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Title: Investigação das características dos minérios de ferro da CVRD que influenciam seu comportamento na moagem.
Authors: Ribeiro, Magno Rodrigues
metadata.dc.contributor.advisor: Vieira, Cláudio Batista
Keywords: Minérios de ferro
Pelotização - beneficiamento de minério
Cominuição - beneficiamento de minério
Issue Date: 2004
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: RIBEIRO, M. R. Investigação das características dos minérios de ferro da CVRD que Influenciam seu comportamento na moagem. 2004. 111 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2004.
Abstract: A principal fonte de material utilizado nas pelotizações é a parcela das jazidas de minério de ferro cujo tamanho é naturalmente inferior a 6 mm e também dos finos gerados na lavra, no processamento de concentração, na classificação, no manuseio e no transporte do minério. Na pelotização, a moagem do minério se torna necessária para adequar sua superfície específica e distribuição granulométrica às exigências da produção de pelotas. A moagem é responsável por grande parte do consumo de energia de uma usina de pelotização e em alguns casos determina sua capacidade de produção. Informações sobre como os minérios afetam a moagem podem ser utilizadas para aumento de capacidade, redução de custos; verificação rotineira de anomalias de processo de moagem, como variações na distribuição granulométrica ou na taxa de alimentação dos moinhos; mapeamento das minas conforme a moabilidade para efeito de planejamento plurianual; aprimoramento da metodologia de previsão de comportamento na moagem de diferentes pilhas de minérios. Dessa forma, o principal objetivo deste trabalho foi estudar características de minérios de ferro utilizados no complexo de pelotização da Companhia Vale do Rio Doce (CVRD) em Vitória que influenciam seu comportamento na moagem. Realizou-se o trabalho em três etapas: caracterização física, química, e microestrutural de minérios e suas misturas; escolha de misturas de minérios segundo uma metodologia estatística de planejamento de experimentos apropriada para misturas; ensaio padrão de moagem em quatro tempos; correlação das características investigadas com os resultados dos ensaios e elaboração dos modelos estatísticos de previsão da moabilidade. Verificou-se que a Lei de Rittinger pôde ser aplicada às diversas misturas que compuseram esse trabalho e que abrangem parcialmente a gama de morfologias normalmente utilizadas nas usinas de pelotização em Vitória. Mostrou-se que há diversas formas de se indicar a moabilidade e que há correlação entre elas. Verificou-se a validade de se utilizar o índice de moabilidade padrão. Avaliou-se a metodologia de cálculo do índice de moabilidade de misturas por meio de média ponderada pela massa de cada componente da mistura. Estabeleceu-se uma relação linear entre o valor de superfície específica medida pelo permeâmetro Fisher e uma estimativa da superfície específica com base na distribuição granulométrica medida por espalhamento de laser. Foram apresentados dois modelos lineares para previsão de comportamento na moagem: um com base na geração de superfície específica e outro com base no desaparecimento do material no tamanho de 45 µm. As morfologias e mineralogias foram agrupadas em cinco categorias, classificadas em ordem crescente de moabilidade com relação à superfície específica da seguinte forma: i) hematita lobular; ii) hematita lamelar e especular; iii) hematita granular; iv) martita; goethita e limonita; v) hematita microcristalina. Com relação à taxa de desaparecimento do material no tamanho de 45 µm, os cinco grupos estudados foram assim classificados: i) hematita lobular; ii) martita, goethita e limonita; iii) hematita granular; iv) hematita lamelar e especular; v) hematita microcristalina.
metadata.dc.description.abstracten: The main source of raw material to pelletizing plants is the fraction of iron ore naturally smaller than 6 mm and also the fines generated in the mines or in the beneficiation, classification, handling or transportation of the ore. In pelletizing plants, grinding is necessary to suit their specific surface area and size distribution to the pellet production requirements. Grinding is responsible for a big share of the energy consumption in a pelletizing plant and, in some cases, it determines the palnt capacity. Information concerning how the different ores affect their grinding behavior can be utilized to increase capacity and decrease production costs; routine check of daily process anomalies such as size distribution variations or feed rate to the balling mills; mapping of the mines sections concearning grindability in order to elaborate a multiannual production plan; improvement of the methodology of grinding behavior prediction for different iron ore piles. Thus, the main objective of this work was to study characteristics of the iron ores supplied to the pelletizing plants complex of Companhia Vale do Rio Doce (CVRD) located in Vitoria, which have influence on their grinding process parameters. The study was carried out in three parts: physical, chemical, mineralogical and microstructural characterization of iron ores and blends; standard batch tests to estimate the grinding behavior according to a mixture design (simplex-lattice) and correlation of investigated characteristics with batch tests results. It was observed that the Rittinger’s Law could be applied to the different studied iron ore mixtures, and to the morphologies typically used in pelletizing plants in Vitoria. Many different ways to express grindability were studied, as the correlations between them. It was proved the effectiveness of standard grindability index. It was studied the use of weighted average to calculate the grindability index of a mixture. It was found a linear relation between specific surface area measured by Fisher and estimated by size distribution measured by laser scattering. Two linear models of grinding behavior were established: one based on specific surface generation and another based on material disappearing rate of the 45 µm size. The morphologies were classified in ascending order of grindability regarding specific surface: lobular hematite, lamellar hematite, granular hematite, martitic hematite with goethite, microcrystalline hematite. The morphologies were classified in ascending order of grindability regarding material disappearing rate of the 45 µm size: lobular hematite, martitic hematite with goethite, granular hematite, lamellar hematite, microcrystalline hematite.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2774
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