Programa de Pós Graduação em Engenharia de Minas - PPGEMIN

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Equivalência do protocolo de rejeitos do towards sustainable mining em relação ao GISTM e a Norma ISO 14001:2015
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024) Xavier Júnior, Gilberto; Gimenez, Alexander Martin Silveira; http://lattes.cnpq.br/6349646979605518; http://lattes.cnpq.br/4788771401571084; Gimenez, Alexander Martin Silveira; Santos, Allan Erlikhman Medeiros ; Souza, Josimar dos Reis de
A atividade mineradora, de significativa relevância econômica em diversos países, tem suscitado consideráveis impactos ambientais, notadamente na esfera da geração e gestão de rejeitos. Dentro desse cenário, o programa canadense Towards Sustainable Mining (TSM), o Global Industry Standard on Tailings Management (GISTM) e a norma ISO 14001:2015 têm emergido como instrumentos adotados por empresas do setor para elevar os padrões de gestão ambiental em suas operações. Contudo, a implementação independente dessas normas é uma prática comum, resultando em lacunas na gestão ambiental. Este trabalho propõe uma abordagem visando a integração do Protocolo de Rejeitos do TSM, GISTM e ISO 14001 em projetos de mineração, com o propósito de aprimorar a gestão ambiental e mitigar impactos negativos. A metodologia empregada envolveu um comparativo de equivalência entre os critérios do checklist do Protocolo de Rejeitos do TSM em relação ao GISTM e à norma ISO 14001:2015. Os resultados encontrados evidenciam e comprovam que ambas as normas têm grande equivalência entre si, o que possibilita o processo de integração. Os objetivos delineados ao longo deste estudo foram atingidos com sucesso, evidenciando uma notável equivalência entre os requisitos e critérios do TSM, GISTM e ISO 14001:2015. Essa equivalência não apenas valida a viabilidade de uma abordagem integrada, mas também aponta para uma oportunidade estratégica, permitindo que as organizações otimizem seus esforços na implementação e manutenção desses sistemas.
Estudo da utilização dos insumos no processo de pelotização do minério de ferro
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024) Ferreira, Isadora; José, Fábio de São; Resende, Domingos Sávio de; http://lattes.cnpq.br/1348684373783230; http://lattes.cnpq.br/6970130665160091; http://lattes.cnpq.br/3426929678997076; José, Fábio de São; Gimenez, Alexander Martin Silveira; Cruz, Daniel Geraldo da
O processo principal de aglomeração de finos de minério de ferro é a pelotização, porém a diminuição das reservas de minérios de ferro de alta qualidade, a crescente produção de ultrafinos e a necessidade de aumentar a produtividade requerem atualização constante e busca por aprimoramentos no processo. Sendo assim, o projeto teve como principal objetivo investigar a influência de insumos na pelotização do minério de ferro, além de articular uso dos insumos, análise de teor, concentração de óxidos, resistência e umidade das pelotas finais. A pesquisa buscou aprimorar a aglomeração utilizando os materiais escolhidos, visando obter os melhores resultados, comparando cada teste realizado. Para isso, usaram-se amostras de pellet feed (dividida em lotes 1, 2 e 3) da Herculano Mineração, Itabirito–MG, bentonita, calcário calcítico, calcário dolomítico e coque fornecidos pela Vallourec, Nova Lima–MG. Em relação aos testes, foram realizados ensaios de bancada no laboratório de tratamento de minério da PUC/MG Coração Eucarístico, o processo de pelotização foi realizado em um prato pelotizador da marca CDC, a determinação da umidade das pelotas e o teste de queda para avaliar a resistência mecânica à queda. A média de teor de ferro nas amostras de pellet feed é de cerca de 64%. Os lotes apresentaram PPC próximos a 3,56%, 3,84% e 4,19%, respectivamente, e granulometria de 100% abaixo de 150 μm. O produto, as pelotas verdes, tiveram umidade em torno de 8% e as pelotas secas obtiveram um valor médio de resistência à queda de 1,18 ± 0,06 kgf/pelota (2 quedas até a fissura). As pelotas do lote 1, usando o calcário calcítico, tiveram um maior teor de CaO, aumento do percentual de Fe de 65,48% e teor de Fe₂O₃ de aproximadamente 93%, esse mesmo lote foi o que melhor interagiu com o aglomerante. Em relação à basicidade, os lotes 1 e 2 apresentaram um índice entre 0,06 e 0,08, sendo considerados ácidas. No lote três, por utilizar ambos os fundentes juntos, houve um aumento na concentração de óxido de cálcio, atingindo 0,19%, sendo consideradas pelotas de baixa basicidade e são usadas na redução direta para a produção de ferro esponja.
Equivalência do protocolo de rejeitos do towards sustainable mining em relação ao GISTM e a Norma ISO 14001:2015
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024) Xavier Júnior, Gilberto; Gimenez, Alexander Martin Silveira; http://lattes.cnpq.br/6349646979605518; http://lattes.cnpq.br/4788771401571084; Gimenez, Alexander Martin Silveira
A atividade mineradora, de significativa relevância econômica em diversos países, tem suscitado consideráveis impactos ambientais, notadamente na esfera da geração e gestão de rejeitos. Dentro desse cenário, o programa canadense Towards Sustainable Mining (TSM), o Global Industry Standard on Tailings Management (GISTM) e a norma ISO 14001:2015 têm emergido como instrumentos adotados por empresas do setor para elevar os padrões de gestão ambiental em suas operações. Contudo, a implementação independente dessas normas é uma prática comum, resultando em lacunas na gestão ambiental. Este trabalho propõe uma abordagem visando a integração do Protocolo de Rejeitos do TSM, GISTM e ISO 14001 em projetos de mineração, com o propósito de aprimorar a gestão ambiental e mitigar impactos negativos. A metodologia empregada envolveu um comparativo de equivalência entre os critérios do checklist do Protocolo de Rejeitos do TSM em relação ao GISTM e à norma ISO 14001:2015. Os resultados encontrados evidenciam e comprovam que ambas as normas tem grande equivalência entre si, o que possibilita o processo de integração. Os objetivos delineados ao longo deste estudo foram atingidos com sucesso, evidenciando uma notável equivalência entre os requisitos e critérios do TSM, GISTM e ISO 14001:2015. Essa equivalência não apenas valida a viabilidade de uma abordagem integrada, mas também aponta para uma oportunidade estratégica, permitindo que as organizações otimizem seus esforços na implementação e manutenção desses sistemas.
Avaliação de fontes graxas alternativas na flotação aniônica de minério fosfático utilizando planejamento fatorial
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024) Santos, Adriele Mércia Alves; Pires, Natal Junio; Santos, Leandro Henrique; http://lattes.cnpq.br/6463678663010789; http://lattes.cnpq.br/5680725077048575; http://lattes.cnpq.br/4340344508440832; Pires, Natal Junio; Santos, Michelly de Oliveira; Gontijo, Lucas Caixeta
Minério fosfático é o principal insumo para produção de fertilizantes fosfatados, apresentando como mineral-minério a apatita, além de minerais de ganga, como silicatos e carbonatos. Para a produção de fertilizantes, o minério fosfático é submetido a operações unitárias dentro do tratamento de minérios. Dentre elas, podem ser citadas a flotação, para a obtenção do concentrado fosfático. A flotação é o principal método de concentração aplicado a este minério. Contudo, algumas tipologias de minério fosfático apresentam dificuldade de flotação devido, principalmente, à similaridade do comportamento da apatita, dolomita e calcita frente ao mecanismo aplicado. Diante disso, são realizados vários estudos que buscam rotas, avaliando reagentes e outras variáveis operacionais de flotação, para obter seletividade e eficiência nesta etapa. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo principal avaliar fontes alternativas de coletores aniônicos (óleo de andiroba e manteiga de bacuri) para a flotação, bem como outras variáveis importantes no processo, através do planejamento fatorial completo, no sentido de encontrar as variáveis significativas. Para isto, a amostra mineral, que se apresentava pré-preparada, foi peneirada em uma peneira de 20#, e posteriormente em 65#, deslamada e caracterizada (análise granulométrica via peneiramento a úmido e picnometria a gás), além também da análise química e mineralógica. Após essa etapa foram realizados os ensaios de flotação (24 ensaios), a fim de se fazer uma avaliação acerca das variáveis selecionadas para o estudo (A: tipo de coletor, B: dosagem de coletor, C: dosagem de depressor e D: pH). Os testes de forma geral apresentaram baixa espumação. Com isso, as recuperações mássica e metalúrgicas obtidas foram relativamente baixas, com valores variando de 0,29% a 45,23% para primeira, e 0,03% a 82,00%, para a segunda. O teor de P2O5 atingiu valores mais significativos, chegando a 34,28% em seu valor máximo. Os ensaios com melhores resultados de teor de P2O5 e recuperação mássica e metalúrgica foram aqueles em que se utilizou o óleo de andiroba em pH 6. A análise estatística confirmou tal resultado, trazendo o tipo de coletor e pH como variáveis significativas, assim como evidenciou que as faixas de domínio dos fatores podem ser alteradas, dado que os resultados indicaram que as respostas podem ser melhoradas caso se escolha um pH em torno de 6 e se utilize altas dosagem de coletor. Os resultados também levantaram a hipótese de que os ensaios foram provavelmente prejudicados pela baixa espumação na flotação, o que seria provavelmente consequência do seu processo de saponificação (alcoólica a quente). Os resultados encontrados apontam que tais fontes graxas apresentam grande potencial de aplicação aos processos de flotação, e investigações futuras poderão indicar as condições ótimas para as variáveis estudadas, possibilitando assim suas otimizações como coletores de apatita.
Avaliação de fontes graxas alternativas na flotação aniônica de minério fosfático utilizando planejamento fatorial
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-02-05) Santos, Adriele Mércia Alves; Pires, Natal Junio; Santos, Leandro Henrique; http://lattes.cnpq.br/6174607285687399; http://lattes.cnpq.br/5680725077048575; http://lattes.cnpq.br/8944634588932951; Pires, Natal Junio; Santos, Leandro Henrique; Santos, Michelly de Oliveira; Gontijo, Lucas Caixeta
Minério fosfático é o principal insumo para produção de fertilizantes fosfatados, apresentando como mineral-minério a apatita, além de minerais de ganga, como silicatos e carbonatos. Para a produção de fertilizantes, o minério fosfático é submetido a operações unitárias dentro do tratamento de minérios. Dentre elas, podem ser citadas a flotação, para a obtenção do concentrado fosfático. A flotação é o principal método de concentração aplicado a este minério. Contudo, algumas tipologias de minério fosfático apresentam dificuldade de flotação devido, principalmente, à similaridade do comportamento da apatita, dolomita e calcita frente ao mecanismo aplicado. Diante disso, são realizados vários estudos que buscam rotas, avaliando reagentes e outras variáveis operacionais de flotação, para obter seletividade e eficiência nesta etapa. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo principal avaliar fontes alternativas de coletores aniônicos (óleo de andiroba e manteiga de bacuri) para a flotação, bem como outras variáveis importantes no processo, através do planejamento fatorial completo, no sentido de encontrar as variáveis significativas. Para isto, a amostra mineral, que se apresentava pré-preparada, foi peneirada em uma peneira de 20#, e posteriormente em 65#, deslamada e caracterizada (análise granulométrica via peneiramento a úmido e picnometria a gás), além também da análise química e mineralógica. Após essa etapa foram realizados os ensaios de flotação (24 ensaios), a fim de se fazer uma avaliação acerca das variáveis selecionadas para o estudo (A: tipo de coletor, B: dosagem de coletor, C: dosagem de depressor e D: pH). Os testes de forma geral apresentaram baixa espumação. Com isso, as recuperações mássica e metalúrgicas obtidas foram relativamente baixas, com valores variando de 0,29% a 45,23% para primeira, e 0,03% a 82,00%, para a segunda. O teor de P2O5 atingiu valores mais significativos, chegando a 34,28% em seu valor máximo. Os ensaios com melhores resultados de teor de P2O5 e recuperação mássica e metalúrgica foram aqueles em que se utilizou o óleo de andiroba em pH 6. A análise estatística confirmou tal resultado, trazendo o tipo de coletor e pH como variáveis significativas, assim como evidenciou que as faixas de domínio dos fatores podem ser alteradas, dado que os resultados indicaram que as respostas podem ser melhoradas caso se escolha um pH em torno de 6 e se utilize altas dosagem de coletor. Os resultados também levantaram a hipótese de que os ensaios foram provavelmente prejudicados pela baixa espumação na flotação, o que seria provavelmente consequência do seu processo de saponificação (alcoólica a quente). Os resultados encontrados apontam que tais fontes graxas apresentam grande potencial de aplicação aos processos de flotação, e investigações futuras poderão indicar as condições ótimas para as variáveis estudadas, possibilitando assim suas otimizações como coletores de apatita.
Estudo da utilização dos insumos no processo de pelotização do minério de ferro
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-02-29) Ferreira, Isadora; José, Fábio de São; Resende, Domingos Sávio de; http://lattes.cnpq.br/1348684373783230; http://lattes.cnpq.br/6970130665160091; José, Fábio de São; Gimenez, Alexander Martin Silveira; Cruz, Daniel Geraldo da
O processo principal de aglomeração de finos de minério de ferro é a pelotização, porém a diminuição das reservas de minérios de ferro de alta qualidade, a crescente produção de ultrafinos e a necessidade de aumentar a produtividade requerem atualização constante e busca por aprimoramentos no processo. Sendo assim, o projeto teve como principal objetivo investigar a influência de insumos na pelotização do minério de ferro, além de articular uso dos insumos, análise de teor, concentração de óxidos, resistência e umidade das pelotas finais. A pesquisa buscou aprimorar a aglomeração utilizando os materiais escolhidos, visando obter os melhores resultados, comparando cada teste realizado. Para isso, usaram-se amostras de pellet feed (dividida em lotes 1, 2 e 3) da Herculano Mineração, Itabirito–MG, bentonita, calcário calcítico, calcário dolomítico e coque fornecidos pela Vallourec, Nova Lima–MG. Em relação aos testes, foram realizados ensaios de bancada no laboratório de tratamento de minério da PUC/MG Coração Eucarístico, o processo de pelotização foi realizado em um prato pelotizador da marca CDC, a determinação da umidade das pelotas e o teste de queda para avaliar a resistência mecânica à queda. A média de teor de ferro nas amostras de pellet feed é de cerca de 64%. Os lotes apresentaram PPC próximos a 3,56%, 3,84% e 4,19%, respectivamente, e granulometria de 100% abaixo de 150 μm. O produto, as pelotas verdes, tiveram umidade em torno de 8% e as pelotas secas obtiveram um valor médio de resistência à queda de 1,18 ± 0,06 kgf/pelota (2 quedas até a fissura). As pelotas do lote 1, usando o calcário calcítico, tiveram um maior teor de CaO, aumento do percentual de Fe de 65,48% e teor de Fe₂O₃ de aproximadamente 93%, esse mesmo lote foi o que melhor interagiu com o aglomerante. Em relação à basicidade, os lotes 1 e 2 apresentaram um índice entre 0,06 e 0,08, sendo considerados ácidas. No lote três, por utilizar ambos os fundentes juntos, houve um aumento na concentração de óxido de cálcio, atingindo 0,19%, sendo consideradas pelotas de baixa basicidade e são usadas na redução direta para a produção de ferro esponja.
Microflotação de apatita, calcita e dolomita utilizando oleato e palmitato de sódio puros e em misturas
(2024-06-27) Santos, Rafaeli Keila; De São José, Fábio; Santos, Leandro Henrique; http://lattes.cnpq.br/6463678663010789; http://lattes.cnpq.br/6970130665160091; http://lattes.cnpq.br/3698015238897049; De São José, Fábio; Santos, Leandro Henrique; Testa, Francisco Gregianin; Pires, Natal Junio
Fertilizantes agrícola são uma combinação de três elementos químicos (macronutrientes), nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K), podendo o fósforo ser obtido por meio do processamento do minério fosfático. Tal processamento envolve, atualmente, a tecnologia de concentração por flotação, especialmente para minérios brasileiros. A flotação é uma das etapas para concentração eficiente do mineral portador de P, denominado apatita. Sabe-se que ácidos graxos são os reagentes mais utilizados na flotação de apatita e carbonatos, entretanto, a presença de carbonatos torna o processo de flotação complexo devido as semelhanças nas características dos fosfatos (mineral portador de P apatita) e carbonatos (mineral portador de Ca e Mg, calcita e dolomita, respectivamente). Para poder utilizar o fosfato como matériaprima na fabricação de fertilizantes, o concentrado final precisa atender especificações de teores, um exemplo é, razão CaO/P2O5 de 1,6. Logo, pretende-se com essa pesquisa pioneira avaliar como ácidos graxos puros e em mistura corroboram com a flotabilidade da apatita, calcita e dolomita, determinar a condição ótima para maximizar a flotabilidade da apatita e minimizar a flotabilidade da calcita e dolomita, por meio de análises estatísticas. Foi realizado planejamento fatorial completo com cinco pontos centrais e em dois níveis para compreender a influência das variáveis pH, dosagem e proporção, e de suas interações na recuperação dos minerais apatita, calcita e dolomita. Os ensaios foram realizados no Tubo de Hallimond, utilizando como coletores o oleato e palmitato de sódio. A partir dos dados refinados foi observado que a proporção entre os coletores foi a variável mais significativa na flotabilidade da apatita e da calcita, com contribuição para o modelo de 25,56% e 39,11%, respectivamente, seu efeito foi negativo na resposta. Entretanto para a dolomita, o fator mais significativo para o modelo foi o pH, com contribuição de 57,98%, com efeito positivo na flotabilidade. A condição que proporciona maximizar a flotabilidade da apatita é ao adequar o pH do meio em 11,0 utilizando o oleato de sódio puro, na dosagem de 50mg.L-1 de solução. Para minimizar a flotabilidade dos carbonatos o cenário ideal foi utilizar 50mg.L-1 de ácido palmítico puro com o pH do meio aquoso ajustado em 6,0. Dessa forma, entre as proporções de ácidos avaliadas nas condições estudadas o oleato de sódio puro no sistema se destacou para se obter a 89% de flotabilidade para apatita, com desejabilidade de 97%, e o ácido palmítico puro e em pH 6,0, favoreceu a baixa flotabilidade para calcita e dolomita, como desejabilidade de 100% para flotabilidade mínima de 4%. Portanto, as proporções dos ácidos graxos e pH influenciaram a flotabilidade dos minerais identificando um potencial ponto operacional para separar a apatita de calcita e dolomita.
Setorização hidrogeotécnica em uma mina de fosfato
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-10-22) Rodrigues, Ewerton Aparecido; Seer, Hildor José; http://lattes.cnpq.br/4835931153715441; http://lattes.cnpq.br/3921183657985830; Seer, Hildor José; Castro, Silvânia Alves Braga de; Gomes, Tiago Antônio Torres
A área de estudo localiza-se à sudeste da cidade de Patrocínio, e está inserida no Complexo Alcalino-Carbonatítico de Salitre I, que possui depósitos de fosfato de origem magmática com enriquecimento supergênico. Este trabalho teve como objetivo compilar e interpretar as possíveis estruturas rúpteis no manto de intemperismo e zonas que possam influenciar na estabilidade dos taludes da mina, tendo com produto final o mapa de setorização hidrogeotécnica da cava. Por meio das vazões dos poços de rebaixamento, avaliação preliminar das estruturas e o conhecimento da geologia local, observou-se que as direções de alta vazão NE-SW estão associados à direção do córrego do Bebedouro. Na região onde há aumento da espessura do manto de intemperismo (aproximadamente 245 m), foi interpretada uma possível falha e os poços de rebaixamento possuem baixa vazão. Os levantamentos geofísicos associados aos dados de espessura do manto de intemperismo (modelo geológico), descrição geológicageotécnica dos furos de implantação dos poços de rebaixamento e suas respectivas vazões, permitiram a correlação com o mapeamento de campo. Possíveis falhas interpretadas em estudos anteriores e lineamentos/condutos preferenciais de alta percolação em meio ao manto saprolítico. O conjunto de dados possibilitou a elaboração de um mapa de setorização hidrogeotécnico. Este produto propiciará o desenvolvimento de planos de lavra seguros, promovendo o melhor aproveitamento econômico do depósito mineral
Otimização nas operações de perfuração e desmonte de rochas: um enfoque na segurança e estabilidade de taludes por meio do mapeamento geológico-geotécnico
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-12-19) Rocha, Anderson Paulo da Silva; Santos, Allan Erlikhman Medeiros; http://lattes.cnpq.br/9094462711635728; http://lattes.cnpq.br/6252154462429220; Santos, Allan Erlikhman Medeiros; Silva, Angélica dos Santos; Silveira, Leandro Geraldo Canaan
A pesquisa sobre otimização em mineração a céu aberto é crucial para reduzir custos na exploração mineral. As etapas na lavra incluem perfuração, desmonte, transporte, carregamento e infraestrutura. Em casos de formações geológicas complexas e com alta dureza, o uso de explosivos é necessário. O conhecimento geológico-geotécnico é essencial para um processo eficiente e de menor custo, especialmente para as operações primárias no processo da lavra. Essa pesquisa, aplicada em uma área de estudo de mineração no distrito de Nova Lima, Minas Gerais, visa otimizar as operações de perfuração e desmonte de rochas com enfoque na segurança e estabilidade de taludes por meio do mapeamento geológico-geotécnico. Usando mapas temáticos e modelos computacionais, foi possível correlacionar a execução real dessas operações para validação da pesquisa aplicada com base em dados geológico-geotécnicos, evidenciando uma eficiência potencial de 69,4% na produção e alimentação de ROM no circuito de britagem primária. Por intermédio da pesquisa, foi obtida uma abordagem ágil e sustentável na validação prévia das operações, visando a excelência na gestão operacional, melhoria na qualidade da fragmentação, segurança e estabilidade geotécnica, redução de danos a taludes e impactos ambientais, conforme as boas práticas da Engenharia de Minas.

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