As operações de amostragem de qualquer atividade que necessite de controle de qualidade são fundamentais tanto para fins de garantia da qualidade dos produtos quanto para efeito comercial.
Na mineração de ferro não é diferente. Uma amostragem que carregue um vício de 0,20% em Fe total pode representar uma perda de faturamento de aproximadamente US$ 226 mil para cada milhão de t comercializadas aos preços atuais. Neste caso, uma torre de amostragem dedicada ao mercado externo em que passem 100 milhões de t/anuais poderia estar gerando uma diferença de faturamento de US$ 22,6 milhões.
Não é possível fazer um bom plano de amostragem sem conhecer o grau de heterogeneidade ou variação de qualidade ( ) do minério a ser amostrado. Segundo Pierre Maurice Gy, um dos mais renomados especialistas em amostragem de minérios, a variação de qualidade ( ) é a principal fonte de erro e a forma mais indicada para estimar essa heterogeneidade é pelo método do variograma. A metodologia do variograma é empregada em trabalhos de avaliação do corpo mineral. Na pesquisa feita de trabalhos no Brasil não se encontra nenhuma referência quanto à avaliação de usando variograma para produtos de minério de ferro tipo sinter feed (minério fino com 6,3 mm de tamanho máximo da partícula e teor de ferro total em torno de 62,50%). Usamos como referência a Norma Técnica (NT) NBR ISO 3084.
A ArcelorMittal Mineração Brasil desempenha suas atividades,atualmente, a partir de duas minerações de minério de ferro: mina de Serra Azul, situada em Itatiaiuçu (MG), e mina do Andrade, em Bela Vista de Minas (MG), sendo a primeira, o local de objeto desse estudo.
A mina de Serra Azul, localizada no município de Itatiaiuçu, tem capacidade instalada de 680 mil t/ano de minério de ferro granulado, destinadas ao mercado interno e às empresas do grupo ArcelorMittal no Brasil, e de 3,5 milhões de t de minério de ferro fino (sinter feed), destinadas a empresas do grupo ArcelorMittal no exterior. As operações da empresa iniciaram-se em 1974, sendo que em 2008 foi comprada pela ArcelorMittal, juntando-se ao grupo. Possui significativo potencial geológico, com uma área licenciada de 620 ha e base de recursos de 1,2 bilhões de t de ROM (minério bruto). A mina produz o minério de ferro sinter feed (SF), que atende à demanda do mercado interno e também do mercado externo, e o lump ore, atendendo à demanda das empresas do grupo.
A ArcelorMittal Mineração Brasil, mina de Serra Azul, conta com laboratório próprio para avaliar a qualidade do material em processo e dos produtos finais, destinados ao mercado interno e internacional.
O laboratório recebe em média 3.200 amostras ao mês, possuiu autonomia para realizar a preparação das amostras recebidas ao natural, além de efetuar análises físicas e químicas nas amostras de minério de ferro, sendo realizadas as análises especificas a cada processo.A planta de beneficiamento de minério de ferro da ArcelorMittal Serra Azul, onde são gerados dois produtos finais, o lump ore é encaminhado para o pátio de estocagem; e o sinter feed (SF) proveniente de todos os métodos de concentração, incorporados em uma correia transportadora final (onde é realizada a amostragem com amostrador mecânico tipo “cross belt”), é empilhado no pátrio de estocagem para ser transportado até os terminais de cargas.
O processo de beneficiamento se inicia na planta de britagem, onde ocorre a fragmentação dos blocos através de britadores de mandíbulas e cônico. A classificação por tamanho das partículas ocorre através de peneiras via úmida. As partículas nas faixas maiores que 6,3 mm e menores que 31 mm geram o produto lump ore. Este, diferenciado por sua granulometria, é comercializado a usinas siderúrgicas.
O material fino na fração granulométrica menor que 10 mm alimenta o classificador espiral, cuja função é a separação por tamanho. As partículas maiores que 0,8 mm tendem a se sedimentar dentro do tanque (underflow) e são transportadas pelo parafuso. As partículas menores que 0,8 mm, que não se sedimentam, saem por transbordo (overflow). O underflow alimenta as linhas 1 e 2 da planta de concentração e o overflow alimenta o HIMS.
A primeira etapa da planta de concentração é a classificação por tamanho através de peneiras; posteriormente, ocorre a concentração por meio do método magnético através dos WDREs. O rejeito grosso dos WDREs, na fração granulométrica maior que 2,0 mm e menor que 12,0 mm, alimenta os jigues, que utilizam o método gravimétrico como meio de concentração.
O rejeito dos jigues é transportado por uma correia e depositado em uma pilha onde é realizada a movimentação por meio de caminhões. O produto sinter feed é composto dos subprodutos concentrados das espirais, concentrado dos jigues, concentrado dos WDRE e do HIMS. Este último é bombeado para as baias, onde é feita a secagem desse material e, posteriormente, transportado através de caminhões para a praça de carregamento, estando, assim, em condições de ser comercializado.
Havia um problema com um dos consumidores do sinter feed quanto à diferença, não aceitável, dos resultados de Fe total entre um lote que era embarcado em Sarzedo (terminal de carregamento dos produtos da ArcelorMittal Serra Azul) e o seu recebimento no destino final, com um agravante que os resultados que compunham um navio para exportação carregavam um vício de 0,40% em Fe total, ou seja, os resultados do cliente tinham uma tendência sistemática de apresentarem resultados menores do que os da empresa, gerando perda de faturamento e multas por problemas de qualidade.
A discussão era de forma difícil porque não havia um parâmetro que definisse qual a diferença entre os resultados de Fe total no carregamento e na descarga, que pudesse ser considerada como estatisticamente correta ou se realmente havia erro de amostragem. Esse parâmetro é a precisão da amostragem ou intervalo de confiança para estimar o valor real da característica de qualidade de interesse.
A metodologia de amostragem em mineração tem três características fundamentais que a torna diferente das demais amostragens:
(a) O grau de heterogeneidade do material a ser amostrado é difícil de ser medido, uma vez que analisar todas as unidades amostrais (incrementos) individualmente é operacionalmente impossível no dia a dia;
(b) A delimitação da massa da unidade amostral (incremento) não é uma tarefa trivial. É necessário conhecimento prévio da natureza geológica do material e da precisão (margem de erro) relativa à característica de qualidade de interesse;
(c) Uma vez coletados os incrementos necessários a uma determinada margem de erro estabelecida no plano de amostragem, esses incrementos são homogeneizados, dentro de premissas bem definidas por normas técnicas, e uma nova amostragem é realizada, quando se extrai a amostra final para análise. No caso da característica de qualidade teor de Fe total, a massa a ser efetivamente analisada é de apenas 1 g, ou seja, para um lote de 10.000 t a massa efetivamente analisada é de apenas 1 g o que guarda uma relação de 1 para 10.000.000.000 possibilidades de se extrair essa pequena massa.
A importância fundamental da determinação de fica demonstrada pela teoria básica de amostragem. Seguindo a orientação de Pierre Gy deve ser determinada pelo método do variograma.
CONCLUSÃO
Comparativo entre NBR ISO e ArcelorMittal Serra AzulO produto sinter feed da ArcelorMittal Serra Azul apresenta um baixo grau de heterogeneidade o que reflete todo o esforço do controle de qualidade da mina e usina quanto a um produto que atenda as especificações dos clientes e está dentro das exigências das
normas internacionais que regem o comércio de minério de ferro no exterior.
Tem-se agora todos os elementos necessários para apresentar e discutir com qualquer cliente quanto à certificação da qualidade dos produtos.
Pelo melhor entendimento da amostragem teve-e um excelente retorno com esse projeto uma vez que, com fatos e dados técnicos, pode-se ajustar os procedimentos de amostragem do consumidor, que apresentava problemas com os resultados de Fe total, e agora não só o comparativo lote a lote se encontra dentro dos limites determinados pelo variograma, mas também não há mais vício no conjunto de lotes que formam um navio destinado aos clientes no exterior, evitando pagamento de multas e perda de faturamento.
AUTORES: Juliana Cecília C. R. Vieira, Luana Gonçalves Guimarães e Luiz Paulo de Carvalho Serrano.
Fonte: Revista Minérios & Minerales
