Os coprodutos da mineração de ferro e o desafio para a inserção no mercado

Departamento de Engenharia de Minas da Os coprodutos da mineração de ferro e o desafio para a inserção no mercado Professor Evandro Moraes da Gama, Engenheiro de Minas Geólogo de Engenharia Professor Titular do Departamento de Engenharia de Minas da UFMG, Coordenador do Laboratório de Geotecnologia e Geomateriais da EEUFMG. Marcelo Martins Neto - Geólogo Ph.D. Multiplus Engenharia - Especialista Desenvolvimento de Projetos Minerais

Resumo Estéreis e Rejeitos Definições e contexto Breve histórico - Linhas de pesquisas do Laboratório de Geotecnologia e Geomateriais. Propriedades técnicas e cientificas dos estéreis e rejeitos Desafios, oportunidades, tecnologias disponíveis consolidadas, soluções

Estéreis e Rejeitos Definições e Desafios Rejeitos de mineração : Materiais deixados após o processo de separação da fração valiosa da fração nãoeconômica de um minério. São compostos por materiais diversos como fragmentos de rochas, material arenoso, polpa argilosa, lamas e fluidos Depositados em barragens Estéreis de Mineração : Os estéreis, por outro lado, são rochas residuais que se sobrepõem, se intercalam ou hospedam o minério ou corpo mineral e devem ser removidas para liberar a extração (lavra) do corpo de minério, sendo necessariamente deslocadas durante a mineração sem serem processadas e obrigatoriamente depositadas em depósitos de estéreis. MINAS GERAIS 2015 20 maiores mineradoras de ferro no QF ( produção > 800.000 t/ano ) Tonelagem estocada até 2015 em barragens e diques 112 M m 3 ( 1,6 t/m3) = 295 MT Tonelagem estocada até 2015 em depósitos de estéreis 183 MT DNPM RAL BRASIL 2010 a 2030 Produção Rejeitos de Mineração de Ferro: 4,72 Bilhões de Toneladas 2010 a 2030 Produção de Todos Rejeitos de Mineração: 11 Bilhões de Toneladas

Breve Historio UFMG x rejeitos e estéreis de mineração 1996 - Projeto Recope _ FINEP - Utilização de Rejeitos, Estéreis e Resíduos da Mineração, Metalurgia e Siderurgia na Construção Civil. RECOPE. 2002 CNPq Preenchimento de cavidades subterrâneas com rejeitos minerais 2005 CNPq - Redução do consumo e otimização do uso e reuso de água de barragens de rejeitos e estéreis de mineração 2007 FINEP - Sistema de monitoramento escavações e barragens de rejeito 2009 FAPEMIG Utilização de metacaolin para filtragem de resíduos e reforço de barragens de rejeitos. 2010 Caracterização de pastas minerais para estocagem em barragens 2012 - Desenvolvimento de aglomerante de baixo custo a partir de estéril de mina para produção de pelotas de minério de ferro por meio de calcinação rápida tipo Flash. 2013 Criação do Laboratório de Geotecnologia e Geomateriais 2017 - Avaliação do potencial do mercado consumidor para os produtos derivados do aproveitamento dos resíduos da mineração de ferro e estudo de alternativas e soluções para o aproveitamento de produtos derivados do tratamento dos resíduos (rejeitos e estéreis) da mineração de ferro DNPM

Pesquisa Extensão 2014 a 2017 : Desenvolvimento em escala piloto de aglomerante de alta resistência e pigmentos a partir de estéreis francos, rejeitos e lama de barragem para produção ecoprodutos - Samarco. Tecnologia inovadora de produção industrial de concentrado flash alegria (cfa) e seu uso na pelotização da Samarco. Caracterização e estudos para elaboração de projeto para transformação e utilização dos rejeitos depositados em produtos favorecendo a reconstrução e a população local. Samarco. Transformação de passivos ambientais minerais em produtos economicamente viáveis. Newsteel Avaliação de subprodutos gerados na flotação de ouro como material de construção Anglo Good Projeto Aproveitamento de estéreis e rejeito de barragem para a produção de produtos eco sustentáveis Vallourec Transformação de passivos ambientais minerais em produtos economicamente viáveis GERDAU Redução do custo do paste fill com a adição de rejeito calcinado flash RCF em substituição do cimento. Votorantim Pelotamento do PAE de Aciaria. Votorantim Metais Transformação de passivos ambientais minerais em produtos economicamente viáveis CBA

o Patentes: Título da patente: Processo de preparação de metakflex aglomerante de alta resistência de produtos e processos que venham a utilizar metakflex PI 0604142-6 Data: 31/08/2006 Nº de pedido de patente internacional: PCT/BR2007/000221-Data: 31/08/2007 Instalação que permite tratar termicamente substâncias pulverulentas PI 9809941-8 Processo para tratamento de rejeitos/estéreis de mineração BR 10 2016 017627 1 Fabricação de pozalanas artificiais utilizando filito e metabasica Fabricação de agregado artificial a partir de rejeitos de barragens solicitado o registro no INPI

Propriedades técnicas e cientificas dos estéreis e rejeitos Solos Brasileiros Estéreis Muito ricos em argilo-minerais em especial caulinita Solos residuais formados pela ação do intemperismo Solos transportados pela ação da gravidade As rochas quando intemperizadas geram solos Rocha Solo Quartzitos(Itabiritos) Areno/argiloso Filitos argiloso Granitos Argilo/arenoso Calcário Argiloso Basalto Argiloso Mineração de minérios, metálicos, não metálicos, todas geram : Depósitos de rochas estéreis (filossilicatos) : Barragens : areias e argilas (filossilicatos)

Barragem de Rejeito estiagem Deposito de Estéril Barragem de rejeito aguas Estéril lavra em Desenvolvimento

Calcinação Flash como ativador das áreas superficiais de substâncias pulverulentas / Aglomeração de finos Calcinação flash de micropartículas aumenta a superfície específica _MEV Caulinita Crua 5 a 12 micras Pozolana calcinada flash 850 C / 120-200 micras

Calcinador Flash princípios e torre para 10 t/h. Torre de calcinação Flash Industrial

Tecnologias disponíveis no Brasil para aproveitamento de estéreis e rejeitos de Mineração Calcinação de materiais pulverulentos Flash Calcination Pozolanas Aglomeração a frio de minérios, agregados artificiais Pigmentos colantes de oxido de ferro Argamassas coloridas Pigmentos de oxido de ferro Blocos de cimento pozolânico com isolamento térmico e acústico Pavimentação de estradas partindo da base e sub base e capeamento asfáltico a frio

PRINCIPAIS APLICAÇÕES Cimento Pavimentação Concreto METAKFLEX Argamassa Pelotização de Minérios Sinterização de Minérios Mercado de Construção Civil Cerâmica

Rejeito de barragem transformado em pigmentos, argamassa, granulado para Construção Civil e granulado para pavimentação. Argamassa Pigmento para tinta Rejeito estocado em barragem Pelotização de minério Agregado para concreto e pavimentação de estradas

Casa de 43,38 m2.área total construída de 46 m2 construída com 3 toneladas de metakflex feito de metabasica/filito calcinado flash 3 toneladas de rejeito arenoso 1 toneladas de lama calcinada flash (pigmento)

Pigmentos PRODUCTION CENTER SUSTAINABLE UFMG

Agregado para concreto e pavimentação de estradas

1m3 de pelota com 0,15 mm de raio tem a massa de 1,12 toneladas 1m3 de lama de barragem tem a massa de 1,16 toneladas Diferença de 30% em massa a menos, estocando pelotas Porém não é barragem, não acumula água, não necessita de fundação especial e não está sujeita PORTARIA No 70.389, DE 17 DE MAIO DE 2017 Cadastro Nacional de Barragens de Mineração, o Sistema Integrado de Gestão em Segurança de Barragens de Mineração e estabelece a periodicidade de execução ou atualização, a qualificação dos responsáveis técnicos, o conteúdo mínimo e o nível de detalhamento do Plano de Segurança da Barragem, das Inspeções de Segurança Regular e Especial, da Revisão Periódica de Segurança de Barragem e do Plano de Ação de Emergência para Barragens de Mineração Representa menos custo e risco para a mineração e pode ser usada como agregado para pavimentação, construção civil e ornamento.

Consumo médio base/sub-base por km Fonte: DER/MG 100 km 1.000 km 10.000 km Consumo em toneladas 1.500.000 t 15.000.000 t 150.000.000 t Malha do Sudeste 22% 330.000 t 3.300.000 t 33.000.000 t 10% do volume na região SE 33.000 t 330.000 t 3.300.000 t Exemplo de pavimentação com rejeito arenoso França 2016 Empresa Malet - Pavimentação Rejeito arenoso Aplicação de pozolana no rejeito arenoso

Escavação e aterro com material novo agregados Operação Resultado Final base imprimada França 2016 Empresa Malet - Pavimentação Solo tratado com 8% de pozolana (metacaulim) Custo (dolar/m3) Operação Custo (/m3) Escavação do solo 2 Escavação do solo O transporte até o local de disposição 6 Mover-se de local de escavação (reutilização de material: corte e aterro) 1.5 Disposição do solos local 0.5 11 Custo do metacaulim in situ (2% x 1.7 t/m3 x 105 dolar/t) 3.6 6 Espalhamento e mistura 2.2 2 Classificação e compactação Disposição (1.7 t/m3 x 6 euros/t) Custo de agregados (2 t/m3 x 5.5 euros/t) Transporte dos novos materiais do centro da reciclagem para o site Classificação e compactação dos materiais de pavimentação Total 10.2 37.2 Total 2 2 11.8

Separação de Materiais Indesejáveis ao Processo (Matérias Orgânicas,...) Fluxograma conceitual Combustível Processo de Calcinação Flash Destinação A Destinação B lama/estereis Sistema de Mistura Estéril Argiloso Combustível Secador de lama Silo com (Cimento Pozolâmico) Fabricação de Aglomerados Manufaturados para Construção Civil e Pavimentação Fabricação de Artefatos para Construção Civil Fabricação de Material Fino para Pavimentação de Vias Pilhas Pelotas e micropelotas de Cura a Frio Pilhas Briquetes de Cura a Frio Aplicação em base e sub-base em estradas a serem asfaltadas Fabricação de tijolos para paredes de casas, muros e blocos para pavimentação Sistema de Dosagem

Fonte Projeto DNPM UFMG 2017

OBJETIVO Transformar rejeitos/lamas/estéreis de mineração em coprodutos economicamente viáveis O NEGÓCIO Prod. M. Ferro MG: 275 Mt Rejeitos/Estéreis: 385 Mt (Rejeitos: 110 Mt) 2015 Fonte: DNPM

O NEGÓCIO Cenário Realista

O NEGÓCIO

O NEGÓCIO Premissas: Produção de pozolana 70% e Areia 30% (10 anos) Preço/t Ano 1: Pozolana R$120, Areia R$30 Capacidade 250 ktpa 500 ktpa 1 Mtpa Capex total R$ 25 M R$ 45 M R$ 80 M Capex desenvolvimento R$ 1,5 M R$ 2 M R$ 3 M Capex construção R$ 23,5 M R$ 45 M R$ 92 M Opex (R$/t) R$ 28,09 R$ 26,34 R$ 24,94 Receita Bruta anual média R$ 25,1 M R$ 48,2 M R$ 96 M Ebitda anual médio R$ 11,3 M R$ 22,6 M R$ 56 M Margem Ebitda anual média 55% 57% 63% Margem Líquida anual média 40% 42% 46% R$ 29 M R$ 57 M R$ 153 M TIR 32% 34% 38% Payback (anos) 3,0 3,2 3,1 VPL 8

Principais Desafios Cultural Técnico - Desconhecimento até mesmo acadêmico do tratamento de rejeitos e estéreis Cultural Posturas reativas nas demandas das comunidades em relação aos resíduos e seus riscos associados e posicionamento perante situações críticas Baixo grau de estruturação administrativa das empresas produtoras perante a gestão dos resíduos da mineração Principais Oportunidades Divulgação ao público sobre características e benefícios e importância da reutilização dos estéreis da mineração Crescente aceitação do governo da importância do reaproveitamento dos resíduos Geração de emprego à nas mineradoras e no reaproveitamento dos resíduos Articulação setorial dos setores envolvidos (ao longo das cadeias produtivas) Redução de passivo ambiental Desenvolvimento de novos pólos produtores de agregados (a partir dos resíduos do ferro) Perfil empreendedor de novas empresas Novas rotas tecnológicas de lavra e beneficiamento voltadas para reaproveitamento dos resíduos Melhor conhecimento da geologia e suas potencialidades, possibilitando melhoria no reaproveitamento dos resíduos

SUGESTOES Inserção na academia de matérias relativas ao aproveitamento de estéreis e rejeitos na mineração. Missões técnicas no Brasil de Países que tenham a cultura do aproveitamento de estéreis e rejeitos na mineração. Atuação proativa de órgãos públicos na criação, desenvolvimento e consolidação de um arcabouço legal, regulatório e tributário para viabilizar, incentivar e acelerar iniciativas de reaproveitamento de coprodutos da mineração. Consórcios ou parcerias público-privadas como modelos societários nos parecem adequados para iniciativas desta natureza.carteiras de fomento nacionais (p.ex., FINEP, BNDES) ou internacionais (p.ex., BID, Banco Mundial/IFC) A pozolana e a areia perfeitamente adequadas às normas da ABNT e do DNIT, há ainda que se criar todo um ambiente de fomento e incentivo para seu uso, no sentido que o uso e aplicação destes produtos façam parte de, por exemplo, editais de licitação do DNIT para grandes obras de infraestrutura.

Soluções Pavimentacão Construtoras FEAM Diálogo Mineradoras Cimenteiras Produtoras de artefatos para construção civil e infraestrutur a Ministerio Publico Estadual e Federal

Agradecimentos CREA MG