Minérios: Reservas mundiais podem se esgotar

Muitos minérios do planeta estão chegando ao fim, o que poderá interromper o uso de várias tecnologias utilizadas no dia-a-dia.
As reservas mundiais de lítio, por exemplo, parecem enormes - 14 milhões de toneladas, que dão para mais de 100 anos, no ritmo atual de consumo. No entanto, cada carro elétrico, grande esperança para reduzir o aquecimento global, usa pelo menos 8 quilos de lítio. E o mundo produz, a cada ano, 71 milhões de carros. Ou seja: se todos os carros fossem elétricos, as reservas mundiais de lítio seriam consumidas em apenas 12 anos - e não sobraria nada para fazer as baterias usadas em laptops, câmeras e outros aparelhos.
Até que a humanidade colonize outros planetas ou aprenda a sintetizar matéria, a saída é uma só: consumir menos e reciclar mais.
Veja, no quadro abaixo, em quanto tempo se esgotarão (levando em conta o consumo previsto a partir de 2010) as reservas mundiais de alguns minérios:

MINÉRIO	Tempo de duração em anos	Onde é usado	Consumo per capita	Quanto se recicla hoje	Se limitar o consumo atual, durará:	Principal reserva mundial
Tântalo	20	Lentes de Câmara	180g	20%	116 anos	Brasil 48%
Chumbo	08	Pilhas	410 kg	72%	42 anos	Austrália 19%
Prata	09	Placas eletrônicas	1,6 kg	16%	29 anos	Polônia 25%
Antimônio	13	Controles remotos	7 kg	n/d	36 anos	China 62%
Ouro	36	Microchips	48g	43%	45 anos	África do Sul 40%
Urânio	20	Usinas nucleares	6 kg	n/d	59 anos	Austrália 19%
Níquel	57	Celulares	58 kg	35%	90 anos	Austrália 19%
Platina	42	Carros	45 g	n/d	360 anos	África do Sul 88%
Índio	04	Televisores LCD	32 g	0%	13 anos	Canadá 33%
Cobre	20	Fios e cabos	630 g	31%	61 anos	Chile 38%
Estanho	17	Joysticks	15 kg	26%	40 anos	Brasil 22%
Lítio	46	Baterias	n/d	n/d	133 anos	Bolívia 52%

 

Ajustes em todo o circuito quase dobram a produção de ouro

Ajustes em todo o circuito quase dobram a produção de ouro

Mina São Francisco trocou revestimento dos britadores, ampliou pátio de estocagem e alterou malha do desmonte

Desenvolvido na Mineração Apoena pelos autores Thiago Vitali Pignaton, coordenador de Beneficiamento, José Carlos Ferreira, líder Geral da planta, Samuel Trindade Viana, engenheiro de Processo, com o apoio gestor de José Eduardo Correa, gerente de Operação, Jota Júnior José de Azevedo, gerente Geral e Neil Hepworth, diretor de Operações Brasil, o trabalho “Otimização do processo e aumento de produtividade elevam produção de ouro da mina São Francisco e reduzem custos de produção” da Mineração Apoena foi um dos vencedores do 16º Prêmio de Excelência da Indústria Minero-Metalúrgica Brasileira.

 

Realizado na mina São Francisco, adquirida pela canadense Aura Minerals em maio de 2010, junto a Yamana Gold, a operação vem passando por processos de transformações, tais como: abertura de cava, reforma da planta e melhorias de processo que tornaram a mina altamente produtiva e sustentável diante do atual cenário do mercado global de ouro.

A mina possui, em seus processos produtivos de ouro, as etapas de mina (pesquisa, perfuração, desmonte, carregamento, transporte e estocagem) e beneficiamento (britagem, gravimetria, lixiviação em pilhas, ADR e fundição). O trabalho foca nas melhorias executadas na planta de beneficiamento, principalmente na britagem e gravimetria, que representavam o principal gargalo.

Em parceria com a equipe da Metso, ficou definido um plano de melhoramentos para as plantas de britagem e gravimetria com foco em aumento de produtividade e recuperação, redução de custos e aumento da disponibilidade física.

Foi realizada a troca do desenho e o tipo de mandíbula utilizada no britador primário, elevando a massa processada por conjunto de 250.000 t para 400.000 t, com diferença de preço inferior a 20 %. O ganho na durabilidade das mandíbulas impacta não somente em custo, mas também em aumento de disponibilidade da planta.

Constituiu-se também a troca do tipo de revestimento do britador secundário de standard extra grosso para standard grosso, gerando um ganho de 10.000 t processadas por conjunto de revestimento, além de possibilitar que o britador trabalhe com câmara cheia, melhorando a qualidade do material processado. Aliado a esta mudança, foram alteradas as telas do segundo deck da peneira que alimenta esse britador - de telas tencionáveis de 48 mm de abertura para telas modulares de 35 mm de abertura, propiciando maior enchimento da câmara, maior facilidade e agilidade nas trocas e menor tamanho de rocha no processo subsequente.

O pátio de estocagem de minério britado foi ampliado de 25.000 t para 80.000 t, aumentando a demanda operacional do processo por até seis dias na britagem terciária/gravimetria. Esta alteração reduziu em 90 % as horas de parada da planta por falta de minério, mesmo com longas paradas corretivas/programadas de manutenção. Além disso, a mineradora alterou o tipo de revestimento do britador terciário de cabeça curta fino para cabeça curta extra fino, gerando um ganho de 8.000 t processadas por conjunto de revestimento, além de possibilitar que ele trabalhe com a câmara cheia, melhorando a qualidade do produto.

Juntamente com a troca do desenho dos revestimentos dos britadores secundário e terciários, foi realizado um estudo para determinar a melhor liga metálica para fabricação desses componentes, a fim de ter o melhor custo benefício possível. Conforme o resultado dos ensaios realizados, verificou-se que a liga intitulada de 720, pela Metso, composta de alto cromo, foi a que apresentou maior durabilidade, representando um ganho de 10 % em R$/t processada.

Com o objetivo de melhorar o peneiramento e garantir maior geração de finos, com consequente aumento da proporção de minério que é processado na jigagem, foram realizadas diversas adequações no peneiramento, tais como: ajuste do chute de alimentação da peneira, melhor empolpamento do minério, troca dos bicos de água da peneira, adição de mais linhas de lavagem e padronização de telas. Essas mudanças deram uma distribuição uniforme do minério empolpado sobre a peneira, melhorando a eficiência do peneiramento e elevando a porcentagem de finos de 40 % para 50 %.

Vista da planta de beneficiamento na mina São Francisco

A equipe de manutenção realizou alterações nos procedimento de parada, melhorias nas inspeções e manutenções preventivas semanais, trimestrais e anuais, visando a aumentar a disponibilidade física das plantas e a qualidade dos serviços, o que contribuiu para o aumento de 3 % a 5 % da disponibilidade.

Para conseguir uma evolução de 2,6 para 4 milhões t, além dos processos de beneficiamento, várias melhorias também foram implementadas pela mina, sendo a principal delas no processo de desmonte por explosivo, onde houve uma readequação da malha com uma aumento da razão de carga de 11,1 % (planejava-se uma malha de configuração em triangulo isósceles e atualmente trabalha-se com uma configuração em triângulo equilátero) que permitiu um aproveitamento eficaz da energia de desmonte, acarretando em uma melhor fragmentação do material (melhor produtividade dos equipamentos de mina e britagem) e maior porcentagem de geração de finos (melhoria na recuperação).

Foi feita também a instalação de mais dois ciclones na bateria primária e utilização de 100 % da capacidade da jigagem, a fim de absorver o aumento de produção sem perda de recuperação, assim como a instalação de um concentrador centrifugo Falcon no underflow da ciclonagem secundária, reduzindo as perdas de ouro fino no rejeito e, consequentemente, aumentando a recuperação.

Além disso, treinamentos com o corpo operacional e técnico com foco em operação das plantas de britagem e gravimetria foram ministrados pela liderança da mina São Francisco em parceria com a Metso, assim como treinos com consultores externos.

Como resultado dos trabalhos de melhorias citados, obteve-se evolução nos indicadores de produção da planta. Notou-se um aumento percentual de 12,9 % na produtividade do circuito de britagem primária e secundária de 2011 para 2013, que combinado com a maior disponibilidade e utilização da planta, resultaram em um acréscimo de aproximadamente 1,5 milhão t processadas ao ano.

A evolução na produtividade da britagem terciária, com aumento na utilização, que combinado com o melhor planejamento e execução das paradas de manutenção, resultaram em uma ampliação da disponibilidade, fazendo com que a produção da planta aumentasse em 1,4 milhões t processadas por ano (elevação de 57 % entre 2011 e 2013).

Finalmente, as melhorias aplicadas no circuito de britagem e no peneiramento a úmido resultaram em um maior percentual de finos alimentando a gravimetria, que por sua vez teve aumento de produtividade de 22 % e 84 % no processamento anual de minério. Além dos ganhos em massa processada, conseguiu-se elevar a recuperação de ouro gravimétrico em 13 %, assim como o custo específico (US$/t) de produção foi drasticamente reduzido no comparativo de 2011 para 2013 - em 41 % para as etapas de britagem e 55 % para a gravimetria.

A soma dos esforços realizados pelas equipes de produção e processos culminaram com forte evolução dos resultados no comparativo 2011 a 2013, tais como: Aumento da massa processada na britagem em 56 %, superando a marca de 4 milhões t processadas/ano; aumento da massa processada na gravimetria em 84 %, superando 1,9 milhões t processadas/ano; forte redução de custos específicos (US$/t) na britagem e gravimetria, sendo 41 % e 55 %, respectivamente; aumento da produção global da mina São Francisco de 52.286 oz para 105.541 oz.

Flotação em cascata para recuperar ouro

Flotação em cascata para recuperar ouro

Projeto piloto evoluiu para estudos de planta industrial

 

Para elevar os atuais níveis de recuperação de ouro, a Kinross Brasil Mineração vem estudando ao longo dos anos diferentes tecnologias que permitam aumentar a eficiência do seu processo produtivo. O trabalho “Uso de flotação em cascata para tratamento de rejeitos”, que tem o intuito de elevar os níveis de recuperação de ouro, foi um dos vencedores do 16º Prêmio de Excelência da Indústria Minero-metalúrgica Brasileira. O projeto é de autoria do Gerente de Desenvolvimento Tecnológico, Getúlio Gomes de Oliveira Júnior, do Especialista de Processos, Alair Agripino de Jesus, do Gerente Sênior de Processos e Manutenção Industrial, Rodrigo Barsante Gomides, do Gerente Geral da AJG Engenharia, Antonio Jara e do Gerente Técnico desta empresa, Luis Grünewald.

 

A mineradora está localizada em Paracatu (MG) e possui duas plantas, sendo uma com capacidade de 20 MTPA (denominada Planta 1) e outra com capacidade de 41 MTPA (Planta 2). Em 2013 foram produzidas por volta de 500.000oz de ouro através do beneficiamento de 56 Mton. O processo consiste basicamente em um circuito de britagem, moagem, ciclonagem, flotação convencional e lixiviação. Entre as propostas de aumento de eficiência foi avaliado o uso de flotação em cascata para processamento do rejeito final.

A flotação em cascata consiste no uso do gradiente natural entre a descarga do rejeito proveniente da flotação convencional até a sua disposição final em barragem; promove-se a aeração através de caixas de passagem da polpa de um ponto a outro da descarga de rejeito. Ela consiste numa maneira barata de se promover a recuperação de um rejeito já flotado. Utiliza-se a oportunidade que uma polpa tem de ser transportada de um ponto para outro por gravidade, promovendo-se a aeração da polpa e a retirada de uma espuma carregada.

O circuito pode ser dividido em três trechos, sendo que o primeiro transporta a polpa, o segundo gera a espumação num rebaixamento de nível através de furos afunilados e o terceiro permite, durante o transporte, que a espuma se forme. Nesse terceiro trecho colocam-se desviadores de espuma que no final a descarrega em uma calha que a desvia até uma calha lateral de concentrado, que acompanha a calha maior de rejeito.


Flotação em cascata piloto

O processo de flotação da KBM consiste em tratar o overflow do ciclone que classifica o produto da moagem e o underflow retornar para os moinhos como carga circulante. O overflow (80% - 106 µm) alimenta as células de desbastadoras (rougher). O produto flotado obtido é reprocessado no circuito cleaner.  O não flotado desta unidade constitui o rejeito final. Cerca de 100% do rejeito da flotação segue diretamente para a barragem de rejeitos.

O teor médio do minério lavrado a cada ano vem caindo ao longo do tempo, tendendo a estabilizar-se em torno de 0,400 g/t nos próximos anos. Isto faz com que a empresa trabalhe com o menor teor do mundo por tonelada lavrada.

O uso de flotação em cascata é comum em algumas minas no Chile, de modo que foram feitos contatos com uma empresa chilena (AJG) que projetou um circuito piloto (em três módulos de cascatas) para tratamento de 1.000 m³/h de polpa proveniente do rejeito de flotação. O sistema foi operado no período de 22/08/2013 a 04/10/2013, sendo supervisionados pela equipe de desenvolvimento tecnológico da KBM e AJG.

Desviadores de espuma para descarrega na calha de concentrado

Com a campanha dos testes foram obtidos resultados metalúrgicos que permitiram alcançar o fluxo de projeto de aproximadamente 1.000 m3/h e a recuperação de 6,8% de Au presente no rejeito e 0,54% de recuperação mássica (considerando apenas 03 cascatas). 

Os resultados alcançados permitiram projetar um circuito industrial de flotação em cascata consistindo de quatro linhas paralelas com dez módulos cada e capacidade de 3.000m³/h cada. A recuperação metalurgica projetada será maior que 15%. Os testes indicaram que grande parte do ouro recuperado pelas cascatas se encontrava na fração fina abaixo de 38 micro, que normalmente não é recuperada via processos convencionais de flotação (flotação em tanques).

Os parâmetros utilizados para avaliação da implantação industrial do projeto de flotação em cascata foram a recuperação de massa e recuperação metalúrgica; tomando-se como base os dados gerados na atual planta industrial de concentração. A seguir tem-se a avaliação econômica para a implantação do projeto.

Considerando uma recuperação final de 80%, já que o concentrado gerado pela cascata deverá passar por um processo de enriquecimento para posterior processamento na etapa de lixiviação, a produção anual estimada será de 270 kg Au. Esta margem de ganho pode ser aumentada conforme otimização do circuito de flotação em cascata e a planta de limpeza.

O uso de flotação em cascata tem se mostrado uma alternativa viável para tratamento de rejeitos em algumas minas já em operação no Chile. Os testes realizados com amostras do rejeito de flotação da planta de benefiamento de Paracatu mostraram que é possivel aumentar a recuperação de ouro utilizando-se cascatas. Está em andamento a validação de um projeto básico para levamento de custos, assim como novos testes para aumentar o volume de dados deste tipo de operação.
 

Em comissionamento, projeto incrementa produção de concentrado de nióbio em 40%

Em comissionamento, projeto incrementa produção de concentrado de nióbio em 40%

Recuperação de minério do under flow do ciclone de primeira classificação será adotada em outras plantas

A Anglo American Fosfato Brasil, que extrai nióbio na mina Boa Vista, em Catalão (GO), foi uma das laureadas no 16º Prêmio de Excelência da Indústria Minero-metalúrgica Brasileira com o trabalho “Recuperação de nióbio contido no Under Flow do ciclone primeira classificação da planta Tailings”. É da autoria de Joselito Dásio da Silva, gerente de Operações de Nióbio, Pauliano Cruz, coordenador de Produção, Daniel Gonçalves, coordenador de Produção, Kleber Macedo, engenheiro de Processos, e do Grupo de Melhoria NbUSTER, criado e implantado em 2012 para melhorar os índices de recuperação de minério na planta Tailings.

 

A Anglo American Fosfato Brasil é uma empresa de mineração e produtos químicos fosfatados, onde seu bem mineral alvo é a apatita, porém dados de pesquisa mineral e operacionais mostraram a presença constante do mineral pirocloro, com teores médios de alimentação do processo de concentração de apatita de 0,28 % de Nb2O5. Durante as etapas de concentração de apatita, o pirocloro sofre enriquecimento, principalmente no rejeito da flotação, onde chega a duplicar o teor inicial.

Para recuperar o nióbio contido no rejeito de concentração de apatita, foi construída, pela Anglo American Nióbio Brasil, uma planta de concentração (planta Tailings) com etapas de classificação, moagem, deslamagem, flotação de sílica, separação magnética, flotação de nióbio e transporte de concentrado por tubulação até a planta de lixiviação.

A planta Tailings entrou em operação em agosto de 2008 e representa 35% da produção de nióbio da empresa. A partir de 2011, foi implementado um sistema de controle de processo avançado com uso de inteligência artificial.

Como a planta opera como uma unidade adicional às existentes, houve um impacto social positivo nas comunidades vizinhas, pois foi construída de acordo com os padrões socioambientais de desempenho da Anglo American na região, que são transparentes. Como um benefício direto para a comunidade, a contratação de 30 novos funcionários para trabalhar nas áreas de manutenção, operação e suporte da planta.

O rejeito gerado pelas plantas da Anglo American Fosfatos é submetido a uma classificação prévia por hidrociclones, onde a fração fina (< 150 #) é beneficiada na planta Tailings para gerar o concentrado de Nb2O5. Devido à baixa eficiência desse tipo de equipamento, 30% da fração fina são perdidos no Under Flow (UF) do hidrociclone e descartados na barragem de rejeitos.

O projeto se baseou na construção de uma planta (anexa à atual) de separação magnética e dois estágios de peneiramento de alta frequência, um com corte em 100# e outro com corte em 150#, para recuperação dos finos presentes no UF dos ciclones.


Peneiramento de alta frequência 3

O projeto foi aprovado no final de 2012, a construção se iniciou em março de 2013 e a planta entrou em operação em outubro de 2013. A produção da Planta Tailings foi acrescida em 21%, o Ebitda do negócio nióbio em 13% e payback de 10 meses. Foram investidos US$ 6 milhões.

O projeto, que está em fase de comissionamento e passa por ajustes operacionais e de manutenção, está superando os objetivos propostos. O aumento da massa alimentada e com maior teor de nióbio (pirocloro) facilita o processo de flotação que quando ajustadas as variáveis desta etapa, aumentará a recuperação metalúrgica da planta.

O incremento de produção esperado no projeto era de 21%, e do início da operação até agora, essa melhoria chegou a 40%, comparando alimentação de mesmo teor de nióbio e a mesma massa alimentada no processo. Se projetarmos esse incremento de produção para cálculo dos custos, obtemos uma redução de 29% no custo unitário da Planta.

Outro benefício desse projeto é que ele está sendo encarado como exemplo de renovação tecnológica em classificação de minérios para aplicação na Planta Boa Vista, que processa minério da mina de mesmo nome além de  outras plantas do Grupo Anglo American.
 

Projeto Diamante Brasil e a pesquisa dos "diamantes superprofundos" de Juína MT

Projeto Diamante Brasil e a pesquisa dos "diamantes superprofundos" de Juína MT

O Serviço Geológico Brasileiro (CPRM), por meio do “Projeto Diamante Brasil” do Departamento de Recursos Minerais (Derem), participou de uma campanha de campo multi-institucional na região de Juína (MT). O campo diamantífero de Juína, maior produtor nacional de diamantes na atualidade, é mundialmente conhecido por conter pedras originárias de profundidades extremamente elevadas (400 a 600 km), denominados "diamantes superprofundos" e conhecidos em poucos locais do planeta.

Recentemente, o artigo “Geologia: reservatório de água profunda da Terra”, publicado na revista Nature confirmou a primeira evidência natural da ocorrência do mineral ringwoodita, um polimorfo de alta pressão da olivina capaz de apresentar até 2,5% em peso de água. O fato gerou grande repercussão no meio científico principalmente em função da afirmação de que a zona de transição terrestre pode apresentar água em abundância. A proposição para este artigo partiu do estudo de inclusões minerais em um diamante de Juína.

Para dar continuidade às recentes pesquisas publicadas, ampliar os conhecimentos sobre os peculiares diamantes de Juína e das zonas ultraprofundas da Terra, foi realizada a etapa de campo com o objetivo de adquirir amostras de diamantes para estudos laboratoriais diversos (morfologia, microssonda, difração de raios-X, espectroscopia com infravermelho, espectroscopia Raman, etc).

Cabe destacar que estas amostras não contêm valor comercial significativo em termo de diamante tipo gema, apresentando, em geral, baixa quilatagem (< 1 ct), grande quantidade de inclusões e de defeitos estruturais (como  fraturas preenchidas por minerais do manto). Os diamantes foram todos obtidos em atividade de mineração na área de Juína e legalizados em conformidade com o processo de Certificação Kimberley.