SEPARADORES MAGNÉTICOS:

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1 EDMILSON ALVARENGA LAGE SEPARADORES MAGNÉTICOS: EXPERIÊNCIA EM MINÉRIO DE FERRO NA HERCULANO MINERAÇÃO Ouro Preto 2010

2 ii EDMILSON ALVARENGA LAGE SEPARADORES MAGNÉTICOS: EXPERIÊNCIA EM MINÉRIO DE FERRO NA HERCULANO MINERAÇÃO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à UFOP Universidade Federal de Ouro Preto, como requisito final para a obtenção do título de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Professor Orientador: José Aurélio Medeiros da Luz Ouro Preto 2010

3 iii AGRADECIMENTOS: Agradeço primeiramente a DEUS, por me conceder esta conquista, a minha esposa Poliana que sempre me apoiou e me incentivou. A minha mãe e irmãos, aos meus professores e coordenadores. Ao meu orientador, José Aurélio Medeiros da Luz, aos meus amigos e colegas e a todos que compartilharam esta caminhada comigo.

4 iv SUMÁRIO: 1 INTRODUÇÃO RELEVÂNCIA E OBJETIVOS REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Definição de Separação Magnética Magnetismo Ferromagnetismo Paramagnetismo Diamagnetismo Conceito de Separação Magnética Susceptibilidade Magnética Partículas Submetidas ao Campo Magnético Classificação Magnética Variáveis do Beneficiamento Magnético Intensidade do Campo Magnético Alimentação Avanços na Separação Magnética Separadores Magnéticos Utilizados na Pesquisa Separador Magnético de Tambor WDRE Princípio do Funcionamento Separador Magnético Tipo Jones Processo CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 18

5 v LISTA DE FIGURAS: Figura 1.1 Mapa de Localização da Herculano Mineração 01 Figura 1.2 Ângulo Geral de Localização da Mina de Herculano Mineração 01 Figura 3.1 Número de Linhas Magnéticas em cm² 04 Figura Intensidade do Campo Magnético 04 Figura 3.2 Demonstração de Partículas submetidas à ação do campo magnético 07 Figura 3.4 Separador Magnético de Tambor WDRE 10 Figura Modo de Funcionamento Tanque Concorrente WDRE 11 Figura Separador Magnético Tipo Jones 12 Figura 3.5 Planta de Classificação Herculano Mineração 13 Figura Planta de Concentração Herculano Mineração 13 Figura Barragem B2 Herculano Mineração 14 Figura Fluxograma do Processo de Beneficiamento 15 Figura Espigotamento do Rejeito 16

6 vi LISTA DE TABELAS: Tabela 1.1 Quadro Geral de Produção da Usina de Britagem e Peneiramento 02 Tabela 1.2 Quadro Geral de Produção da Usina de Concentração (T) 02 Tabela 3.1 Imãs 07 Tabela 3.1 Imãs 07

7 vii SEPARADORES MAGNÉTICOS: EXPERIÊNCIA EM MINÉRIO DE FERRO NA HERCULANO MINERAÇÃO Edmilson Alvarenga Lage 1 RESUMO O minério de ferro, predominante da jazida Herculano Mineração (localizada no município de Itabirito, MG) são Itabiríticos com grande percentual de hematitas e magnetitas. Em histórico da mina, 40 % do material extraído da jazida eram tratados como estéril e tinham um teor médio de ferro de 40 a 58 % e sílica em torno de 30 %, gerando volumes extremamente alto de rejeito para cujo armazenamento, as estruturas existentes para contenção dos mesmos, não eram suficientes e causavam grandes impactos ambientais, como carreamento de sólidos, ravinamento nas bermas, exigindo - se um grande monitoramento quanto ao fator de segurança da barragem, que se encontrava no limite dos parâmetros cota e volume, sendo necessário assim licenciamento de novas áreas e implantação de nova estrutura para deposição do rejeito gerado. Diante das dificuldades encontradas e estudos feitos em laboratórios e testes piloto, optou se pela implantação dos separadores magnéticos de alta intensidade e alto gradiente de campo, tipo carrossel. Verificando sua viabilidade técnica, dentre os ganhos pode-se mencionar recuperação de 70 % do material anteriormente tratado como rejeito, aumento de produtividade e redução de custos na produção. O objetivo deste trabalho é comprovar os ganhos e quantificar os parâmetros de processo decorrentes da implantação dos separadores magnéticos de tambor e do tipo Jones, do ponto de vista social, econômico e ambiental. Palavras-chaves: minério de ferro, separadores magnéticos, alta intensidade. 1 Gerente de Meio Ambiente e Barragens, HERCULANO MINERAÇÃO

8 viii MAGNETIC SEPARATORS: EXPERIENCE IN IRON ORE MINING IN HERCULANO Edmilson Alvarenga Lage 1 ABSTRACT Iron ore, predominantly from Herculaneum Mire (located at the town of Itabirito, MG) are itabiritic displaying a high percentage of hematite and magnetite. In the historic mine, 40% of material extracted from the deposit was treated as waste and had an average iron content from 40 to 58% silica and about 30%, generating extremely high tailings volumes which the existing structures for containment themselves, were insufficient and caused major environmental impacts such as carrying of solid ravine on the edge, demanding - a big factor as to the monitoring of the dam, which was the limit of the quota and volume parameters, and so necessary licensing new areas and implementation of a new structure for disposal of waste produced. Given the difficulties encountered and studies in laboratory and pilot tests, we chose to roll-out of magnetic separators, high intensity, high-gradient field, carousel, checking their feasibility among the gains may be mentioned recovery of 70% of material previously treated as waste, increase productivity and reduce costs in production. The objective of this study is to verify and quantify the gains process parameters from the implantation of magnetic drum separators and the type Jones, from the standpoint of social, economic and environmental. Keywords: iron ore, magnetic separators, high intensity.

9 1 - INTRODUÇÃO: A lavra na área do Retiro do Sapecado, conduzida pela HERCULANO MINERAÇÃO LTDA, é desenvolvida a céu aberto, em bancadas sucessivas e descendentes, com taludes sub-verticais quando em trabalho, e chanfrados para 45º (1,0 V: 1,0 H) quando em posição final (encosto). Figura 1.1 Mapa de Localização da Mina de Herculano Mineração. Figura 1.2 Ângulo Geral de Localização da Mina de Herculano Mineração.

10 2 O desmonte e a carga do minério são feitos por escavadeira de porte médio, do porte de uma Volvo 360, e o transporte por caminhões basculantes, do porte do Volvo e Scania 8x4. Os diversos tipos de minérios, que variam conforme os seus teores médios em ferro e impurezas (sílica, alumina e fósforo) e características físicas, principalmente a granulometria, alimentam uma instalação de tratamento mecânico. O presente trabalho visa à implantação dos separadores magnéticos de tambor e de Jones garantindo um aumento de produtividade e redução de custos na produção. Como o minério itabirítico é recoberto por camada superficial de canga ferrífera, inicialmente ocorre o desmonte em separado deste tipo de material, para que o mesmo seja blendado a outros minérios, devido ao seu alto teor em fósforo, antes de ser alimentado na instalação de tratamento. Esta blendagem será feita no próprio pátio de estocagem, na operação de alimentação da usina, através de pá mecânica. O estéril é constituído pela fina camada de solo capeante da jazida ou pequenas passagens de filito ou quartzito, encaixantes das formações ferríferas ou manganesíferas, que tem de ser removidas para a liberação da porção recuperável do minério. O estéril é removido pela própria escavadeira encarregada da lavra, com transporte por caminhões basculantes até a pilha do gênero. Trata-se de uma mineração de médio porte, que opera um circuito de britagem e classificação e outro circuito de concentração através de espirais. A capacidade de alimentação da usina de classificação é da ordem de 800 t/h e em sua planta de concentração é de 416 t/h. Na Tabela 1.1 o Balanço de massa médio do processo, pode ser observado em dia com 19 horas de trabalho útil e mês com 20 dias úteis:

11 3 Tabela 1.1 Quadro Geral de Produção da Usina de Britagem e Peneiramento seguinte: A partição do produto da Usina de Concentração pode ser vista na tabela Tabela 1.2 Quadro Geral de Produção da Usina de Concentração (T) 2 RELEVÂNCIA E OBJETIVOS: O objetivo deste trabalho é comprovar os ganhos e quantificar os parâmetros de processo decorrentes da implantação dos separadores magnéticos de tambor e do tipo Jones, do ponto de vista social, econômico e ambiental. Dessa forma, será implantando toda a pesquisa na Mina de Herculano Mineração. 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA: 3.1 Definição de Separação Magnética: É comum fazer-se, na indústria de separadores magnéticos, uma distinção entre separação magnética e concentração magnética. Emprega-se o primeiro termo mais para aquelas aplicações em que se deseja retirar um rejeito magnético e em que o fluxo não magnético é o produto de interesse. Já o termo concentração magnética tende a ser mais empregado para aquelas aplicações em que o produto útil é constituído pelo fluxo contendo os minerais atraídos pela ação do campo magnético aplicado. Essa distinção não é necessária, sob o ponto de vista dos princípios do método. A maioria dos métodos magnéticos no Brasil se concentra nas áreas de minérios de ferro e de fosfato. Dessa forma, será abordado com mais enfoque, os termos e os tipos de separadores magnéticos utilizados no projeto em tela.

12 Magnetismo: É o ramo da Física que estuda os materiais magnéticos, ou seja, que estuda materiais capazes de atrair ou repelir outros. O campo magnético é uma região do espaço onde se manifesta o magnetismo, através das chamadas ações magnéticas. A intensidade Magnética em um campo magnético com intensidade em Tesla, é o fluxo total que atravessa uma superfície de um metro quadrado perpendicular ao campo. 1 cm 2 Figura 3.1 Nº. de Linhas Magnéticas em cm 2 Figura Intensidade de Campo Magnético Os ímãs permanentes tipicamente utilizados na concentração de fases ferromagnéticas aos paramagnéticos podem ser vistos na tabela seguinte: Tabela 3.1 Imãs permanentes típicos e sua intensidade de campo magnético Ferrite até 0,15 tesla AlNiCo até 0,15 tesla Estrôncio até 0,20 tesla RE (Terras Raras) até 2,10 teslas 3.1.2: Ferromagnetismo: Nos materiais ferromagnéticos os dipolos elementares são permanentes e, aparentemente, se alinham na direção de um campo magnético aplicado, resultando elevados níveis de magnetização. Os dipolos formam regiões distintas chamadas domínios. Em cada domínio, os dipolos têm o mesmo alinhamento. Entretanto, os alinhamentos dos domínios podem estar distribuídos aleatoriamente, resultando magnetização nula.

13 Paramagnetismo: Nos materiais paramagnéticos os dipolos elementares são permanentes e, na presença de um campo magnético, tendem a se alinhar com o mesmo, mas o alinhamento perfeito é impedido pelo movimento térmico. A magnetização do material varia linearmente com o campo magnético aplicado e a temperatura Diamagnetismo: Nos materiais diamagnéticos os dipolos elementares não são permanentes. Se um campo magnético é aplicado, os elétrons formam dipolos opostos ao campo atuante. Assim, o material sofre uma repulsão. Mas é um efeito muito fraco. Por sofrerem repulsão, a suscetibilidade magnética desses materiais é negativa, com valores de seu módulo muito baixos. A rigor o diamagnetismo é inerente a toda a matéria, como decorrência da lei de Lenz. Como esse efeito é muito fraco, ele fica totalmente mascarado nos materiais para e ferromagnéticos. 3.2 Conceito de Separação Magnética: A Separação Magnética é um método consagrado na área de processamento de minérios para a concentração e/ou purificação de muitas substâncias minerais, utilizando como propriedade diferenciadora o comportamento das partículas minerais sob a ação de um campo magnético; podendo ser empregada dependendo das diferentes respostas ao campo magnético associadas às espécies mineralógicas individualmente, no beneficiamento de minério e na remoção de sucata. A propriedade de um material que determina sua resposta a um campo magnético é chamada de susceptibilidade magnética. Com base nessa propriedade os materiais ou minerais são classificados em duas categorias: aqueles que são atraídos pelo campo magnético e os que são repelidos por ele. No primeiro caso tem-se os minerais ferromagnéticos, os quais são atraídos fortemente pelo campo, e os paramagnéticos, que são atraídos fracamente. Aqueles que são repelidos pelo campo denominam-se de diamagnéticos.

14 6 A separação magnética pode ser feita tanto a seco como a úmido. O método a seco é usado, em geral, para granulometria grossa e o a úmido para aquelas mais finas. Recentemente tem-se verificado grandes avanços em ambos os métodos, sem contar com a utilização da tecnologia dos supercondutores, que abriu um novo horizonte na área de processamento de minérios. São conhecidos separadores magnéticos que operam industrialmente com um campo que varia de 5 a 6 T, sendo 1 T (Tesla) igual 104 G (Gauss) e, que, representa 1 NA-1m-1(1,2,3) Susceptibilidade Magnética: A propriedade de um material que determina a sua resposta a um campo magnético é chamada de susceptibilidade magnética. São divididos nas seguintes categorias: Minerais ferromagnéticos: São minerais atraídos fortemente por campo magnético. Ex. magnetita Minerais paramagnéticos: São minerais atraídos fracamente por campo magnético. Ex. hematita, cromita, etc. Minerais diamagnéticos: São minerais repelidos por campo magnético. Ex. quartzo, cerussita, calcita, etc. Um imã funciona como se o campo de sua atuação formasse dois pólos. Os pólos são iguais em força e opostos em sinal. A atração ou repulsão se expressa quantitativamente, como: Onde: F = Força em nêutrons. m 1 e m 2 = massas das partículas d = distância dos pólos em metros F = 1 X m 1 X m 2 y d 2 y = constante, dependendo do meio. Esta constante Permeabilidade Magnética varia de 200 a 2000, e são comuns em substâncias ferro-magnéticas ou ligas. Em ligas de ferro, silício e alumínio ela chega a e em outras ligas pode chegar a

15 Partículas submetidas à ação de campo magnético: No momento em que uma partícula magnetizável é colocada sob a ação de um campo magnético não homogêneo, ela sofre a ação da força magnética dada por: F m = k VB B Sendo k a suscetibilidade magnética volumétrica da partícula, a permeabilidade magnética mo vácuo, V o volume da partícula, B o campo magnético externo e o gradiente do campo magnético. Em um separador magnético, ocorre sobre a partícula a atuação de várias forças, que podem somar ou competir entre si. Essas são, entre outras, a força da gravidade, inércia, arraste hidrodinâmico e ainda forças superficiais entre as partículas. Figura 3.2 Demonstração de partículas submetidas á ação de campo magnético Classificação Magnética: É uma etapa de alta importância para o beneficiamento, pois através desta prática pode-se observar a reação do material ao sofrer a ação de campos magnéticos distintos, progressivamente. As informações fornecidas por uma classificação magnética possibilitam a escolha do equipamento a ser utilizado tendo-se assim o melhor rendimento possível.

16 8 É usado o seguinte processo: discos magnéticos rotativos realizam uma separação magnética, porém com várias intensidades de campos magnéticos em seqüência. Processo: Discos magnéticos rotativos realizam uma separação magnética, porém com várias intensidades de campos magnéticos em seqüência Variáveis do Beneficiamento Magnético: Intensidade de Campo Magnético: A natureza do campo magnético tem marcada influência na separação dos diferentes tipos de minerais. O controle da intensidade de campo permite a separação seletiva das partículas com diferentes valores na suscetibilidade magnética. Baixa intensidade de campo separam minerais com elevada suscetibilidade, e com alta intensidade separam-se aqueles com valores mais baixos. O controle da intensidade de campo pode ser feito com o emprego de eletroímãs, variando a corrente elétrica. Para alguns separadores pode-se variar o campo mediante ajuste prévio da distância entre os dois pólos Alimentação: O controle da velocidade de passagem das partículas minerais, através do campo magnético, constitui uma das variáveis operacionais. No caso da separação a seco, é conveniente que o leito das partículas que atravessa o campo não seja espesso: Somente as partículas situadas na superfície do leito serão atraídas pelo campo; Partículas magnéticas situadas na camada inferior do leito poderão arrastar aquelas não magnéticas (por apreensão mecânica ou engaiolamento). Nos separadores a úmido não há grande velocidade das partículas na direção da maior intensidade de campo, devido à resistência oferecida pela água. Além de controle da alimentação, em alguns casos, é usado o recurso da reversão na polaridade para minimizar o efeito de adesão.

17 Avanços na Separação Magnética: O uso da tecnologia de supercondutores combinada ao princípio da separação magnética em tambor resultou em um dos maiores avanços no processamento de materiais paramagnéticos; Dessa forma, a combinação resultou na obtenção de um campo magnético com intensidade elevada. Tal tipo de separação, adequado ao tratamento de minerais com baixas suscetibilidades magnéticas mesmo a granulometria finas, apresenta, entre outras, as seguintes vantagens: O emprego de campo magnético acima de 4,0 T; Elevada taxa de produção tanto para material fino quanto grosso; Não há aprisionamento do material grosso ou fortemente magnético dentro da área de maior densidade de fluxo magnético; Possui a vantagem de se operar tanto a seco quanto a úmido, para um mesmo sistema. Embora os separadores com supercondutores apresentem razões que justificam sua utilização, ainda são encontradas dificuldades na sua aplicação em alta escala. A economia real de energia não é tão elevada, pois as operações de resfriamento das bobinas apresentam um alto consumo de energia. A alta nos custos de energia elétrica tornou um dos obstáculos na utilização do processo de separação magnética. 3.4 Separadores Magnéticos utilizados na pesquisa: Separador Magnético de Tambor WDRE: É um concentrador magnético de tambor, via úmida com média intensidade de campo magnético, pólos salientes e com tanque tipo concorrente, ou seja, a polpa (minério+ água) é alimentada a uma caixa posicionada em uma das laterais do tambor, e flui no sentido da rotação do mesmo. O circuito magnético é formado pelo conjunto de imãs permanentes instalado no interior do tambor e pode ser posicionado manualmente através de um volante instalado em uma das laterais do concentrador magnético, sobre o segmento de eixo fixo. As principais variáveis são:

18 10 Concentração mássica de sólidos na alimentação, Distância entre o tambor e o fundo da bacia (mm), Velocidade angular do tambor (RPM), Taxa Horária da alimentação (kg/h). Figura 3.4 Separador Magnético de Tambor WDRE Princípio de Funcionamento: Esse equipamento é aplicado na concentração de minério de ferro em via úmida e pode operar em conjunto com o Concentrador WHC de alta intensidade ou isolado. Opera isolado quando é aplicado na concentração de minerais de mais alta susceptibilidade magnética (mais fáceis de serem atraídos pelo campo magnético) como martita e magnetita. Quando opera em conjunto com o Concentrador WHC, o Separador WDRE faz a concentração dos minerais mais fortemente magnéticos e na seqüência, o Concentrador WHC processa o rejeito do WDRE, em operação scavenger, fazendo a concentração da hematita. O minério flui no sentido da rotação do tambor; Os minerais ferrosos são atraídos pelo tambor, até a extremidade oposta; Os minerais não magnéticos, que não sofrem influência do campo magnético são conduzidos pelo fluxo de polpa; O nível operacional é feito pelo ajuste da válvula mangote na descarga do não magnético.

19 11 Recomenda-se que a polpa de minério alimentada ao equipamento tenha uma concentração de sólidos, em massa, da ordem de 40 %; Quando forem processados minérios em polpas muito diluídas, por exemplo, com 20% a 25% de sólidos, haverá uma redução significativa na capacidade de processamento; Quando forem utilizadas porcentagens de sólidos muito elevadas, acima de 45%, haverá arraste de rejeitos (sílica, alumina etc.) para o concentrado, com a conseqüente queda da qualidade do produto; O Separador WDRE é fornecido com um sistema de lavagem, composto basicamente por uma tubulação e um conjunto de bicos de aspersão, para injeção de água sob pressão na face do tambor. Figura 3.5 Modo de Funcionamento Tanque Concorrente WDRE Separador Magnético Tipo Jones: É um concentrador eletromagnético de carrossel, via úmido de alta intensidade de campo magnético, que utiliza da propriedade magnética para fazer a separação dos minerais magnéticos dos não magnéticos. As partículas magnéticas são atraídas pelo magnetismo e ficam aderidas às placas de imantação (concentrado), as não magnéticas são descartadas por arraste hidráulico e pela gravidade (rejeito) e as partículas mistas são descartadas por ação entre forças competitivas (médio).

20 Princípio de Funcionamento: O separador magnético Jones caracteriza-se por um campo magnético de alta intensidade criado por eletroímã. O aparelho tem dois níveis que trabalham de forma simultânea. Há em cada nível uma estrutura circular com movimento As principais variáveis são: % de sólidos na alimentação, Abertura dos raios ao Gap, Pressão de água de lavagem do médio (kgf/cm2), Taxa Honorária da alimentação (kg/h). Velocidade terminal da polpa de alimentação. Figura 3.6 Separador Magnético tipo Jones. Recentemente, Luz (2010) e de modo específico para os separadores a úmido de alta intensidade da Gaustec, o proponente da presente proposta desenvolveu a seguinte equação (ainda inédita) para a previsão da capacidade de tratamento de minérios de ferro médios do Quadrilátero Ferrífero. A dita equação, com todas as unidades no SI, fornece o valor da vazão mássica de alimentação, em função do diâmetro nominal do carrossel do separador e da abertura dos vãos (gap) na matriz ferromagnética (para a condição matemática de o diâmetro ser inferior a 4 m):

21 13 Q a 0,48 d = 380 a 4 d 0,498 Q a vazão mássica de alimentação de material com dois carrosseis [kg/s]; a abertura efetiva das placas ranhuradas (gap) [m]; d diâmetro do carrossel [m]. Oliveira (2006) sistematizou a aplicação de separadores magnéticos a úmidos nas grandes mineradoras de minério de ferro em Minas Gerais. Um resumo pode ser visto na tabela seguinte. Para efeito de padronização, enfatizada pela ABNT e a ISO, a intensidade de campo magnético está expressa no sistema SI de unidade: testa (T). Para efeito comparativo com o sistema CGS, registre-se que 1,0 tesla é igual a ,0 gauss (T = ,0 G). Tabela 3.2 Exemplos de aplicação de separadores magnéticos para minérios de ferro no Quadrilátero Ferrífero (Modificado de Oliveira, 2006). Mina/ Tipo Granulação Intensidade Usina Equipamento (alimentação) de campo [mm] [T] 1 Cauê Jones DP ,15 0,9 2 Cauê Jones DP317-0,15 0,9 3 Conceição Jones DP ,15 0,9 4 Conceição Jones DP317-0,15 0,9 5 Timbopeba WDRE -1,00 0,6 6 Fábrica Jones DP317-1,00 0,9 7 Feijão Jones DP317-1,00 0,9 8 Brucutu WDRE -1+0,15 0,6 9 Brucutu Jones SHP ,15 0,9 10 Alegria Jones DP ,15 0,9 11 Mutuca Ferrous Wheels -0,15 1,2 12 Jangada WDRE -1+0,15 0,6 13 Jangada Ferrous Wheels -0,15 1,2 14 Pico WDRE -1,00 0,6 Segundo Luz (2010), após o levantamento mostrado na tabela anterior, surgiu com vigor no mercado brasileiro os separadores a úmido de alta intensidade e alto gradiente de campo produzidos pela Gaustec. Empresas como a Itaminas, a MMX e CSN, entre outras têm tido experiência com esse tipo de equipamentos, com bons resultados. Em geral comparáveis aos do separador Jones, entretanto com

22 14 menor custo de investimento, por contar com sistema de arrefecimento térmico a água (patenteado). Outra alternativa recente é o separador a úmido de alta intensidade e alto gradiente de campo (mas de eixo horizontal) SLon (de procedência chinesa, comercializado pela Outotec no Brasil). Outro equipamento ainda pouco utilizado no Brasill é o separador Ferrous Wheels, o qual é utilizado para minério de ferro de baixo teor. Sua principal vantagem é não requerer energia elétrica para geração de campo magnético, já que é fabricado com ímãs permanentes de terras-raras. Assim como no caso da Gaustec, pode ser utilizado como desbaste e limpeza ou desbaste e esgotamento no mesmo equipamento. Propicia a geração de campos de até 1,2 teslas..a alimentação é feita sobre o pólo magnético superior. A fração diamagnética é expelida por lavagem a baixa pressão e o material paramagnético se adere à matriz e, com o girar dos discos, sai da região de influência do campo magnético, sendo então lavado a alta pressão. O equipamento industrial possui de 5 a 15 discos (Oliveira, 2006) 3.5 Processo: Segundo o Engenheiro de Processo Sr. Helder Adriano da empresa Herculano Mineração (Adriano, 2010), a unidade da planta de classificação tem capacidade para o processamento de 800 t/h de ROM, sendo composta por britadores e peneiras que realizam a cominuição e classificação do material, com a separação dos materiais com granulometria superior a 6,3 mm (granulado) e entre 6,3 e 1,0 mm (sinter feed). Com resultado deste processo de beneficiamento obtêm-se minérios classificados na faixa de 38 a 20 mm, 20 a 6,3 mm e 6,3 a 1 mm, que constituem o minério granulado. Estes produtos seguem para os pátios de estocagem e pilha de homogeneização. A fração abaixo de 1 mm segue para os concentradores helicoidais ( espirais ), onde o material superior a 0,075 mm (overflow) representa o produto HPS e underflow representa do rejeito (até o momento), sendo lançado, sob a forma de polpa, na Barragem B1.

23 15 Figura Planta de Classificação Herculano Mineração A planta de concentração tem capacidade para alimentação de 416 t/h e é composta de espirais, peneiras, hidrociclone e espessador. Esta instalação é alimentada parcialmente pelos materiais da planta de classificação, durante o funcionamento desta unidade, e por mais 8 h, alimentada pelos finos estocados na Barragem B1. Figura 3.8 Planta de Concentração Herculano Mineração

24 16 Com o resultado do beneficiamento é obtido um produto concentrado e rejeito grosso (a ser disposto na pilha) e rejeito úmido úmido (a ser disposto em barragem). Seguem os fluxogramas produtivos, para a alimentação com os finos estocados na Barragem B1 e alimentada pela fração abaixo de 3 mm da planta de concentração, concentração Bem como o quadro geral de produção. produção Figura 3.9 Barragem B1 Herculano Mineração Altura Máxima: 60m (Hoje) Comprimento: 1600m Volume: m3 Método de Alteamento: Montante. Instrumentada com Piezômetro e Medidores de Deslocamento e Recalque

25 Figura 3.10 Fluxograma do Processo de Beneficiamento 17

26 18 Figura 3.11 Vista do sistema de disposição do rejeito por espigotamento. e Tabela 3.3 Quadro Geral de Produção. \ Período Produto Dia Mês Ano ROM (1) Granulado + Sinter Feed (2) Alimentação da britagem na concentração [(1)-(2)=(3)] Retomada da barragem (4) Alimentação da concentração [(3)+(4)=(5)] Produto PFF (6) Rejeito grosso (7) Rejeito fino (8) * Total alimentado = t/ano (1)+(4) Total de produtos = t/ano (2)+(6) Total de rejeitos = t/ano (7) +(8) Recuperação em massa = 78, 0%

27 19 4 CONCLUSÃO: Em função do exposto e com os quantitativos apresentados, as dificuldades encontradas podem ser verificadas, dentre as quais são de especial relevância: Rápida absorção da capacidade de armazenamento da barragem, sendo necessária a implantação de novas estruturas. Grandes impactos ambientais, como carreamento de sólidos e ravinamento das bermas. Necessidade de monitoramento constante quanto a fator de segurança da estrutura e controle quanto aos parâmetros cota e volume. Necessidade de novas áreas licenciadaa pelos órgãos de política e controle ambiental. Diante das dificuldades encontradas e estudos feitos em laboratórios e testes em escala piloto, optou se pela implantação dos separadores magnéticos de alta intensidade e alto gradiente de campo, tipo carrossel, verificando-se sua viabilidade técnica e econômica. Dentre os ganhos pode-se mencionar recuperação de 78 % do material anteriormente tratado como rejeito, aumento de produtividade e redução de custos na produção. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: ADRIANO, Helder. Comunicação pessoal. Itabirito, LUZ, J. A. M. da. Parametrização de Separação Magnética de Alto Gradiente (Projeto de pesquisa para a Chamada CNPq: Produtividade em Pesquisa 2010). Ouro Preto, pp. OLIVEIRA, P. S. Rotas para recuperação de ferro fino contido no underflow do espessador de lama da usina de Conceição (dissertação de mestrado). Belo Horizonte: EE/UFMG, p. SANTOS, Rubens Tavares dos. Tratamento de Minério em Laboratório. 1ª edição. Mariana, Editora Dom Viçoso.

28 20 SOUZA Jr., M.; BRANDÃO, P.R.G. Minério de Ferro Itabirítico Anfibolítico da Mina de Alegria, Caracterização Tecnológica. In: I Simpósio Brasileiro de Minério de Ferro: Caracterização, Beneficiamento e Pelotização, 14 a 17 de Outubro de 1996, Ouro Preto, MG, p VALADÃO, George Eduardo Sales. Introdução ao Tratamento de Minérios. Belo Horizonte, Editora UFMG, 113:115 (2007).