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Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Cover Wire O.pmd 2005-06-13, 13:083 Conceitos Básicos em Processamento de Minerais SUMÁRIO Introdução 1 Operação de Minerais 2 Redução do Tamanho 3 Britagem Moagem Controle do Tamanho 4 Peneiramento Classificação Enriquecimento 5 Lavagem Separação por gravidade Flotação Separação magnética Lixiviação Beneficiamento 6 Sedimentação Desidratação mecânica Secagem térmica Processamento térmico Movimentação de Materiais 7 Descarga Armazenamento Alimentação Esteiras de transporte Tratamento dos Materiais em Suspensão 8 Transporte da Lama Agitação e Mistura Desgaste na Operação 9 Operação e Meio Ambiente 10 Sistemas de Processo 11 Informações Diversas 12 Content.pmd 2005-05-13, 11:431 Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Content.pmd 2005-05-13, 11:432 Conceitos Básicos em Processamento de Minerais 1. Introdução Definições básicas ______________________________________________________ 1:1 Minerais por valor _______________________________________________________ 1:2 A Estrutura do processamento de minerais __________________________________ 1:3 Processamento de minerais e dureza _______________________________________ 1:4 Tamanho e dureza _______________________________________________________ 1:4 As Forças de tensão mecânica das rochas __________________________________ 1:5 2. Operação de Minerais Etapas da operação _____________________________________________________ 2:1 Operação – à seco ou úmida? _____________________________________________ 2:1 Frentes de pedreira e mineração __________________________________________ 2:2 Frentes naturais _________________________________________________________ 2:2 Redução do tamanho _____________________________________________________ 2:4 Controle do tamanho _____________________________________________________ 2:5 Enriquecimento - lavagem _________________________________________________ 2:5 Enriquecimento – separação ______________________________________________ 2:6 Beneficiamento _________________________________________________________ 2:6 Movimentação de materiais _______________________________________________ 2:7 Desgaste na operação ___________________________________________________ 2:8 Operação e meio ambiente _______________________________________________ 2:9 Valores da operação ____________________________________________________ 2:9 3. Redução do Tamanho O Processo de redução do tamanho ________________________________________ 3:1 Material de alimentação __________________________________________________ 3:2 Taxa de redução ________________________________________________________ 3:2 A arte da britagem ______________________________________________________ 3:3 Britagem de rocha e cascalho ____________________________________________ 3:4 Britagem de minério e minerais ____________________________________________ 3:4 Britagem – Cálculo da taxa de redução _____________________________________ 3:5 Seleção de britadores ___________________________________________________ 3:6 Britador primário – Tipo __________________________________________________ 3:6 Britador primário – Dimensionamento _______________________________________ 3:7 Britador secundário – Tipo _______________________________________________ 3:8 Britador cônico – Um conceito potente _____________________________________ 3:8 Britador Secundário – Dimensionamento ____________________________________ 3:9 Etapa final de britagem – Muito mais que britagem __________________________ 3:10 VSI – Um britador de impacto com proteção contra a rocha __________________ 3:10 Britador final – Dimensionamento _________________________________________ 3:11 Britagem úmida antes da moagem ________________________________________ 3:12 Moagem – Introdução ___________________________________________________ 3:13 Moagem – Métodos ____________________________________________________ 3:13 Moinhos de trituração – Taxas de redução _________________________________ 3:13 Moagem – Moinhos de tambor ___________________________________________ 3:14 Moagem – Moinhos de agitação __________________________________________ 3:16 Moagem – Moinhos vibratórios ___________________________________________ 3:17 Custo da moagem – Típico _______________________________________________ 3:18 Revestimentos de Moinhos – Básico _______________________________________ 3:18 Moinhos de trituração – Dimensionamento __________________________________ 3:19 Content.pmd 2005-05-13, 11:433 Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Circuitos de moagem ___________________________________________________ 3:19 Moagem – Cálculo da potência ___________________________________________ 3:24 Moagem – Índice de Trabalho Bonds ______________________________________ 3:24 Pulverização de carvão _________________________________________________ 3:25 VERTIMILL® - Mais que um moinho de trituração _____________________________ 3:26 VERTIMILL® para hidratação de cal _______________________________________ 3:27 Moagem vs enriquecimento e beneficiamento _______________________________ 3:27 Ficha de Dados Técnicos Britador giratório primário _______________________________________________ 3:28 Britador de mandíbula – Série C __________________________________________ 3:29 Britador de impacto – Série NP __________________________________________ 3:30 Britador cônico – Série GPS _____________________________________________ 3:31 Britador cônico – Série HP ______________________________________________ 3:32 Britador cônico – Série MP ______________________________________________ 3:33 Britador cônico – Série GPS _____________________________________________ 3:34 Britador de impacto de eixo vertical (VSI) __________________________________ 3:35 Moinhos AG e SAG ______________________________________________________ 3:36 Moinho de bola ________________________________________________________ 3:37 Moinho de bolas cônico _________________________________________________ 3:38 Moinho SRR ___________________________________________________________ 3:39 VERTIMILL® (Corpo largo) ________________________________________________ 3:40 VERTIMILL® (Hidratação de cal) ___________________________________________ 3:41 Moinho SAM ___________________________________________________________ 3:42 Moinhos de trituração de meio agitado ____________________________________ 3:43 Moinho de bolas vibratório _______________________________________________ 3:44 4. Controle do Tamanho Controle do tamanho – Introdução _________________________________________ 4:1 Controle do tamanho por tipo de trabalho ___________________________________ 4:1 Controle do tamanho por métodos _________________________________________ 4:1 Peneiras _______________________________________________________________ 4:2 Peneiramento por estratifição _____________________________________________ 4:2 Peneiramento por queda livre _____________________________________________ 4:2 Tipos de peneiras _______________________________________________________ 4:3 Capacidade das peneiras _________________________________________________ 4:3 Seleção do meio de peneiramento _________________________________________ 4:4 Tamanho da partícula – Tela ou mícron _____________________________________ 4:5 Classificação – Introdução ________________________________________________ 4:6 Classificação úmida – Fundamentos ________________________________________ 4:6 Hidrociclone ____________________________________________________________ 4:7 Hidrociclone – Dimensionamento ___________________________________________ 4:8 Classificador espiral ____________________________________________________ 4:10 Classificador espiral – Dimensionamento ___________________________________ 4:11 Classificação à seco ____________________________________________________ 4:16 Controle do tamanho noscircuitos de britagem e moagem ____________________ 4:17 Ficha de Dados Técnicos Peneira de inclinação simples – Movimento circular __________________________ 4:19 Peneira de inclinação dupla – Movimento linear _____________________________ 4:20 Content.pmd 2005-05-13, 11:434 Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Peneira de inclinação tripla – Movimento linear _____________________________ 4:21 Peneira de inclinação múltipla – Movimento linear ___________________________ 4:21 Hidrociclone ___________________________________________________________ 4:22 Classificador espiral ____________________________________________________ 4:23 Sistema de classificação a seco – Calibrador delta _________________________ 4:24 5. Enriquecimento Enriquecimento – Introdução ______________________________________________ 5:1 Enriquecimento – Processos ______________________________________________ 5:1 Lavagem _______________________________________________________________ 5:1 Tratamento da água de lavagem ___________________________________________ 5:4 Separação – Introdução __________________________________________________ 5:5 Separação por gravidade ________________________________________________ 5:5 Separação na água ______________________________________________________ 5:5 Separação por jigs ______________________________________________________ 5:6 Separação por concentradores em espiral __________________________________ 5:8 Separação por mesas vibratórias __________________________________________ 5:9 Separação em meio denso ______________________________________________ 5:10 Separadores de meio denso _____________________________________________ 5:10 Circuito de meio denso __________________________________________________ 5:11 Meio denso – Aplicações ________________________________________________ 5:12 Circuito de meio denso – Dimensionamento _________________________________ 5:12 Separação por flotação _________________________________________________ 5:13 Configuração do circuito de flotação ______________________________________ 5:14 Sistema de flotação reator de célula (RCS) _________________________________ 5:15 Sistema de flotação reator de célula (RCS) – Dimensionamento ________________ 5:16 Sistema de célula de flotação DR _________________________________________ 5:19 Sistema de flotação de células em coluna __________________________________ 5:20 Coluna de flotação – Características ______________________________________ 5:21 Separação magnética – Introdução _______________________________________ 5:22 Separação magnética – Tipos de separadores______________________________ 5:23 LIMS úmido – Concorrente (CC) ___________________________________________ 5:24 LIMS úmido – Contracorrente (CTC) _______________________________________ 5:24 LIMS úmido – Contra-Rotação (CR) ________________________________________ 5:25 LIMS úmido – Recuperação de Meio Denso (DM) ____________________________ 5:25 LIMS úmido – Capacidades ______________________________________________ 5:26 LIMS úmido – Dimensionamento __________________________________________ 5:27 LIMS úmido – Fluxograma (típico) _________________________________________ 5:27 LIMS seco – Separador de tambor (DS) ____________________________________ 5:28 LIMS seco – Separador de correia (BSA) __________________________________ 5:28 LIMS seco – Separador de correia (BSA) __________________________________ 5:29 LIMS seco – Capacidades _______________________________________________ 5:30 LIMS seco – Fluxogramas________________________________________________ 5:30 HGMS úmido – Configuração da matriz ____________________________________ 5:31 HGMS úmido – Tipos de separador ________________________________________ 5:31 HGMS cíclico úmido ____________________________________________________ 5:32 HGMS cíclico úmido – Dimensões e nomenclatura ___________________________ 5:32 HGMS cíclico úmido – Sistema do processo ________________________________ 5:32 HGMS cíclico úmido – Operação__________________________________________ 5:33 HGMS cíclico úmido – Aplicações _________________________________________ 5:33 Content.pmd 2005-05-13, 11:435 Conceitos Básicos em Processamento de Minerais HGMS cíclico úmido – Dados do processo __________________________________ 5:34 HGMS cíclico úmido – Dimensionamento ___________________________________ 5:34 HGMS carrossel úmido __________________________________________________ 5:35 HGMS carrossel úmido – Dimensões e nomenclatura _________________________ 5:35 HGMS carrossel úmido – Sistema de processo______________________________ 5:36 HGMS carrossel úmido – Operação _______________________________________ 5:36 HGMS carrossel úmido – Aplicações ______________________________________ 5:37 HGMS carrossel úmido – Dados do processo _______________________________ 5:37 HGMS carrossel úmido – Dimensionamento _________________________________ 5:38 Filtro magnético de alto gradiente (HGMF) __________________________________ 5:39 HGMF – Tamanhos e nomenclatura ________________________________________ 5:39 HGMF – Aplicação ______________________________________________________ 5:39 HGMF – Dados do processo ______________________________________________ 5:40 HGMF – Dimensionamento________________________________________________ 5:40 Separação por lixiviação ________________________________________________ 5:41 Lixiviantes ____________________________________________________________ 5:41 Lixiviação de metais ____________________________________________________ 5:42 Lixiviação de ouro ______________________________________________________ 5:43 Lixiviação de ouro – Adsorção de carbono _________________________________ 5:43 Lixiviação de ouro – CIP _________________________________________________ 5:44 Ficha de Dados Técnicos Lavador de tronco (Eixo simples)__________________________________________ 5:45 Lavador de tronco (Eixo duplo) ___________________________________________ 5:46 Aquamator ____________________________________________________________ 5:47 Hydrobelt _____________________________________________________________ 5:48 Barril de lavagem – LD __________________________________________________ 5:49 Separador DMS – Tipo tambor ___________________________________________ 5:50 Separador DMS, Drewboy _______________________________________________ 5:51 Separador DMS, DynaWhirlpool ___________________________________________ 5:52 Máquina de flotação - RCS _______________________________________________ 5:53 Máquina de flotação - DR ________________________________________________ 5:54 LIMS úmido – Concorrente (CC) ___________________________________________ 5:55 LIMS úmido – Contracorrente (CTC) _______________________________________ 5:56 LIMS úmido – Contra-rotação (CR) _________________________________________ 5:57 LIMS úmido – Meio denso (DM) ___________________________________________ 5:58 LIMS úmido – Meio denso (DMHG) _________________________________________ 5:59 LIMS seco – Separador de tambor (DS) ____________________________________ 5:60 LIMS, Separador de correia (BSA, BSS) ___________________________________ 5:61 HGMS cíclico úmido ____________________________________________________ 5:62 HGMS carrossel úmido __________________________________________________ 5:63 Filtro magnético de alto gradiente – HGMF _________________________________ 5:64 6. Beneficiamento Beneficiamento – Introdução ______________________________________________ 6:1 Beneficiamento por métodos ______________________________________________ 6:1 Beneficiamento por custos da operação ____________________________________ 6:1 Sedimentação __________________________________________________________ 6:2. Floculação _____________________________________________________________ 6:2 Clarificador convencional _________________________________________________ 6:3 Content.pmd 2005-05-13, 11:436 Conceitos Básicos em Processamentode Minerais Clarificador convencional - Dimensionamento ________________________________ 6:3 Espessante convencional _________________________________________________ 6:4 Espessante convencional - Dimensionamento _________________________________ 6:4 Clarificador/Espessante convencional – Configuração _________________________ 6:5 Clarificador/Espessante convencional – Sistema de transmissão ________________ 6:6 Clarificador/Espessante convencional – Dimensionamento da transmissão ________ 6:7 Clarificador/Espessante convencional – Áreas de transmissão __________________ 6:9 Clarificador/Espessante convencional – Profundidade do tanque ________________ 6:9 Clarificador/Espessante convencional – Inclinação do fundo do tanque ___________ 6:9 Lamella ou sedimentação de placa inclinada – Introdução ____________________ 6:10 Sedimentador de placa inclinada _________________________________________ 6:12 Sedimentador de placa inclinada – Transmissões ____________________________ 6:13 Sedimentador de placa inclinada – Gama de produtos________________________ 6:14 Desidratação mecânica – Introdução ______________________________________ 6:17 Desidratação mecânica – Métodos e produtos ______________________________ 6:17 Desidratação gravimétrica ______________________________________________ 6:18 Desidratador espiral ____________________________________________________ 6:18 Parafuso de areia ______________________________________________________ 6:19 Peneira de desidratação ________________________________________________ 6:19 Roda de desidratação___________________________________________________ 6:19 Desidratação mecânica por pressão – Introdução ___________________________ 6:20 Filtros de vácuo de tambor ______________________________________________ 6:20 Filtros de vácuo de tambor – Área efetiva __________________________________ 6:21 Filtros de vácuo de tambor – Taxas de filtração _____________________________ 6:22 Filtros de vácuo – Dimensionamento _______________________________________ 6:24 Filtros de vácuo – Requisitos de vácuo _____________________________________ 6:24 Filtros de vácuo – Dimensionamento _______________________________________ 6:25 Tanque de vácuo e Bomba do filtrado – Dimensionamento_____________________ 6:26 Usina de vácuo – Disposição _____________________________________________ 6:27 Filtro de pressão de placa vertical – Introdução _____________________________ 6:28 Filtro de pressão de placa vertical – Configuração __________________________ 6:29 Filtro de pressão VPA – Operação ________________________________________ 6:29 Filtro de pressão VPA – Tamanhos _________________________________________ 6:31 Filtro de pressão VPA – Dados da Câmara __________________________________ 6:31 Filtro de pressão VPA – Nomenclatura _____________________________________ 6:31 Filtro de pressão VPA – Dimensionamento __________________________________ 6:32 Filtro de pressão VPA – Umidade na torta do filtro ___________________________ 6:33 Filtro de pressão VPA – Dimensionamento do compressor _____________________ 6:33 Filtro de pressão VPA – Potência do compressor ____________________________ 6:34 Filtro de pressão VPA – Seleção da bomba de alimentação ___________________ 6:34 Filtro de pressão VPA – Seleção da potência da bomba de alimentação _________ 6:34 Filtro de pressão VPA – Sistema do produto ________________________________ 6:34 Prensa de tubo – Introdução _____________________________________________ 6:35 Prensa de tubo – Configuração ___________________________________________ 6:36 Prensa de tubo – Operação ______________________________________________ 6:37 Prensa de tubo – Aplicações _____________________________________________ 6:39 Prensa de tubo – Material de construção ___________________________________ 6:40 Prensa de tubo – Dimensões _____________________________________________ 6:40 Prensa de tubo – Dimensionamento ________________________________________ 6:40 Prensa de tubo – Tempos de ciclo e umidade da torta________________________ 6:41 Content.pmd 2005-05-13, 11:437 Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Prensa de tubo – Capacidade ____________________________________________ 6:41 Prensa de tubo – Sistema do produto ______________________________________ 6:42 Processamento térmico – Introdução ______________________________________ 6:44 Secador rotativo de calor direto (Tipo cascata) _____________________________ 6:45 Secador rotativo de calor indireto (Forno) __________________________________ 6:45 Secador de tubo de vapor _______________________________________________ 6:46 Forno vertical __________________________________________________________ 6:46 Leito fluidificado _______________________________________________________ 6:47 Secador de parafuso de calor indireto (Holo-Flite®) __________________________ 6:49 Holo-Flite® Sistema de processamento _____________________________________ 6:49 Informações sobre o esfriamento _________________________________________ 6:50 Sistema de processamento térmico – Temperatura média e alta _______________ 6:52 Ficha de Dados Técnicos Clarificador / Espessante (Ponte) _________________________________________ 6:54 Clarificador / Espesasnte (Torta central) ___________________________________ 6:55 Sedimentador de placa inclinada (LT) ______________________________________ 6:56 Sedimentador de placa inclinada (LTS) _____________________________________ 6:57 Sedimentador de placa inclinada (LTK) _____________________________________ 6:58 Sedimentador de placa inclinada (LTE) _____________________________________ 6:59 Sedimentador de placa inclinada (LTE/C) ___________________________________ 6:60 Desidratador espiral ____________________________________________________ 6:61 Parafuso de areia ______________________________________________________ 6:62 Peneira de desidratação ________________________________________________ 6:63 Roda de desidratação___________________________________________________ 6:64 Filtro de vácuo de tambor _______________________________________________ 6:65 Correia do filtro de Vácuo de tambor ______________________________________ 6:66 Filtro de vácuo de tambor de alimentação superior __________________________ 6:67 Filtro de pressão (VPA 10)________________________________________________ 6:68 Filtro de pressão (VPA 15)________________________________________________ 6:69 Filtro de pressão (VPA 20)________________________________________________ 6:70 Prensa de tubo_________________________________________________________ 6:71 Secador rotativo,calor direto ____________________________________________ 6:72 Secador rotativo, tubo de vapor __________________________________________ 6:73 Secador de parafuso de calor indireto (Holo-Flite®) __________________________ 6:74 7. Movimentação de Materiais Introdução _____________________________________________________________ 7:1 Carga e descarga _______________________________________________________ 7:1 Vagão ferroviário de descarga ____________________________________________ 7:1 Posicionadores de trem __________________________________________________ 7:2 Descarregadores _______________________________________________________ 7:3 Armazenamento intermediário _____________________________________________ 7:5 Empilhadeira recuperadora _______________________________________________ 7:6 Raspadeira recuperadora_________________________________________________ 7:6 Recuperadora de barril __________________________________________________ 7:7 Alimentação ____________________________________________________________ 7:8 Transporte _____________________________________________________________ 7:9 Sistemas de transporte _________________________________________________ 7:10 Capacidades do transportador ___________________________________________ 7:12 Content.pmd 2005-05-13, 11:438 Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Volume, peso e ângulode inclinação ______________________________________ 7:12 Transportador - Mais que uma esteira de borracha __________________________ 7:13 Ficha de Dados Técnicos Alimentador, Avental ____________________________________________________ 7:14 Alimentador, Vibração ___________________________________________________ 7:15 Alimentador, Motor desequilibrado ________________________________________ 7:16 Alimentador, Esteira ____________________________________________________ 7:17 Alimentador, Eletromagnético ____________________________________________ 7:18 Alimentador, Excêntrico _________________________________________________ 7:19 Transportador – Esteira padrão __________________________________________ 7:20 Transportador, Sistema Flexowell® ________________________________________ 7:21 8. Tratamento dos Materiais em Suspensão Tratamento dos materiais em suspensão - Introdução _________________________ 8:1 Definições básicas ______________________________________________________ 8:3 Bombas de lama – Faixa XM ______________________________________________ 8:5 Bombas de lama – Faixa XR _______________________________________________ 8:6 Bombas de lama - Faixa HR e HM __________________________________________ 8:7 Bombas de lama – Faixa MR e MM _________________________________________ 8:8 Bombas de lama – Faixa VS ______________________________________________ 8:9 Bombas de lama – Faixa VT ______________________________________________ 8:10 Bombas de lama – Faixa VF ______________________________________________ 8:11 Guia de aplicação para bombas de lama ___________________________________ 8:12 Seleção - por sólidos ___________________________________________________ 8:13 Seleção - por carga e volume ____________________________________________ 8:13 Seleção - por tipo de lama ______________________________________________ 8:14 Seleção – por Aplicação Industrial Minerais ______________________________________________________________ 8:15 Construção ____________________________________________________________ 8:16 Carvão _______________________________________________________________ 8:17 Refugo e reciclagem ____________________________________________________ 8:17 Potência e FGD ________________________________________________________ 8:17 Polpa e papel __________________________________________________________ 8:18 Metalurgia ____________________________________________________________ 8:18 Produtos químicos ______________________________________________________ 8:19 Mineração ____________________________________________________________ 8:19 Agitação – Introdução ___________________________________________________ 8:20 Agitação – Configurações típicas _________________________________________ 8:21 Agitadores – Seleção de tanque __________________________________________ 8:22 Agitadores – Seleção de impulsor ________________________________________ 8:23 Agitação – Esfregador por atrito__________________________________________ 8:25 Esfregador por atrito – Dimensionamento __________________________________ 8:26 “A Linha de Lama” ______________________________________________________ 8:26 Mangueiras de lama ____________________________________________________ 8:27 Ficha de Dados Técnicos Bomba de lama – XM ___________________________________________________ 8:30 Bomba de lama – XR ____________________________________________________ 8:30 Content.pmd 2005-05-13, 11:439 Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Bomba de lama, HM e HR________________________________________________ 8:31 Bomba de lama MM e MR________________________________________________ 8:32 Bomba de lama – VS ___________________________________________________ 8:33 Bomba de lama – VT ____________________________________________________ 8:34 Bomba de lama – VF ____________________________________________________ 8:35 Agitadores (Misturadores de lama) ________________________________________ 8:36 Condicionadores _______________________________________________________ 8:37 Esfregador por atrito ___________________________________________________ 8:38 9. Desgaste na Operação Introdução _____________________________________________________________ 9:1 Desgaste na operação – Causado por ______________________________________ 9:1 Desgaste por compressão ________________________________________________ 9:2 Desgaste por impacto (Alto) _______________________________________________ 9:2 Desgaste por impacto (Baixo) _____________________________________________ 9:3 Desgaste por deslizamento _______________________________________________ 9:3 Produtos do desgaste ____________________________________________________ 9:4 Produtos do desgaste – Aplicação _________________________________________ 9:4 Impacto pesado – Seleção _______________________________________________ 9:5 Impacto e deslizamento - Seleção (módulos) _________________________________ 9:5 Impacto e deslizamento - Seleção (laminado) ________________________________ 9:6 Deslizamento e acúmulo – Seleção _________________________________________ 9:6 Proteção contra o desgaste – Peças de desgaste ____________________________ 9:7 Peças de desgaste – Bombas de lama _____________________________________ 9:10 Informações a respeito de revestimentos de cerâmica _______________________ 9:11 Desgaste em encanamentos de lama ______________________________________ 9:12 10. Operação e Meio Ambiente Operação e meio ambiente – Introdução ___________________________________ 10:1 Pó ___________________________________________________________________ 10:1 Controle do pó – Básico _________________________________________________ 10:2 Ruído _________________________________________________________________ 10:4 Redução do ruído ______________________________________________________ 10:5 Proteção do ouvido _____________________________________________________ 10:7 11. Sistemas do Processo Introdução ____________________________________________________________ 11:1 Módulos do sistema, Agregados __________________________________________ 11:2 Módulos do sistema – Areia e cascalho ____________________________________ 11:2 Módulos do sistema – Minérios e minerais __________________________________ 11:3 Sistema do processo - Balastro de estrada de ferro _________________________ 11:4 Sistema do processo – Asfalto / Balastro de concreto _______________________ 11:4 Sistema do processo – Minério ferroso ____________________________________ 11:5 Sistema do processo – Minério de metal não precioso _______________________ 11:5 Sistema do processo – Minério contendo ouro ______________________________ 11:6 Sistema do processo – Carvão ___________________________________________ 11:6 Sistema do processo – Enchimentos de minerais industriais ___________________ 11:7 Sistema do processo – Areia para fabricação de vidro _______________________ 11:7 Sistema do processo – Diamantes (Quimberlito) _____________________________ 11:8 Sistema do processo – Caulim ___________________________________________ 11:8 Content.pmd 2005-05-13, 11:4310 Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Sistemas móveis _______________________________________________________ 11:9 Britador de mandíbula primário + Grizzly _________________________________ 11:10 Britador de impacto primário + Grizzly ___________________________________ 11:10 Moinho em caravana – Uma usina de concentração de minério pré-instalada ____ 11:11 12. Informações diversas Fatores de conversão ___________________________________________________ 12:1 Escala Padrão Tyler ____________________________________________________ 12:2 Densidade de sólidos ___________________________________________________ 12:3 Água e sólidos – Dados da densidade da polpa (Métrico e Imperial) ____________ 12:5 Metso Minerals Marcas no Processamento de Rochas e Minerais Allis Chalmers (AC) Allis Minerals System Altairac Armstrong Holland BarmacBergeaud Boliden Allis Cable Belt Conrad Scholtz Denver FACO GFA Hardinge Hewitt Robins Kennedy Van Saun KVS Kue-ken Seco Koppers Lennings Lokomo Marcy Masterscreens McDowell Wellman McNally Wellman Neims NICO Nokia Nolan Nordberg MPSI Orion PECO Pyrotherm Read REDLER Sala Scamp Skega Stansteel Stephens – Adamson Strachan & Henshaw Svedala Thomas Tidco Trellex Tyler Content.pmd 2005-05-13, 11:4311 Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Notas ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Content.pmd 2005-05-13, 11:4312 Manual do produto 1:1 Introdução In tr od uç ão Conceitos Básicos em Processamento de Minerais “A prática do processamento de minerais é tão antiga quanto a civilização humana. Os minerais e seus derivados têm formado nossas culturas de desenvolvimento desde o sílex do homem da Idade da Pedra até o minério de urânio da Era Atômica. Portanto, este manual “Conceitos Básicos em Processamento de Minerais” não tem como objetivo oferecer uma cobertura completa do tema acima. Nossa intenção é proporcionar aos técnicos que participam de operações de processamento de minerais informações práticas e úteis sobre o processo e equipamento utilizado, seus sistemas e o ambiente operacional. Embora os dados técnicos proporcionados sejam básicos, eles aumentarão a compreensão do funcionamento e desempenho de máquinas individuais. Definições básicas É importante conhecer as definições de mineral, rocha e minério, pois eles representam, em parte, produtos com valores diferentes, assim como diferentes sistemas de processament Mineral Rocha Minério Na+ Ca2+ Si4+ O2- CO22- Fe2+ OH- Calor Pressão Calor Pressão Calor Pressão Deformação Atividade química “Componentes naturais de “Compostos de minerais” “Rochas contendo minerais ou metais que químicos” elementos podem ser recuperados com lucro” Minerais artificiais “Minerais “feitos pelo homem” não são minerais por definição. Mas, do ponto de vista do processamento, são similares a minerais virgens e são tratados desta maneira (principalmente nos processos de reciclagem). Escória Concreto Cascalho Vidro e Cerâmica M in er al M in er al M in er al Ro ch a Ro ch a Ro ch a Ro ch a M in ér io M in ér io M in ér io Si O 2 C a C o 3 Fe 2 O 3 Chap 01 Introduction to Minerals Processing.pmd 2005-05-13, 10:191 1:2 Manual do produto Introdução In tr od uç ão Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Ab ra si vo s Co rin do Q ua rt zo Di am an te e ou tro s Vi dr o Q ua rt zo Fe ld sp at o C al ci ta Do lo m ita e ou tro s Pl ás tic o C al ci ta Ca ul im Ta lc o Vo la st on ita M ic a e ou tr os C er âm ic as Q ua rt zo Ca ul im Fe ld sp at o e ou tro s Fe rt ili za nt es Fo sf at o Po ta ss a C al ci ta Do lo m ita e o ut ro s M at er ia is d e en ch im en to e Pi gm en to Ba rit a Be nt on ita C al ci ta Do lo m ita Fe ld sp at o Ta lc o e ou tr os Re fr at ár io s Vo la st on ita C al ci ta Do lo m ita Co rin do e ou tro s N ão fe rr os os M et ai s nã o pr ec io so s Co br e Ch um bo Zi nc o e ou tr os M et ai s le ve s Al um ín io M ag né si o Ti tâ ni o M et ai s pr ec io so s O ur o Pr at a Pl at in a e ou tr os M et ai s ra ro s Ur ân io Rá di o Be ríl io e o ut ro s M in er ai s po r va lo r Ca rv ão Xi st o be tu m in os o Ar ei a as fá lti ca Ag re ga do , a re ia e ca sc al ho Ba la st ro d e co nc re to Ba la st ro d e as fa lto En ch im en to d e ro ch a Ar ei a in du st ria l e o ut ro s M in er ai s in du st ri ai s C om bu st ív ei s m in er ai s M in er ai s M in ér io s R oc ha Li ga s fe rr os as Li ga s M et ál ic as Cr om o Va ná di o M ol ib dê ni o Tu ng st ên io e ou tr os Fe rr os os Fe rr o Chap 01 Introduction to Minerals Processing.pmd 2005-05-13, 10:192 Manual do produto 1:3 Introdução In tr od uç ão Conceitos Básicos em Processamento de Minerais A estrutura do processamento de minerais O objetivo do processamento de minerais é produzir o valor máximo, a partir de uma determinada matéria prima. Este objetivo pode ser um produto britado com um determinado tamanho e formato ou a recuperação máxima de metais a partir de um minério complexo. As tecnologias utilizadas para alcançar estes objetivos são clássicas, complementares e bem definidas. Elas são apresentadas a seguir na Estrutura do Processamento de Minerais, sendo classificadas de acordo com sua correlação com o tamanho do produto e o ambiente de processamento (seco ou úmido). Sondagem (e dinamitação) é a tecnologia que permite a fragmentação primária de minerais in situ, sendo o pontode partida para a maioria dos processos minerais, com exceção de minerais naturais, na forma de areia e cascalho. Britagem e peneiramento é o primeiro estágio da redução controlada do tamanho no processamento, sendo também o processo principal na produção de agregados e de preparação para a redução adicional do tamanho. Moagem é o estágio de redução do tamanho (úmido ou a seco), quando a liberação do tamanho de minerais individuais pode ser obtida. Por meio da redução adicional produz-se material de enchimento (pó de mineral). O processamento da lama inclui as tecnologias para o processamento úmido de frações minerais. Piro-processamento inclui as tecnologias para melhoramento das frações minerais por meio da secagem, calcinação ou sinterização. Movimentação de materiais inclui as tecnologias para avançar o fluxo do processo através do carregamento, transporte, armazenamento e alimentação. Compactação de minerais inclui as tecnologias para movimentar e densificar minerais através da vibração, impacto e pressão, usadas principalmente na área de construção. Tamanho 1m 100 mm 10 mm 1 mm 100 mícron 10 mícron 1 mícron8 SONDAGEM MOAGEM ÚMIDA BRITAGEM E PENEIRAMENTO MOAGEM – SECA COMPACTAÇÃO PROCESSAMENTO DA LAMA Bombeamento Classificação Agitação Separação TRATAMENTO DE MATERIAIS PIRO Clarificação Espessamento Desidratação Secagem Calcinação Sinterização 100% líquido 100% sólido Chap 01 Introduction to Minerals Processing.pmd 2005-05-13, 10:193 1:4 Manual do produto Introdução In tr od uç ão Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Em 1813, o geólogo austríaco, Mohs, classificou os minerais de acordo com sua dureza. Processamento de minerais e dureza Todos os depósitos de minerais, rochas ou minérios, têm dureza diferente, dependendo da composição química e do ambiente geológico. Tamanho e dureza Todas as operações têm ambientes de processamento diferentes, devido à variação no tamanho e dureza do mineral. É importante saber o limite da “variação” em que operamos, pois isto afetará muitos processos e parâmetros (taxa de desgaste, tempo ativo, custos operacionais, etc.). O tamanho e a dureza juntos proporcionam informações interessantes. Na operação, precisamos naturalmente de mais informações sobre o material de alimentação. Consulte o índice operacional e o índice de abrasão, seção 3, página 2 para mais informações. 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Dureza Mohs MINERAIS INDUSTRIAIS ROCHA BALASTRO AREIA MINERAIS METÁLICOSMATERIAIS DE CONSTRUÇÃO AGREGADOS MATERIAL DE ENCHIMENTO GROSSO E FINO AREIA MICRO ENCHIMENTO Tamanho 1m 100 mm 10 mm 1 mm 100 mícron 10 mícron 1 mícron A Escala de Mohs é uma classificação simples: 1. Talco 2. Gipso 3. Calcita 4. Fluorita 5. Apatita 6. Feldspato 7. Quartzo 8. Topázio 9. Corindo 10. Diamante Esmagado com a unha Arranhado com a unha Arranhado com um prego de ferro Arranhado facilmente com uma faca Arranhado com uma faca Difícil de arranhar com uma faca Arranha o vidro Arranhado com quartzo Arranhado com um diamante Não pode ser arranhado Grafita, enxofre, mica, ouro Dolomita Magnesita Magnetita Granito, Pirita Basalto Berílio 8 Chap 01 Introduction to Minerals Processing.pmd 2005-05-13, 10:194 Manual do produto 1:5 Introdução In tr od uç ão Conceitos Básicos em ProcCAPÍTULOessamento de Minerais As Forças de tensão mecânica das rochas Além do tamanho e dureza, as forças clássicas de tensão mecânica das rochas representam as funções fundamentais da maioria do que fazemos no processamento de minerais. Elas nos orientam na criação de equipamento, no planejamento de sistemas, na proteção contra o desgaste, etc. Elas estarão sempre presentes e devem sempre ser levadas em consideração. Tensão Compressão Impacto Cisalhamento Atrito Chap 01 Introduction to Minerals Processing.pmd 2005-05-13, 10:195 CAPÍTULO 2 Manual do produto 2:1 Minerais em operação Conceitos Básicos em Processamento de Minerais M in er ai s em op er aç ão Etapas da operação As etapas da operação no processamento de minerais têm permanecido as mesmas por milhares de anos. É claro que temos avançado no desenvolvimento de equipamento e processos desde então, mas os cristais de minerais duros, abrasivos e não homogêneos devem ser tratados de modo especial, a fim de extrairmos o valor máximo de cada fração. O padrão operacional a seguir vêm sendo usado desde a época do “mineralis antiqua.” Etapa inicial: Ponto de início do processamento de materiais Redução do tamanho e controle: Processos para produzir a distribuição do tamanho requerido, a partir do material de alimentação. Enriquecimento: Processos para melhorar o valor dos minerais, através da lavagem e/ou separação. Beneficiamento: Processos para produzir os produtos finais requeridos, a partir de minerais de valor e resíduos. Movimentação de Materiais: Operações para avançar os processos com um mínimo de alteração do fluxo. Proteção: Medidas para proteger o ambiente de processamento contra o desgaste, a poeira e o ruído. Operação – à seco ou úmida? ETAPA INICIAL REDUÇÃO DO TAMANHO E CONTROLE ENRIQUE- CIMENTO BENEFICIA- MENTO MOVIMENTAÇÃO DE MATERIAIS PROTEÇÃO Observação: A taxa de desgaste é geralmente maior no processamento úmido! Processamento a seco • Quando a água não é necessária no processamento • Quando não se permite água no processamento Processamento úmido Em todas as outras situações devido a: • Melhor eficiência • Instalação mais compacta • Ausência de pó Chap 02 Minerals in Operation.pmd 2005-05-13, 10:331 2:2 Manual do produto Minerais em operação Conceitos Básicos em Processamento de Minerais M in er ai s em op er aç ão Frentes de pedreira e mineração As frentes de pedreira e mineração são os pontos de partida para a recuperação de rochas e minerais de valor de depósitos subterrâneos e na superfície. As operações constam de sondagem (dinamitação) britagem inicial (opcional) e tratamento do material, à seco e úmido. Subterrânea Frentes naturais Nas frentes glaciais, aluviais e marinhas, a natureza faz a maior parte do trabalho primário de redução do tamanho. A matéria prima, como a areia, argila e o cascalho são importantes no processamento de balastro de construção, metais e minerais industriais de enchimento. As operações constam do tratamento de materiais (a seco e úmido) e britagem inicial (opcional). Glacial A areia e o cascalho glaciais ocorrem em áreas que estão ou estiveram cobertas por gelo. O material é redondo e totalmente sem classificação, com tamanhos de distribuição heterogênea que variam de pedras maiores que 1 m (3ft) a sedimentos (2-20 mícrons). A contaminação de argila concentra-se em camadas bem definidas. A céu aberto Mineração e extração Chap 02 Minerals in Operation.pmd 2005-05-13, 10:332 Manual do produto 2:3 Minerais em operação Conceitos Básicos em Processamento de Minerais M in er ai s em op er aç ão Marinha A areio e o cascalho marinho freqüentemente têm uma distribuição mais limitada de tamanho que outros tipos de areia e cascalho. Os minerais na areia marinha e no cascalho passaram por milhares e até milhões de anos de atrito natural, como a erosão nas cadeias de montanhas e a moagem durante o transporte até o mar. As partículas tornam-se arredondadas e o conteúdo de argila é bastante reduzido. As frentes marinhas em certas áreas contém metais pesados como a hematita, magnetita, o rutilo e outros. Aluvial O tamanho da areia aluvial e do cascalho depende da velocidade do fluxo da água, entre outros fatores. Normalmente o tamanho máximo é de cerca de 100 mm (4"). A areia aluvial eo cascalho têm uma distribuição homogênea de tamanho. As partículas maiores têm com freqüência um conteúdo elevado de sílica. O conteúdo de argila é alto, normalmente na ordem de 5 a 15%. As frentes aluviais em certas áreas contém ouro, estanho e pedras preciosas. Chap 02 Minerals in Operation.pmd 2005-05-13, 10:333 2:4 Manual do produto Minerais em operação Conceitos Básicos em Processamento de Minerais M in er ai s em op er aç ão Redução do tamanho Britagem de rochas e minerais A maior operação no processamento de minerais é por tonelada. O objetivo é a produção de frações de rocha ou (raramente) de minerais para utilização como material de enchimento, na produção de concreto e asfalto. Normalmente, os parâmetros de qualidade são a resistência, o tamanho e o formato. As frações de tamanho, veja a seguir, são avaliadas de acordo com intervalos definidos de tamanho que somente podem ser obtidos através da britagem; veja a seção 3. >1000 >500 >100 >80 64 32 22 16 11 8 4 0 Tamaho mm BRITADOR GIRATÔRIO PRIMÁRIO BRITADORES BRITADOR CÔNICO SECUNDÁRIO VSI BRITADOR CÔNICO TERCIÁRIO Product value 1 m 100 mm 1 0 mm 1 mm 100 mícron 10 mícron 1 mícron 100 micron BRITADOR GIRATÔRIO PRIMÁRIO BRITADOR DE MANDÍBULA VSI MOHINOS MOINHO VERTIMILL Britagem e moagem de minério e minerais Normalmente, a redução do tamanho do minério é feita de modo a liberar minerais de valor da rocha onde estão depositados. Isto significa que devemos alcançar o tamanho de liberação, normalmente no intervalo de 100-10 mícrons, veja a curva de valor 1. Se a matéria prima for um mineral simples (Calcita, Feldspato e outros), normalmente o valor se encontra na produção de um pó bem fino (material de enchimento), veja a curva de valor 2. De modo a aumentar o valor na redução do tamanho de rochas e minerais, veja a seguir, temos que britar e moer em várias combinações, veja a seção 3. AG/SAG SEIXO BOLA BARRA 1. 2. Tamanho 8 BRITADORES DE IMPACTO BRITADOR DE MANDÍBULA BRITADOR CÔNICO MOINHO VIBRADOR BRITADORES/BRITATODORES DE IMPACTO Chap 02 Minerals in Operation.pmd 2005-05-13, 10:334 Manual do produto 2:5 Minerais em operação Conceitos Básicos em Processamento de Minerais M in er ai s em op er aç ão 1 m 10 mm 10 mm 1 mm 100 mícron 10 mícron 1 mícron 100 mícron Controle do tamanho Tanto os britadores como os moinhos de trituração não são muito precisos quando se trata do tamanho correto do produto final. A razão encontra-se em parte na variação da composição de cristais dos minerais (duro-mole, abrasivo- não abrasivo) e em parte na configuração e no desempenho do equipamento. Controle do tamanho é a ferramenta de melhoria do tamanho das frações nas etapas do processo e no produto final. Para as partes mais grossas do processo, utiliza-se peneiras (na prática, acima de 1-2mm). Para as partes finas, temos que usar uma classificação com classificadores espiral e/ou hidrociclones, veja a seção 4. Enriquecimento - lavagem A lavagem é o método mais simples de enriquecimento, usada para melhorar o valor das frações de rocha e mineral do tamanho da areia e maiores. A remoção de impurezas da superfície, como argila, poeira, materiais orgânicos ou sais é freqüentemente necessária para um produto vendável. Técnicas diferentes são utilizadas, dependendo da dureza com que as impurezas aderem à superfície da rocha ou mineral, veja a seção 5. Lavagem utilizando Peneiras úmidas Esfregadores Câmaras de atrito Leitos gravitacionais Tamanho 8 Chap 02 Minerals in Operation.pmd 2005-05-13, 10:345 2:6 Manual do produto Minerais em operação Conceitos Básicos em Processamento de Minerais M in er ai s em op er aç ão Enriquecimento - separação A maioria dos minerais de valor (metálicos e industriais) são avaliados por sua pureza. Após a liberação, através da redução e controle do tamanho, os minerais estão prontos para a separação. Dependendo de suas propriedades individuais, os minerais podem ser recuperados por meio de diferentes métodos de separação, veja a seção 5. Size 100 mm 10 mm 1 mm 100 mícron 10 mícron 1 mícron Beneficiamento Após a operação de enriquecimento temos um produto de valor (concentrado) e um produto sem valor (refugo). Estes produtos provavelmente não são vendáveis ou elimináveis, devido ao conteúdo de água de processamento, tamanho das partículas ou composição química. Beneficiamento significa os métodos para aumentar o valor destes produtos através da sedimentação, desidratação mecânica, secagem, calcinação ou sinterização e pela recuperação da água de processamento do refugo, possibilitando a sua eliminação, veja a seção 6. Gravimétrica Flutuação Magnética Lixiviação � �� ����� � Beneficiamento por métodos Gravidade Ar • = mineral de valor CUSTO RELATIVO SINTERIZAÇÃO CALCINAÇÃO SECAGEM DESIDRATAÇÃO POR PRENSAS DE TUBO DESIDRATAÇÃO POR FILTROS DE PRESSÃO DESIDRATAÇÃO POR FILTROS DE VÁCUO DESIDRATAÇÃO POR PENEIRAS DESIDRATAÇÃO POR ESPIRAIS SEDIMENTAÇÃO Chap 02 Minerals in Operation.pmd 2005-05-13, 10:346 Manual do produto 2:7 Minerais em operação Conceitos Básicos em Processamento de Minerais M in er ai s em op er aç ão Movimentação de materiais: Embora as diferentes etapas do processamento possam ocorrer em vários locais, possam contar com diversas condições de alimentação e ter diferentes ciclos, etc., sem uma infra-estrutura adequada para a movimentação de materiais, nenhum sistema de processamento poderá funcionar. A movimentação de materiais secos baseia-se nas operações de carga, descarga, transporte, armazenamento e alimentação, veja a seção 7. A movimentação de materiais úmidos, chamada de tratamento dos materiais em suspensão baseia-se também nas operações de transporte (através de bombas e mangueiras), alimentação e armazenamento (através da agitação dos materiais em suspensão), veja a seção 8. Tratamento a seco Tratamento dos materiais em suspensão TERIZAÇÃO ����������� � �� � � � � ��� � � ��� ��� � � ����� ��� � � �� ����� ��� � ����� ��� � ��������� �� ��� � � �� �� � � �� �� ��� � � ��� � � � ���� � � Chap 02 Minerals in Operation.pmd 2005-05-13, 10:347 2:8 Manual do produto Minerais em operação Conceitos Básicos em Processamento de Minerais M in er ai s em op er aç ão Desgaste na operação Sempre que a energia em qualquer forma penetra a rocha, minério ou mineral, ocorre o desgaste. Existe, é claro, uma diferença se os minerais são duros ou moles, pequenos ou grandes, secos ou úmidos, mas o desgaste sempre estará presente. Tanto as máquinas como as estruturas devem ser protegidas contra o desgaste através do uso de metais, polímeros ou materiais compostos. Veja a seção 9, Desgaste na operação. VO Chap 02 Minerals in Operation.pmd 2005-05-13, 10:348 Manual do produto 2:9 Minerais em operação Conceitos Básicos em Processamento de Minerais M in er ai s em op er aç ão Operação e meio ambiente Se o desgaste é perigoso para o equipamento e as estruturas, a poeira e o ruído são o perigo principal para os operadores. O Pó é um problema tanto para o equipamento, como para os operadores no processamento a seco. O Ruído é um problema para os operadores, tanto no processamentoa seco, quanto no úmido. Tradicionalmente, o meio ambiente do processamento de minerais tem uma má reputação.Isto está mudando rapidamente, devido às restrições severas determinadas por lei e maiores exigências por parte dos operadores, veja a seção 10, Operação e meio ambiente. VOLUME x PREÇO – CUSTO + MOTIVAÇÃO = S Valores da operação Embora os preços dos produtos de uma operação sejam raramente determinados pelo produtor, mas pelo mercado comprador, existe sempre a possibilidade de se aumentar o lucro da operação através do valor agregado gerado pela operação em si. • Ao aumentar a produção, podemos aumentar o volume do produto • Ao aumentar a qualidade, podemos aumentar o preço dos produtos • Ao intensificar o controle do custo, podemos reduzir os custos da operação • Ao melhorar o conforto dos operadores, podemos aumentar sua motivação e reduzir as interrupções na operação Isto pode ser feito através de pequenos ajustes, melhorando o serviço ou reinvestindo em equipamento mais eficaz, veja todas as seções. Valor agregado da operação Controle do Custo Conforto DISPONIBILIDADE (tempo útil) TAMANHO/ FORMATO CAPITAL SEGURANÇA CAPACIDADE PUREZA/ RECUPERAÇÃO ENERGIA MEIO AMBIENTE FLEXIBILIADE COMPACTAÇÃO/ DENSIDADE MATERIAL RELAÇÕES Produção Qualidad Chap 02 Minerals in Operation.pmd 2005-05-13, 10:349 C A P Í T U L O 3 Manual do produto 3:1 Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Processo de redução do tamanho Por serem cristais, os minerais têm a tendência de quebrar-se em uma quantidade inumerável de tamanhos e formatos na presença de energia. A dificuldade na redução do tamanho é a arte de limitar o número de tamanhos muito pequenos ou muito grandes durante a redução. Se este aspecto não for controlado, a tendência do mineral é seguir o comportamento natural do cristal, terminando normalmente em uma grande quantidade de finos. Redução do tamanho dos minerais - de acordo com a natureza Observação! Portanto, o truque quando se produz produtos de qualidade a partir de rochas e minerais (exceto materiais de enchimento) é manter as curvas de redução o mais íngremes possível. Normalmente somos pagos para isto, quanto menor ou mais estreita a fração, maior o valor! Para alcançar este objetivo, precisamos selecionar o equipamento correto dentro do repertório da redução adequada do tamanho. Todo equipamento é diferente no que diz respeito à técnica e taxa de redução, tamanho da alimentação etc., devendo ser combinado da melhor maneira possível para se obter ou aproximar-se do intervalo do calibre requerido para o produto final. I II III IV V Etapa de redução 80% passando Size 1m 100 mm 10 mm 1 mm 100 mícron 10 mícron 1 mícron8 Chap 03 Size Reduction.pmd 2005-05-13, 11:141 3:2 Manual do produto Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Índice Operacional de Impacto Wi Índice de Abrasão = Ai Material Valor Wi Basalto 20 ± 4 Diábase 19 ± 4 Dolomita 12 ± 3 Minéro de ferro, Hematita 11 ± 3 Minéro de ferro, Magnetita 8 ± 3 Gabro 20 ± 3 Gnaisse 16 ± 4 Granito 16 ± 6 Grauvaque 18 ± 3 Calcário 12 ± 3 Quartzito 16 ± 3 Pórfiro 18 ± 3 Arenito 10 ± 3 Sienito 19 ± 4 Material Valor Ai Basalto 0,200 ± 0,20 Diábase 0,300 ± 0,10 Dolomita 0,010 ± 0,05 Minéro de ferro, Hematita 0,500 ± 0,30 Minéro de ferro, Magnetita 0,200 ± 0,10 Gabro 0,400 ± 0,10 Gnaisse 0,500 ± 0,10 Granito 0,550 ± 0,10 Grauvaque 0,300 ± 0,10 Calcário 0,001 – 0,03 Quartzito 0,750 ± 0,10 Pófiro 0,100 – 0,90 Arenito 0,600 ± 0,20 Sienito 0,400 ± 0,10 INFLUENCIANDO • Redução do tamanho • Requisitos de energia • Condição da máquina INFLUENCIANDO • Taxa de desgaste Material de alimentação Todas as operações de redução do tamanho, tanto britagem como moagem, são determinadas, sem dúvida, pelas caraterísticas de alimentação dos minerais (rocha/minério) que avançam no circuito. Os parâmetros chave necessários são a capacidade de “britagem ou moagem” chamada também de “índice operacional” e o “perfil de desgaste”, chamado “índice de abrasão”. Os valores de alguns materiais típicos de alimentação da britagem de rochas, minerais e minério encontram-se na tabela abaixo. Britadores de compressão Britadores de Impacto (tipo horizontal) Mandíbula 3-4 Giratório 3-4 Cônico 4-5 3-8 Moinhos de trituração (tipo tambor) Barra 100 Bola 1000 AG & SAG 5000 Britadores de Impacto (tipo vertical) Com relação ao Índice Operacional (Bond) para moagem, veja 3:24 Taxa de Redução Como ilustrado acima, todas as operações de redução do tamanho são realizadas por etapas. Todo o equipamento em questão, britadores ou moinhos de trituração têm uma relação diferente entre as aberturas de alimentação e descarga. Isto se chama coeficiente de redução, cujos valores típicos encontram-se a seguir. 10-15 Chap 03 Size Reduction.pmd 2005-05-13, 11:142 Manual do produto 3:3 Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais A arte da britagem Assim como as metas da produção não são sempre iguais, a britagem tem significados diferentes em operações diversas. Britagem de rochas Redução limitada Formato cúbico Tamanho acima e abaixo do normal importante Flexibilidade Britagem e peneiramento Britagem de cascalho Redução limitada Formato cúbico Tamanho acima e abaixo do normal importante Flexibilidade Menos britagem – mais peneiramento Britagem de minério Redução máxima Formato não tem importância Tamanho acima e abaixo do normal menos importante Flexibilidade de menor importância Mais britagem – menos peneiramento Custo de produção baixo Alta utilização Chap 03 Size Reduction.pmd 2005-05-13, 11:153 3:4 Manual do produto Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Britagem de minério e minerais Nestas operações, obtém-se o valor no produto fino, digamos, abaixo de 100 mícrons (tela 150). Normalmente, a redução do tamanho pela britagem é de importância limitada, além do tamanho máximo do produto a ser britado. Isto significa que o número de etapas da britagem pode ser reduzido, dependendo do tamanho de alimentação aceito pela etapa primária de britagem. Britagem “clássica” de minério de 3-etapas antes do moinho de barra Britagem típica de minério 1-2 etapas antes do moinho AG-SAG Moagem primária Moagem primária Moagem primária Britagem secundária “direta” “britagem prévia de tamanho crítico” Britagem primária Britagem primária Britagem secundária Britagem primária “britagem de tamanho crítico” a partir da descarga do moinho Britagem terciária Moagem úmida ou seca Britagem primária Britagem secundária Chap 03 Size Reduction.pmd 2005-05-13, 11:164 Manual do produto 3:5 Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Tamanho do material de alimentação: F80 = 400 mm Rocha dinamitada, 80% menor que 400 mm Tamanho do produto P80 = 16 mm Agregados para estrada ou para alimentação de moinho de barra 80% menor que 16mm Taxa total de redução (R) F80/P80 400/16 = 25 Taxa de redução na etapa de britagem primária R1 = 3 Taxa de redução na etapa de britagem secundária R2 = 4 O total nas 2 etapas de britagem equivale a R1xR2 = 3x4 = 12 Isto não é suficiente. Necessitamos de uma terceira etapa de britagem.* !A mesma taxa de redução com alimentação mole (abaixo de 6 mohs) é feita em duas etapas de HSI (britadores de impacto de eixohorizontal), pois os mesmos podem facilmente reduzir 1:10 em cada etapa, proporcionando uma possibilidade de redução máxima de 1:100. 100 mícron I II III >1000 >500 >100 >80 64 32 22 16 11 8 4 0 Tamhano mm *Uma vez que temos que usar três etapas, podemos reduzir um pouco a taxa em cada etapa, dando mais flexibilidade ao circuito! ���� �� �� �� �� �� � � �� �� � ������� ������������������� ������� ����������������������� � � � �� �� � � � � � �� �� � � � � � �� � � � � Britagem – Cálculo da taxa de redução Todos os britadores têm uma taxa de redução limitada, no sentido de que a redução do tamanho ocorre em etapas. O número de etapas é orientado pelo tamanho da alimentação e pelo produto requerido, como no exemplo a seguir. Pe rc en ta ge m p as sa nd o Por exemplo: Redução na primeira etapa R1 = 3 Redução na segunda etapa R2 = 3 Redução na terceira etapa R3 = 3 Juntas, estas três etapas dão R1xR2xR3 = 3x3x3 = 27 = redução suficienteEtapa IBRITADOR DE MANDÍBULA Taxa de redução 1:3 Etapa II BRITADOR CÔNICO Taxa de redução 1:3 Etapa III BRITADOR CÔNICO Taxa de redução 1:3 Chap 03 Size Reduction.pmd 2005-05-13, 11:165 3:6 Manual do produto Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Seleção de britadores Sabendo o número de etapas de britagem, podemos então começar a selecionar o britador correto para cada etapa de redução. Dependendo das condições operacionais, abertura da alimentação, capacidade, dureza, etc., sempre existem algumas opções. Para britadores primários, veja a seguir. Britadores estacionários – de superfície e subterrâneos Giratório Primário Mandíbula Impacto Britadores móveis Mandíbula + sobre lagartas De impacto + sobre lagartas Para britadores móveis, veja a seção 11:9 a seguir Britador primário - Tipo Para alimentação macia (abaixo de 5 Mohs) um Britador de Impacto horizontal (HSI) é normalmente a primeira opção, se a capacidade não for muito alta. Para alimentação mais dura pode-se escolher entre um britador giratório ou de mandíbula, veja a seguir. Abertura de alimentação Abertura de Britador de mandíbula alimentação Britador giratório Abertura de descarga Abertura de descarga Britador de mandíbula Britador giratório Regra 1: Se possível, usar sempre um britador de mandíbula, pois é a alternativa mais econômica. Regra 2: Para baixa capacidade usar um britador de mandíbula e um martelo hidráulico para tamanhos extra grandes. Regra 3: Para alta capacidade usar um britador de mandíbula com abertura de alimentação grande Regra 4: Para capacidades muito altas usar um britador giratório Chap 03 Size Reduction.pmd 2005-05-13, 11:166 Manual do produto 3:7 Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 S 42 - 65 S 48 - 74 S 54 - 75 S 60 - 89 S 60 - 100 Capacidade t/h Abertura máxima de alimentação mm (polegadas: dividir por 25) 1500 1000 500 1000 2000 3000 4000 Britador primário - Dimensionamento A dimensão dos britadores normalmente é de acordo com o maior tamanho da alimentação. Com relação a um determinado tamanho de alimentação, se soubermos a capacidade, podemos selecionar a máquina correta, veja abaixo. Não é fácil determinar o dimensionamento correto de qualquer britador, portando, o gráfico abaixo deve ser usado apenas como orientação. Exemplo: A alimentação consiste de minério de rocha dura dinamitada, com tamanho máximo de 750mm. A capacidade é de 2000 t/h. Que tipo de britador primário pode fazer o trabalho? Confira as duas máquinas de compressão abaixo e determine o ponto de determinação do tamanho! A seleção correta é o tipo superior S60-89 Britador Primário – Abertura de alimentação vs capacidade Britador Primário de Mandíbula – Abertura de alimentação vs capacidade Primary Impactor – Feed size vs capacity Capacidade t/h Abertura máxima de alimentação mm (polegadas: dividir por 25) 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Abertura máxima de alimentação mm (polegadas: dividir por 25) C110 C125 C140 C160 C200 C80 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 Capacidade t/h NP2023 NP1415 NP1313 NP1620 NP-1210 C3055 C63 Ficha de dados, veja 3:28 Ficha de dados, veja 3:29 Ficha de dados, veja 3:30 C100 Chap 03 Size Reduction.pmd 2005-05-13, 11:167 3:8 Manual do produto Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Ontem Hoja Demanda • Grande abertura de alimentação • Alta capacidade • Alimentação controlada • Formato SBritador secundário - Tipo Em um circuito de britagem de rocha, a segunda etapa normalmente começa a ter importância no controle do tamanho e formato. Por isso, o britador de mandíbula, na maioria dos casos, não se classifica como um britador secundário. Em vez disso, o britador cônico é usado com mais freqüência. Além disso, nos circuitos de pulverização (britagem e moagem) de minério e minerais, o britador cônico é freqüentemente usado como a etapa secundária, veja 3:4. O uso de um HSI secundário representa sempre uma restrição na dureza da alimentação. HSI Britador cônico – Um conceito potente Comparado aos outros britadores, o britador cônico tem certas vantagens, tornando-o bastante adequado para a redução do tamanho e formato a jusante em um circuito de britagem. A razão disto é a câmara de britagem, assim como as possibilidades de mudar as aberturas de alimentação e descarga durante a operação. Geometria da câmara Montagem da câmara Ângulo decontração Manta Côncava superior CSS Montagem Lado Fechado OSSCSS Montagem do lado fechado (CSS) + Montagem do lado excêntrico (Ecc.) = Montagem do lado aberto (OSS) • Entrada da câmara corresponde ao tamanho de alimentação • Máquinas de dimensões diferentes têm diversas opções de câmaras (outros tipos de britador não têm). • Cada câmara têm uma determinada abertura de alimentação vs relação de capacidade • Um Ecc. elevado (com o mesmo CSS) não só proporcionará uma maior capacidade, mas também uma descarga mais grossa. • Um CSS reduzido não só aumentará a cubicidade, mas também reduzirá a capacidade e aumentará o risco de obstrução. Tamanho aproximado da descarga: Do cônico 70-80% <CSS Do giratório 55-60% <CSS Ecc. Limitations in Wi and Ai Manta Côncava CSS Montagem Lado Fechado Côncava inferior Britador de mandíbula Britador Cônico Chap 03 Size Reduction.pmd 2005-05-13, 11:178 Manual do produto 3:9 Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Capacidade t/h Abertura máxima de alimentação mm (polegadas: dividir por 25) 250 500 750 1000 400 300 200 100 GP500S GP300S GP200S GP100S Britador Cônico – Abertura de alimentação vs capacidade (Faixa HP e MP) Britadores secundários – Abertura de alimentação vs capacidade (Faixa GPS) Abertura máxima de alimentação mm (polegadas: dividir por 25) Capaci- dade t/h HP400 50 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 5000 MP800HP800 HP500 Feed top size mm (inch: divide by 25) 800 600 400 200 100200 300 400 500 600 700 800 Britador de impacto secundário – Abertura de alimentação vs capacidade NP 1315 SR NP1520 SR Capacidade t/h Britadores secundários - Dimensionamento Ficha de dados, veja 3:31 Ficha de dados, veja 3:32e 3:34 Ficha de dados, veja 3:30 MP1000400 300 200 100 NP1213 SR a Chap 03 Size Reduction.pmd 2005-05-13, 11:179 3:10 Manual do produto Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Etapa final de britagem – Muito mais que britagem Para muitos circuitos de rocha e cascalho, a etapa final de britagem é de interesse especial. O dimensionamento final e o formato ocorre nesta etapa, influenciando o valor do produto final. Há apenas duas opções para os circuitos de rocha dura, os britadores cônicos ou os britadores de impacto de eixo vertical (VSI). VSI – Britador de impacto autógeno para britagem de rocha contra rocha Os britadores de impacto horizontais normalmente usam o impacto de rocha contra metal. Isto representa uma restrição nos circuitos de britagem, com material de alimentação duro, quando o desgaste pode ser dramaticamente elevado. O Britador de Impacto VSI do tipo Barmac usa a tecnologia de impacto rocha- contra-rocha, sendo que a maioria da estrutura oferece proteção contra a rocha, veja a seguir. Isto significa que se pode utilizar também as vantagens da técnica de impacto em operações de rocha dura. A ação de britagem se dá na “nuvem de rocha” na câmara de britagem e não na proteção contra a rocha. Função VSI Mais comum Demandas Variáveis Abertura máxima Câmara de de alimentação britagem Capacidade Dimensão do britador Formato do Ajuste / produto velocidade Britador Cônico VSI Proteção contra a rocha Chap 03 Size Reduction.pmd 2005-05-13, 11:1710 Manual do produto 3:11 Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais MP1000 25 125 250 375 500 625 750 900 Britadores Cônicos Terciários – Série GP* - Abertura de alimentação vs capacidade *Abertura máxima de alimentação a um ajuste de 10mm Para HP 100 - 300 Ajuste de 19 mm para HP 400 - 800 MP 800 - 1000 Britador final - Dimensionamento Britador VSI – Abertura de alimentação vs capacidade Ficha de dados, veja 3:33 Britadores cônicos terciários – Série HP* e MP* - Abertura de alimentação vs capacidade *Abertura máxima de alimentação a um ajuste mínimo de 10mm e perfil de revestimento grosso 200 150 100 Capacidade t/h Ficha de dados, veja 3:32 e 3:34 MP800 GP500 GP300 25 125 250 375 500 625 GP200 Capacidade t/h GP100 HP800 HP500HP400 HP300HP200 HP100 Abertura máxima de alimentação mm (polegadas: Dividir por 25) Ficha de dados, veja 3:35 100 200 300 400 500 600 700 800 900 70 60 50 40 30 20 10 XD120B9100 B8100 B 51 00 B 61 00 B 30 00 B7100 Capacidade t/h 200 150 100 Abertura máxima de alimentação mm (polegadas: Dividir por 25) Abertura máxima de alimentação mm (polegadas: Dividir por 25) Chap 03 Size Reduction.pmd 2005-05-13, 11:1711 3:12 Manual do produto Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Britagem úmida antes da moagem WaterFlush (jorro de água) é um processo de britagem úmida para produzir um produto mais escamoso e mais fino, por meio de britadores cônicos especialmente projetados. O método foi criado para aplicações de mineração consistindo de britagem secundária e manufatura de areia e britagem fina de minério antes da lixiviação. A descarga típica do britador é um material em suspensão com 30 a 70% de sólidos. A alimentação escamosa se quebra facilmente no moinho de trituração seguinte. O WaterFlush pode ser uma alternativa à britagem convencional, antes da moagem, em aplicações com problemas de acumulação de tamanho crítico, nos circuitos de trituração tipo AG/SAG e moinhos de cascalho, veja moagem na página seguinte. Faixa de rendimento: Modelo TPH kW/hp instalado Taxa de redução (máx.) WF200 20-60 125/168 7.0 WF300 60-100 200/268 7.0 WF400 90-120 300/400 8.5 WF500 120-150 350/470 8.5 WF800 300-350 500/670 8.5 WF900 400-500 650/872 8.5 Chap 03 Size Reduction.pmd 2005-05-13, 11:1712 Manual do produto 3:13 Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Moagem – Introdução A redução do tamanho por meio da moagem tem uma limitação de tamanho para o produto final. Se necessitarmos de redução adicional, digamos abaixo de 5- 20mm, temos que utilizar os processos de moagem. Moagem é o processo de redução a pó ou pulverização, usando as forças mecânicas de impacto, compressão, cisalhamento e atrito da rocha. Os dois objetivos principais do processo de moagem são: • Liberar minerais individuais presos nos cristais de rocha (minério) facilitando, portanto, o enriquecimento subseqüente na forma de separação. • Produzir finos (ou materiais de enchimento) a partir de frações minerais, pelo aumento da superfície específica. Métodos de moagem Moinhos de trituração – Taxas de redução Todos os britadores, inclusive os de impacto, têm uma taxa limitada de redução. Devido à configuração, há uma restrição no tempo de retenção do material que passa. Como a moagem ocorre em espaços mais “abertos”, o tempo de retenção é maior e pode ser facilmente ajustado durante a operação. Mostramos abaixo, em teoria, o tamanho e a potência de redução dos diferentes moinhos de trituração. Na prática, a redução do tamanho pela moagem é feita também em etapas otimizadas. 1 m 100 mm 10 mm 1 mm 100 mícron 10 mícron 1 mícron AG (kw 15-13 000) BARRA (kw 3-1500) 50 mm (2”) 600 mícrons BOLA (kw 1.5-10 500) 15 mm (0.6”) BARRA (kw 7.5-1120) 6 mm (3 mesh) VIBRAÇÃO (kw 10-75) 6 mm (3 mesh) 45 mícrons SAM (kw 7-75) 2 mm (9 mesh) 2 mícrons MOINHO DE AGITAÇÃO (kw 18.5-1100) 100 mícrons 2 mícrons seco/úmido seco/úmido seco/úmido dry SAG (kw 15-20 000) 400 mm (16”) 400 mm (16”) 75 mícrons seco/ úmido seco/ úmido seco/úmido 75 mícrons 20 mícrons 5 mícrons Por volteio em tambor rotativo Por agitação Por vibração Chap 03 Size Reduction.pmd 2005-05-13, 11:1713 3:14 Manual do produto Redução do tamanho R ed uç ão d o ta m an ho Conceitos Básicos em Processamento de Minerais Moagem – Moinhos de tambor Moinho autógeno (AG) • A seco ou úmido • Primário, moagem grossa (abertura de alimentação até 400 mm) • O meio de moagem é a alimentação de moagem • Alta capacidade (tempo de retenção curto) • Sensível à composição da alimentação (material de tamanho crítico) Para a ficha de dados, veja 3:36 Moinho semi autógeno (SAG) • A seco ou úmido • Maior capacidade que a moagem no moinho A-G • Primário, moagem grossa (abertura de alimentação até 400 mm) • O meio de moagem é a alimentação de moagem mais 4-12% carga de bola (diâmetro da bola 100-125 mm) • Alta capacidade (tempo de retenção curto) • Menos sensível à composição da alimentação (material de tamanho crítico) veja a ficha de dados 3:36 Rod mill • Somente úmido • Moagem grossa • Moinho primário para usinas de capacidade abaixo de 200t/h • Moagem grossa com controle máximo do tamanho sem classificação • Distribuição estreita do tamanho da partículas • Geralmente a seco • Moagem grossa e alta capacidade • Aplicações especiais • Descarga
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