Programa de Pós Graduação em Engenharia de Minas - PPGEMIN

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    Análise bidimensional e tridimensional de estabilidade geotécnica de cava de mineração
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-02-28) Santos, Alessandro Fidelis dos; Porto, Thiago Bomjardim; http://lattes.cnpq.br/3322697650011984; http://lattes.cnpq.br/4903669015673072; Porto, Thiago Bomjardim; Seer, Hildor Jose; Pontes, Marcélio Prado; Vasconcelos, Luma Alvarenga C. de; Bretas, Thiago Cruz
    Estudos geotécnicos aplicados à análise de estabilidade considerando taludes de cava são de extrema importância e essenciais para a mineração, pois buscam garantir a segurança nas operações, avanço sustentável e predição dos empreendimentos. No entanto, o sucesso de uma análise numérica de estabilidade geotécnica de talude depende da disponibilidade e qualidade de dados de entrada no modelo, não se limitando à topografia original do terreno, ao nível da água, à geometria final do talude georreferenciada, a parâmetros geológicos-geotécnicos, dentre outros. Os recursos computacionais da atualidade passaram a permitir análises 3D mais abrangentes, por mais que a instabilidade de taludes por mecanismos convencionais não seja a provável causa iniciadora da ruptura. O estudo de caso deste trabalho é em uma mina a céu aberto situada dentro do Complexo Alcalino-carbonatítico. Trata-se de depósito econômico de fosfato que ocorre na área central de Salitre I. O projeto foi inicialmente concebido para ter uma vida útil de 85 anos, com uma previsão final de produção de 950 milhões de toneladas ROM (Run of Mine). O perímetro da cava final está previsto para ter 7,6 km e a altura máxima da cava é na ordem de 300 metros, valores estes revisados anualmente pela equipe de geologia e planejamento de lavra da mineradora. Assim, para setorização do trecho crítico do talude da cava desta pesquisa, utilizou-se da ferramenta de busca automática do Software Slide3 da empresa Rocscience ®. O método de estabilidade adotado para a presente pesquisa foi o Método do Equilíbrio Limite Geral proposto por Morgenstern e Price (1965) para problemas bidimensionais com lamelas de 1 metro de espessura, posteriormente adaptado para problemas tridimensionais, no qual as lamelas (2D) foram substituídas por colunas (3D), generalizando, assim, sua utilização. Obteve-se então um fator de segurança mínimo FoS(MIN) com os parâmetros de resistência médios dos materiais de 1,22 - 2D e um FoS(MIN) médio 1,32 - 3D, próximo da faixa para escala de talude Global = 1,20 – 1,30 recomendados por vários autores para taludes de cava, os suficientes para definir uma condição instável do talude. Considerando o modelo analítico 2D como referência, em termos absolutos, a diferença entre as análises está na ordem de 8,0%, mostrando-se, assim, a convergência entre as análises. Palavras chaves: análise de estabilidade geotécnica, equilíbrio limite, modelagem geotécnica 3D, complexo alcalino-carbonatítico Salitre I, mina a céu aberto
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    Análise comparativa dos métodos de lavra subterrânea de câmaras e pilares e longwall: estudo de caso em uma mina de ouro na Colômbia
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-11-07) Cifuentes Salazar, Manuel Esteban; Santos, Allan Erlikhman Medeiros; Seer, Hildor José; http://lattes.cnpq.br/4835931153715441; http://lattes.cnpq.br/9094462711635728; http://lattes.cnpq.br/1865045244059014; Santos, Allan Erlikhman Medeiros; Seer, Hildor José; Silveira, Larissa Regina Costa; Mendonça, Guilherme Alzamora
    A mineração subterrânea de ouro é uma atividade econômica que enfrenta vários desafios técnicos e operacionais. Este trabalho analisa a possibilidade de substituir o método de explotação de câmaras e pilares tradicionalmente utilizado em uma mina de ouro subterrânea pelo método longwall, buscando aumentar o volume de produção em 10 %. Um dos parâmetros mais críticos abordados durante o desenvolvimento deste estudo é o controle da diluição, pois a falta dele afeta a rentabilidade e a eficiência das operações, desempenhando assim um papel estratégico na implementação do método. Para comprovar a viabilidade dessa proposta, foi realizada uma avaliação econômica dos custos operacionais, desde a perfuração, passando pelo transporte primário do minério até chegar no ponto final. Além disso, foi elaborado um protocolo para o cálculo da diluição, definindo a altura dos cortes de produção e as diretrizes a serem seguidas para realizar as medições necessárias no desenvolvimento do projeto. Manteve-se um controle do consumo dos materiais utilizados em todo o processo para contrastar os valores teóricos e práticos, a fim de determinar os custos unitários de produção para cada um dos métodos. Os resultados indicam um aumento na eficiência operacional e na rentabilidade com a implementação do novo método. A diluição não planejada no painel piloto explotado pelo método longwall foi, aproximadamente, 40 % mais baixa que a diluição não planejada contrastada com o método câmaras e pilares. E, em relação aos custos por tonelada de minério extraída, o método longwall foi 38 % mais econômico que o método de explotação tradicionalmente utilizado. Além de propostas práticas para otimizar a produção, destaca-se a importância do controle da diluição na metodologia adotada, o qual oferece base para avaliar a viabilidade técnica e econômica da implementação do método longwall.
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    Análise de estabilidade geotécnica de pilha de fosfogesso
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-02-28) Magalhães, Danielle Ferreira; Porto, Thiago Bomjardim; http://lattes.cnpq.br/3322697650011984; http://lattes.cnpq.br/8866932245616217; Porto, Thiago Bomjardim; Seer, Hildor Jose; Barbosa, Terezinha de Jesus Espósito; Santos, Allan Erlikhman Medeiros
    O presente trabalho, de cunho exclusivamente acadêmico, tem como objetivo analisar a estabilidade geotécnica de uma pilha de fosfogesso localizada no Estado de Minas Gerais, a partir de dados geotécnicos obtidos em investigações de campo e laboratório, disponibilizados pela empresa detentora dos dados, de modo a esclarecer perante a sociedade o comportamento da respectiva estrutura geotécnica no que tange a segurança para todos que trabalham na Pilha de Fosfogesso, ou que transitam na área de influência da mesma. A escolha do tema deste trabalho foi motivada pela busca do entendimento do comportamento de uma estrutura geotécnica única no Brasil, que até então era classificada pelos órgãos fiscalizadores como barragem, e recentemente reclassificada como empilhamento drenado. Com base na topografia utilizada neste estudo, o trecho mais alto da pilha possui cerca de setenta metros de altura e uma área estimada de 160 hectares. Para setorização do trecho crítico do talude da pilha desta pesquisa, utilizou-se a seção transversal mais íngreme e com parâmetros geotécnicos conservadores. Discute-se neste trabalho também a magnitude dos parâmetros geotécnicos (coesão, ângulo de atrito, peso específico e coeficiente de permeabilidade) obtidos nas bases de dados pesquisadas. Foram realizadas análises de estabilidade e de percolação em duas seções próximas às seções estabelecidas em projeto, sendo a análise de percolação mais indicada para referida estrutura, devido às propriedades hidráulicas das Pilha de Fosfogesso, na qual se considera a perda de carga do fluxo da drenagem interna, causando alivio de pressão no interior da referida estrutura geotécnica e aumentando consequentemente a estabilidade da mesma. As referidas análises foram elaboradas com base nos Métodos de Equilíbrio Limite proposto por Spencer e Morgenstern Price conjuntamente com a metodologia Ground Water - Method Steady State FEA disponível no software Slide2 da Rocscience. A Pilha de Fosfogesso, reclassificada pela FEAM como “empilhamento drenado”, com base nas análises realizadas, está operando dentro da normalidade e atendendo aos fatores de segurança mínimo exigidos pela legislação aplicável à referida estrutura geotécnica. Portanto, para as condições estudadas, pode-se considerar a Pilha de Fosfogesso estável. Palavras-chave: Estabilidade Geotécnica de Fosfogesso. Ensaios Geotécnicos. Pilha de Fosfogesso. Monitoramento de Pilha de Fosfogesso.
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    Análise paramétrica da estabilidade de barragem alteada a montante com utilização de rejeito dilatante na zona estruturante
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-12-18) Faria, Thiago Silva Araujo; Porto, Thiago Bomjardim; Santos Junior, Mauro Pio dos; http://lattes.cnpq.br/3578400908379890; http://lattes.cnpq.br/3322697650011984; Porto, Thiago Bomjardim; Santos Junior, Mauro Pio dos; Gimenez, Alexander Martin Silveira; Vasconcelos, Luma Alvarenga Carvalho de; Elacoste, Ticiane Schivittez
    Em virtude dos recentes acontecimentos de ruptura de barragens de rejeito no Brasil, sobretudo as Barragem de Fundão (Samarco) em 2015 e B1 (VALE) em 2019 a Agencia Nacional de Mineração (ANM) como resposta emergencial aos sinistros com grandes impactos quanto as perdas de vidas e socioambientais emitiu a Resolução Nº 13, de 8 de agosto de 2019 que estabelecia medidas regulatórias objetivando assegurar a estabilidade de barragens de mineração, notadamente aquelas construídas ou alteadas pelo método denominado "a montante" ou por método declarado como desconhecido. Desde então ficou proibida a utilização do método de alteamento de barragens de mineração denominado "a montante" em todo o território nacional em novos empreendimentos da área. No âmbito estadual, na sequência, por meio de legislação da FEAM, Lei Ordinária 23.291, de 25 de fevereiro de 2019, a indústria da mineração foi obrigada a descaracterizar todas as barragens executadas com alteamento a montante, gerando prejuízos não previstos no planejamento das mineradoras de curto, médio e longo prazo. No entanto, notadamente, o processo de extração de bens minerais possui potenciais riscos associados, principalmente ao que se refere à disposição dos rejeitos de mineração. Inerente a atividade de mineração tem-se um ônus associado que é a disposição dos rejeitos, sendo necessário, portanto, a busca de metodologias que assegurem as empresas segurança com o menor custo possível de implantação, haja visto que, salvo casos específicos, o rejeito não tem valor econômico e, seu fim, por si só, já é um gasto, independente da metodologia de disposição. Na contramão da legislação nacional, o Canadá, referência internacional na área de geotecnia aplicada a mineração permite a utilização de barragem alteada a montante condicionado a existência de um trecho da praia de rejeitos compactada e dilatante na porção estruturante da barragem (externa da seção transversal) por onde se desenvolve o círculo crítico de ruptura. Essa abordagem garante a inexistência de materiais contráteis e suscetíveis a liquefação na região usualmente mais frágil da estrutura. Esta pesquisa tem a finalidade de iniciar uma discussão no âmbito nacional qualitativa-quantitativa, portanto, semiempírica contribuindo na divulgação e implementação da tecnologia operacional já existente em um país referência na mineração (Canadá) e avaliar seu impacto operacionalmente nas rotinas de disposição já “consagradas” regionalmente. Para tanto dois estudos de caso são abordados. O primeiro é uma barragem de rejeito executada no Canadá com a metodologia proposta que obteve êxito. O segundo estudo de caso é uma barragem do quadrilátero ferrífero construída pela metodologia clássica “a montante” que rompeu. Um estudo paramétrico desensibilidade foi feito considerando hipoteticamente que a mesma foi executava considerando parte da praia de rejeitos compactada. Os resultados da análise de estabilidade por equilíbrio limite (método determinístico proposto por Morgenstern-Price) mostraram que a barragem de rejeito ficaria estável e não romperia, mostrando que a metodologia Canadense é eficiente quanto a busca de alternativas com bom custo-benefício na disposição de rejeitos de mineração com solução clássica de barragem.
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    Análise técnica do peneiramento a seco do minério de pirocloro (ROM)
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-09-14) Martins, Antonio Fernando; De São José, Fábio; Oliveira, Michelly dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2513963837110126; http://lattes.cnpq.br/6970130665160091; http://lattes.cnpq.br/2011748654465614; De São José, Fábio; Oliveira, Michelly dos Santos; Silva, Leandro Dias da; Rodrigues, Rafael de Souza
    Estudos geotécnicos aplicados à análise de estabilidade considerando taludes de cava são de extrema importância e essenciais para a mineração, pois buscam garantir a segurança nas operações, avanço sustentável e predição dos empreendimentos. No entanto, o sucesso de uma análise numérica de estabilidade geotécnica de talude depende da disponibilidade e qualidade de dados de entrada no modelo, não se limitando à topografia original do terreno, ao nível da água, à geometria final do talude georreferenciada, a parâmetros geológicos-geotécnicos, dentre outros. Os recursos computacionais da atualidade passaram a permitir análises 3D mais abrangentes, por mais que a instabilidade de taludes por mecanismos convencionais não seja a provável causa iniciadora da ruptura. O estudo de caso deste trabalho é em uma mina a céu aberto situada dentro do Complexo Alcalino-carbonatítico. Trata-se de depósito econômico de fosfato que ocorre na área central de Salitre I. O projeto foi inicialmente concebido para ter uma vida útil de 85 anos, com uma previsão final de produção de 950 milhões de toneladas ROM (Run of Mine). O perímetro da cava final está previsto para ter 7,6 km e a altura máxima da cava é na ordem de 300 metros, valores estes revisados anualmente pela equipe de geologia e planejamento de lavra da mineradora. Assim, para setorização do trecho crítico do talude da cava desta pesquisa, utilizou-se da ferramenta de busca automática do Software Slide3 da empresa Rocscience ®. O método de estabilidade adotado para a presente pesquisa foi o Método do Equilíbrio Limite Geral proposto por Morgenstern e Price (1965) para problemas bidimensionais com lamelas de 1 metro de espessura, posteriormente adaptado para problemas tridimensionais, no qual as lamelas (2D) foram substituídas por colunas (3D), generalizando, assim, sua utilização. Obteve-se então um fator de segurança mínimo FoS(MIN) com os parâmetros de resistência médios dos materiais de 1,22 - 2D e um FoS(MIN) médio 1,32 - 3D, próximo da faixa para escala de talude Global = 1,20 – 1,30 recomendados por vários autores para taludes de cava, os suficientes para definir uma condição instável do talude. Considerando o modelo analítico 2D como referência, em termos absolutos, a diferença entre as análises está na ordem de 8,0%, mostrando-se, assim, a convergência entre as análises. Palavras chaves: análise de estabilidade geotécnica, equilíbrio limite, modelagem geotécnica 3D, complexo alcalino-carbonatítico Salitre I, mina a céu aberto.
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    Aplicação de rejeitos de fosfato na produção de tijolos de solo-cimento
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-12-20) Pinto, Mariana de Castro; Gimenez, Alexander Martin Silveira; Resende, Domingos Sávio de; Guimarães, Lucas Martins; http://lattes.cnpq.br/1348684373783230; http://lattes.cnpq.br/0186875772502996; http://lattes.cnpq.br/6349646979605518; http://lattes.cnpq.br/9766578930112183; Gimenez, Alexander Martin Silveira; Resende, Domingos Sávio de; Guimarães, Lucas Martins; Marvila, Markssuel Teixeira; Soares, Marcela Maira Nascimento de Souza
    O beneficiamento mineral gera um alto volume de rejeitos, geralmente depositado em barragens. Essa forma de deposição desse material, pode apresentar custos elevados, impactos ambientais, sociais e situações de risco. Diante disso, as empresas de mineração vêm explorando e desenvolvendo alternativas e novas técnicas para aproveitar os rejeitos oriundos do beneficiamento do minério, tentando reduzir danos, o descarte no meio ambiente e o desperdício de materiais. Portanto, o objetivo desse trabalho foi estudar a viabilidade de utilização de rejeitos provenientes da extração e processamento de fosfato na incorporação da formulação de tijolos solo-cimento maciços, em escala reduzida, agregando valor a um subproduto da mineração aliando com a sustentabilidade. Com isto, além de uma destinação ambientalmente correta para o rejeito, espera-se propiciar material que estimula novos negócios na comunidade impactada pela atividade mineradora. E, para viabilizar este estudo, foi realizada a caracterização dos materiais e posterior determinação dos traços para a fabricação dos tijolos de solo-cimento. A caracterização das amostras foi essencial para o desenvolvimento do trabalho porque poderia haver variações da composição mineralógica, da granulometria e da composição química que interferissem nos parâmetros dos tijolos. Diante dos resultados, foram produzidos 20 tijolos para cada traço determinado, sendo 2 composições no total. Após a fabricação dos mesmos, foram realizados ensaios de resistência à compressão e de absorção de água. Como resultado, foram obtidos tijolos com alta resistência à compressão e de baixa absorção quando comparados ao especificado nas normas ABNT NBR 8491 (2012): Tijolo de solo cimento – requisitos e ABNT NBR 8492 (2012): Tijolo de solo-cimento – Análise dimensional, determinação da resistência à compressão e da absorção de água – Método de ensaio, onde cada unidade deve resistir ao valor mínimo de 1,7MPa, e a média do lote de 2,0MPa nos ensaios de resistência à compressão e no caso de absorção de água, a normativa pede um limite máximo individual de 22% e média do lote de 20%. Diante disso, foram obtidos, nos 2 traços estudados, valores médios de resistência de compressão de 5,62 MPa e 5,46 MPa, e de absorção de água, com valores médios 9,71% e de 8,50%, provando serem compatíveis com os tijolos comumente fornecidos no mercado. Palavras-chave: Reuso de rejeitos; Rejeito de rocha fosfática; Tijolos de solo-cimento; Tijolos ecológicos.
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    Aumento da produtividade da operação unitária de transporte através do uso de telemetria para uma mina na região do Alto Paranaíba - MG
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-02-10) Oliveira, Patrick Teixeira; Fontes, Marcélio Prado; Felsch Junior, Walter Schmidt; http://lattes.cnpq.br/8686812526371195; http://lattes.cnpq.br/7780607681746333; http://lattes.cnpq.br/0305128942732055; Fontes, Marcélio Prado; Felsch Junior, Walter Schmidt; Oliveira, Michel Melo; Capponi, Luciano Nunes
    A competividade que as empresas enfrentam no mercado se torna cada dia mais intensa, por isso, é de grande importância que os processos sejam executados com eficiência, minimizando perdas. Na mineração a fase de explotação permite redução dos custos com uma boa gestão das operações de carregamento e transporte de minério e estéril para as etapas subsequentes do processo produtivo. O transporte desses materiais é feito em sua grande maioria por caminhões, os quais a produtividade é diretamente influenciada pela velocidade média. Este trabalho definiu, criou ferramentas e dashboards para gestão da velocidade média. Sendo assim, possibilitando uma melhor gestão do desempenho da equipe, mapeamento e atuação em campo para melhorias nas condições dos acessos. Os resultados do trabalho mostraram um aumento de produtividade de 13% para a frota Caterpillar e 10,8% para a frota Komatsu, levando a uma economia de R$ 3,078 milhões nos custos operacionais. Também foram identificados melhoria nas condições de segurança e ergonomia das vias e direcionamento padronizado dos recursos de manutenção dos acessos.
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    Avaliação da concentração de apatita utilizando etapas de flotação e separação magnética de alto campo
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-08-25) Simões, Felício de Freitas; Oliveira, Michelly dos Santos; Pires, Natal Junio; http://lattes.cnpq.br/5680725077048575; http://lattes.cnpq.br/2513963837110126; http://lattes.cnpq.br/4164958400534029; Oliveira, Michelly dos Santos; Pires, Natal Junio; Santos, Leandro Henrique; Galery, Roberto; Testa, Francisco Gregianin
    Atualmente, a utilização de etapa de separação magnética de alto campo em minérios de fosfato é aplicada após a etapa de flotação, no concentrado. Essa aplicação tem o objetivo de retirar minerais que contenham ferro para melhorar a qualidade do concentrado fosfático e reduzir impactos no processo químico subsequente de produção de fertilizantes. Com o objetivo de remover minerais contaminantes que prejudicam a recuperação de P2O5 na flotação, este trabalho avaliou a aplicação de uma etapa de separação magnética de alta intensidade (SMAI) na rota de beneficiamento do minério de fosfato antecedendo a flotação. A amostra empregada foi o minério fosfático de uma mina localizada em Patrocínio/MG. Para isso, foram realizados testes comparativos avaliando três situações: flotação sem SMAI; flotação com posterior SMAI; flotação com etapa prévia de SMAI. Para a separação magnética de alto campo, foi utilizada matriz de 3mm e foram avaliados três campos magnéticos diferentes – 11.500, 13.500 e 15.500 Gauss. A separação magnética de alta intensidade, aplicada como etapa anterior à flotação apresentou resultados estatisticamente satisfatórios quando comparada aos resultados considerando esta operação após a etapa de flotação. Na condição de otimização da resposta obteve-se 92,3% de recuperação metalúrgica com 35% de P2O5 no concentrado que também é um resultado superior a recuperação metalúrgica do circuito sem considerar a etapa de SMAI que foi de 89,4%, com 35% de P2O5. A separação magnética promoveu a remoção de minerais contaminantes ilmenita, rutilo, perovskita, óxidos de ferro resultaram em uma melhor recuperação de apatita na flotação do produto não magnético. O estudo realizado demonstrou potencial ganho de desempenho industrial com a instalação de etapa de separação magnética de alto campo antes da flotação de apatita. Palavras-chave: Separação Magnética de Alta Intensidade. Minério de fosfato. Flotação de apatita.
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    Avaliação da dispersão na deslamagem e flotação de minério fosfático
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-10-28) Cunha, Maria Virgínia da; Oliveira, Michelly dos Santos; Pereira, Carlos Alberto; Guimarães Junior, Mario; http://lattes.cnpq.br/3236946022189344; http://lattes.cnpq.br/4305968856853457; http://lattes.cnpq.br/2513963837110126; http://lattes.cnpq.br/8405840475479768; Oliveira, Michelly dos Santos; Pereira, Carlos Alberto; Guimarães Junior, Mario; Magalhães, Luciano Fernandes de; De São José, Fábio
    A deslamagem é uma das etapas do beneficiamento de minério fosfático, responsável pela retirada de finos e lamas. Sabe-se que a presença de finos pode acarretar inúmeros problemas na etapa de flotação, como o gasto excessivo de reagentes e o recobrimento de partículas grosseiras pelas lamas (slime coating). Dentro dessa linha de raciocínio, o presente trabalho se justifica pelos benefícios trazidos pela eliminação de partículas muito finas, o que favorece o aumento da seletividade e a recuperação de P2O5. A redução da quantidade de reagentes seguido do aumento da eficiência da etapa de deslamagem também são hipóteses auspiciosas. Ademais, o projeto tem como propósito investigar a influência da dispersão na deslamagem e na flotação de minério fosfático, além de articular a comparação de dispersantes e valores de pH, utilizando para esse desfecho o cálculo do grau de dispersão, da recuperação metalúrgica global, da razão de seletividade e a análise de teor na operação de deslamagem e flotação. Nesse sentido, espera-se com essa pesquisa a otimização da deslamagem e também da flotação, buscando melhores resultados por meio de técnicas de dispersão. Para alcançar esses objetivos, ensaios de flotação; deslamagem combinada com a flotação; dispersão combinada com deslamagem e flotação; e dispersão combinada com flotação foram produzidos e verificados. Para tanto, foi utilizada uma amostra de minério fosfático proveniente de uma empresa localizada na região do Alto Paranaíba, no estado de Minas Gerais. Os ensaios de dispersão foram realizados por meio de tubo de dispersão e otimizados com auxílio do software Minitab. Os ensaios de flotação e de deslamagem foram realizados em célula mecânica. O uso de dispersantes mostrou ser eficiente para a deslamagem, pois diminuiu o valor da perda metalúrgica. No entanto, os dispersantes adicionados previamente à flotação contribuíram para aumentar a recuperação metalúrgica, mas apenas um ensaio teve aumento no teor de P2O5. O reagente hexametafosfato de sódio na concentração de 3000 mg/L proporcionou o maior grau de dispersão, porém, na flotação em bancada, apresentou os menores valores de recuperação metalúrgica e teor de P2O5. Já o experimento utilizando silicato de sódio, com deslamagem e dosagem de 3000 g/t, foi a melhor condição tanto para a deslamagem quanto para a flotação. Por fim, quando se compara o ensaio de flotação e o de flotação com deslamagem (ambos sem adição de dispersantes), observa-se que, apesar da diminuição da recuperação metalúrgica, há aumento no teor de P2O5 e nas razões de seletividade. Esses aumentos podem justificar a utilização de deslamagem precedendo a flotação. Palavras-chaves: Dispersão. Deslamagem. Flotação. Minério fosfático.
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    Avaliação da flotabilidade do mineral espodumênio por microflotação
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-11-08) Lima, Sérgio Eduardo de Almeida; De São José, Fábio; http://lattes.cnpq.br/6970130665160091; http://lattes.cnpq.br/8247357878785214; De São José, Fábio; Pereira, Carlos Alberto; Santos, Leandro Henrique
    O esgotamento de jazidas de minérios com altos teores de elementos e/ou compostos de interesse, o aumento do consumo de bens minerais e o surgimento de tecnologias inovadoras, a exemplo de baterias de íons lítio, atualmente vem fazendo com que as indústrias minerais busquem, cada vez mais, melhorias em meios tecnológicos com desenvolvimento sustentável. Os minerais silicatados são os de maior abundância na litosfera. A flotação dessa classe mineral apresenta certa complexidade por conter outros grupos e subgrupos minerais de acordo com a sua estrutura cristalina, coexistindo minerais com similaridade quanto às etapas de preparação e ao comportamento químico dos minerais em sistemas aquosos. Para cada classe é utilizado um tipo de coletor diferente no processo de flotação, fato de maior geração de complexidade para o uso da citada tecnologia. Portanto, nessa pesquisa propôs-se avaliar e ampliar o conhecimento sobre a flotabilidade do espodumênio, silicato portador de lítio, levantar suas principais características, que contribuíram para um melhor o entendimento do mineral e assim elevar as possibilidades de concentração do mesmo, por flotação, de forma eficiente. Foram seguidas as etapas convencionais de preparação da amostra: redução dos blocos utilizando marreta, para facilitar a britagem; moagem em moinho de porcelana; peneiramento a úmido e a seco em série Tyler. Separou-se então alíquotas dessa amostra para a caracterização mineral, sendo duas para FRX e uma para DRX. O resultado da análise mineralógica e química apontaram para uma amostra com mais de 95% de espodumênio além de outros minerais associados, qualificando a amostra para uso na microflotação. Testes preliminares com o mineral espodumênio foram efetuados para se definir as condições a serem usadas em todos os testes como: granulometria, vazão de gás, tempo de condicionamento, tempo de flotação e intensidade de agitação. Para a microflotação do espodumênio, foi realizado o planejamento e aleatorização dos testes. Utilizou-se amina e amido em pH levemente e altamente alcalino, granulometria entre +74 μm e -150 μm. A principal premissa, estabelecida na proposta da presente investigação, é de que as diferenças nos valores de pH e uso de um depressor (amido) poderiam levar à flotação seletiva do espodumênio com amina, mostrou-se verdadeira como foi demonstrado pela flotabilidade diferencial do espodumênio em pH altamente alcalino, com mais massa coletada e sem o uso do amido no mesmo sistema, pois nos testes onde houve a presença deste depressor, também houve queda no produto flotado.
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    Avaliação da preparação de biocarvão a partir da pirólise da pele prata de café e sua viabilidade na remoção de íons pb2+ de solução aquosa
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-06-27) Calciolari, André Ricardo; Guimarães Junior, Mario; Pires, Natal Junio; http://lattes.cnpq.br/5680725077048575; http://lattes.cnpq.br/4305968856853457; http://lattes.cnpq.br/0710024874390951; Guimarães Junior, Mario; Pires, Natal Junio; Nobre, João Rodrigo Coimbra; Rios, Cordélia Alves
    O setor mineral destaca-se como uma das atividades que mais impactam o meio ambiente. Neste sentido, tem contribuído sobremaneira na geração de rejeitos e resíduos sólidos que podem conter ampla gama de metais tóxicos. Soma-se a isso, a geração de resíduos de outra natureza, oriundos de atividades agrícolas/agroindustriais que também impactam o meio ambiente quando descartados sem nenhum tratamento. Nessa perspectiva, a utilização do biocarvão vem sendo investigada como uma alternativa promissora para melhorar a qualidade da água e do solo. Suas propriedades adsortivas podem ser aperfeiçoadas por meio da otimização de suas condições de produção e/ou por ativação física ou química. No entanto, embora a ativação apresente várias vantagens, quase sempre resulta em custo elevado e geração de resíduos secundários. Esse trabalho teve como objetivo avaliar o potencial do biocarvão da pele prata de café (coffee silverskin) – BC, na remoção de íons Pb2+ em solução aquosa. O BC foi preparado em forno mufla com baixo teor de oxigênio, em cinco níveis de temperatura (338 °C, 400 °C, 550 °C, 700 °C e 768 °C) e tempos de residência (95, 120, 180, 240 e 265 min) com taxa de aquecimento de 10 °C/min. O design experimental teve origem no planejamento composto central 22, com 5 repetições no centro. Esse planejamento foi aplicado para investigar os efeitos das variáveis temperatura e tempo de residência sobre a capacidade de adsorção de azul de metileno (MB) e rendimento do BC. Estudos de cinética e de equilíbrio de adsorção de MB também foram realizados para se verificar o potencial adsorvente do material. O BC com o melhor desempenho foi selecionado e avaliado quanto à sua capacidade de remover íons Pb2+ de soluções aquosas. Este BC foi submetido a caracterizações adicionais quanto à sua área de superfície específica (Adsorção de N2), presença de grupos funcionais de superfície (FTIR), análise elementar (CHNS-O), carga superficial (Potencial de carga zero - PCZ), estabilidade térmica (TG/DTG), estrutura química e cristalinidade (Espectroscopia Raman/DRX). Os resultados obtidos pela metodologia de superfície de resposta (MSR) revelaram que a temperatura de pirólise exerceu efeitos significativos sobre a capacidade de adsorção e rendimento do BC. A combinação dos parâmetros que mais se aproximou das condições ótimas determinadas pela MSR foi relacionada ao BC preparado a 400 °C e 120 min (BC1). Os dados cinéticos e de equilíbrio foram melhores ajustados pelos modelos de Elovich (R2 (aj.) = 0,998; χ2 = 5,495) e Langmuir (R2 (aj.) = 0,952; χ2 = 106,714), respectivamente, sugerindo que a quimissorção foi o mecanismo dominante e que a adsorção ocorreu em monocamada. A capacidade máxima de adsorção teórica (Qmax), para o BC1, de 160,08 mg/g e o valor do fator de separação (RL), entre 0,58 e 0,03; indica que a adsorção de MB foi favorável. A quantidade de chumbo remanescente foi quantificada pela técnica de espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por microondas (MIP-OES). O BC1 apresentou eficiência de 93,0% na remoção de íons Pb2+ da solução supracitada. Ensaios adicionais mostraram que a amostra BC7, pirolisada a 550 °C por 95 min, removeu até 96,6% de íons Pb2+ da mesma solução, mostrando um excelente ajuste e confiabilidade dos resultados. Portanto, esses BC’s podem ser considerados adsorventes promissores para a descontaminação de íons de chumbo presentes em solução aquosa, sendo uma alternativa sustentável e mais acessível quando comparada ao carvão ativado. Palavras-chave: Metodologia de Superfície de Resposta; Adsorção; Metais Pesados; Pirólise.
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    Avaliação da preparação de biocarvão a partir da pirólise da pele prata de café e sua viabilidade na remoção de íons Pb²⁺ de solução aquosa
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-06-27) Calciolari, André Ricardo; Guimarães Junior, Mario; Pires, Natal Junio; http://lattes.cnpq.br/5680725077048575; http://lattes.cnpq.br/4305968856853457; http://lattes.cnpq.br/0710024874390951; Guimarães Junior, Mario; Nobre, João Rodrigo Coimbra; Rios, Cordélia Alves
    O setor mineral destaca-se como uma das atividades que mais impactam o meio ambiente. Neste sentido, tem contribuído sobremaneira na geração de rejeitos e resíduos sólidos que podem conter ampla gama de metais tóxicos. Soma-se a isso, a geração de resíduos de outra natureza, oriundos de atividades agrícolas/agroindustriais que também impactam o meio ambiente quando descartados sem nenhum tratamento. Nessa perspectiva, a utilização do biocarvão vem sendo investigada como uma alternativa promissora para melhorar a qualidade da água e do solo. Suas propriedades adsortivas podem ser aperfeiçoadas por meio da otimização de suas condições de produção e/ou por ativação física ou química. No entanto, embora a ativação apresente várias vantagens, quase sempre resulta em custo elevado e geração de resíduos secundários. Esse trabalho teve como objetivo avaliar o potencial do biocarvão da pele prata de café (coffee silverskin) – BC, na remoção de íons Pb2+ em solução aquosa. O BC foi preparado em forno mufla com baixo teor de oxigênio, em cinco níveis de temperatura (338 °C, 400 °C, 550 °C, 700 °C e 768 °C) e tempos de residência (95, 120, 180, 240 e 265 min) com taxa de aquecimento de 10 °C/min. O design experimental teve origem no planejamento composto central 22, com 5 repetições no centro. Esse planejamento foi aplicado para investigar os efeitos das variáveis temperatura e tempo de residência sobre a capacidade de adsorção de azul de metileno (MB) e rendimento do BC. Estudos de cinética e de equilíbrio de adsorção de MB também foram realizados para se verificar o potencial adsorvente do material. O BC com o melhor desempenho foi selecionado e avaliado quanto à sua capacidade de remover íons Pb2+ de soluções aquosas. Este BC foi submetido a caracterizações adicionais quanto à sua área de superfície específica (Adsorção de N2), presença de grupos funcionais de superfície (FTIR), análise elementar (CHNS-O), carga superficial (Potencial de carga zero - PCZ), estabilidade térmica (TG/DTG), estrutura química e cristalinidade (Espectroscopia Raman/DRX). Os resultados obtidos pela metodologia de superfície de resposta (MSR) revelaram que a temperatura de pirólise exerceu efeitos significativos sobre a capacidade de adsorção e rendimento do BC. A combinação dos parâmetros que mais se aproximou das condições ótimas determinadas pela MSR foi relacionada ao BC preparado a 400 °C e 120 min (BC1). Os dados cinéticos e de equilíbrio foram melhores ajustados pelos modelos de Elovich (R2(aj.) = 0,998; χ2 = 5,495) e Langmuir (R2(aj.) = 0,952; χ2 = 106,714), respectivamente, sugerindo que a quimissorção foi o mecanismo dominante e que a adsorção ocorreu em monocamada. A capacidade máxima de adsorção teórica (Qmax), para o BC1, de 160,08 mg/g e o valor do fator de separação (RL), entre 0,58 e 0,03; indica que a adsorção de MB foi favorável. A quantidade de chumbo remanescente foi quantificada pela técnica de espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por microondas (MIP-OES). O BC1 apresentou eficiência de 93,0% na remoção de íons Pb2+ da solução supracitada. Ensaios adicionais mostraram que a amostra BC7, pirolisada a 550 °C por 95 min, removeu até 96,6% de íons Pb2+ da mesma solução, mostrando um excelente ajuste e confiabilidade dos resultados. Portanto, esses BC’s podem ser considerados adsorventes promissores para a descontaminação de íons de chumbo presentes em solução aquosa, sendo uma alternativa sustentável e mais acessível quando comparada ao carvão ativado.
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    Avaliação da produtividade do circuito de filtragem de rejeitos
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-02-29) Silva Filho, Carlos Murilo da; Oliveira, Michelly dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2513963837110126; http://lattes.cnpq.br/3938395414796829; Oliveira, Michelly dos Santos; Testa, Francisco Gregianin; Pires, Natal Junio
    As mineradoras têm buscado, cada dia mais, eliminar a disposição de rejeito em barragens devido aos grandes acidentes que aconteceram na última década. Uma das formas utilizadas, para atender esta demanda, tem sido a disposição do rejeito à seco, que ocorre após um detalhado processo de filtragem. Esta tecnologia, ajuda a manter a produtividade, a recirculação de água no processo e, também, realizar a disposição do rejeito de forma segura. Apesar da filtragem ser uma tecnologia conhecida, o domínio das variáveis de processo, para determinadas litologias, ainda não foi estabelecido, sendo necessários estudos detalhados e uma melhor compreensão. Uma forma de auxiliar a produtividade dos filtros, além das características dos meios filtrantes, é a utilização de auxiliares químicos de filtragem, que podem reduzir a umidade do rejeito a ser depositado, aumentando assim a recirculação de água de processo e a produtividade. Neste sentido, o presente trabalho visou alcançar os melhores resultados para atingir a umidade ótima e a maior taxa unitária de filtragem (massa seca/tempo/área de filtragem) possível, utilizando auxiliares químicos de filtragem e modelos diferentes de tecidos. Para concluir estes objetivos, testes de filtragem em bancada (Leaf Tests), com filtro a vácuo, foram performados utilizando água de processo, água comum, filtros de papel, tecidos e auxiliares químicos de filtragem, fornecidos por empresas atuantes na mineração nacional e internacional. Uma amostra de rejeito, proveniente da empresa AngloGold Ashanti, localizada na cidade de Crixás, no estado de Goiás, foi utilizada durante toda a pesquisa. Os testes foram realizados no laboratório de Tratamento de Minérios do CEFET – MG e a análise estatística dos resultados foi realizada utilizando o Minitab Statistical Software®. Os resultados alcançados, utilizando os reagentes e os tecidos, com os testes em bancada, foram satisfatórios, obtendo 13,7% de umidade (base úmida) no cake, atingindo a umidade ótima realizada pelo teste de compactação e uma TUF (taxa unitária de filtragem) média de 280 kg/h/m², acima da TUF alcançada pelos testes sem adição de reagentes. Separadamente, os testes de otimização com utilização do auxiliar de filtragem Floticor FA 18899, mostraram um ganho de 4% em produtividade, enquanto os testes de otimização com a utilização do tecido fabricado com 100% de poliamida, permeabilidade entre 84,9 e 135,9 m³/h e gramatura 348 g/cm² mostraram um ganho de 7,7% em produtividade. A utilização dos auxiliares químicos de filtragem e dos tecidos mostraram que é possível atingir a umidade ótima para escala industrial, bem como aumentar a taxa unitária de filtragem.
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    Avaliação de adição de rejeito de magnetita como alternativa de material de reforço de camada granular de pavimento
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-10-25) Matos, Dayane Barbosa Pacheco de; Resende, Domingos Savio de; http://lattes.cnpq.br/1348684373783230; http://lattes.cnpq.br/4724529107229127; Resende, Domingos Savio de; Porto, Thiago Bomjardim; Gonçalves, Dayana Keitty Carmo; Guimarães, Lucas Martins
    Visando à integração da produção mineral sustentável à necessidade de melhoria na infraestrutura do sistema viário brasileiro, este trabalho foi desenvolvido para avaliar a utilização do rejeito magnetita (obtido após o beneficiamento industrial de minério) como material para reforço de camada granular, subleito e sub-base de pavimentos. A pesquisa foi dividida em seleção e coleta de amostras de materiais (solo, rejeito e brita), realização de caracterização física dos materiais, realização ensaios de Índice de Suporte Califórnia, Expansividade e Módulo de resiliência nas misturas confeccionadas com rejeito de magnetita em proporções de 20%, 30% e 40% e brita nº 0 em 10% adicionados ao solo coletado e por fim, avaliação dos resultados obtidos dos ensaios. Na análise dos resultados obtidos das misturas 1 a 6, observou-se que, em relação à granulometria, a variação percentual de material granular nas misturas 4, 5 e 6, em comparação às misturas 1, 2 e 3, é proporcional ao percentual de brita nº 0 inserido em substituição ao solo. A mistura 6 apresentou maior valor de densidade em comparação com as demais misturas e em comparação com o solo coletado, que apresentou 1,715 g/cm³, aumento de 35%. Pôde-se verificar também a alteração na classificação TRB do material, cujo solo coletado era A-6 (solos argilosos com comportamento sofrível a mau) e, com os resultados das misturas, passou a ser A-4 (solos siltosos com comportamento sofrível a mau). Com relação aos resultados de ISC e expansão, em comparação com o solo coletado (ISC = 23,10% e expansão de 0,15%), a mistura 6 apresentou aumento de 44% no valor de ISC, chegando a 51,60% e, em compensação, redução de expansão de 73%, com valor igual a 0,04%. No que tange ao módulo de resiliência, destacam-se as misturas 3 e 6, que obtiveram: valores de Mr igual a 1072,4 kgf/cm² e 0,01 mm de deslocamento permanente; e valores de Mr igual a 952,87 kgf/cm² e 0,02 mm de deslocamento permanente, respectivamente. Através de interrelação do módulo de resiliência e a classificação MCT, classificou-se as misturas 3 e 6, com características de solos laterítico arenosos (LA’) e as misturas 1, 2, 4 e 5, com características de solos não laterítico argilosos (NG’). Diante dos resultados obtidos neste trabalho, pode-se concluir que a mistura que trouxe resultados mais significativos para camada de reforço de subleito e sub-base é a mistura 6, embora necessite de melhoria da curva granulométrica para obtenção de faixa bem graduada.
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    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.
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    Avaliação dos reagentes Magnafloc e alginato de sódio para tratamento de efluente mineral de empresas de fertilizantes utilizando flotação por ar dissolvido
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-06-30) Alves, João Victor da Silva; Pires, Natal Junio; Oliveira, Michelly dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2513963837110126; http://lattes.cnpq.br/5680725077048575; http://lattes.cnpq.br/3540595828132018; Pires, Natal Junio; Gimenez, Alexander Martin Silveira; Silva, Fernando Brandão Rodrigues da; Santos, Leandro Henrique
    A água é um recurso estratégico para a mineração, principalmente no beneficiamento de minérios. Com isso, o melhor aproveitamento deste recurso, incluindo a sua reutilização, é primordial dada sua escassez e restrições ambientais cada vez mais rigorosas. No entanto, o reuso da água, principalmente na flotação, pode reduzir a eficiência do processo, devido à presença dos vários íons nela dissolvidos. Para a flotação do minério fosfático, os íons magnésio, fluoreto, fosfato e cálcio ocorrem com frequência na água de reuso e podem impactar nos resultados da flotação. Neste sentido, este trabalho visou obter uma água de melhor qualidade através de coagulação, floculação e flotação por ar dissolvido (FAD), de forma a possibilitar o seu reuso e assim poder reutilizá-la na flotação de apatita. Para desenvolver este trabalho, foram coletadas amostras de água de reuso (Barragem de rejeitos), água nova e amostras de minério de uma empresa de fertilizantes localizada no Alto Paranaíba. Foi realizado um planejamento fatorial para avaliar o tratamento da água de reuso utilizando os reagentes Magnafloc e Alginato de sódio. Com isso, foi obtido uma água tratada de melhor qualidade podendo a mesma vir a ser utilizada na flotação de apatita. Também foram realizados testes de flotação de apatita usando água de reuso sem tratamento e água nova para que fosse possível comparar a eficiência da flotação. Com este trabalho, conseguiu-se uma remoção de 91,6% de magnésio e 66,4% de cálcio do efluente com o tratamento via coagulação, floculação e FAD. Esta técnica demostrou potencial para ser uma solução conveniente para o tratamento deste efluente, tanto para o reuso na flotação de apatita quanto para a devolução aos mananciais.
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    Avaliação geotécnica da estabilidade de uma barragem de rejeitos por métodos probabilísticos e determinísticos
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-08-15) Souza, Lucas Andrade e; Porto, Thiago Bomjardim; Sayão, Alberto de Sampaio Ferraz Jardim; http://lattes.cnpq.br/3192720755330214; http://lattes.cnpq.br/3322697650011984; http://lattes.cnpq.br/3617495219180868; Porto, Thiago Bomjardim; Sayão, Alberto de Sampaio Ferraz Jardim; D'hyppolito, Lays Cristina Barcelos de Souza; Vecci, Andrea Nascimento; Pereira, Armando Belato; Pinto, Guilherme Pereira
    A análise de estabilidade tem como objetivo verificar a possibilidade de ocorrência de ruptura do maciço em um talude artificial ou natural. A análise é realizada por meio da comparação entre as tensões cisalhantes mobilizadas e a resistência ao cisalhamento ao longo de uma superfície potencial de ruptura, a partir de vários cenários de projeto. A abordagem determinística utiliza uma estimativa para cada parâmetro de entrada, porém, constata-se que, na natureza, as propriedades dos materiais tendem a ser heterogêneas. Frente a esta heterogeneidade, oscilações podem ocorrer nos valores adotados para os parâmetros geotécnicos. A incorporação de métodos probabilísticos se torna uma importante ferramenta para lidar com os riscos inerentes às obras geotécnicas, posto que incorporam a variabilidade dos parâmetros dos projetos, baseando-se nas distribuições estatísticas que consideram a frequência de ocorrências de dados e possibilitam calcular a Probabilidade de Ruptura (PR) e o Índice de Confiabilidade (β) das estruturas. Esta pesquisa pretende reavaliar a segurança da Barragem I que estava localizada na Mina Córrego do Feijão, região do quadrilátero ferrífero de Minas Gerais, com o uso de análises determinísticas e probabilísticas. As análises de estabilidade foram realizadas por dois métodos determinísticos (Morgenstern-Price e Spencer) e probabilísticos (FOSM e Monte Carlo). Os resultados indicam que a posição da linha freática influencia significativamente nos valores de PR e β, a medida em que o nível d’água se afasta verticalmente da crista da estrutura, a PR varia de 50% a 1,77%, para o β, a variação é de 0,000 a 2,226. O método FOSM apresentou respostas mais conservadoras quando comparado ao de Monte Carlo, independentemente da posição do nível d’água no interior da barragem. Houve uma ligeira variação de resultados entre os dois métodos de Equilíbrio Limite empregados, os valores de β foram superiores para o método de Spencer em 6 dos 8 cenários avaliados, já a PR foi mais conservadora para o método de Morgenstern-Price. Nessa pesquisa, as respostas das análises determinísticas e probabilísticas aplicadas em diferentes posições de nível d’água confirmam a situação precária de estabilidade da barragem, a qual sofreu ruptura em 2019. Palavras-chave: Geotecnia; Barragem de rejeitos; Estabilidade; Equilíbrio Limite; Análise Probabilística; Análise Determinística.
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    Caracterização de um kamafugito da região noroeste de Minas Gerais
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-12-16) Silva, Luis Alberto; Oliveira, Michelly dos Santos; Pires, Natal Junio; Faria, André Luis Pimenta de; http://lattes.cnpq.br/5680725077048575; http://lattes.cnpq.br/4111512906344506; http://lattes.cnpq.br/2513963837110126; http://lattes.cnpq.br/7385294263841549; Oliveira, Michelly dos Santos; Pires, Natal Junio; Faria, André Luis Pimenta de; Sousa, Débora Nascimento; Rezende, Christopher Rocha de
    Os kamafugitos são rochas vulcânicas raras, reconhecidas por sua composição mineralógica diversificada, o que atrai significativo interesse científico e econômico. Essas rochas contêm minerais valiosos, como terras raras, fósforo e potássio, essenciais para a indústria de alta tecnologia e a agricultura. A complexidade inerente aos depósitos de kamafugito demanda uma investigação detalhada para elucidar suas principais propriedades e potencial de exploração. Nesse contexto, a caracterização mineralógica e tecnológica envolve a identificação, quantificação e avaliação das propriedades do minério, fornecendo informações fundamentais para o aproveitamento otimizado dos recursos minerais e permitindo a visualização de condições que melhorem os processos de beneficiamento. Diante do exposto, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar um kamafugito da província ígnea do Alto Paranaíba localizado na região Noroeste de Minas Gerais. A metodologia incluiu testes para determinar parâmetros físicos (densidade real, work index, distribuição granulométrica e umidade), químicos e mineralógicos do litotipo avaliado. Os resultados preliminares apontaram que a amostra é majoritariamente grossa, com uma fração significativa passando por peneiras maiores (57,75% maior que 6,3 mm). A umidade da amostra ultrapassou 10%, e a densidade real variou entre 2,71 g/cm³ e 2,54 g/cm³ para diferentes frações granulométricas. A composição química dos óxidos majoritários mostra predominância de SiO2, Fe2O3, MgO e CaO, com outros óxidos como TiO2, Al2O3, K2O e P2O5 também presentes. Estes resultados foram consistentes com a análise mineralógica, que identificou a predominância de diopsídio, calcita e magnetita na amostra, além de perovskita, titanita, biotita e montmorillonita. Além disso, a análise de elementos terras raras (ETRs) mostrou uma maior concentração de ETRs leves. O litotipo apresenta uma granulação diversificada, com predominância de uma matriz afanítica constituída por cristais extremamente pequenos. Dentro dessa matriz, são encontrados grãos faneríticos de granulometria fina. A textura predominante é porfirítica, marcada pela presença de fenocristais imersos em uma matriz de granulação fina. A análise de distribuição elementar indica que a perovskita é o principal portador de titânio, enquanto o ferro se encontra nos óxidos de ferro, o fósforo é predominantemente carreado pela apatita e os elementos de terras raras (ETRs) estão concentrados na monazita. Os dados de associação mineral revelaram uma distribuição heterogênea das superfícies livres dos minerais, sem uma tendência clara de aumento ou redução desse parâmetro com a diminuição do tamanho das partículas. A análise de liberação mineral mostrou similaridade entre os métodos de composição de partículas e superfície exposta. A liberação foi maior nos minerais de ganga, especialmente nas granulometrias finas, enquanto os minerais de ferro apresentaram liberação intermediária e os de titânio obtiveram melhores índices em granulometrias grossas. Os minerais com fósforo tiveram os menores índices de liberação, sugerindo que aprimoramentos na cominuição são necessários para uma liberação mais eficaz nas etapas de concentração.
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    Concreto de alto desempenho (CAD) com utilização de rejeito magnético de minério fosfático
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-06-27) Ribeiro, Gabriela Brenda de Lima; Soares, Marcela Maira Nascimento de Souza; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Gimenez, Alexander Martin Silveira; http://lattes.cnpq.br/0783179484317105; http://lattes.cnpq.br/6349646979605518; http://lattes.cnpq.br/0933195232742855; http://lattes.cnpq.br/7947657817247909; Soares, Marcela Maira Nascimento de Souza; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Gimenez, Alexander Martin Silveira; Garcia, Dayana Cristina Silva; Poggiali, Flávia Spitale Jacques
    A crescente quantidade de resíduos gerados nas atividades de mineração tem levantado o interesse de diversos pesquisadores em estudar maneiras adequadas de destinação desses materiais. Ao mesmo tempo, a busca por materiais sustentáveis fornece motivação para utilização de rejeito magnético como agregado miúdo em concreto. Este estudo desenvolveu três dosagens de concreto de alto desempenho (CAD), caracterizado por apresentar alta resistência à compressão e elevada durabilidade – um concreto referência e dois com substituição parcial do agregado miúdo, nas porcentagens de 50 e 100% da areia média, por rejeito magnético proveniente do processamento de rocha fosfática. Almejou-se melhorar a estrutura de poros do concreto através da otimização do empacotamento dos materiais granulares, a partir do modelo de Andreasen com auxílio do software Elkem Materials Mixture Analyzer (EMMA) e incorporação de adição mineral (sílica ativa), bem como adequar a trabalhabilidade com uso de aditivo químico (superplastificante). Foi realizada a caracterização física e química dos componentes do concreto, e a avaliação do comportamento da consistência no estado fresco através de ensaios de abatimento do tronco de cone. As propriedades dos concretos produzidos no estado endurecido foram avaliadas utilizando os ensaios de resistência mecânica à compressão, módulo de elasticidade, absorção de água para inferir condições de permeabilidade, massa específica e durabilidade frente ao ataque por ácido sulfúrico. A resistência à compressão foi superior à 60 MPa para todos os concretos e, assim como o módulo de elasticidade, aumentou com o aumento da porcentagem da substituição proposta, sendo a melhor performance obtida com a substituição total. Todos os concretos apresentaram boa durabilidade, uma vez que absorção de água para todos foi inferior a 10% e a substituição proposta reduziu a vulnerabilidade do concreto ao ataque ácido. Quanto à massa específica, todos os concretos foram classificados como normal. A metodologia de dosagem aplicada foi eficaz, produzindo concretos de alto desempenho com incorporação de rejeito magnético.
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    Concreto de alto desempenho (CAD) com utilização de rejeito magnético de minério fosfático
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-06-27) Ribeiro, Gabriela Brenda de Lima; Soares, Marcela Maira Nascimento de Souza; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Gimenez, Alexander Martin Silveira; http://lattes.cnpq.br/0783179484317105; http://lattes.cnpq.br/6349646979605518; http://lattes.cnpq.br/0933195232742855; http://lattes.cnpq.br/7947657817247909; Soares, Marcela Maira Nascimento de Souza; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Gimenez, Alexander Martin Silveira; Garcia, Dayana Cristina Silva; Poggiali, Flávia Spitale Jacques
    A crescente quantidade de resíduos gerados nas atividades de mineração tem levantado o interesse de diversos pesquisadores em estudar maneiras adequadas de destinação desses materiais. Ao mesmo tempo, a busca por materiais sustentáveis fornece motivação para utilização de rejeito magnético como agregado miúdo em concreto. Este estudo desenvolveu três dosagens de concreto de alto desempenho (CAD), caracterizado por apresentar alta resistência à compressão e elevada durabilidade – um concreto referência e dois com substituição parcial do agregado miúdo, nas porcentagens de 50 e 100% da areia média, por rejeito magnético proveniente do processamento de rocha fosfática. Almejou-se melhorar a estrutura de poros do concreto através da otimização do empacotamento dos materiais granulares, a partir do modelo de Andreasen com auxílio do software Elkem Materials Mixture Analyzer (EMMA) e incorporação de adição mineral (sílica ativa), bem como adequar a trabalhabilidade com uso de aditivo químico (superplastificante). Foi realizada a caracterização física e química dos componentes do concreto, e a avaliação do comportamento da consistência no estado fresco através de ensaios de abatimento do tronco de cone. As propriedades dos concretos produzidos no estado endurecido foram avaliadas utilizando os ensaios de resistência mecânica à compressão, módulo de elasticidade, absorção de água para inferir condições de permeabilidade, massa específica e durabilidade frente ao ataque por ácido sulfúrico. A resistência à compressão foi superior à 60 MPa para todos os concretos e, assim como o módulo de elasticidade, aumentou com o aumento da porcentagem da substituição proposta, sendo a melhor performance obtida com a substituição total. Todos os concretos apresentaram boa durabilidade, uma vez que absorção de água para todos foi inferior a 10% e a substituição proposta reduziu a vulnerabilidade do concreto ao ataque ácido. Quanto à massa específica, todos os concretos foram classificados como normal. A metodologia de dosagem aplicada foi eficaz, produzindo concretos de alto desempenho com incorporação de rejeito magnético. Palavras-chave: Concreto de alto desempenho, Rejeito magnético, Agregado miúdo, Empacotamento de partículas.