470288-Aula_01_-_Metalurgia_Extrativa_-Beneficiamento_2023

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METALURGIA 
EXTRATIVA: 
BENEFICIAMENTO DO 
MINÉRIO
INTRODUÇÃO À METALURGIA
◼ METALURGIA é o ramo da Engenharia que estuda os fenômenos
físico-químicos associados com o beneficiamento e o
processamento dos materiais metálicos, bem como os aspectos
fundamentais envolvidos nos diferentes ciclos de processamento
destes materiais.
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Nota
Beneficiamento: Tratamento ou Beneficiamento de Minérios consiste de operações − aplicadas aos bens minerais − visando modificar a granulometria, a concentração relativa das espécies minerais presentes ou a forma, sem contudo modificar a identidade química ou física dos minerais.
DIVISÃO CLÁSSICA DA METALURGIA
Metalurgia 
Extrativa
Extração, beneficiamento e
refino 
Metalurgia 
Física
fundamento dos fenômenos 
metalúrgicos
Metalurgia 
de
Transformação
processos de fabricação de 
produtos/componentes 
metálicos
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METALURGIA EXTRATIVA
◼ PROCESSOS PRÉ-EXTRATIVOS:
Extração e beneficiamento de minérios
◼ PROCESSOS EXTRATIVOS:
Obtenção dos materiais metálicos a partir dos seus respectivos
minérios.
◼ PROCESSOS DE REFINO:
Obtenção de ligas com composições definidas.
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◼ RARAMENTE os metais são encontrados na forma pura na
natureza, como o caso dos metais nobres (OURO, PRATA e
PLATINA).
◼ Em geral, aparecem combinados a outros elementos, formando os
MINÉRIOS.
OURO PLATINA PRATA
MINÉRIO DE FERRO MINÉRIO DE ALUMÍNIO
INTRODUÇÃO À METALURGIA
MINÉRIO DE COBRE
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◼ METALURGIA é a ciência e a tecnologia de extração dos metais a
partir de seus minérios, transformando-os e utilizando-os
industrialmente.
◼ A metalurgia compreende todos os processos físicos e químicos
empregados para a extração dos metais a partir dos seus minérios.
◼ No caso particular da metalurgia do ferro, dá-se o nome de
siderurgia.
◼ SIDERURGIA: metalurgia do aço. Abrange todas as etapas
necessárias para se produzirem o ferro e o aço, desde a matéria-
prima.
INTRODUÇÃO À METALURGIA
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◼ SUBSTÂNCIA MINERAL, ou simplesmente MINERAL é um sólido natural,
inorgânico, homogêneo, de composição química definida, com estrutura
cristalina. EX: pirita, calcita, cassiterita, crisólita, marcassita, fluorita,
calcopirita, topázio, quartzo, diamante, feldspato, rubi, ônix, talco, etc.
◼ MINÉRIO é toda rocha constituída de um mineral ou agregado de minerais
contendo um ou mais minerais valiosos, que podem ser aproveitados
economicamente. EX: granito, arenito, siltito, argilito, andesito, quartzito etc.
◼ Esses minerais valiosos, aproveitáveis como bens úteis, são chamados de
MINERAIS-MINÉRIO.
◼ O mineral ou conjunto de minerais não aproveitados de um minério é
denominado GANGA.
BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO
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Kimberlito, uma rocha ígnea, com um cristal de 
diamante amarelado. Museu de Geologia da 
CPRM (Foto: P.M.Branco).
BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO
◼ Para efeito das Normas Reguladoras de Mineração (NRM) o
beneficiamento ou tratamento de minérios visa PREPARAR
granulometricamente, CONCENTRAR OU PURIFICAR minérios
por métodos físicos ou químicos sem alteração da constituição
química dos minerais.
◼ Segundo a NRM-18–Beneficiamento, todo projeto de
beneficiamento de minérios deve:
 Otimizar o processo para obter o máximo aproveitamento do
minério e dos insumos, observadas as condições de
economicidade e de mercado; e
 Desenvolver a atividade com a observância dos aspectos de
segurança, saúde ocupacional e proteção ao meio ambiente.
BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO
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BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO
◼ O beneficiamento do minério é composto por uma série de
processos que objetivam, a partir do material resultante da
extração, separar e concentrar os minerais desejáveis da ganga
(rejeito do minério, sem interesse econômico).
◼ O tratamento ou beneficiamento do minério consiste de operações
que buscam modificar a granulometria, a concentração relativa e/ou
a forma dos materiais, sem que haja modificação nas identidades
físicas e químicas destes.
◼ Desta maneira, através de operações de concentração, remover da
ganga os minerais-minério (minerais passíveis de serem explorados
economicamente).
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◼ Os principais processos de beneficiamento são:
1. Fragmentação
2. Classificação
3. Concentração
4. Desaguamento
5. Amostragem
6. Manuseio dos materiais
7. Disposição dos rejeitos
BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO
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1. FRAGMENTAÇÃO
◼ Trata-se de uma técnica que se baseia na diminuição
granulométrica dos minerais até que os minerais úteis possam ser
fisicamente liberados dos minerais indesejáveis.
◼ Engloba as etapas de BRITAGEM, onde as partículas atingem
diâmetros de aproximadamente 1,0mm, e MOAGEM, que
proporcionam tamanhos ainda menores para as partículas (ex:
0,074 mm).
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Nota
objetivo: reduzir de tamanho uma rocha ou mineral
1. FRAGMENTAÇÃO
1. FRAGMENTAÇÃO
1. FRAGMENTAÇÃO
2. CLASSIFICAÇÃO
◼ É o processo de separação de partículas por tamanho, em conjunto
com as etapas de fragmentação.
◼ Uma vez que o minério foi submetido à redução de tamanho,
promovendo a liberação adequada dos seus minerais, estes podem
ser submetidos à operação de separação das espécies minerais,
obtendo-se, nos procedimentos mais simples, um concentrado e um
rejeito.
◼ Os principais equipamentos para tal fim são:
 Peneiras
 Classificadores mecânicos
 Ciclones
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◼ PENEIRAS – utilizadas apenas para a classificação de partículas
mais grosseiras, usualmente trabalham com os produtos da
britagem. Podem operar a seco e a úmido;
EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
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EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
◼ CLASSIFICADORES MECÂNICOS – operam com tamanho de
partículas menores que as peneiras, mas são ineficientes para
trabalhar com partículas muito finas (em média menores que 0,105
milímetro).
◼ Trabalham quase sempre a úmido;
◼ Constituem-se de uma calha, onde há um eixo envolvido por uma
ou mais hélices, as quais, girando, mantêm a polpa em suspensão.
◼ Estas hélices têm a função de remover o material sedimentado do
fundo da calha.
◼ O conjunto como um todo apresenta vários níveis de inclinação,
sendo essa sua variável de processo.
EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
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EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
CLASSIFICADOR EM ESPIRAL
EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
CLASSIFICADOR EM ESPIRAL
EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
◼ CICLONES – muito eficientes para separarem partículas muito
finas; podem, também, operar a seco ou a úmido.
◼ O princípio básico de separação empregado nos hidrociclones é a
sedimentação centrífuga.
◼ O hidrociclone consiste de uma câmara cilíndrico-cônica, com uma
entrada tangencial e duas saídas.
◼ A polpa é injetada sob pressão no aparelho, através de um duto
situado na parte superior da câmara cilíndrica e, como resultado de
sua entrada tangencial, é criado um redemoinho no seu interior.
◼ As partículas mais grossas e mais densas são arremessadas às
paredes e descarregadas na abertura inferior (underflow).
◼ As partículas mais finas, menos densas, são dirigidas para o centro
do hidrociclone, juntamente com a maior parte da fase líquida, e
saem por um cilindro na parte superior do aparelho (overflow).
EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
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EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
3. CONCENTRAÇÃO
◼ A concentração de minérios ocorre quando é preciso separar os
minerais de interessedos que não o são.
◼ Para isto, é necessário que o minério á tenha passado pelas etapas
de fragmentação e classificação, que realizam e monitoram a
separação dos minerais de interesse.
◼ As operações de concentração − separação seletiva de minerais −
baseiam-se nas diferenças de propriedades entre o mineral-minério
(o mineral de interesse) e os minerais de ganga.
◼ Entre estas propriedades se destacam: massa específica,
magnetismo, condutividade elétrica, propriedades químicas de
superfície, cor, forma etc.
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3. CONCENTRAÇÃO
◼ Os principais métodos de concentração são:
3.1 Separação/concentração gravimétrica
3.2 Separação Magnética
3.3 Flotação
3.4 Seleção Mecanizada
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3.1 SEPARAÇÃO/CONCENTRAÇÃO 
GRAVIMÉTRICA
◼ Método que apresenta bons resultados com baixo custo.
◼ O processo se baseia na diferença de densidade existente entre os
minerais presentes, utilizando-se de um meio fluido (água ou ar)
para efetivar a separação/concentração.
◼ Os equipamentos tradicionalmente utilizados são os jigues, mesas
vibratórias, espirais, cones e “sluices”.
◼ O método é adotado na produção de ouro, ilmenita, zirconita,
monazita, cromita, cassiterita etc.
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3. 1 SEPARAÇÃO/CONCENTRAÇÃO 
GRAVIMÉTRICA
ESPIRAL
3. 1 SEPARAÇÃO/CONCENTRAÇÃO 
GRAVIMÉTRICA
3.1 SEPARAÇÃO/CONCENTRAÇÃO 
GRAVIMÉTRICA
MESA VIBRATÓRIA
3.1 SEPARAÇÃO/CONCENTRAÇÃO 
GRAVIMÉTRICA
JIGLE
3.2 SEPARAÇÃO MAGNÉTICA
◼ A Separação magnética é um método de separação de misturas
heterogêneas de componentes sólidos, mais especificamente para
separação de misturas contendo materiais ferromagnéticos como o cobalto,
o níquel e, principalmente, o ferro.
◼ Um separador magnético para mineração, também conhecido como placa
magnética, é um equipamento que retém todas as partículas ou peças
ferromagnéticas que entrarem em contato com seu campo magnético.
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3. 2 SEPARAÇÃO MAGNÉTICA
◼ A instalação de um separador magnético de mineração pode ser
feita tanto suspensa quanto embaixo de uma esteira transportadora.
◼ A temperatura suportada por um separador magnético mineração é
de até 200ºC, sem que suas propriedades magnéticas sejam
perdidas.
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3.2 SEPARAÇÃO MAGNÉTICA
◼ Atualmente, a flotação é o processo dominante no tratamento de
quase todos os tipos de minérios, devido a sua grande versatilidade
e seletividade.
◼ É aplicado no beneficiamento de minérios com baixo teor e
granulometria fina.
◼ O processo se baseia no comportamento físico-químico das
superfícies das partículas minerais presentes numa suspensão
aquosa.
◼ A utilização de reagentes específicos permite a recuperação
seletiva dos minerais de interesse por adsorção em bolhas de ar.
3.3 FLOTAÇÃO
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◼ O método consiste basicamente na exploração das diferenças nas
características de superfície dos minerais, tratando misturas
heterogêneas de partículas suspensas em fase aquosa, nas quais
se introduz uma fase gasosa.
◼ Como a maioria dos minerais possuem características hidrofílica,
isto é, afinidade com a água, uma propriedade diferenciadora deve
ser induzida através da adição de reagentes na superfície dos
minerais, que tem por objetivo tornar com características
hidrofóbicas os minerais que se deseja flotar.
◼ Com os reagentes e reguladores aplicados na polpa, a
hidrofobicidade das partículas de interesse são ativadas, mas para
que ocorra o processo de flotação, a polpa deverá ser preenchida
com bolhas de ar (espuma) e assim as partículas ligam-se ao ar e
deslocam-se para a superfície ocorrendo o processo de flotação.
3.3 FLOTAÇÃO
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3.3 CÉLULA DE FLOTAÇÃO
3.3 FLOTAÇÃO
◼ Reagentes mais utilizados nos processos de flotação: sulfato de cobre e
zinco, cromatos-dicromatos, hipocloritos, permanganatos, sulfeto de sódio,
cianetos, fluoretos e sulfito de sódio, sais de chumbo, ácidos cítricos e
tânicos
3.4 SELEÇÃO MECANIZADA
◼ O método mais antigo de concentração é a seleção manual, na
qual, através de uma inspeção visual, os minerais de interesse são
manualmente resgatados do restante ou, apenas os minerais
contaminantes são separados para purificar o minério original.
◼ Porém, devido ao crescente custo da mão de obra, ela vem sendo
utilizada somente em casos especiais.
◼ Atualmente a seleção de minérios segue o mesmo princípio, porém
de forma mecanizada e se utilizando de uma variedade de
dispositivos automáticos de detecção, identificação e separação.
◼ As propriedades mais utilizadas são as óticas (reflectância,
transparência, etc.), raios X (fluorescência),
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4. DESAGUAMENTO
◼ A água desempenha um papel expressivo no tratamento de
minérios. Porém, numa determinada etapa dos processos, se faz
necessária sua retirada para obter produtos de baixa umidade.
◼ As principais operações são:
 Sedimentação
 Filtragem
 Centrifugação
 Secagem
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4. DESAGUAMENTO
▪ SEDIMENTAÇÃO pode ser definida como a técnica de
desaguamento obtida através da concentração de partículas
sólidas em suspensão num liquido por ação exclusiva da força da
gravidade.
▪ As operações de sedimentação são divididas em duas classes:
❑ Espessamento: visa uma concentração efetiva de sólidos;
❑ Clarificação: é a remoção de partículas sólidas presentes
numa suspensão diluída.
▪ Os equipamentos utilizados consistem basicamente em cones,
espessadores e clarificadores.
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4. DESAGUAMENTO
ESPESSADOR
4. DESAGUAMENTO
CLARIFICADOR
4. DESAGUAMENTO
CONE DE SEDIMENTAÇÃO
4. DESAGUAMENTO
▪ FILTRAGEM é o método de desaguamento obtido pela passagem
forçada de uma suspensão aquosa através de um elemento
filtrante que retem as partículas sólidas em sua superfície.
▪ O processo pode ser conduzido de forma contínua ou intermitente,
sob ação de vácuo ou pressão induzidos.
▪ Os equipamentos tradicionais utilizados são filtros á vácuo
(tambor, disco, correia, etc) e os filtros prensa.
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4. DESAGUAMENTO
FILTRO A VÁCUO - TAMBOR
4. DESAGUAMENTO
FILTRO A VÁCUO - DISCO
4. DESAGUAMENTO
FILTRO A VÁCUO - CORREIA
4. DESAGUAMENTO
FILTRO PRENSA
4. DESAGUAMENTO
▪ CENTRIFUGAÇÃO é a técnica de desaguamento que se
utiliza de um dispositivo rotativo que induz uma sedimentação
forçada sob ação de uma aceleração significativamente
elevada.
▪ No tratamento de minérios, as centrifugas são usadas
quando a sedimentação gravitacional é insuficiente para
promover a separação de partículas muito finas ou quando se
requer baixos níveis de umidade no produto final.
▪ Classificam–se em dois tipos: centrífugas espirais
decantadoras e centrifugas de cesto vibratório.
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4. DESAGUAMENTO
CENTRÍFUGAS ESPIRAIS DECANTADORAS
4. DESAGUAMENTO
CENTRIFUGAS DE CESTO VIBRATÓRIO
4. DESAGUAMENTO
▪ SECAGEM consiste na retirada da água contida num produto
sólido particulado através da evaporação da mesma por ação do
calor.
▪ É utilizada quando se requer um nível de umidade muito baixo.
▪ Trata-se de um processo relativamente caro, uma vez que não só
os sólidos devem ser aquecidos, como também a água deve ser
vaporizada para poder ser retirada do material.
▪ Os equipamentos mais usados são: secadores rotativos de
bandeja e de leito fluidizado.
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4. DESAGUAMENTO
SECADOR ROTATIVOS DE BANDEJA
4. DESAGUAMENTO
SECADOR DE LEITO FLUIDIZADO
5. AMOSTRAGEM
◼ A amostragem é uma sequência de operações com o intuito de
retirar uma parcela representativa de seu universo.
◼ É importante na avaliação dos depósitos minerais, no controle de
processos em laboratório e na indústria, bem como o controle de
qualidade na comercialização de produtos.
◼ Uma amostragem mal conduzida pode ocasionar prejuízos
consideráveis.Gemeos
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6. MANUSEIO DOS MATERIAIS
◼ O transporte é requerido entre cada etapa do processo. 
◼ Áreas de estocagem também são necessárias antes, durante e 
depois do beneficiamento.
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7. DISPOSIÇÃO DOS REJEITOS
◼ Geralmente, há uma área reservada para o depósitos de materiais
grossos e os rejeitos mais finos vão para as barragens de rejeito,
cuja finalidade é reter os sólidos e evitar que estes caiam nos
efluentes.
◼ Porém, problemas de contaminação de solos e rios por metais
como o ferro são frequentes e acabam acarretando problemas para
o meio ambiente e são de grande risco para a saúde humana.
◼ O aproveitamento dos recursos minerais deve estar comprometido
com os princípios de desenvolvimento sustentável (satisfazer as
necessidades do presente sem prejuízo das futuras gerações);
isso implica, entre outros fatores, no aproveitamento racional dos
recursos naturais, preservando-se o meio ambiente.
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7. DISPOSIÇÃO DOS REJEITOS
BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO
	Slide 1: METALURGIA EXTRATIVA: BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO
	Slide 2: INTRODUÇÃO À METALURGIA
	Slide 3: DIVISÃO CLÁSSICA DA METALURGIA
	Slide 4: METALURGIA EXTRATIVA
	Slide 5: INTRODUÇÃO À METALURGIA
	Slide 6: INTRODUÇÃO À METALURGIA
	Slide 7: BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO
	Slide 8: BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO
	Slide 9: BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO
	Slide 10: BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO
	Slide 11: BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO
	Slide 12: 1. FRAGMENTAÇÃO
	Slide 13: 1. FRAGMENTAÇÃO
	Slide 14: 1. FRAGMENTAÇÃO
	Slide 15: 1. FRAGMENTAÇÃO
	Slide 16: 2. CLASSIFICAÇÃO
	Slide 17: EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
	Slide 18: EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
	Slide 19: EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
	Slide 20: EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
	Slide 21: EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
	Slide 22: EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
	Slide 23: EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
	Slide 24: EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
	Slide 25: EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
	Slide 26: EQUIPAMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO
	Slide 27: 3. CONCENTRAÇÃO
	Slide 28: 3. CONCENTRAÇÃO
	Slide 29: 3.1 SEPARAÇÃO/CONCENTRAÇÃO GRAVIMÉTRICA
	Slide 30: 3. 1 SEPARAÇÃO/CONCENTRAÇÃO GRAVIMÉTRICA
	Slide 31: 3. 1 SEPARAÇÃO/CONCENTRAÇÃO GRAVIMÉTRICA
	Slide 32: 3.1 SEPARAÇÃO/CONCENTRAÇÃO GRAVIMÉTRICA
	Slide 33: 3.1 SEPARAÇÃO/CONCENTRAÇÃO GRAVIMÉTRICA
	Slide 34: 3.2 SEPARAÇÃO MAGNÉTICA 
	Slide 35: 3. 2 SEPARAÇÃO MAGNÉTICA
	Slide 36: 3.2 SEPARAÇÃO MAGNÉTICA 
	Slide 37: 3.3 FLOTAÇÃO 
	Slide 38: 3.3 FLOTAÇÃO 
	Slide 39: 3.3 CÉLULA DE FLOTAÇÃO 
	Slide 40: 3.3 FLOTAÇÃO 
	Slide 41: 3.4 SELEÇÃO MECANIZADA
	Slide 42: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 43: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 44: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 45: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 46: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 47: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 48: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 49: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 50: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 51: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 52: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 53: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 54: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 55: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 56: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 57: 4. DESAGUAMENTO
	Slide 58: 5. AMOSTRAGEM 
	Slide 59: 6. MANUSEIO DOS MATERIAIS 
	Slide 60: 7. DISPOSIÇÃO DOS REJEITOS 
	Slide 61: 7. DISPOSIÇÃO DOS REJEITOS 
	Slide 62: BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO