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Title: Estudo da intensidade de crepitação de minérios granulados de manganês do Brasil.
Authors: Faria, Geraldo Lúcio de
metadata.dc.contributor.advisor: Araújo, Fernando Gabriel da Silva
Keywords: Crepitação
Minérios de manganês
Ligas de ferro
Engenharia de materiais
Issue Date: 2008
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: ABREU, W. M. de. Estudo da intensidade de crepitação de minérios granulados de manganês do Brasil. 2008. 125 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2008.
Abstract: Um problema freqüentemente encontrado na rotina de operação dos fornos metalúrgicos de produção das ligas de manganês é a falta de conhecimento a respeito das características mineralógicas e metalúrgicas dos granulados de minérios. Neste contexto, um parâmetro de qualidade de grande importância, e ainda muito pouco estudado, é a crepitação. Este trabalho apresenta um estudo de caracterização física, química e mineralógica, assim como do comportamento da crepitação de três produtos granulados de minério de manganês, provenientes das três minas mais importantes do Brasil, que são Azul, Morro da Mina e Urucum. São apresentadas análises químicas utilizando técnicas como a espectrometria de emissão atômica e titulação. A caracterização mineralógica foi desenvolvida por meio da difração de Raios-X e por microscopia óptica. As análises de propriedades físicas como determinação da densidade, superfície específica e porosidade também são apresentadas. Uma vez que as amostras foram caracterizadas, elas foram submetidas a ensaios de crepitação nos padrões recomendados pela ISO 8731, salvo a faixa granulométrica utilizada, que foi a compreendida entre 19 e 6,3mm. Foram estudadas as influências da umidade e de tratamento térmico sobre o fenômeno de crepitação. Para a faixa de 19 a 6,3mm, destinada aos ensaios de crepitação, as amostras de granulados de minério de manganês do Azul (MG60), de Urucum (GU) e de Morro da Mina (GMM) apresentam características químicas bem diferentes. Os teores de Mn, Fe e SiO2 para MG60 são, respectivamente, 46,96; 4,12 e 3,99%. Para GMM são, respectivamente, 24,48; 2,89 e 23,02%. Para GU são, respectivamente, 32,58; 6,92 e 2,11%. O minério granulado de Urucum é o que possui a maior densidade estrutural (4,41g/cm3), seguido pelo do Azul (4,02g/cm3) e finalmente pelo de Morro da Mina (3,66g/cm3). O minério de Urucum é do tipo oxidado anidro, o minério do Azul é do tipo oxidado hidratado e o de Morro da Mina do tipo silicatado carbonatado hidratado. Nos ensaios termogravimétricos, as perdas de massa nas amostras dos granulados estudados estão associadas à decomposição térmica de óxidos (criptomelana, pirolusita e braunita) de carbonatos (rodocrosita) e de constituintes mineralógicos hidratados (sendo os principais todorokita e anfibólios). Existe uma diferença significativa com relação à intensidade do fenômeno de crepitação dos granulados do Azul, Urucum e Morro da Mina. Os minérios oxidados de Urucum (I- 6,3mm = 10%) e do Azul (I-6,3mm = 6%) apresentam alta susceptibilidade quanto à crepitação. O minério silicatado carbonatado de Morro da Mina não crepita. A umidade aumentou de forma considerável a intensidade de crepitação dos granulados do Azul e de Urucum. O tratamento térmico de 48 horas a 200oC, em escala de laboratório, reduziu em mais de 60% os índices de crepitação, de ambos granulados.
metadata.dc.description.abstracten: A common problem in the production of ferromanganese alloys is the lack of knowledge about the mineralogical and metallurgical properties of the manganese lump ores. An important quality parameter of the lump ores is the decrepitation, wich has not been studied adequately yet. This work presents a physical, chemical and mineralogical characterization of the manganese lump ore from the three main Brazilian mines, Azul, Morro da Mina and Urucum, as well as their decrepitation behavior. The chemical analyses were made by AES-ICP and titration, the mineralogy cal characterization was obtained by optical microscopy and X-ray diffraction. The physical properties studied included density, surface area and porosity measurements. The samples were then characterized for decrepitation, according to the ISO8731 standards, with the exception of the grain size range, kept in this case between 19 and 6,3mm. The influence of the moisture and the thermal treatment of the samples, on the decrepitation behavior, was also studied. For the grain size range between 19 and 6,3mm, used at the decrepitation studies, the lump ore samples from Azul (MG60), Urucum (GU) and Morro da Mina (GMM) displayed very distinct chemistry. The contents of Mn, Fe and SiO2 for MG60 are 46.96; 4.12 e 3.99%, respectively. For GMM the contents are 24.48; 2.89 e 23.02%, and for GU they are 32.58; 6.92 e 2.11%. The Urucum lump ore presents the highest structural density (4.41g/cm3), followed by the Azul lump ore (4.02g/cm3) and by Morro da Mina (3.66g/cm3). The typological classifications of the ores are: anhydrous-oxide for Urucum, hydrated-oxide for Azul, silicate-carbonate for Morro da Mina. At the thermogravimetrical analyses, the mass losses were related to the thermal decomposition of oxides (cryptomelane, pyrolusite and braunnite), of carbonates (rhodochrosite) and of the hydrated constituents (mainly todorokite and anphibolites). There is a significant difference amongst the decrepitation intensity observed for the lump ores from Azul, Urucum and Morro da Mina. The oxide ores from Urucum (I-6.3mm = 10%) and Azul (I-6.3mm = 6%) present a high susceptibility to decrepitation, whilst thesilicate-carbonate from Morro da Mina shows no decrepitation. The presence of moisture increased the decrepitation intensity of the Azul and Urucum lump ores. The lab scale thermal treatment, at 200°C for 48 hours, reduced in more then 60% the decrepitation indexes of both ores.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2821
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