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Uso de 100% de Minério de Manganês SílicoCarbonatado da mina Morro da Mina para a produção de FeSiMn

INTRODUÇÃO

O objetivo deste projeto foi a viabilização da produção da liga FeSiMn da Vale Manganês nas unidades de MG usando o minério de manganês de Morro da Mina, localizada em Conselheiro Lafaiete, doravante chamado MnMM.

A Vale Manganês possui plantas de ligas de manganês em Barbacena MG e Ouro Preto MG, especializadas na produção de FeSiMn com capacidade de 120.000 t/ano. A liga é produzida em fornos elétricos e o consumo de energia é na ordem de 4.250 Kwh/t.

Normalmente, para a produção de FeSiMn, o minério MnMM representa 50% da carga, os outros 50% são compostos por minérios das minas da Vale em Carajás e Urucum.

Em função do ritmo passado de produção das unidades de MG, o consumo de minério MnMM era 140.000 t/ano que otimizava o custo da produção na mina.

PROBLEMA

Em 2015 houve redução de 50% da produção de ligas devido ao fim do contrato de energia elétrica e pela redução da demanda no mercado interno, o que levou ao desligamento da planta de Ouro Preto.

O consumo de MnMM reduziu-se a um nível que não otimizava mais o custo de produção. Por se tratar de um minério com 30% Mn, era inviável compensar a redução do consumo local com exportação. Para retomar custos otimizados, seria necessário dobrar o consumo em Barbacena, um desvio muito importante em relação à prática normal.

O manganês no minério MnMM está na forma de carbonato, MnCO3, sendo que, na maioria dos minérios, o Mn está na forma de óxido, MnO2.

Enquanto a redução de MnO2 à forma MnO (1) é exotérmica, a decomposição do MnCO3 em MnO e CO (2) é endotérmica conforme abaixo.

1                                                            ∆H°298 = -148,10 kJ

2                                                              ∆H°298 = +289,00 kJ

O aumento do uso de carbonato aumenta o consumo de energia e reduz a produtividade.

SOLUÇÃO PROPOSTA

O incremento do MnMM em cerca de 50%, com os parâmetros atuais, significaria um aumento adicional do volume de escória gerada na produção da liga que acarretaria no aumento do consumo de energia e distúrbios no processo.

Foram realizadas alterações dos parâmetros de basicidade de 0,5 para 0,85, e o % Mn da escória de 10% para 7% de modo a manter o volume de escória.

A basicidade da escória é dada pela fórmula .

Um fator importante a ser considerado é que resistividade elétrica que determina a tendência que uma determinada carga mineral para aumentar ou diminuir a distância entre a ponta do eletrodo e a soleira do forno, fixados o comprimento de eletrodo e a relação entre a tensão e corrente elétrica de trabalho. Quanto menor a distância entre a ponta do eletrodo e a soleira do forno, melhor o rendimento térmico.

Em fornos elétricos, resistividade elétrica da carga e cinética das reações são mais importantes que a termodinâmica das reações na determinação dos rendimentos térmicos de consumo de carbono do forno.

AVALIAÇÃO DA SOLUÇÃO

Abaixo apresenta uma comparação entre os parâmetros de processo de uma carga convencional, com uma carga no qual elevou-se o consumo do minério MnMM.

  CONVENCIONAL PROPOSTO
Minério MnMM % 57 100
Minério Carajás e Urucum % 43 0
Energia elétrica MWh/t Aumento de 9%
Produtividade t/h Redução de 6%

 

Pelo lado negativo, houve aumento de 9% no consumo de energia e perda de 6% na produtividade dos fornos de ferroligas.

Pelo lado positivo, o aumento do uso do minério MnMM trouxe:

  • Aumento de 80% na produção da mina, o que reduziu os custos unitários em cerca de 29%.
  • Nos fornos, diminuição da concentração volumétrica da carga de redutores, melhorando a resistividade da carga.
  • Aporte de MgO e CaO necessário ao processo o que compensa em parte as reações de decomposição do MnCO3 pois dispensa o uso de calcário.

O indicador de impacto econômico da alteração de cargas é a Margem de Contribuição Específica – MCE. Ele permite a comparação de lucro marginal entre duas cargas com níveis diferentes de eficiência energética e de produtividade. A MCE é definida como:

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Sendo:

PV = Preço de Venda da liga                

CV = Custo Variável da liga                

CEE = Consumo Específico de Energia           

No caso em questão, a MCE com uso de 100% de MnMM implicou num aumento da MCE em 8% em relação à carga mineral convencional.

Morro da Mina                                                        Minério MnMM

Planta Barbacena                                                Forno com 100% de MnMM

CONCLUSÕES

Apesar do esperado aumento do consumo de energia e perda de produtividade dos fornos com a carga mineral usando 100% de minério MnMM, houve aumento de 80% da produção da mina o que otimizou o custo do minério em cerca de 29%. Em consequência, os efeitos negativos foram mais que compensados e a Margem de Contribuição Específica da ferroliga foi beneficiada em 8%.

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Reprocessamento do rejeito aurífero eleva produção do metal

Com o objetivo de elevar a produção de ouro, a Kinross Brasil Mineração (KBM) vem estudando ao longo dos anos diferentes tecnologias que permitam aumentar a receita e reduzir o custo do seu processo produtivo.

A Kinross Paracatu possui duas plantas, sendo uma com capacidade de 20 MTPA (denominada Planta 1) e outra com capacidade de 41 MTPA (Planta 2). O processo consiste basicamente de um circuito de britagem – moagem – ciclonagem – flotação convencional – lixiviação.

Os resultados obtidos nos ensaios realizados demostraram que o material depositado ao longo dos anos proporcionou uma segregação do ouro e material grosseiro nas áreas próximo a descarga do rejeito, onde os resultados dos testes metalúrgicos apresentaram uma forte correlação entre a recuperação metalúrgica e teor de ouro alimentado. Mediante os estudos realizados, avaliou-se a possibilidade de reprocessar o rejeito depositado na barragem de efluentes nos pontos onde ocorrera a segregação do ouro, o qual poderia ser feito nas atuais plantas de tratamento de minério. A área definida para reprocessamento do rejeito foi a montante do dique central.

Metodologia

A Kinross em 2013 iniciou o estudo de viabilização do reprocessamento do rejeito, contemplando três campanhas de amostragens em vários pontos da barragem de disposição de rejeitos, denominada Santo Antônio, para realização de ensaios granulométricos e metalúrgicos.

No período de 1988 a 2015 a barragem de Santo Antônio recebeu o rejeito da planta 1 e da planta 2 de 2008 a 2011, com teores de ouro variando em 0,066 g/t a 0,102 g/t, em média.

Como o ouro é 19x mais pesado que a água e o minério tem densidade média de 2,81, o ouro naturalmente se concentra nas proximidades aos pontos de descarga de rejeito. Com base nestas informações iniciou-se uma campanha de amostragem na barragem Santo Antônio.

O objetivo da primeira campanha de amostragem foi dar o inicio ao estudo de viabilização do reprocessamento do rejeito da baragem de Santo Antônio.

O método utilizado para amostragem consistiu na perfuração de uma vala de 1 m de profundidade com o auxilio de uma retroescavadeira, onde foi amostrado na parede do furo. A área amostrada foi próximo a descarga do rejeito e o teor médio dos 4 pontos amostrados foram 6,255 g/dt e ouro.

De posse dos resultados da primeira campanha, iniciou-se a segunda campanha de amostragem, cujo objetivo foi obter o maior número possível de amostras para se mapear a distribuição do ouro ao entorno da descarga de rejeito. Como a barragem de Santo Antônio ainda estava em operação e com pouca área de acesso, foi utilizada uma cavadeira articulada para coletar as amostras a uma profundidade de 0,5 m. As áreas amostradas foram nos lados esquerdo e direito da descarga do rejeito e ao logo do dique central. O teor médio dos 155 pontos amostrados foi de 0,902 g/t de ouro.

Por fim, a terceira campanha de amostragem foi realizada visando obter informações da parte central, bordas a montante e jusante ao dique central, com objetivo de fazer a modelagem geográfica e cubagem da área a ser reprocessada.

Para acessar aos pontos de amostragens foram necessários a utilização de uma escavadeira anfíbia e um hovercraft. As coletas das amostras foram a uma profundidade de 0,5 m, com a utilização de uma cavadeira articulada. O teor médio dos 161 pontos amostrados foi de 0,238 g/t de ouro.

Algumas amostras foram divididas por faixa de teor de ouro. Foram 48 amostras com teor inferiores 0,150 g/t, 26 amostras com teores entre 0,150 a 0,190 g/t, 21 amostras com teores entre 0,191 a 0,300 g/t e 20 amostras com teores superiores a 0,300 g/t, para realização de ensaios granulométricos, flotação em bancada, miniplanta piloto, testes gravimétricos e lixiviação.

Foram realizados ensaios granulométricos com objetivo de mapear a disposição do material ao longo do período que foi depositado.

Nos ensaios granulométricos foi observado que quanto mais próximo ao ponto de descarga do rejeito, mais o material apresentou-se grosseiro e com maior teor de ouro contido.

Nos ensaios de flotação em bancadas com as amostras separadas por faixa de ouro, foi simulado um circuito de flotação rougher e cleaner, com objetivo de verificar se o material seria flotável. Utilizado os reagentes coletores PAX (60 g/t) e AP404 (40 g/t) e o espumante DF- 250 (35 g/t), a massa utilizada para cada teste de flotação foi de 1,5 Kg.

Nos testes na miniplanta piloto de flotação, também foi simulado um circuito de flotação rougher e cleaner, semelhante ao que estava sendo aplicado na planta de beneficiamento industrial, com o objetivo de verificar o comportamento do material em escala piloto com as mesmas condições da planta de tratamento de minério. A dosagem dos reagentes foram as mesmas da planta de beneficiamento, coletores PAX (45 g/t) e AP3473 (30 g/t), ativador de enxofre sulfeto de sódio (150 g/t) e o espumante MIBC (30 g/t). Os testes na miniplanta piloto foram com uma
operação continua num período médio de 6h e com uma massa de amostra total por teste de 70 Kg.

As recuperações metalúrgicas da miniplanta piloto não apresentaram resultados satisfatórios. Para os testes de gravimétricos foram simulados um circuito gravimétrico como o aplicado na planta 2. Para a concentração gravimétrica foi utilizado um concentrador centrífugo Knelson de bancada com capacidade de processar 50 Kg/h e para cada teste foi utilizado em média 20 Kg de amostra. O concentrado Knelson foi submetido a lixiviação intensiva pelo método CIP (Lixiviação sem carvão) com a concentração de cianeto em 20.000 ppm, pH 10,5 e porcentagem de sólidos da polpa em 30%. O objetivo foi identificar a proporção de ouro livre nas amostras separada por faixa de teor de ouro.

Como era esperado o ouro apresentou-se liberado na maior proporção com o teor acima 0,191 g/t. Na lixiviação intensiva a recuperação não teve uma boa eficiência em nenhuma das faixas de ouro, possivelmente devido ao ouro encapsulado. A recuperação gravítica versus o teor alimentado apresentou uma forte correlação – quanto maior o teor de ouro.

Para os testes de lixiviação foram utilizado os concentrados gerados pelos testes de flotação. O método CIL (Carvão em Lixiviação) que foi utilizado, a concentração de cianeto em 1.000 ppm, pH 10,5, concentração de carvão ativado 30 g/l e porcentagem de sólidos na polpa 47%. O objetivo foi identificar a eficiência da lixiviação no concentrado da flotação.

Os resultados da recuperação da lixiviação ficaram abaixo da faixa desejada (> 90%), possivelmente devido a granulometria do concentrado de flotação – o mesmo não foi moído antes da lixiviação. Existe uma correlação entre a recuperação da lixiviação versus o teor alimentado, isto em função da maior proporção de ouro livre na faixa de teor acima 0,301 g/t.

Conclusão

Com base em estudos realizados em escala de laboratório, foi definido os métodos de lavras e as rotas de processo para viabilizar o reprocessamento do rejeito depositado ao longo dos anos na barragem de Santo Antônio. O reprocessamento do material da barragem pelo método de desmonte mecânico iniciou sua operação em janeiro de 2016 e em maio de 2017 se iniciou a operação pelo método desmonte hidráulico, contabilizando a produção anual de ouro e contribuindo com o aumento da receita da empresa. De janeiro de 2016 a agosto de 2017 foram reprocessados 11.560.225 t de rejeito e produzidas 122.497 Oz de ouro. Agora, o grande desafio é aumentar eficiência da recuperação de ouro no processo de flotação do rejeito bombeado e avaliar futuras oportunidades de aumentar a capacidade de reprocessamento.

Autores: Alair Agripino de Jesus, engenheiro de Processos de Desenvolvimento Tecnológica; Alvimar Antônio Souza, chefe de Desenvolvimento Tecnológico; Getúlio Gomes de Oliveira Júnior, gerente de Desenvolvimento Tecnológico; Paulo Ferreira Gontijo, gerente sênior de Processos e Manutenção Industrial; Alexandre Augusto Soares Matos, gerente Utilidades e PSAT; Lenilson Carlos de Castro, gerente de Processos; Rodrigo Barsante Gomides, gerente sênior de Mina e Equipamentos Móveis; e Charlie Wells, diretor de Operações – Kinross

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Gerdau expande 3% na produção de aço em 2017

A Gerdau encerrou o ano de 2017 com R$ 37 bilhões de receita líquida consolidada, apresentando uma redução de 2% em comparação com o exercício anterior, influenciada pela diminuição de 4% nas vendas líquidas consolidadas. No ano, as vendas físicas consolidadas alcançaram 14,9 milhões de t.

A produção de aço, entretanto, cresceu 3% no ano, para 16,1 milhões de t. Segundo o diretor-presidente (CEO) da Gerdau, Gustavo Werneck, “fechamos o ano de 2017 com evolução de nossos resultados. Reduzimos as despesas com vendas, gerais e administrativas em quase R$ 600 milhões em 2017 e o endividamento líquido da empresa em cerca de 10%, melhorando nossos indicadores de alavancagem”.

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Volvo inicia produção de motor industrial no Brasil

A Volvo Penta, divisão do Grupo Volvo que atua no mercado de motores marítimos e industriais, iniciou a produção de motores industriais no Brasil, no complexo fabril da empresa, em Curitiba (PR). Os motores são o TAD-1344GE e TAD-1345GE, ambos de 13 l, destinados a grupos geradores de energia.

O motor Volvo Penta é muito similar ao do caminhão Volvo FH. A principal mudança é no cabeçote, que ganhou projeto próprio para o ciclo de trabalho industrial. Do total de peças, 45% são iguais às do motor do FH, o que facilita ainda mais a manutenção. Um dos diferenciais do modelo está no intervalo de troca de óleo. No Volvo Penta 13 l, a troca é feita a cada 600 h. Nos seus similares do mercado, segundo a empresa, ocorre a cada 250 h. Também consome menos diesel, com um ganho de até 5%.

Outro destaque é a densidade de potência: mesmo mais compacto, o motor oferece a mesma força que os seus similares. E é 76% menos poluente, além de ser o único no Brasil a atender a
norma Tier 2, certificação ambiental americana.

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Produção da Ferrous atinge 3,2 milhões t em 2012

produção minerária ferrous

Em 2013, empresa continuará mantendo ritmo de crescimento e produzirá um total de 5 milhões t.
A partir de 2016 a capacidade produtiva da mineradora aumentará para 17 milhões t de minério de ferro por ano

Em conformidade com seu plano de negócios, anunciado em junho de 2012, a Ferrous desenvolveu seus ativos minerários que já estavam em operação e ampliou a capacidade produtiva de 1,8 milhão t de minério de ferro em 2011 para 3,2 milhões t em 2012, aumentando o volume produzido em 77%. A produção é escoada pela malha ferroviária da MRS Logística.

Para 2013, a empresa continuará se dedicando ao desenvolvimento das minas e aumentando a capacidade de produção até 5 milhões t, o que resultará em aumento acima de 50% da capacidade. De acordo com o presidente da Ferrous, Jayme Nicolato, a expectativa é que o preço médio do minério de ferro seja de US$ 130 por tonelada métrica seca.

A Ferrous possui reservas da ordem de 5,1 bilhões t de minério de ferro, com certificação internacional. Atualmente, a empresa está focada na expansão da mina Viga, em Congonhas (MG), que hoje tem potencial para produzir 2,5 milhões t/ano.

Com construção do prédio e instalação de separadores magnéticos, Ferrous investe R$ 41 milhões em 2013

Com investimentos da ordem de R$ 60 milhões, que estão sendo aplicados desde o ano passado na aquisição de máquinas e equipamentos, como caminhões para transporte de minério e instalação de separadores magnéticos, a mina Viga, em 2013, passará a produzir a úmido, aumentando sua capacidade para 4 milhões t por ano. Para isso, este ano, a empresa está investindo cerca de R$ 41 milhões na construção do prédio e instalação de separadores magnéticos.

Em 2012, a mineradora adquiriu para Viga 28 caminhões Scania 10 X 4, três motoniveladoras 140H, um trator D6, e um trator D8, todos Caterpillar. Ela também comprou, para Esperança, cinco motoniveladoras Caterpillar 140 H e sete tratores de esteira. Em 2013 Viga passará a contar com quatro escavadeiras 374 e para Esperança o reforço será de seis caminhões comboio e oito retroescavadeiras.

Em dezembro de 2012, a Ferrous obteve junto às autoridades ambientais a Licença Prévia e de Instalação para ampliação da mina Viga. Com essa licença, a unidade garante a capacidade para produzir 15 milhões t de minério de ferro a partir de 2016, atingindo uma produção total de cerca de 17 milhões t, considerando também a produção das unidades de Esperança e Santanense. Com essa ampliação a empresa será uma das principais fornecedoras desse minério no País.

Em 2012, a Ferrous fechou o ano com 913 colaboradores diretos. Desse total, 491 vagas foram criadas no último ano. A previsão para 2013 é a contratação de mais 400 colaboradores.

 

 

 

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