B. A peneira (PE-07) classifica o material em 16 mm de forma que o retido é estocado no silo (SL-03) e, o passante no silo (SL-04). A alimentação do britador cônico (BR-02) é realizado pelo alimentador de correia (AL-03), que retira o material acima de 16mm estocado no silo (SL-03) e, o britador de rolos (BR-03) é alimentado pelo alimentador de correia (AL-04), posicionado sob o silo (SL-04). Sob a pilha de regularização a fração -1mm + 8 mm é retomado e conduzido para a jigagem (JG-01 A/B) através dos equipamentos alimentadores de correia (AL-02), transportador de correia (TC-06), distribuidor rotativo (DR-01), peneiras de alta freqüência (PE-02 A/B). O over-size das peneiras de alta freqüência (PE-02 A/B) alimenta os jigues ( JG 01-A/B). O concentrado do jigue (CJ -1) é empilhado pelo transportador de correia (TC-08), depois de desaguado na peneira desaguadora (PD-02) e o rejeito do jigue (RJ-1) é empilhado pelo transportador de correria (TC-07) depois de desaguado na peneiras desaguadora (PD-01). Os under-sizes das peneiras de alta freqüência (PE-02 A/B) com malha de 0,6 mm e das peneiras desaguadoras (PD-01/02) com malha de 0,8 mm destinam-se à bombas de polpas (BP-02 A/B) que os bombeia para a alimentação das bombas de polpa (BP-01 A/B/C). A partir dos tanques de regularização as bombas de polpa (BP-03 A/B) bombeiam o material -1mm para a concentração em espirais, circuito de grossos que constitui dos seguintes estágios: Rougher 01 (RG-01 A/B), Cleaner 01 (CL-01 A/B), Scavenger 01 (SC-01 A/B), Scavenger 04 (SC-04 A/B), Cleaner 04 (CL-04 A/B), Scavenger 02 (SC- 02 A/B), Cleaner 02 (CL-02 A/B) com suas respectivas ciclonagens de desaguamento (HC-02 A/B) e bombeamento (BP-05 A/B) fechando o circuito. Os concentrados finais

21 21 deste circuito gerados nos estágios CL-01 A/B; SC-01 A/B; CL-02 A/B e CL-04 A/B, através da bomba de polpa (BP-04 A/B) alimenta os classificadores de espirais (CE-01 A/B). O under-flow dos classificadores de espirais (CE-01 A/B) é empilhado nas baias 5 e 6 após passar pelas bombas de polpa ( BP-14/14R) e desaguamento na ciclonagem (HC- 09) como Sinter-Feed1 (SF-1). O over-flow dos classificadores de espirais (CE-01 A/B) passa pelo circuito de finos constituídos dos seguintes passos: bombas de polpa (BP-06 A/B), desaguamento em ciclonagem (HC-03 A/B), estágio Rougher 2 (RG-02 A/B), estágio Cleaner 03 (CL-03 A/B), bombas de polpa (BP-07 A/B), desaguamento em ciclonagem (HC-04 A/B), estágio Scavenger 3 (SC-03 A/B), estágio Cleaner 5 (CL-05 A/B). O concentrado do estágio do Cleaner 3 (CL-03 A/B) é empilhado na baia 3 e 4 após passar pelas bombas de polpa (BP-11/11R) e desaguamento em ciclonagem (HC-11) como Concentrado Rico Morro Agudo (CRM). O concentrado do estágio do Cleaner 5 (CL-05 A/B) é empilhado na baia 1, após passar pelas bombas de polpa (BP-08/08R) e desaguamento em ciclonagem (HC-08) como Concentrado Silicoso Morro Agudo (CSM).

22 22 Figura 1: Fluxograma da Mina de Água Limpa. Fonte: Documentos VALE Disposição de Rejeito Arenoso e Lamas Os estágios que geram o rejeito final das espirais (RES) são: estágio Rougher 01 (RG- 01 A/B), Scavenger 02 (SC-02 A/B), Scavenger 03 (SC-03 A/B) e Scavenger 04 (SC-04 A/B). Este rejeito é bombeado para a barragem de disposição do mesmo, pelas bombas de polpa (BP / 21.2 e BP / 22.2), após passar pelas bombas de polpa (BP-15 A/B) e desaguamento em ciclonagem (HC-05 A/B). Uma parcela do concentrado do cleaner (CL-03 A/B) é bombeado pela bomba de polpa (BP-09) para os estágios recleaner (RCL 01, 02, e 03) cujo concentrado é empilhado nas baias (07/08) como Concentrado Alta Pureza Morro Agudo (C5MA/C7MA). Os rejeitos

23 23 destes estágios são conduzidos para o bombeamento (BP-08/08R) somando-se a massa do CSM (Concentrado Silicoso Morro Agudo). Considerando que a usina de beneficiamento do Complexo Água Limpa tem uma recuperação média de 51%, para cada 100 toneladas alimentadas na usina, 51 t transformam-se em produtos e 49 t em rejeito arenoso e lama. O rejeito arenoso e lama, tem destinação diferenciada, como a seguir exposto: A fração do rejeito de beneficiamento da planta de Água Limpa, denominada rejeito arenoso, é disposta em forma de pilha (Pilha do Monjolo) pelo método de lançamento hidráulico para montante. Sua geometria, conforme projeto elaborado está sendo desenhada com taludes individuais com 10 m de altura e inclinação 2H: 1V e as bermas com 8 m de largura, resultando em um ângulo médio de talude igual a 2,7H:1V. A crista do enrocamento está posicionada na cota 800 m e a crista prevista na etapa final na cota 900 m. A pilha possui um dreno de fundo com 150 m de extensão. Este tem a função de drenar toda a água que é conduzida sobre a pilha através de um rejeitoduto e percola até a base da mesma. Neste ponto existe um reservatório e um conjunto de bombas que retorna a água para o processo. Cabe ressaltar que a Pilha do Monjolo é auto-filtrante e que a água do processo ao chegar no reservatório na base da pilha está com turbidez próxima a zero. Além da drenagem interna, a pilha possui também drenagem superficial. Esta consiste de impermeabilização das bermas através do seu revestimento por uma camada de solo argiloso compacto, com declividade transversal de 10% (no sentido do pé do talude) e longitudinal de 0,5% (no sentido das ombreiras). As águas desaguam então, em dois canais periféricos em escada, sendo um em cada ombreira, restituindo então, a drenagem para o vale natural. A capacidade de disposição da Pilha do Monjolo é de 14,0 milhões de m3. Os sedimentos finos na granulometria de siltes e argilas oriundos do beneficiamento são dispostos em reservatório formado por barramento convencional de curso d água no

24 24 Córrego da Porteirinha e Diogo (Barragem da porteirinha e barragem do Diogo),. Essa disposição é feita através de lamaduto que conduz a poupa de lama por gravidade, desde as instalações de beneficiamento ao lago formado pela barragem. A Barragem da Porteirinha em sua etapa inicial foi implantada até a cota 677 m, sofrendo posteriormente uma elevação até a cota 690 m. Este alteamento de jusante corresponde à etapa final da mesma. Tabela 2.2. Parâmetros Geotécnicos da Barragem: Fonte documentos VALE. Altura 13 m Comprimento da crista 180m Volume do maciço m 3 Volume do reservatório m 3 Largura da berma 4 m Altura dos bancos 10 m Coeficiente de segurança 1,5 Ângulo de talude 33 Ângulo geral 26 O maciço da barragem foi construído com rejeito grosso (rejeito de jigue) e vedação à montante com material argiloso compactado. O vertedouro é do tipo de superfície, com soleira livre e calha revestida em concreto. Existe ainda a barragem de lamas denominada Monjolo, que se localiza à jusante da Barragem da Porteirinha. Esta se encontra com sua capacidade de disposição esgotada e sua atual função é clarificar as águas que drenam o empreendimento, antes de seu descarte nos cursos d água naturais.

25 Método Magnético. CETEM 309 A separação magnética utiliza como propriedade diferenciadora o comportamento das partículas sob a ação de um campo magnético. Os separadores magnéticos têm sido muito utilizados no Brasil para a separação de magnetita e hematita de quartzo. Se destacando a separação magnética a úmido, de alta intensidade empregada nas minas da VALE. Peres, Antônio Eduardo Clark (2007; p.113) esclarece que: Os materiais podem ser classificados em dois grandes grupos, de acordo com suas características magnéticas: materiais paramagnéticos e diamagnéticos. Os materiais diamagnéticos são repelidos, ao longo das linhas de forças magnéticas, para o ponto onde a intensidade desde campo é menor. O quartzo é um exemplo de mineral diamagnético. Sob a ação de um campo magnético, os materiais paramagnéticos tendem a se alinhar, com as linhas de força sendo atraídas para os pontos de maior intensidade deste campo. Como exemplos de minerais paramagnéticos, que podem ser concentrados em separadores industriais de alta intensidade, podem ser citados: ilmenita, rutilo, wolframita, monazita, siderita, pirrotita, cromita, hematita, e vários minerais de manganês. Minerais ferromagnéticos compreendem aqueles que são fortemente atraídos pelo ímã comum. O exemplo mais conhecido é a magnetita. Os paramagnéticos são fracamente atraídos e o exemplo clássico é a hematita. Os minerais diamagnéticos possuem susceptibilidade magnética negativa e, portanto, são repelidos quando submetidos a um campo magnético, entre outros se destacam; quartzo, cerussita, magnesita, calcita, barita, fluorita, esfalerita, etc. Quando se descreve um campo magnético é comum referir-se a duas grandezas; densidade de fluxo magnético B, e intensidade de campo, H, ambas são medidas em Tesla (T). A primeira, B, refere-se ao número de linhas de indução que passam através da partícula do mineral. A segunda, H, é a força de magnetização que induz a passagem das linhas de indução através da partícula. Tais grandezas são vetoriais e, portanto, possuem módulo, direção e estão relacionadas pela equação:

26 26 B = µ H (1) Onde: µ = permeabilidade magnética do meio. No vácuo, µ pode ser igual a µo para fins práticos. Nas situações onde B e H diferem somente pelo fator de proporcionalidade, µ, indistintamente podem ser chamados de campo magnético. A experiência mostra que quando se coloca uma partícula mineral fracamente magnética em determinado campo H de uma dada região do espaço, o fluxo magnético B é acrescido do valor Ψ tal que: B = H + Ψ (2) Onde: Ψ = indução magnética do material O seu valor no ar é muito pequeno e dessa forma pode-se tomar o valor de B igual H. É muito comum referir-se apenas a magnetização J de um material, que é a ação de criar linhas de indução magnética ou um campo magnético em uma substância ou em uma região determinada do espaço. A relação entre a indução magnética e a magnetização é dada por: Ψ = 4π J (3) Conclui-se que a equação pode ser escrita da forma: B= H + 4π J (4) A razão adimensional entre J, magnetização e H, intensidade de campo, é chamada de susceptibilidade magnética k, ou seja: K = J / H (5)

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