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Capítulo I Equipamentos de tratamento de minérios

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INTRODUINTRODUÇÇÃO AO ÃO AO 
TRATAMENTO DE TRATAMENTO DE 
MINMINÉÉRIOSRIOS
Professor André Carlos Silva, MSc.
Universidade Federal de Goiás
Campus Catalão - GO
CapCapíítulo I tulo I ––
Equipamentos de tratamento de minEquipamentos de tratamento de minéériosrios
1. INTRODU1. INTRODUÇÇÃOÃO
� O processamento mineral pode ser 
conceituado basicamente como sendo a 
ciência que transforma minérios em 
matérias primas para suprir os mais diversos 
ramos industriais.
� Na realidade, compreende um universo 
amplo e multidisciplinar, envolvendo diversos 
campos da engenharia e da ciência
propriamente dita.
1. INTRODU1. INTRODUÇÇÃOÃO
� Todos os materiais inorgânicos utilizados no 
suprimento de nossa civilização são oriundos 
da crosta terrestre, esta fina casca de 
material silicático que recobre nosso planeta, 
com uma espessura média de 13 km.
1. INTRODU1. INTRODUÇÇÃOÃO
1. INTRODU1. INTRODUÇÇÃOÃO
� Os vários elementos que constituem a crosta 
não estão regularmente distribuídos na 
mesma, mas ocorrem na forma de uma 
mistura de minerais com a predominância de 
alguns elementos maiores na sua estrutura.
1. INTRODU1. INTRODUÇÇÃOÃO
� As irregularidades na distribuição elementar 
são geradas por processos geológicos e 
climáticos, resultando em alguns casos numa 
grande concentração de minerais em 
locais privilegiados.
1. INTRODU1. INTRODUÇÇÃOÃO
� Essas concentrações são definidas como 
jazidas minerais quando apresentam 
dimensões e características que permitam 
sua explotação econômica.
� Hoje, basicamente poucos minérios brutos 
são passíveis de utilização direta como 
produto final.
1. INTRODU1. INTRODUÇÇÃOÃO
� Na maioria dos casos necessitam de um 
determinado tratamento (ou processamento 
ou beneficiamento), utilizando-se 
essencialmente de processos físicos e/ou 
químicos, sem alterar a estrutura química 
dos minerais presentes.
� Os materiais assim obtidos são usualmente 
denominados concentrados.
2. COMINUI2. COMINUIÇÇÃOÃO
� A cominuição (ou fragmentação) abrange o 
conjunto de operações responsáveis pela 
redução do tamanho das partículas minerais.
2. COMINUI2. COMINUIÇÇÃOÃO
� Os objetivos principais desta são:
� Obtenção de uma parte ou de todo o minério dentro das 
especificações granulométricas para seu uso posterior;
� Obtenção do grau de liberação necessário para se efetuar 
uma operação de concentração subseqüente;
� Aumentar a área superficial específica dos minerais de um 
minério expondo-os mais facilmente ao ataque por 
reagentes químicos.
2. COMINUI2. COMINUIÇÇÃOÃO
� Tais objetivos podem ser atingidos 
simultaneamente, isto é, liberar para 
concentrar e obter um produto dentro de 
especificações granulométricas de mercado.
� Esta operação realizada com rigoroso 
controle por ser uma operação normalmente 
cara, sendo que a cominuição excessiva 
deve ser evitada.
2. COMINUI2. COMINUIÇÇÃOÃO
� Operações de concentração são mais eficientes se 
recebem o material dentro de determinadas faixas 
granulométricas específicas para cada método ou 
equipamento.
� A fragmentação é realizada, via de regra, em 
circuito fechado com equipamentos de separação 
por tamanho para a obtenção de um produto com 
granulometria uniforme e para obtenção da maior 
capacidade de produção.
2. COMINUI2. COMINUIÇÇÃOÃO
2. COMINUI2. COMINUIÇÇÃOÃO
Alimentação
< 0,15 mm
> 0,15 mm
Circuito fechado de moagem
2. COMINUI2. COMINUIÇÇÃOÃO
Alimentação < 0,15 mm
> 0,15 mm
> 0,15 mm
< 0,15 mm
Circuito fechado de moagem
2. COMINUI2. COMINUIÇÇÃOÃO
2. COMINUI2. COMINUIÇÇÃOÃO
� Os processos de cominuição são 
basicamente divididos em 2 classes distintas:
� britagem (cominuição inicial) e
� moagem (cominuição final).
2.1. BRITAGEM2.1. BRITAGEM
� O termo britagem se aplica quando a 
redução de tamanho envolvida visa a 
obtenção de produtos com granulometria 
superior a 10 milímetros.
� A britagem se desenvolve em estágios 
subseqüentes denominados britagem 
primária, secundária, terciária e 
eventualmente quaternária.
2.1. BRITAGEM2.1. BRITAGEM
� Em cada estágio obtém-se uma determinada 
relação de redução, definida pelo quociente 
da dimensão da alimentação pela dimensão 
do produto.
� A relação ideal teórica é de 4 para 1.
2.1. BRITAGEM2.1. BRITAGEM
� Os mecanismos envolvidos compreendem 
basicamente impacto, compressão e cisalhamento.
� Os equipamentos tradicionalmente utilizados são:
� britadores de mandíbulas;
� britadores giratórios;
� britadores cônicos;
� britadores de rolos e
� britadores de impacto (horizontal e vertical).
2.1. BRITAGEM2.1. BRITAGEM
Britador de mandíbulas
2.1. BRITAGEM2.1. BRITAGEM
Britador de mandíbulas
2.1. BRITAGEM2.1. BRITAGEM
Britador giratório
2.1. BRITAGEM2.1. BRITAGEM
Britador cônico
2.1. BRITAGEM2.1. BRITAGEM
Britador de rolos
2.1. BRITAGEM2.1. BRITAGEM
Britador de impacto
2.2. MOAGEM2.2. MOAGEM
� O termo moagem se aplica quando a 
redução de tamanho envolvida visa a 
obtenção de produtos com granulometria 
inferior a 10 milímetros.
� A moagem também se desenvolve em 
estágios subseqüentes, considerando-se as 
relações de redução pertinentes.
2.2. MOAGEM2.2. MOAGEM
� Os mecanismos envolvidos compreendem 
basicamente impacto, compressão e 
cisalhamento.
� Os equipamentos mais usados são:
� moinhos tubulares rotativos (bolas e barras);
� moinhos de discos;
� moinhos de rolos e
� moinhos de impacto.
2.2. MOAGEM2.2. MOAGEM
Moinho de barras
2.2. MOAGEM2.2. MOAGEM
Moinho de bolas
2.2. MOAGEM2.2. MOAGEM
Moinho de martelos
2.2. MOAGEM2.2. MOAGEM
Moinho de discos
3. CLASSIFICA3. CLASSIFICAÇÇÃOÃO
� A classificação, de uma forma geral, consiste 
na separação de partículas com base nas 
dimensões físicas das mesmas.
� Os processos de classificação são divididos 
em peneiramento e classificação 
propriamente dita.
3.1. PENEIRAMENTO3.1. PENEIRAMENTO
� O peneiramento é um processo mecânico de 
separação de partículas que se utiliza de 
uma superfície perfurada para tal.
� As partículas com dimensões superiores à da 
abertura considerada tendem a ficar retidas 
na superfície, e as com dimensões inferiores 
tendem a atravessar a mesma.
3.1. PENEIRAMENTO3.1. PENEIRAMENTO
� Os mecanismos envolvidos compreendem 
basicamente estratificação e segregação.
� Os equipamentos tradicionalmente utilizados 
são:
� peneiras vibratórias;
� peneiras rotativas e
� grelhas estáticas.
3.1. PENEIRAMENTO3.1. PENEIRAMENTO
Peneiras vibratória horizontal
3.1. PENEIRAMENTO3.1. PENEIRAMENTO
Peneiras vibratória inclinada
3.1. PENEIRAMENTO3.1. PENEIRAMENTO
Peneira rotativa - Trommel
3.1. PENEIRAMENTO3.1. PENEIRAMENTO
Peneira rotativa - Trommel
3.1. PENEIRAMENTO3.1. PENEIRAMENTO
Grelha vibratória
Chapa com furos cônicos para pré-classificação
3.2. CLASSIFICA3.2. CLASSIFICAÇÇÃOÃO
� Classificação é o processo de separação que 
se baseia na velocidade de sedimentação 
das partículas imersas num meio fluido.
� Os fluidos mais utilizados são a água e o ar, 
resultando nos processos denominados 
hidroclassificação e aeroseparação, ou 
classificação hidráulica e pneumática.
3.2. CLASSIFICA3.2. CLASSIFICAÇÇÃOÃO
� Os mecanismos envolvidos compreendem 
basicamente fenômenos ligados à mecânica dos 
fluidos.
� Na hidroclassificação, os equipamentos mais 
usados são os cones estáticos, os hidrociclones, os 
classificadores espirais e outros 
hidroclassificadores.
� Já na aeroseparação, são utilizados os ciclones e 
os aeroseparadores dinâmicos.
3.2. CLASSIFICA3.2. CLASSIFICAÇÇÃOÃO
Classificador espiral4. CONCENTRA4. CONCENTRAÇÇÃOÃO
� O principal objetivo desse processo é a 
recuperação dos minerais úteis contidos num 
minério na forma mais concentrada possível.
� A seleção do método de concentração 
depende da natureza do minério em si, bem 
como das diferentes propriedades dos 
minerais a ser separados.
4. CONCENTRA4. CONCENTRAÇÇÃOÃO
� Dentre essas propriedades se destacam:
� O tamanho relativo das partículas;
� Cor;
� Densidade;
� Suscetibilidade magnética;
� Condutividade elétrica
� Molhabilidade superficial e
� Solubilidade.
4.1. SELE4.1. SELEÇÇÃO MANUAL ÃO MANUAL 
((““ORE SORTINGORE SORTING””))
� A seleção manual é o método mais antigo de 
concentração.
� Através de uma inspeção visual, os minerais de 
interesse são manualmente resgatados do restante 
ou, apenas os minerais contaminantes são 
separados para purificar o minério original.
� Devido ao crescente custo da mão de obra, ela vem 
sendo utilizada somente em casos especiais.
4.1. SELE4.1. SELEÇÇÃO MANUAL ÃO MANUAL 
((““ORE SORTINGORE SORTING””))
� Atualmente a seleção de minérios segue o mesmo 
princípio, porém de forma mecanizada e se 
utilizando de uma variedade de dispositivos 
automáticos de detecção, identificação e 
separação.
� As propriedades mais utilizadas são as óticas 
(reflectância, transparência, etc.), raios X 
(fluorescência), condutividade elétrica, magnetismo 
e radioatividade.
� A seleção automatizada é adotada na recuperação 
de diamantes, pedras preciosas e minerais nobres.
4.1. SELE4.1. SELEÇÇÃO MANUAL ÃO MANUAL 
((““ORE SORTINGORE SORTING””))
4.2. CONCENTRA4.2. CONCENTRAÇÇÃO GRAVIMÃO GRAVIMÉÉTRICATRICA
� A concentração gravimétrica foi a principal 
ferramenta do tratamento de minérios até o 
início do século XX, quando ocorreu o 
advento da flotação.
� Atualmente continua sendo um método 
importante, principalmente por apresentar 
bons resultados com baixo custo.
� É um processo que se baseia na diferença de 
densidade existente entre os minerais presentes, 
utilizando-se de um meio fluido (água ou ar) para 
efetivar a separação.
� Os equipamentos tradicionalmente utilizados são:
� Jigue;
� Mesa vibratória;
� Espiral de Humphrey;
� Cone e
� “Sluices”.
4.2. CONCENTRA4.2. CONCENTRAÇÇÃO GRAVIMÃO GRAVIMÉÉTRICATRICA
4.2. CONCENTRA4.2. CONCENTRAÇÇÃO GRAVIMÃO GRAVIMÉÉTRICATRICA
Jigue
4.2. CONCENTRA4.2. CONCENTRAÇÇÃO GRAVIMÃO GRAVIMÉÉTRICATRICA
Mesa vibratória
4.2. CONCENTRA4.2. CONCENTRAÇÇÃO GRAVIMÃO GRAVIMÉÉTRICATRICA
Espiral de Humphrey
Espiral de Humphrey
Sluices
4.2. CONCENTRA4.2. CONCENTRAÇÇÃO GRAVIMÃO GRAVIMÉÉTRICATRICA
Sluices
4.2. CONCENTRA4.2. CONCENTRAÇÇÃO GRAVIMÃO GRAVIMÉÉTRICATRICA
� A separação gravimétrica é adotada na 
produção de
� Ilmenita;
� Zirconita;
� Monazita;
� Cromita;
� Cassiterita;
� etc.
4.3. SEPARA4.3. SEPARAÇÇÃO POR ÃO POR 
MEIO DENSOMEIO DENSO
� A separação por meio denso também se 
baseia na diferença de densidade existente 
entre os minerais presentes.
� A diferença reside no fato de se utilizar um 
meio fluido com densidade intermediária à
dos minerais considerados para realizar a 
separação.
4.3. SEPARA4.3. SEPARAÇÇÃO POR ÃO POR 
MEIO DENSOMEIO DENSO
� Esse meio é obtido através da dissolução de 
sais em água ou pela dispersão também em 
água de partículas finas de material com 
elevada densidade (ferro silício).
� Apresenta boa eficiência apenas para 
material liberado em granulometrias mais 
grosseiras.
4.3. SEPARA4.3. SEPARAÇÇÃO POR ÃO POR 
MEIO DENSOMEIO DENSO
� Os equipamentos mais usados são:
� Tambores;
� Cones e
� Centrifugadores.
� A separação por meio denso é adotada na 
produção de carvão, fluorita, etc.
4.4. SEPARA4.4. SEPARAÇÇÃO MAGNÃO MAGNÉÉTICATICA
� A propriedade determinante nesse processo é a 
suscetibilidade magnética.
� Baseado nesse fato, os minerais podem ser 
divididos em 3 grupos, de acordo com o seu 
comportamento quando submetidos à um campo 
magnético (natural ou induzido):
� Ferromagnéticos (forte atração);
� Paramagnéticos (média e fraca atração);
� Diamagnéticos (nenhuma atração).
4.4. SEPARA4.4. SEPARAÇÇÃO MAGNÃO MAGNÉÉTICATICA
� Os processos podem ser desenvolvidos via seca ou 
via úmida.
� Os equipamentos mais utilizados são: tambores, 
correias, rolos, carrosséis e filtros.
� A separação magnética é adotada na produção de 
areias quartzosas, feldspatos, nefelina sienitos, etc.
4.4. SEPARA4.4. SEPARAÇÇÃO MAGNÃO MAGNÉÉTICATICA
4.4. SEPARA4.4. SEPARAÇÇÃO MAGNÃO MAGNÉÉTICATICA
4.5. SEPARA4.5. SEPARAÇÇÃO ELETROSTÃO ELETROSTÁÁTICATICA
� Nesse processo, a propriedade determinante é
a condutividade elétrica, sendo os minerais 
classificados em condutores e não condutores 
de corrente elétrica.
� Os equipamentos utilizados são os 
separadores eletrodinâmicos que operam com 
elevadas tensões.
4.5. SEPARA4.5. SEPARAÇÇÃO ELETROSTÃO ELETROSTÁÁTICATICA
� As partículas minerais quando submetidas à
um campo elétrico de elevada intensidade, de 
acordo com sua condutividade, são atraídas 
ou repelidas por um dispositivo devidamente 
energizado.
� A separação eletrostática é adotada na 
recuperação de rutilo.
4.6. FLOTA4.6. FLOTAÇÇÃOÃO
� Atualmente, a flotação é o processo dominante no 
tratamento de quase todos os tipos de minérios, 
devido à sua grande versatilidade e seletividade. 
Permite a obtenção de concentrados com elevados 
teores e expressivas recuperações.
� É aplicado tanto no beneficiamento de minérios com 
baixo teor, quanto nos que exigem moagem fina para 
se atingir a liberação desejada.
� O processo se baseia no comportamento 
físico-químico das superfícies das partículas 
minerais presentes numa suspensão aquosa.
� A utilização de reagentes específicos, 
denominados coletores, depressores e 
modificadores, permite a recuperação seletiva 
dos minerais de interesse por adsorção em 
bolhas de ar.
4.6. FLOTA4.6. FLOTAÇÇÃOÃO
� Os equipamentos tradicionalmente adotados 
se dividem em duas classes: mecânicos e 
pneumáticos; dependendo do dispositivo 
utilizado para efetivar a separação.
� A flotação é adotada na produção de areias 
quartzosas de elevada pureza, cloretos, 
feldspatos, fluorita, fosfatos, magnesita, 
sulfetos, talco, ferro, etc.
4.6. FLOTA4.6. FLOTAÇÇÃOÃO
4.6. FLOTA4.6. FLOTAÇÇÃOÃO
4.6. FLOTA4.6. FLOTAÇÇÃOÃO
5. 5. DESAGUAMENTODESAGUAMENTO
� A água desempenha um papel expressivo no 
tratamento de minérios.
� No entanto, numa determinada etapa do 
processo se faz necessária sua retirada para 
poder se obter produtos com baixa umidade.
� As operações unitárias destinadas para tal 
constituem o desaguamento.
5.1. SEDIMENTA5.1. SEDIMENTAÇÇÃOÃO
� A sedimentação pode ser definida como a 
técnica de desaguamento obtida através da 
concentração de partículas sólidas em 
suspensão num líquido por ação exclusiva da 
força da gravidade.
� As operações são divididas em duas classes: 
espessamento e clarificação.
5.1. SEDIMENTA5.1. SEDIMENTAÇÇÃOÃO
� O espessamento visa uma concentração efetiva de 
sólidos e a clarificação a remoção das partículas 
sólidas presentes numa suspensão diluída.
� A utilização de reagentes específicos, denominados 
floculantes, favorecem sobremaneira as operações 
pertinentes.
� Os equipamentos usados compreendem 
basicamente cones, espessadores e clarificadores.
5.1. SEDIMENTA5.1. SEDIMENTAÇÇÃOÃO
Espessador
5.1. SEDIMENTA5.1. SEDIMENTAÇÇÃOÃO
Espessador
5.2. FILTRAGEM5.2. FILTRAGEM
� Filtragem é o método de desaguamento 
obtido pela passagem forçada de uma 
suspensão aquosa através de um elemento 
filtrante que retém as partículas sólidas na 
sua superfície.
5.2. FILTRAGEM5.2. FILTRAGEM
� O processo pode ser conduzidode forma 
contínua ou intermitente, sob a ação de 
vácuo ou pressão induzidos.
� Os equipamentos tradicionalmente utilizados 
são os filtros à vácuo (tambor, disco, 
correia, etc.) o os filtros prensa.
Filtro à vácuo (tambor)
Filtro à vácuo (disco)
Filtro à vácuo (plano horizontal)
Filtro à vácuo (correia)
Filtro prensa
5.3. CENTRIFUGA5.3. CENTRIFUGAÇÇÃOÃO
� A centrifugação é a técnica de 
desaguamento que se utiliza de um 
dispositivo rotativo que induz uma 
sedimentação forçada sob a ação de uma 
aceleração significativamente elevada.
� As centrífugas são equipamentos caros, 
porém versáteis, podendo ser usadas como 
classificadores, espessadores, 
clarificadores e filtros.
5.3. CENTRIFUGA5.3. CENTRIFUGAÇÇÃOÃO
� No tratamento de minérios elas são utilizadas 
quando a sedimentação gravitacional é
insuficiente para promover a separação de 
partículas muito finas, ou quando se requer 
baixos níveis de umidade no produto final.
� Classificam-se em dois tipos básicos: 
centrífugas espirais decantadoras e 
centrífugas de cesto vibratório.
5.4. SECAGEM5.4. SECAGEM
� A secagem consiste na retirada da água 
contida num produto sólido particulado 
através da evaporação da mesma por ação 
do calor.
� È utilizada quando se requer um nível de 
umidade bem baixo.
5.4. SECAGEM5.4. SECAGEM
� Trata-se de um processo relativamente caro, 
uma vez que não só os sólidos devem ser 
aquecidos, como também a água deve ser 
vaporizada para poder ser retirada do 
material.
� Os equipamentos mais usados são: 
secadores rotativos, de bandejas e de 
leito fluidizado.
6. Aglomera6. Aglomeraçção mineralão mineral
� A necessidade de recuperar partículas finas 
oriundas de um processo de beneficiamento 
de minérios ou de resíduos, provocou o 
desenvolvimento da tecnologia de 
aglomeração.
� Proporcionando o aproveitamento comercial 
da fração fina desses materiais, diminuindo o 
impacto ambiental causado pela produção de 
material fino ou particulado.
6.1. Briquetagem6.1. Briquetagem
� A briquetagem (aglomeração de partículas 
finas com auxílio de pressão) destacou-se 
como método adequado ao processamento 
desses materiais e tornou-se o método 
pioneiro de aglomeração.
� A primeira patente relacionada à briqueta-
gem foi concedida a William Easby, em 
1848.
6.1. Briquetagem6.1. Briquetagem
6.1. Briquetagem6.1. Briquetagem
ALGODÃO E RESTOS DE 
MADEIRA LAMAS METÁLICAS
COBRE ALUMÍNIO
6.2. Sinteriza6.2. Sinterizaççãoão
� O processo de sinterização foi projetado com 
o objetivo inicial de aproveitar as frações de 
minérios e combustíveis inferiores a aproxi-
madamente 6 mm.
� Estas frações não podem ser utilizadas 
diretamente nos alto-fornos, por diminuírem a 
permeabilidade da carga, dificultando a 
passagem dos gases.
6.2. Sinteriza6.2. Sinterizaççãoão
� Sinterizar consiste em misturar e homo-
geneizar um grupo de matérias-primas, 
incluindo o combustível, com umidade 
controlada e submeter esta mistura a uma 
semi-fusão redutora/oxidante. 
� A temperatura alcançada neste processo é
da ordem de 1200 – 1400 ºC.
6.2. Sinteriza6.2. Sinterizaççãoão
� O produto, resultado da aglomeração da 
mistura, é denominado sinter. A alimentação 
do processo é chamada de sinter feed.
6.3. Pelotiza6.3. Pelotizaççãoão
� A pelotização é um processo de aglome-
ração caracterizado pela formação de 
aglomerados esféricos, devidos ao constante 
movimento circular do material dentro de 
aparelhos adequados ao processo.
6.3. Pelotiza6.3. Pelotizaççãoão
� Não há aplicação de forças externas ao 
processo.
� Os aglomerados formados são chamados 
pelotas.
� Podem ser utilizados ou não aglutinantes.
6.3. Pelotiza6.3. Pelotizaççãoão
5mm < Pelotas < 18mm5mm < Pelotas < 18mm 5mm < Sínter < 50mm5mm < Sínter < 50mm 6mm < Minério < 40mmgranulado
6mm < Minério < 40mm
granulado
6.3. Pelotiza6.3. Pelotizaççãoão
6.3. Pelotiza6.3. Pelotizaççãoão
6.3. Pelotiza6.3. Pelotizaççãoão

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