This paper describes the adopted approach for increasing the capacity of an existing industrial grinding circuit by adapting the respective configuration to process the ore from a new mine. Accordingly, due to Sossego mine exhaustion, Vale S. A. decided to use the existing industrial facilities and infrastructure for processing the Cristalino ore deposit located in Para state, within the Brazilian Amazon. Considering the higher hardness of Cristalino ore compared to Sossego ore, a reduction in capacity in the existing SAG grinding circuit was anticipated. A comprehensive grinding pilot plant campaign was conducted with a characterization program including 98 Cristalino ore samples, as described throughout this paper. Sossego grinding circuit was also surveyed for mathematical modeling and simulations to assess such an estimative further. The mathematical model calibration for setting different circuit configurations and operating conditions to enhance the circuit’s capacity was based on the combination of pilot plant results and ore characterization. Simulations indicated that a capacity increase of 12% would be achieved in the existing grinding circuit by further crushing 35% of SAG mill fresh feed. Such figures would represent yearly additions of 8.3 kt in copper and 250 kg in gold productions.

A determinação de Work Index para moinho de bolas (BWI) é um desafio para indústrias de tratamento de minérios que trabalham com minérios com elevada concentração de finos. O teste de Bond, universalmente utilizado para determinação do BWI e, com isso, para o dimensionamento de moinhos, gera resultados controversos podendo ocasionar no subdimensiomento ou superdimensioamento do equipamento diminuindo sua capacidade ou aumentando os custos. Este trabalho investigou três metodologias de laboratório para determinação do BWI de Bond, a saber: (i) início do teste com 0 revoluções, seguido por 50 revoluções; (ii) início do teste com 5 revoluções; e (iii) utilizando a amostra escalpada na malha teste (início do teste com 100 revoluções), com testes em triplicata. Foi utilizada amostra proveniente de uma usina de tratamento de minério de ferro de Mariana/MG, Brasil. Os três procedimentos ocorreram conforme o teste padrão de Bond e foram comparados com o WI operacional corrigido desta usina. Os resultados obtidos demonstraram que a melhor metodologia para se obter o BWI de minérios com elevada concentração de finos é teste em triplicata iniciado com 0 revolução.

A separação sólido-líquido tem papel fundamental no tratamento de minérios sendo utilizado em conjunto com métodos à úmido de processamento. Dentre os métodos utilizados um dos mais populares é o espessamento, baseado na sedimentação gravitacional. O dimensionamento de equipamentos sedimentação gravitacional de polpas pode ser feito por meio do teste de sedimentação em proveta. Após a execução de um ensaio de proveta a curva de sedimentação é construída utilizando as informações do t e algum método para interpolar os pontos discretos registrados no teste para uma curva contínua. O presente artigo propõe a construção de um software através da IDE Lazarus que utiliza o método de splines cúbicas para construção dessa curva, de modo a suavizar o comportamento cinemático da sedimentação no contínuo. Para essa construção um sistema linear deve ser resolvido e o método iterativo de Gauss-seidel é demonstrado como um método eficiente e convergente. O artigo finaliza com um estudo de caso de dados da literatura.

Em relação a peneiramento à umidade natural, segundo Chaves, (2003) “partindo-se do material seco e aumentando a umidade superficial das partículas, a operação vai se tornando cada vez mais difícil até tornar-se impossível. Isso ocorre entre 5 e 8 % de umidade”. Com a aplicação de telas especiais, associadas ao aumento da aceleração das peneiras, atualmente existem operações para minérios com até 10 % de umidade; mesmo sendo o peneiramento de materiais coesivos extremamente complicado em qualquer escala, desde testes em bancada até grandes operações com peneiramentos industriais. Dois tipos de peneiramento em escala piloto foram realizados, sendo o primeiro com a aplicação das técnicas existentes e o segundo com utilização de ar comprido para desagregar os aglomerados minerais, limpar as superfícies das partículas de maior tamanho e, principalmente, para limpeza das aberturas das telas das peneiras para se evitar os entupimentos, conhecidos como cegamento de telas. A bauxita, rocha utilizada na produção de alumina e alumínio metálico, foi escolhida, por ser já conhecida, tanto em meio acadêmico como industrial, como material de difícil peneiramento, pois possui, muitas vezes, argilominerais em sua composição, o que aumenta a quantidade de finos e ultrafinos e a capacidade de retenção de água, aumentando sua umidade natural. Os resultados da comparação entre as duas condições de operação demonstram que a aplicação do ar comprimido permitiu que houvesse peneiramento adequado e que o processo fosse mantido em uma eficiência superior a 80 % durante todo o tempo do ensaio. As condições dos ensaios, bem como o detalhamento dos resultados são apresentados nesse trabalho, que é baseado no projeto de desenvolvimento da patente: Oliveira et al (2024).

Moinhos tubulares de bolas com transbordo por overflow são bastante utilizados na moagem e remoagem de minério de ferro em todo o mundo, os quais estão associados a grandes volumes de minério e a um alto OPEX (devido, principalmente, a elevados consumos energéticos). Testes industriais, portanto, acabam demandando muito tempo e recursos financeiros. Objetivando respostas mais rápidas e de menor custo para otimização do circuito de remoagem da Samarco, foi realizado um teste em escala laboratorial para simular o processo industrial através do levantamento de parâmetros do modelo do Balanço Populacional. O desenvolvimento nos últimos anos de simuladores vem contribuindo significativamente para este tipo de estudo, como o conjunto de planilhas MolyCop Tools, o qual foi utilizado no presente trabalho. O processo consistiu, primeiramente, na amostragem de todos os principais pontos da remoagem da Samarco para caracterização das amostras. Posteriormente, fez-se o balanço de massas e compuseram-se alíquotas para testes de cinética em bateladas no Laboratório de Desenvolvimento de Processos da Samarco. Por fim, foram calculados os parâmetros das funções quebra e seleção. Por fim, constatou-se aderência do modelo e, portanto, pode-se utilizar técnicas por meio detestes laboratoriais para simular diferentes cenários no moinho de remoagem em questão, permitindo otimizações.

A moagem é uma operação unitária fundamental no tratamento de minérios, com o objetivo de reduzir o tamanho das partículas até o grau de liberação necessário para as etapas seguintes do processo. Por se tratar de uma etapa com elevado consumo energético, sua otimização é essencial para a eficiência operacional das usinas. Neste contexto, a equação de balanço populacional tem se consolidado como ferramenta eficaz na estimativa dos parâmetros de cominuição: função seleção (S) e função quebra (B). O presente trabalho tem como objetivo estimar esses parâmetros a partir de ensaios de moagem em escala de laboratório, realizados com minério de ferro proveniente de uma usina localizada no Quadrilátero Ferrífero. Foram conduzidos cinco testes com diferentes tempos de moagem, utilizando o moinho padrão de Austin. Os dados granulométricos obtidos foram processados com os softwares da Moly-Cop Tools para ajuste entre as curvas simuladas e experimentais. Os resultados demonstram a viabilidade da metodologia empregada e reforçam a importância de manter condições de teste compatíveis com a realidade industrial, sobretudo no que se refere à porcentagem de sólidos e ao regime de operação do moinho.