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BENEFICIAMENTO MINERAL
UNIDADE I
INTRODUÇÃO AO BENEFICIAMENTO
Elaboração
Cristiane Oliveira de Carvalho
Produção
Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração
SUMÁRIO
UNIDADE I
INTRODUÇÃO AO BENEFICIAMENTO ...........................................................................................................................................5
CAPÍTULO 1 
ASPECTOS GERAIS DO BENEFICIAMENTO ......................................................................................................................... 7
CAPÍTULO 2 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS .......................................................................................................................................................... 11
CAPÍTULO 3 
USINA DE BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO ...................................................................................................................... 14
REFERÊNCIAS ...............................................................................................................................................18
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UNIDADE IINTRODUÇÃO AO BENEFICIAMENTO
Nesta primeira parte da apostila você será apresentado aos conceitos introdutórios para 
entender o beneficiamento do minério.
O Capítulo 1 aborda o conceito de beneficiamento de minério e um pouco dos registros 
históricos sobre as operações realizadas para tratar o minério, assim como aborda um 
pouco da Norma Reguladora de mineração- NRM-18 que dispõe do beneficiamento de 
minérios.
O Capítulo 2 explica quais são as principais operações unitárias executadas para realizar 
o beneficiamento de minério.
O Capítulo 3 apresenta o conceito de Usina de beneficiamento de minério e apresenta 
de forma didática como ocorrem os processos em uma Usina de minério de ferro.
Objetivos da unidade
 » Entender o conceito de beneficiamento minério.
 » Conhecer as operações envolvidas no processo de beneficiamento de minério.
 » Aprender a importância de realizar o beneficiamento de minério.
 » Compreender o que é e como funciona uma usina de beneficiamento de minério.
Bons estudos!
A companhia Vale aprimorou o beneficiamento de minério de ferro por meio de uma 
técnica nas regiões de grande índice pluviométrico. Essa técnica não utiliza água 
no processo evitando a necessidade do uso de barragens de rejeitos, minimizando 
os impactos ambientais. 
Processo conhecido como beneficiamento a umidade natural ou a seco, começou 
a ser implantado em 2008 como um experimento em Carajás no Pará.
A figura a seguir tem um esquema apresentando como acontece a transformação 
de mineral a minério. Primeiramente o material é extraído da mina no estado bruto 
e com impurezas.
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UNIDADE I | INTRODUÇÃO AO BENEFICIAMENTO
Portanto, o minério precisa passar pelo beneficiamento, ou seja, segregar o útil do 
que é resíduo. Portanto, depois da fragmentação em equipamentos, o beneficiamento 
é o processo posterior. Isso pode acontecer por tamanho ou mesmo por espécime, 
sendo preciso o uso de água no processo.
Figura 1. Transformação de mineral a minério.
 
Fonte: http://www.vale.com/brasil/PT/initiatives/innovation/processing-based-on-natural-moisture/Paginas/default.aspx. 
Acesso em: 27/7/2019.
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CAPÍTULO 1 
ASPECTOS GERAIS DO BENEFICIAMENTO
Grande parte dos minérios, rochas ou minerais que são descobertos na crosta da Terra 
precisa passar por algum tipo de tratamento para aprimorar as suas propriedades físicas 
ou físico-químicas para uso posterior.
Existem registros de que os egípcios, há 400 anos antes de cristo, já conseguiam recuperar 
ouro de depósitos aluvionares. 
No ano 1556 houve uma primeira referência que abordava sobre os minerais, registrava 
moinhos movidos a água, concentração gravítica e peneiras em formas de cesta.
No entanto, foi no final do século XVIII e começo do XIX, com o início da Revolução 
Industrial na Inglaterra, que surgiram as inovações mais relevantes no ramo do tratamento 
de minérios.
Em 1864, o tratamento de minérios restringia-se, especialmente, a minérios de ouro, cobre 
nativo e chumbo. Entretanto, os notáveis desenvolvimentos, no ramo do beneficiamento, 
aconteceram no término do século XIX e começo do XX.
Dentre essas inovações, a mais memorável surgiu em 1905 na Austrália, com emprego 
industrial da flotação.
Entre as décadas de 1940 a 1970, o crescimento em tecnológico seguiu produzindo 
equipamentos maiores, com maior capacidade de produção e/ou de eficiência. Já a 
partir de 1970 até 1990 o desenvolvimento esteve voltado para a otimização de processos 
através de conhecimentos da automação e computação.
Foi ainda na década 70 que a crise do petróleo forçou uma racionalização na utilização 
de energia. Em 2001 essa nova necessidade de racionalização surgiu com a crise de 
energia elétrica no Brasil, unida aos indícios do aquecimento do planeta Terra.
Mesmo com grandes pesquisas voltadas para entender os eventos nas operações de 
tratamento, não aconteceram grandes evoluções tecnológicas, constatando-se apenas 
saltos incrementais que ajudaram no comportamento dos processos.
Beneficiamento de minérios ou mesmo tratamento de minérios são as operações impostas 
aos bens minerais com a intenção de transformar a granulometria, concentração das 
espécies ou ainda a sua forma, por meio de procedimentos físicos ou químicos sem 
prejudicar a composição química desses minerais (BRASIL, 2001).
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UNIDADE I | INTRODUÇÃO AO BENEFICIAMENTO
Para Luz et al. (2018, p. 3) o tratamento ou beneficiamento de minério é a “[...] separação 
física ou físico-química dos minerais valiosos dos não valiosos (ganga) para obtenção 
de uma porção enriquecida, denominada de concentrado, contendo a maior parte dos 
minerais valiosos ou apenas a sua modificação granulométrica ou forma.”
Conceituando de forma mais abrangente, o tratamento de minério é a reunião de operações 
que são aplicadas às rochas minérios ou minerais, em busca de produzir produtos 
solicitados pelo mercado sem alterar qualquer propriedade física e/ou química desses.
Existem algumas referências que estendem a um conceito mais abrangente em que os 
minerais sofrem modificações de natureza química, como consequência da simples 
aplicação de calor – tais como sinterização, pelotização e ustulação – , ou ativação 
mecano-química.
Chaves (2002) explana que o tratamento de minérios é uma arte, pois não consiste 
apenas em definir uma série adequada de operações e uni-las de forma que se alcance 
o melhor teor de concentrado, e as melhores recuperações da substância útil.
Para tal é preciso ter conhecimento prático e teórico, receptividade, experiência precedente, 
abrangendo os trabalhos em laboratório ou usina piloto.
Isso é muito importante, pois não há minérios idênticos. Cada um é singular, e é desastroso 
tentar transportar resultados que foram bem-sucedidos em outros lugares e com condições 
particulares da jazida e do minério em estudo.
A NRM 18 que aborda o beneficiamento explica como todo o projeto deve ser:
 » Capaz de otimizar de forma a conseguir o máximo aproveitamento do minério e 
dos recursos, avaliando as condições relativas à economia e ao mercado.
 » Fomentar atividades relacionadas à segurança, saúde ocupacional e preservação 
do meio ambiente.
Além disso, o projeto de beneficiamento de minério também deve constar no Plano de 
Aproveitamento Econômico-PAE, e deve ter no mínimo:
 » caracterização do minério, apresentando:
 › composição mineralógica;
 › o plano de amostragem utilizado;
 › ocorrência dos minerais relevantes;
 › avaliação granulométrica contendo os teores do minério (anterior e depois do 
processo de cominuição);
 › detalhamento minucioso dos ensaios.
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INTRODUÇÃO AO BENEFICIAMENTO | UNIDADE I
 » conter o fluxograma de processos e de equipamentos, abrangendo a localização 
dos pontos que serão realizados a amostragem
 » constar os balanços de massa e metalúrgico;
 » caracterização dos produtos, subprodutos e rejeitos;
 » conter planta de situação e organização geral dausina em escala apropriada.
 » demais elementos relevantes ao projeto.
É importante entender que o beneficiamento de mineral é extremamente importante, 
pois um bem mineral quase nunca é utilizado como lavrado, pois, geralmente, apresenta 
granulometria incompatível com a da indústria, ou está agregado a outro minério que não 
é útil. Em outras palavras, o tratamento visa preparar o mineral bruto para o processo 
industrial, através da granulometria, concentração ou purificação. 
A concentração de minério versa sobre as distinções de propriedades que ocorrem entre 
o minério e a ganga. Dentre tantas é possível citar:
 » peso específico;
 » suscetibilidade magnética;
 » condutividade elétrica;
 » química da superfície;
 » cor;
 » radioatividade;
 » forma;
 » granulometria.
Se o processamento de determinado minério ocorre desde a concentração até a extração, 
a operação de concentração traz benefícios econômicos e energéticos à metalurgia.
Esses benefícios são alcançados porque ocorre um descarte de massa no estágio da 
concentração. A título de exemplo, o caso do minério scheelita que tem 0,35% de WO3 
e não é viável a sua utilização econômica na metalurgia extrativa.
Essa viabilidade econômica só é possível quando esse minério passa por uma concentração 
gravítica ou por flotação até conseguir obter concentrados que alcancem 70% de WO3
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UNIDADE I | INTRODUÇÃO AO BENEFICIAMENTO
Ainda, existem situações em que é preciso selecionar entre os minérios. Por exemplo, 
quando há um polissulfeto formado de sulfeto de zinco (esfalerita), sulfeto de chumbo 
(galena) e sulfetos de cobre (calcopirita, bornita, calcocita etc.).
Para realizar a separação das espécies minerais de um minério é preciso saber qual é a 
composição mineralógica e o tamanho para que seja possível efetivar a liberação física 
do minério de sua ganga.
Assim, realizam-se as operações de britagem e moagem até alcançar a granulometria 
adequada para a liberação requerida pelas análises preliminares de caracterização 
mineralógica. É importante saber que as operações devem ser realizadas apenas até a 
granulometria necessária para realizar o tratamento, pois são dispendiosas.
Muitas operações são executadas a úmido e nestas situações é preciso que o produto 
esteja em conformidade com operações posteriores (química e metalúrgica) e então é 
preciso realizar um desaguamento do concentrado até que a umidade seja satisfatória 
para o processo.
Já os rejeitos oriundos desse processo devem ser dispostos em uma área adequada e 
precisam ser caracterizados em relação à mineralogia e a química desses, com a finalidade 
de estudar os riscos eminentes ao meio ambiente.
É importante entender que no tratamento de minérios, ainda que basicamente técnico 
no que tange às aplicações práticas, não se pode ignorar os aspectos econômicos. É 
impossível, efetivamente, alcançar uma separação total dos constituintes minerais. De 
modo geral, é importante entender se é necessário um maior teor de concentrado, maior 
é a perda, ou melhor, as recuperações são mais baixas.
Para alcançar teores elevados e melhores recuperações é preciso aumentar o dispêndio 
no beneficiamento. Para que a margem de lucros seja maior é preciso que esses itens 
estejam equilibrados.
Assim, não é viável que os custos resultantes de um estágio extra de tratamento para 
certo mineral sejam maiores do que o valor agregado àquele produto, exceto em casos 
específicos.
O beneficiamento de minérios está voltado para o lucro, assim como todas as atividades 
industriais. No entanto, a visão social que objetiva uma conservação dos recursos não 
deve ser esquecida, pois trata-se de bens que não se renovam.
Portanto é preciso ter a consciência de que as reservas minerais são finitas e seu 
aproveitamento devastador deve ser banido, pois o máximo lucro alcançado, em menor 
tempo, raramente vai estar subordinado às necessidades sociais.
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CAPÍTULO 2 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Um circuito de beneficiamento mineral é formado por uma série de operações que são 
conhecidas como operações unitárias.
Essas operações são denominadas dessa forma pois são sempre iguais e o que muda é 
apenas a associação e a sequência em que são desenvolvidas, visando alcançar o objetivo 
ou mesmo as características de certo minério.
Uma operação unitária não é realizada sozinha, pois não tem a capacidade para prover o 
produto final. Normalmente acontecem combinadas levando o minério inicial a chegar 
ao produto desejado.
Geralmente as operações de beneficiamento de minérios são executadas, em meio 
aquoso, ou melhor, a úmido. Esta mistura constituída de minério e água é conhecida 
como polpa e logo após é preciso retirar a água presente.
Chaves (2012) divide essas operações unitárias em:
Operações de cominuição
Buscam tornar as partículas minerais em um tamanho satisfatório para realizar as 
futuras operações.
As operações de cominuição são realizadas por meio de britagem, que permite realizar 
o transporte do minério, a estocagem e a homogeneização. A moagem é responsável por 
desprender as partículas úteis dos minerais de ganga.
A britagem e a moagem são amparadas por operações que separam esses minerais por 
tamanhos, utilizando peneiras e classificadores.
Operações de concentração
A operação de concentração tem o objetivo de realizar a separação das diversas espécimes 
minerais.
Estas operações fundamentam-se nas diferenças das propriedades que abrangem o 
mineral valioso e a ganga. Dentre essas propriedades é possível citar a densidade, 
suscetibilidade magnética, condutividade elétrica, propriedades de química de superfície, 
cor, radioatividade e forma.
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UNIDADE I | INTRODUÇÃO AO BENEFICIAMENTO
Para realizar a concentração de um minério é preciso que os minerais estejam liberados, 
ou seja, a partícula precisa ter apenas uma espécie mineralógica.
Operações auxiliares
Por fim têm-se as operações auxiliares que visam realizar o armazenamento ou o transporte 
de diversos produtos entre uma operação unitária e outra, além de separarem a água 
presente nesses produtos.
Essas operações auxiliares são: transporte de sólidos particulados e em suspensão em 
água (polpa), estocagem e homogeneização em pilhas, a estocagem que ocorre em silos, 
espessamento, a filtragem e secagem.
O Diagrama abaixo exibe as operações unitárias elementares do tratamento de minério.
O minério bruto também conhecido como ROM (run-of-mine), oriundo da lavra de uma 
mina passa posteriormente por operações:
 » britagem;
 » moagem;
 » peneiramento (seleção por tamanho);
 » classificação (hidrociclone, classificador espiral);
 » concentração gravítica, magnética, flotação;
 » desaguamento do concentrado (decantação, espessamento e filtragem);
 » desaguamento do rejeito (espessamento), acompanhado de recuperação da água 
proveniente do processo;
 » secagem do concentrado (secador: rotativo, spray dryer, secador de leito fluidizado);
 » Disposição de rejeito em cavas de mina (céu aberto, galeria subterrânea, barragem 
de rejeito).
A seguir existe um exemplo de tratamento de uma usina do minério de ferro de Carajás, 
Vale.
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INTRODUÇÃO AO BENEFICIAMENTO | UNIDADE I
Figura 2. Diagrama de tratamento de minério.
 
 
Minério Lavra 
Britagem 
Peneiramento 
Moagem 
Classificação 
Concentração 
Disposição de 
Rejeito 
Espessamento Espessamento 
Filtragem 
Secagem 
Rejeitos 
Barragem de 
rejeito 
Enchimento 
Cava a céu 
aberto 
Galerias 
subterrâneas 
Produto final 
Á
g
u
a 
 
d
e 
p
r
o
c
e
s
s
o 
Concentrado 
Fonte: Luz et al, (2018).
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CAPÍTULO 3 
USINA DE BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO
Para ser usado nas diversas indústrias, um bem mineral precisa estar adequado para 
isso. As operações fundamentais para conseguir adequar esse material são realizadas 
nas usinas de beneficiamento de minério.
Como dito anteriormente, cada mineral possui as suas características próprias e cada 
usina de beneficiamento é pensada e projetada para cada material a ser processado.
Sampaioet al (2001), no livro Usinas de Beneficiamento de Minério no Brasil, explicaram 
as operações utilizadas, por diversas empresas, no tratamento minérios. 
Dentre os diferentes processos, foi selecionado o do minério de ferro a título de deixar 
mais didático o funcionamento de uma usina de beneficiamento de ferro. Além de Sampaio 
et al. (2001), Nascimento (2014) também explanou sobre a usina de beneficiamento 
em questão.
A Usina selecionada foi a Usina de Germano, onde o itabirito é enviado depois de 
ser lavrado da mina da Alegria. Segundo Sampaio et al. (2001) os minerais de ferro 
considerados como principais são a hematita, goethita (limonita), hematita especular 
e magnetita. A Tabela 1 mostra as composições mineralógicas do minério de Ferro. As 
características químicas, físicas e mineralógicas do minério devem ser monitoradas, 
com o objetivo de assegurar as características desejadas para o concentrado.
Localizada em Minas Gerais, nos municípios de Mariana e Ouro Preto, na Unidade 
Industrial de Germano são realizadas operações de extração do minério, beneficiamento 
e o início do transporte de minério de ferro.
Conforme aponta o site Samarco, o beneficiamento de minério de ferro em Germano é 
realizado em três concentradores. Essa unidade se liga a Ubu, em Anchieta no Espírito 
Santo, por três minerodutos de 400 Km de extensão, com 25 municípios em dois estados. 
Figura 3. Processo produtivo da Samarco.
1- Mina; 2- Peneiramento e Britagem; 3- Pilha- 
Pulmão; 4- Moagem, deslamagem e flotação, 
5-Espessamento e tanques de estocagem; 
6- Sistema de disposição em Barragem, no 
novo processo será substituído por cava e 
empilhamento de rejeito, 7- Minerodutos que 
interligam Germano e Ubu; 8- Espessador e 
Tanque de Homogeneização; 9- Filtragem; 
10- Estação de Tratamento de Efluentes 
Industriais(ETEI); 11- Roller Press; 12- Prédio de 
mistura; 13- Pelotamento; 14- Precipitadores 
eletrostáticos; 15- Forno de Endurecimento; 16- 
Peneira Classificadora; 17- Pátio de Estocagem; 
18- Porto; 19-Wind Fence.
Fonte: Campos (2017).
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INTRODUÇÃO AO BENEFICIAMENTO | UNIDADE I
Figura 4. Usina de Beneficiamento de Germano.
Fonte: Campos (2017).
Essas três plantas de concentração têm capacidade de produção instalada em 
torno de 33 milhões de toneladas ano, no entanto até o momento de suspensão 
das atividades a produção estavam em torno de 31,5 milhões de toneladas. 
(SILVA; TENENWURCEL, 2019)
Esses concentradores são alimentados por minério oriundos das minas do 
Complexo Germano, e processado para satisfazer as especificações necessárias 
ao bombeamento pelos minerodutos e a pelotização, realizada nas quatro usinas 
em Ubu. (SILVA; TENENWURCEL, 2019).
O material que alimenta as plantas é proveniente das Minas de Alegria Norte e Sul, da 
Samarco, e da Mina de Fazendão, propriedade da Vale. Esses minérios são originários de 
cada uma das minas e é blendado em proporções variáveis, de acordo com a especificação 
do produto requerido. (SILVA; TENENWURCEL, 2019)
A lavra é executada a céu aberto, e pode ser um minério friável, o desmonte acontece 
especialmente por tratores de lâminas e o desmonte por explosivo não é muito empregado.A 
mina utilizava dois métodos de lavra. O método convencional, em que as carregadeiras 
são os alimentadores dos caminhões que transportam o minério que foi lavrado, até os 
carregadores de alimentação das correias transportadoras que estão, no máximo, a 2,0 
km da frente da lavra (NASCIMENTO, 2014)
No método que segue o convencional, as carregadeiras alimentam os carregadores nas 
frentes de lavra a distâncias de transporte de até 80m. Esse método é o mais aplicado 
para a lavra de minério pelos menores dispêndios operacionais. (NASCIMENTO, 2014)
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UNIDADE I | INTRODUÇÃO AO BENEFICIAMENTO
O teor de corte imposto pela mina é na faixa de 33% de Fe. De acordo com o planejamento 
de lavra, os minérios das frentes de lavra são blindados com o objetivo de alcançar um 
teor médio em torno de 46% na alimentação dos concentradores.
Quadro 1- Composições mineralógicas do minério de Ferro - Mina de Alegria.
Principais Minerais Fórmula química Distribuição (%)
Hematita especular Fe2O3 15
Hematita Fe2O3 38,0
Magentita Fe3O4 1,0
Goethita FeO(OH) 19,8
Limonita FeO(OH)n.HO 2,2
Quartzo SiO2 24,0
Fonte: Sampaio (2001).
Conforme aponta o RIMA do Complexo de Germano (2017) e o site da Samarco, existem 
três unidades de tratamento de minério que são conhecidas como Concentradores 1, 2 
e 3. Nascimento (2014) apresentou o fluxograma de dois concentradores.
Neste fluxograma é possível explicar basicamente as seguintes etapas de beneficiamento: 
Figura 5. Fluxograma simplificado do Concentrador I da Samarco.
 
 
Flotação 
Tank cell e 
coluna 
Flotação 
convencional 
Deslamagem Moagem 
primária 
Moagem 
pré -primária 
Moagem 
secundária 
Fonte: Nascimento (2014).
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INTRODUÇÃO AO BENEFICIAMENTO | UNIDADE I
Figura 6. Fluxograma simplificado do Concentrador II da Samarco.
 
 
Bombas Flotação 
em coluna 
Flotação 
convencional e de 
finos 
Deslamagem Moagem 
primária 
Britagem Moagem 
secundária 
Fonte: Nascimento (2014).
No ano de 20015, em que a Samarco suspendeu as suas operações, foram produzidas 24 
milhões de toneladas, sendo que 97% pelotas (matéria-prima para produção de aço) e 
3% em finos de minério para pelotizadoras, mostradas abaixo. Ao retomar as atividades, 
a Samarco vai acrescentar dois novos estágios de beneficiamento de minério, a filtragem 
e o espessamento de alta densidade das lamas (RIMA, 2017; SAMARCO, 2019).
Figura 7. Produtos das operações: a) pelotas de minério de ferro; b) Pellet Feed (finos).
Fonte: Campos (2017).
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REFERÊNCIAS
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REFERÊNCIAS
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Referências
Figura 20
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brastorno.com.br/produto/quarteador-de-polpa/>. Acesso em: 27/7/2019.
	UNIDADE I
	Introdução ao beneficiamento
	Capítulo 1 
	Aspectos gerais do beneficiamento
	Capítulo 2 
	Operações Unitárias
	Capítulo 3 
	Usina de beneficiamento de minério
	Referências