SLYDES PARA DEFESA DE SILVESTRE BENDZANE -1

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DIVISÃO DE ENGENHARIA
CURSO DE ENGENHARIA DE PROCESSAMENTO MINERAL
CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE REJEITO DE CARVÃO MINERAL DA VULCAN MOZAMBIQUE, VISANDO O REAPROVEITAMENTO ECONÓMICO. CASO DE ESTUDO LABORATÓRIO DO ISPT.
Autor: Fernando Silvestre Bendzane
Supervisor: David Selemane José, PhD.
Tete 2023
1
ESTRUTURA DA APRESENTÃO
2. Objectivos
3. Localização geográfica e disposição espacial da região de estudo
4. Fundamentação teórico
5. Metodologia
6. Apresentação de dados
7. Análise de dados
8. Interpretação de dados
9. Conclusões e recomendações
1. Introdução
1. INTRODUÇÃO
Nos dias actuais, o carvão mineral è uma importante matéria-prima para a produção de energia a nível Mundial. E o carvão de Moçambique, apresenta características diferenciadas em relação aos carvões estrangeiros, pois contém elevado teor de carbono e baixo teor de cinza, sendo classificado como, o de alto rank. E é de extrema importância que seja constituído como um objecto de estudo.
Pois, por isso, o rejeito do carvão produzido pela empresa Vulcan Mozambique, no circuito dos finos merece uma atenção especial, para a recuperação do carvão mineral, e um estudo que indique os processos que melhor se adaptem a essas particularidades. 
2. Objectivos
2.1. GERAL
Caracterizar tecnologicamente o rejeito de Carvão Mineral da planta de processamento da Vulcan Mozambique, para uma possível recuperação de carvão contido no rejeito dos finos, do ponto de vista de utilização usinas termoeléctricas e indústrias metalúrgicas.
2.2. ESPECÍFICOS
Identificar a mineralogia do rejeito de Carvão Mineral.
Determinar a composição química nas amostras do rejeito de Carvão Mineral; 
Analisar o percentual dos teores de Cinza, Carbono Fixo, Material Volátil e Humidade total.
Avaliar as características Físicas e Químicas do rejeito de Carvão Mineral para uma possível recuperação/reaproveitamento económico.
 
3. Localização geográfica da região de estudo
A bacia carbonífera de Moatize fica localizada no distrito de Moatize, província de Tete-Moçambique. Se avizinhando com distrito de Zobue e Kambulatsisi. (IV RGPH-INE, 2017). 
 3.1 Distribuição de camadas de Carvão predominantes na bacia carbonífera de Moatize
O depósito de carvão de Moatize Apresenta cerca de 10 camadas de carvão, onde na sua sequência estratigráfica seis (6) são as principais:1. Camada André;
2. Camada Grande Falésia;
3. Camada Intermédia;
4. Camada Bananeira;
5. Camada Chipanga: é a mais espessa de todas com uma espessura de 36 m; 
6.Camada Sousa Pinto. (VASCONCELOS, 2005).
4. REVISÃO DE LITERATURA
4.1. Definição, Origem, processos de formação e classificação.
JOSÉ (2011) define como carvão mineral sendo: uma rocha sedimentar combustível, formada a partir de determinados vegetais encontrados em diferentes estados de conservação e tendo sofrido soterramento e compactação em bacias originalmente pouco profundas, possuindo teores de carbono, hidrogénio e oxigénio variáveis de acordo com os diversos estágios de transformação da planta em carvão.
Segundo JOSÉ et al (2017), a caracterização tecnológica do carvão mineral, envolve uma série de ensaios Laboratoriais específicos, como as análises químicas, físicas, mineralógicas, petrografias que podem definir com exactidão o tipo de carvão (Coque ou Metalúrgico).
4.3 Classificação do Carvão
 a) Carvão de grau inferior: Corresponde ao conjunto da Lignite e do Carvão sub-betuminoso.
b) Carvão de grau médio: Corresponde ao Carvão betuminoso. 
c) Carvão de grau superior: Corresponde à Antracite.
 Categorias: Cinzas altas, Cinzas moderadamente altas, Cinzas médias, Cinzas baixas e Cinzas muito baixas. (SOUSA,etal, 2012). 
 4.2. Caracterização dos carvões 
 5. Metodologia
Para caracterizar tecnologicamente o rejeito de carvão mineral da Vulcan Mozambique, foram colectadas as amostras de rejeito de carvão ultrafino da planta de beneficiamento em Moatize. De salientar que esta pesquisa trata-se de um estudo com carácter qualitativo e quantitativo. Onde Foi feito um levantamento da literatura relacionada com a fundamentação teórica, revisão da literatura relacionada com os principais tópicos como: 
Características geológicas do carvão de Moatize;
Selecção do acervo bibliográfico relacionado com a temática em discussão.
Reuniões com engenheiros do Instituto Superior Politécnico de Tete (ISPT), com objectivo de harmonizar os aspectos técnicos laboratoriais.
Análises Laboratoriais (Análises imediata e interpretação dos resultados).
O fluxograma de representeção das etapas do processo e ensaios com reagentes Betacoal, MIBIC e Oleo Diesel.
Amostra de rejeito de carvão. 5kg
Determinar Massa
(pesagem)
Secagem da amostra
(42˚C/24h)
Determinar Massa
(pesagem)
Homogenização
Quarteamento
1ºE com Betacol. 2ºE com MIBIC e Oleo Diesel
Rejeito
Análises Imediatas
 
(Cz)
(MV)
(CF)
Concentrado
(Ht)
.
6. Apresentacao de dados
MATERIAIS E MÉTODOS
 Materiais
Rejeito de carvão da planta de Beneficiamento da Vulcan Mozambique. 
Equipamentos: papel filtro, diferentes líquidos densos, bandeja metálica, cadinhos cerâmicos, e fornos Deleo, mufla para análises imediatas e elementar, capelas para a secagem das amostras, balanças analíticas, PH metro, espeto grande, Colher, uma célula de 5L, células de Flotação Denver.
Métodos
A flotação é uma técnica de separação de misturas que consiste na introdução de bolhas de ar a uma suspensão de partículas.
 Para a pesquisa o ensaio foi realizado segundo a norma ASTM D4371-06 (2012), nas densidades de corte em 1,2 e 1,3g/cm³. 
Analises Imediatas: Consiste na determinação das características básicas do carvão mineral, para estabelecer rank e condições de comercialização obedecendo as normas estabelecidas pela ISO, nomeadamente a ASTM, ABNT e BR, de modo a caracterizar as composições físicas.
7. Análise de dados
1˚ Ensaio usando reagente Betacol
O processo foi realizado em condições de parâmetros controlados, tais como a vazão de água, ar, sólido, espumante e colector. A água foi , Sólidos 307,6g, reagente 2,0ml betacol e PH da água natural, vazão de ar 30psi, velocidade de rotação 130-930rpm. Deu se inicio da flotação sem reagente com intuição de homogeneizar a polpa, após passar se 3 minutos, adicionou-se reagente, e esperou se 5minutos para que inicie o processo de colecta.
Distribuição mássica em função do tempo
Massa	31
63
66
75
88
1	2	3	4	5	31	63	66	75	88	Tempo (min) 
Dist. mássica (g)
Nos 307,6g obteve-se cerca de 46,6g de rejeito, e o material concentrado e foi colectado e armazenado em bandejas e endereçadas a estufa de humidade para o seu desaguamento e secagem.
Na pesagem obteve-se cerca de 261g de concentrado após o desaguamento e secagem na estufa, e o concentrado endereçado para as analises imediatas de tal forma a concluir sobre o comportamento do rejeito do carvão.
1.Humidade total: Colocou-se aproximadamente 1g de amostra num forno Estufa pré-aquecido e mantendo-o por uma hora entre 104°C e 110°C. Em seguida, as amostras foram pesadas para determinar a diferença de massa. ISO 589 (2008). 
2.Material Volátil: Manteve-se 1g de amostra num Alto-forno carbolite de (Mv) pré-aquecido por (7)sete minutos a 910°C, e pesou-se posteriorimente de modo a determinar a quantidade de matéria volátil emitida pelo carvão durante a queima controlada. ISO 562 (2010).
3. Carbono fixo: Expressa a quantidade de matéria orgânica não volátil no carvão. foi calculado pela soma dos percentuais de humidade, cinza e matéria volátil, subtraído dos 100%.
4. Cinzas: Pesou-se 1 g de amostra e levou-se a um forno de mufla, iniciando o aquecimento de forno gradualmente, até 500ºC durante uma hora e a 750ºC no final da segunda hora, mantêm-se por mais 2 h. ou seja colocou-se amostra por cerca de 3hrs no forno para Cz a 930ºC,e por fim pesou-se novamente a amostra. ASTM D3174-89 (1991). 
	Análises imediatas do produto flotado				
	Teores (%)				
	Humidade	Matéria volátil	Cinza	Carbono fixo	Total
	30	20,9	27,27	21,83	100
Representação graficados resultados das análises imediatas
Série 1	30%
20.9%
27.27%
21.83%
Ht	MV	Cz	CF	30	20.9	27.27	21.83	
% dos teores
2˚ Ensaio usando reagentes MIBIC (espumante), Óleo Diesel (colector)
No 2˚Ensaio água foi , Sólidos 307.6g, reagente MIBIC 1,49ml ,Diesel 1,8ml e PH da água natural, vazão de ar 30psi, velocidade de rotação 130-760rpm. Deu se inicio da flotação sem reagente com intuição de homogeneizar a polpa, após passar se 3 minutos, adicionou-se reagente MIBIC e Diesel, e esperou-se 5 minutos para que inicie o processo de colecta.
.
Distribuição mássica em função do tempo
Massa	30
44
68,4
85,8
99
1	2	3	4	5	30	44	68	85	99	Tempo em (min) 
Dist. mássica em (g)
Onde nos 307,6g de massa de carvão obteve se cerca de 87,7g de rejeito. 
O material concentrado e foi colectado e armazenado em bandejas e endereçadas a estufa de humidade para o seu desaguamento e secagem.
E obteve-se cerca de 220g de concentrado após o desaguamento e secagem na estufa para poder determinar as analises imediatas de tal forma a concluir sobre o comportamento do rejeito do carvão.
Resultados das analises imediatas
Série 1	14.3%
19.9%
12.55%
55.25%
Ht	MV	Cz	CF	14.3	19.899999999999999	12.55	55.25	
% dos teores
9.1 Conclusões
Com base nos estudos feitos com amostras de carvão da Vulcan Mozambique com vista, caracterizar tecnologicamente o rejeito de carvão mineral da planta de beneficiamento da Vulcan Mozambique – visando obter recuperação com baixo teor de Cinza, para possível reaproveitamento económico, pode se concluir o seguinte.
	De acordo com a mineralogia o rejeito de Carvão Mineral da Vulcan Mozambique ele pertence a uma classe de carvao com alto Rank composta basicamente por elevado teor de Carbono. Enxofre, Hidrogénio, Oxigénio e nitrogénio constituído por rochas de origem Sedimentar, tais como siltitos e arenitos e sendo que ele carrega uma baixa percentagem de pirita, pertencente a camada chipanga sendo ele Térmico.
9. Conclusões e recomendações
2. No primeiro ensaio com reagente Betacol, foi submetido cera de 306,7g de massa, e obteve-se cerca de 261g de concentrado, quantidade essa que è favorável. Onde nas analises imediatas o teor de cinza foi de 27% e carbono fixo 21,83%, concluindo-se que os resultados devem ter sido influenciado pelo reagente que não foi eficiente para o beneficiamento do rejeito de carvão, para com os resultados esperados.
3. E de acordo com os resultados obtidos no segundo ensaio de flotação, submeteu-se 307,6g de massa, usando Reagentes MIBIC (espumante), Óleo Diesel (colector) obteve-se 220g de concentrado, e cerca de 87,7g de rejeito, o qual nas analises imediatas obteve se cerca de 12,55% teor de Cinzas e 55,25% Carbono Fixo resultados excelentes comparados com os do primeiro ensaio, e para com o padrão de qualidade da Vulcan Mozambique que são: Cinza 23,3% Carbono fixo 53,86%.
Contudo respondendo a questão proposta no início do trabalho, constatou-se que o Rejeito de carvão Mineral da Vulcan Mozambique pode ser reaproveitado economicamente, por seus resultados estarem próximo ao rank do aproveitamento deste combustível fóssil para o uso em usinas termoeléctricas e indústrias metalúrgicas.
A questão da variação dos resultados pode-se afirmar dentre as varias as causas e/ou factores que contribuem para que este rejeito apresente muitas discrepâncias nos resultados são: a contaminação da amostra, que pode ter ocorrido antes, durante e/ou depois da colecta; erros durante a homogeneização e quarteamento, má limpeza nos equipamentos durante os ensaios, estes foram os factores constatados durante a realização dos ensaios. 
9.2 Recomendações
Recomenda-se:
Para reduzir as discrepâncias nos resultados dos ensaios realizado è necessário que o processo de amostragem, desde a colecta, preparação, Homogeneização, quarteamento até a realização dos testes seja feito com muitos cuidados e por profissionais bem treinados, utilizando equipamentos adequados e nos pontos certos de colecta.
Antes de qualquer acção, fazer uma limpeza dos equipamentos e do local onde serão realizados os ensaios, fazer verificação e a eficiência dos equipamentos. E também verificar estado da amostra antes de realizar qualquer teste.
Haja recalibração dos equipamentos dos laboratórios do (ISPT), para a obtenção da qualidade dos resultados; 
Sejam criadas as condições para que os técnicos do laboratório tenham um tempo extraordinário, para evitar que os equipamentos sejam desligados antes do término dos testes.
MUITO OBRIGADO.