14 de maio de 2013 Belo Horizonte (MG) Empresa: Mirabela Mineração Trabalho premiado: Aumento da recuperação metalúrgica de níquel através da implantação de um circuito de deslamagem na Mirabela Mineração Categoria: Processo Autores: Evandro Figueiredo Reis Faria Luiz Tavares dos Santos Júnior Revista Minérios & Minerales premiodeexcelencia@revistaminerios.com.br premio@eventosminerios.com.br www.revistaminerios.com.br Tel.: (11) 3788-5500
AUMENTO DA RECUPERAÇÃO METALÚRGICA DE NÍQUEL ATRAVÉS DA IMPLANTAÇÃO DE UM CIRCUITO DE DESLAMAGEM NA MIRABELA MINERAÇÃO Autores: Luiz Tavares dos Santos Junior Coordenador de Processos Evandro Figueiredo Reis Faria Diretor de Planejamento e P&D
INTRODUÇÃO A Mirabela Mineração buscando maximizar a recuperação de níquel vem conduzindo estudos de desenvolvimento de novas rotas de processo para as diferentes tipologias de minério. Atualmente processado na usina de beneficiamento da Mirabela, temos a presença de minerais que são prejudiciais ao processo de flotação (especialmente crisotila, lizardita e argilo-minerais). A presença destes minerais provoca a ocorrência do fenômeno denominado slime coating (cobertura de lama em tradução livre), onde estes minerais recobrem a superfície dos grãos de sulfetos (minerais ao qual o níquel está associado). Estes minerais formam uma barreira física que impede a interação entre as moléculas de coletor (reagente responsável pela adesão dos minerais de interesse às bolhas, e consequentemente pela sua recuperação), impedindo a ocorrência do processo de flotação e comprometendo significativamente a recuperação metalúrgica do processo. A figura 1 represente com maiores detalhes deste efeito. Figura 1 Representação de um grão de sulfeto coberto por partículas de crisotila que segam o coletor, impedindo o contato com a bolha de ar. A influência da crisotila e lizardita no processo de flotação é severa e pode ser quantificada pela informação presente na figura 2.
Figura 2 Flotabilidade da pentlandita em função da concentração de crisotila e pentlandita (alterações do serpentinito). A figura mostra claramente que mesmo com pequenas concentrações destes minerais a flotabilidade da pentlandita (principal mineral de níquel presente na Mirabela) é reduzida virtualmente para zero. Estes minerais por serem geralmente encontrados em zonas de falha, e consequentemente submetidos a processos de intemperismo, são extremamente friáveis, o que faz com que se concentrem na fração mais fina do minério após o processo de cominuição. As figuras 3 e 4 apresentam um exemplo da forma como estes minerais (crisotila e lizardita), comumente denominados kriptonita, ocorrem na reserva da Mirabela. Figura 3 Exemplo de falha com zonas de alteração. A kriptonita ocorre como a zona de alteração interna.
Figura 4 Aspecto físico da kriptonita. Portanto, para que se eliminem estes minerais da alimentação da flotação, a separação dos finos (material abaixo de 10µm) é uma alternativa viável, uma vez que conforme dito anteriormente é nesta fração que ocorre a concentração destes minerais. Com isto, a deslamagem torna-se uma alternativa de processo adequada para a correção deste problema. TESTES EM ESCALA PILOTO Para avaliação da viabilidade técnico-econômica do projeto, foi feita uma campanha de testes em planta piloto. O minério avaliado durante estes testes continha um elevado percentual de kriptonita em sua composição (40%), e os resultados obtidos podem ser vistos na figura 5.
Figura 5 Resultados dos Testes Pilotos Realizados Os resultados obtidos demonstram que a implantação do processo de deslamagem permite um aumento expressivo na recuperação metalúrgica da flotação, tendo impacto direto no faturamento da empresa, no aumento de reservas minerais (pela viabilização do processamento do minério contaminado), bem como redução no consumo de dispersantes no circuito. A expectativa é de que após o startup da deslamagem o consumo de dispersantes seja reduzido dos atuais 1.500 g/t (poliacrilato+silicato de sódio) para menos de 500g/t. Figura 6 Foto das instalações da Planta Piloto da Mirabela IMPLANTAÇÃO CIRCUITO INDUSTRIAL Definida a viabilidade técnica-econômica, deu-se inicio ao projeto de implantação industrial. O circuito de deslamagem foi constituído em três etapas, com ciclones de 20, 10 e 4, conforme fluxograma abaixo.
FLUXOGRAMA - DESLAMAGEM REJEITO FINAL PN-4202-003 HC-4202-004 HC-4202-005 HC-4202-006 HC-4202-007 BP-4202-084 BP-4202-085 BP-4202-086 ÁGUA DE PROCESSO* CX-4202-028 FLOTAÇÃO HC-4202-002 HC-4202-003 BY-PASS BATERIA DE 10" (INTERMEDIÁRIA) BY-PASS DESLAMAGEM BP-4202-080 BP-4202-081 BP-4202-082 CX-4202-027 BP-4202-076 BP-4202-077 BP-4202-078 CX-4202-026 HC-4201-001 ÁGUA DE PROCESSO ALIMENTAÇÃO NOVA MO-4201-002 MO-4201-003 MO-4201-001 BR-4252-002 BR-4252-003 CX-4201-001 BP-4201-002 BP-4201-003 Figura 7 Fluxograma de Processo Moagem e Deslamagem Figura 8 Planta de Beneficiamento da Mirabela RESULTADOS INDUSTRIAIS Com a implementação do circuito de deslamagem os principais ganhos esperados eram:
1. Uma significativa redução no uso de reagentes; 2. Aumento da qualidade do produto devido à proporção de MgO nas frações finas; 3. De 5 a 10% de aumento de recuperação com a alimentação de minério com grande quantidade de finos naturais; 4. Potencial para melhorar em 5% a recuperação de minérios comumente alimentados (com pouco finos naturais). Após o start-up e ramp-up do circuito de deslamagem, ocorrido no 2º trimestre de 2012, foram mensurados os ganhos obtidos com sua implantação. O custo com reagentes reduziu 65%, devido principalmente ao uso de dispersantes, que foi reduzido para patamares de 300 g/t, contra 1500 g/t antes da deslamagem. Com relação à qualidade, medida pela relação Fe/MgO no concentrado, houve um pequeno ganho de 3%, passando de 3,3 para 3,4. A recuperação da flotação apresentou ganhos expressivos. Durante os primeiros meses de operação da deslamagem, a planta foi alimentada com minério fino e alterado, previamente considerado não econômico (recuperações entre 40 e 50%). A deslamagem, com sucesso, removeu este material fino e atingiu desempenho na flotação entre 55 e 60%. Vários testes On/Off foram conduzidos na planta de deslamagem. Os dados claramente mostram a melhora da recuperação global de níquel com a deslamagem operacional. O ganho médio obtido foi de aproximadamente 9%, conforme figura abaixo.
70.00 GLOBAL RECOVERY "ON OFF" DESLIMING 60.00 50.00 53.59 59.37 59.56 58.32 58.02 54.46 49.67 56.33 57.43 42.82 48.38 40.00 36.95 30.00 20.00 10.00 0.00 1/08 a 4/08 5/08 a 11/08 12/08 a 18/08 19/08 a 25/08 26/08 a 31/08 Média Ni GLOBAL RECOVERY WITH DESLIMING Ni GLOBAL RECOVERY WITHOUT DESLIMING Figura 9 Resultados de recuperação com a deslamagem CONCLUSÕES A planta de deslamagem está agora totalmente operacional e funcionando 24 horas por dia. Os custos com reagentes tiveram uma redução significativa e fortes evidencias mostraram os ganhos obtidos na recuperação global de níquel, ajudando a estabilizar as condições operacionais da planta e também melhorando a qualidade do produto final e reduzindo sua variabilidade. Novos estudos ainda serão realizados com o objetivo de recuperar o níquel perdido na lama e, consequentemente, aumentar a recuperação metalúrgica da planta. Conheça os autores do projeto Luiz Tavares dos Santos Júnior - Engenheiro de Minas graduado pela Universidade Federal de Ouro Preto, atua a 8 anos na área de beneficiamento mineral, tendo passado pelas empresas Cemi, Kinross e Mirabela, onde se encontra atualmente..
Evandro Figueiredo Reis Faria - Tem 10 anos de experiência em minerações de zinco, ouro e níquel. Inicialmente trabalhou para Votorantim Metais e Kinross. Esteve envolvido no comissionamento de 4 plantas de beneficiamento. É Engenheiro de Minas formado pela Universidade Federal de Minas Gerais.