Caracterização de minérios do distrito manganesífero de São João Del Rei (MG) com ênfase no rendimento da produção de ferro-ligas.

Abstract

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.