Melhorias na concentração do pirocloro aumentam recuperação de nióbio

Subsidiária da China Molybdenum Co., e com atuação na produção de liga ferronióbio em Ouvidor-GO, bem como na produção de fertilizantes com unidades em Catalão-GO, Ouvidor-GO e Cubatão-SP,a empresa CMOC Brasil, desenvolveu melhorias de processo na Planta de Concentração de Pirocloro Boa Vista Fresh Rock – BVFR que vem possibilitando um aumento gradativo da taxa de recuperação e produção de Nb2O5 nos últimos quatro anos. A Concentração BVFR completou 10 anos de operação em 2024 e com este histórico de aumento de performance, o site atingiu um marco na produção de liga ferronióbio com a produção de 10.000 toneladas no ano.

O processo de produção da liga se inicia com a extração de minério na mina Boa Vista, situada na cidade de Catalão-GO, localizada a 25 km das plantas de concentração. Deste modo, a companhia possui atualmente três plantas de beneficiamento, sendo a BVFR a planta de concentração mais jovem e responsável por quase 70% da produção de concentrado de pirocloro. A companhia conta ainda com a planta BV e a planta Tailings, que produz concentrado de Nb2O5 a partir do rejeito das plantas de concentração de P2O5 da unidade de Fosfato em Ouvidor-GO.

A mina Boa Vista situa-se na porção sudoeste do Complexo de Catalão II e consiste de nelsonitos e carbonatitos encaixados em quartzitos, filitos, xistos e boudins de anfibolitos, considerando que as rochas encaixantes foram fenitizadas durante a intrusão. Estas características de formação das rochas do Complexo são responsáveis pelos altos teores de dióxido de silício – SiO2 e óxido de cálcio – CaO que desafiam os times de produção a entregar concentrado de Nb2O5 dentro das especificações técnicas demandas pela planta metalúrgica, considerando: teor de dióxido de silício (SiO2) inferior a 3,00% e teor de enxofre (S) inferior a 0,10%.

Para resultados na Planta de Concentração Boa Vista, o time de engenharia da CMOC apresentou iniciativas e projetos realizados ao longos dos últimos anos que trouxeram ganhos significativos à companhia.

A APLICAÇÃO DAS MELHORIAS

O trabalho vem sido desenvolvido ao longo dos últimos quatro anos a partir de investigações de processo e percepção de oportunidades de melhoria na planta. Neste sentido, algumas propostas foram embasadas de acordo com ensaios realizados em laboratório da própria unidade e outros pela percepção em campo a partir das características do próprio processo na usina. Os tópicos a seguir destacam as realizações e os ganhos gerados ao longo dos últimos anos:

IMPLEMENTAÇÃO DE UM CIRCUITO SCAVENGER NA FLOTAÇÃO DE PIROCLORO

A flotação de pirocloro é a última etapa de processo realizada na planta, sendo o concentrado de Nb2O5 destinado para processo de lixiviação ácida para redução de fósforo. Em 2021 a companhia iniciou um projeto de instalação de uma planta de beneficiamento com aquisição de diversos equipamentos para compor uma nova rota de processamento do nióbio. Sabendo que esta etapa apresenta um dos principais pontos de perdas de Nb2O5 e da disponibilidade de células chinesas BGRIMM e Denver no site, foi proposto alguns testes de flotação em laboratório para comissionamento e utilização destas células como estágio scavenger na flotação de nióbio.

Os resultados representaram uma redução de aproximadamente 25% da média de perdas na etapa, percebendo ainda maior estabilidade no processo após a implantação do estágio scavenger. Considerando ainda que o concentrado desse estágio alimenta o circuito cleaner, este projeto garante um maior teor de Nb2O5 presente na carga circulante e, com isso, um maior desempenho na etapa. Com a implantação do estágio scavenger, a recuperação global atingiu valores expressivos acima de 50% em 2021.

IMPLEMENTAÇÃO DE UM ESTÁGIO CLEANER NO CIRCUITO DE FLOTAÇÃO DE SILICATOS

A flotação de silicatos é um processo de remoção de minerais silicáticos, como micas e feldspatos, com o intuito de adequar a qualidade da alimentação da flotação de nióbio e, consequentemente, do concentrado de Nb2O5 que deverá ter SiO2 abaixo de 3,00%. Nesse sentido, esta etapa constitui também um dos principais pontos de perdas na planta. Neste foco, foi realizado um estudo para implementação de um estágio cleaner com o uso de células WEMCO. Os testes realizados em laboratório foram evidenciaram redução de perdas sem impactar no desempenho das etapas seguintes, o que possibilitou destinar um investimento para aquisição de equipamentos e infraestrutura necessária para operação do circuito na planta.

Sendo assim, os resultados mostraram o benefício do circuito, além da redução de perdas na etapa, maior entrega de metal contido na alimentação da flotação de pirocloro.

ELEVAÇÃO DA GRANULOMETRIA DO PRODUTO DA MOAGEM

Em parceria com o time de geologia de análises mineralógicas, o time de produção da planta BVFR, realizou um estudo visando a redução de perdas por geração de finos a partir do aumento da granulometria do produto da moagem. A planta dispõe de quatro diferentes tecnologias de equipamentos de flotação. Em sua grande maioria utiliza- se Tankcells, com parte dos circuitos em células WEMCO, DENVER e BGRIMM. Em laboratório foram realizadas algumas caracterizações metalúrgicas variando a granulometria do minério cominuído para entendimento do comportamento na planta, além disso avaliando a liberação do pirocloro e minerais contaminantes e os possíveis impactos nas etapas de flotação. Em geral, o pirocloro já se encontra altamente liberado em granulometria acima de 25% retido em #150.

Neste contexto, o aumento da granulometria pode beneficiar o aumento da recuperação na etapa de deslamagem com a redução de geração de finos, proporcionar menor consumo de reagentes nas etapas de flotação e menor desplacamento de micas. Sabendo que o circuito cleaner da flotação de pirocloro é composta por Tankcells, a adoção de granulometria maior garante melhor seletividade devido ao menor arraste de contaminantes.

IMPLANTAÇÃO DE UMA FERRAMENTA BI PARA BUSCA DE SEMELHANÇA ENTRE PILHAS

Um estudo realizado pela engenharia de processos da planta de concentração propôs encontrar no histórico de análises de caracterização mineral as pilhas semelhantes que serão beneficiadas na planta, buscando verificar a recuperação das mesmas para avaliação de performance. O desempenho de uma pilha nas plantas de beneficiamento está estritamente ligado à sua composição química e mineralógica. Neste sentido, o laboratório de mineralogia fornece um laudo técnico com a proporção dos minerais que compõem a pilha que está alimentando a planta e, de posse dessas informações, o time de engenharia consegue identificar quais serão os desafios e as possíveis ações a serem tomadas. O dashboard foi desenvolvido considerando como foco a usabilidade do usuário, buscando tornar a operação mais simples e intuitiva possível.

ANÁLISE DE DADOS PARA OBTENÇÃO DE PARÂMETROS UTILIZADOS EM PILHAS HISTÓRICAS MAIS SEMELHANTES.

O desenvolvimento desse projeto trouxe ganhos consideráveis na identificação de pilhas com composição semelhante, permitindo agilidade na tomada de decisões e assertividade dos parâmetros de processo estabelecidos graças a precisão observada na utilização do cálculo de distância euclidiana para classificar as pilhas por semelhança. Com a automatização da importação das informações, torna-se simples o acréscimo posterior de dados que venham a ser considerados importantes para atuação dentro do processo, possibilitando a melhoria contínua e possibilidade de aplicação e expansão do projeto para realização de outras análises que possam trazer ganhos para a organização.

SUBSTITUIÇÃO DE BATERIAS DE DESAGUAMENTO

A planta BVFR possui atualmente quatro etapas de desaguamentos entre os circuitos de flotação de carbonato, silicatos e nióbio com o intuito de retirar reagentes residuais. Duas baterias operavam com ciclones de 40 mm, apresentando sérios problemas com obstruções e instabilidade de massas nos circuitos, resultando em queda de performance na planta.Neste sentido, foi realizado um estudo visando substituir e reparametrizar as baterias que apresentavam maiores perdas por hidrociclones de maior capacidade, similares aos aplicados nas demais baterias de desaguamento e que apresentam melhor eficiência.

Diante disso, foi realizada a instação de novas baterias com hidrociclones FLSmidth, resultando em ganhos de estabilidade e redução de perdas nesses estágios. Os ganhos são bastante perceptíveis considerando a presença de medidores de vazão e densímetro para mensuração de massa dos fluxos de alimentação do desaguamento substituído e da alimentação da etapa de flotação de pirocloro seguinte (underflow do desaguamento).

Adequações voltadas ao aumento da taxa de alimentação de minério Diante das metas estabelecidas ao longos dos últimos anos, o aumento do volume de produção de concentrado de Nb2O5 pelas plantas se destaca em virtude do desafio de aumento da produção de liga ferronióbio. Neste sentido, o time de engenharia de processos da planta realizou um trabalho visando garantir robustez aos equipamentos para performance com aumento gradual da taxa de alimentação de minério. Neste levantamento, destaca-se:

– Repotenciamento de bombas de polpa e dosagem de reagentes;

– Aquisição e instalação de um ciclone reserva para classificação na moagem;

– Reparametrização das etapas de deslamagem e desaguamentos, com atuação da pressão de trabalho, abertura de ápex e vórtex;

– Aumento do tempo de residência nas etapas de flotação;

– Instalação de um novo separador magnético de baixo campo.

Além destes, os projetos contribuíram para o aumento de performance conciliado ao aumento do throughput da planta. O separador magnético em operação na planta estava em seu limite em termo de capacidade de processo e, neste sentido, foi realizada uma parceria com a empresa Imbrás visando a aquisição de um novo equipamento capaz de aprimorar a performance da etapa a partir da redução de perdas. O novo equipamento possui um sistema de controle de nível automático, opera no estágio rougher e ainda contempla um separador reserva possibilitando manutenções com a planta em operação.

Evolução da taxa de alimentação e recuperação de Nb2O5 nos últimos 4 anos na Concentração BVFR:

A recuperação de 2024 desconsidera eventuais perdas de produção devido a realização de alguns testes industriais. Nota-se que as melhorias implementadas nos últimos anos possibilitaram a companhia elevar a taxa de alimentação de minério e a recuperação, sendo duas linhas de resultados bastante siginificativas para o cumprimento das metas anuais orçadas.