1 Geometalurgia

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Programa de Especialização Profissional
Especialização em Mineração
Operações de Beneficiamento
Programa de Especialização Profissional
GEOMETALURGIA
Eng. Cláudio Batista Vieira, M.Sc., Dr.
Prof. da Escola de Minas da UFOP e da REDEMATProf. da Escola de Minas da UFOP e da REDEMAT
Departamento de Metalurgia e Materiais
Curso de Especialização em Sistemas Mínero-Metalúrgicos 
UFOP-NUPEC-FG
Programa de Especialização Profissional
??
Programa de Especialização Profissional
GEOMETALURGIA ?
Programa de Especialização Profissional
MINÉRIOS de Fe, Mn,MINÉRIOS de Fe, Mn,NiNi, Zn, Cu, Al, Cr, , Zn, Cu, Al, Cr, etcetc
Comportamento nos Processos Comportamento nos Processos MíneroMínero--MetalúrgicosMetalúrgicos
Programa de Especialização Profissional
Conhecendo melhor o minérioConhecendo melhor o minério
Programa de Especialização Profissional
GeometalurgiaGeometalurgia
Programa de Especialização Profissional
GEOMETALURGIAGEOMETALURGIA
VALE DNAVALE DNA
Programa de Especialização Profissional
GEOMETALURGIAGEOMETALURGIA
Visão Sistêmica: Cadeia ProdutivaVisão Sistêmica: Cadeia Produtiva
VALEVALE Do minério ao produto final (metal, liga metálica, Do minério ao produto final (metal, liga metálica, etcetc))
DNA
Programa de Especialização Profissional
Evolution of the Brazilian reserves and identified resources during 
the period 1950-2000 (Values in tons, except when indicated)
Mineral 
commodity
1950
reserves &
1974
reserves &
2000
reserves &
Growt
h in
50 
years
Identified 
resources
Identified 
resources
Identified 
resources
(2000/
1950)
Bauxite 1.4 x 10 9 1.6 x 10 10 3.5 x 10 10 25.0x
Copper 1.0 x 10 8 3.9 x 10 8 6.5 x 10 8 6.5x
Gold 3.1 x 10 4 4.0 x 10 4 7.7 x 10 4 2.5x
Iron 1.9 x 10 10 8.8 x 10 10 3.1 x 10 11 16.3x
Lead 4.0 x 10 7 1.5 x 10 8 1.3 x 10 8 3.25xLead 4.0 x 10 7 1.5 x 10 8 1.3 x 10 8 3.25x
Nickel 1.4 x 10 7 4.4 x 10 7 1.5 x 10 8 10.7x
Phosphate 
rock
2.6 x 10 9 1.3 x 10 10 3.7 x 10 10 14.2x
Silver 1.6 x 10 5 1.9 x 10 5 4.2 x 10 5 2.6x
Tin 6.0 x 10 6 1.0 x 10 7 12.0 x 10 6 2.0x
Zinc 7.0 x 10 7 1.2 x 10 8 4.3 x 10 8 6.1x
Coal 6.0 x 1010 6.5 x 1011 9.8 x 10 11 16.3
Oil (bbl) 8.0 x 10 10 7.2 x 10 11 1.05 x 10 12 13.1x
Natural Gas 
(m3)
4.7x1012 2.2 x 10 15 1.5 x 10 14 31.9x
Source: USGS (several), BP Statistical Review of World Energy (several), 
The Petroleum Handbook, Royal Dutch/Shell Group of Companies, Fifth edition, 1966, 
IEA(several), UN-Statistical Yearbook(several)
Programa de Especialização Profissional
MAIORIA DOS MINERAIS NA TERRA: Oito Elementos 
Elementos combinam-se MINERAIS
ORDEM DE ABUNDÂNCIA:
1. OXIGÊNIO (O)
2. SILÍCIO (Si)
3. ALUMÍNIO (Al)3. ALUMÍNIO (Al)
4. FERRO (Fe)
5. CÁLCIO (Ca)
6. POTÁSSIO (K)
7. SÓDIO (Na)
8. MAGNÉSIO (Mg)
Programa de Especialização Profissional
MINÉRIO DE MANGANÊS: Principais Reservas Brasileiras
Fonte: Ministério de Minas e Energia, Secretaria de Geologia, Mineração e Processamento Mineral, Setor Mineral Brasileiro, Lisboa, 2007
Programa de Especialização Profissional
MINÉRIO DE ALUMINIO: Principais Reservas Brasileiras
Fonte: Ministério de Minas e Energia, Secretaria de Geologia, Mineração e Processamento Mineral, Setor Mineral Brasileiro, Lisboa, 2007
Programa de Especialização Profissional
MINÉRIO DE NÍQUEL: Principais Reservas Brasileiras
Fonte: Ministério de Minas e Energia, Secretaria de Geologia, Mineração e Processamento Mineral, Setor Mineral Brasileiro, Lisboa, 2007
Programa de Especialização Profissional
MINÉRIO DE CROMO: Principais Reservas Brasileiras
Fonte: Ministério de Minas e Energia, Secretaria de Geologia, Mineração e Processamento Mineral, Setor Mineral Brasileiro, Lisboa, 2007
Programa de Especialização Profissional
MINÉRIO DE FERRO: Principais Reservas Brasileiras
Fonte: Ministério de Minas e Energia, Secretaria de Geologia, Mineração e Processamento Mineral, Setor Mineral Brasileiro, Lisboa, 
2007
Programa de Especialização Profissional
Programa de Especialização Profissional
Programa de Especialização Profissional
O FERRO
• O ferro é o segundo metal em abundância ( depois do Al ) 
e o quarto elemento químico mais abundante na Terra.
• Dados astro-físicos sugerem que o ferro seja ainda mais 
abundante no interior do planeta.
• O ferro puro (nativo) é muito reativo (e raro). Em 
condições superficiais ele se oxida rapidamente, gerando 
um óxido férrico hidratado (ferrugem), que descama e 
expõe continuamente a superfície metálica.
Programa de Especialização Profissional
UTILIZAÇÃO ATUAL DO MINÉRIO DE FERRO
Programa de Especialização Profissional
INDÚSTRIA SIDERÚRGICAINDÚSTRIA SIDERÚRGICA
MINÉRIO DE FERROMINÉRIO DE FERRO
FinosFinos
GranuladosGranulados
Pelotas / SínteresPelotas / Sínteres
SUCATASUCATA
Aço RecicladoAço Reciclado
Produtos Manufaturados Produtos Manufaturados -- Indústria MetalIndústria Metal--MecânicaMecânica
PRODUTOS PRIMÁRIOS DE AÇO
Chapas
Barras
Vergalhões
Perfis
Programa de Especialização Profissional
Ferro
Gusa
M
in
ér
io
 d
e 
F
er
ro
Granulado AF
E / OU
SINTERIZAÇÃO
SinterSinter Feed
E / OU PLACAS
. Bobinas
ALTO-
FORNO LINGOTAMENTO
Aço Líquido
REFINO PRIMÁRIO E SECUNDÁRIO
USINA INTEGRADA A COQUEUSINA INTEGRADA A COQUEUSINA INTEGRADA A COQUEUSINA INTEGRADA A COQUEUSINA INTEGRADA A COQUEUSINA INTEGRADA A COQUEUSINA INTEGRADA A COQUEUSINA INTEGRADA A COQUE
Pellet feed Pelotização Pelota AF
Carvão
Mineral
COQUERIA
Coque
Fundentes
. Bobinas
. Tubos c/ Costura
. Chapas
TARUGOS. BARRAS
. FIO MÁQUINA
. VERGALHÕES
BLOCOS
. PERFIS ESTRUTURAIS
. TRILHOS E TALHAS
LAMINAÇÃO
Programa de Especialização Profissional
M
in
ér
io
 d
e 
F
er
ro
Pellet PELOTIZAÇÃO Pelota RD
E / OU
Granulado RD
Ferro
Esponja
Sucata
REDUÇÃO
DIRETA FORNOELÉTRICO 
USINA INTEGRADA REDUÇÃO DIRETAUSINA INTEGRADA REDUÇÃO DIRETAUSINA INTEGRADA REDUÇÃO DIRETAUSINA INTEGRADA REDUÇÃO DIRETAUSINA INTEGRADA REDUÇÃO DIRETAUSINA INTEGRADA REDUÇÃO DIRETAUSINA INTEGRADA REDUÇÃO DIRETAUSINA INTEGRADA REDUÇÃO DIRETA
PLACAS
. BOBINAS
. TUBOS C/ COSTURA
. CHAPAS
TARUGOS
. BARRAS
. FIO MÁQUINA , VERGALHÕES
BLOCOS
. PERFIS ESTRUTURAIS
. TRILHOS E TALHAS
Gás Natural
REFORMADOR
Gás Redutor
Aço Líquido
LINGOTAMENTO
LAMINAÇÃO
Programa de Especialização Profissional
Minas da VALE
Corpos de Minérios Ricos 
Corpos de Minérios Pobres (Jaspelitos e Itabiritos)
Usinas de Beneficiamento
VALE : CADEIA PRODUTIVA DE PELOTAS DE MINÉRIO DE FERROVALE : CADEIA PRODUTIVA DE PELOTAS DE MINÉRIO DE FERROVALE : CADEIA PRODUTIVA DE PELOTAS DE MINÉRIO DE FERROVALE : CADEIA PRODUTIVA DE PELOTAS DE MINÉRIO DE FERRO
Usinas de Pelotização
Usina de Fábrica
Usina de São LuizComplexo de Tubarão
Clientes
Outras 
Programa de Especialização Profissional
TIPOS GRANULOMÉTRICOS TIPOS GRANULOMÉTRICOS TIPOS GRANULOMÉTRICOS TIPOS GRANULOMÉTRICOS TIPOS GRANULOMÉTRICOS TIPOS GRANULOMÉTRICOS TIPOS GRANULOMÉTRICOS TIPOS GRANULOMÉTRICOS GERADOS NA GERADOS NA GERADOS NA GERADOS NA GERADOS NA GERADOS NA GERADOS NA GERADOS NA MINERAÇÃO DE FERROMINERAÇÃO DE FERROMINERAÇÃO DE FERROMINERAÇÃO DE FERROMINERAÇÃO DE FERROMINERAÇÃO DE FERROMINERAÇÃO DE FERROMINERAÇÃO DE FERRO
GRANULADO 
( > 6,3 mm)
PELLET FEED 
( < 0,15 mm)
SINTER FEED
( < 6,3 mm >0,15 mm)
PROCESSO DE
SINTERIZAÇÃO
PROCESSO DE 
PELOTIZAÇÃO
SINTER PELOTA
REATORES DE REDUÇÃO
Programa de Especialização Profissional
Geometalurgia x Beneficiamento: 
Abordagem Geotratamentista:
CORPOS POBRES: CORPOS POBRES: JaspilitoJaspilito e e ItabiritoItabirito
Programa de Especialização Profissional
CORPOS RICOS CORPOS RICOS 
Programa de Especialização Profissional
Reator de Reator de Reator de Reator de 
ReduçãoReduçãoReduçãoReduçãoGranuladoGranuladoGranuladoGranulado
CONCENTRAÇÃO
CONCENTRAÇÃO
Importância da Geometalurgia no Beneficiamento:Importância da Geometalurgia no Beneficiamento:Importância da Geometalurgiano Beneficiamento:Importância da Geometalurgia no Beneficiamento:
Tipos Granulométricos e Produtos das Minas Tipos Granulométricos e Produtos das Minas Tipos Granulométricos e Produtos das Minas Tipos Granulométricos e Produtos das Minas 
Beneficiamento, Processos de Redução e Aglomeração Beneficiamento, Processos de Redução e Aglomeração Beneficiamento, Processos de Redução e Aglomeração Beneficiamento, Processos de Redução e Aglomeração 
Composição química satisfatória
SinterizaçãoSinterizaçãoSinterizaçãoSinterização
PelotizaçãoPelotizaçãoPelotizaçãoPelotização
Sinter Feed Sinter Feed Sinter Feed Sinter Feed 
Pelett FeedPelett FeedPelett FeedPelett Feed
SinterSinterSinterSinter
PelotaPelotaPelotaPelota
CONCENTRAÇÃO
CONCENTRAÇÃO
Composição química satisfatória
Composição química satisfatória
Programa de Especialização Profissional
AltoAltoAltoAlto----fornofornofornoforno
SinterSinterSinterSinter
GranuladoGranuladoGranuladoGranuladoPelotaPelotaPelotaPelota
Uso nos Reatores de ReduçãoUso nos Reatores de ReduçãoUso nos Reatores de ReduçãoUso nos Reatores de Redução
Processos deProcessos deProcessos deProcessos de
Redução DiretaRedução DiretaRedução DiretaRedução Direta
Novos Processos deNovos Processos deNovos Processos deNovos Processos de
Produção de Ferro Produção de Ferro Produção de Ferro Produção de Ferro 
PrimárioPrimárioPrimárioPrimário
Programa de Especialização Profissional
Calor e pressão
(metamorfismo)
ROCHA 
SEDIMENTAR 
ROCHAS
ÍGNEAS
Cimentação e compactação
Intemperismo,
transporte e
deposição
SedimentosIntemperismo,
transporte e deposição
AMBIENTE GEOLÓGICO
Tipos de Rochas
1_11
Fusão
(metamorfismo)
Calor e pressão
(metamorfismo)
ROCHA 
METAMÓRFICA
MAGMA
(rocha fundida)
Resfriamento e
solidificação 
(cristalização)
Programa de Especialização Profissional
Tipos de Minérios de Ferro: 
Quanto a Rocha
• Minérios Sedimentares - tipos Minette / 
Clinton (ironstones oolíticos) Carajás, Corumbá
• Minérios Ígneos - Magnetíticos (tipo Kiruna)
• Minérios Metamórficos - BIFs (tipo superior)
Quadrilátero Ferrífero
Programa de Especialização Profissional
Minérios de Ferro:
Principais Províncias Ferríferas do Brasil
Programa de Especialização Profissional
Existem Diferentes Categorias 
Tipológicas de Minérios de Ferro
Brasileiros em Função dos Diferentes 
Ambientes Geológicos
ABORDAGEM
GEOMETALÚRGICA 
Gerar informações Gerar informações 
importantes para melhor importantes para melhor 
aproveitamento econômico aproveitamento econômico 
das minas e para o das minas e para o 
controle,análise e controle,análise e 
melhoria dos processos melhoria dos processos 
míneromínero--metalúrgicosmetalúrgicos
dada VALE, VALE, assimassim comocomo
parapara garantirgarantir qualidadequalidade
dos dos seusseus produtosprodutos. . 
Metamorfismo
Deformação
Intemperismo
AMBIENTE
GEOLÓGICO
Programa de Especialização Profissional
Carbonatos
Óxidos:
Fe203
Fe3O4
X Principais Minerais 
de Ferro
MINERAIS DE FERRO
Hidróxidos
FeO.OH
Sulfetos
Silicatos
X
X
X
de Ferro
Programa de Especialização Profissional
MINERAIS DE FERRO
Programa de Especialização Profissional
Hidróxidos
Carbonatos
Óxidos
Minerais de 
Manganês
MINERAIS DE MANGANÊS
Silicatos
Hidratados
Silicatos
Anidros
SulfetosX
Programa de Especialização Profissional
Óxidos Hidróxidos
Critomelana KMn8O16 Manganita MnO(OH)
Pirolusita MnO2 Grautita MnO(OH)
Nsutita MnO2 Pirocroita Mn(OH)2
Hollandita BaMn8O16 Litioforita (Li, Al)MnO2(OH)2
Birnessita MnO2 Psilomelana BaMn5O10H2O
Bixbyita Mn2O3 Silicatos Anidros
Jacobisita (Mn, Fe)O4 Rodonita MnSiO3
Hausmannita Mn O Piroxmangita MnSiO
MINERAIS DE MANGANÊS
Hausmannita Mn3O4 Piroxmangita MnSiO3
Manganosita MnO Tefroíta Mn2SiO4
Silicatos Hidratados Espessartita Mn3Al2Si3O12
Bemetita (Mn,Mg,Fe)6Si4(O,OH)18 Braunita (Mn, Si)2O3
Neotocita (Mn, Fe)SiO3 . n H2O Carbonatos e Sulfetos
Rodocrosita MnCO3
Alabandita MnS
Programa de Especialização Profissional
Hematita
• É um óxido de ferro (Fe3+)
• Hematita = Fe2O3
• Existem diferentes tipos de hematita
nos minérios brasileiros.
• Cada tipo de hematita pode
apresentar comportamento bem
Hexagonal Compacto
apresentar comportamento bem
distinto nos processos mínero-
metalúrgicos.
• Os minérios hematíticos do QF
costumam ter baixos teores de P
(comparados com os goethíticos)
• Parâmetros intrínsecos importantes
que influenciam os processos:
tamanho de cristal, porosidade e
tamanho dos poros.
Programa de Especialização Profissional
MAGNETITA :
• É um óxido de ferro
• Magnetita = Fe3O4 (Fe2+ e Fe3+)
• (FeO.Fe2 O3)
• É praticamente inexistente a 
comercializão de minérios 
magnéticos brasileiros para reatores de 
redução e para processos de 
aglomeração.
• PPC negativo.
• Como é o comportamento das 
magnetitas nos reatores de redução e 
na pelotização?CFC
Programa de Especialização Profissional
Goethita
• É um hidróxido de ferro
• Goethita = FeO.OH
• PPC positivo
• Quando aquecida em alta temperatura
transforma-se em hematita liberando água:transforma-se em hematita liberando água:
• 2.FeO.OH →→→→ Fe2O3 + H2O↑
• Reação endotérmica
• Os minérios goethíticos do QF costumam ter
altos teores de P, Al203 e ganga.
• Como é o comportamento das goethitas na
pelotização?
Programa de Especialização Profissional
• A técnica de microscopia ótica é uma 
importante ferramenta para avaliação das 
características mineralógicas e microestruturais 
de partículas de granulado, sínter feed e pellet 
feed visando previsibilidade de 
comportamento. 
Minerais x Microscopia Ótica (MO) x ProcessosMinerais x Microscopia Ótica (MO) x ProcessosMinerais x Microscopia Ótica (MO) x ProcessosMinerais x Microscopia Ótica (MO) x Processos
comportamento. 
• Técnicas auxiliares de difratometria de Raios-X, 
MEV, etc devem ser empregadas de forma 
complementar em situações específicas 
(minerais de ganga,etc).
Programa de Especialização Profissional
Programa de Especialização Profissional
Magnetita
Martita
Hematita Lobular
Hematita Granular
L/l < 2
Hematita Tabular Terminologia 
1
2
3
4
5
Tipos 
de óxidos 
e 
hidróxidos 
de Ferro Hematita Tabular
2 < L/l < 5
Hematita Especular
L/l > 5
Goethita
Agregado Terroso
Terminologia 
adotada5
6
7
8
de Ferro 
Via MO 
Programa de Especialização Profissional
Óxidos e hidróxidos de ferro Tipos Descrição dos Tipos
Óxido Hematita: Fe2O3
A hematita se cristaliza em duas formas alotrópicas denominadas de hematita
alfa (Fe2O3 α) e hematita gama (Fe2O3 γ ), comumente chamada de
maghemita. O sistema cristalino da hematita alfa é hexagonal
compacto com relação aos íons de oxigênio, sendo que os íons
férricos ocupam dois terços dos interstícios octaédricos da rede
cristalina. A hematita gama é o resultado da oxidação controlada da
magnetita. Estruturalmente é considerada como um espinélio do tipo
defeituoso ou um espinélio magnetítico deficiente em ferro. O sistema
cristalino da hematita gama é cúbico de face centrado em relação aos
íons de oxigênio, sendo que 88,88% dos 24 espaços ocupados pela
magnetita são ocupados pelos íons férricos
Hematita Especular
Hematita
Granular
Martita
ou Hematita 
Martitica
Hematita Especular
É também conhecida como tabular e apresenta forma placóide. Os cristais de hematita
especular estão presentes, na maioria das vezes, em minérios xistosos. Pode
ser encontrada com menor freqüência em minérios supergênicos, ou mais
comumente em minérios que sofreram metamorfismo e tectonismo. Apresenta
alta reflexão ótica.
Hematita Granular
Tem forma equidimensional. Pode ser encontrada, em minérios supergênicos (em
menor escala) e em minérios metamórficos poucos xistosos.
Martita
A martita é o produto da alteração supergênica dos cristais de magnetita (CFC) para
hematita (HC) por substituição epitaxial. A martitização ocorre como
conseqüência das similaridades estruturais existentes entre os planos (111) da
magnetita e (0001) da hematita. Muitas vezes, mantêm preservados no interiorde seus cristais relictos de magnetita ou de kenomagnetita.
Óxido Magnetita: Fe3O4 ou FeO.Fe2O3 Magnetita Magnetita
Classificação dos Principais Tipos de Óxidos e Hidróxidos de Minérios de Ferro Brasileiros 
3 4 2 3
Sua estrutura pode ser descrita como um arranjo cúbico compacto (fcc) de íons 
O2- com metade dos íons Fe3+ ocupando 1/8 dos sítios cristalográficos 
tetraédricos (IV) e o total de íons Fe2+ e a metade restante de íons Fe3+
ocupando 1/2 dos sítios octaédricos disponíveis A ocupação desses 
sítios resulta em uma cela unitária 2x2x2 maior do que um arranjo fcc 
simples, totalizando portanto 32 íons O2- por cela unitária. 
Kenomagnetita O termo magnetita será empregado para descrever magnetita estequiométrica (Fe3O4
ou FeO.Fe2O3).
Kenomagnetita
Conforme terminologia introduzida por Morris e consagrada por Kullerud, será
utilizado o termo kenomagnetita para caracterizar uma fase intermediária
constituída de uma solução sólida entre a magnetita e maghemita (γ Fe2O3), de
cor aproximadamente bege-rosa em seção polida, deficiente em cátion.
Hidróxido Goethita: FeOOH
A estrutura da goethita baseia-se no empacotamento compacto de íons
oxigênio (O2-) e hidroxilas (OH-) com íons Fe3+ em sítios octaédricos
(Clark, 1972). Os sítios octaédricos estão arranjados de tal maneira
que fileiras duplas de sítios octaédricos com Fe3+ ficam separadas por
fileiras duplas de sítios octaédricos vazios. Nas filas ou cadeias duplas
octaédricas com Fe3+ intersticial os poliedros estendem-se
paralelamente na direção [001] partilhando suas arestas. As cadeias
duplas são unidas umas às outras pelos vértices dos poliedros
octaédricos. Nessa estruturação o empacotamento compacto de âníons
se dá ao longo da direção [100], e nesses planos âníons O2- alternam-
se com âníons OH-.
Goethita Goethita
É um dos mais abundantes e estáveis polimorfos dos chamados oxihidróxidos de ferro. 
Essas fases minerais são estáveis em condições de pressão e temperatura 
próximas à superfície. Tais minerais são importantes na geoquímica de meios 
aquosos. Devido seu tamanho relativamente pequeno, os mesmos tendem a ser 
altamente reativos no que se refere a adsorção de superfície, servindo com 
meio de retenção de metais pesados e outros complexos aquosos. 
Programa de Especialização Profissional
DNA
Classificação dos Principais Tipos de Óxidos e Hidróxidos de Minérios de Ferro Brasileiros 
Programa de Especialização Profissional
Porfiroblasto de magnetita parcialmente martitizada.
Mina de Cauê. Nic. //
Agregado de magnetita (Mg) parcialmente martitizada 
em minério compacto. Mina do Córrego do Feijão Nic. //
Magnetita / Martita Magnetita / Martita
Hematita Lobular Hematita Tabular
Agregado de cristais intercrescidos de hematita lobular com bordas 
curvas formando embainhamentos. Relicto de magnetita (Mg) é 
observado uma porção central da foto. Mina do Pico. Nic. parc. X
Cristal de hematita tabular formado por precipitação em micro 
cavidade. Mina de Conceição. Radiação infravermelha
Hematita Lobular Hematita Tabular
Programa de Especialização Profissional
Agregado granoblástico de hematita granular. 
Mina do Pico. Nic. parc. X.
Cristais orientados de especularita constituindo trama 
lepidoblástica em minério xistoso. Mina de Andrade.
Imagem de microscópio eletrônico de varredura. 
Hematita Granular Hematita Especular
Goethita
Seção em goethita botroidal crescida a partir de um núcleo constituido 
por cristal corroído de martita. Os espaços vazios da martita seriam 
originalmente constituídos por magnetita, porteriormente hidratada 
e lixiviada. Mina do Pico. Nic. X.
Goethita maciça e agregado limonítico terroso cimentando
cristais de martita. Mina Córrego do Feijão. Nic. X
Goethita
Goethita Agregado Terroso / Martita
Programa de Especialização Profissional
Porfiroblasto de magnetita parcialmente martitizada.
Mina de Cauê. Nic. //
Agregado de magnetita (Mg) parcialmente martitizada 
em minério compacto. Mina do Córrego do Feijão Nic. //
Magnetita / Martita Magnetita / Martita
Hematita Lobular
Agregado de cristais intercrescidos de hematita lobular com bordas 
curvas formando embainhamentos. Relicto de magnetita (Mg) é 
observado uma porção central da foto. Mina do Pico. Nic. parc. X
Cristal de hematita tabular formado por precipitação em micro 
cavidade. Mina de Conceição. Radiação infravermelha
Hematita Lobular
Hematita Tabular
Programa de Especialização Profissional
Agregado granoblástico de hematita granular. 
Mina do Pico. Nic. parc. X.
Cristais orientados de especularita constituindo trama 
lepidoblástica em minério xistoso. Mina de Andrade.
Imagem de microscópio eletrônico de varredura. 
Hematita Granular Hematita Especular
Goethita Goethita Agregado Terroso / Martita
Seção em goethita botroidal crescida a partir de um núcleo constituido 
por cristal corroído de martita. Os espaços vazios da martita seriam 
originalmente constituídos por magnetita, porteriormente hidratada 
e lixiviada. Mina do Pico. Nic. X.
Goethita maciça e agregado limonítico terroso cimentando
cristais de martita. Mina Córrego do Feijão. Nic. X
Goethita Goethita Agregado Terroso / Martita
Programa de Especialização Profissional
Hematita Martítica (HM) – Fotomicrografia MEV. Aumento 1100X. Fonte: Rocha, 1997
Hematita Especular (HE) – Fotomicrografia de Microscopia Ótica. Aumento: 200X.. Fonte: Rocha, 1997.
Programa de Especialização Profissional
SISTEMA MINA-USINAS
Processos Impactados Processos Impactados 
por Diferentes Estruturas Geológicaspor Diferentes Estruturas Geológicas
Mapeamento Geológico Tipológico Tridimensional
Fl
Hm
Hd
Im
Programa de Especialização Profissional
Minérios de diferentes regiões do QF, 
Serra dos Carajás e mesmo de uma 
mesma mina apresentam características 
mineralógicas e (micro)estruturais bem 
distintas, os quais possivelmente devem 
Características MineralógicasCaracterísticas MineralógicasCaracterísticas MineralógicasCaracterísticas Mineralógicas
distintas, os quais possivelmente devem 
apresentar comportamento particular 
durante as diversas etapas do processo 
industrial de pelotização
(moagem, filtragem, pelotamento, secagem, queima, etc).
Programa de Especialização Profissional
Importância dosTestemunhos de Sondagem
Programa de Especialização Profissional
• EmEmEmEm muitasmuitasmuitasmuitas dasdasdasdas jazidasjazidasjazidasjazidas dadadada VALEVALEVALEVALE existeexisteexisteexiste umaumaumauma boaboaboaboa correlaçãocorrelaçãocorrelaçãocorrelação entreentreentreentre asasasas
característicascaracterísticascaracterísticascaracterísticas mineralógicasmineralógicasmineralógicasmineralógicas dasdasdasdas amostrasamostrasamostrasamostras eeee seuseuseuseu posicionamentoposicionamentoposicionamentoposicionamento
geológico,geológico,geológico,geológico, dentrodentrodentrodentro dosdosdosdos critérioscritérioscritérioscritérios adotados,adotados,adotados,adotados, mesmomesmomesmomesmo sesesese tratandotratandotratandotratando dadadada fraçãofraçãofraçãofração
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• EsseEsseEsseEsse fatofatofatofato traztraztraztraz comocomocomocomo conseqüênciaconseqüênciaconseqüênciaconseqüência aaaa necessidadenecessidadenecessidadenecessidade dededede umumumum
Características MineralógicasCaracterísticas MineralógicasCaracterísticas MineralógicasCaracterísticas Mineralógicas
• EsseEsseEsseEsse fatofatofatofato traztraztraztraz comocomocomocomo conseqüênciaconseqüênciaconseqüênciaconseqüência aaaa necessidadenecessidadenecessidadenecessidade dededede umumumum
acompanhamentoacompanhamentoacompanhamentoacompanhamento geológicogeológicogeológicogeológico detalhadodetalhadodetalhadodetalhado paraparaparapara sesesese obterobterobterobter umaumaumauma previsãoprevisãoprevisãoprevisão
confiávelconfiávelconfiávelconfiável quantoquantoquantoquanto aoaoaoao comportamentocomportamentocomportamentocomportamento dodododo minériominériominériominérionosnosnosnos diversosdiversosdiversosdiversos processosprocessosprocessosprocessos
metalúrgicos,metalúrgicos,metalúrgicos,metalúrgicos, aaaa contínuacontínuacontínuacontínua atualizaçãoatualizaçãoatualizaçãoatualização dasdasdasdas informaçõesinformaçõesinformaçõesinformações eeee reavaliaçãoreavaliaçãoreavaliaçãoreavaliação dosdosdosdos
critérioscritérioscritérioscritérios dededede caracterizaçãocaracterizaçãocaracterizaçãocaracterização macroscópicamacroscópicamacroscópicamacroscópica eeee mapeamentomapeamentomapeamentomapeamento dededede formaformaformaforma aaaa
corrigircorrigircorrigircorrigir eventuaiseventuaiseventuaiseventuais discrepânciasdiscrepânciasdiscrepânciasdiscrepâncias eeee mantermantermantermanter aaaa boaboaboaboa qualidadequalidadequalidadequalidade dasdasdasdas
informaçõesinformaçõesinformaçõesinformações....
Programa de Especialização Profissional
GEOESTATÍSTICA GEOESTATÍSTICA GEOESTATÍSTICA GEOESTATÍSTICA –––– MODELO DE BLOCOSMODELO DE BLOCOSMODELO DE BLOCOSMODELO DE BLOCOS
Programa de Especialização Profissional
Minérios submetidos a diferentes 
condições e graus de deformação, 
metamorfismo e mesmo de intemperismo 
Características MineralógicasCaracterísticas MineralógicasCaracterísticas MineralógicasCaracterísticas Mineralógicas
metamorfismo e mesmo de intemperismo 
apresentam uma grande diversidade de 
suas características mineralógicas e 
microestruturais.
Programa de Especialização Profissional
Estudo dos Testemunhos de Sondagem 
no Contexto da Geometalurgia
Caracterização Química,
física, mineralógica e 
microestrutural
Modelamento geológico 
tridimensional tipológico
Classificação Tipológica
Definição e quantificação dos
tipos
Ensaios Tecnológicos
Programa de Especialização Profissional
Layout da Produção da Samarco das Minas do Complexo Alegria Layout da Produção da Samarco das Minas do Complexo Alegria Layout da Produção da Samarco das Minas do Complexo Alegria Layout da Produção da Samarco das Minas do Complexo Alegria [Costa (2005)] 
Distribuição Percentual (em volume) dos Principais tipos de Itabiritos do Complexo Alegria [Costa (2005)]Distribuição Percentual (em volume) dos Principais tipos de Itabiritos do Complexo Alegria [Costa (2005)]
Programa de Especialização Profissional
A mineralogia e microestrutura de um 
minério estão diretamente associadas ao 
seu contexto geológico e tem estreita 
relação com suas propriedades 
intrínsecas, que vão nortear o seu 
Características MineralógicasCaracterísticas MineralógicasCaracterísticas MineralógicasCaracterísticas Mineralógicas
intrínsecas, que vão nortear o seu 
comportamento nas diversas etapas dos 
processos de beneficiamento e 
pelotização.
Programa de Especialização Profissional
• A predominância de um tipo ou outro de óxido de A predominância de um tipo ou outro de óxido de A predominância de um tipo ou outro de óxido de A predominância de um tipo ou outro de óxido de 
ferro ou mineral de ganga esta condicionada às ferro ou mineral de ganga esta condicionada às ferro ou mineral de ganga esta condicionada às ferro ou mineral de ganga esta condicionada às 
características geológicas de cada corpo lavrado tais características geológicas de cada corpo lavrado tais características geológicas de cada corpo lavrado tais características geológicas de cada corpo lavrado tais 
como associação litológica, grau de metamorfismo e como associação litológica, grau de metamorfismo e como associação litológica, grau de metamorfismo e como associação litológica, grau de metamorfismo e 
deformação e presença de alteração hidrotermal. deformação e presença de alteração hidrotermal. deformação e presença de alteração hidrotermal. deformação e presença de alteração hidrotermal. 
• Isso exige um contínuo detalhamento das informações Isso exige um contínuo detalhamento das informações Isso exige um contínuo detalhamento das informações Isso exige um contínuo detalhamento das informações 
Modelamento GeológicoModelamento GeológicoModelamento GeológicoModelamento Geológico
• Isso exige um contínuo detalhamento das informações Isso exige um contínuo detalhamento das informações Isso exige um contínuo detalhamento das informações Isso exige um contínuo detalhamento das informações 
geológicas em cada jazida. geológicas em cada jazida. geológicas em cada jazida. geológicas em cada jazida. 
• A premissa de uma homogeneidade do minério em cada A premissa de uma homogeneidade do minério em cada A premissa de uma homogeneidade do minério em cada A premissa de uma homogeneidade do minério em cada 
corpo mineralizado não deve ser utilizada como paradigma corpo mineralizado não deve ser utilizada como paradigma corpo mineralizado não deve ser utilizada como paradigma corpo mineralizado não deve ser utilizada como paradigma 
e pode resultar em surpresas desagradáveis na linha de e pode resultar em surpresas desagradáveis na linha de e pode resultar em surpresas desagradáveis na linha de e pode resultar em surpresas desagradáveis na linha de 
produçãoproduçãoproduçãoprodução
Programa de Especialização Profissional
MODELAMENTO GEOLÓGICO TIPOLÓGICO 
TRIDIMENSIONAL
• Informações sobre parâmetros:
- Químicos e granulométricos - Químicos e granulométricos 
- Mineralógicos
- Microestruturais
- Porosidade
- Metalúrgicos 
- Outros 
Programa de Especialização Profissional
PROCESSOSPROCESSOS
MíneroMínero--metalúrgicosmetalúrgicos
Processos impactados por presença de Processos impactados por presença de 
diferentes características químicas, diferentes características químicas, 
granulométricas, mineralógicas e granulométricas, mineralógicas e 
microestruturaismicroestruturais dos minérios empregadasdos minérios empregadas
Programa de Especialização Profissional
C A R D U M P E R
O R E P ILE
R E C LA IM E R
B A L L M ILL
H Y D R O C Y C LO N E S
H O M O G E N IZ AT IO N
TA N K
T H IC K E N E R
R E C Y C L E 
O F W AT E R
D IS K 
F ILT E R S
F ILT E R 
C A K E B IN D E R 
A D D IT IO N
F ILT E R 
C A K E 
R O LL E R
P R E S S
ABORDAGEM GEOMETALÚRGICA
ABORDAGEM
GEOSIDERÚRGICA
C A K E 
B IN S
B A LL IN G 
D IS K S
G R E E N 
P E LL E T S
T R AV E L L IN G G R AT E F U R N AC E
S C R E E N IN G 
S Y S T E M
F IR E D 
P E LLE T S
S TAC K E R
F IR E D 
P E LL E T S 
S TO C K YA R D
R E C Y C LE F O R
 H E A R T H L AY E R
D IS P O S A L 
O F F IN E S
M IX E R S
Fluxograma Típico das Usinas de Pelotização da CVRD
Programa de Especialização Profissional
ABORDAGEM GEOSIDERÚRGICA
Complexo de Pelotização da CVRD/ Vitória- ES 
PROPRIEDADES INTRÍNSECASPROPRIEDADES INTRÍNSECAS
++
VARIABILIDADEVARIABILIDADE
Programa de Especialização Profissional
Magnetítico
Hematítico Martítico
Hematitítico Lobular
Hematítico Granular
Hematítico Tabular
Hematítico Especular
Goethítico
Programa de Especialização Profissional
Amostras de pellet Amostras de pellet Amostras de pellet Amostras de pellet Amostras de pellet Amostras de pellet Amostras de pellet Amostras de pellet feedfeedfeedfeedfeedfeedfeedfeed produzidas a partir de misturas produzidas a partir de misturas produzidas a partir de misturas produzidas a partir de misturas produzidas a partir de misturas produzidas a partir de misturas produzidas a partir de misturas produzidas a partir de misturas 
de de de de de de de de blendsblendsblendsblendsblendsblendsblendsblends/tipologias/tipologias/tipologias/tipologias/tipologias/tipologias/tipologias/tipologias
ENSAIO PADRÃO ENSAIO PADRÃO ENSAIO PADRÃO ENSAIO PADRÃO ENSAIO PADRÃO ENSAIO PADRÃO ENSAIO PADRÃO ENSAIO PADRÃO 
PILOTOPILOTOPILOTOPILOTOPILOTOPILOTOPILOTOPILOTO ENSAIO EM BANCADAENSAIO EM BANCADAENSAIO EM BANCADAENSAIO EM BANCADAENSAIO EM BANCADAENSAIO EM BANCADAENSAIO EM BANCADAENSAIO EM BANCADA
ENSAIOS EXPERIMENTAIS
PILOTOPILOTOPILOTOPILOTOPILOTOPILOTOPILOTOPILOTO. Grandes amostras 
(algumas toneladas)
. Moagem piloto
. Pelotamento em discos
. Queima em pot grate
• Pequenas amostrasPequenas amostrasPequenas amostrasPequenas amostras
• Moagem em bancadaMoagem em bancadaMoagem em bancadaMoagem em bancada
• Pelotamento em bancadaPelotamento em bancadaPelotamento em bancadaPelotamento em bancada
• Queima em mini potQueima em mini potQueima em mini potQueima em mini pot
Programa de Especialização Profissional
P LAN T S TAR T-U P
C V R D I C VR D (100% ) Nov/1969 2.10 1.69
C V R D II C VR D (100% ) Apr/1973 3.10 3.02
ITABR AS C O C VR D (51% ) 
ILP (49% )
Jan/1977 3.40 3.37
P R O D U C T IO N 
IN 1 99 8
 (M tpy)
O R D E M E P R O G
R E S S
O
O R D E M E P R O G R
E S S
O
O R D E M E P RO G
R E
S
S O
S H AR E
H O LD E R S
P R O D U C T IO N 
C APAC IT Y
 (M tpy)
Análise estatística do processo industrial de Análise estatística do processo industrial de pelotizaçãopelotização
Correlação entre VariáveisCorrelação entre Variáveis
H IS PAN O BR ÁS C VR D (51% ) 
AC S (49% )
Jan/1979 3.80 3.92
N IBR AS C O I C VR D (51% ) 
JSM (49% )
Jul/1978 4.30 3.57
N IBR AS C O II C VR D (51% ) 
JSM (49% )
M ay/1978 4.30 3.93
KO BR AS C O C VR D (50% ) 
POSC O (50% )
Oct/1998 4.00 0.40
TOTAL: 25.00 19.90
PLV S ARLV T
O R D E M E P R
O G R E
S S O
O R D E M E PR
O G
R E S
S
O
O R D E M E P R O
G R E S
S O
O R D E M E PR O G
R E
SS
O
Usinas do Complexo de Pelotização da Vale / VitóriaUsinas do Complexo de Pelotização da Vale / VitóriaUsinas do Complexo de Pelotização da Vale / VitóriaUsinas do Complexo de Pelotização da Vale / Vitória----ESESESES
PARTICIPAÇÃO DOS MINÉRIOS NO BLENDADO
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
PB
A2
6-
95
PB
B2
9-
95
PB
B3
2-
95
PB
B3
5-
95
PB
B0
2-
96
PB
B0
5-
96
PB
B0
8-
96
PB
B1
1-
96
PB
B1
4-
96
PB
B1
7-
96
PB
B2
0-
96
PB
B2
3-
96
PB
B2
6-
96
PB
B2
9-
96
PB
B3
2-
96
PB
B3
5-
96
PB
A0
3-
97
PB
A0
6-
97
PB
A0
9-
97
PB
A1
2-
97
PB
B1
6-
97
PB
B1
9-
97
PB
B2
2-
97
PB
B2
5-
97
PB
B0
2-
98
PB
B0
5-
98
PB
B0
8-
98
PILHAS
P
A
R
T
IC
IP
A
Ç
Ã
O
 %
EX
IN
TO
SZ
RV
PB
CF
PR
FA
HE
PI
CVR
VR
Participação de Minérios nas PilhasParticipação de Minérios nas Pilhas
Programa de Especialização Profissional
DESEMPENHODESEMPENHODESEMPENHODESEMPENHODESEMPENHODESEMPENHODESEMPENHODESEMPENHO
NOS PROCESSOSNOS PROCESSOSNOS PROCESSOSNOS PROCESSOSNOS PROCESSOSNOS PROCESSOSNOS PROCESSOSNOS PROCESSOS
(Moagem, flotação,espessamento, filtragem,(Moagem, flotação,espessamento, filtragem,
pelotamento, processamento térmico, aglomeração pelotamento, processamento térmico, aglomeração 
a frio e a quente da sinterização, a frio e a quente da sinterização, 
altoalto--forno, processos deforno, processos de
redução direta, etc.)redução direta, etc.)
AMBIENTE GEOLÓGICO:
Diferentes Categorias 
Tipológicas de Minérios de Ferro
AbordagemAbordagemAbordagemAbordagem
MultidisciplinarMultidisciplinarMultidisciplinarMultidisciplinar
PROPRIEDADESPROPRIEDADESPROPRIEDADESPROPRIEDADESPROPRIEDADESPROPRIEDADESPROPRIEDADESPROPRIEDADESINTRÍNSECASINTRÍNSECASINTRÍNSECASINTRÍNSECASINTRÍNSECASINTRÍNSECASINTRÍNSECASINTRÍNSECAS
(Moabilidade, Flotabilidade, Poder de (Moabilidade, Flotabilidade, Poder de 
Aglomeração a frio, Redutibilidade, Crepitação,Aglomeração a frio, Redutibilidade, Crepitação,
Desintegração durante redução,parâmetros Desintegração durante redução,parâmetros 
de amolecimento e fusão, grau de metalização,de amolecimento e fusão, grau de metalização,
etc.) etc.) 
Visão
Sistêmica TIPOS DE MINÉRIOS / TIPOS DE MISTURASTIPOS DE MINÉRIOS / TIPOS DE MISTURAS--BLENDSBLENDS
PELLETPELLET--FEED / SÍNTERFEED / SÍNTER--FEED / GRANULADOFEED / GRANULADO
Programa de Especialização Profissional
Fluxograma Típico da Abordagem Geometalúrgica
PRODUTOSPRODUTOS
VALEVALE
GeologiaGeologia
•• Prospecção e Pesquisa MineralProspecção e Pesquisa Mineral
•• Mapeamento de Detalhe / Mapeamento de Detalhe / FaciologiaFaciologia
•• Cubagem da ReservaCubagem da Reserva
•• Definição da JazidaDefinição da Jazida
Planejamento, Desenvolvimento e Planejamento, Desenvolvimento e 
ExplotaçãoExplotação OperaçõesOperações
AuxiliaresAuxiliares
Tratamento de MinériosTratamento de Minérios
•• COMINUIÇÃOCOMINUIÇÃO
•• CLASSIFICAÇÃOCLASSIFICAÇÃO
•• CONCENTRAÇÃOCONCENTRAÇÃO
LavraLavra
A
B
O
R
D
A
G
E
M
 
G
E
O
T
R
A
T
A
M
E
N
T
IS
T
A
VALEVALE
PELOTIZAÇÃOPELOTIZAÇÃO
MERCADO DE
REDUÇÃO
LEITOLEITO
FLUIDIZADOFLUIDIZADO
ALTOALTO--
FORNOFORNO
REDUÇÃOREDUÇÃO
DIRETADIRETA
NOVOSNOVOS
PROCESSOSPROCESSOS
BAIXOBAIXO
FORNOFORNO
ELÉTRICOELÉTRICO
DEDE
REDUÇÃOREDUÇÃO
ACIARIAACIARIA
MERCADO DE
AGLOMERAÇÃO
SINTERIZAÇÃO
PRODUTOSPRODUTOS
VALEVALE
ALTOALTO--FORNOFORNO
ACIARIAACIARIAMERCADO DEMERCADO DE
REDUÇÃOREDUÇÃO
ACIARIAACIARIA
ALTOALTO
FORNOFORNO
REDUÇÃOREDUÇÃO
DIRETADIRETA
NOVOSNOVOS
PROCESSOSPROCESSOS
Programa de Especialização Profissional
Programa de Especialização Profissional
Geometalurgia do Níquel:
Perfil típico de um depósito laterítico x Processos de Extração
PERFIL ESQUEMÁTICO
LATERITA TROPICAL DENOMINAÇÃO
GENÉRICA
LIMONITA
VERMELHA
ANÁLISE APROXIMADA
% PROCESSO DE EXTRAÇÃO
(TÍPICO)
LIXIVIAÇÃO
ÁCIDA
LIMONITA
AMARELA
TRANSIÇÃO
SAPROLITA
GARNIERITA
SERPENTINA
ROCHA
FRESCA
a a
a
a
a
a a
a
aaaa PROCESSO
CARON
FUSÃO
REDUÇÃO
Programa de Especialização Profissional
Geometalurgia do Níquel
Tipos de Minérios x Processos Industriais
Secagem
Calcinação/Redução
MINÉRIO 
LATERÍTICO
Secagem
Calcinação/Redução
MINÉRIO 
LATERÍTICO
Lixiviação
 Alta Pressão
CCD e Neutralização
MINÉRIO 
LATERÍTICO
Fusão/Redução
Refino ou Conversão
FeNi ou Mate
FUSÃO REDUÇÃO
Lixiviação amoniacal
Purificação e 
Recuperação
Ni e Co
PROCESSO 
CARON
Precipitação e 
Redissolução
Purificação e 
Recuperação
Ni e Co
HPAL
Programa de Especialização Profissional
- Abordagem interdisciplinar e visão sistêmica da cadeia produtiva;
ABORDAGEM GEOMETALÚRGICA: 
MINAS USINAS DE
BENEFICIAMENTO
C A R D U M P E R
O R E P IL E
R E C L A IM E R
B A L L M IL L
H Y D R O C Y C L O N E S
H O M O G E N IZ A T I O N
TA N K
T H IC K E N E R
R E C Y C L E 
O F W AT E R
D IS K 
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F ILT E R 
C A K E B IN D E R 
A D D IT IO N
F ILT E R 
C A K E 
B IN S
B A L L IN G 
D IS K S
G R E E N 
P E L L E T S
T R AV E L L IN G G R AT E F U R N A C E
S C R E E N IN G 
S Y S T E M
F IR E D 
P E L L E T S
S TA C K E R
F IR E D 
P E L L E T S 
S T O C K YA R D
R E C Y C L E F O R
 H E A R T H L AY E R
D IS P O S A L 
O F F IN E S
M IX E R S
R O L L E R
P R E S S
USINAS DE
PELOTIZAÇÃO
SIDERURGIA
Programa de Especialização Profissional
• Modelamento geológico tipológico tridimensional dos corpos ricos e dos corpos 
pobres contendo informações sobre características químicas, granulométricas 
e mineralógicas dos minérios;
• Caracterização mineralógica e microestrutural dos minérios ricos e pobres (e 
misturas) via microscopia ótica e técnicas complementares de análises com 
ABORDAGEM GEOMETALÚRGICA:
misturas) via microscopia ótica e técnicas complementares de análises com 
foco nos processos mínero-metalúrgicos e na qualidade intrínseca dos 
produtos;
• Definição e quantificação das categorias tipológicas dos minérios das minas; 
• Classificação tipológica de minérios com foco nos processos industriais e nas 
propriedades dos materiais e produtos;
Programa de Especialização Profissional
• Caracterização tecnológica de amostras dos principais tipos de minérios 
e de suas misturas;
• Estudo e definição dos parâmetros intrínsecos dos minérios que 
influenciam as variáveis resposta de cada processo do cadeia produtiva; 
ABORDAGEM GEOMETALÚRGICA: 
• Estabelecimento de ensaios padronizados em bancada para simular os 
diversos processos da cadeia produtiva e avaliar as principais 
propriedades intrínsecas (variáveis causas) dos minérios e misturas;
• Realização de ensaiosem escala piloto para simulação dos processos e 
para avaliação das principais propriedades intrínsecas dos minérios e 
suas misturas;
Programa de Especialização Profissional
• Desenvolvimento da Matriz Geometalúrgica;
• Correlação estatística das características mineralógicas e microestruturais, acopladas às 
características químicas e granulométricas, com os resultados dos ensaios em bancada, da 
escala piloto e do processo industrial;
• Desenvolvimentos de modelos estatísticos e/ou matemáticos (variáveis respostas em função 
de variáveis causas); 
• Previsibilidade dos processos mínero-metalúrgicos da cadeia produtiva e da qualidade 
intrínseca dos produtos;
ABORDAGEM GEOMETALÚRGICA
intrínseca dos produtos;
• Nortear formação das pilhas de minérios (“blends”) com critérios técnicos; 
• Diminuir variabilidade das misturas de minérios (“blends”);
• Diminuir custos e aumentar produtividade (processos mínero-metalúrgicos);
• Melhor controle das propriedades intrínsecas das pelotas produzidas;
• Amento da eficiência dos sistemas Minas-Usinas; 
• Soluções de problemas e Inovações tecnológicas;
• Desenvolvimento de novos produtos e aproveitamento de rejeitos;
• Maior satisfação dos clientes.
Programa de Especialização ProfissionalMAPEAMENTO GEOLÓGICO TRIDIMENSIONAL MAPEAMENTO GEOLÓGICO TRIDIMENSIONAL MAPEAMENTO GEOLÓGICO TRIDIMENSIONAL MAPEAMENTO GEOLÓGICO TRIDIMENSIONAL –––– CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA 
PROCESSOS MÍNEROPROCESSOS MÍNEROPROCESSOS MÍNEROPROCESSOS MÍNERO----METALÚRGICOSMETALÚRGICOSMETALÚRGICOSMETALÚRGICOS
Variáveis Respostas dos 
Processos Mínero-Metalúrgicos 
e das Propriedades dos Produtos 
MATRIZ
GEOMETALÚRGICA
Variáveis Causa
(Parâmetros Intrínsecos
dos Minérios)
“DNA”
C A R D U M P E R
O R E P IL E
R E C L A IM E R
B A L L M IL L
H Y D R O C Y C L O N E S
H O M O G E N IZ AT IO N
TA N K
T H IC K E N E R
R E C Y C L E 
O F W AT E R
D IS K 
F ILT E R S
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C A K E B IN D E R 
A D D IT IO N
F ILT E R 
C A K E 
B IN S
B A L L IN G 
D IS K S
G R E E N 
P E L L E T S
T R AV E L L IN G G R AT E F U R N A C E
S C R E E N IN G 
S Y S T E M
F IR E D 
P E L L E T S
S TA C K E R
F IR E D 
P E L L E T S 
S T O C K YA R D
R E C Y C L E F O R
 H E A R T H L AY E R
D IS P O S A L 
O F F IN E S
M IX E R S
R O L L E R
P R E S S
Programa de Especialização Profissional
MAPEAMENTO GEOLÓGICO TRIDIMENSIONAL MAPEAMENTO GEOLÓGICO TRIDIMENSIONAL MAPEAMENTO GEOLÓGICO TRIDIMENSIONAL MAPEAMENTO GEOLÓGICO TRIDIMENSIONAL –––– CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA 
PROCESSOS MÍNEROPROCESSOS MÍNEROPROCESSOS MÍNEROPROCESSOS MÍNERO----METALÚRGICOSMETALÚRGICOSMETALÚRGICOSMETALÚRGICOS
MATRIZ
GEOMETALÚRGICA
ParâmetrosParâmetrosParâmetrosParâmetros
QuímicosQuímicosQuímicosQuímicos
Parâmetros Parâmetros Parâmetros Parâmetros 
FísicosFísicosFísicosFísicos
Parâmetros Parâmetros Parâmetros Parâmetros 
Mineralógicos eMineralógicos eMineralógicos eMineralógicos e
MicroestruturaisMicroestruturaisMicroestruturaisMicroestruturais
Parâmetros Parâmetros Parâmetros Parâmetros 
Geológicos e Geológicos e Geológicos e Geológicos e 
GeotécnicosGeotécnicosGeotécnicosGeotécnicos
Variáveis resposta dos processos: Variáveis resposta dos processos: Variáveis resposta dos processos: Variáveis resposta dos processos: Variáveis resposta dos processos: Variáveis resposta dos processos: Variáveis resposta dos processos: Variáveis resposta dos processos: 
Parâmetros MíneroParâmetros MíneroParâmetros MíneroParâmetros Mínero----metalúrgicosmetalúrgicosmetalúrgicosmetalúrgicos
(ensaios tecnológicos)
Programa de Especialização Profissional
ABORDAGEM GEOMETALÚRGICAABORDAGEM GEOMETALÚRGICA
TRINÔMIO FUNDAMENTAL DA ENGENHARIA E CIÊNCIAS DOS MATERIAISTRINÔMIO FUNDAMENTAL DA ENGENHARIA E CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
CIENTIFISMO NOCIENTIFISMO NOS S PROCESSOPROCESSOSS INDUSTRIAINDUSTRIAISIS
COMPORTAMENTO COMPORTAMENTO 
INDUSTRIAL DO INDUSTRIAL DO 
MINÉRIOMINÉRIO NOS NOS 
PROCESSOS MÍNEROPROCESSOS MÍNERO--
METALÚRGICOSMETALÚRGICOS
PROPRIEDADES PROPRIEDADES 
INTRÍNSECAS DO INTRÍNSECAS DO 
MINÉRIO (e/ou MINÉRIO (e/ou 
AGLOMERADOS)AGLOMERADOS)
MICROESTRUTURA E MICROESTRUTURA E 
MINERALOGIA DO MINERALOGIA DO 
MINÉRIO (e/ou MINÉRIO (e/ou 
AGLOMERADOS)AGLOMERADOS)
Programa de Especialização Profissional
PROCESSO
VARIÁVEIS RESPOSTA
Modelos de Previsão
Parâmetros Intrínsecos
do Minério 
VARIÁVEIS CAUSA
Quais são os parâmetros que influenciam estatisticamente determinada 
variável resposta do processo? Como influenciam? 
Programa de Especialização Profissional
PROCESSO DE 
SINTERIZAÇÃO
VARIÁVEIS RESPOSTA
Modelos de Previsão
Parâmetros Intrínsecos
do Sinter Feed de 
Minério de Ferro 
VARIÁVEIS CAUSA
Quais são os parâmetros que influenciam estatisticamente determinada 
variável resposta do processo? Como influenciam? 
Programa de Especialização Profissional
Descrição geral dos tipos e das características intrínsicas de partículas do sinter feed 
de minérios de ferro brasileiros e da estrutura ideal do microaglomerado produzido na etapa de aglomeração a frio
Programa de Especialização Profissional
Principais atributos que deverão constituir a identidade estrutural de finos Principais atributos que deverão constituir a identidade estrutural de finos Principais atributos que deverão constituir a identidade estrutural de finos Principais atributos que deverão constituir a identidade estrutural de finos 
de minério de ferro para uso em sinterização. de minério de ferro para uso em sinterização. de minério de ferro para uso em sinterização. de minério de ferro para uso em sinterização. 
Programa de Especialização Profissional
PROCESSOS
MÍNERO - METALÚRGICOS
DA CADEIA PRODUTIVA 
DA PELOTA
VARIÁVEIS RESPOSTA
Modelos de Comportamento
Parâmetros Intrínsecos
do Pellet Feed e das
Matérias Primas
VARIÁVEIS CAUSA
Quais são os parâmetros intrínsecos dos minérios e suas misturas, assim como das matérias primas,
que influenciam as principais variáveis resposta dos processos mínero-metalúrgicos
da cadeia produtiva da pelota ? 
Programa de Especialização Profissional
Programa de Especialização Profissional
APRENDIZAJE:
• ROMPER PARADIGMAS
• CONOCER “ADN” DEL MINERAL
• CONTROLAR “ADN” (MEZCLAR EN FUNCION DEL “ADN”) O SEA, BAJAR LA 
VARIACION DEL TIPO DE “ADN” 
• CONOCER LA INFLUENCIA DEL “ADN” EN LAS ETAPAS DEL PROCESO: 
DESARROLLAR KNOW HOW PARA NUEVOS TIPOS DE “ADN’S”.
• APLICAR INOVACION TECNOLOGICA O SOLUCION TECNOLOGICA EN LOS 
PROCESOS EN FUNCION DE LOS TIPOS DE “ADN”
• CONTROLAR (PROCESOS) EN FUNCION DE LOS TIPOS DE “ADN”: ACCIONES DE 
RUTINA PARA MANTENER PROCESSOS ESTAVEL E PREVISIVEL Y ACCIONES DE 
MEJORA CONTINUA 
• PREVER POSIBLES CAMBIOS DE “ADN” EN EL FUTURO Y ANTICIPAR 
SOLUCIONES TECNOLOGICAS
• PENSAR DE FORMA ESTRATEGICA PUNTUAL (LAS EMPRESAS) Y GLOBAL 
(LOS SISTEMAS DEL PAIS)
Programa de Especialização Profissional
GEOMETALURGIA
(1)(1)(1)(1) PARA COMPREENDER, PREVER E OTIMIZAR O COMPORTAMENTO DOS
MINÉRIOS E SUAS MISTURAS NAS DIVERSAS ETAPAS DOS PROCESSOS MÍNERO-METALÚRGICOS
DA VALE, TAIS COMO: BRITAGEM, MOAGEM, CONCENTRAÇÃO, ESPESSAMENTO, FILTRAGEM, 
PELOTAMENTO, PROCESSAMENTO TÉRMICO NA PELOTIZAÇÃO (SECAGEM, PRÉ-QUEIMA, QUEIMA, 
REAÇÂO DE SINTERIZAÇÃO), SINTERIZAÇÃO, REDUÇÃO, ETC.
C A R D U M P E R
O R E P IL E
R E C L A IM E R
B A L L M I L L
H Y D R O C Y C L O N E S
H O M O G E N I Z A T IO N
TA N K
T H I C K E N E R
R E C Y C L E 
O F W AT E R
D I S K 
F ILT E R S
F IL T E R 
C A K E B IN D E R 
A D D IT I O N
F ILT E R 
C A K E 
B I N S
B A L L I N G 
D I S K S
G R E E N 
P E L L E T S
T R A V E L L IN G G R AT E F U R N A C E
S C R E E N IN G 
S Y S T E M
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P E L L E T S
S TA C K E R
F I R E D 
P E L L E T S 
S T O C K YA R D
R E C Y C L E F O R
 H E A R T H L AY E R
D IS P O S A L 
O FF IN E S
M IX E R S
R O L L E R
P R E S S
Programa de Especialização Profissional
GEOMETALURGIA
C A R D U M P E R
R E C L A IM E R
(2) PARA CONTROLAR, PREVER E OTIMIZAR AS PROPRIEDADES
QUÍMICAS, FÍSICAS, METALÚRGICAS E MICROESTRUTURAIS DOS PRODUTOS
C A R D U M P E R
O R E P IL E
B A L L M IL L
H Y D R O C Y C L O N E S
H O M O G E N IZ A T I O N
TA N K
T H IC K E N E R
R E C Y C L E 
O F W AT E R
D IS K 
F ILT E R S
F ILT E R 
C A K E B IN D E R 
A D D IT IO N
F ILT E R 
C A K E 
B IN S
B A L L IN G 
D IS K S
G R E E N 
P E L L E T S
T R AV E L L IN G G R AT E F U R N A C E
S C R E E N IN G 
S Y S T E M
F IR E D 
P E L L E T S
S TA C K E R
F IR E D 
P E L L E T S 
S T O C K YA R D
R E C Y C L E F O R
 H E A R T H L AY E R
D IS P O S A L 
O F F IN E S
M IX E R S
R O L L E R
P R E S S
Programa de Especialização Profissional
 
 
• Previsibilidade nas diversas etapas dos processos 
mínero-metalúrgicos da cadeia produtiva da VALE; 
 
• Maior controle sobre as "propriedades intrínsecas" (e 
sobre a variabilidade) dos diferentes tipos de produtos; 
GEOMETALURGIA:
sobre a variabilidade) dos diferentes tipos de produtos; 
 
• Aumento de eficiência no sistema mina-usina. 
 
Programa de Especialização Profissional
Caros amigos e amigas:
MUITO OBRIGADO E BOA SORTE!
Cláudio Batista Vieira
Programa de Especialização Profissional
- COSTA, A.G. D.; ROCHA J. M.; BONFIOLI, L; VIElRA, C. B. - A Importância do Modelamento Geológico- Tipológico no 
Controle de Qualidade dos Concentrados e Pelotas de Minério de Ferro da Samarco Mineração S.A In: SEMINÁRIO DE 
REDUÇÃO DE MINÉRIO DE FERRO, 29°, 1998, Belo Horizonte. Anais... São Paulo: ABM, 1998, p.545-554.
- CRAIG, J. R. e VAUGHAN, D. J., Ore Microscopy and Ore Petrography . 2nd.ed.- New York: John Wley & Sons. 1994, 434p.
- FERREIRA, C. M. - Método de Caracterização Tecnológica de Minério - Diretrizes para Aplicação a Minérios de Ferro "Sinter Feed“
- COSTA, A.G. Caracterização dos Parâmetros Intrínsecos de Porosidade pelo Método de Adsorção de Nitrogênio de Concentrados 
Remoídos de Minérios Itabiríticos do Complexo Alegria. Dissertação de Mestrado da REDEMAT (UFOP,CETEC,UEMG). 2005. 
BIBLIOGRAFIA
e "Pellet Feed". Anais do Workshop Geol. Estr. Min. Ferro - Bol. SBG, 12, p. 374-375. 1993.
- ROCHA, J.M.P.; Caracterização de Minérios Goethíticos-limoníticos da Mina de Alegria. 1997. 257p. Dissertação 
(Mestrado em Engenharia Mineral) – UFMG. 1997 
- ROSIERE, C. A; VIEIRA, C. B.; SESHADRI, V. e CHEMALE Jr., F. - Classificação Genética de Minérios de Ferro
Problemas e Vícios - Proposta de uma Classificação Tipológica para a Indústria. ln: SEMINÁRIO DE REDUÇÃO DE
MINÉRIO DE FERRO, 28°, 1997, Vitória. Anais... São Paulo: ABM, 1997. p. 295-302.
- ROSIERE, C. A; SESHADRI, V.; QUADE, H.; LAGOEIRO, L. E. e VIEIRA, C. Geological Characteristics of Iron Ores from 
Quadrilátero Ferrífero. In: INTERNATIONAL MEETING ON IRONMAKING, 1°, 2001, Belo Horizonte. Anais...São Paulo: ABM, 
2001. p. 49-55.
Programa de Especialização Profissional
- VIEIRA, C. B.; ROSIERE, C. A., SESHADRI, V.; ASSIS, P. S.; COELHO, L. H. e PENA, E. Q. - Geometallurgical 
Approach for Agglomeration in the Iron and Steel Industry. ln: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON 
BENEFICIATION, AGGLOMERATION AND ENVIRONMENT, 1999, Bhubaneswar. Proceedings... Bhubaneswar: 
Allied Pub Ltd., 1999. p. 3-9.
-VIEIRA, C. B.; SESHADRI, v.; PENA, E. Q.; ROSIERE, C.A.; MARTlNS, W. B.; ASSIS, P. S. Technical Iron Ore Evaluation for 
Sintering in the Steel Mill and Brazilian Ores: Critical Analysis. ln: CONGRESS ON RECENT ADV ANCES ON SINTERING CORAS,
2001, Ranchi/India. Proceedings... Ranchi: Ed. SAIL, 2001. v. l. p. 35-46.
BIBLIOGRAFIA
-VIEIRA, C.B.et al. Avaliação técnica de minérios de ferro para sinterização nas siderúrgicas e minerações brasileiras: uma análise crítica.-VIEIRA, C.B.et al. Avaliação técnica de minérios de ferro para sinterização nas siderúrgicas e minerações brasileiras: uma análise crítica.
Rem: Rev. Esc. Minas, Jun 2003, vol.56, no.2, p.97-102. ISSN 0370-4467
http:www.lakefield.com/MLS_Mineralogical_services_summary.html