A análise granulométrica das tipologias de Morro da Mina após processo de britagem mostrou que apenas 7,7; 9,2 e 15% do minério de manganês de Primeira, Segunda e Terceira, respectivamente, encontram-se abaixo de 6,3mm. A maior porcentagem das partículas destas tipologias encontra-se dentro das específicações para composição do produto granulado (<50 a >6,3mm). A análise granulométrica das tipologias de Urucum após o processo mostrou que 13,5 e 22,4% das amostras das tipologias Standard e Baixo Fósforo, respectivamente, encontram-se abaixo de 6,3mm. E para as tipologias do Azul, ou seja, Maciço, Detrítico, Pelito Tabular, Pelito Rico e Pelito Siltito, a fração de 6,3 a 0,150mm corresponde a 19,3; 40,5; 80; 83 e 71,5% respectivamente, representando uma porcentagem muito maior quando comparada as tipologias das outras duas Minas.
As tipologias apresentaram valores de densidade real próximos, variando entre 3,24 e 4,46 g/cm3. O maior valor de volume total de poros e superfície específica foram observados para a tipologia Pelito Siltito, respectivamente, 75,11cm3/kg e 24m2/g, e os menores valor destes parâmetros foram obtidos para o minério ROM de 1ª, respectivamente, 2,2cm3/kg e 0,8m2/g.
O teor de manganês no minério ROM de 1ª é em média maior que no minério de ROM de 2ª, respectivamente, 34,5 e 32,3%. O teor de manganês, no minério ROM de 2ª é em média maior que no minério ROM de 3ª (28,7%). Esta proporcionalidade é inversa para o teor de sílica. Para as demais impurezas não houve grandes variações. O teor de manganês no minério Standard (46,5%) é em média um pouco maior que no minério Baixo Fósforo (40,3%). Esta proporcionalidade é inversa para o teor de sílica, cerca de 6%, maior nas amostras de Baixo Fósforo. O valor de fósforo é menor para o minério Baixo Fósforo, com o teor em torno de 0,13% e para o minério Standard 0,29%. Para os demais elementos analisados não houve grandes variações. O teor de Mn nas tipologias do Azul variou entre 52,6 a 26,6%, com maior valor para o Maciço.
Os principais constituintes das tipologias da Mina de Morro da Mina são os minerais de manganês rodocrosita, rodonita, tefroíta, espessartita e pequena participação da alabandita. Os principais minerais de ganga identificados foram a grafita, alguns sulfetos como a calcopirita, pentlandita, molibdenita e ainda o rutilo, flogopita e grunerita. Nas duas tipologias de Urucum foram identificados os minerais de manganês criptomelana e braunita e o mineral de manganês n-sutita apenas na tipologia Baixo Fósforo. Como
172 contaminante foram identificados hematita, goethita e quartzo, já a ganga caolinita, foi identificada apenas para Baixo Fósforo. As tipologias do Azul são compostas majoritariamente por criptomelana e em menores proporções todorokita e pirolusita e as gangas em maiores proporções foram os minerais caolinita, goethita, gibbsita e quartzo.
Para todas as amostras da Mina de Morro da Mina, observa-se perda de massa, entre 500 e 700ºC, associada, majoritariamente, à eliminação da água estrutural presente nos anfibólios. E em torno de 700ºC observa-se a decomposição da rodocrosita. Para as tipologias de Urucum e Azul, entre 300 e 680ºC, às decomposições correspondem a eliminação de água estrutural das fases minerais hidratadas, como a todorokita, n-sutita, goethita e caolinita. Entre 600 e 880ºC, ocorreu decomposição da criptomelana que se decompõem em Mn2O3. Em torno de 880 a 1000ºC, ocorre decomposição do Mn2O3,
proveniente da criptomelana, e minerais como n-sutita e todorokita em hausmanita (Mn3O4). Em torno de 1000ºC começa a ocorrer a cristalização do Mn3O4 na forma de sistema cúbico (espinélio).
Os maiores valores de arsênio foram encontrados nas tipologias de Morro da Mina, seguidas do Azul e Urucum, com teores entre 387 a 3,4ppm. Os maiores teores de cádmio foram encontrados nos minérios de Morro da Mina, seguidos dos minérios do Azul e Urucum, com valores entre 15,6 e 0,2ppm. Os teores de mercúrio se apresentaram entre 0,93 e <0,01ppm, com maiores valores nos minérios do Azul e os menores nos minérios de Morro da Mina. Para chumbo, a ordem de contaminação foi dos minérios do Azul, seguidos de Morro da Mina e Urucum, com valores de 249 a 4,1ppm. Para o zinco a maior contaminação foi observada em Urucum e a menor em Morro da Mina, com valores de 1249 a 46ppm.
Apenas as amostras de ROM de 1a e ROM de 2a se enquadram como resíduos classe II A, ou seja, resíduos não perigosos e não inertes. As demais amostras são classificadas como resíduos não perigosos e inertes, classe II B, conforme norma brasileira. Pela norma européia, todas as tipologias podem ser classificadas como inertes.
A remoção dos elementos deletérios, por tratamento térmico, ao ar foi mais efetiva nos testes realizados a 900 e 1000oC. Com diminuição de até 41% da massa de As contido nas tipologias de Morro da Mina, para os ensaios a 1000oC. Para o Azul, considerando a Margem de valores considerando o D.P., os valores variaram entre 2 e 20,5%. Para as tipologias de Urucum o valor foi considerado zero.
173
Os valores de diminuição de massa de cádmio, nos ensaios ao ar, chegaram a 55,6% para as amostras de Morro da Mina. Para Azul e Urucum, estes valores não ultrapassaram 16 e 19,6%, respectivamente. Para mercúrio foram obtidos valores de até 58; 98 e 99%, respectivamente, para as amostras de Morro da Mina, Urucum e Azul.
A diminuição de Pb, para as tipologias de Morro da Mina, Urucum e Azul alcançaram valores iguais a 63; 46 e 62%, respectivamente. Para o zinco foram obtidos valores de diminuição da massa de até 25; 17 e 20%, respectivamente, para mesma ordem das Minas.
Os ensaios, em atmosfera redutora, realizados a 9000C, quando comparados aos ensaios ao ar, foram mais efetivos na remoção de elementos deletérios, a não ser nos casos de contaminação com zinco. Comparados aos ensaios ao ar a 9000C o aumento do teor de manganês foi de modo geral entre 1 e 7% maior em atmosfera redutora.
A remoção de elementos deletérios de minérios de manganês é viável por tratamentos térmicos, tanto em atmosferas oxidantes como em atmosferas redutoras, sendo mais efetiva nesta última. Foram propostas algumas reações possíveis para a remoção de cada elemento, nas faixas de temperatura e atmosferas testadas.
174
CAPÍTULO 7: SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS.
Investigação da decomposição térmica, de alguns minerais, em sua forma pura, que compõem as tipologias de minérios de manganês estudadas, mas que ainda não são bem compreendidas.
Quantificação da remoção dos elementos deletérios em processos de calcinação em escala piloto.
Identificação e testes de equipamentos de coleta de pó e gases que poderiam ser utilizados para recuperação dos elementos removidos.
Análises dos gases e pós gerados no processo de remoção térmica e indicação de aproveitamento para os componentes do material.
175
CAPÍTULO 8: REFERÊNCIAS BIBIOGRÁFICAS
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