SEPARADOR MAGNETICO

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EDMILSON ALVARENGA LAGE 
 
 
 
 
 
SEPARADORES MAGNÉTICOS: 
 EXPERIÊNCIA EM MINÉRIO DE FERRO NA HERCULANO 
MINERAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ouro Preto 
2010 
 
 
 
 ii
EDMILSON ALVARENGA LAGE 
 
 
 
 
 
 
 
 
SEPARADORES MAGNÉTICOS: 
 EXPERIÊNCIA EM MINÉRIO DE FERRO NA HERCULANO 
MINERAÇÃO 
 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à UFOP – 
Universidade Federal de Ouro Preto, como requisito final 
para a obtenção do título de Pós-Graduação em 
Engenharia Mineral. 
 
Professor Orientador: José Aurélio Medeiros da Luz 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ouro Preto 
2010 
 
 
 iii
AGRADECIMENTOS: 
 
 
Agradeço primeiramente a DEUS, por me conceder esta conquista, a minha 
esposa Poliana que sempre me apoiou e me incentivou. 
A minha mãe e irmãos, aos meus professores e coordenadores. 
Ao meu orientador, José Aurélio Medeiros da Luz, aos meus amigos e 
colegas e a todos que compartilharam esta caminhada comigo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 iv
SUMÁRIO: 
 
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 01 
 
2 RELEVÂNCIA E OBJETIVOS ............................................................................... 03 
 
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 03 
3.1 - Definição de Separação Magnética .................................................................. 03 
3.1.1 - Magnetismo .................................................................................................... 04 
3.1.2 - Ferromagnetismo ........................................................................................... 04 
3.1.3 - Paramagnetismo ............................................................................................ 05 
3.1.4 - Diamagnetismo .............................................................................................. 05 
3.2 - Conceito de Separação Magnética ................................................................... 05 
3.2.1 - Susceptibilidade Magnética ............................................................................ 06 
3.2.2 - Partículas Submetidas ao Campo Magnético ................................................ 06 
3.2.3 - Classificação Magnética ................................................................................. 06 
3.3 - Variáveis do Beneficiamento Magnético ........................................................... 06 
3.3.1 - Intensidade do Campo Magnético .................................................................. 06 
3.3.2 - Alimentação ................................................................................................... 08 
3.3.3 - Avanços na Separação Magnética ................................................................. 09 
3.4 - Separadores Magnéticos Utilizados na Pesquisa ............................................. 09 
3.4.1 - Separador Magnético de Tambor WDRE ....................................................... 09 
3.4.1.1 - Princípio do Funcionamento ........................................................................ 11 
3.4.2 - Separador Magnético Tipo Jones .................................................................. 12 
3.5 - Processo ........................................................................................................... 09 
 
4 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 17 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 18 
 
 
 
 
 
 
 v
LISTA DE FIGURAS: 
 
Figura 1.1 Mapa de Localização da Herculano Mineração ________________ 01 
Figura 1.2 Ângulo Geral de Localização da Mina de Herculano Mineração 
________________________________________________________________ 01 
Figura 3.1 Número de Linhas Magnéticas em cm²______________________ 04 
Figura 3.1.1 Intensidade do Campo Magnético___________________________04 
Figura 3.2 Demonstração de Partículas submetidas à ação do campo 
magnético________________________________________________________07 
Figura 3.4 Separador Magnético de Tambor WDRE_____________________ 10 
Figura 3.4.1 Modo de Funcionamento Tanque Concorrente WDRE_________ 11 
Figura 3.4.2 Separador Magnético Tipo Jones_________________________ 12 
Figura 3.5 Planta de Classificação Herculano Mineração_________________ 13 
Figura 3.5.1 Planta de Concentração Herculano Mineração______________ 13 
Figura 3.5.2 Barragem B2 Herculano Mineração_______________________ 14 
Figura 3.5.3 Fluxograma do Processo de Beneficiamento________________ 15 
Figura 3.5.4 Espigotamento do Rejeito_______________________________ 16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 vi
 
 
LISTA DE TABELAS: 
 
Tabela 1.1 Quadro Geral de Produção da Usina de Britagem e Peneiramento__02 
Tabela 1.2 Quadro Geral de Produção da Usina de Concentração (T) ________02 
Tabela 3.1 Imãs__________________________________________________ 07 
Tabela 3.1 Imãs__________________________________________________ 07 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 vii
 
 
 
SEPARADORES MAGNÉTICOS: 
 EXPERIÊNCIA EM MINÉRIO DE FERRO NA HERCULANO MINERAÇÃO 
Edmilson Alvarenga Lage1 
 
RESUMO 
O minério de ferro, predominante da jazida Herculano Mineração (localizada no 
município de Itabirito, MG) são Itabiríticos com grande percentual de hematitas e 
magnetitas. Em histórico da mina, 40 % do material extraído da jazida eram tratados 
como estéril e tinham um teor médio de ferro de 40 a 58 % e sílica em torno de 30 
%, gerando volumes extremamente alto de rejeito para cujo armazenamento, as 
estruturas existentes para contenção dos mesmos, não eram suficientes e 
causavam grandes impactos ambientais, como carreamento de sólidos, ravinamento 
nas bermas, exigindo - se um grande monitoramento quanto ao fator de segurança 
da barragem, que se encontrava no limite dos parâmetros cota e volume, sendo 
necessário assim licenciamento de novas áreas e implantação de nova estrutura 
para deposição do rejeito gerado. Diante das dificuldades encontradas e estudos 
feitos em laboratórios e testes piloto, optou–se pela implantação dos separadores 
magnéticos de alta intensidade e alto gradiente de campo, tipo carrossel. Verificando 
sua viabilidade técnica, dentre os ganhos pode-se mencionar recuperação de 70 % 
do material anteriormente tratado como rejeito, aumento de produtividade e redução 
de custos na produção. O objetivo deste trabalho é comprovar os ganhos e 
quantificar os parâmetros de processo decorrentes da implantação dos separadores 
magnéticos de tambor e do tipo Jones, do ponto de vista social, econômico e 
ambiental. 
 
Palavras-chaves: minério de ferro, separadores magnéticos, alta intensidade. 
 
 
 
 
1 Gerente de Meio Ambiente e Barragens, HERCULANO MINERAÇÃO 
 viii
 
 
 
 
MAGNETIC SEPARATORS: 
 EXPERIENCE IN IRON ORE MINING IN HERCULANO 
Edmilson Alvarenga Lage1 
ABSTRACT 
 
Iron ore, predominantly from Herculaneum Mire (located at the town of Itabirito, MG) 
are itabiritic displaying a high percentage of hematite and magnetite. In the historic 
mine, 40% of material extracted from the deposit was treated as waste and had an 
average iron content from 40 to 58% silica and about 30%, generating extremely high 
tailings volumes which the existing structuresfor containment themselves, were 
insufficient and caused major environmental impacts such as carrying of solid ravine 
on the edge, demanding - a big factor as to the monitoring of the dam, which was the 
limit of the quota and volume parameters, and so necessary licensing new areas and 
implementation of a new structure for disposal of waste produced. Given the 
difficulties encountered and studies in laboratory and pilot tests, we chose to roll-out 
of magnetic separators, high intensity, high-gradient field, carousel, checking their 
feasibility among the gains may be mentioned recovery of 70% of material previously 
treated as waste, increase productivity and reduce costs in production. The objective 
of this study is to verify and quantify the gains process parameters from the 
implantation of magnetic drum separators and the type Jones, from the standpoint of 
social, economic and environmental. 
 
Keywords: iron ore, magnetic separators, high intensity. 
 
 
 
 
 
1 - INTRODUÇÃO: 
 
A lavra na área do Retiro do Sapecado, conduzida pela HERCULANO 
MINERAÇÃO LTDA, é desenvolvida a céu aberto, em bancadas sucessivas e 
descendentes, com taludes sub-verticais quando em trabalho, e chanfrados para 45º 
(1,0 V: 1,0 H) quando em posição final (encosto). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.1 Mapa de Localização da Mina de Herculano Mineração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.2 Ângulo Geral de Localização da Mina de Herculano Mineração. 
 2
O desmonte e a carga do minério são feitos por escavadeira de porte médio, 
do porte de uma Volvo 360, e o transporte por caminhões basculantes, do porte do 
Volvo e Scania 8x4. 
Os diversos tipos de minérios, que variam conforme os seus teores médios 
em ferro e impurezas (sílica, alumina e fósforo) e características físicas, 
principalmente a granulometria, alimentam uma instalação de tratamento mecânico. 
O presente trabalho visa à implantação dos separadores magnéticos de 
tambor e de Jones garantindo um aumento de produtividade e redução de custos na 
produção. 
Como o minério itabirítico é recoberto por camada superficial de canga 
ferrífera, inicialmente ocorre o desmonte em separado deste tipo de material, para 
que o mesmo seja blendado a outros minérios, devido ao seu alto teor em fósforo, 
antes de ser alimentado na instalação de tratamento. Esta blendagem será feita no 
próprio pátio de estocagem, na operação de alimentação da usina, através de pá 
mecânica. 
 
O estéril é constituído pela fina camada de solo capeante da jazida ou 
pequenas passagens de filito ou quartzito, encaixantes das formações ferríferas ou 
manganesíferas, que tem de ser removidas para a liberação da porção recuperável 
do minério. 
O estéril é removido pela própria escavadeira encarregada da lavra, com 
transporte por caminhões basculantes até a pilha do gênero. Trata-se de uma 
mineração de médio porte, que opera um circuito de britagem e classificação e outro 
circuito de concentração através de espirais. A capacidade de alimentação da usina 
de classificação é da ordem de 800 t/h e em sua planta de concentração é de 416 
t/h. 
Na Tabela 1.1 o Balanço de massa médio do processo, pode ser observado 
em dia com 19 horas de trabalho útil e mês com 20 dias úteis: 
 3
Tabela 1.1 Quadro Geral de Produção da Usina de Britagem e Peneiramento 
A partição do produto da Usina de Concentração pode ser vista na tabela 
seguinte: 
Tabela 1.2 Quadro Geral de Produção da Usina de Concentração (T) 
 
 
2 – RELEVÂNCIA E OBJETIVOS: 
 
O objetivo deste trabalho é comprovar os ganhos e quantificar os parâmetros 
de processo decorrentes da implantação dos separadores magnéticos de tambor e 
do tipo Jones, do ponto de vista social, econômico e ambiental. 
Dessa forma, será implantando toda a pesquisa na Mina de Herculano 
Mineração. 
 
3 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA: 
3.1 Definição de Separação Magnética: 
É comum fazer-se, na indústria de separadores magnéticos, uma distinção 
entre “separação magnética” e “concentração magnética”. Emprega-se o primeiro 
termo mais para aquelas aplicações em que se deseja retirar um rejeito magnético e 
em que o fluxo não magnético é o produto de interesse. Já o termo “concentração 
magnética” tende a ser mais empregado para aquelas aplicações em que o produto 
útil é constituído pelo fluxo contendo os minerais atraídos pela ação do campo 
magnético aplicado. Essa distinção não é necessária, sob o ponto de vista dos 
princípios do método. 
A maioria dos métodos magnéticos no Brasil se concentra nas áreas de 
minérios de ferro e de fosfato. Dessa forma, será abordado com mais enfoque, os 
termos e os tipos de separadores magnéticos utilizados no projeto em tela. 
 
 4
3.1.1 – Magnetismo: 
É o ramo da Física que estuda os materiais magnéticos, ou seja, que estuda 
materiais capazes de atrair ou repelir outros. O campo magnético é uma região do 
espaço onde se manifesta o magnetismo, através das chamadas ações magnéticas. 
A intensidade Magnética em um campo magnético com intensidade em Tesla, é o 
fluxo total que atravessa uma superfície de um metro quadrado perpendicular ao 
campo. 
 
Figura 3.1 Nº. de Linhas Magnéticas em cm2 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.1.1 Intensidade de Campo Magnético 
Os ímãs permanentes tipicamente utilizados na concentração de fases 
ferromagnéticas aos paramagnéticos podem ser vistos na tabela seguinte: 
 
Tabela 3.1 – Imãs permanentes típicos e sua intensidade de campo magnético 
 Ferrite até 0,15 tesla 
 AlNiCo até 0,15 tesla 
 Estrôncio até 0,20 tesla 
RE (Terras Raras) até 2,10 teslas 
 
3.1.2: Ferromagnetismo: 
Nos materiais ferromagnéticos os dipolos elementares são permanentes e, 
aparentemente, se alinham na direção de um campo magnético aplicado, resultando 
elevados níveis de magnetização. 
Os dipolos formam regiões distintas chamadas domínios. Em cada domínio, 
os dipolos têm o mesmo alinhamento. Entretanto, os alinhamentos dos domínios 
podem estar distribuídos aleatoriamente, resultando magnetização nula. 
1 cm2 
 5
 
3.1.3 - Paramagnetismo: 
Nos materiais paramagnéticos os dipolos elementares são permanentes e, 
na presença de um campo magnético, tendem a se alinhar com o mesmo, mas o 
alinhamento perfeito é impedido pelo movimento térmico. 
A magnetização do material varia linearmente com o campo magnético 
aplicado e a temperatura. 
 
3.1.4 – Diamagnetismo: 
Nos materiais diamagnéticos os dipolos elementares não são permanentes. 
Se um campo magnético é aplicado, os elétrons formam dipolos opostos ao campo 
atuante. Assim, o material sofre uma repulsão. Mas é um efeito muito fraco. Por 
sofrerem repulsão, a suscetibilidade magnética desses materiais é negativa, com 
valores de seu módulo muito baixos. 
A rigor o diamagnetismo é inerente a toda a matéria, como decorrência da lei 
de Lenz. Como esse efeito é muito fraco, ele fica totalmente mascarado nos 
materiais para e ferromagnéticos. 
 
3.2 – Conceito de Separação Magnética: 
A Separação Magnética é um método consagrado na área de 
processamento de minérios para a concentração e/ou purificação de muitas 
substâncias minerais, utilizando como propriedade diferenciadora o comportamento 
das partículas minerais sob a ação de um campo magnético; podendo ser 
empregada dependendo das diferentes respostas ao campo magnético associadas 
às espécies mineralógicas individualmente, no beneficiamento de minério e na 
remoção de sucata. 
A propriedade de um material que determina sua resposta a um campo 
magnético é chamada de susceptibilidade magnética. Com base nessa propriedade 
os materiais ou minerais são classificados em duas categorias: aqueles que são 
atraídos pelo campo magnético e os que são repelidospor ele. No primeiro caso 
tem-se os minerais ferromagnéticos, os quais são atraídos fortemente pelo campo, e 
os paramagnéticos, que são atraídos fracamente. Aqueles que são repelidos pelo 
campo denominam-se de diamagnéticos. 
 6
A separação magnética pode ser feita tanto a seco como a úmido. O 
método a seco é usado, em geral, para granulometria grossa e o a úmido para 
aquelas mais finas. Recentemente tem-se verificado grandes avanços em ambos os 
métodos, sem contar com a utilização da tecnologia dos supercondutores, que abriu 
um novo horizonte na área de processamento de minérios. São conhecidos 
separadores magnéticos que operam industrialmente com um campo que varia de 5 
a 6 T , sendo 1 T (Tesla) igual 104 G (Gauss) e, que, representa 1 NA-1m-1(1,2,3). 
 
3.2.1 - Susceptibilidade Magnética: 
A propriedade de um material que determina a sua resposta a um campo 
magnético é chamada de susceptibilidade magnética. 
São divididos nas seguintes categorias: 
� Minerais ferromagnéticos: São minerais atraídos fortemente por campo 
magnético. Ex. magnetita 
� Minerais paramagnéticos: São minerais atraídos fracamente por campo 
magnético. Ex. hematita, cromita, etc. 
� Minerais diamagnéticos: São minerais repelidos por campo magnético. Ex. 
quartzo, cerussita, calcita, etc. 
Um imã funciona como se o campo de sua atuação formasse dois pólos. Os 
pólos são iguais em força e opostos em sinal. A atração ou repulsão se expressa 
quantitativamente, como: 
 
 F = 1 X m1 X m2 
 y d2 
Onde: 
F = Força em nêutrons. 
m1 e m2 = massas das partículas 
d = distância dos pólos em metros 
y = constante, dependendo do meio. Esta constante “Permeabilidade Magnética” 
varia de 200 a 2000, e são comuns em substâncias ferro-magnéticas ou ligas. Em 
ligas de ferro, silício e alumínio ela chega a 162.000 e em outras ligas pode chegar a 
60.000. 
 
 
 7
 
 
3.2.2 - Partículas submetidas à ação de campo magnético: 
No momento em que uma partícula magnetizável é colocada sob a ação de 
um campo magnético não homogêneo, ela sofre a ação da força magnética dada 
por: 
 → → 
Fm = k VB B 
 
Sendo k a suscetibilidade magnética volumétrica da partícula, 
a permeabilidade magnética mo vácuo, V o volume da partícula, B o campo 
magnético externo e o gradiente do campo magnético. 
Em um separador magnético, ocorre sobre a partícula a atuação de várias 
forças, que podem somar ou competir entre si. Essas são, entre outras, a força da 
gravidade, inércia, arraste hidrodinâmico e ainda forças superficiais entre as 
partículas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.2 Demonstração de partículas submetidas á ação de campo magnético 
 
3.2.3 - Classificação Magnética: 
É uma etapa de alta importância para o beneficiamento, pois através desta 
prática pode-se observar a reação do material ao sofrer a ação de campos 
magnéticos distintos, progressivamente. 
As informações fornecidas por uma classificação magnética possibilitam a 
escolha do equipamento a ser utilizado tendo-se assim o melhor rendimento 
possível. 
 8
É usado o seguinte processo: discos magnéticos rotativos realizam uma 
separação magnética, porém com várias intensidades de campos magnéticos em 
seqüência. 
Processo: Discos magnéticos rotativos realizam uma separação magnética, 
porém com várias intensidades de campos magnéticos em seqüência. 
 
3.3 - Variáveis do Beneficiamento Magnético: 
 
3.3.1 - Intensidade de Campo Magnético: 
A natureza do campo magnético tem marcada influência na separação dos 
diferentes tipos de minerais. O controle da intensidade de campo permite a 
separação seletiva das partículas com diferentes valores na suscetibilidade 
magnética. 
Baixa intensidade de campo separam minerais com elevada suscetibilidade, 
e com alta intensidade separam-se aqueles com valores mais baixos. O controle da 
intensidade de campo pode ser feito com o emprego de eletroímãs, variando a 
corrente elétrica. 
Para alguns separadores pode-se variar o campo mediante ajuste prévio da 
distância entre os dois pólos. 
 
3.3.2 – Alimentação: 
O controle da velocidade de passagem das partículas minerais, através do 
campo magnético, constitui uma das variáveis operacionais. No caso da separação 
a seco, é conveniente que o leito das partículas que atravessa o campo não seja 
espesso: 
� Somente as partículas situadas na superfície do leito serão atraídas pelo 
campo; 
� Partículas magnéticas situadas na camada inferior do leito poderão arrastar 
aquelas não magnéticas (por apreensão mecânica ou engaiolamento). 
Nos separadores a úmido não há grande velocidade das partículas na 
direção da maior intensidade de campo, devido à resistência oferecida pela água. 
Além de controle da alimentação, em alguns casos, é usado o recurso da reversão 
na polaridade para minimizar o efeito de adesão. 
 
 9
3.3.3 – Avanços na Separação Magnética: 
O uso da tecnologia de supercondutores combinada ao princípio da 
separação magnética em tambor resultou em um dos maiores avanços no 
processamento de materiais paramagnéticos; 
Dessa forma, a combinação resultou na obtenção de um campo magnético 
com intensidade elevada. Tal tipo de separação, adequado ao tratamento de 
minerais com baixas suscetibilidades magnéticas mesmo a granulometria finas, 
apresenta, entre outras, as seguintes vantagens: 
� O emprego de campo magnético acima de 4,0 T; 
� 
� Elevada taxa de produção tanto para material fino quanto grosso; 
� Não há aprisionamento do material grosso ou fortemente magnético dentro da 
área de maior densidade de fluxo magnético; 
� Possui a vantagem de se operar tanto a seco quanto a úmido, para um 
mesmo sistema. 
Embora os separadores com supercondutores apresentem razões que 
justificam sua utilização, ainda são encontradas dificuldades na sua aplicação em 
alta escala. 
A economia real de energia não é tão elevada, pois as operações de 
resfriamento das bobinas apresentam um alto consumo de energia. A alta nos 
custos de energia elétrica tornou um dos obstáculos na utilização do processo de 
separação magnética. 
 
3.4 – Separadores Magnéticos utilizados na pesquisa: 
3.4.1 – Separador Magnético de Tambor WDRE: 
 
É um concentrador magnético de tambor, via úmida com média intensidade 
de campo magnético, pólos salientes e com tanque tipo concorrente, ou seja, a 
polpa (minério+ água) é alimentada a uma caixa posicionada em uma das laterais do 
tambor, e flui no sentido da rotação do mesmo. O circuito magnético é formado pelo 
conjunto de imãs permanentes instalado no interior do tambor e pode ser 
posicionado manualmente através de um volante instalado em uma das laterais do 
concentrador magnético, sobre o segmento de eixo fixo. 
As principais variáveis são: 
 10
� Concentração mássica de sólidos na alimentação, 
� Distância entre o tambor e o fundo da bacia (mm), 
� Velocidade angular do tambor (RPM), 
� Taxa Horária da alimentação (kg/h). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.4 – Separador Magnético de Tambor WDRE. 
 
3.4.1.1 – Princípio de Funcionamento: 
Esse equipamento é aplicado na concentração de minério de ferro em via 
úmida e pode operar em conjunto com o Concentrador “WHC” de alta intensidade ou 
isolado. 
Opera isolado quando é aplicado na concentração de minerais de mais alta 
susceptibilidade magnética (mais fáceis de serem atraídos pelo campo magnético) 
como martita e magnetita. 
Quando opera em conjunto com o Concentrador “WHC”, o Separador 
“WDRE” faz a concentração dos minerais mais fortemente magnéticose na 
seqüência, o Concentrador “WHC” processa o rejeito do “WDRE”, em operação 
scavenger, fazendo a concentração da hematita. 
� O minério flui no sentido da rotação do tambor; 
� Os minerais ferrosos são atraídos pelo tambor, até a extremidade oposta; 
� Os minerais não magnéticos, que não sofrem influência do campo magnético 
são conduzidos pelo fluxo de polpa; 
� O nível operacional é feito pelo ajuste da válvula mangote na descarga do 
não magnético. 
 11
� Recomenda-se que a polpa de minério alimentada ao equipamento tenha 
uma concentração de sólidos, em massa, da ordem de 40 %; 
� Quando forem processados minérios em polpas muito diluídas, por exemplo, 
com 20% a 25% de sólidos, haverá uma redução significativa na capacidade 
de processamento; 
� Quando forem utilizadas porcentagens de sólidos muito elevadas, acima de 
45%, haverá arraste de rejeitos (sílica, alumina etc.) para o concentrado, com 
a conseqüente queda da qualidade do produto; 
� O Separador “WDRE” é fornecido com um sistema de lavagem, composto 
basicamente por uma tubulação e um conjunto de bicos de aspersão, para 
injeção de água sob pressão na face do tambor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.5 – Modo de Funcionamento Tanque Concorrente WDRE. 
 
3.4.2 - Separador Magnético Tipo Jones: 
 
É um concentrador eletromagnético de carrossel, via úmido de alta 
intensidade de campo magnético, que utiliza da propriedade magnética para fazer a 
separação dos minerais magnéticos dos não magnéticos. As partículas magnéticas 
são atraídas pelo magnetismo e ficam aderidas às placas de imantação 
(concentrado), as não magnéticas são descartadas por arraste hidráulico e pela 
gravidade (rejeito) e as partículas mistas são descartadas por ação entre forças 
competitivas (médio). 
 
 
 
 12
3.4.2.1 – Princípio de Funcionamento: 
O separador magnético Jones caracteriza-se por um campo magnético de 
alta intensidade criado por eletroímã. O aparelho tem dois níveis que trabalham de 
forma simultânea. Há em cada nível uma estrutura circular com movimento 
As principais variáveis são: 
� % de sólidos na alimentação, 
� Abertura dos raios ao Gap, 
� Pressão de água de lavagem do médio (kgf/cm2), 
� Taxa Honorária da alimentação (kg/h). 
� Velocidade terminal da polpa de alimentação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.6 – Separador Magnético tipo Jones. 
 
 
Recentemente, Luz (2010) e de modo específico para os separadores a úmido de 
alta intensidade da Gaustec, o proponente da presente proposta desenvolveu a 
seguinte equação (ainda inédita) para a previsão da capacidade de tratamento de 
minérios de ferro médios do Quadrilátero Ferrífero. A dita equação, com todas as 
unidades no SI, fornece o valor da vazão mássica de alimentação, em função do 
diâmetro nominal do carrossel do separador e da abertura dos vãos (gap) na matriz 
ferromagnética (para a condição matemática de o diâmetro ser inferior a 4 m): 
 
 
 13
 
0,48
0,498380
4a
dQ a
d
 
= × × 
−  
Qa – vazão mássica de alimentação de material com dois carrosseis [kg/s]; 
a – abertura efetiva das placas ranhuradas (gap) [m]; 
d – diâmetro do carrossel [m]. 
 
Oliveira (2006) sistematizou a aplicação de separadores magnéticos a 
úmidos nas grandes mineradoras de minério de ferro em Minas Gerais. Um resumo 
pode ser visto na tabela seguinte. Para efeito de padronização, enfatizada pela 
ABNT e a ISO, a intensidade de campo magnético está expressa no sistema SI de 
unidade: testa (T). Para efeito comparativo com o sistema CGS, registre-se que 1,0 
tesla é igual a 10.000,0 gauss (T = 10.000,0 G). 
Tabela 3.2 – Exemplos de aplicação de separadores magnéticos para minérios de 
ferro no Quadrilátero Ferrífero (Modificado de Oliveira, 2006). 
 Mina/ Tipo Granulação Intensidade 
 Usina Equipamento (alimentação) de campo 
 [mm] [T] 
1 Cauê Jones DP317 -1+0,15 0,9 
2 Cauê Jones DP317 -0,15 0,9 
3 Conceição Jones DP317 -1+0,15 0,9 
4 Conceição Jones DP317 -0,15 0,9 
5 Timbopeba WDRE -1,00 0,6 
6 Fábrica Jones DP317 -1,00 0,9 
7 Feijão Jones DP317 -1,00 0,9 
8 Brucutu WDRE -1+0,15 0,6 
9 Brucutu Jones SHP3200 -1+0,15 0,9 
10 Alegria Jones DP317 -1+0,15 0,9 
11 Mutuca Ferrous Wheels -0,15 1,2 
12 Jangada WDRE -1+0,15 0,6 
13 Jangada Ferrous Wheels -0,15 1,2 
14 Pico WDRE -1,00 0,6 
 
Segundo Luz (2010), após o levantamento mostrado na tabela anterior, 
surgiu com vigor no mercado brasileiro os separadores a úmido de alta intensidade e 
alto gradiente de campo produzidos pela Gaustec. Empresas como a Itaminas, a 
MMX e CSN, entre outras têm tido experiência com esse tipo de equipamentos, com 
bons resultados. Em geral comparáveis aos do separador Jones, entretanto com 
 14
menor custo de investimento, por contar com sistema de arrefecimento térmico a 
água (patenteado). 
Outra alternativa recente é o separador a úmido de alta intensidade e alto 
gradiente de campo (mas de eixo horizontal) SLon (de procedência chinesa, 
comercializado pela Outotec no Brasil). 
Outro equipamento ainda pouco utilizado no Brasill é o separador Ferrous 
Wheels, o qual é utilizado para minério de ferro de baixo teor. Sua principal 
vantagem é não requerer energia elétrica para geração de campo magnético, já que 
é fabricado com ímãs permanentes de terras-raras. Assim como no caso da 
Gaustec, pode ser utilizado como desbaste e limpeza ou desbaste e esgotamento no 
mesmo equipamento. Propicia a geração de campos de até 1,2 teslas. .A 
alimentação é feita sobre o pólo magnético superior. A fração diamagnética é 
expelida por lavagem a baixa pressão e o material paramagnético se adere à matriz 
e, com o girar dos discos, sai da região de influência do campo magnético, sendo 
então lavado a alta pressão. O equipamento industrial possui de 5 a 15 discos 
(Oliveira, 2006) 
 
3.5 – Processo: 
Segundo o Engenheiro de Processo Sr. Helder Adriano da empresa 
Herculano Mineração (Adriano, 2010), a unidade da planta de classificação tem 
capacidade para o processamento de 800 t/h de ROM, sendo composta por 
britadores e peneiras que realizam a cominuição e classificação do material, com a 
separação dos materiais com granulometria superior a 6,3 mm (granulado) e entre 
6,3 e 1,0 mm (sinter feed). 
Com resultado deste processo de beneficiamento obtêm-se minérios 
classificados na faixa de 38 a 20 mm, 20 a 6,3 mm e 6,3 a 1 mm, que constituem o 
minério granulado. 
Estes produtos seguem para os pátios de estocagem e pilha de 
homogeneização. 
A fração abaixo de 1 mm segue para os concentradores helicoidais 
(“espirais”), onde o material superior a 0,075 mm (overflow) representa o produto 
HPS e underflow representa do rejeito (até o momento), sendo lançado, sob a forma 
de polpa, na Barragem B1. 
 15
 
Figura 3.7 - Planta de Classificação Herculano Mineração 
 
A planta de concentração tem capacidade para alimentação de 416 t/h e é 
composta de espirais, peneiras, hidrociclone e espessador. 
Esta instalação é alimentada parcialmente pelos materiais da planta de 
classificação, durante o funcionamento desta unidade, e por mais 8 h, alimentada 
pelos finos estocados na Barragem B1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.8 – Planta de Concentração Herculano Mineração 
 
 
Com o resultado do beneficiamento é obtido um produto concentrado e 
rejeito grosso (a ser disposto na pilha) e rejeito úmid
Seguem os fluxogramas produtivos, para a alimentação com os finos estocados na 
Barragem B1 e alimentada pela fração abaixo de 3 mm da planta de concentração
Bem como o quadro geral de produção
 
 
 
 
Figura 3.9 – Barragem B1 Herculano Mineração
Altura Máxima: 60m (Hoje)
Comprimento: 1600m 
Volume: 20.000.000 m3 
Método de Alteamento: Montante.
Instrumentadacom Piezômetro e Medidores de Deslocamento e Recalque
 
resultado do beneficiamento é obtido um produto concentrado e 
rejeito grosso (a ser disposto na pilha) e rejeito úmido (a ser disposto em barragem). 
Seguem os fluxogramas produtivos, para a alimentação com os finos estocados na 
Barragem B1 e alimentada pela fração abaixo de 3 mm da planta de concentração
Bem como o quadro geral de produção. 
Herculano Mineração 
Máxima: 60m (Hoje) 
 
Método de Alteamento: Montante. 
Instrumentada com Piezômetro e Medidores de Deslocamento e Recalque
16
resultado do beneficiamento é obtido um produto concentrado e 
o (a ser disposto em barragem). 
Seguem os fluxogramas produtivos, para a alimentação com os finos estocados na 
Barragem B1 e alimentada pela fração abaixo de 3 mm da planta de concentração, 
Instrumentada com Piezômetro e Medidores de Deslocamento e Recalque 
 17
 
Figura 3.10 – Fluxograma do Processo de Beneficiamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.11 – Vista do sistema de disposição do rejeito por e
 
Tabela 3.3 – Quadro Geral de Produção.
 
\ 
Período 
Produto 
ROM (1) 
Granulado + Sinter Feed (2) 
Alimentação da britagem na 
concentração [(1)-(2)=(3)] 
Retomada da barragem (4) 
 
Alimentação da 
concentração [(3)+(4)=(5)] 
Produto PFF (6) 
Rejeito grosso (7) 
Rejeito fino (8) 
 
* Total alimentado = 3.648.000 t/ano (1)+(4)
 Total de produtos = 2.845.440 t/ano (2)+(6)
 Total de rejeitos = 802.560 t/ano (7) +(8)
 Recuperação em massa = 78, 0%
 
 
 
 
 
 
sistema de disposição do rejeito por espigotamento. 
Quadro Geral de Produção. 
Dia Mês 
15.200 304.000 
7.296 145.920 
7.904 150.176 
 
7.904 150.176 
4.560 91.200 
190 3.800 
3.154 63.080 
Total alimentado = 3.648.000 t/ano (1)+(4) 
Total de produtos = 2.845.440 t/ano (2)+(6) 
Total de rejeitos = 802.560 t/ano (7) +(8) 
Recuperação em massa = 78, 0% 
18
Ano 
3.648.000 
1.751.040 
1.802.112 
 
1.802.112 
1.094.400 
45.600 
756.960 
 19
 
4 – CONCLUSÃO: 
 
Em função do exposto e com os quantitativos apresentados, as dificuldades 
encontradas podem ser verificadas, dentre as quais são de especial relevância: 
� Rápida absorção da capacidade de armazenamento da barragem, sendo 
necessária a implantação de novas estruturas. 
� Grandes impactos ambientais, como carreamento de sólidos e ravinamento 
das bermas. 
� Necessidade de monitoramento constante quanto a fator de segurança da 
estrutura e controle quanto aos parâmetros cota e volume. 
� Necessidade de novas áreas licenciadaa pelos órgãos de política e controle 
ambiental. 
Diante das dificuldades encontradas e estudos feitos em laboratórios e 
testes em escala piloto, optou–se pela implantação dos separadores magnéticos de 
alta intensidade e alto gradiente de campo, tipo carrossel, verificando-se sua 
viabilidade técnica e econômica. 
Dentre os ganhos pode-se mencionar recuperação de 78 % do material 
anteriormente tratado como rejeito, aumento de produtividade e redução de custos 
na produção. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 
 
ADRIANO, Helder. Comunicação pessoal. Itabirito, 2010. 
 
LUZ, J. A. M. da. Parametrização de Separação Magnética de Alto Gradiente 
(Projeto de pesquisa para a Chamada CNPq: Produtividade em Pesquisa 2010). 
Ouro Preto, 2010. 16 pp. 
OLIVEIRA, P. S. Rotas para recuperação de ferro fino contido no underflow do 
espessador de lama da usina de Conceição (dissertação de mestrado). Belo 
Horizonte: EE/UFMG, 2006. 128 p. 
 
SANTOS, Rubens Tavares dos. Tratamento de Minério em Laboratório. 1ª edição. 
Mariana, Editora Dom Viçoso. 
 20
 
SOUZA Jr., M.; BRANDÃO, P.R.G. Minério de Ferro Itabirítico Anfibolítico da Mina 
de Alegria, Caracterização Tecnológica. In: I Simpósio Brasileiro de Minério de Ferro: 
Caracterização, Beneficiamento e Pelotização, 14 a 17 de Outubro de 1996, Ouro 
Preto, MG, p. 01 – 18. 
 
VALADÃO, George Eduardo Sales. Introdução ao Tratamento de Minérios. Belo 
Horizonte, Editora UFMG, 113:115 (2007).