Universidade Federal de Ouro Preto - UFOP

Escola de Minas

Departamento de Engenharia Metalrgica e de Materiais

Campus Morro do Cruzeiro

Ouro Preto Minas Gerais Brasil

Comparao do circuito tradicional de cominuio (britagem-

moagem) com o circuito SAG no beneficiamento de minrios de ferro

Neander Sousa de Andrade

Ouro Preto, Agosto de 2013.

ii

Neander Sousa de Andrade

Comparao do circuito tradicional de cominuio (britagem-moagem) com o

circuito SAG no beneficiamento de minrios de ferro

Dissertao apresentada ao Curso de

Engenharia Metalrgica da Escola de

Minas da Universidade Federal de

Ouro Preto como parte dos requisitos

para a obteno do Grau de Engenheiro

Metalrgico.

Orientador: Prof. Dr. Carlos Alberto Pereira

Ouro Preto, Agosto de 2013.

iii

iv

RESUMO

medida que ocorre o progresso e a humanidade evolui, cresce-se a demanda pelos

recursos minerais. Com isso, os minerais tomam grande importncia. A Produo

Mineral Brasileira (PMB) ganhou destaque a partir do sculo XX devido,

principalmente, ao elevado ndice de crescimento mundial, com aumento registrado de

550% na ltima dcada, segundo dados do Instituto Brasileiro de Minerao (IBRAM).

Outra vertente encontrada pela indstria mineral a diminuio dos teores do mineral

til no minrio e a necessidade de se moer mais para atingir a liberao do minrio.

Diante deste quadro, as indstrias minerais esto reformulando seus processos com a

finalidade de moer mais com menor gasto energtico, fator que determinante em um

processo produtivo em que os gastos com cominuio podem chegar a 80% da unidade

de tratamento mineral. Com base nesses preceitos, o circuito SAG vem ganhando fora

nos processos de tratamento mineral, circuitos que deram origem aos tradicionais de

moagem, hoje so de notria importncia para o beneficiamento de cobre e chamam a

ateno para a adaptao ao processamento de minrio de ferro, apesar da carncia de

estudos nesta rea.

Palavras chave: moagem, SAG, minrio de ferro.

v

ABSTRACT

Minerals are of undisputable importance for the progress and evolution of mankind. It

is a process which, as the world develops, increases the demand for mineral resources.

The Brazilian Mineral Production stood out from the year 2000 mainly due to the high

rate of world growth, recording a 550% increase in the last decade, according to data

from the Brazilian Mining Institute (IBRAM). Another path found by the mineral

industry is the decrease in the concentrations of useful mineral and the necessity to mill

further to reach the ore. Facing this reality, industries are rethinking their processes in

order to mill more at a lower energetic consumption, fundamental factor in a productive

process in which the expenses with comminution may reach 80% of the unit of mineral

treatment. In this scenario, SAG circuit has become stronger in the mineral treatment

processes, circuits which originated the traditional milling, are today of recognized

importance in the processing of copper and call the attention for an adaptation to the

process of iron ore, although there are few studies in this field.

Key words: milling, SAG, iron ore.

vi

SUMRIO

1. INTRODUO ...................................................................................................... 1

2. OBJETIVO .............................................................................................................. 3

2.1. Geral ........................................................................................................ 3

2.2. Especficos .............................................................................................. 3

3. JUSTIFICATIVA .................................................................................................... 4

4. REVISO DA LITERATURA............................................................................... 5

4.1. Cominuio ............................................................................................. 5

4.2. Britagem .................................................................................................. 7

4.2.1. Britagem Primria ............................................................................... 7

4.2.2. Britagem Secundria ......................................................................... 10

4.2.3. Britagem Terciria............................................................................. 11

4.3. Moagem ................................................................................................ 11

4.3.1. Moinho de barras................................................................................................... 15

4.3.2. Moinho de bolas .................................................................................................... 15

4.3.3. Moagem AG .......................................................................................................... 16

4.3.4. Moagem SAG ....................................................................................................... 16

4.3.5. Moagem AG/SAG estgio nico .......................................................................... 17

4.3.6. Moagem SAG Bolas (SAB) ............................................................................... 17

4.3.7. Moagem SAG Britador de reciclo Bolas (SABC) .......................................... 18

4.3.7.1. Circuitos de Moagem ................................................................................... 19

4.4. Circuito de britagem/moagem .............................................................. 21

5. MINRIO DE FERRO ......................................................................................... 23

6. DISCUSSO ........................................................................................................ 26

6.1. Caracterizao mineral .......................................................................................... 26

6.2. Testes de bancada .................................................................................................. 27

6.3. Teste em escala piloto ........................................................................................... 29

6.4. Simulao computacional ..................................................................................... 30

vii

6.5. Escolha do circuito ................................................................................................ 31

6.6. Estudo de casos ..................................................................................................... 33

7. CONCLUSO ...................................................................................................... 36

Referncias Bibliogrficas .............................................................................................. 37

viii

NDICE DE FIGURA

Figura 1-1. Evoluo da Produo Mineral Brasileira em bilhes de dlares. ......... Erro!

Indicador no definido.

Figura 1-2. Comparao dos preos das tarifas mdias industriaisErro! Indicador no

definido.

Figura 4.2,1-1. Britador de mandbula ............................................................................. 8

Figura 4.2.1-2. Britador giratrio ..................................................................................... 8

Figura 4.2.1-3. Britador de impacto ................................................................................. 9

Figura 4.2.1-4. Britador de rolo dentado .......................................................................... 9

Figura 4.2.2-5. Britador cnico ...................................................................................... 10

Figura 4.2.2-6. Britador de rolo ...................................................................................... 11

Figura 4.3-7. Regime catarata......................................................................................... 13

Figura 4.3-8. Regime de cascata ..................................................................................... 13

Figura 4.3-9. Zonas onde ocorrem os mecanismos de fragmentao. ............................ 14

Figura 4.3.5-1. Circuito de moagem AG/SAG em estgio nico ................................... 17

Figura 4.3.6-1. Circuito SAG-Bolas (SAB) ................................................................... 18

Figura 4.3.7-1. Circuito SAG-Britador de reciclo - Bolas (SABC) ............................... 19

Figura 4.3.7.1-1. Circuito aberto .................................................................................... 19

Figura 4.3.7.1-2. Circuito fechado direto ....................................................................... 20

Figura 4.3.7.1-3. Circuito fechado inverso ..................................................................... 20

Figura 4.3.7.1-4. Circuito fechado misto ....................................................................... 21

Figura 4.3.7.1-5. Fluxograma do beneficiamento de minrio de ferro Carajs . ......... 22

Figura 4.3.7.1-6. Fluxograma da usina do Sossego ........................................................ 23

Figura 5-1. Principais minerais de ferro e suas classes. ... Erro! Indicador no definido.

Figura 6.2-2. Anlise granulomtrica dos dois tipos de minrios testados, Pilha 1 com

P97 passante em 12mm e Pilha 2 com P97 passante em 50mm ........................ 28

Figura 6.3-1. Circuito da unidade piloto do Centro de Tecnologia Mineral (CETEM) . 30

Figura 6.5-1. Equipamentos eliminados em uma rota de circuito SAG ......................... 32

Figura 6.6-1. Fluxograma do circuito SAG de produo Yanacocha, Cajamarca, Chile 34

Figura 6.6-4. Fluxograma da planta de beneficiamento mineral Paracatu, Kinross ....... 35

ix

NDICE DE TABELAS

Tabela 4.2-1 Classificao dos estgios de britagemErro! Indicador no

definido.

Tabela 6.2-1. Anlise granulomtrica dos produtos dos testes de bancada ... Erro!

Indicador no definido.

1

1. INTRODUO

A evoluo da economia de alguns pases emergentes com alta densidade

demogrfica e alto PIB (Produto Interno Bruto) como o Brasil, Rssia, ndia e China,

tem influenciado o crescimento da Indstria Mineral Brasileira (IMB) ao longo da

ltima dcada. A Figura 1-1 retrata em amarelo o valor real da produo mineral

brasileira em bilhes de dlares e em verde a previso da produo, pode-se observar o

crescente aumento do valor da produo ao longo da ltima dcada.

Figura 1-1. Evoluo da Produo Mineral Brasileira em bilhes de dlares (DNPM-IBRAM 2012).

Outro fator de extrema importncia que a indstria brasileira enfrenta o custo

da energia industrial. Segundo dados da Agencia Internacional de Energia (IEA) e a

Agncia Nacional de Energia Eltrica, o Brasil ocupa a quarta colocao entre os preos

de tarifas mdias industriais Figura 1-2, segundo os dados do Boletim de Economia 8

2011. Colocao que dificulta a competitividade da indstria nacional, ainda mais de

setores que o consumo energtico equivalente a de cidades, como por exemplo, a

empresa Samarco que em 2010 registrou um consumo energtica de 1.957.295MW

segundo o Relatrio Anual de Sustentabilidade Samarco 2010.

2

Figura 1-2. Comparao dos preos das tarifas mdias industriais (Boletim de Economia 09 de

Novembro 2011 Setorial Tarifas de Energia Eltrica).

Alm das dificuldades citadas anteriormente, a indstria mineral tenta adequar

seus processos para as mudanas das caractersticas dos minrios, tais como teor do

mineral til no minrio, dificuldade de fragmentao, dificuldade em se atingir a

liberalidade. At os anos 60, por exemplo, os minrios de ferro processados nos

circuitos de beneficiamento eram ricos em ferro (teor superior a 60% de Fe) gerando

produtos caractersticos, o lump. Nos anos 70 e 80 deu-se incio ao processamento de

minrios chamados itabiritos, com teores mais baixos (teor entre 50 e 60 % de ferro)

promovendo a produo de pellet feed. Atualmente o teor de ferro vem diminuindo,

necessitando cominuir mais minrio se comparado com os altos teores do passado para

se produzir a mesma quantidade de ferro. Alm disso, os minrios vm se mostrando

mais competentes, exigindo ainda mais dos equipamentos.

O presente estudo busca realizar uma discusso literria sobre a substituio da

tradicional rota de processamento mineral (britagem-moagem) pela rota de

beneficiamento atravs do circuito SAG, levando em considerao os equipamentos,

vantagens, desvantagens e a utilizao para o beneficiamento de minrio de ferro.

3

2. OBJETIVO

So objetivos deste trabalho:

2.1. Geral

Promover uma discusso literria sobre a substituio do atual circuito de

beneficiamento mineral (britagem/moagem) de minrio de ferro para o circuito SAG de

moagem ressaltando suas vantagens.

Levantar caractersticas dos projetos de instalaes com aplicao do circuito de

moagem SAG, tanto os casos de sucesso: Yanacocha no Chile onde processa extrai ouro

e cobre; Mina do Sossego da Vale no Par onde tambm se extrai ouro e cobre; Kinross

Paracatu, extrao de ouro, projeto de insucesso.

2.2. Especficos

Estabelecer um paralelo dos circuitos de beneficiamento, moagem britagem e o

circuito SAG de moagem, destacando as diferenas de investimentos, custos e

facilidades operacionais.

4

3. JUSTIFICATIVA

O processo de cominuio representa em um processo chave na concentrao de

minerais, pois prepara o material para etapas sucessivas, alm de ser o setor que mais

consome energia em uma unidade de processamento mineral. Esforos para economia

de energia so de notria importncia diante os processos industriais.

A rota de beneficiamento atravs do circuito SAG necessita de uma investigao

mais apurada para derrubar os velhos paradigmas da moagem.

O processo de beneficiamento pelo circuito SAG se mostra muito eficiente na

moagem de cobre, ouro e uma importante alternativa para contornar as mudanas das

caractersticas do minrio de ferro.

5

4. REVISO DA LITERATURA

4.1. Cominuio

A cominuio faz parte da etapa de tratamento de minrios e consiste nas

operaes de britagem e moagem com a finalidade de reduo de tamanho a fim de se

obter a liberao do material (separao do mineral minrio de interesse da ganga).

Estes processos so extremamente caros em uma planta de tratamento mineral, pois se

tem um consumo elevado de energia, corpo moedores, equipamentos. Segundo dados

do Portal de Apoio ao Pequeno Produtor Mineral (PORMIN), o processo de cominuio

apresenta elevado consumo energtico e baixa eficincia operacional, representando, o

maior custo no tratamento de minrios, fator determinante em um pas onde a tarifa de

energia para a indstria 50% maior que a mdia mundial, segundo dados da Federao

das Indstrias do Rio de Janeiro (FIRJAN), setembro de 2012.

De acordo com os dados do consumo energtico da empresa norte americana

Erie Mining, Tabela 4-1, podemos observar que o gasto com energia chega a 80% do

consumo da unidade de tratamento mineral.

Tabela 4-1. Distribuio do consumo de energia na Erie Mining Co (LUZ et al 201 ).

A cominuio pode ser utilizada em partculas homogneas para adequao

granulomtrica ou at mesmo quanto ao formato (cbico, acicular, arredondadas) das

partculas. J para partculas heterogneas temos por objetivo atingir a liberao,

tamanho adequado na qual temos partculas separadas do mineral de interesse da ganga,

normalmente a ser concentrados em processos posteriores.

Segundo Tavares (2009), para que ocorra a fragmentao, a nica maneira

comercialmente empregada para a liberao destes materiais na indstria a aplicao

de grandes quantidades de energia mecnica, promovendo a ruptura do material atravs

da propagao de trincas, quando isto energeticamente possvel, teoria de Griffiths.

6

Esta energia aplicada pode promover os seguintes mecanismos de quebra: compresso,

impacto e abraso.

O produto de um material sujeito a compresso apresenta duas faixas

granulomtricas, partculas finas da quebra por compresso e partculas grossas

proveniente da quebra induzida pela tenso, segundo Luz et al (2010), exemplificada

pela Figura 4-1.

Figura 4-1. Mecanismo de compresso (LUZ et al, 2010).

A fragmentao por impacto consiste na aplicao de fora intensa no material

de forma abrupta, fazendo com que a partcula absorva uma energia excedente para

promover a quebra, tornando o produto com uma mesma faixa granulometria.

J abraso responsvel pela fragmentao mais fina e responsvel pelo alto

consumo energtico (LUZ et al, 2010). O movimento das partculas possibilita a

interao entre as superfcies gerando uma pequena tenso incapaz de fraturar toda a

partcula, mas provoca pequenas fraturas superficiais.

Uma partcula, quando se fragmenta, apresenta trincas e regies de

concentradores de tenses, sendo que quanto maior a partcula, maior o nmero de

trincas e defeito disponveis para a ruptura da partcula, sendo assim a fratura ocorre de

maneira intergranular, mas para partculas menores a fratura se d preferencialmente

transgranular, sendo que esta necessita de maior quantidade de energia para ocorrer,

segundo Fogiato (2009).

7

4.2. Britagem

Consiste nas atividades de fragmentao dos blocos de minrios vindos da mina

(ROM). Estas atividades consistem em sucessivas etapas at que a reduo de tamanho

almejada seja atingida. O processo de britagem responsvel pela fragmentao grossa

e intermediria, exemplificado pela Tabela 4-2, as etapas e os respectivos tamanhos de

alimentao e os tamanhos de produo, sendo que a fragmentao fina realizada

normalmente em moinhos.

Tabela 4-2. Classificao dos estgios de britagem. (LUZ et al 2010).

4.2.1. Britagem Primria

Os britadores nesta etapa chamam a ateno pelo seu tamanho, equipamentos de

grande porte, operam em regime aberto e sem descarte da frao fina de alimentao

segundo Luz et al (2010). Normalmente utilizada a seco e pode ter a razo de reduo

de 8:1.

Dentre os britadores primrios podemos destacar:

Britador de mandbula: utilizado para britagem de grandes blocos

com elevadas durezas, se comportam muito bem com variaes granulomtricas na

alimentao. O principal mecanismo de fragmentao a compresso. A representao

deste britador esboada na Figura 4-2.

8

Figura 4-2. Britador de mandbula (LUZ et al 2010).

Britador giratrio: normalmente utilizado quando se tem grande

quantidade de material a se fragmentar, possui grande capacidade de operao. Pode ser

alimentado por qualquer lado e possui no topo um pequeno armazenamento, como se

pode notar na Figura 4-3.

Figura 4-3. Britador giratrio (LUZ et al 2010).

9

Britador de impacto: o movimento de barras de impacto acoplado

a um eixo que pode chegar a 3000 rpm transfere energia por impacto ao material,

ocorrendo fragmentao, ilustrado pela Figura 4-4. Este equipamento apresenta grande

desgaste e elevado custo de manuteno, no sendo aconselhvel a rochas abrasivas.

So recomendados para produzir grandes redues na britagem primria, com alta

porcentagem de finos.

Figura 4-4. Britador de impacto (LUZ et al 2010).

Britador de rolos dentados: consiste em uma parte fixa e um rolo

dentado, o movimento do rolo faz com que as partculas se fragmentem por compresso

e por cisalhamento do material entre os dentes do rolo, conforme a Figura 4-5. O

emprego bem limitado, devido ao desgaste dos dentes, aconselhvel para britagem

de rochas de fcil fragmentao, possui alta tolerncia unidade e no gera grande

quantidade de finos. Segue abaixo uma demonstrao do britador de rolo dentado.

Figura 4-5. Britador de rolo dentado (LUZ et al 2010).

10

4.2.2. Britagem Secundria

A britagem secundria consiste nas operaes posteriores a etapa da britagem

primria, tem como objetivo promover a reduo granulomtrica para a moagem. Esta

etapa chamada de escalpe. Esta operao consiste em retirar os finos gerados no

processo de produo a fim de evitar a gerao de ultrafinos e maximizar a produo.

Os equipamentos mais utilizados:

Britador giratrio

Britador de mandbulas

Os equipamentos citados acima se diferenciam do circuito primrio apenas por

terem menor dimenso, sendo os mesmos princpios de fragmentao e funcionamento.

Britador cnico: mesmo princpio que o britador giratrio, porm

as partculas possuem um maior tempo de residncia e a descarga se d devido ao

movimento do cone. O movimento do cone para cima e para baixo controla a

granulometria de sada do britador, Figura 4-6.

Figura 4-6. Britador cnico (LUZ et al 2010).

Britador de rolos: o equipamento possui dois rolos que giram em

sentido contrrio, distncia entre os mesmo define a granulometria do produto,

conforme exemplo Figura 4-7. So indicados para partculas friveis ou de fcil

fragmentao. Um fator limitante de seu uso a granulometria de alimentao e

umidade em excesso.

11

Figura 4-7. Britador de rolo (LUZ et al 2010).

4.2.3. Britagem Terciria

Quando no circuito exige uma maior reduo granulomtrica o circuito pode

apresentar britagem terciria como tambm britagem quaternria. So encontrados

nestas etapas britadores cnicos em circuito fechado.

4.3. Moagem

A moagem uma operao de fragmentao fina obtendo-se nesta um produto

adequado a concentrao ou a qualquer outro processo industrial (pelotizao,

calcinao, lixiviao, combusto, entre outros), de acordo com Luz et al (2010).

Segundo Taggart (1951) a moagem pode ser classificada da seguinte maneira:

moagem grossa produto com tamanho entre 3,360 e 0,841mm; moagem intermediria

produto com tamanho mximo de 0,600 mm e com no mximo 75% passante em

0,074 mm; moagem fina produto com tamanho mximo de 0,074 mm.

A moagem representa o setor do beneficiamento de minrio que necessita de

maiores investimentos, pois o setor onde se tem os maiores gastos energtico.

Os processos de moagem devem combinar em seu circuito atividades para

promover a reduo necessria ao minrio de trabalho, atingindo o grau de liberao e

em alguns casos promovendo a seletividade. Segundo Luz et al (2010) a submoagem do

minrio resulta em uma granulometria grosseira e um grau de liberao parcial do

mineral til, tornando o processo de concentrao invivel. A sobremoagem reduz o

tamanho das partculas de maneira desnecessria, promovendo uma moagem muito fina

e um grande gasto com energia.

12

A moagem pode ser separada entre seca e a mida. De acordo com Rocha (2010)

a moagem a mido apresenta menor custo de investimento e operacional do que a seca,

salve excees de regies ridas. A moagem a mido a mais usada em tratamento de

minrios, por ser a forma mais econmica e mais adequada a tratamentos posteriores, de

acordo com Luz et al (2010), que ainda enumera estas vantagens: menor custo com

energia; maior capacidade por unidade de volume; torna possvel o uso de peneiramento

e classificao a mido; elimina o problema com poeira; facilita o transporte.

De acordo com Foggiatto (2009) as principais caractersticas de um moinho so

suas dimenses (dimetro e comprimento) e potncia instalada. Esta afetada por

parmetros operacionais, como por exemplo, a porcentagem de slidos na polpa

alimentada, a velocidade de operao do moinho, grau de enchimento.

A polpa pode desempenhar fatores determinantes no desempenho da moagem,

pois a quantidade de gua causa mudanas no tempo de permanncia das partculas

dentro do moinho atravs da variao de densidade da polpa e viscosidade da polpa. A

polpa diluda na moagem diminuem as colises de bolas com as partculas e aumenta o

choque entre corpos moedores-corpos moedores e corpos moedores-revestimento,

tornado o processo pouco eficiente e levando a um grande consumo de corpos moedores

e desgaste do revestimento.

Durante o processo de moagem a varivel que regulamenta o tipo de regime

dentro do moinho a velocidade de rotao, que dada em funo da velocidade

crtica. De acordo com Beraldo (1987), a velocidade crtica aquela na qual a bola

consegue atingir o ponto mais elevado do moinho sem se desprender da parede.

Condio na qual no se tem realizao de trabalho, no acorrendo moagem.

De acordo com Luz et al (2010) os moinhos trabalham com velocidades crticas

de 50% a 90% e a escolha desta se deve a condies econmicas e que o aumento da

velocidade implica em aumento da capacidade de processamento, mas afeta o

desempenho (kWh/t), aumentando o consumo de energia .

Durante a operao dos moinhos podemos observar dois fenmenos com relao

a trajetrias dos corpos moedores, o regime de cascata (Figura 4-9) e catarata (Figura

4-8).

13

Figura 4-8. Regime catarata (BERALDO 1987).

Quando o corpo moedor adquire certa altura projetado sobre os outros corpos

moedores e a polpa (Figura 4-8), denominamos o regime de catarata, fenmeno que

causa fragmentao por impacto e ideal para moagem de materiais mais grossa e evitar

a gerao de finos. A utilizao de corpos moedores grandes facilita na fragmentao.

Quando a carga do moinho desliza sobre ela mesmo, coforme exemplificado na

Figura 4-9, Taggart (1951) denominou o regime de cascata, que se promove devido a

baixa velocidade do moinho e um alto fator de enchimento. Neste caso temos a moagem

por abraso e indicado para produo de uma granulometria fina.

Figura 4-9. Regime de cascata (BERALDO 1987).

Na Erro! Fonte de referncia no encontrada. podemos observar as regies

onde ocorrem os mecanismos de quebra das partculas segundo Beraldo (1987):

Regio A: as bolas esto se movendo umas sobre as outras em camadas

concntricas e produzem moagem por compresso e um pouco por choque das bolas

sobre as partculas.

14

Regio B: as bolas promovem uma intensa moagem por choque (regime

cascata).

Regio C (Zona de impacto): uma pequena regio onde as bolas caem sobre a

carga e produzem uma intensa moagem por impacto (catarata).

Figura 4-10. Zonas onde ocorrem os mecanismos de fragmentao (BERALDO 1987).

A regio onde temos o regime de catarata deve ser minimizada, pois no ocorre

moagem propriamente dita, por essa razo que a velocidade varia de 60% a 85% da

velocidade crtica.

O tipo de moinho ir depender do tipo de corpos moedores nele usado

(TAVARES 2009), fator que influencia significativamente no processo de moagem.

Segundo Souza (2010) o ao o material normalmente preferido pela alta densidade e

custo baixo, embora tenha baixa resistncia ao desgaste, que pode ser por abraso ou

corroso. Os corpos moedores podem ser barras, bolas, cylpebs ou at partculas do

prprio minrio. O desgaste de corpos moedores na moagem a seco varia de trs a cinco

vezes do valor da moagem a mido. A carga de corpo moedor frao do volume total

do moinho.

Um fator que afeta a eficincia e a capacidade do moinho so os corpos

moedores, de acordo com Luz et al (2010), este fator funo do tamanho mximo da

15

alimentao e do WI do mineral (Work ndex), pois os corpos moedores adicionados

devem ter tamanhos adequados para fragmentar as maiores partculas da alimentao,

caso contrrio, o rendimento do moinho ser comprometido.

O WI representa a resistncia do material a cominuio. definido como o

trabalho necessrio (kWh/ton curta) para reduzir o material do tamanho infinito a um

d80 de 100 micrmetros.

Outro fator de importncia o revestimento dos moinhos que podem ser

metlico, cermico ou de borracha, com a finalidade de proteger a carcaa, j que esto

vulnerveis ao choque e atrito de partculas, corpo moedores, assim atuam como

elemento de sacrifcio, e reduz o deslizamento da carga moedora, segundo Rocha

(2010), um fator que consome energia desnecessria. O tipo e formato do revestimento

so definidos pelo material a ser processado, o tipo de quebra que se deseja o tipo de

corpo moedor, velocidade de operao. Revestimento liso recomendvel para moagem

mais fina e para moagem mais grossa revestimento rugoso.

4.3.1. Moinho de barras

So moinhos cilndricos que utilizam barras como corpo moedor, com relao

do comprimento maior que 1,25 a 2,5 vezes o dimetro. A principal aplicao a

preparao do material para alimentar moinhos de bolas, segundo Tavares (2009), e

usado para obteno de um produto mais grosso. So capazes de suportar uma

alimentao grossa, 50 mm, e fornecer um produto fino, 500m, de acordo com Luz et

al (2010).

Os moinhos de barras no so muito utilizados para produtos ultrafinos de

minerais industriais, pois a carga moedora no produz energia suficiente para provocar a

quebra de partculas finas (WELLENKAMP 1999).

4.3.2. Moinho de bolas

Os moinhos de bolas possuem uma aplicao mais geral, mas seu emprego se

destaca nos estgios finais da fragmentao Luz et al (2010). Devido o copo moedor,

bola, ter maior rea superficial, o produto final mais fino. So utilizados no segundo

estgio aps moinhos de barras, autgenos ou semi-autgenos e tambm amplamente

utilizados em moagem a seco. Normalmente possui fator de enchimento em torno de

35% a 40% do volume.

16

4.3.3. Moagem AG

O termo autgeno utilizado para moinhos que o corpo moedor o prprio

material alimentado. So aplicados a minrios que no se degradam facilmente, blocos

competentes. Para alguns tipos de minrios a moagem autgena representa uma grande

economia energtica.

A instalao do circuito AG bem simples e de baixo custo de implementao,

se comparado com os circuitos tradicionais de britagem/moagem. Segundo Beraldo

(1987) este modelo de circuito torna-se vantajoso para minrios difceis de serem

britados alm de possuir um menor consumo de metais, j que no apresenta corpos

moedores. Mas uma desvantagem que pode torna-lo invivel a falta de coordenao

entre a mina e a usina, necessitando de operaes de homogeneizao para garantir a

blindagem adequada para os diversos tipos de minrio e a granulometria constante.

Na moagem autgena temos a reduo granulomtrica tanto por impacto quanto

por abraso

Um ponto crucial da moagem AG o fato de que as partculas do minrio

podem atingir determinados tamanhos (tamanho crtico) que no possuem energia

suficiente para promover a ao de corpo moedor, nem de ser modo pelas fraes mais

grosseiras. Estas partculas so denominadas peblles.

4.3.4. Moagem SAG

A moagem semi-autgena possuem como corpos moedores o prprio minrio

alimentado e corpos moedores, at 20 % do volume. Os corpos moedores foram

introduzidos com o intuito de aumentar os mecanismos de fragmentao.

Os moinhos SAG so recomendados para moagem grossa de minrios para

preparar par a moagem de bolas, moagem final, segundo Pereira (2004). Estes moinhos

apresentam uma evoluo em relao ao AG, por terem uma certa quantidade de corpo

moedores a variao das caractersticas do minrio no so to impactates. O moinhos

SAG pode ser tambem utilizado em um nico estgio.

Na moagem semi-autgena os mecanismos responsveis pela cominuio so

principalmente: impacto (entre partculas do minrio, bolas e revestimento) e

compresso de pequenas partculas entre os blocos grandes de minrio e bolas. Neste

tipo de moinho tambm temos a presena de abraso, mas em pequena escala, processo

menos eficiente de cominuio em termos energtico, o que torna a moagem SAG com

maior eficincia energtica.

17

Segundo Pereira (2004) atualmente os moinhos semi-autgenos so o estado da

arte.

O minrio a ser modo deve ter competncia para ser processado nas moagens

AG e SAG, pois as fraes grossas devem ter certa resistncia mecnica, pois atuam

como corpos moedores.

4.3.5. Moagem AG/SAG estgio nico

O modelo de circuito em estgio nico possui a vantagem de custo de

investimento baixo, por se tratar de um nico estgio, baixos custos de operao, por

no se ter corpos moedores. comumente empregado nas grandes mineradoras de ouro

sul-africanas. O circuito exemplificado pela Figura 4-11 possui um moinho AG/SAG

em regime fechado.

Figura 4-11. Circuito de moagem AG/SAG em estgio nico (LUZ et al 2010).

4.3.6. Moagem SAG Bolas (SAB)

Circuito que possui grande estabilidade operacional quanto a variaes do

minrio alimentado. Segundo Luz et al (2010) este circuito resulta em redues de at

25% do CAPEX em relao aos circuitos convencionais de britagem e moagem. O

circuito Figura 4-12 apresenta um moinho SAG em regime fechado por uma peneira

vibratria seguido de um moinho de bolas tambm em circuito fechado, mas por um

hidrociclone.

18

Figura 4-12. Circuito SAG-Bolas (SAB) (LUZ et al 2010).

4.3.7. Moagem SAG Britador de reciclo Bolas (SABC)

Consiste em acrescentar um britador ao circuito a fim de se eliminar as fraes

crticas produzidas na moagem semi-autgena, conforme ilustrado na Figura 4-13.

Este circuito de cominuio extremamente robusto, j que absorvem amplas

faixas de variaes de tipos de minrios. Segundo Luz et al (2010) o circuito SABC

possui o menor investimento, sob o ponto de vista de investimento unitrio ($/t), se

comparado com os demais circuitos de beneficiamento. Esta caracterstica permite uma

maior capacidade de alimentao por unidade monetria. O autor ainda afirma que

mesmo que o custo energtico no seja o mais adequado, assunto ainda obscuro, faz

com que esta opo de circuito seja a mais competitiva e, atualmente, a de menor risco.

19

Figura 4-13. Circuito SAG-Britador de reciclo - Bolas (SABC) (LUZ et al 2010).

4.3.8. Circuitos de Moagem

O circuito de moagem sem dvida a principal deciso em uma plante de

beneficiamento, pois est relacionada com o tipo de minrio a ser processados,

equipamentos a ser instalado, custo de investimento, custo de operao, produtividade.

O circuito pode ser classificado como aberto ou fechado. No circuito aberto, na

Figura 4-14, temos apenas uma etapa de cominuio, o material em uma passagem j

fica na granulometria do produto, arranjo pouco utilizado, pois no se tem controle da

granulometria do produto, devido o processo de cominuio consistir em um evento

probabilstico, partculas podem atravessar o moinho sem que a reduo granulomtrica

seja considervel. Neste caso a taxa de alimentao deve garantir a cominuio de todas

as partculas, o que leva a sobremoagem, implicando em gasto com energia

desnecessria.

Figura 4-14. Circuito aberto (ROCHA 2010).

20

J o circuito fechado pode ser direto, reverso ou misto e utilizado quando se

deseja controle granulomtrico do produto. Nestas configuraes temos a utilizao de

equipamentos como peneiras, classificadores, ciclones. O material classificado mais

grosso retorna ao circuito. A Figura 4-15 exemplifica o circuito fechado direto, a

alimentao realizada no moinho e o produto do mesmo alimenta o hidrociclone, e o

underflow deste produz a carga circulante, sendo que o overflow o produto.

Figura 4-15. Circuito fechado direto (ROCHA 2010).

J o circuito fechado inverso, Figura 4-16, a alimentao realizada diretamente

no hidrociclone que se junta com o produto do moinho. O underflow do hidrociclone d

origem ao produto e o overflow alimenta o moinho.

Figura 4-16. Circuito fechado inverso (ROCHA 2010).

O circuito fechado misto consiste em um moinho seguido do circuito fechado

direto, conforme exemplificado na Figura 4-17.

21

Figura 4-17. Circuito fechado misto (ROCHA 2010).

A carga circulante no circuito confere benefcios, pois reduz a gerao de finos e

a sobremoagem, j que o tempo de residncia das partculas diminui.

Segundo Luz et al (2010) quanto maior a carga circulante maior ser a

capacidade do moinho, e esta depende da capacidade do classificador e do custo de

transportar a carga para o moinho. A carga circulante varia de 100% a 300%, mas pode

chegar a 600%.

4.4. Circuito de britagem/moagem

Os circuitos tradicionais de cominuio (britagem/moagem) podem ser

exemplificados pelo Figura 4-18, mina de ferro de Carajs, que consiste em britagem

primria (britagem fixa atravs do britador giratrio e a britagem mvel pelo britador de

mandbula), britagem secundria (britador giratrio), britagem terciria (britador

cnico) completando o circuito tem-se um moinho de bolas. Um ponto que ser

levantado que no pode ser visualizado no fluxograma a estrutura de transporte do

minrio neste circuito, grandes correias transportadoras.

22

Figura 4-18. Fluxograma do beneficiamento de minrio de ferro Carajs (LUZ et al 2010).

O circuito de cominuio utilizando a moagem SAG pode ser visto na Figura

4-19. O circuito conta com britador primrio, pilha de estocagem com capacidade de

41.000 toneladas, seguido de moagem SABC (moinho semi-autgeno, britador cnico e

moinho de bolas). O moinho SAG possui de 36` de dimetro por 19` de comprimento e

23

um moinho de bolas de 22` de dimetro por 29`de comprimento. O produto alimenta a

planta de flotao.

Figura 4-19. Fluxograma da usina do Sossego (NANKRAN et al, 2009).

4.5. Minrio de ferro

O ferro um importante elemento no nosso planeta e o quarto elemento mais

abundante na crosta da terra. Segundo Takehara (2004) mais de 400 minerais

apresentam Fe em teores detectveis, cujas concentraes variam de menos de 1% a

mais de 70%.

Segundo dados do DNPM 2011 as reservas brasileiras totalizam 29,6 bilhes de

toneladas (com um teor mdio de 52,95%), localizadas em Minas Gerais (79,7%) Mato

Grosso do Sul (9,9) e Par (9,1%) e a produo brasileira de minrio de ferro em 2011

foi cerca de 398 milhes de toneladas, 14,2% superior ao ano anterior.

Os minrios de ferro economicamente explorveis so agrupados segundo a

composio qumica, nas classes: xidos, carbonatos, sulfetos e silicatos segundo

Takehara (2004).

24

Tabela 4-3. Principais minerais de ferro e suas classes. (Poveromo, 1999; Deer et al., 1994; Dana &

Hulburt, 1984; www.webmineral.com).

A magnetita (Fe3O4) corresponde 72,36% de ferro e 27,64 de oxignio, um

mineral fortemente magntico segundo Luz et al (2010), possui densidade especfica de

5,18 g/cm3.

A hematita (Fe2O3) o mais importante mineral de ferro, devido a sua larga

ocorrncia segundo Deer et al (1992) e corresponde a 69,94% de ferro e 30,06% de

oxignio, densidade em torno de 5 a 6 g/cm3.

A limonita, nome genrico para xidos hidratados de ferro. Sua composio

uma mistura de variada dos minerais goethita e lepidocrocita, segundo Deer et al (1992)

utiliza-se o termo limonita para denotar xidos no identificveis com grau de

hidratao variada.

A siderita (FeCO3) corresponde a 48,20% de Fe e o restante de carbono e

oxignio. Possui densidade especfica de 3,83 a 3,88 g/cm3.

A pirita (FeS2), tambm conhecida como ouro de tolo, corresponde a 46,55%

de Fe e 53,45% de S, densidade por volta de 5,0 g/cm3.

A pirrotita (Fe(1-x)S)), corresponde a 62,33% de ferro e 37,67% de S, densidade

de 4,51 g/cm3, fortemente magntica, tambm conhecida como pirita magntica.

Os silicatos de ferros apresentam teores de ferro que podem variar de 39% a

54%, mas no explorvel, devido se encontrarem dentro da estrutura cristalina dos

minerais e de forma dispersa na rocha.

25

Outra forma comum de explorao do ferro se d atravs dos minrios

itabirticos, rocha com bandas intercaladas de xidos de ferro e slica. As camadas de

ferro so compostas principalmente por hematita e magnetita.

Outra classificao que podemos designar aos minrios de forma geral a

granulometria. O primeiro produto o run-of-mine (ROM), minrio bruto com tamanho

at 200mm que direcionado ao beneficiamento.

O minrio granulado (lump) est compreendido na faixa de 32mm a 6mm,

possui alto valor de mercado por se utilizar diretamente no alto forno, sem necessidade

de beneficiamento.

Os finos de minrios so divididos em duas classes o sinter feed, o produto

mais comercializado, segundo Souza (2010), so minrios inferiores a 6mm e superiores

a 0,15mm (usados nos processos de sinterizao), o pellet feed, minrios superfinos que

apresentam granulometria abaixo de 0,15mm (utilizados nos processos de pelotizao).

26

5. DISCUSSO

Os circuitos de beneficiamento mineral tm passado por reformulaes aos

longos dos anos a fim de se adequar as mudanas dos minrios, obter aumento da

produo, reduo do custo de operao, facilidades operacionais, entre outras

mudanas.

O circuito SAG encontra muita resistncia antes de se tornar uma opo para um

projeto de dimensionamento de uma usina de tratamento mineral, segundo Yovanovic

(2006) esta proposta no se enquadra em um avano da tecnologia e sim um retrocesso,

pois os primeiros moinhos instalados eram do tipo SAG. Outro ponto a resistncia a

mudanas pelo setor mineral, mudanas que acarretam uma nova metodologia de

produo, treinamento, manuteno. Resistncia que j foi vencida no beneficiamento

de cobre e ouro e possui grande aceitao.

Os projetistas de circuitos minerais adotam a seguinte metodologia para estudo

de um circuito de beneficiamento mineral:

Caracterizao mineral;

Teste de bancada;

Teste em escala piloto;

Simulao computacional;

5.1. Caracterizao mineral

No dimensionamento mineral, independente da rota, um dos fatores

determinantes para o sucesso do projeto a caracterizao mineral. Processo que deve

ser realizado com extrema ateno para que o mapeamento da mina seja condizente com

a realidade e as amostras utilizadas nos teste sejam representativas. Esta etapa do

processo no deve economizar esforos muito menos recursos, pois o ponto chave

para escolha da rota do minrio. Segundo Pereira (2004) os testes so para orientar no

dimensionamento, pois os testes dependem das condies de moagem adotadas

(tamanho dos moinhos, velocidade dos moinhos, carga de bolas, etc.). Esta etapa deve

prever a energia especfica para cominuio da partcula do minrio de interesse.

Os testes mais comuns aplicados na caracterizao mineral com a finalidade de

dimensionar moinhos para o circuito AG/SAG so:

Drop Weight Test metodologia JKMRC (Julius Kruttschnitt Mineral

Research Centre): teste realizado atravs do choque de dois pndulos e a partcula a ser

estudada entre os pndulos. Ensaio que demanda elevado tempo para realizao, possui

27

restrio ao tamanho das partculas, e o clculo pode ser impreciso devido ao

movimento do pndulo secundrio.

Drop Weight Test (DWP): partculas de vrios tamanhos so

fragmentadas individualmente com aplicaes de variados nveis de energia (peso que

solto sobre a partcula em diferenas alturas). Este teste possui a vantagem de ser rpido

ecomportar grande faixa de tamanho da partcula.

Work ndex de Bond: teste com o objetivo de calcular a energia

necessria para reduzir um material de tamanho infinito at um tamanho de 80% menor

que 100m, sob condies padro.

SAG Power ndex (SPI): segundo Dobby (1996) SPI o tempo de

moagem em minutos necessrio para que a alimentao seja reduzida at 80% passante

em 1,7mm. Moinho que neste caso padronizado. Este teste gera resultados que devem

ser complementados dom o WI de Bond para circuitos SAG/bolas, segundo Pereira

(2004).

5.2. Testes de bancada

Testes de moagem SAG em bancada de minrio de ferro tm se mostrado muito

eficiente, como o teste realizado no Centro de Pesquisas Tecnolgicas (CPT) de minrio

de ferro da Vale da Gerencia de Desenvolvimento de Processos de Tratamento Mineral

(GADMF), localizada na Mina de Alegria. Segundo Rodrigues et al (2011) duas

amostras de minrio de ferro foram testadas. O primeiro teste (Pilha 1) consistiu em

uma granulometria com 97% passante em 12mm (granulometria caracterstica do

produto de britagem quaternria) sendo processado em um moinho tubular com 28% de

enchimento de bolas. J o segundo teste (Pilha 2) foi realizado com uma granulometria

97% passante em 50mm (produto tpico da britagem secundria) com 20% de

enchimento de bolas. A anlise granulomtrica das alimentaes mostrada na Figura

5-1.

28

Figura 5-1. Anlise granulomtrica dos dois tipos de minrios testados, Pilha 1 com P97 passante

em 12mm e Pilha 2 com P97 passante em 50mm (RODRIGUES et al 2011).

Os resultados dos testes so apresentados na Tabela 5-1 e demonstram que

ambos atuaram como moagem primria gerando um P80 prximo de 0,21mm. O

consumo energtico do teste com frao mais grossa demonstrou ser energeticamente

melhor, pois registrou o consumo de 1,93kWh/t enquanto o de frao mais fina

contabilizou 2,19 kWh/t, reduo de 11,87% de consumo. Vale ressaltar que esta

economia quantificada apenas na comparao da moagem com alimentao grosseira

e mais fina, no contabilizando, se comparado os circuitos, a economia energtica com a

britagem terciria, britagem quaternria e transporte do material. Pereira (2004) em su

estudo tambm aborda a possibilidade de reduo de gerao de ultrafinos na utilizao

de moagem com material mais grosso. A granulometria da Pilha 1 apresenta na

alimentao 4,27% de material passante em 10m e o produto com 8,31% de material

passante em 10m, aumento de 195%, enquanto no segundo teste a alimentao e o

produto possui 5,93 e 8,20 passante em 10m respectivamente, aumento de apenas

138%. O teste tambm possibilitou registrar o consumo de corpo moedor, 330 g/talim,

valor abaixo dos industrialmente praticados (450 g/talim) em moinhos no circuito

tradicional (britagem/moagem) de minrios itabirticos.

29

Tabela 5-1. Anlise granulomtrica dos produtos dos testes de bancada. (RODRIGUES et al 2011).

5.3. Teste em escala piloto

Aps a caracterizao real do minrio de interesse recomendvel testes em

escala piloto para confirmar a opo de circuito inicial. Este teste possui um alto custo e

deve ser explorado para fornecer uma variedade de circuitos, segundo Putland et al

(2011). Segundo Luz et al (2010) este teste pode revelar informaes que anteriormente

estavam desconhecidas, como a influncia da recirculao sobre o produto da moagem,

um exemplo de circuito em escala piloto mostrado na Figura 5-2. O circuito fechado

conta com moagem SAG e peneiras vibratrias. Este estgio deve analisar as

caractersticas do funcionamento do moinho como: consumo de energia,

comportamento do rendimento a variaes de alimentao, velocidade do moinho,

volume de enchimento, carga e consumo de corpos moedores, carga circulante, gerao

de pebble, gerao de ultrafinos (sobremoagem), entre outros.

30

Figura 5-2. Circuito da unidade piloto do Centro de Tecnologia Mineral (CETEM) (SAMPAIO et

al 2002).

Testes realizados por Sampaio et al (2002) em uma unidade piloto do CETEM

(Centro de Tecnologia Mineral) em minrio de ouro na Rio Paracatu Minerao S/A

demonstrou que o minrio respondeu ao processo SAG e ainda com baixo consumo

especfico de energia. Foram realizados testes com duas granulometrias, intituladas

minrio tipo 1 (P90 em cerca de 31 mm) e minrio tipo 5 (P80 igual a 75mm). O

primeiro teste foi realizado com o minrio tipo 5 com carga de bolas de 10% e o

segundo teste com um blend dos minrios tipo 1 e 5 com uma carga de bolas de 4%. Os

dois testes apresentaram baixo consumo especfico de energia, sendo que o primeiro

registrou 1,81kWh/t enquanto o segundo teste 2,86 kWh/t, o produto obtido por ambos

os testes atingiu 50% do material abaixo da granulometria de liberao do ouro (100m)

e um volume de carga circulante dentro da faixa operacional (cerca de 150 %).

5.4. Simulao computacional

Identificada as variveis do processo, os mtodos de simulaes, modelos

matemticos, entram em cena para dimensionar os equipamentos em funo da

produo estimada no projeto da unidade de beneficiamento. Segundo Luz et al (2010)

as tcnicas de simulao so recursos eficazes tanto no dimensionamento dos

equipamentos de processo, como nas etapas de start-up e de otimizaes contnuas nos

processos de cominuio. As complexidades dos modelos matemticos so grandes para

31

a representao da realidade e o desempenho destes depende da calibrao, que por sua

vez resultado dos conjuntos de dados levantados nas etapas anteriores.

5.5. Escolha do circuito

O circuito de processamento mineral deve ser escolhido em detrimento aos

resultados dos testes, futuras mudanas nas propriedades do minrio na frente de lavra,

capital a ser investido, custo operacional, entre outros fatores.

Dentre as alternativas de circuito, muitos estudos de rotas de beneficiamento de

minrios esto sugerindo que o circuito tradicional pode ser simplificado, as britagens

tercirias e quaternrias podem ser substitudas por um circuito SAG, conforme foi

abordado por Rodrigues et al (2011) e demonstrado na Figura 5-3. Alm de excluir duas

etapas de britagem o circuito elimina uma etapa de peneiramento e todos os dispositivos

de transporte e bombeamento de polpas entre os equipamentos eliminados. A moagem

primria deixa de ser de bolas e passa a ser autgena seguida de uma moagem de bolas,

como mostra a figura. O circuito ainda pode contar com um britador de reciclo se existir

a necessidade. Segundo Luz et al (2010) o circuito SAB pode representar em uma

reduo de at 25% do CAPEX em relao a rota tradicional. Em alguns casos apenas

uma britagem primria necessria para alimentar o moinho SAG, o que possibilita

uma maior simplificao de equipamentos.

32

Figura 5-3. Equipamentos eliminados em uma rota de circuito SAG (RODRIGUES et al 2011).

As alternativas que podem ser escolhidas para substituir os circuitos tradicionais

dependem das propriedades do minrio a ser processado. Circuito SAG em nico

estgio sugerido para minrios com o comportamento frgil, mas que seja

suficientemente competente para atuar como corpo moedor. O Circuito SAB (moagem

primria em moinho SAG e moagem secundria em moinhos de bolas) aconselhvel

para minrios mais compactos. Este circuito apresenta melhor desempenho para

minrios com variaes das propriedades com relao ao de estgio nico. Para

minrios competentes sugerido o circuito SABC (circuito com moagem primria

SAG, seguido de moagem de bolas e britador de reciclo). Este circuito possui a adio

de um britador para fragmentar os minrios que possuem tamanho crtico e no so

fragmentados na moagem SAG.

33

Na prtica operacional a classificao de minerais compactos usada de maneira

errada, pois designado para expressar granulometria de minrios, blocos grandes. O

que na realidade no se aproxima do conceito real, termo que deve ser utilizado para

expressar resistncia, dificuldade do material em ser fragmentado. Sendo assim para uso

de um minrio em um circuito AG/SAG o minrio deve ter uma devida resistncia

fragmentao para promover auto cominuio.

No projeto de dimensionamento de processamento do circuito mineral AG/SAG

de extrema importncia a projeo correta de uma pilha de homogeneizao segundo

Putland (2011). A alimentao constante indispensvel para um timo desempenho.

Problema de segregao resulta em circuito instvel e sub-otimizado.

Os circuitos SAG devem ter um maior controle operacional se comparado ao

circuito tradicional, como por exemplo: taxa de alimentao, velocidade do moinho,

volume de carga, carga de corpos moedores, densidade da polpa.

5.6. Estudo de casos

Yanacocha, Cajamarca:

Maior mina de ouro da Amrica do Sul, localizado na provncia de Cajamarco, a

800 km da cidade de Lima, Peru. A planta de beneficiamento de ouro e cobre conta com

um moinho SAG de 32 de dimetro e 32 de comprimento, potncia de 16,5MW, com

velocidade varivel em circuito fechado com hidrociclones. A alimentao do moinho

possui granulometria de at 80 cm e uma pilha de estoque com capacidade de 35 mil

toneladas. Este um caso de sucesso de implementao de circuito SAG.

34

Figura 5-4. Fluxograma do circuito SAG de produo Yanacocha, Cajamarca, Chile (JUBI et al

2011)

Mina do Sossego:

A mina do Sossego, Vale, localizada no municpio de Cana dos Carajs no

estado do Par beneficia minrio de cobre e de ouro por um circuito SABC (moinho

SAG, moinho de bolas e britador de pebble). O circuito alimentado com 80% das

partculas passante em 152mm e o produto do moinho de bolas P80=0,21mm,

granulometria adequada para a flotao. O moinho SAG possui 38 de dimetro e 19 de

comprimento, uma potncia de 20MW, operando com velocidade entre 74% e 80% da

velocidade crtica, carga de bolas de 14% e volume de operao de 32%.

Complementando o circuito um moinho de bolas de 22 de dimetro e 29de

comprimento, conforme exemplificado na Figura 4-19 (Fluxograma apresentado na

reviso bibliogrfica).

Paracatu, Kinross

O projeto de expanso inaugurado em 2008 infelizmente um caso de insucesso

no dimensionamento de rotas de beneficiamento. O projeto da planta contava com uma

produo de 4,1 milhes de toneladas anuais atravs de um circuito SABC, com moinho

SAG de 38, potncia de 20MW, alimentao de 5087t/h. O circuito se completa com

britador de reciclo e dois moinhos de bolas conforme a Figura 5-5. Aps implementao

35

do projeto algumas dificuldade foram encontradas. O WI do minrio, problemas com a

clula de carga do moinho SAG e alta gerao de pebble. Estudos realizados

posteriormente concluram que o gargalo do circuito eram os moinhos de bolas,

rendimento muito abaixo do esperado para a produo estipulada no projeto. Outro fator

que chamou a ateno foi a dificuldade encontrada com WI do minrio, o que

demonstra uma caracterizao falha. Estas dificuldades levaram a alimentao real do

circuito ser de 3198t/h (cerca 62,87% da capacidade projetada).

Figura 5-5. Fluxograma da planta de beneficiamento mineral Paracatu, Kinross (JUNIOR 2011).

36

6. CONCLUSO

O circuito SAG vem se mostrando uma tima alternativa para a substituio do

circuito tradicional de beneficiamento (britagem/moagem) de minrio de ferro. O

circuito SAG utiliza a mudana de propriedade do minrio (partculas mais

competentes), para promover a auto-cominuio.

A escolha do circuito SAG simplifica o processo e eliminam equipamentos

como britadores, bombas, sistemas de transporte reduzindo o CAPEX em at 25%. Esta

simplificao do circuito pode possibilitar menores gastos com manuteno, e um maior

aperfeioamento dos operadores.

O consumo de energia segundo os estudos em bancada e escala piloto sugerem

que o circuito SAG seja energeticamente mais eficaz.

A caracterizao a etapa crtica no dimensionamento, pois deve representar

fielmente a realidade das frentes de lavras. Erros nesta etapa comprometem todo o

andamento do projeto, pois os erros sero acumulativos e podem levar a uma escolha

errada da rota de beneficiamento.

O circuito SAG deve ter maior controle operacional (taxa de alimentao,

velocidade do moinho, volume de carga, carga de corpos moedores, densidade da polpa)

para manter a produo regular. Desvios destes parmetros devem ser evitados ou

controlados a fim de no impactar na produtividade dos moinhos.

A pilha de estoque deve ser projetada levando em considerao a possibilidade

de ocorrer segregao, tendo em vista que o circuito SAG sensvel a variaes

granulomtricas na alimentao.

O teste em escala piloto deve ser usado para simular vrias configuraes do

circuito de modo a evitar dvidas na escolha da rota de beneficiamento.

O dimensionamento de uma rota mineral deve sempre ser reestudado, nunca

tarde para rever o circuito.

37

Referncias Bibliogrficas

Begerman, M.; Delboni, H.; Nankran, M.. ESTUDO DE VARIABILIDADE E OTIMIZAO DO CIRCUITO NA MOAGEM SAG DA USINA DO SOSSEGO. Revista Escola de Minas, Janeiro, maro 2009: 93-97.

Beraldo, J. L.. MOAGEM DE MINRIOS EM MOINHOS TUBULARES. So paulo:

Edgard Blcher LTDA, 1987.

Drumond, M. R.; Yovanovic, A.; Caporali, L.; Arruda, W. S.; Resende, A. M.; Morais,

B. F.. PROJETO PEDRA DE FERRO A RUPTURA DE PARADIGMAS NO DESENVOLVIMENTO DE PROJETO DE BENEFICIAMENTO DE MINRIO DE

FERRO.

Foggiatto, B.. PREVISO DE DESEMPENHO DO CIRCUITO DE MOAGEM DE CARAJS.. So Paulo, So Paulo, 2009.

Luz, A. B.;Alves, J. S.; Alves, S. C.. TRATAMENTO DE MINRIO. 5 edio. Rio de

Janeiro: CETEM, 2010.

Pereira, P. E. C.. COMPARAO ENTRE DIFERENTES TESTES DE MOAGEM SAG PARA DETERMINAO DA ENERGIA UNITRIA PARA COMINUIO

DE MINRIOS SULFETADOS DE COBRE. Belo Horizonte, Minas Gerais, Abril de 2004.

Putland, B; Kock, F; Siddall, L; SINGLE STAGE SAG/AG MILLING DESIGN,

Dezembro de 2011.

Orway Mineral Consultants WA Pty Ltd (OMC). Level 4, 1 Adelaide Terrace. East

Perth, Western Australia 6004

Rocha, A. R.. ESTUDO DE CASOS: MOAGEM SEMI-AUTGENA E DE BOLAS. Ouro Preto, Minas Gerais, 2010.

Rodrigues, A. F. V.; Lima, N. P; Silva, K. C; Marques, M.; Paula, N.; Santiago, M. T..

COMPARAO DE MOAGEM CONVENCIONAL E MOAGEM COM ALIMENTAO MAIS GROSSA DE MINRIO DE FERRO. XXIV ENTMME, 16-19 de Outubro de 2011.

Sampaio, J. A.; Tondo, L. A.; Silva, A. L.; Junior, H. D.; Clark, J. Y; Kasbergen, J, C..

"ESTUDO DE MOAGEM SEMI-AUTGENA (SAG) COM MINRIO DE OURO

DA RPM" . Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Dezembro de 2002.

Souza, N. A. F.. ANLISE CRTICA DE ROTAS DE PROCESSAMENTO DE MINRIOS DE FERRO ITABIRTICOS. Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Setembro de 2010.

38

Taggart, A. F. ELEMENTS OF ORE DRESSING. New York: Wiley, 1951.

Tavares, L. M. M. APOSTILA PROCESSAMENTO DE RECURSOS MINERIA I. 2009.

Valado, G. E. S.; Arajo, A. C.. Introduo ao tratamento de minrios. Belo

Horizonte: UFMG, 2007.

Wellenkamp, P. MOAGENS FINA E ULTRAFINA DE MINERAIS INDUSTRIAIS: Uma

reviso. 1999.

Yovanovic, A. P. A Tecnologia Mineral e os Mitos Tecnolgicos. Minrio, Maro 2005.

Yovanovic, A. P. MOAGEM SAG: ACABOU O MITO? Minrios e minerales, Setembro/Outubro 2006.

Yovanovic, A. P. NOVOS MOINHOS COM VELHOS PARADIGMAS. Metlica, 2011.