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Title: Caracterização tecnológica do itabirito anfibolítico da Mina de Brucutu-MG.
Authors: Gonçalves, Gizele Maria Campos
metadata.dc.contributor.advisor: Lima, Rosa Malena Fernandes
Keywords: Beneficiamento de minério
Flotação
Águas - purificação - floculação
Concentração magnética
Issue Date: 2020
metadata.dc.contributor.referee: Lima, Rosa Malena Fernandes
Lopes, Gilmara Mendonça
Luz, José Aurélio Medeiros da
Citation: GONÇALVES, Gizele Maria Campos. Caracterização tecnológica do itabirito anfibolítico da Mina de Brucutu-MG. 2020. 81 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mineral) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2020.
Abstract: A alta demanda mundial por minérios de ferro em contramão a rápida exaustão de jazidas de alto teor das principais regiões produtoras em todo o mundo tem motivado a busca e/ou aprimoramento de rotas de beneficiamento, que viabilizem o aproveitamento econômico de formações ferríferas até então consideradas minérios marginais, que por terem grande volume tem potencial de aumentar consideravelmente as reservas lavráveis. Por essa razão, faz-se necessária caracterização física, química e mineralógica detalhada destes protominérios, visando ao estabelecimento de rotas de beneficiamento adequadas às características dos mesmos. Este trabalho apresenta resultados da caracterização tecnológica do itabirito anfibolítico, que corresponde a 263 milhões de toneladas de reserva da mina de Brucutu (Quadrilátero Ferrífero), em busca de possíveis rotas de processo, visando a otimizar recuperação em massa para blendagem com outros concentrados a fim de alcançar teores de Fe e impurezas que atendam a demanda do mercado (Fe > 64,90%, SiO2 < 3,2%, Al2O3 < 0,90% e P < 0,040%). Primeiramente, foram determinadas as características físicas (umidade = 10,02%, distribuição granulométrica, massa específica e PPC), químicas (teores globais e por faixa granulométrica) e mineralógicas do minério. A distribuição granulométrica da amostra in natura (65% - 150 µm e 20% -10 µm) foi determinada por peneiramento a úmido (fração +45 µm) e granulômetro a laser (fração -45 µm). A massa específica (3,71 g/cm³) foi determinada pelo picnômetro a gás (He). Fluorescência de raios X (FRX) foi a técnica utilizada para determinação da composição química (46,0% Fe, 25,5% SiO2, 0,137% P, 0,95% Al2O3, 0,156% Mn). O PPC (6,69%) foi determinado no forno mufla e análise termogravimétrica (TGA). Os principais constituintes mineralógicos foram determinados qualitativamente por microscopia óptica. A quantificação mineralógica (59,5% goethita, 12,7% hematita e 24% de quartzo) foi efetuada por cálculo normativo (estequiométrico) dos minerais identificados, usando as fórmulas químicas teóricas dos mesmos e os teores de elementos e/ou compostos químicos e PPC, determinados nas análises químicas. O método Rietveld a partir das análises por difração de raios X (DRX) também foi empregado para quantificação mineralógica. Pelo MEV/EDS, o elemento P, mostrou-se associado a goethita. Após a determinação do grau de liberação do quartzo (95,5% em 105 µm) por microscopia óptica, a amostra foi moída abaixo de 105 µm (150 #) (90% -75 µm e 30% -10 µm) e efetuados testes preliminares de concentração magnética (0,9 T e 11 T), flotação catiônica reversa em pH 10,5 (500 g/t de amido e amina igual a 170, 180 e 200 g/t) da amostra deslamada e floculação seletiva das lamas em pH 10,5 (50 g/t de hexametafosfato de sódio e 200 g/t de amido) seguido de concentração magnética no campo de 0,9 T. Os resultados da concentração magnética com floculação seletiva associada à fração lama apresentou um concentrado com 58,39% Fe, 8,01% SiO2, 0,155% P com uma recuperação em massa de 55,34%. Incorporando toda a lama ao concentrado final da amostra deslamada foi possível obter um produto com 56,37% Fe, 9,85% SiO2 e 0,171% P com uma recuperação em massa de 77,91%.
metadata.dc.description.abstracten: The high world demand for iron ores in opposite to the rapid exhaustion of high-content deposits from the main producing regions around the world has motivated the search and/or improvement of beneficiation routes, which enable the economic use of iron formations previously considered marginal ores, which have the potential to considerably increase mineable reserves due to their large volume. Thus, the detailed physical, chemical and mineralogical characterization of these proto ores becomes necessary, aiming at the establishment of beneficiation routes appropriate to their characteristics. This work presents the results of the technological characterization of the amphibolic itabirite, which corresponds to 263 million tons of the Brucutu mine´s reserve (Quadrilátero Ferrífero), in search of possible process routes, aiming to optimize mass recovery for blending with other concentrates in order to achieve Fe and impurities grades that meet market demand (Fe> 64.90%, SiO2 <3.2%, Al2O3 <0.90% and P <0.040%). Initially, the physical characteristics (moisture = 10.02%, size distribution, specific weight and LOI), chemical (global grades and granulometric range) and mineralogical characteristics of the ore were determined. The size distribution of the sample in natura (65% -150 µm and 20% -10 µm) was determined by wet sieving (fraction + 45 µm) and laser granulometer (fraction - 45 µm). The specific weight (3.71 g/cm³) was determined by the gas pycnometer (He). X-ray fluorescence (XRF) was the technique used to determine the chemical composition (46.0% Fe, 25.5% SiO2, 0.137% P, 0.95% Al2O3, 0.156% Mn). The LOI (6.69%) was determined in the muffle furnace and thermogravimetric analysis (TGA). The main mineralogical constituents were determined qualitatively by optical microscopy. The mineralogical quantification (59.5% goethite, 12.7% hematite and 24% quartz) was obtained by normative calculation (stoichiometric) of the identified minerals, using their theoretical chemical formulas and the contents of chemical elements and/or compounds and LOI, determined in chemical analyzes. The Rietveld method based on X-ray diffraction (XRD) analysis was also used for mineralogical quantification. By SEM/EDS, the element P, was shown to be associated with goethite. After determining the quartz´s ratio of liberation (95.5% in 105 µm) by optical microscopy, the sample was ground below 105 µm (150 #) (90% - 75 µm and 30% -10 µm) and preliminary tests of magnetic concentration (0.9 and 11 T), reverse cationic flotation at pH 10.5 (500 g/t of starch and amine equal to 170, 180 and 200 g/t) of the deslimed sample and selective flocculation of the slime at pH 10.5 (50 g/t of sodium hexametaphosphate and 200 g/t of starch) followed by magnetic concentration in the field of 0.9 T. The results of the magnetic concentration with selective flocculation associated with the slime fraction showed a concentrate with 58.39% Fe, 8.01% SiO2, 0.155% P with a mass recovery of 55.34%. Incorporating all the slime into the final concentrate of the deslimed sample, it was possible to obtain a product with 56.37% Fe, 9.85% SiO2 and 0.171% P with a mass recovery of 77.91%.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/13081
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 13/01/2021 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante.
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