Melhoria de processos eleva recuperação global de V2O5 de 48% para 76%

Ítalo Araponga Costa e Laerte Freire Rosendo*

Durante a fase inicial de produção (ramp up) de qualquer empreendimento industrial é comum que as equipes responsáveis, se deparem com situações que não foram previstas no projeto piloto e que devem ser contornadas de forma rápida – sendo necessário desenvolver o conhecimento técnico da equipe e implantar projetos de melhoria nos processos de produção.
A fase de ramp up do empreendimento minero-industrial Vanádio de Maracás, na Bahia, da Largo Resources, foi iniciada em agosto de 2014 e finalizada em abril de 2016, dando sequência à consolidação e otimização da operação até setembro de 2017. Neste período, a recuperação global de V2O5 (Pentóxido de vanádio) passou de 48% (média de 2014) para 76% (média do terceiro trimestre de 2017), uma evolução que foi acompanhada pela produção de V2O5, que em 2014 (de junho a dezembro) foi de apenas 1.032 t, enquanto no terceiro trimestre de 2017 foi de 2.513 t. Essa evolução foi gradual, exigindo melhorias de projeto e mudança de estratégia em todas as etapas; no entanto, alguns pontos chave merecem destaque.

PIONEIRISMO

A presença de vanádio na Bahia foi descoberta pela Companhia Baiana de Pesquisa Mineral (CBPM) em 1979, mas somente em 21 de maio de 2014 a empresa Vanádio de Maracás (VMSA) foi inaugurada, dando início ao processo de ramp up que terminaria apenas no último trimestre de 2016.

Durante a fase inicial de produção (ramp up) de qualquer empreendimento industrial, é comum que as equipes responsáveis por operar e manter a planta deparem-se com situações que não foram previstas no projeto inicial e que devem ser contornadas de forma rápida, para que não haja impacto financeiro não previsto no investimento. Para a VMSA, esse cenário foi potencializado pela inexistência de outro empreendimento semelhante no Brasil, pela pequena quantidade de produtores de vanádio no mundo e pelas condições impares do depósito mineral, que é formado essencialmente por dois tipos de minério (minério maciço e minério disseminado), um dos quais não existia conhecimento prévio sobre seu beneficiamento.

Para superar as dificuldades iniciais, foi necessário desenvolver o conhecimento técnico da equipe e implantar projetos de melhoria nos processos de produção. Os desenvolvimentos realizados na fase de ramp up tinham dois objetivos principais: um foi o aumento da disponibilidade e o outro foi o aumento da recuperação.

Dentre as mudanças mais marcantes, estão:
• A instalação de uma etapa de separação magnética a seco após a britagem
• A instalação de uma segunda britagem
• Redimensionamento da primeira britagem
• O aumento da capacidade da etapa de separação magnética a úmido após a moagem
• Redimensionamento dos equipamentos da lixiviação
• Mudança da estratégia de operação do forno de calcinação e lixiviação
• Mudança da estratégia de operação precipitação

As modificações de projeto e aprendizado da equipe permitiram que no terceiro trimestre de 2017, 76% de todo o vanádio alimentado fosse recuperado, resultando em uma produção de 2.513 t de V2O5 no mesmo período.

MÉTODOS

Com o objetivo de descrever as dificuldades do período de ramp up, as ações tomadas e os resultados de cada ação, a usina da VMSA será classificada em três grandes grupos:
• Beneficiamento – inclui as operações unitárias de britagem, concentração magnética a seco, moagem, classificação,espessamento, concentração magnética a úmido e filtragem;
• Metalurgia – composto pela operação de calcinação em forno rotativo e a operação de lixiviação intensiva em tanques;
• Tratamento químico e fusão – inclui as etapas de remoção de sílica, precipitação, evaporação, secagem, remoção de amônia e fusão.

BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO POUCO CONHECIDO

A principal dificuldade do beneficiamento foi o baixo grau de conhecimento sobre o minério do depósito de Gulçarí A, o principal da VMSA. Inicialmente, pensava – se que este depósito era homogêneo, composto por apenas um tipo de minério com características que tornavam o processo de beneficiamento fácil e de baixo custo. Atualmente, sabe-se que existem dois tipos
principais de minério: o magnetito, que é composto por mais de 50% de magnetita e chamado internamente de “minério maciço”; e o magnetita-piroxenito, caracterizado por ter, em média, 25% magnetita disseminada em uma matriz de piroxenito, sendo chamado internamente de “minério disseminado”.

Enquanto o corpo de minério maciço é homogêneo, possui alto teor de magnetita e baixo teor de contaminantes, o corpo de minério disseminado é extremamente heterogêneo, com teores que podem variar entre 10% e 40% de magnetita e, em todos os casos, alto teor de contaminantes (em geral silicatos).

Como o projeto inicial contemplava que todo o minério possuía as características do minério maciço, a planta de beneficiamento foi construída de forma que não atendia as necessidades de processamento do minério disseminado, resultando em uma concentração pouco seletiva, com baixa recuperação e produção de concentrado fora da especificação. O primeiro passo para solucionar estes problemas, seria a identificação de suas principais causas:

• A recuperação de uma separação magnética a úmido depende, dentre outros fatores, do teor de magnético na entrada. Quanto maior a concentração de minerais magnéticos na alimentação, maior é a recuperação, de modo que o baixo teor de magnetita no minério disseminado implica em baixa recuperação;
• O projeto inicial contemplava uma única etapa de concentração após o circuito de moagem e classificação, que não era capaz de produzir um concentrado dentro da especificação (%SiO2 menor que 2,8%).