Reaproveitamento de rejeito da flotação para redução do consumo de água na usina de Cobre do Sossego

 RESUMO

A crise hídrica nacional em 2017 afetou diretamente o setor de mineração, fazendo com que alguns projetos paralisassem ou reduzissem a produção. Afetando diretamente as estatísticas nacionais de emprego, renda familiar e geração de impostos.

A mina do Sossego passou em 2017 por um período crítico de redução de chuvas e redução do estoque de água, sendo necessário um trabalho para redução do consumo hídrico e do lançamento de rejeitos, já que 49% de toda água direcionada para a barragem em forma de rejeitos fica aprisionada no minério, sendo impossível seu reaproveitamento no processo de tratamento de cobre.

O objetivo deste trabalho é mostrar uma das principais ações de sinergia realizada pela equipe do Sossego para evitar a redução da produção e/ou paralização da mesma.

De acordo com histórico produtivo foi notado que o maior consumidor de água da planta é o moinho SAG e a substituição de toda ou parte de água nova para este equipamento seria ideal. A recirculação de rejeito com baixo percentual de sólidos para o moinho SAG foi avaliada como ação efetiva e o rejeito do circuito scavenger da cleaner mostrou ter as características ideais para o trabalho.

Após a instalação do projeto, recirculando o rejeito scavenger no moinho SAG, a redução do consumo de água na planta foi na ordem de 25%, auxiliando na manutenção do estoque hídrico da barragem e mantendo a produtividade da usina. Além de aumentar a probabilidade de recuperação de partículas de cobre que anteriormente iriam direto para o rejeito final, sem afetar o balanço de massas da planta e a qualidade do produto final.

I – INTRODUÇÃO

A usina do Sossego, localizada em Canaã dos Carajás, estado do Pará, processa em média 41.000 toneladas de minério de cobre por dia e está projetada para uma produção superior a 470.000 toneladas de concentrado de cobre por ano. O fluxograma de processo é apresentado na figura 1.

Após as etapas de cominuição e classificação o minério passa pela etapa de concentração por flotação direta, sendo o concentrado final o produto da etapa cleaner que é encaminhado para a etapa de desaguamento. O rejeito final é composto pelo volume proveniente de duas linhas rougher e uma linha scavenger da cleaner, sendo depositado na barragem de rejeitos.

O balanço hídrico do complexo é composto pelas captações de água da barragem de rejeitos e do rebaixamento de lençol das cavas. Das captações citadas, apenas a da barragem é considerada água recirculada, sendo que o seu uso é destinado a repolpagem do minério na planta de concentração. A maior parte desta água, retorna à barragem na forma de rejeitos, que após a decantação natural dos sólidos, é bombeada novamente para alimentar a planta concentradora, completando o ciclo de recirculação.

Figura 2 Recirculação de água da planta (Fonte: Arquivo gerência de planejamento)

II – SITUAÇÃO HÍDRICA

A redução drástica da precipitação na região do Sossego nos últimos anos pode ser considerada como fator principal da “crise” hídrica no site, afetando diretamente o estoque de água de processo na barragem de rejeitos. O conjunto de figuras do relatório batimétrico do Sossego mostra a queda abrupta em 2017 do estoque de água.

III – PRINCIPAIS CONSUMIDORES

A água de processo é adicionada na etapa de moagem/classificação nos seguintes pontos: Alimentação da moagem SAG, peneiramento, caixa de alimentação da ciclonagem e bacias de under e over da ciclonagem. Já na etapa de concentração é utilizada principalmente para quebra de espuma e escoamento de concentrados. De acordo com o pareto de consumo o moinho SAG é responsável por 40% do gasto de água da planta, a substituição de toda ou parte da água nova neste moinho seria ideal para redução do consumo.

IV – ESTUDO DA MELHORIA

De acordo com estudos geotécnicos, 49% de toda a água direcionada para a barragem no rejeito final fica aprisionada no minério (VOGBR, 2015), sendo impossível seu reaproveitamento no processo produtivo. Como o estoque de água encontrava-se baixo, a redução do consumo na planta e redução do lançamento de rejeitos se fazia necessário para a continuidade operacional.

Como citado anteriormente, o rejeito final é composto pelo volume proveniente de duas linhas rougher e uma linha scavenger da cleaner. De acordo com os dados de balanço de massas abaixo, a recirculação de quaisquer um dos rejeitos rougher se mostrou inviável em função do alto % de sólidos neste circuito, podendo prejudicar o processo de moagem/classificação. Já o rejeito proveniente da etapa scavenger, de acordo com o balanço, indicou um % de sólidos baixo e volume considerável (~900m3/h), podendo ser recirculado diretamente no processo produtivo sem passar pela barragem.

A maior preocupação na recirculação do rejeito scavenger é de que deletérios do mesmo possam prejudicar a qualidade do produto final. Os dados de amostragem indicam que o valor de Ni está bem abaixo do limite aceitável, já os valores de Cl e F estão próximos aos limites aceitáveis, mas vale ressaltar que a massa recirculada de rejeito é pequena em relação à massa nova alimentada e que nem todo o material recirculado irá virar produto final.

V – PROJETO

O reaproveitamento do tanque de uma célula de flotação de teste, fora de uso, se mostrou viável em relação à custo, layout e tempo de instalação. Por se encontrar próximo ao amostrador metalúrgico de rejeitos, à caixa de rejeito final e à tubulação de rejeito scavenger a instalação do circuito neste ponto possibilitaria uma flexibilidade operacional maior, já que em paradas para manutenção da bomba de recirculação o rejeito scavenger poderia ser direcioado para seu fluxo normal, passando pelo amostrador metalúrgico e indo para a barragem de rejeitos sem prejudicar o balanço de massas.

Como o % de sólidos do rejeito scavenger é relativamente baixo o uso de uma bomba reserva do sistema de captação de água da barragem seria viável. O isométrico da tubulação foi realizado com o intuito de recircular o volume de rejeito scavenger na alimentação do moinho SAG, substituindo toda ou parte da água nova necessária neste moinho.

VI – INSTALAÇÃO

O circuito foi instalado de acordo com o projeto, com opção de desviar o rejeito para o circuito de recirculação, direcionando o mesmo para o moinho SAG, ou manter o fluxo normal de acordo
com a necessidade da manutenção e operação de usina. Foi instalado medidor de vazão na linha para controle do volume bombeado. As medições de teores e % de sólidos do rejeito scavenger são realizadas pelo analisador online de teores (courier). Desta forma todas as características da polpa recirculada são medidas constantemente.

VII – RESULTADOS

Após a instalação a vazão média de água recirculada pelo circuito novo foi de 445 m3/h e desde sua implantação já gerou uma economia de aproximadamente 300.000 m3 de água na planta.

O consumo específico médio antes da implantação era de 1,28 m3 de água para cada tonelada de massa processada na usina e após a recirculação este consumo caiu para uma média de 0,93 m3/t, representando uma economia de 25% no consumo.

VIII – CONCLUSÃO

A recirculação de rejeito com baixo percentual de sólidos e baixa quantidade de deletérios foi primordial para redução do consumo específico de água na planta e redução do lançamento de rejeitos para a barragem. A implantação do circuito foi rápida e de baixo custo.

Ressalta-se que o retorno de rejeito com um teor de cobre associado não afeta o balanço de massas, já que após a recirculação só existe um fluxo de rejeito que é via bancos rougher.

Caso haja alteração do teor de cobre na alimentação o amostrador metalúrgico irá indicar e o cobre recirculado vira produto ou vira rejeito, desta forma alterando a recuperação para maior ou para menor de acordo com a flotabilidade.

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