14 de maio de 2013 Belo Horizonte (MG)

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1 14 de maio de 2013 Belo Horizonte (MG) Empresa: Anglo American Trabalho premiado: Grade Control e Lavra Seletiva: Solução para mineralizações de nióbio em veios estreitos, mina Boa Vista, Catalão, Brasil Categoria: Lavra Autores: Sérgio Eduardo e Silva Matheus Palmieri Luiz da Costa Guilherme Pereira Daniela Alvarenga Pablo Cunha Juliano Valle Jonas dos Santos Wendell Barbosa Revista Minérios & Minerales premiodeexcelencia@revistaminerios.com.br premio@eventosminerios.com.br Tel.: (11)

2 15º Prêmio de Excelência da Indústria Minero-metalúrgica Brasileira GRADE CONTROL E LAVRA SELETIVA: SOLUÇÃO PARA MINERALIZAÇÕES DE NIÓBIO EM VEIOS ESTREITOS, MINA BOA VISTA, CATALÃO, BRASIL Sérgio Eduardo e Silva 1, Matheus Palmieri 1, Luiz Gustavo Dal bo da Costa 1, Guilherme José de Carvalho Pereira 2, Daniela de Procópio Alvarenga 2, Pablo Cunha 2, Juliano Oliveira Valle 3, Jonas Fernandes dos Santos 4, Wendell Rezende Barbosa 4 1- Geologo; 2 - Engenheiro de Minas; 3- Supervisor de Geologia; 4- Técnico de Planejamento Resumo: A produção de nióbio na Mina Boa Vista, Anglo American Niobio Brasil, iniciou em Localizada no Complexo Alcalino Carbonatítico Catalão II o depósito da Mina Boa Vista tem produção 1200MT de minério por ano com stripping ratio menor que 1 antes de A lavra de minério na AANB utilizava como informações de bulk mining do modelo de recursos e algumas amostras para controle de teores do minério na mina e nas pilhas de estoques. Este metódo se mostra ineficiente por causa da mineralização por enxame de diques e veios estreitos concentrado no centro do depósito e em regioões mais pobres nas bodas, em outra palavras os temos altos teores no centro e baixos teores. Em 2010 o grade control iniciou a combinação das métodos de circulação reversa (RC) e sondagme diamantada (DD) para incrementar a informação de teores e gerar um modelo de curto prazo para operação de lavra seletiva, reduzindo diluição e identificando áreas com alto teores na região de borda da mina. Em 2012 a este modelo de curto prazo também foi adicionado de importantes informações de geometalurgia, através do carimbo do mapa das zonas geometalurgicas caracterizadas para o depósito da Mina Boa Vista. O modelo Grade Control e a lavra seletiva melhoraram o cumprimento e aderência do plano de lavra, reduziram os custos operacionais e permitiu alcançar as metas de Budget. O retorno sobre investimento é hoje de 1 : 2.6 dolares. Uma comparação entre o modelo de blocos de recursos a partir do modelo de blocos de curto prazo mostra uma redução de 26% para 6% de diluição. A lavra seletiva com formação de estoque por tipos geometalurgicos é hoje o procedimento de lavra da Mina Boa Vista Keywords: 3 8 keywords

3 1 LOCALIZAÇÃO A Mina Boa Vista Mine está localizada na região sudeste do estado de Goiás,na região Centro Oeste do Brasil, aproximadamente 12 Km a nordeste da cidade de catalão. Esta cidade também deu o nome para dois compexos alcalinos carbonatíticos da região, Catalão I e II. (Figure 1). Catalão Figure 1. Mapa de localização dos complexo carbonatíticos Catalao I e II. 2 INTRODUCÃO Anglo American Niobio Brasil (AANB), antes Mineração Catalão de Goiás, inciou suas operações produtivas em 1975 e por mais de duas décadas as atividades de lavra de minério ocorreram nas Mina I e Mina I, localizadas no Complexo Alcalino Carbonatítico Catalão I. A partir de 1999 as operações de mineração foram transferidas para Mina Vista, localizada no Complexo Alcalino Carbonatítico Catalão II. Atualmente a AANB lavra aproximadamnte 1200MT de minério por ano da Mina Boa Vista. (figuras 2a-b). Figure 2 a) Mina Boa Vista; b) Pilhas dos estoques de minério e estéril

4 Em 18 de setembro de 2009, um grande deslizamento geotécnico ocorreu na Mina Boa Vista, em um total de toneladas de massa deslocada que paralisou mais de 40% das operações de lavra, principalmente na porção sul e central da mina. Este evento causou um verdadeiro desafio para a equipe de Anglo American Nióbio (Geólogos, Engenheiros de Planejamento de lavra, Engenheiros de Operações e suas equipes), para minimizar o impacto e garantir o contínuo fornecimento de minério, mantendo a qualidade, volume e teor, para alimentação da planta de beneficiamento, pois a região central da mina, onde está localizado o minério de teor mais rico e com melhor recuperação industrial, estava inacessível. Sendo a única opção a lavra da borda norte da mina, com teores baixos de minério, alta diluíção e com volumes elevados de contaminantes no processo de beneficiamento. Esta situação exigiu o desenvolvimento de um sistema de controle de teor para atendimento ao plano de lavra e minimização de prejuízos, através de uma lavra seletiva, criou-se neste momento o Projeto Grade Control da Mina Boa Vista. Diversos especialistas da Anglo American, parceiros e consultores auxiliaram nos testes e desenvolvimento de metodologias e sistemas para este projeto, utilizado uma perfuratriz para detonações para coleta de amostras. A validação de dados e resultados obtidos nos primeiros 10 meses, foram fundamentais para direcionar as alterações necessárias, que focaram na busca de melhores práticas. A partir de setembro de 2010 foram implementados, com o resultado dessa colaboração, a utilização de uma sonda de amostragem em circulação reversa. Este tipo de perfuração para controle de teor de curto prazo é considerado como melhor prática dentro Anglo American. Para esse tipo de depósito a lavra tradicional por blocos grandes (25x25x5m) pode apresentar algumas desvantagens quanto à seletividade principalmente nas bordas do depósito. Dessa forma a lavra seletiva é recomendada para diminuir a quantidade de material estéril entre os blocos de minério, por isso a importância do Grade Control. A lavra na Mina Boa Vista na estação chuvosa é feita principalmente nas bordas do depósito e por isso alcançar os teores projetados se torna um desafio. A lavra deve ser seletiva o que implica em menor produtividade, possível diminuição na reserva, aumento de teor e pode apresentar alimentação mais constante na planta. Neste relatório serão apresentados a atual metodologia e processos para obtenção e tratamento dos dados do Grade Control obtidos até o momento, comparação entre os dados de longo prazo (modelo de recursos e reservas) e curto prazo (modelo grade control), reconciliação e considerações quanto aos resultados obtidos na mina e seus beneficíos. 3 GEOLOGIA REGIONAL As rochas alcalinas do Cretáceo Superior, que ocorrem no sul de Goiás e no oeste de Minas Gerais foram agrupadas sob a designação de Província Ígnea do Alto Paranaíba (APIP), por Gibson et al. (1995). Esta província estende-se por km2 e consiste principalmente de lavas e plugs kamafugíticos, com diatremas kimberlíticos subordinados e complexos alcalino-carbonatíticos plutônicos. A intensa atividade magmática que gerou a província é interpretada como o resultado do impacto da pluma mantélica de Trindade, sob a litosfera continental do Brasil Central a cerca de 90 Ma, ocasionando a fusão parcial do manto litosférico metassomatizado sobrejacente e a produção volumosa de magmas ultrapotássicos(gibson et al., 1995; Thompson et al., 1998). A província é um importante distrito mineral brasileiro, especialmente em função dos depósitos econômicos de nióbio e fosfato, bem como substanciais recursos ainda não explotados de titânio, vermiculita e terras raras (Grossi Sad & Torres, 1976; Berbert, 1984; Issa Filho et al.,1984; Silva, 1986; Torres, 1996; Carvalho & Bressan, 1997; Gierth & Baecker, 1986; Brod et al., 2004; Ribeiro, 2008; Cordeiro et al., 2011a). Tais complexos ocorrem nas localidades de Tapira, Araxá, Salitre, Serra Negra and Catalão, e muitas vezes consistem de mais de uma intrusão (e.g. Salitre 1, Salitre 2, Salitre 3; Catalão 1 Catalão 2). As rochas alcalinas da APIP intrudem rochas metassedimentares proterozóicas da Faixa de Dobramentos Brasília, em uma faixa com orientação NW (Arco do Alto Paranaíba), entre a borda sudoeste do Craton do São Francisco e a borda noroeste da Bacia do Paraná. (Fig. 3). Os complexos de Catalão II (83.4 ± 0.9 Ma, Rb Sr, Machado Junior, 1992) e Catalão I(85 ± 6.9 Ma, K-Ar, Sonoki & Garda, 1988) são os mais setentrionais da APIP (Fig. 1). Ambos contêm depósitos minerais importantes, incluindo fosfato (Carvalho & Bressan, 1997; Palmieri et al., 2006), nióbio (Carvalho & Bressan, 1997; Cordeiro et al., 2011a; este trabalho), elementos terras raras (Ribeiro et al., 2005a; Ribeiro et al., 2005b), titânio, vermiculita e barita. Duas minas de fosfato (Vale Fertilizantes e Copebrás) estão em operação em Catalão I. Minério de nióbio foi lavrado até 2000 em Catalão I (Mina I e Mina II, Mineração Catalão de Goiás) e é atualmente lavrado na Mina Boa Vista

5 (Mineração Catalão de Goiás) em Catalão II. Depósitos ainda não explotados de nióbio compreendem Área Leste, em Catalão I, e Morro do Padre e Fazenda Mineração, em Catalão II. A mineralização primária da mina Boa Vista é formada principalmente por nelsonito e carbonatito com piroxenito subordinado, flogopita picrito, sienito, flogopitito metassomatizado e fenito. Este último ocorre como rocha encaixate ou como xenólitos de vários tamanhos nos diques da intrusão. O intemperismo causa a destruíção de minerais, tais como carbonatos e micas, e a lixiviação de seus componentes solúveis resulta no enriquecimento residual. Além de aumentar o teorbde nióbio, os processos de formação do solo também fornecem uma certa homogeneização do minério, uma característica de grande vantagem nas fases iniciais de lavra do depósito. No entanto, essa homogeneidade desaparece rapidamente para a mineralização primária. Figura 3. Mapa geológico da Província Ígnea do Alto Paranaíba, mostrando os complexos alcalino-carbonatíticos plutônicos e numeras intrusões de kimberlitos e kamafugitos de pequeno porte. Note a ampla área coberta pelas lavas e piroclásticas kamafugíticas do Grupo Mata da Corda. Adaptado de Oliveira et al. (2004)., 4 METODOS As etapas do ciclo do Grade Control da AANB podem ser simplicados abixo (figura 4) e é inicado após recebimento do plano trimestral de lavra, enviado pelo setor de planejamento de mina, após este recebimento o setor de geologia dimensiona o programa de sondagem, para atender a produção deste período. Deste modeo são gerados os planos de lavra estoquem, lavra seletiva e reconciliação.

6 Figure 4 Fluxograma do programa Grade Control, fase 1, plano de lavra trimestral, sondagem, preparação e analise de amostras, mapeamento, modelo curto prazo, plano de estoque, lavra seletiva e reconciliação. Todo o procedimento acima é realizado em tempo para assegurar que todo o minério extraído do modelo de curto prazo, elaborado com as amostras coletadas por a circulação inversa (RC) ou sondagem diamantada (DD). Esta sondagem é executada por um equpamento multifunctional (Figure 5a), e a metodologia pode ser modificada dependendo da umidade da amostra.a sondagem para o Grade Control é baseada no planejamento trimestral de lavra e foi realizada em duas malhas 8.33 m² antes de Junho/2011 e agora a malha é de 10.0 m² (Figure 5b). Figure 5 - a) Sonda multifuncional em operação por RC; b) Grade Control Mapa de sondagem. Em 2012 foram perfurados um total de metros de sondagem para o Grade Control, entre furos por circulação reversa ou sondagem diamantada, com mais de amostras coletadas e custo total de 2,85 milões de reais. (Gráficos 1 a-b)

7 Gráfico 1 - a) Produção de metros de sondagem Grade Control 2012; b) Custo de sondagem Grade Control em O ciclo das amostras Grade Control é de aproximadamente uma semana, desde quando as amostras são coletadas na mina até sua inserção na base de dados geológico, GDMS, utilizado na Anglo American Nióbio. A base de dados utilizada para a confecção do modelo de curto prazo, validado segundo procedimentos de QA/QC globais da Anglo American, consiste em todos os furos de sondagem para Grade Control e informações adicionais de diferentes campanhas de sondagem de recursos do depósito da Mina Boa Vista, realizadas entre A modelagem realizada para o Grade Control tem como objetivo separar unidades de minério e estéril com base em resultados químicos. Atualmente é utilizado o software Leapfrog para realização do modelamento geológico.este programa é utilizado para criar seções e superficies automáticas na geração do sólido de minério, com cut-off de 0,5% Nb 2 O 5 para separar o minério de estéril. (Figura 6) Algumas rotinas são utilizadas para validar o modelamento geológico gerado automaticamente, tais como: conferência dos parâmetros de modelamento, verificação visual das seções geológicas e o gráfico de analises de contato Boundary Analysis. (Figura 7 a-b)

8 Figure 6 Modelagem Grade Control dos corpos mineralizados da Mina Boa Vista, utilizando o sofware Leapfrog Figure 7 Modelagem Grade Control dos corpos mineralizados da Mina Boa Vista, utilizando o sofware Leapfrog Em julho de 2011 foi iniciado um estudo de geometalúrgia para o minério oxidado da Mina Boa Vista com o objetivo de definir as caracteríticas de processo do minério para alimentação da planta de beneficiamento. Neste estudo foram realizados o mapeamento geológico e de grau de intemperismo das rochas e uma seríe de análises quimícas, teste de caracterização, estudo mineralógicos (DRX/MLA) e testes industriais. O resultado de todo este estudo foi a identificação de 4 tipos de minério com características geometalurgicas distintas para o minério oxidado (Figuras 8 a-c).

9 Figure 8 a) Mapa geológico da Mina Boa Vista. b) Mapa de grau intempérico da Mina Boa Vista. c) Mapa geometalúrgico de tipos de minério da Mina Boa Vista. Desde Junho 2012 a geometalurgia foi incorporada as etapas produtivas, sendo atualizados quinzenalmente os mapas de geologia, grau intempérico e geometalúrgico, este último anexado ao modelo de bloco de cutro parazo (Grade Control). Além disso o planejamento de lavra e formação de estoques de minério são formados e homogeneizados com informações de geometalurgia com o objetivo de garantir uma melhor previsibilidade e performace industrial. O modelo Grade Control possui informações de teores de curto prazo e longo prazo para os seguintes oxidos: Nb 2 O 5, SiO 2, Fe 2 O 3, CaO, BaO, além de informações de densidade e dos tipos geometalurgicos. O objetivo de oferecer informações para o planejamento de estoques e lavra seletiva, reduzindo a variação do rendimento do minério durante o beneficiamento. (Figuras 9 a-c)

10 Figure 9 a) Modelo Grade Control classificado entre modelo de curto prazo e modelo de recursos; b) Modelo Grade Control classifico por teores de minério; c) odelo Grade Control classificado por tipos geometalúrgicos.. Após receber o modelo de curto prazo o setor de planejamento de mina, realiza uma nova validação das informações, deposi é realizado um plano de lavra e estoque de minério com o objetivo de definir as frentes de trabalho e sua delimitação em campo para lavra seletiva (Figura 10), além da previsibilidade de prcesso para planta de beneficiamento. Figura 10: Poligonos de lavra de minério Atualmente a lavra seletiva e a formação de estoques de minério são determindados pelos tipos geometalúrgicos, sendo acompanhado pelo geólogo de campo ans zonas de contato, com o objetivo de evitar diluíção. (Figura 11)

11 Figure 11 Delimitação dos polígonos de lavra, durante o planejamento de formação de estoques de minério. 5 RESULTADOS 5.1 Grade Control Modelo de Blocos Em dezembro de 2012, o modelo de curto prazo gerado pelo Grade Control e disponível para planejamento de mina tem um total de mil toneladas de recursos de 1,25% Nb 2 O 5 (GC Grade Control), no entanto o modelo de longo prazo para este mesmo volume foi estimado em 1,05% Nb2O5 (LP Longo Prazo), aplicado o cut off 1 operacional de 0,50% Nb 2 O 5 Tabela 1. Tabela 1: Avaliação de recursos do modelo Grade Control. 5.2 Contrução dos Estoques de Minério Os estoques de minério são formados preferencialmente com informações de curto prazo, salvo áreas onde as condições operacionais e de segurança não permitem a aplicação desta metodologia. Abaixo é apresentado um

12 gráfico de controle de formação de estoques de minério com os percentuais da massa lavra que tinha informações de Grade Control. (Gráfico 2) Gráfico 2: Estoques de minério realizado com Grade Control. Em 2012 o planejamento de mina teve uma aderêcnia ao plano de lavra maior que 70% e um cumprimento a este plano de aproximadamente 55%, em média, devido a necessidade de alteração do plano de lavra de 2012 para o último trimestre. (Figura 12) Figure 12 Mapa de cumprimento e aderência do plano de lavra da Mina Boa Vista em 2012; a) Janeiro a Setembro; b) Outubro a Dezembro. O plano de lavra de 2013 possui atualmente 68% do seu cronograma já planejdo com informações de Grade Control, senod que para o primeiro trimestre já se possui mais de 90% de informações de curto prazo (Gráfico 3). A exceção é o mês de janeiro que não ocorreu planejamento e lavra de minério, devido a condiçoes climáticas.

13 Gráfico 3: Percentual atual do volume de Grade Control que está planejado no plano de lavra de Reconciliação de Estoques de Minério A validação e monitormento dos resultados di plano de lavra com Grade Control, são acmpanhados a media de formação dos estoques de minério em relação aos teores diários da amostragem de alimentação da planta de beneficiamento. Observa-se que após a inserção do Grade Control a variabilidade do teor planejado versus amostrado que era de 11% passou para 2%. (Figure 13). Figure 13 Reconciliação teor de alimentação de nióbio, usina verus formação de estoques. 6 CONCLUSÃO

14 Um processo de controle de teores formal foi implementado nos últimos dois anos na AANB, a partir de aspectos básicos, tais como mapeamento geológico, sondagem de curto prazo, controle de qualidade e amostragem, modelagem, além de sistemas de controles de gestão e acompanhemento produtivo. Isto permitiu uma melhoria na confiança das previsões de qualidade do minério, o que leva a uma espectativa de produção mais realistas, desenvolve processo de melhoria e, por fim, favorece ao aumento da produção a custos unitários reduzidos. A sondagem e modelos Grade Control trabalham com aproximadamente 3 meses de disponibilidade de informações antecipadas para a equipe de planejamento de mina, isto facilita o plano de estoques, permite maior flexibilidade para a operação de mina e aumenta a confiança de todos para atingir o plano de produção. Obviamente, a utilização e introdução contínua de novas práticas de controle de qualidade tem um custo, para cobrir a sondagem, amostragem, analises químicas, bem como a aquisição e compra e customização de software de um sistema dedicado de Grade Control. No entanto, estes investimentos ajudoram a reduzir o desperdício de lavra e envio de estéril-minério e minério-estéril de devido ao erro de classificação. O primeiro resultou em redução de custos de transporte e de transformação, o estéril agora é corretamente destinado para os depósitos de estéril. O último permitiu um adicional de nióbio metálico na produção de minério, que anteriormente era classificado como estéril. O retorno total sobre o investimento para as operações da AANB, e atualizado no final de 2012, foi calculado em US $ 2,6 para cada US $ 1 gasto em controle de qualidade. 7 REFERENCES Berbert, C.O., (1984). Carbonatites and associated Mineral Deposits in Brazil. Geological Survey of Japan Report, n263: Brod J.A., Ribeiro, C.C., Gaspar, J.C., Junqueira-Brod, T.C., Barbosa, E.S.R., Riffel, B.F., Silva, J.F., Chaban, N., Ferrari, A.J.D., (2004). Excursão 1. Geologia e mineralizações dos complexos alcalino-carbonatíticos da Província ígnea do Alto Paranaíba. XLII Congresso Brasileiro de Geologia, Araxá, MG, pp Carvalho, W.T., Bressan, S.R., (1997). Depósitos de Fosfatos, Nióbio, Titânio, Terras Raras, e Vermiculita de Catalão I - Goiás. In: Schobbenhaus Filho, C., Queiroz, E.T., Coelho, C.E.S. (Eds), Principais Depósitos Minerais do Brasil. DNPM, Brasília. pp Cordeiro, P.F.O., Brod, J.A., Palmieri, M., Oliveira, C.G., Barbosa, E.S.R., Santos, R.V., Gaspar, J.C., Assis, L.C., (2011a). The Catalão I niobium deposits, Central Brazil, Resoucers, geology and pyroclore chemistry. Ore Geology Reviews, (submitted). Gibson, S.A., Thompson, R.N., Leonardos, O.H., Dickin, A.P., Mitchell, J.G., (1995). The Late Cretaceous Impact of the Trindade Mantle Plume - Evidence from Large-Volume, Mafic, Potassic Magmatism in SE Brazil. Journal of Petrology, 36(1): Gierth, E., Baecker, M.L., (1986). A mineralização de nióbio e as rochas alcalinas associadas no complexo Catalão I, Goiás. In: Schobbenhaus Filho, C., (Ed.), Principais Depósitos Minerais do Brasil. DNPM, Brasília. pp Grossi Sad, J.H., Torres, N., (1976). Geology and mineral resources of the Barreiro complex, Araxá, Minas Gerais. International Symposium on Carbonatites, Poços de Caldas, Brazil, pp Issa Filho, A., P.R.A.S, Souza, O.M., (1984) Aspectos da geologia do complexo carbonatítico do Barreiro, Araxá, MG, Brazil. In: CBMM (Ed.), Complexo Carbonatíticos do Brasil: Geologia. CBMM, São Paulo, Machado Junior, D.L., (1992). Geologia e Aspectos Metalogenéticos do Complexo Alcalino-Carbonatítico de Catalão II (GO), Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 101pp. Palmieri, M., Ferrari, A.J.D., Barbosa, P.A.R., (2006). Geologia da mina de fosfato da Copebrás no Complexo Foscorítico-Carbonatítico da Catalão I. XLII Congresso Brasileiro de Geologia, Aracajú, SE. Sociedade Brasileira de Geologia, Aracajú, SE, pp Ribeiro, C.C., Brod, J.A., Junqueira-Brod, T.C., Gaspar, J.C., Petrinovic, I.A., (2005a). Mineralogical and field aspects of magma fragmentation deposits in a carbonate-phosphate magma chamber: evidence from the Catalão I complex, Brazil. Journal of South American Earth Sciences, 18(3-4):

15 Ribeiro, C.C., T.C., Gaspar, Brod, J.A., (2005b). Controle e gênese dos depósitos de monazita no Complexo Carbonatítico de Catalão I, I Simpósio Brasileiro de Metalogenia, Gramado, RS. pp Ribeiro, C.C., (2008). Geologia, geometalurgia, controles e gênese dos depósitos de fósforo, terras raras e titânio do Complexo Carbonatítico de Catalão I, GO, Universidade de Brasília. Silva, A.B., (1986). Jazida de nióbio de Araxá, Minas Gerais. In: Schobbenhaus, C. (Ed.), Principais depósitos minerais do Brasil. MME/DNPM, Brasília, pp Torres, M.G., (1996). Caracterização Mineralógica do minério fosfático da mina da Arafértil S.A., no complexo de Araxá, MG, Universidade de Brasília. Conheça os autores do projeto Sérgio Eduardo e Silva - Graduado em Geologia pela Universidade de Brasil em 2006, hoje atua como coordenador de Geologia na Anglo American Nióbio Brasil. Matheus Palmieri - Geólogo da Anglo American Nióbio Brasil. Luiz Gustavo Dal bo da Costa - Geólogo da Anglo American Nióbio Brasil. Guilherme José de Carvalho Pereira - Engenheiro de Minas da Anglo American Nióbio Brasil. Daniela de Procópio Alvarenga - Engenheiro de Minas da Anglo American Nióbio Brasil. Pablo Cunha - Engenheiro de Minas da Anglo American Nióbio Brasil. Juliano Oliveira Valle - Supervisor de geologia da Anglo American Nióbio Brasil. Jonas Fernandes dos Santos - Técnico de planejamento da Anglo American Nióbio Brasil. Wendell Rezende Barbosa - Técnico de planejamento da Anglo American Nióbio Brasil.