Consideracoes sobre a Usina II da Samarco

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Monografia 
 
 
CONSIDERAÇÕES SOBRE A USINA II DA SAMARCO MINERAÇÃO S/A
Autor: Wanderson Nazareno de Carvalho 
Orientador: José Aurélio Medeiros da Luz 
Fevereiro/2010 
Universidade Federal de Ouro Preto 
Escola de Minas 
Departamento de Engenharia de Minas 
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral – PPGEM
Pós-Graduação Lato Senso em Beneficiamento Mineral – 
PGBM 
CONSIDERAÇÕES SOBRE A USINA II DA SAMARCO MINERAÇÃO S/A
Wanderson Nazareno de Carvalho 
Monografia apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Engenharia Mineral – PPGEM 
Pós-Graduação Lato Senso em Beneficiamento Mineral – PGBM 
Orientador: Prof. José Aurélio Medeiros da Luz 
Ouro Preto 
Universidade Federal de Ouro Preto 
2010 
Universidade Federal de Ouro Preto 
Escola de Minas 
Departamento de Engenharia de Minas 
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral – PPGEM
Pós-Graduação Lato Senso em Beneficiamento Mineral – 
PGBM 
iii
DEDICATÓRIA 
À minha esposa Elaine Cristina, pela compreensão e apoio. 
iv
AGRADECIMENTOS 
À Samarco Mineração S.A. pelo apoio, subsídio e constante incentivo ao estudo e 
desenvolvimento pessoal e profissional de seus funcionários. 
A Joaquim Donda pela co-orientação. 
Às equipes dos laboratórios de Controle de Processo e Químico pela execução e 
coordenação dos ensaios e análises laboratoriais. 
À ABM e UFOP pela oportunidade de engrandecimento científico. 
Ao meu orientador, Prof. José Aurélio Medeiros da Luz, pelo apoio e brilhante 
orientação ao longo da pesquisa. 
À Renato Araujo, companheiro de Jornada, pelo grande incentivo. 
À Antonio Claret pelo companheirismo. 
A todos aqueles que direta ou indiretamente colaboraram para a execução desse 
trabalho. 
v
RESUMO 
O presente trabalho investigou o circuito do segundo concentrador da Samarco 
Mineração S/A, buscando conhecer os equipamentos e as características do circuito 
de tratamento, incluindo cálculo da recuperação metálica global. Para tal foram 
utilizados dados disponibilizados e amostras dos produtos da Samarco. Essas 
amostras foram coletadas nos seguintes pontos: alimentação, underflow e overflow
dos seguintes equipamentos, seguindo a rota de processo, a saber: hidrociclone 
primário, hidrociclone raspador, limpador, deslamador, bancos de flotação 
convencional, hidrociclone secundário 2º Estágio, espessador de concentrado, 
espessador de rejeito, e espessador lama. 
Em seguida determinaram-se as análises granulométrica, química, mineralógica, bem 
como o grau de liberação e a recuperação metálica. 
O presente trabalho concluiu que a Samarco Mineração S/A, isso desenvolveu um 
concentrador capaz de processar de forma muito satisfatória Itabiritos pobres, que 
possuem contaminantes como: fósforo e perda por calcinação elevadas. 
vi
ABSTRACT 
This work investigated the Samarco’s second new iron ore concentrator, aiming to 
study processing equipment and circuit features, including the calculation of global
metal recovery for the new plant. For such a task, data available were used and 
sampling of materials and products was performed. The samples were collected at the 
feed, underflow and overflow of the following equipment, according to the processing 
route, namely: primary hydrocyclones, rougher hydrocyclones, desliming 
hydrocyclones, mechanical flotation banks, secondary hydrocyclones, concentrate 
thickener, tailings thickener and slime thickener. Particle size analysis, chemical and
mineralogical analysis and liberation study were made. After all metallurgical recovery 
was calculated. This study concluded that Samarco has developed a new concentration 
plant that processes very satisfactorily poor itabirites with contaminants such as 
phosphorus and displaying high loss on ignition. 
vii
SUMÁRIO 
CAPÍTULO 1 – Introdução ----------------------------------------------------------------------------- 1 
CAPÍTULO 2 – Relevância e objetivo --------------------------------------------------------------- 4 
CAPÍTULO 3 – Processo produtivo Samarco------------------------------------------------------ 5 
3.1 – Principais características de processo--------------------------------------------------------7 
3.2 – Geologia do minério de ferro da mina de Alegria ------------------------------------------9 
3.3 – Sistema de alimentação-------------------------------------------------------------------------12 
3.4 – Instalação de peneiramento e britagem ---------------------------------------------------13 
3.4 – Concentrador --------------------------------------------------------------------------------------17 
 3.4.0 – Circuito------------------- -----------------------------------------------------------------17 
 3.4.1 – Moagem primária -----------------------------------------------------------------------17 
 3.4.2 – Deslamagem ----------------------------------------------------------------------------18 
 3.4.3 – Condicionamento -----------------------------------------------------------------------21 
 3.4.4 – Flotação convencional ----------------------------------------------------------------21 
 3.4.5 – Moagem secundária - -----------------------------------------------------------------23 
 3.4.6 – Circuito de flotação em colunas ------------------------------- --------------------24 
 3.4.7– Espessamento----------------------------------------------------------------------------26 
CAPÍTULO 4 – Revisão bibliográfica ---------------------------------------------------------------27 
4.1 – Os bens minerais e atividade mineradora--------------------------------------------------27 
4.2 – Minério de ferro------------------------------------------------------------------------------------28 
4.3 – Geologia do minério de ferro da Mina de Alegria-----------------------------------------29 
4.4 – Hematita, Martita, Magnetita, Goethitaferro -----------------------------------------------31 
 4.4.1 – Hematita e Martita (Fe2O-------------------------------------------------------------31 
 4.4.2 – Magnetita (Fe3O4) ---------------------------------------------------------------------32 
 4.4.3 – Goethita (FeO.OH)--------------------------------------------------------------------- 33 
4.5 – Tratamento de minério---------------------------------------------------------------------------35 
 4.5.1– Requisitos fundamentais do tratamento de minérios---------------------------38 
4.6 – Amostragem----------------------------------------------------------------------------------------40 
 4.6.1– Características de um plano de amostragem------------------------------------ 44 
 4.6.2– Tipos de amostragem-------------------------------------------------------------------44 
 4.6.2.1–Amostragem sistemática-------------------------------------------------------------44
 4.6.2.2–Amostragem estratificada------------------------------------------------------------44 
 4.6.2.3–Amostragem Aleatória ---------------------------------------------------------------44 
 4.6.3–Erro de amostragem--------------------------------------------------------------------------- 45 
4.7 – Microscopia ótica----------------------------------------------------------------------------------46 
viii
4.8 – Análise química------------------------------------------------------------------------------------46 
 4.8.1– Espectrometria de absorção atômica-----------------------------------------------46 
 4.8.2– Determinação química------------------------------------------------------------------474.9– Granulometria---------------------------------------------------------------------------------------47 
4.10–Hidrociclone----------------------------------------------------------------------------------------48 
 4.10.1– Histórico dos hidrociclones-----------------------------------------------------------49 
 4.10.2– Forças em um hidrociclone-----------------------------------------------------------50
4.11– Quantificação das operações de concentração------------------------------------------52 
4.12– Flotação de minério de ferro------------------------------------------------------------------54
4.13–Condições para flotação------------------------------------------------------------------------57
4.14–Aspectos gerais sobre reagentes-------------------------------------------------------------60 
4.15– Mecanimos de ação dos reagentes---------------------------------------------------------61 
4.16– Mecanismo de interação dos reagentes---------------------------------------------------62 
CAPÍTULO 5 – Metodologia --------------------------------------------------------------------------65 
5.1 – Tipo de Pesquisa--------------------------------------------------------------------------------- 65 
 5.1.1 – Composição e preparação das amostras----------------------------------------66 
 5.1.2 – Caracterização de cada amostra------------------------------------------------- -66 
5.2 – Análise granulométrica--------------------------------------------------------------------------66 
5.3 – Análise química------------------------------------------------------------------------------------67 
5.4 – Microscopia óptica de luz refletida por faixa-----------------------------------------------67 
CAPÍTULO 6– Resultados e discussões ------------------------------------------------ -------- 68 
6.1 – Comparação entre o circuito da Samarco e circuito clássico de Beraldo----------68 
6.2 – Porcentagem de sólidos e química completa----------------------------------------------69 
6.3 – Recuperação do processo----------------------------------------------------------------------70 
6.4 – Granuloquímica------------------------------------------------------------------------------------71 
6.5 – Limpeza e deslamagem-------------------------------------------------------------------------73 
6.6 – Rejeito e concentrado----------------------------------------------------------------------------74 
6.7 – Mineralogia e Grau de liberação--------------------------------------------------------------77 
CAPÍTULO 7 – Conclusões ---------------------------------------------------------------------------78 
CAPÍTULO 8 – Sugestões para trabalhos futuros --------------------------------------------- 79 
CAPÍTULO 9 – Referências bibliográficas ------------------------------------------------------- 80 
ix
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1.1 _ Circuito clássico -------------------------------------------------------------------------2 
Figura 1.2 _ Arranjos utilizados para circuitos------------------------------------------------------2
Figura 2.1 – Preço do minério de ferro --------------------------------------------------------------4
Figura 3.0 – Quadrilátero ferrífero---------------------------------------------------------------------5 
Figura 3.1 – Projeto do concentrador-----------------------------------------------------------------6
Figura 3.2 – Projeto do concentrador em corte ----------------------------------------------------8 
Figura 3.3 – Alimentação-------------------------------------------------------------------------------12 
Figura 3.4 – Sistema de alimentação de AL norte-----------------------------------------------13 
Figura 3.5 – Britagem do segundo concentrador de Germano------------------------------15 
Figura 3.6 – Balanço de massa da britagem-----------------------------------------------------15 
Figura 3.7 – Projeto do peneiramento--------------------------------------------------------------16 
Figura 3.8 – Projeto da britagem--------------------------------------------------------------------16 
Figura 3.9– Circuito de moagem primária do novo concentrador---------------------------18 
Figura 4.0 – Circuito de deslamagem--------------------------------------------------------------19 
Figura 4.1 – Fluxograma da flotação mecânica do novo Concentrador ------------------22 
Figura 4.2 – Circuito de colunas adotado no estudo de viabilidade------------------------24 
Figura 4.3 – Localização do Complexo Alegria--------------------------------------------------30 
Figura 4.4 – Influência da mineralogia nas diversas etapas de tratamento--------------30 
Figura 4.5– Fluxograma típico de um circuito de cominuição de minério-----------------37 
Figura 4.6– Análise de Vício: Amostragem Automática x Amostragem de Referência 42 
x
Figura 4.7– hidrociclone típico-----------------------------------------------------------------------50 
Figura 4.8– Forças intervenientes na operação de um ciclone ----------------------------51 
Figura 4.9– Separação entre duas espécies (concentração)---------------------------------52 
Figura 5.0: Recuperação metálica na concentração--------------------------------------- ----54 
Figura 5.1– Proporção monoamina ideal----------------------------------------------------------55 
Figura 5.2– Circuito de flotação----------------------------------------------------------------------56 
Figura 5.3– Circuito de flotação Samarco---------------------------------------------------------56 
Figura 5.4–Liberação de minerais-------------------------------------------------------------------57 
Figura 5.5–Recobrimento de uma partícula por lamas de outro mineral------------------58 
Figura 5.6–Probabilidade de flotar uma partícula em função do tamanho----------------58 
Figura 5.7– Dispersão de partículas a partir da regulagem do pH--------------------------58 
Figura 5.8– Taxa de alimentação e teor de SiO2 no concentrado---------------------------59 
Figura 5.9–Processo de flotação---------------------------------------------------------------------60
Figura 6.0– Paragenese de Fitch61Figura 6.1 – Fluxograma da britagem----------------68 
Figura 6.2 – Fluxograma da concentração--------------------------------------------------------69 
Figura 6.3 – Deslamagem e Flotação---------------------------------------------------------------70 
Figura 6.4– Recuperação Realizada x Programada--------------------------------------------70 
Figura 6.5– Overflow hidrociclone Primário-------------------------------------------------------72 
Figura 6.6– Alimentação da Flotação Convencional--------------------------------------------72 
Figura 6.7– Granulometria hidrociclone Limpador-----------------------------------------------74 
Figura 6.8– Granulometria hidrociclone Deslamador-------------------------------------------74 
xi
Figura 6.9– Alimentação espessador de rejeito--------------------------------------------------76 
Figura 7.9– Alimentação espessador de concentrado------------------------------------------76 
xii
LISTA DE TABELAS 
Tabela 3.1 – Premissas operacionais - concentração --------------------- ------------------- 7 
Tabela 3.2 – Teores e recuperações previstos-------------------------------------------------- 7 
Tabela 3.3 – Especificações para os principais produtos do Concentrador 
Samarco---------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 
Tabela 3.4 – Composição mineralógica dos minérios de ferro das minas de 
 Alegria 1/2/6 ---------------------------------------------------------------------------- 10 
Tabela 3.5 – Composição mineralógica dos minérios de ferro das minas deAlegria 3/4/5 ---------------------------------------------------------------------------- 10 
Tabela 3.6 – Composição mineralógica dos minérios de ferro da mina de 
 Alegria 9 --------------------------------------------------------------------------------- 11 
Tabela 3.7 – Característica das colunas de flotação-------------------------------------------20 
Tabela 3.8 – Configurações dos hidrociclones usina II -----------------------------------20 
Tabela 3.9 – Características dos moinhos secundários--------------------------------------23 
Tabela 4.0 – Característica das colunas de flotação-------------------------------------------23 
Tabela 4.1– Parâmetros operacionais dos espessadores-----------------------------------26 
Tabela 4.2 –Tabela para determinação do número de incrementos-----------------------41 
Tabela 4.3–% Sólidos, química completa---------------------------------------------------------69 
Tabela 4.4– Química completa e granulometria série fina do hidrociclone primário--71 
Tabela 4.5– Química completa e granulometria série fina da alimentação da 
 flotação convencional ---------------------------------------------------------------------------------71 
Tabela 4.6–Granulometria série fina do hidrociclone limpador-----------------------------73 
Tabela 4.7–Granulometria série fina do hidrociclone deslamador-------------------------73 
Tabela 4.8–Granuloquímica da alimentação do espessador de rejeito-------------------75 
xiii
Tabela 4.9–Granuloquímica da alimentação do espessador de concentrado-----------75 
Tabela 5.0–Mineralogia parcial-----------------------------------------------------------------------77 
Tabela 5.1–Grau de liberação------------------------------------------------------------------------77 
1
CAPÍTULO 1 – Introdução 
A Samarco iniciou suas operações em 1977 e, hoje, sua capacidade anual de produção 
é de 24 milhões de toneladas de concentrado, sendo que, 16,5 milhões de toneladas 
são produzidas pelo concentrador I e 7,5 milhões de toneladas do concentrador II. 
Destaca-se no setor de minério de ferro pelo pioneirismo e investimento em tecnologia 
de ponta. Foi a primeira empresa no Brasil a exportar concentrados de itabirito, um 
minério que era descartado como rejeito por possuir baixo teor de ferro. Atualmente o 
controle acionário da Samarco pertence à BHP Brasil, do grupo australiano The Broken 
Hill Proprietary (BHP), com 50 % das ações e a Companhia Vale do Rio Doce (CVRD), 
também com 50 % das ações. Seu minério é extraído no complexo das minas de 
Alegria, processado em Germano, transportado por mineroduto (o maior do mundo, com 
aproximadamente 396 km de extensão até o porto marítimo de Ponta de Ubu. 
As atividades da empresa realizadas de forma integrada são divididas em lavra, 
beneficiamento, transporte, pelotização e embarque.
Na etapa de beneficiamento a cominuição é de extrema importância para obter a 
liberação o mineral últil que será coletado nas etapas seguintes de deslamagem e 
flotação, conhecer as etapas de processo torna-se necessário para garantir melhor 
eficiência. Segundo (LUZ, A. B.; POSSA, M. V.; ALMEIDA, S. L.M. 1998, p. 4.) 
Em um fluxograma de beneficiamento de minérios as 
operações unitárias são assim classificadas; cominuição 
(britagem e moagem), separação por 
tamanhos,(peneiramento e classificação), concentração 
gravítica,(agnética,eletrostática,flotação),desaguamento 
(espessamento , filtragem), secagem . 
Segundo (Beraldo,J. L. 1983, p. 4.).“ Um circuito de processamento de minério de forma 
geral , na britagem é fechado com peneiras e na moagem com classificadores, em 
destaque os hidrociclones .” Dessa forma, conforme figura 1 o minério passa por um 
peneiramento, uma britagem primária, segundária , terciária, ou quaternária dependendo 
do tipo de minério, em seguinda passa por um moinho de barras ou de bolas, 
classificação e moagem novamente. 
2
Figura 1.1 – Circuito clássico de circuito de beneficiamento de minério com 
flotação em espuma 
Segundo Kelly & Spotswood (2007, P.226), “Para que os hidrociclones sejam dispostos 
antes ou depois dos moinhos depende das características de liberação do minério “. 
Conforme figura 1 
3
Os principais métodos de concentração aplicados industrialmente para o tratamento de 
minério de ferro são os métodos densitários (ou gravíticos), magnéticos e a flotação 
catiônica reversa, sendo o último o principal método, mundialmente utilizado. No Brasil, 
a Samarco é pioneira no uso desse método de concentração. 
A flotação catiônica reversa é realizada em meio aquoso e são utilizadas as diferentes 
características de superfície dos minerais para promover a separação entre os minerais 
de ferro e a ganga. Nesse método, coleta-se a ganga silicática na espuma e mantém-se 
em polpa os minerais de ferro. Para que tal separação ocorra, deve-se conhecer as 
características físico-químicas do minério buscando desenvolver um processador 
adequado. 
Inserido nesse contexto, pretende-se com este trabalho conhecer a rota de processo do 
novo concentrador da Samarco, buscando se analisar equipamentos de moagem, 
deslamagem e flotação, com a devida recuperação metálica nos processos individuais, 
comparando a recuperação global realizada e planejada. Para tal, foi necessário analisar 
dados obtidos com uma amostragem na usina II. 
 
 
4
CAPÍTULO 2 – Relevância e objetivo 
Em 2009, a atividade mineira apresenta cenário de queda acentuada na demanda e 
início de um processo de crise, que interrompe, adia e reduz projetos e investimentos no 
setor. Observa-se na figura 3 a variação do preço do minério de ferro que queda em 
2009. 
Figura 2.1 – Preço do minério de ferro 
Fonte secundária 
Sendo assim, manter a qualidade e o custo baixo é um diferencial para ser competitivo 
no mercado, então torna-se fundamental conhecer bem o a rota de processo de 
tratamento de um devido bem mineral ao qual se deseja extrair o material útil de forma 
consciente, com recuperação adequada. Neste caso, o objetivo dessa pesquisa é 
estudar o circuito do segundo concentrador da Samarco Mineração S/A, identificando, 
equipamentos utilizados, com as respectivas recuperações metálicas e comparar o 
circuito em questão com o circuito proposto por (Beraldo,J. L. 1983, p. 4.). 
5
CAPÍTULO 3 – Processo produtivo da Samarco 
A Samarco é uma joint venture, em operação desde 1977, cujos acionistas são 
Companhia Vale do Rio Doce (CVRD) e Broken Hill Property Billiton (BHP Billiton), cada 
uma detendo 50,0 % do capital acionário. É a empresa de mineração pioneira no Brasil 
na concentração de itabirito por flotação, um minério que no passado não era explotado 
devido ao baixo teor de ferro e a granulometria fina. 
Trata-se de um processo integrado com operações em dois estados brasileiros. Na 
unidade de Germano, localizada no município de Mariana-MG, são realizadas as 
operações de lavra e de beneficiamento. Na unidade de Ponta de Ubu, localizada no 
município de Anchieta-ES, são realizadas as operações de pelotização, estocagem e 
embarque. As duas unidades são interligadas por um mineroduto de 396,0 km de 
extensão. Conforme figura 3.1 observa-se sua localização no Quadrilátero ferrífero. 
Figura 3.0 – Quadrilátero ferrífero 
6
O Novo processador tem capacidade para 7,5 milhões de toneladas anuais de 
concentrado. Apresenta as seguintes características: Simples e seguro: com 
minimização de etapas de processamento, de modo a tornar fácil de operar e de se 
efetuar manutenção. 
Compacto: Somente uma linha de deslamagem e flotação, poucas tubulações, 
redundância apenas em bombas (Resultado de 30anos de experiência e aprendizado). 
Pequena quantidade de equipamentos: Unidades capazes de processar altas taxas de 
alimentação em função de equipamentos de grande porte. Busca-se maximização de 
recuperações e baixo consumo de reagentes. Utilização intensiva de instrumentos tais 
como analisador de partículas automáticos e análise por raios X em linha (PSI, RX on 
line), etc. 
Buscou-se máximo cuidado com meio ambiente, com recirculação de material de piso 
e maior recirculação de água, em relação à planta anterior. 
Figura 3.1 – Projeto do concentrador 
90 000
6
3 
00
0
VEM DA PILHA PULMÃO
MOINHOS PRIMÁRIOS 18”X 33”
MOINHOS SECUNDÁRIOS 18’X 40’
SEÇÃO FLOTAÇÃO
SEÇÃO CICLONAGEM
SECÇÃO MOAGEM
FLOTAÇÃO MECÂNICAFLOTAÇÃO COLUNAS
90 000
6
3 
00
0
VEM DA PILHA PULMÃO
MOINHOS PRIMÁRIOS 18”X 33”
MOINHOS SECUNDÁRIOS 18’X 40’
SEÇÃO FLOTAÇÃO
SEÇÃO CICLONAGEM
SECÇÃO MOAGEM
FLOTAÇÃO MECÂNICAFLOTAÇÃO COLUNAS
7
3.1 – Principais características de processo 
Capacidade: 7,5 milhões de toneladas anuais de concentrado, 2 moinhos primários de 
5,5 m por 10,0 m (18 x 33 pés), 2 moinhos secundários de 5,5 m por 12,2 m (18 x 40 
pés), células mecânicas de 70 m3, Espessamento de rejeitos e utilização de 
espessadores tipo Hi-rate;, 5 seções: britagem, moagem, ciclonagem, flotação e 
espessamento. As premissas operações são: 45 % Fe na alimentação, 67 % de Fe no 
concentrado, 1,0 % de SiO2, 55 % recuperação em massa, 82 % de recuperação 
metálica. 
Tabela 3.1 – Premissas operacionais - concentração
Tabela 3.2 – Teores e recuperações previstos 
7.500.000 TMSc/anoProdução anual de concentrado
95%Rendimento operacional
1640 TMS/hTaxa de alimentação moagem
82%Recuperação metálica
55%Recuperação em peso
45% FeTeor de alimentação
76% Samarco Remanescente,
24% Fazendão
Mix de minérios
7.500.000 TMSc/anoProdução anual de concentrado
95%Rendimento operacional
1640 TMS/hTaxa de alimentação moagem
82%Recuperação metálica
55%Recuperação em peso
45% FeTeor de alimentação
76% Samarco Remanescente,
24% Fazendão
Mix de minérios
82,0055,00Global
25,0Rejeito
1,067,2Concentrado 97,9994,79
64,8Alimentação
Flotação
Colunas
8,2Rejeito
4,064,8Concentrado 93,363,73
44,4Alimentação
Flotação
Convencional
51,0Lama
44,4Underflow 89,6990,91
32,045,0Overflow
Deslamagem
Recuperação 
Metálica
Recuperação 
Peso
SiO2Fe
Ponto de 
Amostragem
Etapa
82,0055,00Global
25,0Rejeito
1,067,2Concentrado 97,9994,79
64,8Alimentação
Flotação
Colunas
8,2Rejeito
4,064,8Concentrado 93,363,73
44,4Alimentação
Flotação
Convencional
51,0Lama
44,4Underflow 89,6990,91
32,045,0Overflow
Deslamagem
Recuperação 
Metálica
Recuperação 
Peso
SiO2Fe
Ponto de 
Amostragem
Etapa
8
Figura 3.2 – Projeto do concentrador em corte 
O processo de produção da Samarco total, considerando as duas usinas, resulta 24 
milhões de toneladas de concentrado por ano, utilizado para a produção de pelotas e de 
finos (pellet feed + pellet screenings). As pelotas representam, aproximadamente, 90,0 
% dos produtos comercializados. Toda produção é destinada ao mercado internacional. 
Atualmente são produzidos, na unidade de Germano, dois tipos de concentrado: CNS 
(concentrate normal silica) para fabricar pelotas para alto-forno e CLS (concentrate low 
silica) para redução direta. As especificações desses concentrados são mostradas na 
tabela 3.1: 
Tabela 3.3 – Especificações para os principais produtos do Concentrador 
da Samarco
Tipo de 
produto 
% SiO2
(média) 
% P 
(máximo)
% 74 µµµµm 
(máximo) 
% 44 µµµµm 
(média) 
Superfície 
específica 
Blaine 
(cm2/g) 
(média) 
Concentrado CNS 1,68±0,12 0,050 3,50 88,20±0,96 1750±75 
Concentrado CLS 1,06±0,08 0,043 3,00 88,20±1,00 1750±81 
9
3.2 – Geologia do minério de ferro da mina de Alegria 
Atualmente a Samarco possui três minas em operação. Essas são denominadas Alegria 
1/2/6, Alegria 3/4/5 e Alegria 9. 
O ferro ocorre em uma espessa sequência de formações ferríferas sedimentares 
metamorfizadas em itabirito denominada banded iron formation (BIF). Os principais 
minerais de ferro são: hematita, goethita, hematita especular e magnetita. Na gênese do 
minério, o quartzo e os silicatos foram removidos da superfície por intemperismo devido 
à lixiviação preferencial da sílica, o que levou, , à uma concentração dos óxidos de ferro 
no minério residual. 
Os minérios de ferro das minas de Alegria 1/2/6, Alegria 3/4/5 e Alegria 9 são 
classificados em diversos tipos de minérios itabiríticos. Em Alegria 3/4/5 ocorrem no topo 
da formação ferrífera: 1) itabiritos anfibolíticos e dolomíticos alterados; 2) itabiritos 
silicosos friáveis do tipo “chapinha”, com composição mineralógica variando de 
especularítico-martítico a martítico-especularítico e podendo apresentar quantidades 
consideráveis de goethita; 3) itabiritos especularíticos; 4) itabiritos martíticos-goethíticos; 
5) itabiritos magnetíticos; 6) itabiritos goethíticos; 7) itabiritos especularíticos-goethíticos 
e 8) itabiritos martítico-especularítico-goethíticos. 
A área de Alegria 1/2/6 pode ser dividida, em termos de predominância de tipos de 
minério, em duas subáreas. Em Alegria 2, ocorrem itabiritos especularíticos, 
especularítico-goethíticos e, em menor proporção, itabiritos martíticos-especularítico-
goethíticos, magnetíticos e martíticos-goethíticos. Nessa área, ocorre uma grande lente 
de hematita compacta, circundada por porções de hematita friável a pulverulenta 
(brechas), que aflora na topografia atual da mina e se estende, em profundidade, por 
mais de 100,0 m. 
Entre as áreas de Alegria 2 e Alegria 1/6, ocorre uma camada espessa de itabirito 
anfibolítico argiloso em contato direto (basal) com a lente de hematita descrita acima. Na 
área de Alegria 1/6, predominam os itabiritos martítico-especularítico-goethíticos, 
itabiritos martítico-goethíticos, itabiríticos anfibolíticos e itabiritos magnetíticos. 
A área de Alegria 9, de forma geral, apresenta os itabiritos que podem ser agrupados 
em três domínios geológico-tipológicos distintos: o primeiro localizado a oeste, onde se 
encontram os itabiritos menos hidratados e, portanto, mais especularíticos (martíticos-
10
especularíticos e especularíticos-martíticos). O segundo, localizado na região mais 
central, é composto principalmente por itabiritos anfibolíticos, martíticos-goethíticos e 
martíticos, sendo, então, um domínio mais hidratado e onde a especularita está 
praticamente ausente. No terceiro domínio, localizado a leste, a especularita volta a 
estar presente em grandes proporções, podendo chegar a ser o único mineral 
predominante. 
As composições mineralógicas dos minérios de ferro das minas de Alegria 1/2/6, Alegria 
3/4/5 e Alegria 9 podem ser visualizadas nas tabelas 3.2, 3.3 e 3.4, respectivamente. 
Tabela 3.4 – Composição mineralógica dos minérios de ferro das minas de 
Alegria 1/2/6 
Mineralogia 
Tipologia 
M/G A M/E/G G/M 
Percentual de Hematita 
Porosa 70,8 46,0 49,7 37,3 
Percentual de Hematita 
Especular 4,7 2,3 29,3 12,3 
Percentual de Goethita 22,1 44,7 17,8 23,9 
Percentual de Magnetita 2,3 7,0 3,2 26,4 
Tabela 3.5 – Composição mineralógica dos minérios de ferro das minas de 
Alegria 3/4/5
Mineralogia 
Tipologia 
G/M E/M/G M/E/G E/G/M M/G E 
Percentual de Hematita 
Porosa 40,1 38,6 51,9 26,0 66,2 3,8 
Percentual de Hematita 
Especular 14,2 49,2 35,7 45,3 6,7 93,7 
Percentual de Goethita 42,2 11,3 11,2 27,9 26,0 2,5 
Percentual de Magnetita 3,5 0,9 1,2 0,8 1,1 0 
11
Tabela 3.6 – Composição mineralógica dos minérios de ferro da mina de 
Alegria 9 
MineralogiaTipologia 
M A M/E E/M 1 E/M 2 M/G 
Percentual de Hematita 
Porosa 86,4 56,6 56,5 33,9 36,1 60,3 
Percentual de Hematita 
Especular 4,1 0,6 37,2 56,4 56,2 9,4 
Percentual de Goethita 7,4 42,0 5,9 8,8 7,0 28,7 
Percentual de Magnetita 2,1 0,8 0,4 0,9 0,7 1,6 
Onde: 
A Anfibolítico 
E Especularítico 
G Goethítico 
M Martítico 
12
3.3 – Sistema de alimentação 
O processo produtivo se inicia com as operações de lavra. Anualmente são lavradas 
cerca de 28,0 milhões de toneladas de minério itabirítico, proveniente das minas de 
Alegria 1/2/6, Alegria 3/4/5 e Alegria 9, pertencentes ao Complexo de Alegria, conforme 
ilustra a figura 3.3. As reservas da Samarco estão estimadas em 5,0 bilhões de 
toneladas de minério itabirítico. 
Figura 3.3 – Alimentação 
A lavra do minério é a céu aberto, com relação estéril-minério de 0,42. Por se tratar de 
um minério friável, o desmonte é normalmente executado por tratores de lâminas, sendo 
desmonte por explosivo muito pouco utilizado e ocorrendo em porções de estéril. 
 
Atualmente são utilizados dois métodos de lavra. No primeiro método, denominado 
convencional, as carregadeiras alimentam os caminhões que transportam o minério 
lavrado até os carregadores de alimentação das correias transportadoras localizadas a 
distâncias de, no máximo, 2,0 km das frentes de lavra. No segundo método, as 
carregadeiras alimentam diretamente carregadores instalados nas próprias frentes de 
lavra, a distâncias de transporte de, no máximo, 80,0 m. Esse método é o mais utilizado 
para a lavra de minério por proporcionar menores custos operacionais. 
13
Figura 3.4 – Sistema de alimentação de AL norte 
O minério proveniente das minas de Alegria 1/2/6 e Alegria 3/4/5 é estocado em uma 
pilha-pulmão, com capacidade para 150.000 t. Posteriormente é transportado por um 
sistema de correias, com 5,5 km de extensão e capacidade nominal de 3750 t/h, até a 
instalação de britagem. O minério lavrado na mina de Alegria 9 também segue para a 
instalação de britagem através de outro sistema de correias, com 1,9 km de extensão e 
com a mesma capacidade. Todo material lavrado encontra-se 100,0 % menor que 
150,0 mm. 
O teor de corte da mina está na faixa de 33,0 % de ferro. Os tipos de minério das 
diversas frentes de lavra são blendados para se obter um teor médio de ferro de 
aproximadamente 47,0 % na alimentação do concentrador. 
14
3.3 – Instalação de peneiramento e britagem 
A instalação de britagem tem como objetivo reduzir a granulometria do minério ROM de 
100,0 % menor que 150,0 mm para 98,5 % menor que 12,5 mm. 
A britagem é a seco, o que permite um fluxograma mais simples, conforme mostrado na 
figura 3.5. Consiste em um peneiramento primário em peneiras banana, em dois decks. 
O PASSANTE (undersize) do segundo deck é produto final; o retido (oversize) do 
primeiro alimenta a britagem primária, e o do segundo deck alimenta os britadores 
secundários. Os produtos das duas etapas de britagem retornam para a alimentação 
das peneiras, como carga circulante. 
A adoção de peneiras tipo banana é atualmente um padrão em projetos de novas 
instalações, já que este tipo de peneira é mais eficiente. Já se encontra estabelecida 
uma prática operacional de vários anos que permitirá atingir a taxa de alimentação do 
concentrador mesmo no período de maior intensidade de chuvas 
A adoção de uma pilha cônica com capacidade útil de 20 horas é um considerável fator 
positivo em relação à capacidade atual da pilha do tripper-car do concentrador de 
Germano, suficiente para 6 horas de operação. A capacidade total da pilha permitirá 
paradas maiores caso sejam deslocadas máquinas para empurrar o minério britado aos 
alimentadores. 
15
Figura 3.5 – Britagem do segundo concentrador de Germano 
Figura 3.6 – Balanço de massa da britagem 
16
Figura 3.7 – Projeto do peneiramento 
Figura 3.8 – Projeto da britagem 
17
3.4 – Concentrador 
3.4.1 – Moagem primária 
O circuito do novo concentrador consiste em dois moinhos de bolas em estágio único, 
circuito direto fechado com hidrociclones, operando em paralelo, conforme mostrado na 
figura 3.07. O overflow dos hidrociclones, produto final dos dois moinhos, alimenta uma 
única linha de processamento para as etapas de deslamagem, flotação mecânica, 
remoagem e espessamentos. 
O objetivo da moagem é reduzir a granulometria do minério proveniente da britagem que 
se encontra 98,5 % menor que 12,5 mm para ,78 % menor que 149 µm (malha 100). 
Tabela 3.7 – Características dos Moinhos Primários
5500 kWhPotência
74%% Velocidade Crítica
7,5 kWh/TMScEnergia requerida
18x33 ft (2x)Dimensões
200%Carga circulante
35%% Enchimento
Borracha (Barra/Placa Simples)Revestimento
Motor/Redutor (COMBIFLEX)Acionamento
PolysiusFabricante
5500 kWhPotência
74%% Velocidade Crítica
7,5 kWh/TMScEnergia requerida
18x33 ft (2x)Dimensões
200%Carga circulante
35%% Enchimento
Borracha (Barra/Placa Simples)Revestimento
Motor/Redutor (COMBIFLEX)Acionamento
PolysiusFabricante
18
Figura 3.9– Circuito de moagem primária do novo concentrador 
Adiciona-se solução de hidróxido de sódio na alimentação dos chamados pré-moinhos, 
com concentração de 20,0 % (p/v), com a finalidade de se manter a polpa em pH 
alcalino, minimizando-se assim a corrosão dos corpos moedores e do revestimento. 
Utiliza-se uma dosagem de 0,04 l/t de minério. 
O minério proveniente da britagem é retirado da pilha cônica por alimentadores rotativos 
e conduzido para a pré-moagem através de transportadores de correia. 
3.4.2 – Deslamagem 
O circuito de deslamagem é essencialmente o mesmo do atual Concentrador de 
Germano, com uma etapa rougher feita em hidrociclones de 15 polegadas de diâmetro, 
uma etapa cleaner feita em hidrociclones de 10 polegadas e uma etapa scavenger feita 
em hidrociclones de 4 polegadas ou equivalente. Inicialmente foi considerada a 
utilização de hidrociclones de 3 polegadas na etapa scavenger. No entanto, 
hidrociclones modernos de 4 polegadas de diâmetro, com geometria adequada, podem 
“cortar” tão fino quanto os de 3 polegadas. Não haverá a etapa scavenger final, aquela 
feita na planta de recuperação de finos das lamas. Com a utilização de hidrociclones 
modernos nas etapas rougher e cleaner, que também cortam mais fino, não se justifica a 
ultima etapa da planta de finos, como é feita no concentrador de Germano. Desta forma 
Minério 
britado 
– 12,5mm 
Moinho 
Primário 
2 x 18x33 pés 
Overflow
10% + 0,149mm 
19
há também uma simplificação no fluxograma e redução significativa no investimento do 
novo concentrador. O circuito adotado é mostrado na figura 4.1 
Figura 4.0 – Circuito de deslamagem 
Este circuito tem capacidade de extração de lamas suficiente para suportar as variações 
que normalmente ocorrem nos minérios. 
Para o circuito de deslamagem são os seguintes os teores adotados para o balanço de 
massas: 
Alimentação: 45,0 % Fe; 
Overflow (lamas): 51,0 % Fe; 
Underflow (alim. flotação): 44,4 % Fe 
Com estes teores, ter-se-ão as seguintes recuperações: 
Em massa: 90,91 %; 
Metálica: 89,69 % 
 
É adicionada soda como dispersante com a finalidade de se atingir o pH ótimo de 
dispersão da polpa, adiciona-se na caixa de descarga dos moinhos primários uma 
solução de hidróxido de sódio, com concentração de 20,0 % (p/v). A adição dessa 
solução favorece a dispersão das partículas, propiciando uma deslamagem eficaz. A 
dosagem da solução é controlada pelo pH da polpa e o grau ótimo de dispersão ocorre 
em uma faixa de pH entre 8,5 e 9,2 
A introdução do peneiramento para extrair materiais que poderiam entupir os 
hidrociclones scavenger de4 polegadas será um fator positivo para a operação desta 
Para flotação
Para espessador
de lamas
Overflow dos 
ciclones 
primários
15”
10”
4”
Peneira de proteção
Para flotação
Para espessador
de lamas
Overflow dos 
ciclones 
primários
15”
10”
4”
Peneira de proteção
20
etapa. No concentrador atual esta etapa não existe e são frequentes os entupimentos 
devido à presença de fragmentos de borracha, metálicos e outros. Isto provoca 
reduções na recuperação desta etapa e ocorre a presença de lamas na flotação, 
comprometendo indiretamente os resultados desta etapa, além de provocar 
desequilíbrios operacionais. 
O objetivo da etapa de deslamagem é remover as partículas menores que 10,0µm 
presentes no produto da moagem primária, que interferem na seletividade do processo 
subsequente de flotação. 
Tabela 3.8 – Configurações dos hidrociclones usina II 
. 
Identificação Circuito Número Seção Vórtex Ápex Observação
CICLONES PRIMÁRIOS ( KREBS ) G02-05CS001 1 a 8 45pol2 10" 5" Pneu. Man. Vórtex Ápex
16 ciclones de 26" de diâmetro 8 0 14* de 10" (Aço Revest.) 32* de 5" (Bor.)
G02-05CS002 1 a 8 45pol2 10" 5"
8 0
G02-06CS001 1 a 11 11pol2 4.1/2" 2.1/2 11 0 15* de 4.1/2" (Aço revest.) 22* de 2.1/2 (Bor.)
CICLONES RASPADORES ( KREBS )
22 ciclones de 15" de diâmetro G02-06CS002 1 a 11 11pol2 4.1/2" 2.1/2 11 0
Bat 01, 02, 03 41mm 13 mm 6 12 Via DT 20* de 41mm (Poli.) 50* de 13 mm (Poli.)
CICLONES DESLAMADORES ( AKW ) Bat 04, 05 41mm 13 mm G02-06DT003
220 ciclones de 4" de diâmetro Bat 01, 02, 03 41mm 13 mm 6 12 Via DT
22 ciclones cada bateria Bat 04, 05 41mm 13 mm G02-06DT004
G02-06CS003 1 a 18 7.8pol2 3" 1.3/4" 19* de 2.1/2" (Açõ revest.) 36* de 1.1/2" (Bor.)
CICLONES LIMPADORES ( KREBS )
36 ciclones de 10" de diâmetro G02-06CS004 1 a 18 7.8pol2 3" 1.3/4''
G02-09CS001 1 a 12 2.1/2" 1.1/2" 4 8 32* de 3" (Aço revest.) 12* de 1.1/2" (Bor.)
CICLONES SECUNDÁRIOS ( KREBS ) 56* de 1.3/4" (Bor.)
1º ESTÁGIO G02-09CS004 1 a 12 2.1/2" 1.1/2" 4 8
24 ciclones de 10" de diâmetro
G02-09CS002 1 a 10 2.1/2" 1.1/2" 3 7 Via DT
CICLONES SECUNDÁRIOS ( KREBS ) G02-09DT002
2º ESTÁGIO G02-09CS003 1 a 10 2.1/2" 1.1/2" 3 7
40 ciclones de 10" de diâmetro G02-09CS005 1 a 10 2.1/2" 1.1/2" Via DT
G02-09DT003
G02-09CS006 1 a 10 2.1/2" 1.1/2"
Obs.: *material já adiquirido na RC Nº4500050341 e Nº 4500034000 
7.8pol2
7.8pol2
7.8pol2
7.8pol2
G02-06CS006 405 mm2
405 mm2G02-06CS005
SobressalentesVálvulas
21
3.4.3 – Condicionamento 
O objetivo da etapa de condicionamento é propiciar condições favoráveis para a 
adsorção do amido na superfície dos minerais de ferro. O amido é utilizado como 
depressor desses minerais na flotação catiônica reversa. 
O condicionamento é realizado em dois tanques, por linha, denominados 
condicionadores primário e secundário. Cada tanque possui um volume de 15,0 m3. No 
tanque de condicionamento primário ocorre a adição de uma solução de amido, com 
concentração de 5,0 % (p/v), previamente gelatinizada com uma solução de hidróxido de 
sódio, com concentração de 1,0 % (p/v). A dosagem praticada varia entre 350,0 g/t e 
550,0 g/t. O tempo de residência da polpa nos tanques é de aproximadamente 3,0 
minutos. 
Na saída do tanque de condicionamento secundário, adiciona-se uma solução de amina, 
com concentração de 3,5 % (p/v), utilizada como coletor da sílica. Visando a promover a 
adsorção da amina na superfície do quartzo mantém-se o pH no processo de flotação 
em torno de 10,0. 
Após o condicionamento o minério alimenta as células de flotação convencional que 
correspondem à primeira etapa de concentração. 
3.4.4 – Flotação convencional 
 
O fluxograma da flotação mecânica do novo concentrador. São utilizadas 13 células de 
70 m3, totalizando 910 m3 conforme mostrado na figura 4.3. O objetivo da etapa de 
flotação mecânica, denominada flotação convencional, é promover a primeira separação 
entre os minerais de ferro e a ganga. 
O fluxograma é o original do Concentrador de Germano, acrescido de uma etapa 
scavenger e de uma etapa em que é feita uma flotação cleaner do concentrado 
scavenger. Busca-se com essas alterações : 
• Aumentar a recuperação com a execução da operação scavenger em três 
etapas, uma a mais do que o circuito original e duas a mais do que é praticado 
atualmente. 
22
• Fazer uma flotação da carga circulante antes de retorná-la para a alimentação 
nova do circuito. 
• Com o aumento do volume das células haverá também um aumento do tempo de 
flotação rougher+cleaner. Este aumento do tempo de flotação permitirá uma operação 
menos “estrangulada” destas etapas em relação ao que é atualmente praticado, com 
benefícios para a qualidade do concentrado e também para o rejeito, diminuindo a 
quantidade de minerais de ferro arrastados para a espuma. 
Para o circuito de flotação mecânica são os seguintes os teores adotados para o 
balanço de massas: 
Alimentação: 44,4 % de Fe; 
Concentrado: 64,8 % de Fe, 4 % de SiO2; 
Rejeito: 8,2 % de Fe. 
Com estes teores resultam as seguintes recuperações: 
Em massa: 63,73 %; 
Metálica: 93,30 % 
Figura 4.1 – Fluxograma da flotação mecânica do novo Concentrador 
AMINA
AMIDO
!"#$%&!!"#$%&!!"#$%&!!"#$%&! '(&)*&!'(&)*&!'(&)*&!'(&)*&!
+'),&*$&!-.+'),&*$&!-.+'),&*$&!-.+'),&*$&!-.
+'),&*$&!-/+'),&*$&!-/+'),&*$&!-/+'),&*$&!-/
+'),&*$&!-0+'),&*$&!-0+'),&*$&!-0+'),&*$&!-0
Flotação mecânica 
Underflow 
deslamagem 
Concentrado –
moagem secundária 
Rejeito - barragem 
AMINA
AMIDO
!"#$%&!!"#$%&!!"#$%&!!"#$%&! '(&)*&!'(&)*&!'(&)*&!'(&)*&!
+'),&*$&!-.+'),&*$&!-.+'),&*$&!-.+'),&*$&!-.
+'),&*$&!-/+'),&*$&!-/+'),&*$&!-/+'),&*$&!-/
+'),&*$&!-0+'),&*$&!-0+'),&*$&!-0+'),&*$&!-0
AMINA
AMIDO
!"#$%&!!"#$%&!!"#$%&!!"#$%&! '(&)*&!'(&)*&!'(&)*&!'(&)*&!
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+'),&*$&!-0+'),&*$&!-0+'),&*$&!-0+'),&*$&!-0
Flotação mecânica 
Underflow 
deslamagem 
Concentrado –
moagem secundária 
Rejeito - barragem 
23
3.4.5 – Moagem secundária 
O circuito selecionado consiste em dois moinhos operando em paralelo, com circuito 
inverso. É feita uma primeira classificação em circuito aberto e em uma segunda etapa o 
circuito é fechado no mesmo moinho. O material é remoído antes da alimentação das 
colunas. Desta forma, os seguintes fatores estão assegurados: 
• a passagem do quartzo pelo interior do moinho; 
• o circuito é mais simples, pois não haverá a necessidade de instalação de 
tubulações para criar circuitos alternativos e haverá menor interdependência entre os 
moinhos. A parada de um deles não afeta a operação do outro; 
• a granulometria na alimentação das colunas será mais fina; 
• o consumo de bolas deverá ser menor, uma vez que o teor de quartzo no interior 
dos moinhos será menor; 
• a eficiência de moagem deverá ser maior, pois não haverá moinho operando 
somente em circuito aberto. 
Taxa de alimentação = 869 t/h de concentrado. Utilizando dois moinhos = 434,5 t/h por 
moinho. Arredondando: 435 t/h. 
Tabela 3.9 – Características dos moinhos secundários 
5800 kWhPotência
74%% Velocidade Crítica
12,5 kWh/TMScEnergia requerida
18x40 ft (2x)Dimensões
200%Carga circulante
33%% Enchimento
Borracha (Barra/Placa Onda Dupla)Revestimento
Motor/Redutor (COMBIFLEX)Acionamento
PolysiusFabricante
5800 kWhPotência
74%% Velocidade Crítica
12,5 kWh/TMScEnergia requerida
18x40 ft (2x)Dimensões
200%Carga circulante
33%% Enchimento
Borracha (Barra/Placa Onda Dupla)Revestimento
Motor/Redutor (COMBIFLEX)Acionamento
PolysiusFabricante
24
3.4.6– Circuito de flotação em colunas 
Comopode ser observado, o circuito é mais simples devido à retirada das colunas e da 
etapa de classificação em hidrociclones. Outra modificação importante foi a alimentação 
das colunas rougher e cleaner por gravidade, eliminando duas etapas de bombeamento. 
A configuração final do circuito será então, a seguinte: 
• 02 colunas rougher de 4,2 m de diâmetro e 14,5 m de altura; 
• 02 colunas cleaner de 4,2 m de diâmetro e 10,0 m de altura; 
• 02 células mecânicas de 42,5 m3 de volume.. 
Para o circuito de colunas são os seguintes os teores adotados para o balanço de 
massas: 
Alimentação: 65,0 % de Fe; 
Concentrado: 67,2 % de Fe, 1,0 % de SiO2; 
Rejeito: 25 % de Fe. 
Com estes teores, resultam as seguintes recuperações: 
Em massa: 94,79 %; 
Metálica: 97,99 %.Para a recuperação global do circuito do concentrador resultam os 
seguintes valores: 
Em massa = 90,91 x 63,73 x 94,79 x10-4 = 54,91 % � 55%!
Metálica = 89,69 x 93,30 x 97,99 x 10-4 = 81,98% � 82%
Figura 4.2 – Circuito de colunas adotado no estudo de viabilidade 
C o n c e n tr a d o 
r e m o íd o
P a r a 
e s p e s s a d o r 
d e r e je it o s
P a r a t a n q u e s 
d o m in e r o d u t o
C o n c e n tr a d o 
r e m o íd o
P a r a 
e s p e s s a d o r 
d e r e je it o s
P a r a t a n q u e s 
d o m in e r o d u t o
25
Tabela 4.0 – Característica das colunas de flotação
Nesse circuito são adicionadas uma solução de amina, com concentração de 3,5 % 
(p/v), na alimentação das colunas rougher e uma solução de amido com concentração 
de 5,0 % (p/v) nas colunas scavenger, solução previamente gelatinizada com uma 
solução de hidróxido de sódio, com concentração de 1,0 % (p/v). O pH da polpa na 
alimentação das colunas varia entre 10,0 e 10,5. 
 
NÃOÁgua de lavagem
1,85 cm/sConsumo de ar
1,84 (6 Kgf pressão)Consumo de ar
1,2 m3/h/m 424 Kg/h/mLip loading
3.500mm (do topo)Altura do tubo de alimentação
356mmTubo alimentação
Vortex Flowmeter Rosemount 3”Medidor de vazão de ar
1,62 t/h/m2Carry capacity
4,5x13,0mDimensões
Ultra-som + bóiaMedição de nível de espuma
Injeção água/arDispositivo contra aterramento
Fischer RosemountVálvula de ar
Pinch Valve LAROX 8”/6”Válvula de descarga
Concêntricas (3 p/ coluna)Calhas de espuma
Slamjet (12 p/ coluna)Aerador
CaracterísticaItem
NÃOÁgua de lavagem
1,85 cm/sConsumo de ar
1,84 (6 Kgf pressão)Consumo de ar
1,2 m3/h/m 424 Kg/h/mLip loading
3.500mm (do topo)Altura do tubo de alimentação
356mmTubo alimentação
Vortex Flowmeter Rosemount 3”Medidor de vazão de ar
1,62 t/h/m2Carry capacity
4,5x13,0mDimensões
Ultra-som + bóiaMedição de nível de espuma
Injeção água/arDispositivo contra aterramento
Fischer RosemountVálvula de ar
Pinch Valve LAROX 8”/6”Válvula de descarga
Concêntricas (3 p/ coluna)Calhas de espuma
Slamjet (12 p/ coluna)Aerador
CaracterísticaItem
26
3.4.7– Espessamento 
Na alimentação do espessador é adicionada cal, um agente coagulante no pH da polpa, 
cuja função é contrária à da soda. Altas dosagens de cal levam ao aumento deste 
componente na água recuperada do espessador de lamas, exigindo altas dosagens de 
soda na alimentação da deslamagem, que levariam por sua vez a altas dosagens de cal 
para contrapô-la. Desta forma, o equilíbrio é mantido com os dois elementos em 
dosagens mínimas. Se 
Fosse adotado espessador tipo Deep Cone, a necessidade de altas dosagens de cal 
seria maior, e em consequência o risco de romper este equilíbrio dispersão/coagulação 
(também seria alto). Então foi tomada a decisão de se adotar um espessador Hi-Rate de 
35 m de diâmetro. 
Espessamento de lamas: 01 espessador de 35 m de diâmetro; 
Espessamento de concentrado: 01 espessador de 38 m de diâmetro; 
Espessamento de rejeitos: 01 espessador de 27 m de diâmetro. 
Tabela 4.1 Parâmetros operacionais dos espessadores
Espessador 
Parâmetro 
Lama Concentrado Rejeito 
Alimentação (t/h) 
138 869 573 
Vazão de água 
alimentação (m3/h) 
3453 1327 586 
% sólidos alimentação
3,84 39,57 49,44 
Densidade do sólido 
3,9 4,9 2,9 
Vazão de água 
underflow (m3/h) 
149 372 308 
% sólidos underflow 
48,08 69,97 65,04 
Vazão de agua 
overflow (m3/h) 
3304 955 265 
Essa etapa do processo tem como objetivo adequar o percentual de sólidos na polpa 
para o transporte por mineroduto e permitir, também, a reutilização de parte da água. 
27
CAPÍTULO 4 – Revisão bibliográfica 
Nesse capítulo é apresentada uma revisão da literatura relativa aos tópicos pertinentes 
ao presente estudo. Serão comentados alguns trabalhos já realizados sobre 
recuperação de amina descartada do processo de flotação catiônica reversa de minérios 
de ferro, assunto que representa a linha central desta pesquisa, e serão revisados 
alguns aspectos gerais sobre a flotação catiônica reversa. 
4.1 – Os bens minerais e atividade mineradora 
Os bens minerais têm uma importância significativa para a sociedade, a tal ponto que as 
fases de evolução da humanidade são divididas em função dos tipos de minerais 
utilizados: idades da pedra, do bronze, do ferro, etc. Nenhuma civilização pode 
prescindir do uso dos bens minerais, principalmente quando se pensa em qualidade de 
vida, uma vez que as necessidades básicas do ser humano - alimentação, moradia e 
vestuário - são atendidas essencialmente por estes recursos. 
Segundo Araújo (2007, p.11), “ a mineração é uma atividade que é (e continuará sendo) 
a principal provedora de materiais para a humanidade.”
A atividade mineraria contribui para o crescimento dos seguintes seguimentos: rodovia, 
ferrovia, hidroelétrica, termoelétrica, computador, televisão, fogão, geladeira, 
combustível, alimentos - corretivo de solo, fertilizante, defensivo agrícola, lápis, papel, 
borracha, giz, louças, talheres, panelas, martelo, serra, torno, automóvel, avião, barco, 
medicamento, perfumaria, água. 
A atividade mineral disponibiliza para a sociedade recursos minerais essenciais ao seu 
desenvolvimento. A mineração atende a todas as demandas sociais, fornecendo os 
meios necessários à sua satisfação, e o faz remunerando os principais setores da 
economia: o comércio, a indústria, a agricultura e o setor de serviços. Ademais, atende 
às diversas demandas sociais e culturais da humanidade: habitação, iluminação pública, 
transporte, educação, saúde, segurança pública, cultura, lazer etc. 
28
Outros impactos positivos oriundos da mineração podem, resumidamente, ser 
apontados da seguinte forma: 
. Desenvolvimento regional, por ser responsável pela interiorização de atividades 
econômicas, pois as jazidas encontram-se onde as condicionantes geológicas as 
criaram; 
. Geração de empregos e aperfeiçoamento da mão-de-obra local e regional, pelo 
efeito multiplicador que ela projeta nas atividades subsequentes. Para cada emprego 
direto da atividade extrativa, de 10 a 15 indiretos são criados nas atividades posteriores; 
. Fonte geradora de desenvolvimento de outros setores da economia, por ser 
fornecedora de insumos indispensáveis à viabilização deles. 
. Fonte geradora de tributos, gerando recursos para os municípios, estados e o 
país. 
4.2 – Minério de ferro 
O ferro é o quarto elemento mais abundante da crosta terrestre, depois do oxigênio, 
silício e alumínio. Sua concentração geoquímica na litosfera é de 4,2%. É muito raro 
encontrá-lo em sua forma nativa, ocorrendo somente em alguns basaltos e meteoritos. 
Cerca de 300 minerais têm o ferro como componente essencial, mas somente os óxidos 
e hidróxidos apresentam grandes concentrações (WALDE, 1986). Destacam-se como 
minerais-minério de ferro a hematita (Fe2O3), a magnetita (Fe3O4), a goethita (FeO.OH),a siderita (FeCO3) e a chamosita (3FeO.Al2O3.3H2O). 
Segundo ABREU (1973), os fatores que deram ao ferro a supremacia que este hoje 
desfruta foram: 
• a substituição do carvão de madeira pelo coque mineral permitindo expandir 
grandemente a sua fabricação; 
• a descoberta dos processos de transformação do ferro gusa em aço; 
• o conhecimento das propriedades magnéticas do ferro e a descoberta de 
Oersted sobre os fenômenos eletromagnéticos, princípios em que se 
fundamentam a construção de dínamos e motores elétricos; 
• a descoberta de Robert Hadfield sobre a melhoria das propriedades do aço com 
a adição substancial de manganês, fato que deu origem à era dos “aços 
especiais”. 
29
4.3 – Geologia do minério de ferro da Mina de Alegria 
A mineralogia do minério, os teores de ferro, a estrutura e a textura das rochas que 
contêm o mineral-minério, a paragênese e os diversos aspectos geológicos são fatores 
determinantes para o sucesso econômico dos empreendimentos de empresas 
mineradoras (PINHEIRO, 2000). 
Dentro do pacote de rochas itabiríticas da jazida de Alegria, vários tipos de minério de 
acordo com o mineral-minério predominante foram identificados e classificados por 
HASUI et al (1993) para as minas do Complexo Alegria. Foram utilizados critérios para 
diferenciação dos diversos tipos, baseados na identificação do mineral predominante, 
como já citado, e também nas características físicas dos minérios, tomando por base o 
tamanho da abertura de peneira de 9,52 mm. 
Dessa forma, os itabiritos passaram a ser identificados como itabiritos martíticos, 
especularíticos, goethíticos ou magnetíticos, conforme o mineral predominante. Os 
itabiritos portadores de pseudomorfos de anfibólio foram identificados como anfibolíticos. 
Quanto à compacidade, os itabiritos foram adjetivados como friáveis, intermediários ou 
compactos, conforme a porcentagem retida na abertura de peneira de 9,52mm, 
respectivamente: menor que 40%, entre 40 e 60% e maior que 60%. Esses critérios 
refletem, localizadamente, a natureza e intensidade dos processos geológicos geradores 
dos minérios e, portanto, essa classificação tem um caráter geológico estrutural. 
Posteriormente, com base em informações de análises químicas, físicas e 
mineralógicas, obtidas através de novos furos de sondagem, foi observado que, embora 
exista a predominância de um mineral sobre os outros, é comum a presença de um 
segundo e, às vezes, um terceiro mineral com percentuais elevados. Essa associação 
confere ao minério características químicas e comportamento nos processos bastante 
diferentes daqueles relativos aos minérios com franco predomínio de um mineral. 
ROCHA (2005) classifica os minérios de ferro das minas de Alegria 1/2/6, Alegria 3/4/5 e 
Alegria 9 em diversos tipos de minérios itabiríticos. Em Alegria 3/4/5 ocorrem no topo da 
formação ferrífera: 1) itabiritos anfibolíticos e dolomíticos alterados; 2) itabiritos silicosos 
friáveis do tipo “chapinha”, com composição mineralógica variando de especularítico-
martítica a martítico-especularítica e podendo apresentar quantidades consideráveis de 
goethita; 3) itabiritos especularíticos; 4) itabiritos martíticos-goethíticos; 5) itabiritos 
30
magnetíticos; 6) itabiríticos goethíticos; 7) itabiríticos especularíticos-goethíticos e 8) 
itabiríticos martítico-especularítico-goethíticos. 
A área de Alegria 1/2/6 pode ser dividida, em termos de predominância de tipos de 
minério, em duas sub-áreas. Em Alegria 2, ocorrem itabiritos especularíticos, 
especularítico-goethíticos e, em menor proporção, itabiritos martíticos-especularítico-
goethíticos, magnetíticos e martíticos-goethíticos. Nessa área, ocorre grande lente de 
hematita compacta, circundada por porções de hematita friável a pulverulenta (brechas), 
que aflora na topografia atual da mina e se estende, em profundidade, por mais de 
100m. 
Entre as áreas de Alegria 2 e Alegria 1/6, ocorre uma camada espessa de itabirito 
anfibolítico argiloso em contato direto (basal) com a lente de hematita descrita acima. Na 
área de Alegria 1/6, predominam os itabiritos martítico-especularítico-goethíticos, 
itabiritos martítico-goethíticos, itabiríticos anfibolíticos e itabiritos magnetíticos. 
A área de Alegria 9, de forma geral, apresenta os itabiritos que podem ser agrupados 
em três domínios geológicos-tipológicos distintos: o primeiro localizado a oeste, onde se 
encontram os itabiritos menos hidratados e, portanto, mais especularíticos (martíticos-
especularíticos e especularíticos-martíticos). O segundo, localizado na região mais 
central que é composto principalmente por itabiritos anfibolíticos, martíticos-goethíticos e 
martíticos, sendo então um domínio mais hidratado e onde a especularita está 
praticamente ausente. No terceiro domínio, localizado a leste, a especularita volta a 
estar presente em grandes proporções podendo chegar a ser o único mineral 
predominante. A localização da mina de alegria pode ser vista através da figura 4.3. 
 
Figura 4.3 – Localização do Complexo Alegria 
B R A Z I L
B E L O H O R I Z O N T E
O U R O P R E T O
R I O D E J A N E I R O
V I T Ó R I A
F e r t e c o
M B R
( P i c o )
M B R
L E G E N D A
E s t r a d a s d e f e r r o
R o d o v i a s
Q u a d r i l á te r o F e r r í fe r o
C o m p l e x o A l e g r i a
I T A B I R A
C o m p l e x o
A l e g r ia B R A Z I L
B E L O H O R I Z O N T E
O U R O P R E T O
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V I T Ó R I A
F e r t e c o
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( P i c o )
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L E G E N D A
E s t r a d a s d e f e r r o
R o d o v i a s
Q u a d r i l á te r o F e r r í fe r o
C o m p l e x o A l e g r i a
I T A B I R A
C o m p l e x o
A l e g r ia
31
TORÍBIO (2004) realizou estudos relativos à influência da mineralogia do minério de 
ferro das reservas da Samarco em seu processo de beneficiamento. Os resultados 
desse estudo podem ser verificados através da figura 4.4. 
Figura 4.4 – Influência da mineralogia nas diversas etapas de tratamento 
4.4 – Hematita, Martita, Magnetita, Goethita 
4.4.1 Hematita e Martita (Fe2O3) 
Dados Gerais: Frequentemente muito pura. O conteúdo de FeO, sem exceção, parece 
ser devido à magnetita misturada. Sistema hexagonal, classe escalenoédricahexagonal. 
Os cristais são de morfologias muito diferentes, podendo estar sob a forma de placas 
delgadas agrupadas em forma de rosetas; mais raramente podem ser nitidamente 
romboédricos; usualmente terrosa, também aparece em configurações botrioidais a 
reniformes com estrutura radiada, minério em forma de rim; pode ser também micácea e 
laminada, minério especular. Chama-se martita quando em pseudomorfos octaédricos 
sobre a magnetita. Sua dureza varia de 5,5 a 6,5 e a densidade de 4,9 a 5,3 e é igual, 
em cristais puros, a 5,26. Sua cor varia de castanhoavermelhada a preta e seu traço é 
vermelho acastanhado. Brilho metálico azul do aço, comumente variando de embaçado, 
E S P E C U L A R I T I C O M A R T I T I C O G O E T H I T I C O M A G N E T I T I C O
% H e m a t i t a P o r o s a 3 , 8 8 6 , 4 4 0 , 1 3 7 , 3
% H e m a t i t a E s p e c u l a r 9 3 , 7 4 , 1 1 4 , 2 1 2 , 3
% G o e t h i t a 2 , 5 7 , 4 4 2 , 2 2 3 , 9
% M a g n e t i t a 0 , 0 2 , 1 3 , 5 2 6 , 4
P r o d u t i v i d a d e
R e c u p e r a ç ã o
Q u a l i d a d e C o n c e n t r a d o
R e c u p e r a ç ã o
P r o d u t i v i d a d e B a s e a d a B S A
P r o d u t i v i d a d e B a s e a d a < 3 2 5 #
R a z ã o d e E s p e s s a m e n t o ( m 2 / t / d i a )
P r o d u t i v i d a d e
U m i d a d e F i l t e r C a k e
L E G E N D A :
= B o m = R u i m
E s p e s s a m e n t o d a L a m a
F i l t r ag e m ( " L e a f - T e s t " )
I N F L U Ê N C I A D A M I N E R A L O G I A N O B E N E F I C I A M E N T O
M I N E R A L O G I A
T i p o l o g i a
M o a g e m P r i m á r i a
D e s l a m a g e m
F l o t a ç ã o
M o a g e m S e c u n d á r i a
32
nos cristais, a opaco nas variedades terrosas. Sua composição básica tem 70% de Fe e 
30% de O, podendo também conter titânio. O seu nome deriva-se de uma palavra grega 
cujo significado é sangue, em alusão à cor do mineral pulverizado (DANA, 1976; 
RAMDOHR, 1980). 
Ocorrência: A hematita é um mineral amplamente distribuído em rochas de todas as 
idades e forma o minério de ferro mais abundante e importante. Pode ocorrer como 
produto de sublimação em conexão com as atividades vulcânicas. Ocorre nos depósitos 
metamórficos de contato e, como mineral acessório, nas rochas ígneas feldspáticas, tais 
como o granito. Substitui também em grande escala as rochas silícicas. Encontrada 
desde a forma de escamas microscópicas até a de massas enormes em relação com as 
rochas metamórficas regionais, onde pode ter se originado pela alteração da goethita, 
siderita ou magnetita. Tal como a goethita, pode ser formada em massas ou camadas 
irregulares como resultado da ação do tempo sobre as rochas contendo ferro. Os 
minérios oolíticos são de origem sedimentar e podem ocorrer em camadas de tamanho 
considerável. É encontrada nos arenitos vermelhos, como o material de cimentação, que 
liga entre si os grânulos de quartzo (DANA, 1976). 
Comportamento na microscopia de luz refletida: Muito brilhante e branca, pura quando 
não comparada a outros minerais. Em comparação com sulfetos amarelos, e 
especialmente com o ouro, a hematita aparece embaçada e muito mais azulacinzentada 
do que dá a impressão, quando em contrastes normais. Reflexões internas: vermelho 
intenso -no ar são visíveis ocasionalmente; no óleo e/ou com nicóis cruzados são 
abundantes (RAMDOHR, 1980). 
4.4.2 Magnetita (Fe3O4) 
Dados Gerais: Sistema isométrico, classe hexaoctaédrica. Frequentemente ocorre em 
cristais de hábito octaédrico, geminados ocasionalmente. Os dodecaedros são mais 
raros, bem como outras formas. Os dodecaedros podem ser estriados paralelamente à 
interseção com as fases do octaedro. Usualmente é maciça granular, com granulação 
grossa ou fina. Apresenta dureza igual a 6 e densidade igual a 5,18. É fortemente 
magnética, comportando-se como um ímã natural. Tem cor e traço pretos, brilho 
metálico, com perceptíveis tons variados de marrom ou cinza, azul do aço em partes 
intemperizadas. Em sua composição básica temos 72,4% de Fe e 27,6% de O. A sua 
composição normalmente corresponde àquela mostrada pela fórmula, contudo, algumas 
análises mostram alguns traços de magnésio e manganês bivalente. No que concerne à 
33
estrutura, parece que a fórmula da magnetita seria mais apropriadamente escrita como 
FeIII(FeII FeIII)O4 , uma vez que o maior FeII está situado nos pequenos espaços 
tetraédricos dos oxigênios densamente empacotados (“estrutura de espinélio invertida”). 
Nas formas de alta temperatura, FeII pode ser substituido por Mg, Mn, Zn, Ni, Ti; e FeIII 
por Al, Ti, V, Cr. O seu nome deriva-se, provavelmente, da localidade Magnesia, nos 
limites da Macedônia (DANA, 1976 ; RAMDOHR, 1980). 
Ocorrência: A magnetita é um mineral de ferro comum. Encontra-se distribuída, sob a 
forma de um mineral acessório, em muitas rochas magmáticas. Em certos tipos de 
rocha, através de segregação magmática, torna-se um dos principais constituintes e 
pode, assim, formar grandes corpos de minério. Esses corpos são, muitas vezes, 
altamente titaníferos. A magnetita está associada, mais comumente, com rochas 
metamórficas cristalinas; ocorre também, frequentemente, em rochas ricas de minerais 
ferro-magnesianos, a saber, dioritos, gabros e peridotitos. Ocorre também sob a forma 
de camadas ou lentes imensas incluídas em rochas metamórficas antigas. Encontra-se 
nas areias pretas das praias. Aparece em placas delgadas e sob a forma de 
crescimentos dendríticos entre as lâminas das micas. Associa-se intimamente, muitas 
vezes, com o coríndon, para formar o material conhecido como esmeril (DANA, 1976). 
Comportamento na microscopia de luz refletida: A reflectividade é moderada; a primeira 
impressão de cor é um cinza, com tonalidades variáveis de marrom claro (RAMDOHR, 
1980). 
4.4.3 Goethita (FeO.OH) 
Dados Gerais: A goethita é um mineral do sistema ortorrômbico, classe bipiramidal. 
Seus cristais apresentam habitus acicular e também agregados maciços, reniforme, 
estalactítico e agregados fibrosos radiais. O mineral, a que se dá o nome de minério do 
pântano, é geralmente de pouca consistência e de textura porosa. A sua dureza varia de 
5 a 5,5 e sua densidade é 4,37, podendo chegar a 3,3 para material impuro. Apresenta 
brilho adamantino a opaco, podendo ser sedoso em algumas variedades finamente 
escamosas ou fibrosas. Sua cor varia de castanho-amarelada a castanho-escuro; 
amarelo a vermelho-alaranjada em seções delgadas. O seu traço é castanho-
amarelado. Além da fórmula básica FeO.OH, pode conter quantidades variáveis de água 
adsorvida, bem como Al2O3 , CaO, BaO, SiO2 . Sua composição básica tem 62,9% de 
Fe, 27% de O e 10,1% de H2O. O manganês está muitas vezes presente em quantidade 
acima de 5%. As variedades maciças contêm, muitas vezes, água adsorvida ou água 
34
capilar. O seu nome é uma homenagem a Goethe, o poeta alemão (DANA, 1976; DERR 
et al, 1977; RAMDOHR, 1980). 
Ocorrência: A goethita comumente ocorre, sob condições de oxidação, como um 
produto de intemperismo de minerais portadores de ferro, tais como siderita, magnetita, 
pirita e outros. Forma-se, também, como um precipitado direto, inorgânico ou biogênico, 
existente na água, sendo amplamente disseminado como depósito em pântanos e 
fontes. A goethita forma o “gossan” ou “chapéu de ferro”, sobre os filões ou vieiros 
metalíferos. Encontram-se grandes quantidades de goethita como mantos lateríticos 
residuais, resultantes da intemperização de serpentinas. Os depósitos, conhecidos pelo 
nome de minério de ferro do pântano, são formados por solução, transporte pela ação 
das águas superficiais e nova precipitação de minerais de ferro pré-existentes. A 
solução é realizada por pequenas quantidades de ácido carbônico existentes na água. O 
ferro é transportado como um carbonato até a superfície e depois levado pelas águas 
correntes para os brejos e depressões com água estagnada. Aí, o carbonato transforma-
se em óxido pela evaporação da água e consequente perda do ácido carbônico e 
através dos agentes de ação redutora da matéria carbonosa. O óxido separa-se 
formando inicialmente uma espuma iridescente na superfície da água e depois vai para 
o fundo. Essa separação é também auxiliada pelas bactérias conhecidas como 
ferruginosas que absorvem o ferro da água e depois o depositam como hidróxido férrico. 
Nesse processo, sob condições favoráveis, as camadas de goethita impura podem ser 
formadas no fundo de brejos e pântanos. Tais depósitos são muito comuns, porém 
raramente são de suficiente pureza para serem explotados comercialmentes, dado os 
materiais estranhos associados. Os depósitos de goethita são também encontrados com 
calcários portadores de ferro. O conteúdo de ferro do calcário pode ser gradualmente 
dissolvido por águas circulantes e, sob condições favoráveis, vir a substituir por 
metassomatismo o carbonato de cálcio da rocha, como goethita. Localizadas na argila, 
acima da formação calcárea, podem ser encontradas massas residuais de hidróxido 
férrico, resultado do intemperismo gradual e da solução do calcário. Esses depósitos 
são frequentemente de dimensões consideráveis e, dadaa sua maior pureza, mais 
explotados que os depósitos de pântanos (DANA, 1976). 
Comportamento na microscopia de luz refletida: A cor e os valores da refletividade 
variam bastante, dependendo do polimento, porosidade, tamanho de grão, etc. Massas 
finamente granuladas têm, pela frequência de reflexões internas translúcidas, 
refletividade baixa. A birreflectância é pequena, mas sempre visível em grãos grossos. 
35
De modo geral, apresenta-se cinza com anisotropismo moderado (DERR et al, 1977; 
RAMDOHR, 1980). 
4.5 – Tratamento de minério
O processamento mineral pode ser conceituado como o conjunto de operações básicas 
que são realizadas em uma matéria prima mineral (minério bruto) com o objetivo de 
obter-se sua adequação, ou seja, produtos comercializáveis. A terminologia técnica 
inclui diversos termos que podem ser empregados para conceituar esse conjunto de 
operações, tais como: tratamento mineral, beneficiamento mineral, mineralogia e 
preparação de minérios, sendo esses dois últimos menos utilizados no Brasil (de 
ARAUJO, 2004). 
Segundo (Cerveira, 1948 apud Araújo, 2007, p. 12) 
A preparação de minérios (...) tem sido posta em face de exigências 
várias: a de procurar solução para o tratamento de tonelagens diárias 
cada vez mais elevadas; a de concentrar, economicamente, minérios 
progressivamente mais pobres e que não comportam grandes 
despesas de preparação; a de aproveitar e separar minérios mais 
complexos(alguns tidos em épocas anteriores como intratáveis); a de 
descobrir processos de enriquecimento capazes de, com reduzidas 
despesas, permitirem recuperações sucessivamente mais altas e 
fornecerem concentrados cada vez mais puros. 
Os minérios de ferro ricos, que atendem naturalmente às especificações químicas do 
mercado consumidor, são tipicamente processados em circuitos de fragmentação, 
classificação por tamanho (processo a úmido) e desaguamento. As operações de 
classificação a úmido e desaguamento favorecem a remoção das lamas argilosas, onde 
se concentram as impurezas indesejáveis, principalmente fósforo e alumina. (COELHO, 
1984; SILVA e VALADARES, 1988). 
Os minérios de baixos teores podem ser concentrados por métodos gravíticos quando a 
liberação dos minerais de ganga ocorre em faixas granulométricas mais grosseiras, 
características de produtos de circuitos de britagem e classificação. Os equipamentos 
mais utilizados, nesse caso, são os jigues, mesas, espirais e os cones Reichert. 
Exemplos de empresas de mineração no Brasil que utilizam métodos gravíticos no 
tratamento de minérios de ferro são: CVRD (jigues na Mina do Morro Agudo e espirais 
na Mina de Fábrica) e MBR (espirais na Usina de Vargem Grande). 
36
Minérios itabiríticos, que requerem moagem fina para a liberação dos minerais de 
ganga, são concentrados, na maioria dos casos, por separação magnética de alta 
intensidade a úmido e flotação catiônica reversa, como é o caso da Samarco. 
Exemplos clássicos de aplicação de separação magnética de alta intensidade são as 
usinas de Cauê e Conceição (CVRD) (SANTIAGO et al, 1993). 
Segundo VIANA (2004), apesar da combinação de diferentes métodos ser cada vez 
mais empregada, a flotação vem ampliando aceleradamente sua participação como 
método de concentração, devido, principalmente, à sua comprovada seletividade para 
minérios de ferro, à ampla faixa de tamanho e teores de ROM em que ela se aplica e às 
altas taxas de alimentação permitidas. Flotação não apresenta restrições sérias ao fluxo 
do minério. 
Para que ocorra flotação é necessário moer o minério até que se atinja a granulometria 
de liberação ,sendo assim, segundo Beraldo (1987) , os equipamentos de cominuição 
são muito pouco eficientes para elevadas relaçoes de redução; por esta razão, para 
cada estágio de cominuição a relação de redução é limitada. Assim, para se obter a 
redução total de granulometria do minério é usual fazer-se a cominuição em estágios. A 
Fig. 4.4 mostra um circuito normal de cominuição de minério; as primeiras etapas da 
redução são feitas em britadores e as finais, em moinhos. Nota-se, nesse esquema, a 
remoagem de produtos do circuito de concentração. 
37
Figura 4.5– Fluxograma típico de um circuito de cominuição de minério 
Uma vez que a fragmentação é estagiada, surgem os circuitos de cominuição, conjuntos 
de máquinas que efetuam a redução de tamanho até o nível final necessário. As 
máquinas de fragmentação podem operar em circuito aberto ou em circuito fechado com 
equipamento de controle de tamanho. Tem-se em regra geral operar o último estágio de 
cada etapa de cominuição em circuito fechado com peneiras e na moagem com 
classificadores, destacando-se os hidrociclones. 
O circuito clássico conforme figura 4.5 descrito por Beraldo (1987) cumpre bem seus 
objetivos. Apresenta entretanto , dificuldades operacionais associadas aos moinhos de 
barras. Esses moinhos geram menos finos que os moinhos de bolas,características 
importante para moagem em circuito aberto, porém são passíveis de paradas frequentes 
e prolongadas. 
O conjunto de operações realizadas no processamento de uma matéria prima mineral 
inclui, dentre outras: a fragmentação (redução do tamanho de blocos e/ou partículas), 
38
separação por tamanho (colocação dos materiais dentro de uma faixa adequada de 
tamanho), concentração (separação de espécies minerais de valor econômico das 
demais), separação sólido/líquido (adequação da porcentagem de sólidos e/ou 
recuperação de água, em polpas minerais) e diversas outras operações auxiliares 
(manuseio, transporte, amostragem, estocagem). Deve-se ressaltar que, em quase a 
totalidade dos casos de aplicação industrial do processamento mineral, as diversas 
operações apresentam-se arranjadas sequencialmente, de forma a maximizar a 
recuperação dos minerais úteis contidos no minério e adequar os produtos obtidos aos 
seus usuários (de ARAUJO, 2004). 
4.5.1– Requisitos fundamentais do tratamento de minérios 
É de extrema relevância para as operações de tratamento de minérios os aspectos que 
envolvem a concentração (seperação) de minerais, que constitui-se em um conjunto de 
três requisitos fundamentais segundo (GAUDIN, 1939; SILVA 1973, apud 
ARAUJO(2007): 
. Liberação das fases constituintes do minério. 
. Existência de propriedade diferenciadora dos minerais. 
. Separabilidade dinâmica. 
A liberação das fases constituintes dos minérios é essencial para que operações de 
concentração sejam aplicadas e precisa se alcançada, na grande maioria das vezes, 
através do emprego de operações de fragmentação. Após a obtenção de partículas 
monominerálicas é necessário explorar uma (ou mais) propriedade diferenciadora para 
efetivamente concentrar certos minerais (obtendo-se um concentrado). Para que isso 
possa ocorrer, a separação desses minerais deve ser efetiva quando o minério, 
contendo os minerais liberados, é submetido ao campo de separação 
(ARAUJO 2007, P. 16) . 
Segundo Araújo (2007), as respostas dos diferentes minerais, enquanto submetidos ao 
campo de forças de separação, devem permitir que trajetórias diferentes sejam 
percorridas por minerais diferentes, durante o tempo em que o campo de forças de 
separa atua, ou seja, de ser promovida a separabilidade dinâmica. 
 
Os fatores determinantes para a adoção dos fluxogramas de processamento dos 
minérios de ferro podem ser divididos, de uma maneira genérica, em fatores intrínsecos 
39
e extrínsecos ao minério a ser processado. Como fatores intrínsecos ao minério, podem 
ser consideradas as características físico-químicas do ROM (run of mine): a distribuição 
granulométrica, a granulometria de liberação das partículas minerais, os teores químicos 
e