Caracterização de minérios do distrito manganesífero de São João Del Rei (MG) com ênfase no rendimento da produção de ferro-ligas.
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2020
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Resumo
Mais de 90% da produção mundial de manganês é direcionada para consumo metalúrgico na
fabricação de ligas, entretanto é limitado o nível de conhecimento sobre as características
geometalúrgicas desses minérios, uma vez que essas características influenciam grande parte
da operacionalidade dos reatores siderúrgicos. Sendo assim, o presente trabalho contempla
estudos de caracterização física, química, mineralógica e ensaios com respostas metalúrgicas
como tamboramento e crepitação para minério de manganês de duas minas do distrito
manganesífero de São João Del Rei, Totonho e Penedo. No caso dessas minas, estes estudos
são pioneiros no que tange um aprofundamento das correlações do tipo e qualidade do
minério com seu comportamento metalúrgico em escala laboratorial. As amostras de minérios
de cada mina foram classificadas em global, em três tipos de produtos (granulado,
intermediário e finos) e numa faixa granulométrica (+19,0-6,3mm) que atende as
especificações para fornos elétricos a arco de redução (FER) segundo padrão ISO 8731 de
crepitação, granulado ideal. As análises químicas foram feitas através de titulação e
espectrometria de emissão atômica. As análises mineralógicas utilizaram as técnicas de
difração de raios X e para o granulado ideal também se usou a microscopia ótica, imagens de
elétrons retroespalhados (MEV) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Os ensaios
metalúrgicos foram adaptados das referência para minérios de ferro, ISO 3271 de
tamboramento e ISO 8731 de crepitação. Nos testes de crepitação avaliou-se o impacto da
umidade e do tratamento térmico nas amostras de granulado ideal. O minério de manganês da
mina de Totonho é composto majoritariamente por Mn, Fe, SiO2 e Al2O3 com os seguintes
valores 30,8%, 5,2%, 25,4% e 12,1%, respectivamente. Já para Penedo foram obtidos os
respectivos valores de 25,3%, 11,7%, 21,3% e 11,1%. Os minérios analisados apresentaram
os minerais espessartita, todorokita, quartzo e dolomita em sua constituição mineralógica.
Outros minerais de manganês como pirolusita e criptomelana também foram identificados nas
amostras de granulado ideal da mina de Totonho e Penedo, entretanto não em todas as faixas
granulométricas. Os estudos de termogravimetria mostraram que os minérios apresentaram
perdas de massas, principalmente, associadas a eliminação de água estrutural das fases
hidratadas todorokita e goethita e pela decomposição térmica dos óxidos pirolusita e
criptomelana, além da decomposição do carbonato de cálcio e magnésio pela dolomita. Tanto
para os testes de tamboramento quanto de crepitação, as amostras de granulado ideal
mostraram alta susceptibilidade na geração de finos e a faixa granulométrica de maior
susceptibilidade foi em 6,3mm. A umidade aumentou de forma significativa a produção de
finos nesta faixa durante a crepitação para ambas as amostras. Entretanto, após o tratamento
térmico a 200° C durante 48 horas, as amostras exibiram uma redução de 27% no índice de
crepitação para Totonho e 35% para Penedo. A redução dos índices de crepitação significa
uma redução do excesso de finos e com isso uma melhor permeabilidade dos gases no forno e
mais eficiência nas reações de trocas térmicas promovendo ganhos em rendimento térmico e
produtivo.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Caracterização metalúrgica, Minérios de manganês, Ferroligas, São João Del Rei - MG
Citação
COSTA, Adriana Baldessin. Caracterização de minérios do distrito manganesífero de São João Del Rei (MG) com ênfase no rendimento da produção de ferro-ligas. 96 f. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mineral) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2020.