Inovação na Mineração - Prof. Dr. Arthur Pinto Chaves
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Inovação Tecnológica na Mineração (Parte II)

Dry stacking (empilhamento a seco) e beneficiamento a seco

Inovação Tecnológica na Mineração (Parte II)

Ver anterior: Inovação Tecnológica na Mineração (Parte I)

Na primeira parte desta conversa, comentamos que é comum ouvirmos dizer que “as industrias de mineração e metalurgia são extremamente conservadoras e não aceitam inovação nenhuma”.

E afirmamos que este é um pensamento incorreto.  As duas indústrias estão na etapa inicial de todos os processos produtivos.  Por isso, recebem pressões enormes dos setores econômicos a jusante e de toda a sociedade.  A única resposta possível é inovar para sobreviver neste ambiente tão agressivo e competitivo.

Inovação na Mineração: a disposição de rejeitos em barragens

Nesta secção, eu gostaria de refletir com os leitores sobre as inovações devidas às pressões sobre a disposição de rejeitos em barragens.

Essa técnica, a mais barata de todas, encontra oposição dos ecologistas e de grande parte da sociedade.  Com efeito, ela consiste em barrar um vale para depositar a montante os rejeitos de beneficiamento.  Ela usa, portanto, o local mais úmido e, em consequência, mais fértil do terreno, inviabilizando-o para a agricultura e pecuária.  Se neste vale há um curso d’água ocorrerão ocasiões em que a qualidade da água a jusante será prejudicada pela presença de sólidos em suspensão.  Mais grave, entretanto é o risco de acidentes, que infelizmente, vêm ocorrendo com certa frequência no país.  O da Samarco em 2015 foi o mais emblemático de todos e o mais simbólico para todos os oportunistas de plantão!

Como decorrência os Estados de Minas Gerais e Pará adotaram a solução simplista e radical de não licenciar novas barragens e, em alguns casos, nem autorizar alteamentos da crista já licenciados.

Estes problemas associados às barragens de rejeitos levaram a duas soluções radicalmente diferentes:

  1. dry stacking” ou empilhamento a seco;
  2. e beneficiamento a seco.

Ambas as soluções encontradas foram totalmente inovativas!

Dry stacking

Para entender o dry stacking é necessário lembrar a evolução da operação de espessamento de concentrados e rejeitos.

No início da grande mineração no Brasil, anos 70, a preocupação no espessamento era unicamente com a qualidade do underflow.  O overflow era água suja.  Entretanto, logo se fez sentir a pressão ambiental e a necessidade de recircular a água.  E começou  uso de coagulantes e floculantes para clarificar o overflow.

Efeito do uso de floculantes

A ação destes produtos químicos diminuiu a razão de espessamento [m2/(t/h)], ou seja, a área de espessador necessária para espessar uma tonelada de sólidos por hora (daquela polpa).  Era possível portanto trabalhar com equipamentos menores.

Com o passar do tempo, o uso de floculantes acabou se impondo e se tornando prática corrente.  Acontece que o mecanismo de sedimentação com floculantes é a “sedimentação por fase”, diferente da sedimentação clássica de polpas defloculadas. Além disso, o equipamento teve que ser modificado, como mostra a figura a seguir (Figura 1).

Mudanças nos equipamentos

A altura do espessador foi aumentada para aumentar a pressão hidrostática sobre a zona de compressão e provocar o fenômeno do “channelling”. Tal fenômeno arrebenta os flocos soltos e libertando a água neles contida.  O feedwell teve sua altura aumentada, alimentando a polpa já na zona de compressão e o rastelo (“rake”) teve sua potência aumentada e muitas vezes usa barras verticais para ajudar a romper os flocos.

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Figura 1

O produto do espessamento (underflow) deixou de ser uma polpa para ser uma pasta, como mostra a figura abaixo (Figura 2):

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Figura 2

Esta nova técnica abriu novas possibilidades de depósito de rejeitos.  A pasta escorre do ponto de lançamento formando um cone, que adquire consistência sólida rapidamente.  A água de precipitação atmosférica tende, em princípio, a escorrer sobre o cone, não impregnando o depósito.

Baixa popularidade da técnica

Dificuldades no bombeamento desta pasta, o custo do espessador, cujo acionamento do rake exige potência elevada e a alta pluviosidade incidente em muitas regiões do Brasil e concentrada em poucos meses fizeram com que esta técnica não tivesse o mesmo sucesso que teve em outros países de clima mais seco.

Solução

A alternativa foi utilizar um dry stacking modificado, consistindo de espessamento em espessadores high capacity seguido do desaguamento em filtro prensa.  Esta instalação está funcionando em diversos locais com muito sucesso.  As fotografias a seguir mostram uma instalação da mina da Mannesman, em Itabirito, MG, junto a Alphaville, na BR 040.  A torta do filtro prensa é transportada por caminhões até o bota-fora da mina e co-depositada com o estéril de mineração.

 

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Mas o desenvolvimento não para aí.  Uma dissertação de mestrado defendida no PMI neste semestre demonstrou que para o Projeto Rondon do Pará (beneficiamento de bauxita), o mesmo pode ser feito com economia por centrífugas.

 

 

anterior: Inovação Tecnológica na Mineração (Parte I)
continuação: Inovação Tecnológica na Mineração (Parte III) – Em breve

 

Autor: Prof. Dr. Arthur Pinto Chaves

Artigo baseado na segunda parte da palestra proferida em 3 de julho de 2017 para a APEMI –  Associação Paulista de Engenheiros de Minas no auditório do Departamento de Engenharia de Minas e de Petróleo, EPUSP

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Prof. Dr. Arthur Pinto Chaves

Escrito por Prof. Dr. Arthur Pinto Chaves

Possui graduação em Engenharia Metalúrgica, (1969), mestrado em Tecnologia Mineral (1972), doutorado (1983), livre-docência (1989), Professor Titular (1992), todos pela Universidade de São Paulo. Pós-doutorado na Southern Illinois University at Carbondale- USA. Atualmente é professor colaborador MS-6 no Departamento de Engenharia de Minas e de Petróleo da EPUSP. No passado foi engenheiro junior do IPT, assessor da diretoria do IPT, Gerente de Processos Minerais da Paulo Abib Engenharia S/A, Gerente de Planejamento e Desenvolvimento das Empresas Brumadinho, Gerente de Operações e Mercado da Promon Engenharia e professor colaborador MS-5 no Instituto de Geociências da Universidade Estadual de Campinas. Tem experiência na área de Engenharia de Minas, com ênfase em Tratamento de Minérios, atuando principalmente nos seguintes temas: tecnologia limpa, beneficiamento, tecnologia mineral, tratamento de minérios e flotação. (Fonte: Currículo Lattes)

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