PPGEM - Programa de Pós-graduação em Engenharia Mineral

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Abatimento de drenagem ácida de mina com cobertura de entulho de construção civil : uma proposta de reabilitação de uma antiga mina de pirita.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Moraes, Natália Cristiane de; Lima, Hernani Mota de
Em Ouro Preto-MG, pirita foi extraída em uma antiga mina, durante as décadas de 30 e 60, do século passado, com a finalidade de se produzir ácido sulfúrico. Hoje esta mina, com grandes impactos ambientais, é uma área de deposição ilegal de entulho de construção civil. Nesta mina, foram observados pontos de aparecimento de água com pH inferior a 3.0, caracterizando a produção de drenagem ácida de minas (DAM), que é considerada como um grande impacto ambiental que preocupa mineradoras em regiões que possuem minerais sulfetados. Quando a drenagem ácida entra em contato com vários minerais, ela libera e mobiliza elementos dos mesmos, o que pode causar a contaminação de diferentes ambientes. Nesses locais, o processo de acidificação é acelerado pelas atividades exploratórias, que expõem grandes volumes de materiais à atuação da atmosfera. Apesar de a pirita ser o principal mineral responsável pela acidez, existem metais bivalentes (Fe, Zn, Cd, Pb, Cu e Ni), presentes em outros minerais responsáveis também pela produção de ácidos em reações químicas análogas a oxidação da pirita. Quando a produção ácida é identificada, o melhor é gerar uma estratégia de controle de custos efetivo durante o planejamento da mina. Os trabalhos a respeito da DAM têm se concentrado na descrição do problema, da avaliação do potencial de produção ácida e na obtenção de novas tecnologias de tratamento.Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi confirmar a curto prazo a geração de ácido na Mina de Pirita, propor uma alternativa de tratamento e reabilitação da área, com a utilização de entulho e cal como sistema de cobertura para o controle da drenagem ácida através do uso das colunas de lixiviação. Os resultados obtidos mostram que a adição de entulho foi bastante eficiente na redução da acidez (superior a 90%), da concentração de metais e de sulfato. A utilização do entulho no controle da DAM pode ser considerada uma alternativa promissora no abatimento da DAM devido ao baixo custo e ser uma alternativa interessante para as grandes cidades que não possuem áreas para deposição de entulho de construção.
Ação dinâmica do desmonte de rochas por explosivos em barragem de rejeito.
(2020) Ferreira, Fabiano Veloso; Silva, José Margarida da; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Torres, Vidal Félix Navarro; Silva, Valdir Costa e
Na atualidade, devido a necessidade de otimizar os processos da mineração de forma global o conceito Mine-to-Plant se torna imperativo devido a necessidade de aproveitar da melhor forma a energia gerada na escavação com explosivos, objetivando a melhor fragmentação de rocha possível que atenda as operações subsequentes. Contudo energia remanescente da fragmentação gera efeitos secundários tal como as vibrações, causando danos a estruturas como por exemplo as barragens de rejeito. Este trabalho apresenta um estudo baseado no controle e monitoramento das vibrações geradas pela detonação de explosivos durante o desmonte de rochas. O objetivo principal é estudar o comportamento das vibrações para evitar possíveis danos a uma barragem de rejeitos localizada próxima a mina. A metodologia foi baseada em dados de monitoramentos sísmicos realizados em uma mina no quadrilátero ferrífero mineiro (MG), através da utilização do software comercial juntamente com o método de simulação de Monte Carlo, foi possível determinar a atenuação das vibrações pela mina e gerar um mapa de isovelocidades, assim como a sua probabilidade de ocorrência. Pelo avaliado neste estudo é possível afirmar que pode se utilizar valores acima de 1000 Kg para as frentes de lavra mais distantes da barragem (em torno de 3000m), enquanto para a região mais próxima é aconselhável manter a carga máxima aplicada de 53 Kg, podendo aumentar a carga até valores próximos a 130 Kg para distancias próximas a 1000 m da barragem. Pela análise probabilística, foi possível considerar uma alta probabilidade de ocorrência dos desmontes realizados com 53 Kg de carga máxima por espera atingirem valores de velocidade pico de partícula equivalentes a 0,1 mm/s na barragem de rejeito. Ao mesmo tempo, apresentam baixos valores de probabilidade de alcançar valores equivalentes a 1 mm/s na barragem, indicando que a metodologia de desmonte aplicada representa uma baixa influencia quanto a vibrações no terreno.
Adequação do índice de blastabilidade de modelos de fragmentação ao desmonte de rochas em pedreiras de brita.
(2020) Quaglio, Osvail André; Silva, José Margarida da; Silva, José Margarida da; Morais, Juarez Lopes de; Silva, Valdir Costa e; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Destro, Elton
A construção civil é um dos principais parâmetros para avaliação de desenvolvimento da sociedade moderna, sendo reflexo da evolução humana em termos de tecnologia e bem-estar comum. Um dos insumos mais importantes, intrínsecos a essa indústria, são os agregados, utilizados na produção de concreto, lastro de rodovias, enrocamentos, pavimentação, entre outros. A escarificação do maciço rochoso, para a obtenção da matéria prima, em geral, é feita com auxílio de explosivos e procura produzir material dentro de faixa granulométrica pré-definida, otimizando operações subsequentes de cominuição, gerando o produto final de acordo com especificações técnicas exigidas pelo mercado. Pela natureza dos trabalhos, isso nem sempre é possível, sendo gerados, muitas vezes, blocos de rocha com granulometria maior do que a faixa esperada (matacões), acarretando custos e riscos relativos a equipamentos e pessoal. A geração excessiva de finos pode reduzir as metas de produção nas etapas subsequentes de beneficiamento do material, tornando o processo menos eficiente. Alguns métodos de cálculo são descritos na literatura para estimar o resultado do desmonte com a predição de curva granulométrica teórica resultante, o que permite melhor planejamento e simulação das variáveis geométricas do desmonte em função dos resultados esperados. No entanto, esses cálculos apresentam erros associados às diversas variáveis envolvidas, tendo como principal fator a incerteza na definição das características físicas do maciço rochoso como o módulo de Young e a presença de descontinuidades, que influenciam a ação dos explosivos. No presente trabalho foi realizada adequação dos modelos de cálculo de blastabilidade Kuz-Ram, KCO e Kuz-Ram modificado, de modo a aproximar a curva estimada do desmonte às curvas teóricas dos modelos citados, com utilização de ajustes propostos no fator de rocha (A) e índice de uniformidade de partículas (n). Os trabalhos foram realizados em duas pedreiras de brita do interior de São Paulo, Pedreira Mogiana e Pedreira Nogueirense. A escolha se dá devido à semelhança na litologia e no método de produção das pedreiras e variação na geração de matacões, em média, 24% e 16% de matacões, respectivamente. Os estudos aqui apresentados convalidaram a Técnica de Excitação por Impulso (TEI) para a determinação do módulo de Young, com custos de 90% e tempo de execução 80% inferiores em relação ao método de compressão uniaxial (tensão x deformação) e a fotoanálise por meio do software WipFrag para a definição da curva estimada de distribuição de partículas. Em relação ao fator de rocha A, foram reduzidos os erros em 44% e 24% (D50). Os ajustes das curvas de distribuição granulométrica teórica reduziram os erros em 18% e 21% para as partículas finas (em n20), abaixo da média e 20% e 23% para as partículas acima da média (em n80), para as Pedreiras Mogiana e Nogueirense, respectivamente.
Adição de resíduos do setor mínero-metalúrgico na fabricação de tijolos solo-cal.
(2013) Ferreira, Welington Luiz; Reis, Érica Linhares
No Brasil existem vários problemas ambientais em relação a grande geração de resíduos pela indústria minero-metalúrgica. Como exemplo podem ser citados os processos de extração e beneficiamento de rochas ornamentais, escória geradas na siderurgia. Logo, o desenvolvimento de novas técnicas de reciclagem e reutilização de resíduos do setor, seria de grande utilidade para minimização dos impactos gerados por essas atividades. O presente trabalho pesquisou a incorporação de escória da fabricação de ferro-ligas de manganês e de finos da produção de artesanatos de pedra-sabão (esteatito) em tijolos solo-cal, substituindo parte do aglomerante, uma vez que os resíduos utilizados possuem características pozolânicas. Em uma primeira fase, os resíduos utilizados foram submetidos a uma caracterização física-mineralógica por meio dos seguintes ensaios: granulometria por peneiramento a úmido, difração de raios X, análise química, perda por calcinação, limite de Atterberg, densidade e determinação da área superficial. Posteriormente, foram confeccionados corpos de prova, utilizando traço 1:10 em proporção de 25, 50 e 75% em substituição a cal, para os períodos de cura de 28 e 60 dias. Finalmente, foi efetuada avaliação dos corpos de prova de solo-cal-resíduo corresponde aos ensaios de resistência à compressão simples com 28 e 60 dias de cura, ensaio de absorção d’água com 28 e 60 dias de cura e ensaio para classificação de resíduos sólidos para os corpos-de-prova solo-cal-resíduos que apresentaram melhores resultados nos ensaios anteriores. Os resultados obtidos mostraram que os corpos de prova solo-cal com 25% de incorporação de finos de pedra sabão com tempo de cura de 28 e 60 dias e o corpo de prova com 25% de incorporação de escória de ferro-ligas de manganês com tempo de cura de 60 dias apresentaram valores (2,10 MPa, 2,20 MPa e 2,10 MPa, respectivamente) acima da norma (≥ 2,0 MPa), tornando-os viáveis para a sua utilização como tijolos solo-cal. Tais corpos-de-prova que apresentaram resultados favoráveis foram classificados, de acordo com a norma de classificação de resíduos, como: Resíduos Classe II A – Não inertes.
Adsorção de óleo diesel em resíduo de esteatito e sua incorporação em cerâmica.
(2016) Souza, Heloisa Neves de; Reis, Érica Linhares; Lima, Rosa Malena Fernandes; Ferreira, Carlos Roberto; Luz, José Aurélio Medeiros da
O esteatito é uma rocha que representa importante papel na economia de alguns distritos de Ouro Preto – Minas Gerais, sendo a principal matéria-prima utilizada no artesanato local. O processo de fabricação das peças artesanais gera uma grande quantidade de finos que, normalmente, são depositados próximo às oficinas sem nenhuma forma de controle. O talco é o principal mineral que compõe o esteatito e é um importante mineral naturalmente hidrofóbico de alta área superficial específica; o que o torna um potencial adsorvente de óleos. A contaminação de ambientes por óleos é comum em diversos setores produtivos, ocorrendo, inclusive, nas oficinas de artesanato em pedra-sabão. A adsorção de óleo em minerais hidrofóbicos/oleofílicos tem sido usada no tratamento de contaminações ambientais por óleos. Este trabalho apresenta estudos de adsorção de óleo diesel em resíduos finos de esteatito gerados por oficinas de artesanato do distrito Santa Rita de Ouro Preto - MG. A adsorção média de óleo diesel no resíduo foi de aproximadamente 1,79g/g em sistema abundante em óleo com tempo de contato de 2 horas e tempo de repouso de 30 minutos. Avaliou-se a influência da calcinação do resíduo na sua capacidade de adsorção e, sendo obtido valores de adsorção em torno de 1,2g/g no tempo de contato de 30 minutos e repouso de 5 minutos. O resíduo de esteatito e o resíduo de esteatito adsorvido de óleo foram posteriormente adicionados a massa de solo argiloso para fabricação de cerâmica vermelha. Avaliou-se nessa sessão do trabalho a influência da pressão de compactação dos corpos de prova (14MPa e 28MPa), da temperatura de queima dos corpos (850°C e 1000°C) e da composição (solo argiloso puro - substituições de 5% e 15% da massa de solo por finos de pedra-sabão e 5 e 15% em substituição ao solo por finos de pedra são com óleo diesel adsorvido). Os resultados obtidos mostraram que os corpos de prova solo-finos com substituição de 15% da massa de solo por resíduo de esteatito, compactados a 28MPa e queimados a 1000°C apresentaram as melhores características de retração linear de queima, absorção de água e resistência à compressão simples. Mas a presença de óleo na composição, de maneira geral, não afetou as características da cerâmica.
Adsorção de um ácido graxo utilizado em flotação por vermiculita hidrofóbica.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2005) Silveira, Dalila Moreira da; Martins, Jader
Neste trabalho são apresentados estudos para avaliar a capacidade de adsorção por compostos apolares, do mineral vermiculita expandido e do mineral vermiculita hidrofobizado provenientes dos estados de Piauí e Goiás com granulometrias diferentes. Foram realizados testes de adsorção em sistemas de contato direto com óleo, contato com solução óleo-água semelhante a um derramamento de óleo na superfície de águas e contato com emulsão de óleo em água. Realizou-se inicialmente a caracterização do mineral vermiculita expandido, do mineral vermiculita hidrofobizado e do reagente de estudo, o ácido oléico. Para as vermiculitas, foram realizados testes de caracterização por análise granulométrica, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, determinação da massa específica e superfície específica do mineral, volume e área dos microporos, tamanho máximo, diâmetro médio e volume total dos poros. Para o ácido oléico foram realizados testes de caracterização por densidade, solubilidade e cromatografia gasosa. De posse das análises de caracterização foram executados ensaios de adsorção para cada sistema tais como: óleo puro, óleo sobre a água e emulsão de óleo em água. Foram verificados efeitos das concentrações, do pH e da cinética de adsorção para determinar condições ótimas de capacidade de adsorção dos materiais. Para o sistema de emulsão de óleo em água realizaram-se também os testes de estabilização e desestabilização da emulsão. Paralelamente ao estudo da capacidade de adsorção do mineral vermiculita (expandido e hidrofobizado) nas condições mencionadas foi realizada a comparação destes minerais com materiais de ação adsorvente conhecidos no mercado como a turfa canadense e o carvão ativado. Os resultados indicam uma diferença na capacidade de adsorção entre as vermiculitas pesquisadas de acordo com os sistemas estudados. Mostrou também que a capacidade de adsorção da vermiculita hidrofóbica fina do Piauí é próxima a da turfa enquanto que a capacidade de adsorção do carvão ativado é inferior a dos outros materiais testados.
Agenda 21 local : consolidando as bases para o desenvolvimento sustentável da mineração em pequena escala.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Oliveira, Luciano Batista de; Lima, Hernani Mota de
A presente dissertação estuda o processo de implantação do Projeto Global da Agenda 21 na histórica Ouro Preto, Estado de Minas Gerais, como parte do Programa de Extensão da Universidade Federal de Ouro Preto. O ciclo do ouro, no Brasil, constituiu a maior produção do metal na história do mundo, fazendo de Ouro Preto a capital do Estado de Minas Gerais e o principal centro econômico, político e cultural da época. Isso porque o ouro extraído entre 1700 e 1770 era equivalente à produção inteira da América, da descoberta até 1850, ou à metade da produção mundial dos séculos XVI, XVII e XVIII. Portanto a história da cidade e da região que a circunda está estritamente ligada à mineração, desde a primeira corrida do ouro, na última década do séc 17. Mesmo assim, Ouro Preto sofreu revezes econômicos, ciclo representado pela exaustão de reservas de ouro no fim do século XVIII, e pela transferência da capital do Estado para Belo Horizonte, no fim do século XIX. Hoje a cidade, declarada Patrimônio Cultural da Humanidade pela UNESCO, tem economia muito diversa, cujas bases são o turismo, a educação (valorizada com a Universidade Federal de Ouro Preto, o Centro Federal de Educação Tecnológica de Ouro Preto e a Fundação de Artes de Ouro Preto) e a indústria, em que se inclui a mineração. O setor mineral é igualmente diversificado, havendo grandes minas (em especial de minério de ferro), bauxita, ouro, topázio imperial e quartzito, este como rocha ornamental. As grandes mineradoras têm direitos minerários sobre grande parte das terras da região de Ouro Preto e contribuem fortemente na economia local. Mas a região possui também minas pequenas, artesanais, que trabalham com topázio imperial, quartzito e esteatito, operando na ilegalidade, com sérios problemas ambientais, de saúde e sociais. Embora o número varie com economia vigente, a mineração de pequena escala é representativa para a população da cidade. Há vários desafios para a Agenda 21 Mineral no alcance da preservação ambiental e do desenvolvimento socioeconômico de Ouro Preto e região, e dentre eles estão as questões legais que envolvem artesãos e garimpeiros, educação e transferência de tecnologia. Este trabalho é uma experiência pioneira em nível local que visa a inclusão de uma rede de trabalhadores da mineração historicamente excluídos do contexto social, esta inclusão envolve o governo federal, estado, poder público local, a universidade e vários colaboradores. Ele relata e analisa as atuações no processo de legalização de garimpeiros locais, expõe os resultados e faz algumas sugestões para futures ações dentro desse contexto.
Agregação hidrofóbica aplicada ao beneficiamento de finos de minério de ferro.
(2019) Nogueira, Francielle Câmara; Pereira, Carlos Alberto; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Pereira, Carlos Alberto; Peres, Antônio Eduardo Clark; Chaves, Arthur Pinto; Galery, Roberto; Reis, Érica Linhares
No cenário atual da mineração, diversas pesquisas têm sido desenvolvidas com objetivo de reaproveitar todo material que é depositado em barragens. Grande parte desse material é composto pelo rejeito proveniente das plantas de beneficiamento mineral, entretanto outra parcela é composta por finos de minério, que apesar dos teores de elementos úteis relativamente altos, não conseguem ser processados pelos métodos tradicionais de concentração. Várias alternativas têm sido propostas, dentre as quais se destaca o processo de agregação hidrofóbica por cisalhamento. Diferente dos processos usuais de aglomeração em que são utilizados floculantes ou coagulantes inorgânicos, essa técnica promove a agregação de partículas minerais, seletivamente hidrofobizadas pela ação de coletores, em um sistema submetido a uma intensa agitação. Os agregados hidrofóbicos formados são capazes de aderir na bolha e serem recuperados através da flotação. Apesar do potencial, este processo ainda possui aplicação limitada na indústria mineral brasileira, o que pode ser atribuído à disponibilidade de minérios de fácil processamento e à falta de compreensão a respeito do assunto. Este fato motivou o desenvolvimento desta pesquisa, que teve como objetivo estudar a aplicabilidade da agregação hidrofóbica por cisalhamento para auxiliar a flotação reversa do minério de ferro com granulometria (90% < 38 μm). Primeiramente, foram realizados estudos de agregação utilizando o quartzo. Em seguida, foram realizados ensaios de flotação de bancada, com a etapa de condicionamento em alta intensidade, com o minério de ferro. Para os estudos fundamentais, foram testados diferentes valores de pH, velocidade e tempo de agitação, tipo e concentração de coletor identificando as melhores condições de agregação do quartzo. Os coletores utilizados para hidrofobização dos minerais foram uma amina primária, uma etermonoamina e uma eterdiamina. Os resultados mostraram que não houve agregação das partículas na ausência do coletor, mesmo condicionadas em alta intensidade, comprovando a importância da hidrofobicidade das partículas para formação e crescimento dos agregados. Em relação a intensidade de agitação, o índice de agregação aumentou com a velocidade de rotação. Dentre os valores testados, em 500 rpm, o índice de agregação ficou muito próximo aos testes sem agitação. Em 3.000 rpm, apesar dos maiores índices de agregação, o tamanho dos agregados diminuiu, devido ao forte cisalhamento causado pela agitação do sistema. Quanto a carga das partículas, não foi possível relacionar a agregação do sistema com o potencial zeta das partículas, uma vez que foi observada agregação em altos módulos de potencial zeta, comprovando que a hidrofobicidade é o fator que governa este processo de agregação. Nos ensaios de flotação em bancada, observou-se para todos os reagentes testados um aumento significativo do índice de seletividade com o aumento da velocidade de condicionamento do sistema, com os maiores IS obtidos em 2.200 rpm. O aumento da porcentagem de sólidos de 30 % para 50% também contribuiu para o processo de separação. Quanto a quantidade de coletor, verificou-se que as dosagens de 150 g/t e 200 g/t garantiram melhor seletividade. Ao comparar os reagentes testados, a etermonoamina apresentou os melhores parâmetros de qualidade, ou seja, menor quantidade de sílica e consequente maior teor de ferro no concentrado que os outros reagentes testados. Já a eterdiamina alcançou maiores valores de produtividade quando comparada com a etermoamina. A análise dos resultados permitiu concluir que a agregação hidrofóbica é uma técnica promissora para a recuperação de partículas finas de minério de ferro.
Agregação hidrofóbica na flotação seletiva de minério sulfetado de zinco-chumbo.
(2015) Nogueira, Francielle Câmara; Pereira, Carlos Alberto; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Pereira, Carlos Alberto; Reis, Érica Linhares; Peres, Antônio Eduardo Clark
A evolução da atividade mineradora têm impulsionado a aplicação de novos conceitos para o eneficiamento de minérios com teores baixos e com granulometria de liberação cada vez menor. Várias técnicas alternativas têm sido desenvolvidas, dentro das quais se destaca o processo de agregação hidrofóbica seletiva. Neste processo, as partículas dos minerais de interesse são seletivamente hidrofobizadas pela ação de coletores gerando agregados capazes de aderirem às bolhas de ar e serem recuperados através da flotação. Apesar do grande potencial, este processo ainda possui aplicação restrita na indústria mineral, o que pode ser atribuído a grande complexidade e pouca compreensão a respeito do assunto. Este fato motivou o desenvolvimento desta pesquisa, que teve como objetivo estudar a aplicabilidade da agregação hidrofóbica para auxiliar a flotação dos minerais sulfetados de zinco e de chumbo com granulometria inferior a 16μm, presentes na planta de beneficiamento da unidade de Vazante da Votorantim Metais. Primeiramente, foram feitos estudos fundamentais com amostras dos minerais galena e esfalerita. Em seguida, foram realizados ensaios, em escala de bancada, com o minério sulfetado. Foram utilizados o amil xantato e propil xantato como reagentes coletores e o MIBCOL como espumante. Para cada reagente coletor foi analisada a influência da velocidade de agitação e do pH. Os resultados mostraram que a agregação hidrofóbica relacionou-se com a hidrofobicidade das partículas e não diminui com o aumento das cargas superficiais, fato que contraria a teoria DLVO. Além disso, a agregação das partículas de galena aumentou em meio básico. Nos testes de flotação não convencional com o minério, observou-se um aumento significativo na recuperação metalúrgica do chumbo, sendo a diferença para a flotação convencional chegou a 73,6% no teste realizado com amil xantato, 2200 rpm e 10 minutos. Dentre as variáveis analisadas, a velocidade de rotação foi a variável que teve maior efeito na recuperação tanto do chumbo quanto do zinco. A adição de óleo diesel prejudicou a recuperação do chumbo e o tempo de condicionamento do coletor foi o fator que menos influenciou os resultados. A análise dos resultados, permitiu concluir que a agregação hidrofóbica é uma técnica promissora para a recuperação de particulas finas de sulfeto de zinco e chumbo.
Um algoritmo heurístico híbrido para minimizar os custos com a antecipação e o atraso da produção em ambientes com janelas de entrega e tempos de preparação dependentes da sequência.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Penna, Puca Huachi Vaz; Souza, Marcone Jamilson Freitas
Este trabalho de dissertação tem seu foco no problema de sequenciamento em uma máquina com penalidades por antecipação e atraso da produção. São considerados tempos de preparação da máquina dependentes da sequência de produção, bem como a existência de janelas de entrega distintas. Para resolução do problema, desenvolveu-se um algoritmo heurístico de três fases. A primeira fase baseada em GRASP e Descida em Vizinhança Variável para a geração da solução inicial, a segunda fase baseada em Busca Tabu para re namento da solução, e por m, a Reconexão por Caminhos como estratégia de pós-otimização, na terceira fase. Para cada sequência gerada pela heurística é utilizado um algoritmo de tempo polinomial para determinar a data ótima de início de processamento de cada tarefa. Os re- sultados computacionais mostraram que houve melhoria em relação a um algoritmo da literatura, tanto com relação à qualidade da solução nal quanto em relação ao desvio médio.
Algoritmo para geração e análise de múltiplos cenários de validação cruzada de estimativas geoestatísticas.
(2019) Flávio, Mayra Vitorino Freitas; Cabral, Ivo Eyer; Cabral, Ivo Eyer; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Klen, André Monteiro
Para identificar os parâmetros mais adequados à estimativa, deve-se comparar e analisar os diversos cenários possíveis. Através da validação cruzada, um cenário pode ser testado antes de ser aplicado nas estimativas finais. Portanto, neste trabalho foi desenvolvida uma ferramenta de domínio público que realiza a validação cruzada para avaliar diversos cenários simultaneamente. Foi utilizada a linguagem Fortran, a partir da biblioteca de programas geoestatísticos GSLIB (Geostatistical Software Library). Foram implementadas duas funções de seleção dos melhores cenários: dominância de Pareto e manual. Para ambas, foram utilizados quatro critérios de análise ou comparação de cenários: coeficiente de correlação, inclinação da reta de regressão, peso da média por krigagem simples e soma dos pesos positivos. Dentre os resultados obtidos, a possibilidade de se avaliar cenários simultâneos já coloca a ferramenta desenvolvida em destaque. Após os testes realizados em três bancos de dados distintos, em que se avaliou número de cenários gerados e tempo de execução da ferramenta, inclusive em comparação com software comercial, a ferramenta se mostrou até 45 vezes mais rápida. Por fim, a ferramenta desenvolvida se mostrou eficiente, uma vez que é aplicável em diferentes bancos de dados, sendo útil na avaliação de uma série de cenários simultâneos, em tempo reduzido.
Amido natural e modificado como floculante de lama de minério de ferro.
(2019) Leite, Aline da Mata Chiacchio; Reis, Érica Linhares; Reis, Érica Linhares; Alexandrino, Júnia Soares; Rodrigues, Otávia Martins Silva
O uso de coagulantes e floculantes na etapa de espessamento de minério de ferro é essencial devido à dificuldade de sedimentação das partículas finas e ultrafinas em suspensão presentes nos rejeitos do processamento mineral. Porém, os reagentes sintéticos atualmente utilizados neste processo possuem alto custo e potencial tóxico para o meio ambiente e consumo humano, tendo o uso proibido em alguns países. Logo, este trabalho teve como objetivo avaliar a utilização de amidos modificados (catiônico reticulado, catiônico pré-gelatinizado e ceroso) como floculantes na sedimentação de lamas de minério de ferro buscando uma alternativa menos tóxica e de menor custo quando comparada com o uso de polímeros sintéticos. Foi realizada a caracterização de uma amostra da alimentação do espessador de lamas que indicou a presença de hematita, quartzo e caulinita, com cerca de 50% das partículas abaixo de 10 μm. Presença de 55 g/L de sólidos suspensos e 78 mL/L de sólidos sedimentáveis. Quando comparados com a Resolução CONAMA 357/2005 Classe II, os parâmetros de turbidez e sólidos sedimentáveis da amostra estavam acima do valor permitido. Amostras dos minerais majoritários puros (hematia e quartzo) foram utilizadas para a realização dos testes de agregação para cada amido modificado em dosagens 1 mg/L, 10 mg/L e 100 mg/L na faixa de pH de 6 a 9. O amido catiônico pré-gelatinizado foi o amido modificado de melhor resultado quanto a porcentagem de material sedimentado tanto para a hematita quanto para o quartzo nas dosagens 10 mg/L no pH 7 (99% de material sedimentado). A poliacrilamida apresentou valores baixos de quartzo sedimentado (menor que 50%). Foi observada a adsorção química do amido catiônico na superfície do quartzo e da hematita. Foram realizados então ensaios de Jar Test utilizando a amostra da alimentação do espessador de lama e o amido catiônico pré-gelatinizado, visando otimizar as variáveis de dosagem, tempo de agitação e tempo de sedimentação. Os melhores resultados nos ensaios de Jar Test foram o teste com dosagem de 10 mg/L, 20 minutos de tempo de agitação e 60 minutos de tempo de sedimentação e teste com dosagem de 50 mg/L, 10 minutos de tempo de agitação e 10 minutos de tempo de sedimentação.
Análise acoplada termo-hidráulica de problemas de fluxo em meio poroso não saturado.
(2018) Souza, Karla Baêta e; Nogueira, Christianne de Lyra; Nogueira, Christianne de Lyra; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Villar, Lúcio Flávio de Souza
Os fluxos de umidade e calor em meios porosos não saturados envolvem o movimento da água (líquida e vapor de água), do ar (seco ou dissolvido na água) e do calor que são induzidos pelos gradientes térmicos e de pressão (na fase líquida e gasosa) ao qual o meio poroso está submetido em condições ambientais. O modelo matemático que representa esse fenômeno físico inclui as equações de fluxo de água líquida, de gás e de calor, garantindo a conservação de massa de água e ar e conservação de energia térmica, levando em consideração os princípios hidráulicos e termodinâmicos que descrevem o equilíbrio entre a fase líquida (água líquida e ar dissolvido) e a fase gasosa (ar seco e vapor de água). Este trabalho apresenta uma formulação generalizada, completamente acoplada, do problema de fluxo termo-hidráulico em meios porosos não saturados, considerados indeformáveis, onde as fases se encontram em equilíbrio térmico. A formulação considera a pressão da água, a pressão do gás e a temperatura como variáveis primárias. O presente trabalho traz, ainda, a formulação utilizando o método das diferenças finitas para este problema em condições unidimensionais, a fim de modelar o processo de fluxo na interface solo-atmosfera. Exemplos de verificação envolvendo análises de fluxo em meio não saturado em condições isotérmicas e não isotérmicas são apresentados demonstrando a potencialidade do sistema computacional desenvolvido.
Análise da aplicabilidade do plano de fechamento de mina no plano de aproveiramento econômico.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Resende, Alessandro Gomes; Lima, Hernani Mota de
O presente trabalho baseia-se numa proposta de analisar o grau de atendimento por parte das empresas de mineração com operações no Estado de Minas Gerais, no que diz respeito às exigências previstas no Código de Mineração e na legislação em vigor, notadamente a apresentação do plano de fechamento de mina, conforme a NRM-20, quando da elaboração do plano de aproveitamento econômico - PAE. Para a execução deste trabalho foi realizado um estudo de todas as concessões de lavra do Estado de Minas Gerais, de forma a propiciar uma visão geral sobre a situação das minas, além de demonstrar a ausência da estruturação de uma política de fechamento de minas e controle rígido das minas com suspensão temporária de lavra ou abandonadas. A partir do mapeamento das concessões de lavra foram estudados e analisados 30 planos de aproveitamento econômico com foco principal na abordagem dada ao plano de fechamento de mina. O resultado mostrou que nenhuma empresa contemplou o plano de fechamento de mina, quando da elaboração do PAE para requerer a concessão de lavra ou mesmo no momento em que foi feita alguma atualização desse estudo técnico-econômico ao longo dos anos de operação. Verificou-se também que dos 30 PAE’s estudados, 13 minas contemplaram na análise econômica da jazida algum custo com fechamento de mina, mesmo que não tenham elaborado o plano de fechamento de mina propriamente dito. Este procedimento adotado pode aumentar consideravelmente os gastos com o fechamento do empreendimento, pois como a mina não teve um plano de fechamento, que deveria ter sido implementado desde o início das operações, não teve uma preparação adequada quando da aproximação do fim da sua vida útil. Isso implica também que todos os desembolsos financeiros com o fechamento da mina ficarão concentrados na sua fase de exaustão, além de todas as atividades operacionais tais como: conformação de taludes, rebatimento de bancos, recuperação de áreas degradadas, execução de drenagens superficiais, entre outros, o que não é o ideal.
Análise da dinâmica processual dos estudos de impacto ambiental na mineração e outros pareceres técnicos no estado de Minas Gerais.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Reis, Débora Walter dos; Lima, Hernani Mota de
O papel do Estudo de Impacto Ambiental, EIA e de outros pareceres técnicos inerentes ao meio ambiente, assumem relevância, paulatinamente, no cenário ambiental brasileiro. Inserem-se no mundo jurídico trazendo elementos necessários para o fomento de ações judiciais e fundamentação das decisões que envolvem danos ambientais, – no estudo em questão, pela mineração – capaz de fornecerem ao Magistrado e ao Ministério Público – órgão responsável pela tutela do meio ambiente – os parâmetros para a verificação e mensuração da responsabilidade civil, administrativa e penal do empreendedor. Assim, os EIA’s e outros pareceres técnicos, a despeito do seu caráter eminentemente técnico, têm como meta avaliar os complexos aspectos envolvendo o exercício de determinada atividade e suas repercussões junto ao ambiente, podem ser utilizados e são utilizados pelo Judiciário como elementos para avaliarem a responsabilidade pelo dano ao ambiente e a reparação necessária. Sob esse aspecto, algumas e relevantes jurisprudências foram colecionadas no Estado de Minas Gerais para ilustrar o importante papel que vem assumindo tais pareceres frente ao Judiciário. Esses diagnósticos ambientais aliados a legislação e a técnica jurídica têm inviabilizado inúmeros empreendimentos minerários ao longo dos últimos anos. Resta claro, portanto, que, quando bem feitos e observando o arcabouço legal, diminuem, consideravelmente, a ação dos fiscais da lei que vêm utilizando os mesmos para inviabilizarem a atividade minerária. O estudo em tela traz, portanto, a análise de alguns casos ocorridos no Estado de Minas Gerais que foram traduzidos em ações judiciais ao longo dos últimos anos. O objetivo desse estudo é, dessa forma, traçar, em linhas gerais, os aspectos técnicos dos Estudos de Impacto Ambiental e de outros pareceres técnicos que servem de arcabouço técnico para o fomento de trâmites judiciais e administrativos.
Uma análise da importância do plano de aproveitamento econômico no processo de tomada de decisão na mineração.
(2017) Almeida, Wendel Eduardo de; Curi, Adilson; Sousa, Wilson Trigueiro de; Curi, Adilson; Lima, Gabriel Alves da Costa; Silva, José Margarida da
A indústria mineral é apenas uma das várias opções de investimento disponíveis no mercado financeiro. Para selecionar essa opção e aplicar o seu capital em mineração, investidores exigem cada vez mais projetos com comprovada segurança financeira desenvolvidos por empresas de reputação ilibada. O investidor avalia as diversas opções de investimento englobando a possibilidade de investimento do dinheiro no sistema bancário. O retorno financeiro ou potencial do projeto deve ser significativo para justificar os riscos inerentes às atividades de mineração. Para facilitar as análises financeiras dos projetos de mineração, este estudo propõe uma metodologia baseada em uma análise econômica de um depósito de ouro Brasileiro hipotético – Mina Berimbau - por meio de um Plano de Aproveitamento Econômico - PAE, onde foi realizada uma análise de sensibilidade do fluxo de caixa do projeto aplicando variações no preço de venda, nos investimentos (CAPEX - Capital expenditure) e nos custos operacionais (OPEX - Operating expense). Para tal, foi considerado um cenário conservador com o preço de venda do ouro de 900,00 USD/oz. Os resultados, aspectos específicos e benefícios socioeconômicos confirmaram a viabilidade do projeto.
Análise da influência da incerteza geológica no planejamento de lavra.
(2016) Souza, Rafael Alvarenga de; Cabral, Ivo Eyer; Cabral, Ivo Eyer; Sousa, Wilson Trigueiro de; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique
Processos voltados ao mapeamento dos possíveis riscos no planejamento de lavra e na recuperação do minério são constantemente utilizados na indústria mineira visando uma tomada de decisão mais correta com base nas informações disponíveis. Entretanto, nem sempre é possível conhecer o comportamento do risco de todas as condições de contorno de um projeto, possibilitando assim, que pequenas variações de determinadas condições possam ter um impacto significativo sobre seu retorno final. Dentre as inúmeras incertezas existentes em um projeto de mineração (operacionais, custos, variações de mercado, etc), vários autores colocam a incerteza geológica como um dos principais fatores de insucesso de um projeto. Mensurar e avaliar a incerteza geológica de um projeto de planejamento de lavra é uma etapa bastante importante uma vez que o risco calculado pode ser traduzido como um risco financeiro ao qual o empreendimento está exposto. Assim, o papel da simulação geoestatística é possibilitar a previsão do risco referente à incerteza geológica inerente ao projeto através da reprodução e comparação de vários cenários equiprováveis do modelo geológico. Este trabalho avalia o impacto da variabilidade geológica no planejamento de lavra em um depósito de cobre em um estudo de caso realizado na etapa de otimização de cava. Os resultados obtidos com o estudo de caso comprovam que a utilização da simulação geoestatística para tal finalidade resulta em um procedimento simples e eficiente com um acréscimo significativo de confiabilidade para o projeto de planejamento de lavra. Também é apresentado como o tipo de depósito (forma e distribuição de teores) juntamente com a suavização proporcionada pela krigagem ordinária pode influenciar no planejamento de lavra, gerando assim, possíveis resultados distantes da realidade do depósito.
Análise da influência da rugosidade de estradas de mina nos parâmetros operacionais de transporte.
(2019) Silva, Pedro Guilherme Cipriano; Lima, Hernani Mota de; Torres, Vidal Félix Navarro; Lima, Hernani Mota de; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de; Dutra, José Ildefonso Gusmão
Em lavra de mina a céu aberto o transporte de minério e estéril representa grande parte dos custos de operação que incluem os de manutenção de vias e os de operação dos caminhões fora-de-estrada. A magnitude destes custos está atrelada, dentre outros fatores, às condições funcionais das estradas in pit, uma vez que a rugosidade existente em suas superfícies contribui no aumento da depreciação do veículo de transporte, redução de velocidade, aumento do tempo de viagem e, consequentemente, diminuição da produtividade. Nesse estudo, para fins de caracterização in situ utilizou-se a técnica de perfilagem a laser para obtenção das irregularidades longitudinais das superfícies de estradas em duas minas de minério de ferro de grande porte, traduzidas pelo Índice de Rugosidade Internacional (IRI). Dados das irregularidades obtidas por perfilagem a laser foram utilizados para avaliar a influência da rugosidade das estradas de mina nos parâmetros operacionais de transporte como resistência ao rolamento, velocidade média, tempo de viagem, produtividade e custo unitário de transporte dos caminhões fora-de-estrada. Os resultados obtidos permitiram concluir que o aumento da rugosidade da superfície das estradas de mina em uma amplitude de 10 centímetros pode provocar o aumento do coeficiente de resistência ao rolamento em 5%, redução da velocidade média em 25%, aumento do tempo de viagem em 26%, redução da produtividade em 19% e aumento do custo unitário de transporte em 21%.
Análise da viabilidade econômica de um projeto de lavra em razão da presença de cavidades naturais subterrâneas.
(2014) Aquino, Iure Borges de Moura; Lima, Hernani Mota de
As cavidades naturais subterrâneas despertam a curiosidade da humanidade desde a pré história e até os dias atuais influenciam no nosso cotidiano. As cavernas são vazios formados por algum evento natural dentro de uma estrutura rochosa, com ou sem abertura identificada e, que de alguma forma, possa ser penetrável pelo homem. A legislação voltada para a proteção e conservação de cavernas é recente, com seus últimos desdobramentos ocorridos entre os anos de 2008, publicação do Decreto 6.640, e 2009, publicação da Instrução Normativa nº 02 do Ministério de Meio Ambiente. A mineração causa considerável impacto nas cavernas, quando na área de uma jazida. Dentre eles, destacam desde a supressão de cavidades, ou impactos na estabilidade física e bioespeleológica das mesmas. Por outro lado, a legislação atual, causa considerável impacto nas reservas lavráveis quando da ocorrência de cavidades na área. Este trabalho tem como objetivo demonstrar como as cavidades naturais podem interferir na viabilidade econômica de um projeto de mineração. E, com base na legislação de proteção às cavidades naturais, realizar um estudo de forma a verificar o nível de influência que as cavidades podem ter sobre viabilidade econômica de um projeto de mina. Para realização desse estudo, três cenários de cava foram adotados para uma jazida hipotética. Os resultados demonstram o impacto da legislação na viabilidade de um projeto de mina e na reserva lavrável, para o três cenários considerados e reforçam a necessidade de pesquisas para conciliar a necessidade de preservação de cavidades naturais subterrâneas com a atividade de mineração.
Análise da viabilidade técnica e econômica do uso de minerador contínuo de superfície em uma mina de minério de ferro.
(2016) Ditlef, Alexandre; Lima, Hernani Mota de; Fernandes, Eunírio Zanetti; Sousa, Wilson Trigueiro de
Os diversos desafios com que se deparam os Engenheiros de Minas para tornar viável um empreendimento mineiro tem evoluído muito nos últimos anos. Entre estes desafios podemos citar a crescente descoberta de novos depósitos com baixos teores, depósitos menores, alta relação estéril/minério, minérios cada vez mais heterogêneos, baixa recuperação metalúrgica, logística complicada, um mercado cada vez mais exigente, impondo diversas penalidades nas impurezas encontradas nos produtos, além, é claro, de diversas medidas para se minimizar ou quiçá evitar os impactos ambientais. Acompanhando estes desafios, novas tecnologias, softwares, equipamentos de lavra e de processamento mineral estão sendo desenvolvidos pelos fabricantes de equipamentos. O foco deste trabalho é apresentar as informações detalhadas e as premissas necessárias para as possíveis aplicações, dentro da indústria mineral, dos mineradores contínuos de superfície mais conhecidos como surface miners - equipamento atualmente mais utilizado no âmbito das operações de lavra de carvão e de fosfato que está, cada vez mais, sendo incorporado nas avaliações de diversos projetos de mineração. Este trabalho pretende mostrar a utilização deste equipamento no âmbito de engenharia mineral e como deve ser conduzido o estudo para a sua aplicação.

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