PESQUISA E DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIA MINERÁRIA NO CDTN

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Cláudia Barros Coelho
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1 PESQUISA E DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIA MINERÁRIA NO CDTN Eng. Químico Rubens Martins Moreira Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações Minerais e Materiais CDTN/CNEN 21/11/2016

Obtenção de Blocos semelhantes ao Tijolo Maciço a partir do

Gualaxo do Norte e na Barragem de Candonga (Chamada da

Rio Doce) Fundente do quartzo 800-900 o C Água 1 mestranda

Conformação Estudo paramétrico para obter blocos com

3 Obtenção de Blocos semelhantes ao Tijolo Maciço a partir do Resíduo da Barragem de Fundão Depositado no Leito do Rio Gualaxo do Norte e na Barragem de Candonga (Chamada da FAPEMIG 04/ Tecnologias para a Recuperação da Bacia do Rio Doce) Fundente do quartzo o C Água 1 mestranda da REDEMAT/UFOP Mayare Machado Secagem do resíduo Mistura Conformação Estudo paramétrico para obter blocos com características conforme normas técnicas da construção civil. Queima Microestrutura

Processo para Concentração de Itabirito Dolomítico da Mina de Conceição da Vale (Itabira

hematitas e itabiritos dolomíticos são descartados devido à incapacidade de processamento

4 Processo para Concentração de Itabirito Dolomítico da Mina de Conceição da Vale (Itabira MG) (Tema da tese de Edson Fernandes Raso, de Moçambique, financiada pela CNEN) As hematitas e itabiritos dolomíticos são descartados devido à incapacidade de processamento e comercialização deste litotipo, ocasionado principalmente pelos elevados teores de CaO e MgO, além de Al 2 O 3 e P. Considerações anteriores Fundentes na carga do alto-forno ou na composição de pelotas ou sinter feed. Nesta tese Coleta (Vale) Concentração Separação Magnética Flotação Separação Magnética + Concentrado Resíduo Fe 44,2 % CO 3 16,6 % Fe 67,2 % CO 3 2,2 % Fe 7,3 % CO 3 53,0 % Uso na agricultura (Parceria com a UFVJM) Prof. José Barbosa dos Santos

Redução do Teor de Fosfato no Concentrado de Minério de Ferro da Extração do Itabirito com Utilização de Acido Fúlvico (Tema da tese de Marina Filizzola Melquiades de

(sedimentos de lagos, turfas, etc.). Elas compõem grande parte da cor marrom característica de restos de plantas em decomposição.

fosfato adsorvido na goethita reduziu 94%. Parece haver adsorção competitiva entre o fosfato e o ácido fúlvico.

5 Redução do Teor de Fosfato no Concentrado de Minério de Ferro da Extração do Itabirito com Utilização de Acido Fúlvico (Tema da tese de Marina Filizzola Melquiades de Oliveira financiada pela CNEN e CAPES) Substâncias húmicas São os principais componentes da matéria orgânica no solo e na água, bem como em depósitos geológicos orgânicos (sedimentos de lagos, turfas, etc.). Elas compõem grande parte da cor marrom característica de restos de plantas em decomposição. Afinidade da goethita pelo fosfato H 2 PO - 4 complexo monodentado HPO 4 2- complexo bidentado Literatura Com a presença de 5,0 mmol C/L de ácido fúlvico, a quantidade de fosfato adsorvido na goethita reduziu 94%. Parece haver adsorção competitiva entre o fosfato e o ácido fúlvico. Reproduzir e completar o estudo publicado Perguntas O ácido fúlvico é capaz de remover o fosfato adsorvido na goethita? Onde introduzir o ácido fúlvico e qual é o seu efeito? Rio Negro (Amazônia) uma enorme fonte de substâncias húmicas Qual é o efeito na deslamagem e na flotação?

EDITAL 00/2010 - CHAMADA DE PROPOSTAS 01/2010 -

resíduo arenoso MINÉRIO DE FERRO ITABIRÍTICO AFLORAMENTO DE ITABIRITO

Sílica Rejeito da Flotação = Arenoso (Material rico em Quartzo/Sílica) Ex.

Cinza Avermelhado: Minerais Portadores de Fe / Lama Ferro Minerais

é de alta pureza! Por que não aproveitá-lo?

6 EDITAL 00/ CHAMADA DE PROPOSTAS 01/ FAPEMIG/FAPESP/FAPESPA/VALE S.A. Sílica de alta pureza a partir do resíduo arenoso MINÉRIO DE FERRO ITABIRÍTICO AFLORAMENTO DE ITABIRITO Cobertura de Canga Fase Esbranquiçada: Minerais de Quartzo (Sílica) Sílica Rejeito da Flotação = Arenoso (Material rico em Quartzo/Sílica) Ex. Rejeito Seco+ Rocha de Itabirito Exemplo de rejeito arenoso seco Fase Cinza Avermelhado: Minerais Portadores de Fe / Lama Ferro Minerais portadores de Fe utilizados no processo produtivo da mineração O quartzo é de alta pureza! Por que não aproveitá-lo? Obtenção de quartzo de alta pureza a partir do resíduo arenoso da exploração do itabirito Lama Rejeito da Deslamagem = Lama (Material rico em Óxidos de Ferro)

Sílica de alta pureza a partir do resíduo arenoso Coleta da

SiO 2 ; 57,4% Fe 2 O 3 ; 8,31% Al 2 O 3 Obtenção de material

precipitação% Fe 2 O 3 ; 0,07% Al 2 O 3 Deslamagem em 37 m Corte

nm BET = 322 m 2 /g Amorfo Separação magnética FRX: 93,8% SiO 2

7 Sílica de alta pureza a partir do resíduo arenoso Coleta da amostra (barragem Maravilhas Mina do Pico Itabirito) FRX: 33,4% SiO 2 ; 57,4% Fe 2 O 3 ; 8,31% Al 2 O 3 Obtenção de material vítreo solúvel em água e precipitação FRX: 99,9% SiO 2 ; precipitação% Fe 2 O 3 ; 0,07% Al 2 O 3 Deslamagem em 37 m Corte em 297 m FRX: 68,0% SiO 2 ; 31,4% Fe 2 O 3 ; 0,5% Al 2 O nm BET = 322 m 2 /g Amorfo Separação magnética FRX: 93,8% SiO 2 ; 1,16% Fe 2 O 3 ; 3,80% Al 2 O 3 Lixiviação FRX: 98,0% SiO 2 Partícula de quartzo

LAMA - CARACTERÍSTICAS OBTIDA NA ETAPA DE DESLAMAGEM NA FORMA DE POLPA E É ESPESSADA (35% Partículas Sólidas + 65% Água) PRODUÇÃO ANUAL DE CONCENTRADO = 30 MILHÕES DE TONELADAS (BASE SECA) GERAÇÃO

%Fe total 53,37 49,74 %SiO 2 17,74 13,29 %Al 2 O 3 4,88 2,19 %P 0,103 0,080 %PPC 7,13 5,12 %-10 m (1 m = 1/1000 mm) 84.72 70.

8 LAMA - CARACTERÍSTICAS OBTIDA NA ETAPA DE DESLAMAGEM NA FORMA DE POLPA E É ESPESSADA (35% Partículas Sólidas + 65% Água) PRODUÇÃO ANUAL DE CONCENTRADO = 30 MILHÕES DE TONELADAS (BASE SECA) GERAÇÃO ANUAL DE LAMA = 6 MILHÕES DE TONELADAS (BASE SECA) 6 MILHÕES DE TONELADAS Relação Lama/Concentrado = = 0,2 30 MILHÕES DE TONELADAS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DA FRAÇÃO SÓLIDA Características Máx. Mín. %Fe total 53,37 49,74 %SiO 2 17,74 13,29 %Al 2 O 3 4,88 2,19 %P 0,103 0,080 %PPC 7,13 5,12 %-10 m (1 m = 1/1000 mm) MATERIAL ULTRAFINO Cada 1 tonelada de Concentrado de Minério de Fe (67-68%) gera 200 kg de lama Esta geração de lama se justifica pelo fato de estamos lidando com um tipo muito particular de minério de ferro existente no QF (presença de minerais quimicamente hidratados) que por ser muito fino prejudica a performance da etapa de flotação. DIFÍCIL REMOÇÃO DA ÁGUA ALTA RETENÇÃO DE ÁGUA Lama contém 50% de Fe!

9 SERVIÇO DE TECNOLOGIA MINERAL - CDTN RECUPERAÇÃO DE MINERAIS ÚTEIS DE FERRO PRESENTES EM LAMAS POR FLOTAÇÃO Rodrigo Oscar de Albuquerque Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear Comissão Nacional de Energia Nuclear

10 Conclusões É possível recuperar parte dos minerais úteis de ferro contidos em lamas, desde que a mesma seja microdeslamada, eliminando partículas coloidais (< 1µm) e concentrando por flotação utilizando um circuito com colunas; Não se deve esperar recuperações de massa e metalúrgica globais elevadas de um circuito de ultrafinos (Rec Massa = 25% e Rec de Fe = 35%); Como 75% da massa das lamas originais continuará sendo rejeito, deve-se continuar pensando em estudos para o reaproveitamento dos rejeitos da etapa de microdeslamagem e da flotação de ultrafinos.

Recuperação a seco do óxido de ferro da lama residual proveniente do beneficiamento do itabirito (Iniciação científica de Ana Cláudia Pinto Dabés Guimarães) Lama Fe 2 O 3 40% FeOOH 40% SiO 2 10%

11 Recuperação a seco do óxido de ferro da lama residual proveniente do beneficiamento do itabirito (Iniciação científica de Ana Cláudia Pinto Dabés Guimarães) Lama Fe 2 O 3 40% FeOOH 40% SiO 2 10% Argilas 10% + fundente + água + calor Fe 2 O 3 Camada vítrea (Si,Al,P,K,Na,Ca) Variação paramétrica (teor de fundente, teor de água, tratamento térmico) x composição da camada interna e da camada vítrea

12 Traçadores Isotópicos no Estudo e Avaliação de Barragens

$químicos e os valores δ também são alterados. A estas alterações dá-se o nome de fracionamento. http://serc.carleton.$ $edu/images/microbelife/research_methods/environ_sampling/isotope_fractionation.$

14 Fracionamento Isotópico As composições isotópicas (abundâncias, %) são alteradas como resultado de processos físicos ou químicos e os valores δ também são alterados. A estas alterações dá-se o nome de fracionamento. Importância do fracionamento: são estas alterações que possibilitam a variável δ se constituir em portadora de informações e os isótopos estáveis em traçadores.

15 Uma surpreendente constatação: Apesar da complexidade do ciclo hidrológico, o comportamento do 2 H e do 18 O são assaz previsíveis. Harmom Craig

18 Perdas por evaporação de rios, lagos e reservatórios

19 Represa de Tapacurá, PE Bacia do Rio Capibaribe

20 Reservatório de Tapacurá e Pontos de Coleta

21 Diagrama 2 H/ 18 O com as assinaturas das amostras coletadas

22 Medida de Velocidade de Fluxo Subterrâneo em Poço Único Método da Marcação Total

23 Medição da vazão em função da variação da concentração de traçador com o tempo 23

24 Determinação do componente horizontal do fluxo dc dt = Q C V C Concentração do traçador C o Concentração no início do teste t - tempo V - Volume Q = V t ln C o C Q - Vazão d diâmetro interno do poço v = 1, 81 d α t 1/10 α - efeito de distorção causado no fluxo pela presença do poço t 1/10 tempo necessário para reduzir a 10% a concentração inicial do traçador no volume marcado 24

25 Resultados de teste na INB Caldas-MG Avaliação global de fluxos no interior do poço Meio poroso Poços de Caldas/MG

Profundidade (m) Teste em poço em meio fraturado INB, Caetité-BA CE ( S/cm) 10 0 1000 2000 3000

26 Profundidade (m) Teste em poço em meio fraturado INB, Caetité-BA CE ( S/cm) Vd = 17 cm/d min 136min 56min 16min Perfil inicial 30 35

27 Profundidade (m) Teste em poço em meio fraturado - Caetité/BA CE (µs/cm) min 136min 56min 16min Perfil inicial Vd = 43 cm/d 45

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