Filtragem de Rejeitos de Minério de Ferro do Quadrilátero Ferrífero

Este subitem apresenta um estudo de filtragem de rejeitos gerados nas usinas de beneficiamento de minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero, visando sua disposição em forma de pilhas, conduzido por Guimarães (2011).

Em seu trabalho, o autor estudou amostras das principais usinas de minério de ferro da empresa VALE S.A., em Minas Gerais, relacionadas na TAB. 2.4. Para cada ponto do fluxograma de processo, onde há saída de rejeito, foram coletadas amostras destes rejeitos e submetidas à caracterização física, química, e a testes de filtragens em bancada. O objetivo do autor foi o de obter as melhores alternativas de desaguamento de rejeitos (pasta ou torta), em termos técnicos e de custo benefício.

TABELA 2.4 – Relação das usinas onde foram coletadas as amostras de rejeitos no trabalho de Guimarães (2011)

Usinas Municípios (MG)

Alegria IB2/IB3 Mariana

Brucutu São Gonçalo do Rio Abaixo

Cauê Itabira

Conceição Itabira

Fábrica Nova / Timbopeba Mariana

Pico A/B Itabirito

Vargem Grande Nova Lima

As faixas granulométricas para os rejeitos predominantes da TAB. 2.4 (lama, flotação e concentração magnética) estão apresentadas na FIG. 2.33.

Com os resultados da caracterização física, química, e testes de filtragens em bancada obtidos, associados à experiência do autor, Guimarães (2011) definiu três alternativas de rota de processo para rejeitos de minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero.

Guimarães (2011) apresenta as alternativas em um estudo de caso, particularmente o Projeto ITMI VGR, previsto para entrar em operação em 2013 com geração de 1.025t/h de rejeito de flotação e 546t/h de lamas. De acordo com o autor, “trata-se do primeiro projeto da VALE S.A. para minério de ferro onde a geração de rejeitos será superior à de produtos”. As alternativas propostas por Guimarães (2011) estão apresentadas a seguir:

• Alternativa 1: consiste no espessamento em separado dos rejeitos de flotação e lama, bombeamento em separados dos produtos espessados e filtragem em separado dos rejeitos de flotação e lamas. O fluxograma de processo resumido está apresentado na FIG. 2.34. Nesta alternativa, o rejeito de flotação é espessado com High Density e bombeado para a unidade de filtragem. Ainda para os rejeitos de flotação, os tipos de filtros que tecnicamente podem ser utilizados são: horizontal de correia, disco convencional, disco cerâmico, prensa horizontal, prensa vertical e hiperbárico. As lamas também são espessadas com High Density e bombeadas para a unidade de filtragem. Os tipos de filtros que podem ser utilizados para as lamas são: hiperbárico, prensa vertical e prensa horizontal. As TABS. 2.5 e 2.6 apresentam as alternativas técnicas de filtragem, a quantidade de filtros necessários e a umidade final obtida para a torta.

TABELA 2.5 – Resultado do dimensionamento do número de filtros e teor de umidade final da torta, por alternativa técnica de filtro – Rejeito de Flotação (Fonte: Guimarães, 2011)

Disco Convencional Horizontal de Correia Prensa Horizontal Hiperbárico Pressão vertical Disco Cerâmico Umidade da Torta (%) 12,0 10,7 8,0 10,0 10,0 8,6 Quantidade de Filtros 8 6 12 3 6 9

TABELA 2.6 – Resultado do dimensionamento do número de filtros e teor de umidade final da torta, por alternativa técnica de filtro – Lamas (Fonte: Guimarães, 2011)

Prensa Horizontal Hiperbárico Pressão Vertical

Umidade da Torta (%) 20,9 12,3 18,2

Quantidade de Filtros 21 14 24

Através de uma análise financeira das alternativas técnicas propostas a alternativa 1, Guimarães (2011) concluiu que a melhor alternativa técnico-econômica para filtragem dos rejeitos de flotação é o emprego de filtro de disco convencional, com umidade de torta de 12,0%.

Para as lamas, a utilização de filtros de prensa horizontal é tecnicamente viável, apresentando uma umidade final da torta de 20,9%.

• Alternativa 2: consiste no espessamento em separado dos rejeitos de flotação e lama, bombeamento em separados dos produtos espessados e mistura dos dois rejeitos para filtragem. O fluxograma de processo resumido está apresentado na FIG. 2.35. Para esta alternativa, o rejeito de flotação é espessado com High Density e bombeado para a unidade de filtragem. As lamas também são espessadas com High Density e bombeadas para a unidade de filtragem. Na unidade de filtragem os rejeitos são misturados. As alternativas de filtragem estão apresentadas na TAB. 2.7, juntamente com a quantidade de filtros necessários e a umidade final da torta.

TABELA 2.7 – Resultado do dimensionamento do número de filtros e teor de umidade final da torta, por alternativa técnica de filtro – Mistura (Fonte: Guimarães, 2011)

Prensa Horizontal Hiperbárico Pressão Vertical

Umidade da Torta (%) 13,9 9,6 13,4

FIGURA 2.35 – Fluxograma simplificado da Alternativa 2 (Fonte: Guimarães, 2011)

Através de uma análise técnica-econômica Guimarães (2011) conclui que a melhor alternativa para filtragem da mistura dos rejeitos de flotação e lamas é o emprego de filtro prensa horizontal, com umidade da torta de aproximadamente 14%.

• Alternativa 3: consiste no espessamento em separado dos rejeitos de flotação e lama, bombeamento em separados dos produtos espessados, filtragem do rejeito de flotação e novo espessamento de lamas. O fluxograma de processo resumido está apresentado na FIG. 2.36.

O fluxograma para espessamento nesta alternativa consiste no espessamento do rejeito de flotação com High Density, bombeamento para a unidade de filtragem, procedendo a filtragem conforme Alternativa 1 (filtro de disco convencional, com umidade da torta de 12%). As lamas também foram inicialmente espessadas com High Density, bombeadas e espessadas novamente, obtendo-se uma umidade de 56%.

Guimarães (2011), através de uma análise técnico-econômica das 3 alternativas apresentadas na FIG. 2.37, constatou que a alternativa 3 era a mais atrativa àquela época. Entretanto, esta alternativa apresenta a necessidade de disposição de pasta. Salienta-se, ainda, que a análise técnico-econômica elaborada não levou em consideração os custos com o sistema de disposição dos rejeitos.

FIGURA 2.36 – Fluxograma simplificado da Alternativa 3 (Fonte: Guimarães, 2011)

FIGURA 2.37 – Análise comparativa econômica das alternativas propostas para disposição de rejeitos (Fonte: Guimarães, 2011)