PROSPECÇÃO MINERAL ATRAVÉS DE AMOSTRAS PONTUAIS

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PROSPECÇÃO MINERAL ATRAVÉS DE AMOSTRAS PONTUAIS 
(CAP’S) E AMOSTRA DE CANAL (CAN) NA DETERMINAÇÃO DA 
QUALIDADE DO MINÉRIO DE FERRO 
 
 
 
Gesialdo Gomes FERREIRA 
Kellen Marfiza de OLIVEIRA 
Lucyene Passos RODRIGUES 
Wilson José Vieira da COSTA 
Arlete Vieira da SILVA 
 
Faculdade de Engenharia de Minas Gerais - FEAMIG 
 
 
 
RESUMO 
 
 
O estudo trata da coleta das amostras de prospecção mineral CAP’s e CAN, 
determinadas pelo mapeamento geológico através do reconhecimento dos teores 
constituintes no minério de ferro. São realizados ensaios físicos e químicos em 
laboratórios, para posterior levantamento das reservas existentes e adequação do 
controle da qualidade do produto final. 
 
 
Prospecção Mineral; Minério de Ferro; Amostragem. 
 
 
 
ABSTRACT 
 
 
The study discuss the mineral prospecting from the sample collection CAN and CAPs, 
given by geological mapping through recognition level of constituents in the iron ore. 
Are fulfilled physical and chemical tests in laboratories, for subsequent survey of the 
existing reserves and adequacy of quality control of the final product. 
 
 
 Mineral Prospecting, Iron Ore; Sampling. 
 
 
 
Introdução 
 
 
Nas ciências geológicas, a prospecção mineral é responsável pelo 
planejamento dos trabalhos de descoberta dos depósitos minerais e pela 
programação e execução dos serviços de quantificação e qualificação das 
reservas, nos depósitos encontrados. 
No presente estudo objetiva-se investigar a importância da prospecção 
mineral através das amostras pontuais (CAP’s) e amostra de canal (CAN), no 
reconhecimento dos teores constituintes e determinação da qualidade final do 
minério de ferro. 
Como a prospecção é realizada de forma sistemática, através de uma 
região com potencialidades mineiras, geralmente é realizada em três etapas 
distintas, sucessivas e dependentes. 
Na etapa inicial de “exploração geológica”, são reconhecidas grandes 
áreas, executados os primeiros levantamentos geológicos e selecionadas 
regiões prioritárias que serão detalhadas durante a próxima fase. 
Na segunda fase de trabalho é realizada a “avaliação dos depósitos 
através de furos de sonda (FSD)” em trabalhos mineiros: galerias, travessas, 
inclinados, testemunhos, além de levantamentos topográficos e geológicos 
detalhados. 
Na terceira e última fase de pesquisa é realizada a prospecção 
superficial através de coletas das amostras CAP’s e CAN em poços de 
pesquisa, trincheiras, amostragens de afloramentos e de trabalhos geofísicos e 
geoquímicos; nos quais são evidenciadas as características superficiais dos 
depósitos minerais. 
Nesse processo consegue-se a geometrização do minério, bem como 
as reservas e seus teores constituintes permitindo o planejamento de 
exploração a longo prazo. Nesse planejamento são evidenciados os custos de 
obtenção do material e a viabilidade econômica da explotação das reservas de 
minério de ferro prospectadas. 
 
 
Breve Histórico do Minério de Ferro 
 
 
LUZ e LINS (2004) define minério como toda rocha constituída de 
um mineral ou agregado de minerais contendo um ou mais minerais valiosos, 
possíveis de serem aproveitados economicamente. Os mesmos autores, 
afirmam que a mineração existe desde épocas remotas, há aproximadamente 
400 anos antes de Cristo, quando os egípcios usavam processos gravíticos1 na 
recuperação do ouro de depósitos aluvionares2. Sendo assim, a inovação do 
tratamento de minério teve início na revolução industrial no século XVIII. 
Acredita-se que a descoberta da fundição do ferro possa ter vindo do 
modo de se fazer fogueira, onde foram utilizadas rochas com minerais de 
ferro, despertando assim a curiosidade de muitos, pois tais rochas tinham 
propriedades especiais (QUARESMA,1987). 
No Brasil, a exploração de bens minerais foi impulsionada pela 
necessidade de materiais para construção civil e de recursos para a indústria 
na década de 70. Além disso, o desemprego nesta década foi um fator de 
maior procura de bens do subsolo, principalmente da procura do ouro através 
da garimpagem. Tal situação ocasionou uma exploração desordenada dos 
recursos naturais renováveis e não-renováveis (FERNANDES et al.,2007). 
A degradação do subsolo, intensificada em meados do século 
XX, ocorreu principalmente por causa da agricultura, 
mineração e urbanização em locais inadequados, atividades 
econômicas em áreas de recarga de aqüíferos subterrâneos e 
explorações irregulares em regiões com patrimônio 
paleontológico4, espeleológico5 e arqueológico6. (FERNANDES, 
et al., 2007, p. 39). 
No entanto, a ação do homem em atividades extrativistas, interfere de 
forma direta no meio ambiente. Entretanto, inovações tecnológicas vêm sendo 
desenvolvidas, de forma sistemática, com o objetivo de reduzir os danos e 
perdas provocadas por estas atividades, priorizando a sustentabilidade da 
atividade econômica. 
Nas palavras de FERNANDES et al. (2007), 
A mineração é capaz de gerar riquezas, avanço tecnológico e 
bem-estar social sem danificar o ambiente, mostrando à opinião 
pública que é possível conciliar a extração de recursos com as 
práticas ambientais recomendadas pelos especialistas, através 
da conservação das características próprias de cada região é 
explorada. Desde o século XVI, quando os portugueses 
chegaram ao Brasil, a busca e o aproveitamento de recursos 
minerais têm contribuído para a economia nacional e 
determinada parte da ocupação do território (FERNANDES, et 
al., 2007, p.36, 37). 
 
 
A Mineração no Brasil e no Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais 
 
 
A mineração é um dos setores básicos da economia do país, 
contribuindo de forma decisiva para o bem estar e a melhoria da qualidade de 
vida das presentes e futuras gerações, sendo fundamental para o 
desenvolvimento de uma sociedade equânime, desde que seja operada com 
responsabilidade social, estando sempre presentes os preceitos do 
desenvolvimento sustentável. (FARIAS, 2002). 
O subsolo brasileiro possui importantes depósitos minerais. Parte 
dessas reservas são consideradas expressivas quando relacionadas 
mundialmente. O Brasil produz cerca de 70 substâncias, sendo 21 dos grupos 
de minerais metálicos, 45 dos não-metálicos e quatro dos energéticos 
(BARRETO, 2001). 
A produção mineral brasileira contempla mais de uma centena de 
substâncias, permitindo, desta forma, a auto-suficiência do país na maioria 
dos produtos minerais e a obtenção de significativos excedentes. O país 
destaca-se como o maior exportador de minério de ferro e ligas de nióbio, 
situando-se entre os grandes produtores de petróleo, caulim, tantalita, bauxita, 
grafita, amianto, cassiterita, magnesita, vermiculita, rochas ornamentais, talco, 
rocha fosfática e ouro, distribuídos em um grande número de províncias 
minerais, apresentados na Tabela 1. 
Tabela 1 
Posição do Brasil na produção mundial em 2005 
 
Fonte: SUMÁRIO MINERAL (2006) citado por GOMES (2002, p. 1.12) 
No estado de Minas Gerais, as atividades de mineração estão 
particularmente concentradas na região do chamado “Quadrilátero Ferrífero”, 
que constitui a terceira maior província mineral do mundo. Assim 
denominado devido às suas vastas reservas de minério de ferro, a região é 
definida por um polígono de aproximadamente 7.000 km2 de área, delimitado 
pelas linhas que ligam as cidades de Itabira, Rio Piracicaba, Mariana, 
Congonhas, Casa Branca, Piedade de Paraopeba, Serra Azul e Belo Horizonte. 
Além das enormes reservas de minérios de ferro, grandes conglomerados 
industriais e inúmeras minerações de pequeno e médio porte exploram nesta 
região bens minerais tais como ouro, manganês, bauxita, calcário, dolomitos, 
topázio, etc. (GOMES, 2002 citado por OLIVEIRA, 2008). 
Os minérios de ferro encontram-se hospedados em formações 
ferríferas bandadas(Banded Iron Formations – BIF), localmente chamadas de 
itabiritos. O termo BIF é uma nomenclatura internacionalmente usada para 
designar sedimentos e metassedimentos químicos finamente bandados 
constituídos por alternância de chert ou quartzo e óxidos de ferro (JAMES, 
1954). 
Os depósitos de ferro foram constituídos a partir do aumento da 
estabilidade da crosta no início do Proterozóico7, com a formação de imensas 
bacias marginais, onde foram depositados sedimentos clásticos8 e químicos. 
Com a formação de um ambiente marinho na região central de Minas Gerais, 
provocado pelo progressivo nivelamento do relevo, a partir de processos 
erosivos, formaram-se, então, rochas sedimentares ricas em ferro, 
denominadas de formações ferríferas bandadas (FFB). 
GOMES (2002) apud OLIVEIRA (2008). afirma que a geologia do 
QF é bastante complexa. Há, no mínimo, três séries de rochas sedimentares 
separadas por discordâncias principais. De acordo com DORR (1959), as 
rochas da área encontram-se dobradas, falhadas e metamorfizadas9 em graus 
variáveis. As unidades lito-estratigráficas10 predominantes no QF são: Grupo 
Itacolomi, o Supergrupo Minas, o Supergrupo Rio das Velhas e o 
Embasamento Cristalino. 
Em termos fisiográficos, o QF é composto por um relevo 
caracterizado por longas cadeias de montanhas, com picos robustos e 
elevados. Esse relevo foi determinado pela estrutura e erosão diferencial, com 
grandes traços, por uma coincidência entre os Grupos Caraça e Itabira nos 
relevos mais altos. Os quartzitos, caracterizados por uma maior resistência, 
permanecem como cristas, que são formados pelos granitos e gnaisses, em 
pontos mais baixos. Os xistos e fílitos ocupam uma posição intermediária, 
compreendendo os anticlinais e sinclinais topograficamente invertidos. 
As jazidas de minério de ferro ocorrem ao longo das rochas 
metamórficas do Supergrupo Minas (subdividida nos grupos Caraça, Itabira e 
Piracicaba). A Formação Cauê do Grupo Itabira concentra estes depósitos de 
ferro representados principalmente por itabiritos laminados e 
metamorfoseados, em que os minerais de ferro foram transformados em 
hematita, magnetita ou martita. Esta formação encontra-se alterada até 
grandes profundidades em produtos friáveis, possuindo enorme quantidade de 
água devido à sua natureza porosa ou fraturada. 
De acordo com a subdivisão proposta por DORR (1969), os itabiritos 
da Formação Cauê podem ser classificados como itabiritos comuns, itabiritos 
dolomíticos11 e itabiritos anfibolíticos12. O teor metálico dos itabiritos está 
relacionado ao seu enriquecimento, com a substituição dos minerais claros 
pré-existentes por óxido de ferro, formando dessa maneira os minérios de alto 
teor de ferro. As falhas e zonas de cisalhamento favorecem a lixiviação 
intensa dos minerais claros através de atividades hidrotermais, deixando os 
corpos constituídos basicamente de óxidos de ferro na forma de resíduos. 
Com base no teor metálico, a rocha pode ainda ser classificada como minério 
itabirítico ou minério de alto teor, também chamada popularmente de 
hematita. 
A hematita compacta é um tipo especial de minério de ferro de alto 
grau que contém características químicas e físicas especiais, alto teor de ferro, 
baixo teor de sílica e textura maciça, que permitem que esse minério seja 
usado como granulado nos processos de obtenção do ferro via redução direta. 
Uma coluna estratigráfica típica da região do QF é apresentada na 
figura 1, incorporando inclusive as litologias13 do Cenozóico14, que 
representam as rochas mais jovens: 
 
Figura 1: Coluna estratigráfica do QF / MG 
Fonte: GOMES, 2002, p. 1.20, adaptado de ALKMIM & MARSHAK, 1998 
 
 
Aspectos Metodológicos 
 
 
Avaliação do plano de lavra 
 
 
GOMES (2002) citado por OLIVEIRA (2008), diz que na fase de 
lavra, o acesso ao corpo do minério bruto implica em trabalhos de 
decapeamento da jazida e a remoção de materiais sem valor comercial, que 
são chamados de estéreis (“wastes”), comumente estocados sob forma de 
pilhas em talvegues ou em encostas situadas nas proximidades da cava (área 
lavrada da mina). O mineral ou conjunto de minerais não aproveitados de um 
minério é denominado canga. Na fase de lavra, os principais parâmetros de 
projeto a serem considerados são os seguintes: tipo de minério bruto, reserva 
do minério bruto, caracterização do estéril, relação estéril / minério bruto, 
produção minério bruto x tempo, produção estéril x tempo, vida útil da mina, 
processos de desmonte e transporte do minério bruto até as instalações de 
beneficiamento, processo de remoção e disposição dos estéreis em pilhas. 
O processo de extração do minério de ferro 
 
 
A primeira etapa das atividades de exploração mineral é constituída pela lavra 
do bem mineral, incorporado à jazida, cuja exploração pode ocorrer 
basicamente por dois processos: escavação direta do minério quando este é 
aflorante ou constitui uma camada superficial e escavação subterrânea, por 
meio de túneis, galerias e poços, quando o corpo de minério se desenvolve a 
maiores profundidades. A feição resultante da exploração mineral é a 
chamada mina a céu aberto ou mina subterrânea (GOMES, 2002 apud 
OLIVEIRA 2008). 
 
 
Avaliação dos processos de tratamento industrial do minério 
 
 
LUZ & LINS (2004), afirmam que após a extração, o minério bruto é 
transportado, usualmente por meio de correias transportadoras ou caminhões, 
até a planta industrial, para a individualização e separação do material com 
valor comercial dos demais materiais presentes na matriz rochosa, 
procedimentos que constituem a síntese das operações de beneficiamento ou 
tratamento do minério. Neste sentido, o beneficiamento mineral enquadraria 
todas as etapas pós-lavra, na redução das amostras, tais como: (1) cominuição: 
britagem e moagem; (2) peneiramento - separação por tamanhos e 
classificação - ciclonagem, classificador espiral; (3) concentração gravítica, 
magnética, eletrostática, concentração por flotação etc; (4) desaguamento: 
espessamento e filtragem; (5) secagem: secador rotativo, spray dryer, secador 
de leito fluidizado; (6) disposição de rejeito. 
A figura 2 mostra uma situação real de beneficiamento, anteriormente 
descrita, através do fluxograma da usina do minério de ferro de Carajás de 
uma grande empresa mineradora. 
 
Figura 2: Fluxograma típico de tratamento de minério, 4ª edição – CETEM 
Fonte: LUZ & LINS, 2004, p. 5 
 
 
A prospecção mineral por amostras pontuais (CAP’s) e por 
amostra de canal (CAN) 
 
 
De acordo com ARIOLI (2006), os processos para coleta de amostras 
podem ser classificados, segundo a forma de coleta, em: pontuais, que podem 
ser simples (blocos) ou compostas (lascas e punhados) e lineares, que podem 
ser obtidas por meio de canal, testemunho de sondagem ou pós de perfuratriz. 
Para McKINSTRY (1977), as amostras pontuais nunca devem ser 
usadas em trabalhos de prospecção, mas apenas no controle de qualidade em 
frentes de lavra, quando o método já foi comparado com canais e aprovado 
como suficientemente preciso. Mesmo assim, coletadas em pilhas de estoque 
e desmonte (frentes de fogo), aplicam-se somente a minérios cujos teores 
independem do comportamento do minério e do estéril à explosão, ou a 
estoques já homogeneizados. 
Segundo MARANHÃO (1982), a amostra de canal, que também pode 
ser classificada como linear é a técnica mais usual na prospecção do minério, 
pois as dimensões do canal variam com a regularidade e com a espessura do 
corpo mineralizado. 
 
 
 Análises granulométricas das amostras pontuais (CAP’s) e 
amostra de canal (CAN) 
 
 
Segundo MARANHÃO (1982), as amostras coletadas têm que sofrer 
uma redução de peso antes de serem encaminhadas para o laboratório, mas a 
redução deve ser efetuada de tal forma que o conteúdo metálico nas amostrasreduzidas não difira significativamente dos teores apresentados pelas amostras 
originais. Os erros máximos toleráveis por redução para as amostras de 
minério de ferro é da ordem de 0,1%. 
O processo teoricamente mais simples de redução consistiria em britar 
todo o minério até uma granulometria tão fina, que todas as partículas 
metálicas fossem liberadas. A granulometria das frações obedece à ordem 
crescente das peneiras (6,3mm, 1,0mm e 0,15mm). O material seria a seguir 
misturado, quarteado e as alíquotas recuperadas provavelmente não 
apresentariam erros significativos. Posteriormente, as alíquotas retiradas 
isoladamente são reunidas para constituírem uma só amostra, que serão 
pulverizadas, até torná-las em pó. Em seguida, as amostras passam por um 
processo de prensagem, na transformação de pastilhas prensadas, que serão 
encaminhadas ao laboratório químico para reconhecer os constituintes do 
material coletado de determinada área em estudo (MARANHÃO, op. cit.). 
 
 
Análise química das amostras pontuais (CAP’s) e amostra de 
canal (CAN) 
 
 
No laboratório químico, as pastilhas prensadas são analisadas pelo 
espectrômetro de fluorescência de raios-X apresentada na figura 3, que 
detectará pela análise qualitativa, os teores constituintes da amostragem, que 
irão sinalizar a qualidade do produto final: ferro, sílica, alumina, fósforo e 
manganês. 
 
Figura 3: Modelo de espectrômetro de fluorescência de raios-X 
Fonte: Banco de dados da empresa (2009) 
 
 
Resultados e Considerações Finais 
 
 
Os resultados obtidos através da pesquisa de campo justificam a 
importância das amostras pontuais (CAP’s) e amostra canal (CAN), bem 
como as análises químicas dessas amostras na identificação das jazidas para 
ser homogeneizadas, à obtenção de materiais que cumpra as recomendações 
dos clientes e que viabiliza a exploração da jazida que tenha qualidade inferior 
e que possa ser aproveitada no processo. 
 
Gráfico 1: Análises granulométricas das amostras – Amostragem tipo pontual 
Fonte: Os autores 
 
Gráfico 2: Análises granulométricas das amostras – Amostragem tipo canal 
Fonte: Os autores 
Os gráficos 1 e 2 demonstram os resultados obtidos dos ensaios 
granulométricos realizados. O gráfico 1 (amostragem tipo pontual) mostra que 
todas as faixas granulométricas apresentam menor proporção de massas 
retidas nas frações determinadas, em relação à amostragem de canal (gráfico 
2), já o gráfico 2 (amostragem tipo canal) apresenta frações (<50mm >6,3mm) 
e (<0,150mm) com mais massa retida respectivamente, pois, a jazida B possui 
material granular e a jazida A possui material mais fino. 
 
Gráfico 3: Amostragem tipo pontual – Teor de Ferro (Fe) 
Fonte: Os autores 
 
Gráfico 4: Amostragem tipo canal – Teor de Ferro (Fe) 
Fonte: Os autores 
Conclui-se que, a jazida B, apresentada nos gráficos 3 e 4, através das 
análises químicas efetuadas apresentou maiores índices no material mais 
granulado, na coleta tipo pontual, que está em conformidade com estudos 
bibliográficos da Geologia e Mineração, no planejamento de controle de 
qualidade. 
Para caracterizar melhor as áreas em estudo e viabilizar o processo de 
determinação da qualidade do produto, as análises químicas irão otimizar a 
qualificação do minério extraído, e sinalizar a possibilidade de beneficiar o 
comportamento da homogeneização das jazidas em aproveitamento 
satisfatório das áreas determinadas. Esse processo consiste em aplicar com 
determinação a confiabilidade das análises químicas realizadas no laboratório 
para a qualidade esperada dos produtos e atender às especificações exigidas 
pelo cliente. 
Para economia de custos, deve-se recorrer ao critério da amostra 
combinada, para que o orçamento disponível não impeça que outras 
amostragens sejam mais representativas e abrangentes na uniformidade da 
coleta. 
 
 
Notas 
 
 
Gravíticos1: causado por gravitação. 
Aluvionares2: depósitos de cascalhos, areia e argila que as enxurradas formam junto às margens dos rios. 
Meteórica3: que depende do estado atmosférico. 
Paleontológico4: ciência dos fósseis. 
Espeleológico 5: ciência que se ocupa da formação das grutas e cavernas e da vida que aí existe ou existiu. 
Arqueológico6: estudo de monumentos antigos. 
Proterozóico7: período do Pré-Câmbrico, que antecede o Câmbrico. 
Clásticos8: diz-se das rochas formadas pela reunião de fragmentos de rochas de outros grupos; 
fragmentário. 
Metamorfizadas9: que pertencem ou se referem a rochas alteradas por causas plutônicas. 
Lito-Estratigráficas10: ciência que trata da formação e disposição dos terrenos ou rochas estratificados. 
Dolomíticos11: que contém Dolomita (carbonato natural de Cálcio e Magnésio), 
Anfibolíticos12: rocha formada em grande parte de anfibólio, misturado com mica, quartzo, granito. 
Litologias13: estudo das rochas. 
Cenozóico14: sistema de rochas que caracteriza essa era. 
 
 
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