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Introdução ao Beneficiamento de Minérios CENTRO TECNOLOGICO DE PILAR - CETEP CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO ANDORINHA- BA Professor Orientador: Bruno Pimentel Engenheiro de Minas Fevereiro/2011 PLANO DA DISCIPLINA BENEFICIAMENTO I Unidade 1 - Introdução ao Beneficiamento Unidade 2 – Granulométrica Unidade 3 – Britagem Unidade 4 – Peneiramento Industrial Unidade 5 - Amostragem e caracterização tecnológica Unidade 6 – Teor Unidade 7 – Moagem Unidade 8 - Classificação CENTRO TECNOLOGICO DE PILAR - CETEP CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO ANDORINHA- BA PLANO DE AULA BENEFICIAMENTO I Unidade 1 - Introdução ao Beneficiamento Unidade 5 - Amostragem e caracterização tecnológica Unidade 6 – Teor Unidade 3 – Britagem Unidade 7 – Moagem Unidade 2 – Granulométrica Unidade 4 – Peneiramento Industrial Unidade 8 - Classificação CENTRO TECNOLOGICO DE PILAR - CETEP CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO ANDORINHA- BA Introdução: Os minerais constituem os insumos básicos mais requeridos pela civilização moderna. São utilizados nas indústrias do aço (ferro), cerâmica (argilas, caulim, calcários, feldspatos, filitos, quartzo, talco, etc.); do vidro (quartzo, calcários, feldspatos, etc.); de cimento e cal (calcários, gipsum, etc.); química (cloretos, fosfatos, nitratos, enxofre etc.); de papel (caulim, carbonato de cálcio, talco, etc.); bem como na construção civil (areia, brita e cascalho), além das espécies consideradas insumos da indústria joalheira (gemas). Nem sempre esses minerais apresentam-se na natureza na forma em que serão consumidos pela indústria, quer seja por suas granulometrias (tamanhos) quer por estarem associados a outros minerais, que não têm interesse ou são indesejáveis para o processo industrial a que se destinam. É exatamente para a adequação dos minerais aos processos industriais que se utiliza o beneficiamento dos minérios. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Introdução: Segundo o livro de Tratamento do CETEM, beneficiamento de minérios é um processo que consiste de várias operações. Estas visam mudar várias características de um bem mineral, entre elas: Granulometria; concentração de determinada espécie mineral; e forma. Contudo, os processos não devem mudar a identidade, tanto física, quanto química do material. Há, no entanto, autores que defendem um conceito mais amplo para o tratamento, como sendo um processamento no qual os minerais podem sofrer até alterações de ordem química, resultantes de simples decomposição térmica ou mesmo de reações típicas geradas pela presença do calor. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Introdução: A abordagem de Adão Luz é uma abordagem mais clássica sobre o conceito de beneficiamento de minérios. Nela os minérios não devem podem ter suas características físico-químicas modificadas. Ou seja, o beneficiamento consiste em separar o minério de qualquer rejeito indesejado e deixá-lo em uma forma, ou tamanho de grão, adequado para estocagem, transporte ou que melhor convenha à etapa seguinte ao beneficiamento. O objetivo do beneficiamento de materiais é conseguir um minério que possua apenas uma espécie. Contudo este objetivo não é possível de ser alcançado em sua totalidade em condições práticas. Nas indústrias e mineradoras o custo também é um fator, portanto, nem sempre o processo que consegue a maior pureza é o mais recomendado. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Introdução: 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: peso específico (ou densidade), suscetibilidade magnética, condutividade elétrica, propriedades de química de superfície, cor, radioatividade, forma etc. Em muitos casos, se requer também a separação seletiva entre dois ou mais minerais de interesse. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Introdução: Para um minério ser concentrado, é necessário que os minerais estejam fisicamente liberados. Isto implica que uma partícula deve apresentar, idealmente, uma única espécie mineralógica. Para se obter a liberação do mineral, o minério é submetido a uma operação de redução de tamanho -- cominuição, isto é, britagem e/ou moagem --, que pode variar de centímetros até micrometros. Como as operações de redução de tamanho são caras (consumo de energia, meio moedor, revestimento etc.), deve-se moer só o estritamente necessário para a operação seguinte. Para evitar uma moagem excessiva, faz-se uso de operações de separação por tamanho (peneiramento, ciclonagem etc.) nos circuitos de cominuição. 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. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Introdução: O termo concentração significa, geralmente, remover a maior parte da ganga, presente em grande proporção no minério. A purificação, por sua vez, consiste em remover do minério (ou pré-concentrado) os minerais contaminantes que ocorrem em pequena proporção (Ex: Ferbasa, o fosforo é um contaminante na cromita.) CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Introdução: Na maioria das vezes, as operações de concentração são realizadas a úmido. Antes de se ter um produto para ser transportado, ou mesmo, adequado para a indústria química ou para a obtenção do metal por métodos hidro- pirometalúrgicos (áreas da Metalurgia Extrativa), é necessário eliminar parte da água do concentrado. Estas operações compreendem desaguamento (espessamento e filtragem) e secagem e, geralmente, na ordem citada. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Introdução: Em um fluxograma típico de beneficiamento de minérios (Figura 1.1), as operações unitárias são assim classificadas: - cominuição: britagem e moagem; - peneiramento (separação por tamanhos) e classificação (ciclonagem, classificador espiral); - concentração gravítica, magnética, eletrostática, concentração por flotação etc. - desaguamento: espessamento, filtragem; - secagem: secador rotativo, spray dryer, secador de leito fluidizado; - disposição de rejeito. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Introdução: CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I BENEFICIAMENTO I Histórico do Beneficiamento de Minérios A história registra que, 400 anos antes da Era Cristã, os egípcios já recuperavam ouro a partir de depósitos aluvionares, usando processos gravíticos. O primeiro texto que se constituiu em instrumento de referência sobre os bens minerais (De Re Metálica) foi publicado em 1556 por Agrícola. Neste, já há registro da utilização do moinho tipo pilão movido a água, concentração gravítica através de calha e concentração em leito pulsante obtido com o auxílio de peneira em forma de cesta (um jigue primitivo). A partir do século XVIII, com a invenção da máquina a vapor, que se caracterizou como o início da revolução industrial, ocorreram inovações mais significativas na área de tratamento de minérios. Pela metade do século XIX, em 1864, o emprego do tratamento de minérios se imitava praticamente àqueles de ouro, cobre nativo e chumbo. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Histórico do Beneficiamento de Minérios Os grandes desenvolvimentos na área de beneficiamento de minérios ocorreram no final do século XIX e início do século XX (Quadro 1.1), sendo a utilização industrial da flotação, na Austrália, em 1905, a inovação mais impactante. Os avanços que se seguiram se orientaram, do ponto de vista tecnológico, mais ao desenvolvimentode design de equipamentos maiores e mais produtivos ou eficientes (anos 40-70), à otimização de processos através de automação e computação (anos 70-90), e à racionalização do uso de energia nos anos 70, com a crise de aumento súbito dos preços de petróleo. Mais recentemente, com a crise de energia elétrica no Brasil, em 2001, houve um renovado interesse pela racionalização de seu uso. Apesar do grande esforço de pesquisa direcionado à melhor compreensão dos fenômenos atuantes nas operações de beneficiamento, houve relativamente poucos saltos tecnológicos como consequência deste esforço, verificando-se mais uma evolução incremental no desempenho dos processos. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Histórico do Beneficiamento de Minérios CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Histórico do Beneficiamento de Minérios CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I MINERAIS E SEU USOS Qualquer atividade agrícola ou industrial, seja no campo da metalurgia, da indústria química, da construção civil ou do cultivo da terra, utiliza os minerais ou seus derivados. Os fertilizantes, os metais e suas ligas, o cimento, a cerâmica, o vidro, são todos produzidos a partir de minerais. É cada vez maior a influência dos minerais sobre a vida e desenvolvimento de um país. Com o aumento das populações, cada dia se necessita de maior quantidade de matéria-prima para atender às crescentes necessidades do ser humano. É difícil imaginar o nível material alcançado por nossa civilização, sem o uso dos minerais. Com efeito, o consumo per capita de minerais industriais e materiais em geral nos países desenvolvidos é algumas vezes superior àquele de países em desenvolvimento, como o Brasil. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I MINERAIS E SEU USOS São conhecidas atualmente cerca de 1550 espécies minerais distintas. Destas, cerca de 20 são elementos químicos e encontram-se no estado nativo (cobre, ouro, prata, enxofre, diamante, grafita etc.). O restante dos minerais é constituído por compostos, ou seja, com mais de um elemento químico (ex.: barita - BaSO , pirita - FeS ). Na indústria mineral, os minérios ou minerais são geralmente classificados em três grandes classes: metálicos, não-metálicos e energéticos. A segunda classe pode ser subdividida em minerais industriais, gemas, e águas minerais. Os minerais industriais se aplicam diretamente, tais como se encontram ou após algum tratamento, ou se prestam como matéria prima para a fabricação de uma grande variedade de produtos CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I MINERAIS E SEU USOS Minerais Metálicos • Minerais de metais ferrosos: são aqueles que têm uso intensivo na siderurgia e formam ligas importantes com o ferro: ferro, manganês, cromo e níquel. • Minerais de metais não-ferrosos: cobre, alumínio, zinco, chumbo e estanho. • Minerais de metais preciosos: ouro, prata, platina, ósmio, irídio e paládio. • Minerais de metais raros: nióbio, escândio, índio, germânio, gálio etc. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I MINERAIS E SEU USOS Minerais Não-Metálicos • Minerais estruturais ou para construção - materiais de alvenaria, rochas ornamentais, agregados e minerais para cimento (brita, areia, calcário etc.) e rochas e pedras ornamentais (granitos, gnaisse, quartzitos, mármore, ardósia etc). • Minerais cerâmicos e refratários: argila, feldspato, caulim, quartzo, magnesita, cromita, grafita, cianita, dolomita, talco etc. • Minerais isolantes: amianto, vermiculita, mica etc. • Minerais fundentes: fluorita, calcário, criolita etc. • Materiais abrasivos: diamante, granada, sílica, corindon etc. • Minerais de carga: talco, gesso, barita, caulim, calcita etc. • Gemas ou pedras preciosas: diamante, esmeralda, safira, turmalina, topázio, águas marinhas etc. • Águas minerais e subterrâneas. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I MINERAIS E SEU USOS Minerais Energéticos Radioativos: urânio e tório. Combustíveis fósseis: petróleo, turfa, linhito, carvão, antracito, que não sendo minerais no sentido técnico (não são cristalinos e nem de composição inorgânica) são estudados pela geologia e extraídos por mineração. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I MINERAIS E SEU USOS Classificação dos minerais de acordo com seu uso: CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I NECESSIDADE DE BENEFICIAMENTO Freqüentemente, um bem mineral não pode ser utilizado tal como é lavrado. Quando o aproveitamento de um bem mineral vai desde a concentração até a extração do metal, a primeira operação traz vantagens econômicas à metalurgia, devido ao descarte de massa (rejeito), alcançado na etapa de concentração. Exemplo: um minério de scheelita, com teor de 0,25 a 0,45% WO não pode ser utilizado economicamente na metalurgia extrativa. Isto só é possível após concentração gravítica (jigue, mesa) ou por flotação, até a obtenção de concentrados com cerca de 70% WO . CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I NECESSIDADE DE BENEFICIAMENTO Por outro lado, nem sempre é possível concentrar o minério, como é o caso das lateritas niquelíferas de Goiás, onde o seu aproveitamento só é viável partindo-se direto para a extração do metal por hidrometalurgia. Isto é devido à distribuição do níquel na rede cristalina dos minerais de ganga e, além do mais, sem nenhuma preferência por determinado mineral, impedindo assim uma concentração. Outrossim, pode ser interessante economicamente não chegar ao elemento útil, mas a um produto intermediário. Uma rota alternativa de processamento para as lateritas niquelíferas é o processo pirometalúrgico que leva ao ferroníquel, em vez de ao níquel metálico. Este processo consiste numa calcinação seguida de redução em forno elétrico. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I FINALIDADE ECONÔMICA E SOCIAL O tratamento de minérios, apesar de ser essencialmente técnico em suas aplicaçõe práticas, não pode desprezar o conceito econômico. É impossível, na prática, obter uma separação completa dos constituintes minerais. Sabe-se, como regra geral, que quanto maior o teor dos concentrados, maiores são as perdas, ou seja, mais baixas são as recuperações. Como a obtenção de teores mais altos e melhores recuperações normalmente implica num aumento de custo do tratamento, para a obtenção de maiores lucros esses vários itens devem ser devidamente balanceados. Deve-se sempre ter em mente que os custos decorrentes de uma etapa adicional de tratamento de um determinado bem mineral não devem ser maiores do que a agregação de valor ao produto assim obtido, salvo em situações especiais (em caso de guerra, por exemplo). CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I FINALIDADE ECONÔMICA E SOCIAL O beneficiamento de minério, como toda e qualquer atividade industrial, está voltado para o lucro. Há porém um conceito social que não pode ser desprezado, qual seja, o princípio da conservação dos recursos minerais, por se tratar de bens não renováveis. As reservas dos bens minerais conhecidos são limitadas e não se deve permitir o seu aproveitamento predatório, pois o maior lucro obtido, em menor prazo possível, dificilmente estará subordinado aos interesses sociais. Diz-se, a respeito, em contraposição à agricultura, que “minério só dá uma safra”. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Termos e Definições: Matéria-Prima ou 1o. Material: Pode ser mineral ou vegetal. No caso da Engenharia de Materiais, a matéria prima de maior interesse é a mineral. Tem ocorrência natural nas minas. Mineral: é um conjunto de elementos que se caracteriza por ter propriedades específicas e estrutura bem definida, pois se forma da repetição da célula unitária. Algumas destas propriedades específicas são densidade própria, coloração, susceptibilidade magnética e arranjocristalino bem definido. Ex.: hematita = mineral do minério de ferro CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Termos e Definições: Minério é toda rocha constituída de um mineral ou agregado de minerais contendo um ou mais minerais valiosos, possíveis de serem aproveitados ecomicamente, ou seja, é uma ocorrência mineral natural que tem algum valor comercial.. 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. Mineral de Interesse: É o mineral constituinte do minério, que tem algum interesse econômico e/ou tecnico. Quando o mineral de interesse é separado dos demais constituintes do minério, ele passa a ser denominado concentrado. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Termos e Definições: Depósito mineral: é uma concentração natural de qualquer substância útil, que apresente atributos geológicos de potencial interesse econômico, usualmente variáveis. Tais atributos incluem morfologia, teor, composição mineralógica, estrutura e textura, etc. Conteúdo mineral: Conteúdo é aquilo que está contido em alguma coisa, no caso, são os minerais contidos no depósito. Este conteúdo pode ser representado na forma de um teor. No caso dos minérios, o conteúdo mineral será o “metal contido”. Estações de amostragem: São todos os pontos de coleta de amostras (locados a 3D), devidamente descritos quanto ao seu método de coleta e ao volume e geometria de cada amostra. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Termos e Definições: Materiais diluídos: Diluir é diminuir a concentração. Em geral, entende-se por diluição a diminuição de um teor pela contaminação do material útil desmontado, vinda da sua mistura com materiais estéreis, interiores e exteriores à mineralização. Rejeitos de operações mineiras: São todos os materiais desmontados e não utilizados comercialmente. Incluem os estéreis de lavra (materiais que não sofreram beneficiamento) e os rejeitos do beneficiamento. Perdas e diluição: A diluição (ver – Materiais diluídos) representa uma perda no teor da mineralização. As outras perdas são devidas à não recuperação total, na fase de lavra, do volume estimado como reserva do depósito e ao rendimento metalúrgico do seu beneficiamento. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Pausa: Pausa… 15 mim… CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Revisão: O aproveitamento de matérias-primas minerais requer alguma forma de processamento (beneficiamento). A intensidade do beneficiamento depende do teor do minério na jazida, assim como da especificação desejada do produto. Para atingir essa especificação do produto, a qual é dada em termos de um teor mínimo de metal de interesse ou de um teor máximo de algum tipo de contaminante, torna-se necessária a concentração do minério. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Revisão: O beneficiamento de minérios pode ser dividido nas seguintes etapas: preparação concentração desaguamento CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Revisão: Preparação • A etapa de preparação diz respeito às operações de cominuição e separação por tamanhos, que visam liberar os componentes minerais, o que será o foco do nosso estudo na disciplina Beneficiamento I. • Nos casos de minérios de alto teor esta etapa já é responsável pela geração do produto final vendável (minério de ferro de Carajás, alguns caulins, agregado para a construção civil e rochas calcárias). CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Revisão: Concentração • As operações de concentração visam a separação seletiva de minerais e se baseiam nas diferenças de propriedades físicas e físico-químicas entre a ganga e o mineral minério. • Propriedades como: densidade, suscetibilidade magnética, cor, condutividade elétrica, hidrofobicidade, radioatividade, luminescência, formato, etc. • Exemplos: o Minérios de cobre apresentam teor em torno de 1 % Cu, entretanto, a metalurgia somente é economicamente viável para materiais com teor superior a 31% Cu. o Diamantes encontrados em leitos de rios (com teores da ordem de 0,03 a 0,15 ppm) exigem que se separe as gemas e os diamantes industriais dos seixos de cascalho e da areia. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Revisão: Desaguamento • Como as operações de concentração são realizadas a úmido, o processamento subseqüente dos produtos requer a remoção ou recuperação da água contida neles. • O desaguamento, além de eliminar parte da água do concentrado, também tem por objetivo reciclar parte da água contida nos rejeitos para uso na usina de beneficiamento. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Revisão: Também existem as operações auxiliares de transporte e manuseio de sólidos, responsáveis pela homogeneização dos sólidos, a fim de minimizar as variações qualitativas na alimentação das várias operações unitárias dentro da usina de beneficiamento. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Caracterização e Processamento: CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Visão Geral do Processo: Caracterização do Minério, Fragmentação, Classificação, Concentração. Caracterização e Processamento: Caracterização do Minério: Pode ser feita quanto a granulometria, a composição química (composição dos elementos) ou a composição mineralógica (composição dos minerais constituintes). CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Matéria Prima Mineral (Minério) Caracterizaçã o Processos - Análise Granulométrica - Análise Mineralógica - Análise Química - Grau de Liberação “Caracterização Tecnológica” Obs.: “ Caracterização Tecnológica”: quando a caracterização é importante para disponibilizar o uso tecnológico de um mineral, ou seja, caracterizar o material com foco na tecnologia. Caracterização e Processamento: Métodos de Caracterização: Caracterização Mineralógica: Descreve quais minerais estão presentes no minério (pode ser quantitativa ou qualitativa). Análise Química Elementar: Fornece a composição dos elementos presentes, isto é, a porcentagem de cada elemento. Obs.: A análise elementar pode identificar outros elementos além daqueles que constituem,teoricamente, os minerais presentes no minério. . Isto ocorre porque os minerais presentam substituições nas suas redes cristalinas . Por exemplo: a análise elementar da cassiterita (SnO2) pode indicar a presença de Nb e Ta. Este fato indica que tais elementos ocupam posições na rede cristalina da cassiterita e, eventualmente,deverão ser retirados caso deseja-se a obtenção do estanho. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Caracterização e Processamento: Análise Granulométrica: Fornece a distribuição percentual,em peso, dos tamanhos dos grãos que constituem o material.. Essa caracterização é essencial para os processos físicos voltados para a extração e síntese. Ou seja, a análise granulométrica permite identificar o tamanho e a distribuição dos grãos e junto com a composição mineralógica permite se obter o chamado “ grau de liberação”. A análise granulométrica é feita através de peneiras de diferentes aberturas e que são padronizadas internacionalmente. Cada peneira tem um número de aberturas por polegada linear denominado “mesh”. Logo, quanto maior o “mesh”, maior o no. de aberturas e, conseqüentemente, mais fino deverá ser o grão para que passe por ela. Assim, para materiais grosseiros, usa-se peneiras de baixo “mesh” e para finos usa-se peneiras com maior “mesh”. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I 2 mesh (# 2) 6 mesh (# 6) 12 mesh (# 12) Caracterização e Processamento: Grau de Liberação: Significa o percentual do mineral de interesseque se encontra, totalmente, solto (liberado) .Deve ser obtido a partir de uma amostra representativa. Ou seja : massa do mineral de interesse liberada (solta) / massa total do mineral de interesse É razoável se esperar que para um processo de separação do mineral de interesse ser bem sucedido, o “grau de liberação” deva ser maior do que 80 %. Assim, no exemplo acima, a amostra representativa do minério tem 100gramas das quais 10gramas é mineral de interesse e desta quantidade, 8,88 encontra-se liberado,então: GLP (Grau de Liberação do Produto) = 8,88g / 10g = 88,8% O grau de liberação pode ser obtido para o minério bruto (como sai da mina) e, neste caso, deve ser relativamente pequeno ou, como normalmente é efetivado, após uma série de procedimentos de fragmentação, peneiramento, moagem e classificação,processos estes que serão descritos posteriormente. Observe que a determinação do grau de liberação, assim como a análise granulométrica, são procedimentos laboratoriais que servem para direcionar operações industriais. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Caracterização e Processamento: Iniciativas de processos extrativos A Extração / Síntese engloba os processos físicos e químicos, pelo qual o minério passa até a obtenção do produto desejado. Geralmente se associa o termo “ extração” para metais e “síntese” para compostos. Como os metais, em geral, não são encontrados puros na natureza e sim nos minerais, normalmente precisa-se executar primeiro um processo físico ( obtenção do mineral de interesse a partir da sua separação dos demais) para posteriormente ser levado a feito um químico. Quando o minério é muito rico no mineral de interesse pode-se pensar no processo químico diretamente. Um exemplo é a redução do minério de ferro. Ex: Para obter ferro, basta colocar a hematita ( Fe2O3- mineral de ferro) em contato com algum composto ou elemento ávido por oxigênio (ex: CO,C,H2, ...) em condições que favoreçam a reação. Assim, Fe2O3 ( s ) + CO ( g ) Fe ( l ) + CO2 ( g ) Todavia, na maioria dos casos, o minério deve ser tratado fisicamente em etapas que antecedem aos processos químicos . A Figura a seguir ilustra este comentário. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Caracterização e Processamento: CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I MINA Minério Mineral (concentrado ) Produto Intermediári o Metal ou Composto Produto Refinado Processos Físicos Processos Químicos Processamento preliminar (Piro) Processos de produção (Piro) Processos de refino (Piro) Síntese Reciclagem Sucata Uso Proteção AplicaçõesProdutoDesempenho Estrutura PropriedadeProcessament o Caracterização e Processamento: CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Processos Físicos (Tratamento de Minérios) O minério, normalmente, precisa ser submetido a processos físicos de diferentes formas (fragmentação,moagem,separação,etc) Todavia,.em alguns casos tais processos podem estar apenas voltados para uma aglomeração das frações mais finas do minério ou para uma separação em frações granulométricas bem definidas da matéria-prima (caso das britas). Nestes casos, o processo físico pode ser entendido como sendo uma etapa de adequação granulométrica. Tal situação ocorre no processamento de minério de ferro de alto teor e de alguns minerais industriais. MATÉRIA PRIMA MINERAL MINA Mineração Minerais Industriais Alguns Minérios de Fe Outros Minérios Caracterização e Processamento: CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Os Minerais Industriais podem ser usados diretamente ou podem passar por algum ajuste granulométrico para serem utilizados. Da mesma forma, alguns minérios de ferro não precisam ser concentrados pois já são constituídos praticamente de um só mineral (o de interesse). Estes podem ser sub-divididos em 2 grupos, os granulados (já encontrados no tamanho ideal para entrar na etapa química : alto-forno) e os finos ( que precisam ser aglomerados). Mas a maioria dos minérios (inclusive alguns de ferro) precisam passar pela preparação ( liberação do mineral de interesse) e por processos de separação do mineral de interesse (concentração). Tratar o minério nada mais é do que processá-lo. Esse processamento tem como objetivo preparar a matéria-prima para os processos químicos. Esses processos podem ser apresentados da seguinte forma: Caracterização e Processamento: CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I 1) Preparo de Matéria-Prima: Tem como objetivo: - Adequação granulométrica: pode ser para preparar o mineral para aglomerar ou para liberação do mineral de interesse, - Liberação do mineral de interesse (voltada para a concentração): envolve a adequação granulométrica, pois para liberar é preciso fragmentar/moer. Quando a liberação ocorre em partículas grosseiras, a seletividade do processo de concentração tende a ser maior, pois as máquinas que fazem a separação apresentam melhor seletividade. Ou seja, embora a liberação seja aumentada com a diminuição do tamanho das partículas ( quanto menor a granulometria, maior o grau de liberação), a seletividade da concentração diminui. Assim é preciso levar em consideração os dois aspectos, quando da definição do par: grau de liberação / processo de separação( concentração). Então, uma forma de se apreciar quantitativamenta o preparo da matéria- prima(minério) que será usada na concentração, é através da determinação do Grau de Liberação do Produto. Caracterização e processamento da matéria-prima: CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Os métodos usados no preparo da matéria-prima são físicos: a) Britagem: é uma fragmentação grosseira realizada em Britadores de diferentes modelos. b) Moagem: é uma fragmentação mais fina efetivada em moinhos,também de diferentes formatos. c) Equipamentos de Separação: São peneiras e classificadores (ex. ciclones). O primeiro faz uma separação de partículas mais grosseira enquanto o segundo trata de partículas mais finas. BRITAGEM PENEIRAS CLASSIFICADORESMOAGEM Caracterização e processamento da matéria-prima: CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I 2) Aglomeração: Visa aumentar o tamanho dos grãos. Pode ser feita por: - Briquetagem: consiste na compactação das partículas do material a elevadas pressões formando briquetes. - Sinterização: o processo de aglomeração nesse caso é baseado na “fusão incipiente” da partículas, ou seja, ocorrerá uma espécie de solda entre as partículas. - Pelotização: é uma espécie de “colagem” entre partículas. Aos finos são adicionados água e aglutinante que se “misturam” em um disco pelotizador. A inclinação e a velocidade de rotação do disco definirão o tamanho das pelotas formadas. Após a formação das pelotas faz-se um tratamento térmico para aumentar a resistência ao desgaste físico das mesmas. OBS: A aglomeração é útil nos casos em que a matéria-prima é muito fina para ser submetida a processos químicos, onde o gás reagente é admitido no forno reacional pela parte inferior. Nesta situação as partículas da matéria-prima seriam arrastadas antes da reação ocorrer (transporte pneumático). Há casos em que as partículas de matéria-prima são muito finas para serem alimentadas nos fornos, mas não são finas o suficiente para serem aglomeradas, nesses casos é necessário fazer uma adequação granulométrica, tornando as partículas ainda mais finas para, então, aglomerá-las. A pelotização requer este procedimento prévio. Caracterização e Processamento: CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I 3) Concentração: Após liberar, satisfatoriamente, o mineral de interesse é necessário separá-lo do resto do minério, ou seja, concentrá-lo. Por sua vez,a apreciação quantitativa do processo de concentração é o balanço de massa. Caracterização e Processamento:CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Processos: Fragmentação Classificação Concentração FRAGMENTAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I A fragmentação ou redução de tamanho é uma técnica de vital importância no processamento mineral. Um minério deve ser fragmentado até que os minerais úteis contidos sejam fisicamente liberados dos minerais indesejáveis. Às vezes, a redução de tamanho visa apenas à adequação às especificações granulométricas estabelecidas pelo mercado, como, por exemplo, a fragmentação de rochas como o granito ou calcário para a produção de brita. Em todos os casos, a fragmentação é uma operação que envolve elevado consumo energético e baixa eficiência operacional, representando, normalmente, o maior custo no tratamento de minérios. A fragmentação é quase sempre dividida em várias etapas, para minimizar seus custos e não fragmentar as partículas além do necessário. FRAGMENTAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I As etapas iniciais da fragmentação, quando ainda são gerados tamanhos relativamente grandes de partículas (diâmetros até aproximadamente 1 milímetro), são chamadas de britagem. Quando a fragmentação visa atingir tamanhos bem menores (por exemplo: 0,074 milímetros), dá-se o nome de moagem. Os circuitos de fragmentação podem incluir apenas etapas de britagem ou de britagem associada à moagem. Os equipamentos que fazem a britagem são chamados de britadores e os de moagem moinhos. Existem diferentes tipos de britadores e moinhos disponíveis. São exemplos de britadores mais utilizados nas operações mineiras: britadores de mandíbulas e britadores giratórios. Em relação aos moinhos tem-se: moinho de martelos, moinho de rolos, moinho de barras e moinho de bolas, entre outros. A escolha do melhor tipo de britador e moinho para a fragmentação depende de características próprias dos minérios e dos tamanhos que têm que ser gerados. Usualmente, os fabricantes desses equipamentos disponibilizam esse tipo de informação. As Figuras 1 e 2 apresentam um britador e um moinho. FRAGMENTAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I CLASSIFICAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Classificação é o processo de separação de partículas por tamanho. A classificação opera, geralmente, junto com as etapas de fragmentação. A classificação de partículas controla os tamanhos que são gerados no processo de fragmentação e tem como objetivos principais: • Verificar se o tamanho das partículas do minério está dentro das especificações de mercado. Esse é um objetivo da classificação muito utilizado para os minerais de uso direto na indústria, como a brita e a areia para a construção civil; • Verificar se a granulometria produzida nos equipamentos de fragmentação atingiu o tamanho no qual as partículas dos minerais de interesse (úteis) já se separaram fisicamente dos outros minerais que estão no minério. CLASSIFICAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Os equipamentos de classificação mais comuns são: • Peneiras – utilizadas apenas para a classificação de partículas mais grosseiras, usualmente trabalham com os produtos da britagem. Podem operar a seco e a úmido; • 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, Exemplo típico: classificador espiral ou parafuso sem fim; • Ciclones – utilizados na faixa de tamanhos onde os classificadores mecânicos atuam, com a diferença que são muito eficientes para separarem partículas muito finas. Põem, também, operar a seco ou a úmido. CLASSIFICAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I CONCENTRAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I A concentração de minérios ocorre quando é preciso separar os minerais de interesse dos que não o são. Para que essa separação ocorra, é preciso que o ou os minerais de interesse não estejam fisicamente agregado aos que não são de interesse, daí a importância das etapas de fragmentação e classificação, que realizam e monitoram essa separação, respectivamente. A razão de se dar ao processo de separação de minerais contidos em um minério o nome de CONCENTRAÇÃO pode ser bem entendido se tomarmos um exemplo prático, por exemplo a concentração de ouro aluvionar. Ao se tomar os sedimentos de um rio numa bateia, digamos 1kg, ele pode conter apenas uma partícula de ouro de 0,5 grama. Neste caso diz-se que a concentração de ouro é de 0,5g/kg. Quando numa primeira operação da bateia essa massa inicial é reduzida para, por exemplo, 100 gramas, mantendo no produto a mesma partícula de ouro de 0,5g, a relação ouro/quartzo contida na bateia passa a ser de 0,5g/100g, ou seja: houve uma concentração do ouro na bateia. CONCENTRAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I A separação de minerais exige que haja uma diferença física ou físico-química entre o mineral de interesse e os demais e pode ser fácil ou muito complexa, dependendo do minério. Duas propriedades físicas são as mais utilizadas na separação ou concentração de minerais: diferença de densidade e diferença susceptibilidade magnética. Quando não existe diferença de propriedade física entre os minerais que se que separar, utiliza-se de técnicas que tomam como base propriedades físico-químicas de superfície dos minerais. A técnica mais amplamente utilizada neste caso é a flotação. Não se pode esquecer de mencionar que é possível, também, concentrar determinado bem mineral de um minério por seleção manual, comum, até hoje, em alguns garimpos. A seguir serão apresentados resumos explicativos sobre o que são os principais métodos de concentração e, posteriormente, quais são mais aplicáveis aos minerais industriais, agregados para construção civil, diamante e gemas. CONCENTRAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Separação/concentração gravítica ou 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. CONCENTRAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Separação magnética: A propriedade determinante nesse processo é a suscetibilidade magnética. Baseado nesse fato, os minerais podem ser divididos em 3 grupos, de acordo com o seu comportamento quando submetidos a um campo magnético (natural ou induzido): ferromagnéticos (forte atração), paramagnéticos (média e fraca atração) e diamagnéticos (nenhuma atração). Os processos podem ser desenvolvidos via seca ou via úmida. Os equipamentos mais utilizados são os tambores, correias, rolos, carrosséis e filtros. A separação magnética é adotada na produção de minério de ferro, areias quartzosas, feldspatos, nefelina sienitos, etc. CONCENTRAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Flotação: Atualmente, a flotação é o processo dominante no tratamento de quase todos os tipos de minérios, devido à sua grande versatilidade e seletividade. Permite a obtenção de concentrados com elevados teores e expressivas recuperações. 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, denominados coletores, depressores e modificadores, permite a recuperação seletiva dos minerais de interesse por adsorção em bolhas de ar. Os equipamentos tradicionalmenteadotados se dividem em 2 classes, mecânicos e pneumáticos, dependendo do dispositivo utilizado para efetivar a separação. A flotação é adotada na produção de areias quartzosas de elevada pureza, cloretos, feldspatos, fluorita, fosfatos, magnesita, sulfetos, talco, mica, berilo, etc. CONCENTRAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Seleção Manual: É o método mais antigo de concentração. 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. 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), condutividade elétrica, magnetismo e radioatividade. A seleção automatizada é adotada na recuperação de diamantes, pedras preciosas e minerais nobres. CONCENTRAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I CONCENTRAÇÃO CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Normas Reguladoras de Mineração – NRM Índice Geral 01 - Normas Gerais 02 - Lavra a Céu Aberto 03 - Lavras Especiais 04 - Aberturas Subterrâneas 05 - Sistemas de Suporte e Tratamentos 06 - Ventilação 07 - Vias e Saídas de Emergência 08 - Prevenção contra Incêndios, Explosões e Inundações 09 - Prevenção contra Poeiras 10 - Sistemas de Comunicação 11 – Iluminação 12 - Sinalização de Áreas de Trabalho e de Circulação CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I 13 - Circulação e Transporte de Pessoas e Materiais 14 - Máquinas, Equipamentos e Ferramentas 15 - Instalações 16 - Operações com Explosivos e Acessórios 17 - Topografia de Minas 18 - Beneficiamento 19 - Disposição de Estéril, Rejeitos e Produtos 20 - Suspensão, Fechamento de Mina e Retomada das Operações Mineiras 21 - Reabilitação de Áreas Pesquisadas, Mineradas e Impactadas 22 - Proteção ao Trabalhador Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18 Beneficiamento CONCEITUAÇÃO 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. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18 Beneficiamento Todo projeto de beneficiamento de minério deve fazer parte do Plano de Aproveitamento Econômico (PAE), documentação exigida pelo DNPM, devendo constar de pelo menos: *Caracterização do minério: I- composição mineralógica; II- plano de amostragem adotado; III- forma de ocorrência dos minerais úteis; IV- análise granulométrica com teores do minério, antes e após a fragmentação; e V- descrição detalhada dos ensaios; *Fluxograma de processos e de equipamentos, incluindo a localização dos pontos de amostragem; *Balanços de massa e metalúrgico; *Caracterização dos produtos, subprodutos e rejeitos; *Planta de situação e arranjo geral da usina em escala adequada, incluindo áreas de estoques, depósitos de rejeitos, bacias de decantação, canais de escoamento de efluentes e outros elementos de transporte de material; e *Outros elementos notáveis do projeto. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18 Beneficiamento NRM 18 - Beneficiamento 18.1 Generalidades 18.1.1 Para efeito das NRM entende-se por beneficiamento de minérios ao tratamento visando preparar granulometricamente, concentrar ou purificar minérios por métodos físicos ou químicos sem alteração da constituição química dos minerais. 18.1.2 Todo projeto de beneficiamento de minérios deve: a) otimizar o processo para obter o máximo aproveitamento do minério e dos insumos, observadas as condições de economicidade e de mercado e b) desenvolver a atividade com a observância dos aspectos de segurança, saúde ocupacional e proteção ao meio ambiente. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18 Beneficiamento 18.1.3 Todo projeto de beneficiamento de minério deve fazer parte do Plano de Aproveitamento Econômico - PAE, devendo constar de pelo menos: a) caracterização do minério: I- composição mineralógica; II- plano de amostragem adotado; III- forma de ocorrência dos minerais úteis; IV- análise granulométrica com teores do minério, antes e após a cominuição e V- descrição detalhada dos ensaios; b) fluxograma de processos e de equipamentos, incluindo a localização dos pontos de amostragem; c) balanços de massa e metalúrgico; d) caracterização dos produtos, subprodutos e rejeitos; e) planta de situação e arranjo geral da usina em escala adequada, incluindo áreas de estoques, depósitos de rejeitos, bacias de decantação, canais de escoamento de efluentes e outros elementos de transporte de material e f) outros elementos notáveis do projeto. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18 Beneficiamento 18.1.4 Os efluentes finais do processo devem atender aos padrões de qualidade exigidos pela legislação. 18.1.5 O Departamento Nacional de Produção Mineral - DNPM pode exigir uma reavaliação do projeto de beneficiamento quando julgar necessário. 18.1.6 Na ocorrência de agentes químicos, físicos e biológicos que possam afetar o meio ambiente, a saúde e integridade física do trabalhador devem ser adotadas as medidas de proteção coletiva e, quando não for possível tecnicamente, fornecer Equipamentos de Proteção Individual - EPI, conforme legislação vigente. 18.2 Disposição e Manutenção dos Equipamentos 18.2.1 Os equipamentos da usina de beneficiamento devem estar dispostos de forma a permitir: a) a circulação segura do pessoal entre os mesmos; b) a sua manutenção; c) o desvio do material e d) a interposição de outros equipamentos necessários para reparos e manutenção. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18 Beneficiamento 18.2.2 É obrigatória a adoção de medidas especiais de segurança para o trabalho no interior dos seguintes equipamentos: a) alimentadores; b) britadores e moinhos; c) teares; d) galgas; e) transportadores contínuos; f) espessadores; g) silos de armazenamento e transferência e h) outros utilizados nas operações de corte, revolvimento, cominuição, mistura, armazenamento, polimento e transporte de massa. . 18.2.2.1 As medidas especiais de segurança citadas no item 18.2.2 devem contemplar no mínimo os seguintes aspectos: . a) uso de cinto de segurança fixado a cabo salva-vidas; b) realização dos trabalhos sob supervisão; c) os equipamentos devem estar desligados, desenergizados, com os comandos bloqueados, travados e etiquetados; d) de descarregamento e ventilação prévia dos equipamentos e e) monitoramento prévio quando aplicável, de: I- qualidade do ar; II– explosividade e III- radiações ionizantes. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18 Beneficiamento 18.2.2.2 Só os responsáveis pelo bloqueio dos equipamentos podem desbloquear o comando de partida dosmesmos, cujo procedimento deve estar devidamente registrado. 18.2.3 Nos casos em que houver trabalho manual auxiliar na alimentação por gravidade de britadores e em outros equipamentos ou locais com risco de queda, o trabalhador deve usar obrigatoriamente cinto de segurança firmemente fixado. 18.2.4 Nos processos que exijam coleta de amostras esta deve ser realizada seguindo procedimentos escritos e dispor de local seguro para esta atividade. 18.2.5 As áreas de circulação onde haja risco de queda de material ou pessoas ou contato com partes móveis devem estar sinalizadas e protegidas adequadamente. 18.2.6 O acionamento de qualquer equipamento só pode ser realizado por pessoa autorizada, através de um sistema ou procedimento adequado de comando de partida que impeça ligação acidental. 18.2.6.1 Deve haver no mínimo um sinal audível por todos os trabalhadores envolvidos ou afetados pela operação pelo menos 20 s (vinte segundos) antes da movimentação efetiva de equipamentos que ofereçam riscos. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18 Beneficiamento 18.3 Usina de Beneficiamento 18.3.1 Para o acionamento de qualquer equipamento deve ser verificado previamente se não há impedimento ou risco à partida, respeitadas as normas de bloqueio dos comandos. 18.3.2 Quando do acionamento da usina deve haver no mínimo um sinal audível a todos os operários pelo menos 20 s (vinte segundos) antes da movimentação efetiva dos equipamentos que ofereçam riscos. 18.3.3 A localização das unidades de tratamento e beneficiamento deve atender condições de segurança, preservação ambiental e a legislação vigente. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18 Beneficiamento 18.4 Lixiviação 18.4.1 Os locais de implantação de processos de lixiviação devem ser devidamente protegidos e sinalizados de forma a alertar que o acesso é proibido a pessoas não autorizadas. 18.4.2 Os processos de lixiviação devem ser executados por trabalhadores treinados e supervisionados por profissional legalmente habilitado. 18.4.3 Os processos de lixiviação devem observar as seguintes recomendações: a) estudos geotécnicos, hidrogeológicos e topográficos dos locais de implantação e das bacias de contenção das soluções geradas no processo; b) estudo do histórico das precipitações pluviométricas para definição das capacidades de armazenamento dos sistemas de disposição e contenção; c) existência de, no mínimo, um sistema de contenção de emergência; d) a construção dos sistemas de disposição fica condicionada aos seguintes parâmetros: I- escala de produção da lixiviação; II- regime regional de chuvas e III- proximidade de núcleos urbanos, bacias hidrográficas, açudes e outros; e) acompanhamento do processo através de balanços de massa e metalúrgico periódicos de forma a detectar possíveis perdas das soluções; f) os efluentes dos sistemas de disposição devem ser submetidos à neutralização; g) a montante e a jusante dos sistemas de disposição devem ser construídas trincheiras ou poços em profundidades adequadas visando a verificação da existência ou não de infiltração da solução e h) no caso de uso de pilhas, preparação adequada da base da pilha e das bacias de contenção, de forma a evitar infiltrações das soluções para o solo. 18.4.4 No caso de lixiviação in situ, devem ser tomadas medidas de prevenção adequadas contra a contaminação do lençol freático, bacias hidrográficas, açudes, dentre outros. 18.4.5 Para as pilhas de lixiviação aplica-se também o disposto no item 21.4 da Norma Reguladora de Mineração nº 21. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I O BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS E O MEIO AMBIENTE A situação ideal para a atividade mineral é que o produto da lavra seja integralmente aproveitado, ou seja: que todos os minerais contidos no minério lavrado sejam aproveitados economicamente. Essa não é, entretanto, a realidade. Normalmente o produto da lavra é beneficiado gerando um concentrado e um rejeito. Quando os rejeitos contêm muitos minerais de interesse econômico significa que os procedimentos utilizados no beneficiamento não foram bons, caracterizando o que se chama: BAIXA RECUPERAÇÃO no beneficiamento. Essa baixa recuperação, além de significar perdas financeiras, leva a um aumento do volume de rejeitos que serão dispostos no meio ambiente, aumentando o impacto ambiental da atividade. Logo, o beneficiamento de minérios, quando bem feito, contribui para diminuir o volume de rejeitos e, conseqüentemente, para minimizar impactos ambientais. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I O BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS E O MEIO AMBIENTE Por outro lado, a utilização de técnicas de beneficiamento pode contribuir, se mal utilizadas, para uma poluição do ar, solo e rios. São exemplos: • Amalgamação de ouro com mercúrio; • Efluentes dos processos de flotação lançados em rios contendo reagentes uímicos como: amônia, sulfetos e metais pesados, entre outros; • Alto teor de partículas finas lançadas no ar nos processos de britagem e moagem a seco. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I O BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS E O MEIO AMBIENTE O aproveitamento dos recursos minerais deve estar comprometido com os requesitos do conceito de desenvolvimento sustentável (satisfazer as necessidades do presente sem afetar as futuras gerações) que implicam no aproveitamento racional dos recursos naturais, preservando-se o meio ambiente. Na década de setenta, com o surgimento dos movimentos ambientalistas, exigências mais rígidas para abertura de novas minas fizeram-se necessárias, adotandose, então, o Estudo de Impacto Ambiental- EIA e o Relatório de Impacto Ambiental- RIMA também para a mineração. Logo a seguir, surgiu o conceito de desativação de mina que passou a ser uma exigência já prevista no próprio projeto de lavra, vindo a se constituir em importante instrumento para se introduzir tecnologias de prevenção da poluição. O tratamento de minérios não chega a ser uma fonte de grande contaminação ambiental, em comparação com outras atividades industriais e com a agricultura, porém, é inegável que o descarte dos rejeitos das usinas de beneficiamento poderá eventualmente resultar num apreciável fator de poluição. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I O BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS E O MEIO AMBIENTE Há uma pressão crescente para que os rejeitos, ao invés de danificarem os terrenos, sejam usados, por exemplo, para preenchimentos de minas (back-fill), visando a restauração das áreas mineradas, ou que sejam cuidadosamente dispostos. A questão da água também é seriamente observada na maioria dos países, sendo praticamente total a recuperação e reciclagem da água de processo nas grandes minerações, prática esta que tende a se intensificar no Brasil nas pequenas e médias empresas. Vale ressaltar que a crescente tendência mundial de reciclagem de materiais e aproveitamento de resíduos industriais e urbanos tem sido feita com uso intensivo das tecnologias correntes ( ou adaptadas destas) de tratamentos de minérios, objeto dos demais capítulos deste livro. Ou seja, para o processamento ou separação seletiva de quaisquer materiais, a arte do tratamento de minérios dá importante contribuição. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I O BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS E O MEIO AMBIENTE Tabela 1 – Quantidade de resíduos em milhões por tonelada, e eficiência da produção CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I O BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS E O MEIO AMBIENTE Minerações a céu aberto modificam a paisagem local do ambiente em uma grande área (Figura), além da poluição sonora e a poeira levantada na extração através de explosivos, problemas estes que são simples e são sentidos apenas pela população local ou mesmo pelostrabalhadores da mina. No que se refere ao ambiente pós-extração das jazidas, a mineradora deve a priori ter um projeto que vá desde a concepção do plano de lavra até o reflorestamento da área. Recuperando a paisagem, fauna e flora local antes da extração. CURSO TECNICO EM MINERAÇÃO BENEFICIAMENTO I Introdução ao Beneficiamento de Minérios PLANO DA DISCIPLINA� BENEFICIAMENTO I PLANO DE AULA � BENEFICIAMENTO I Introdução: Introdução: Introdução: Introdução: Introdução: Introdução: Introdução: Introdução: Introdução: Histórico do Beneficiamento de Minérios Histórico do Beneficiamento de Minérios Histórico do Beneficiamento de Minérios Histórico do Beneficiamento de Minérios MINERAIS E SEU USOS MINERAIS E SEU USOS MINERAIS E SEU USOS MINERAIS E SEU USOS MINERAIS E SEU USOS MINERAIS E SEU USOS NECESSIDADE DE BENEFICIAMENTO NECESSIDADE DE BENEFICIAMENTO FINALIDADE ECONÔMICA E SOCIAL FINALIDADE ECONÔMICA E SOCIAL Termos e Definições: Termos e Definições: Termos e Definições: Termos e Definições: Pausa: Revisão: Revisão: Revisão: Revisão: Revisão: Revisão: Caracterização e Processamento: Caracterização e Processamento: Caracterização e Processamento: Caracterização e Processamento: Caracterização e Processamento: Caracterização e Processamento: Caracterização e Processamento: Caracterização e Processamento: Caracterização e Processamento: Caracterização e Processamento: Caracterização e processamento da matéria-prima: Caracterização e processamento da matéria-prima: Caracterização e Processamento: Caracterização e Processamento: FRAGMENTAÇÃO FRAGMENTAÇÃO FRAGMENTAÇÃO CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO CONCENTRAÇÃO CONCENTRAÇÃO CONCENTRAÇÃO CONCENTRAÇÃO CONCENTRAÇÃO CONCENTRAÇÃO CONCENTRAÇÃO CONCENTRAÇÃO Normas Reguladoras de Mineração – NRM � Índice Geral Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18�Beneficiamento Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18�Beneficiamento Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18�Beneficiamento Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18�Beneficiamento Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18�Beneficiamento Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18�Beneficiamento Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18�Beneficiamento Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18�Beneficiamento Normas Reguladoras de Mineração – NRM 18�Beneficiamento O BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS E O MEIO AMBIENTE O BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS E O MEIO AMBIENTE O BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS E O MEIO AMBIENTE O BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS E O MEIO AMBIENTE O BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS E O MEIO AMBIENTE O BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOS E O MEIO AMBIENTE
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