Caracterização de minérios do distrito manganesífero de São João Del Rei (MG) com ênfase no rendimento da produção de ferro-ligas.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.

Detalles Bibliográficos
Autor: Costa, Adriana Baldessin
Tipo de recurso: tesis de maestría
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2020
País:Brasil
Institución:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)
Repositorio:Repositório Institucional da UFOP
Idioma:portugués
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spelling Caracterização de minérios do distrito manganesífero de São João Del Rei (MG) com ênfase no rendimento da produção de ferro-ligas.Caracterização metalúrgicaMinérios de manganêsFerroligasSão João Del Rei - MGPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Mais de 90% da produção mundial de manganês é direcionada para consumo metalúrgico na fabricação de ligas, entretanto é limitado o nível de conhecimento sobre as características geometalúrgicas desses minérios, uma vez que essas características influenciam grande parte da operacionalidade dos reatores siderúrgicos. Sendo assim, o presente trabalho contempla estudos de caracterização física, química, mineralógica e ensaios com respostas metalúrgicas como tamboramento e crepitação para minério de manganês de duas minas do distrito manganesífero de São João Del Rei, Totonho e Penedo. No caso dessas minas, estes estudos são pioneiros no que tange um aprofundamento das correlações do tipo e qualidade do minério com seu comportamento metalúrgico em escala laboratorial. As amostras de minérios de cada mina foram classificadas em global, em três tipos de produtos (granulado, intermediário e finos) e numa faixa granulométrica (+19,0-6,3mm) que atende as especificações para fornos elétricos a arco de redução (FER) segundo padrão ISO 8731 de crepitação, granulado ideal. As análises químicas foram feitas através de titulação e espectrometria de emissão atômica. As análises mineralógicas utilizaram as técnicas de difração de raios X e para o granulado ideal também se usou a microscopia ótica, imagens de elétrons retroespalhados (MEV) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Os ensaios metalúrgicos foram adaptados das referência para minérios de ferro, ISO 3271 de tamboramento e ISO 8731 de crepitação. Nos testes de crepitação avaliou-se o impacto da umidade e do tratamento térmico nas amostras de granulado ideal. O minério de manganês da mina de Totonho é composto majoritariamente por Mn, Fe, SiO2 e Al2O3 com os seguintes valores 30,8%, 5,2%, 25,4% e 12,1%, respectivamente. Já para Penedo foram obtidos os respectivos valores de 25,3%, 11,7%, 21,3% e 11,1%. Os minérios analisados apresentaram os minerais espessartita, todorokita, quartzo e dolomita em sua constituição mineralógica. Outros minerais de manganês como pirolusita e criptomelana também foram identificados nas amostras de granulado ideal da mina de Totonho e Penedo, entretanto não em todas as faixas granulométricas. Os estudos de termogravimetria mostraram que os minérios apresentaram perdas de massas, principalmente, associadas a eliminação de água estrutural das fases hidratadas todorokita e goethita e pela decomposição térmica dos óxidos pirolusita e criptomelana, além da decomposição do carbonato de cálcio e magnésio pela dolomita. Tanto para os testes de tamboramento quanto de crepitação, as amostras de granulado ideal mostraram alta susceptibilidade na geração de finos e a faixa granulométrica de maior susceptibilidade foi em 6,3mm. A umidade aumentou de forma significativa a produção de finos nesta faixa durante a crepitação para ambas as amostras. Entretanto, após o tratamento térmico a 200° C durante 48 horas, as amostras exibiram uma redução de 27% no índice de crepitação para Totonho e 35% para Penedo. A redução dos índices de crepitação significa uma redução do excesso de finos e com isso uma melhor permeabilidade dos gases no forno e mais eficiência nas reações de trocas térmicas promovendo ganhos em rendimento térmico e produtivo.More than 90% of world manganese production is directed to metallurgical consumption in the manufacture of alloys. However, the level of knowledge about the geometallurgical characteristics of these ores is limited. These characteristics have important influence of the operationality of steel reactors. The present work contemplates studies of physical, chemical, mineralogical characterization and tests with metallurgical responses such as drumming and decrepitation in two manganese ore mines in São João Del Rei district, Totonho and Penedo. In the case of these mines, these studies are pioneering in terms of deepening the correlations of the type and quality of the ore with its metallurgical behavior on a laboratory scale. Samples from each mine were classified into global, three product types (lump ore, intermediate and fine) and in a particle size range (+19,0-6,3mm) that meets the specifications for electric ovens according to IS O8731, decrepitation. Chemical analyzes were performed by titration and atomic emission spectrometry. The mineralogical analyzes used the X-ray diffraction techniques and for ideal lump ores the optical microscopy, backscattered electron images (MEV) and dispersive energy spectroscopy (EDS) were also used. The characterization of physical properties such as density, specific surface and porosity are also presented. The metallurgical tests were adapted from the standards as references for iron ores, drumming ISO 3271 and decrepitation ISO 8731. In decrepitation tests, the impact of moisture and heat treatment on the ideal lump ore samples was evaluated. The manganese ore from the Totonho mine is mainly composed of Mn, Fe, SiO2 and Al2O3 with the following values 30.8%, 5.2%, 25.4% and 12.1%, respectively. For Penedo, the respective values of 25.3%, 11.7%, 21.3% and 11.1% were obtained. The ores analyzed showed the minerals spessartite, todorokite, quartz and dolomite in their mineralogical composition. Other manganese minerals such as pyrolusite and cryptomelane have also been identified in the ideal granulate samples from Totonho and Penedo, however not in all granulometric ranges. Thermogravimetry studies have shown that ores have mass losses, mainly associated with structural water elimination of hydrated minerals like todorokite and goethite and thermal decomposition of pyrolusite and cryptomelane oxides, as well as decomposition of calcium carbonate and magnesium by dolomite. For the drumming and decrepitation tests, the ideal lump ore samples showed high susceptibility in fines generation and the highest susceptibility particle range was 6,3mm. Moisture significantly increased fines production in this range during decrepitation for both samples. However, after heat treatment at 200 ° C for 48 hours, the samples exhibited a 27% reduction in decrepitation index for Totonho and 35% for Penedo. The reduction in decrepitation rates means a reduction in excess of fines and thus a better permeability of the gases in the oven and more efficiency in the reactions of thermal exchanges promoting gains in thermal and productive yield.Reis, Érica LinharesLima, Rosa Malena FernandesReis, Érica LinharesLuz, José Aurélio Medeiros daFerreira, Carlos Roberto2020-11-18T16:20:03Z2020-11-18T16:20:03Z2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCOSTA, Adriana Baldessin. Caracterização de minérios do distrito manganesífero de São João Del Rei (MG) com ênfase no rendimento da produção de ferro-ligas. 96 f. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mineral) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2020.http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/12929ark:/61566/001300000dcdhAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 27/10/2020 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPCosta, Adriana Baldessin2024-11-11T01:16:03Zoai:repositorio.ufop.br:123456789/12929Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332024-11-11T01:16:03Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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