As unidades de beneficiamento de minério de ouro buscam cada vez mais uma produção de baixo custo e maximização dos ganhos financeiros. A caracterização tecnológica está inserida em uma abordagem multidisciplinar que permite agregar conhecimento, alternativas de otimização e redução nos custos de operação. Inserida como uma ferramenta na caracterização tecnológica, a análise de imagens automatizada tem importante papel no setor mineral principalmente pela rapidez das análises, robustez estatística e confiabilidade nos resultados. A técnica pode ser realizada por meio de imagens adquiridas em microscópio eletrônico de varredura, associada a microanálises químicas sendo utilizada em diversas etapas de um empreendimento mineiro. Este estudo tem como objetivo a caraterização tecnológica de minério de ouro da Mina Morro do Ouro, Minas Gerais na qual foi utilizado a técnica de análise de imagens automatizada por MLA em um conjunto de 88 amostras. Foi possível identificar que 90% do ouro está na fração acima de 0,020 mm; o quartzo e mica representam cerca de 80% da massa total do minério; os sulfetos apresentam diâmetro de círculo equivalente entre 80 e 100 ?m e são representados por pirita e arsenopirita, com pirrotita, calcopirita, esfalerita e galena subordinada. Também foi possível observar que o ouro está majoritariamente associado à pirita e arsenopirita e com o aumento de teor de arsênio, cresce a parcela de ouro associado à arsenopirita. As medianas das distribuições de tamanho dos grãos de ouro apresentam um valor médio de 19 ?m. Verificou-se que a composição dos grãos de ouro é bastante diversa, em média 77% de ouro e 23% de prata. Para material abaixo de 0,50 mm observa-se uma parcela expressiva de perímetro exposto dos grãos de ouro (média 73%); o ouro incluso (21% do total dos grãos de ouro) está associado a pirita e arsenopirita, sendo que em 14 das 88 amostras este valor pode superar 40% do total de ouro contido. A ferramenta da análise de imagens automatizada mostrou-se bastante eficiente definindo características particulares o que fornece de forma objetiva subsídios para os trabalhos de planejamento de mina e processamento mineral. / Evolution in gold ore processing units are increasingly focused towards efficiency seeking routines, leading to a low-cost and maximal financial gain. The mineral characterization, inserted into a multidisciplinary approach enables a knowledge adding dynamics that results in optimization alternatives and consequent operating cost reduction. Being one of commonly used tools in mineral characterization, automated image analysis plays an important role in the mining sector mainly due to its rapid analysis, statistical robustness and reliability of the results. The technique can be performed using images acquired in a scanning electron microscope, usually associated with chemical microanalysis having applications in different stages of a mining venture. The following study aims to produce a mineral characterization using an automated image analysis technique by MLA in a set of 88 samples from the Morro do Ouro gold mine, located in Minas Gerais State, Brazil. Results showed that 90% of gold content is above the 0,02mm size fraction; quartz and mica are the mayor mineral phases identified representing roughly 80% of the total; sulfides have equivalent circle diameter ranging from 80 to 100 ?m present mainly as pyrite and arsenopyrite. It was also noted that gold is mainly associated with pyrite and arsenopyrite and that there is a correlation between the higher share of gold associated with arsenopyrite as a function of higher contents in arsenic. The median size distributions of gold grains have an average of 19 ?m. It was found that the composition of the gold is highly diverse, on average 77% gold and 23% silver. For material below 0.50 mm, was observed that a significant portion of the exposed gold grains circumference (average 73%); the included gold (21% of total grains of gold) is associated with pyrite and arsenopyrite, and that in 14 of 88 samples this value may exceed 40% of the gold contained. The automated image analysis tool proved to be very efficient defining particular features, which provides an objective subsidy for mine planning work and mineral processing.

O ferro-esponja ou DRI (Direct Reduced Iron) é obtido pelo processo de redução direta onde o minério de ferro é transformado em ferro metálico através de reações químicas envolvendo o estado sólido (minério) e o gasoso (gases redutores). Neste processo o minério de ferro não passa pelo estado líquido como ocorre com o ferro-gusa. Isto confere ao ferro-esponja algumas desvantagens que prejudicam o seu desempenho nas aciarias. Pode-se citar a redução no rendimento metálico e o maior consumo de energia elétrica como principais impactos de sua utilização intensiva. O ferro-esponja apresenta menor quantidade de ferro total (maior quantidade de impurezas) do que o ferro-gusa e também apresenta óxidos de ferro remanescentes em sua estrutura (menor metalização). Para torná-lo mais competitivo, inúmeras melhorias no processo têm sido promovidas para aumento da metalização. No entanto, o limite superior alcançado na prática tem ficado ao redor de 95%. Visando contribuir para melhorar a qualidade do ferro-esponja este trabalho apresenta uma proposta inovadora a partir da técnica de auto-redução. O objetivo é aumentar o grau de metalização do ferro-esponja através de seu aquecimento. Para isso, foram realizadas análises termogravimetrias e aquecimentos em forno mufla; análises químicas por via úmida, difração de raios-x, espectroscopia mössbauer e análise de microssonda de raios-x. As análises estruturais foram realizadas utilizando microscópio eletrônico de varredura para confirmar a efetividade da técnica apresentada. Nesta dissertação pode-se comprovar que, através da técnica de auto-redução, o ferro-esponja alcança metalizações acima de 98% em detrimento da queda do teor de carbono total. Um aumento de 4% na metalização traz um ganho estimado de 5 a 10% no consumo de energia elétrica nos fornos de fusão e um acréscimo proporcional na produção horária das aciarias. / The direct reduced iron is obtained by direct reduction process, where iron ore is transformed in metallic iron via chemical reactions involving solid (ore) and gaseous (reductant gases) states. In this process the iron ore does not pass by liquid state like pig iron. This become to direct reduced iron some disadvantages, which decrease its performance in the steelmaking process. It can be mentioned the reduction of metallic yield and the higher consumption of electric energy as the main impacts of its intensive use. The direct reduced iron presents lower amount of total iron (higher amount of impurities) than pig iron and presents iron oxides remained in its structure (lower metallization). To become more competitive, several improvements in the reduction process have been carried out to increase its metallization. However, the highest level of metallization, which has been reached, is 95%. To improve the direct reduced iron quality, the present work evaluates, in an innovative way, using the technique of self reduction. The objective is increase of metallization of the direct reduced iron through its heating. Thermal, chemical and structural characterization was carried out to check the effectiveness of the investigated technique. The research confirms that the direct reduced iron can reach a metallization higher than 98% with a decrease of total carbon amount using the technique presented in this work. An improvement of 4% in the metallization brings savings of 5 to 10% in the electric energy consumption of the electric arc furnaces and a proportional increase of the production in the steelmaking plants.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-03-23T11:27:35Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Raphael Silva Tomáz - 2016.pdf: 2331721 bytes, checksum: a9647e44c4843954a331dd4514b39b2c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-03-23T11:27:51Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Raphael Silva Tomáz - 2016.pdf: 2331721 bytes, checksum: a9647e44c4843954a331dd4514b39b2c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T11:27:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Raphael Silva Tomáz - 2016.pdf: 2331721 bytes, checksum: a9647e44c4843954a331dd4514b39b2c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-03-22 / The importance of pigments to human civilization is evident and well documented. Although these materials were discovered many years ago, research continues to this day, industries often require new colors and more reproducible and stable shades. The selection of raw materials is of paramount importance in order to acquire high quality mineral pigments, color luminescence and purity, free of chemical contaminants. Mineral pigments have been gaining commercial acceptance as a result of growing ecological awareness, which aims to reduce the environmental impact of synthetic production methods. The most common mineral pigments are iron oxides, manganite, chromite, quartz, feldspar, monazite, zirconite, titanite muscovite and biotite. Most of the iron production in Brazil, whether processing the hematite or magnetite, is done by flotation and magnetic separation. Flotation impairs the use of oxides for purposes other than steel production due to the huge amount of chemicals, mainly surfactants, involved in this step. Jigging is a process of hydraulic separation consisting of the repeated expansion and vertical contraction of a bed of particles by the pulsating movement of water. The result of this movement is the stratification of the material. Anglo American Phosphates from Brazil has a tailings production of 2 Mt (million tons) with barite contents of 6% and magnetite about 40%, and this material is sent in full to the tailings dam. The removal of the magnetite from the phosphate production process leads to three major gains: the first would be the reduction of material sent to the flotation steps of barite and apatite, the second is the generation of a material that could be used for other purposes, such as The production of pigments, with the generation of a co-product and the third would be the reduction of material sent to the tailings dam, thus avoiding the construction of new dams and reducing environmental impacts. The enrichment of the reject by the jigging for the extraction of this mineral is justified due to the specific mass difference of the minerals involved, together with the simplicity of operation and its low operating cost. Concentration by gravimetric methods, based on the density difference between magnetite and quartz, may be an option for the use of the reject of the phosphate rock production for the production of high-grade magnetite to be used in the production of pigments. The results show that it is possible to separate magnetite for the purpose of producing pigments in certain parameters of jigue operation. / A importância dos pigmentos para a civilização humana é evidente e bem documentada. Embora, estes materiais tenham sido descobertos há tantos anos as pesquisas continuam até hoje, pois as indústrias exigem frequentemente novos tons e cores cada vez mais reprodutíveis e estáveis. A seleção das matérias-primas é de suma importância para se adquirir pigmentos minerais de alta qualidade, luminescência de cor e pureza, ou seja, livre de contaminantes químicos. Os pigmentos minerais vêm ganhando aceitação comercial em consequência da crescente conscientização ecológica, que visa diminuir o impacto ambiental provocado pelos métodos sintéticos de produção. Os pigmentos minerais mais comuns são os óxidos de ferro, manganita, cromita, o quartzo, o feldspato, monazita, zirconita, titânia e micas. A maior parte da produção de ferro do Brasil, seja processando a hematita quanto a magnetita, é feita por flotação e separação magnética. A flotação prejudica a utilização dos óxidos para outros fins além da produção de aço devido à enorme quantidade de produtos químicos, principalmente surfactantes, envolvidos nesta etapa. A jigagem é um processo de separação hidráulica que consiste da repetida expansão e contração vertical de um leito de partículas pelo movimento pulsante de água. O resultado desse movimento é a estratificação do leito. A Anglo American Fosfatos do Brasil possui uma produção de rejeito de 2 Mt (milhões toneladas) com teores de barita de 6% e magnetita por volta de 40%, sendo esse material enviado integralmente para a barragem de rejeito. A retirada da magnetita do processo de produção de fosfato trás três grandes ganhos: o primeiro seria a redução de material enviado para os passos de flotação da barita e apatita, o segundo é a geração de um material que poderá ser utilizado para outros fins, como a produção de pigmentos, com a geração de um co-produto e o terceiro seria a redução de material enviado para a barragem de rejeito, evitando assim a construção de novas barragens e reduzindo os impactos ambientais. O enriquecimento do rejeito pela jigagem para a extração desse mineral se justifica devido à diferença de massa específica dos minerais envolvidos, aliado a simplicidade de operação do equipamento e pelo seu baixo custo de operação. A concentração por métodos gravíticos, baseada na diferença de densidade entre a magnetita e o quartzo, pode ser uma opção para o aproveitamento do rejeito da produção de rocha fosfática para a produção de magnetita de alto teor para ser utilizada na produção de pigmentos. Os resultados mostram que é possível a separação da magnetita para fins de produzir pigmentos em determinados parâmetros de operação do jigue.

O Brasil é um dos grandes produtores mundiais de minério de ferro e exporta a maior parte da sua produção. No comércio internacional é importante assegurar a comparabilidade dos resultados analíticos obtidos em diferentes laboratórios. Uma variação de 0,1 % na média do teor de ferro pode aumentar ou diminuir em muito o valor de um grande carregamento de minério. Assim, os sistemas de garantia da qualidade dos laboratórios necessitam de materiais de referência. Este trabalho estudou a preparação de um lote de minério de ferro (pelotizado) como material de referência, certificando os teores de vários constituintes por meio de um programa interlaboratorial. Treze laboratórios participaram do programa e dezoito componentes do minério tiveram seus teores certificados: Fetotal (65,1%), SiO2 (2,76%), Al2O3 (0,46%), TiO2 (0,056%), P (0,026%), S (0,003%), MnO (0,094%), CaO (3,31%), MgO (0,043%), K2O (0,013%), Ba (0,004%), Zn (13 mg/kg), Cu (10 mg/kg), Co (12 mg/kg), Cr (56 mg/kg), Pb (15 mg/kg), Ni (14 mg/kg), V (48 mg/kg). / Brazil is one of the great worldwide iron ore producers and exports most of its production. In the international trade it is important to make sure the comparison of the analytical results among different laboratories. A variation of 0,1% in the average of the iron content can increase or decrease the value of a large ore shipment. Thus, the quality guarantee systems of the laboratories need certified reference materials. The aim of this work was the preparation an amount of iron ore (pellets) as reference material, being certified content of some constituents through an interlaboratory program. Thirteen laboratories participated of the program and eighteen components of the ore had its content certified: Fetotal (65,1%), SiO2 (2,76%), Al2O3 (0,46%), TiO2 (0,056%), P (0,026%), S (0,003%), MnO (0,094%), CaO (3,31%), MgO (0,043%), K2O (0,013%), Ba (0,004%), Zn (13 mg/kg), Cu (10 mg/kg), Co (12 mg/kg), Cr (56 mg/kg), Pb (15 mg/kg), Ni (14 mg/kg), V (48 mg/kg).

A análise de imagens automatizada tem atualmente importante papel no setor mineral, devido à rapidez das análises e à confiabilidade dos resultados. A técnica pode ser realizada por meio de imagens adquiridas em microscópio eletrônico de varredura, geralmente associada a microanálises químicas por EDS. Estas analises podem ser realizadas em diversas etapas de um empreendimento mineiro: no auxílio à exploração, lavra (blendagens), processos de beneficiamento (associação mineral), estudos de gênese e controles de mineralização. Essa técnica permite a análise estatística de grande número de partículas/dados, fornecendo informações de composição mineralógica, química mineral, partição de elementos, associações minerais incluindo liberação de fases de interesse, entre outros. Este estudo investiga a aplicabilidade da análise de imagens automatizada em amostras de minério de ferro, com base em diferentes procedimentos de preparação de amostras e rotinas de análise avaliadas por meio do sistema MLA. Um minério de ferro foi escolhido por se tratar de um minério já bastante estudado e bem documentado na bibliografia e que mostra, em geral, mineralogia e texturas simples e repetitivas facilitando a análise dos resultados obtidos com os diferentes procedimentos e rotinas aplicadas. Além disso, o minério de ferro apresenta fases minerais com significativas diferenças de peso específico, o que pode acarretar em maiores dificuldades em termos de amostragem e preparação de amostras. / The automated image analysis has an important role in the mineral industry due to the quickly analysis and the results reliability. The technique can be applied using images from a scanning electron microscope associated usually coupled with chemical microanalysis from an EDS system. These analyses are carried out in many stages of a mining project helping mineral exploration, mining (blending), mineral processing (mineral association), genetic studies and mineralization control. This technique allows a statistic analysis of a large numbers particles and data, providing information of mineralogical composition, mineral chemistry, elemental distribution, mineral associations, phase and spectra liberation and others. This study sets the applicability of automated image analysis of an iron ore sample with diverse preparation procedures and analysis routines, which were evaluated by the MLA system. An iron ore sample was chosen because it is a familiar and well-documented ore in the literature, that usually shows simple textures and mineralogy which makes easier the interpretation of results by a diversity of preparation procedures and analysis routines. Furthermore, the iron ore shows mineral phases with significant differences in specific gravity resulting in more difficulties in sampling and preparation procedures due to potential density segregation.

Submitted by Rosimeri Vergara (rosimerivergara@unipampa.edu.br) on 2018-07-04T22:35:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Renato da Silva Marques 2016.pdf: 3784806 bytes, checksum: a648d36b12397960a1fdd39f051557ca (MD5) / Approved for entry into archive by Vera Leite (vera.leite@unipampa.edu.br) on 2018-07-10T12:21:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Renato da Silva Marques 2016.pdf: 3784806 bytes, checksum: a648d36b12397960a1fdd39f051557ca (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-10T12:21:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Renato da Silva Marques 2016.pdf: 3784806 bytes, checksum: a648d36b12397960a1fdd39f051557ca (MD5) Previous issue date: 2016 / Bens minerais com altos teores ou com relativa facilidade de explotação, já foram lavrados ou atualmente as reservas estão próximas de serem exauridas, sendo que o mais frequente hoje é depósitos pequenos e com baixos teores ou muito profundos. Desta forma, a introdução de novas tecnologias e estudos mais detalhados é de extrema importância para o controle adequado da qualidade do minério ainda disponível. Em qualquer empreendimento de mineração, um dos grandes desafios enfrentados é a dificuldade de prover às usinas de beneficiamento de minérios que possuam as especificações de teores adequadas para seu bom desempenho. O conhecimento geológico das diferentes litologias que formam uma jazida é etapa fundamental para a garantia da qualidade esperada do minério, porém, na maioria dos casos, isto não é suficiente, já que nem todo o material permite esse controle de forma expedita ou visual. Neste sentido, a aplicação de um método confiável e rápido de checagem e/ou amostragem se faz necessário. Dessa forma, nesta dissertação intitulada “Metodologia de controle de qualidade de minério e destinação de blocos de lavra usando Raios-X”, buscou-se explicitar como esta metodologia auxilia na otimização da destinação adequada de lotes de minério. Este estudo permitirá a posse do controle da qualidade do minério enviado à planta de beneficiamento assim como o cumprimento das exigências econômicas e ambientais do empreendimento da mineração de calcário em questão. Pode ser citado como benefícios: a redução da quantidade de estéreis e rejeitos, redução das áreas afetadas por deposições, menor desgaste nos equipamentos, colaborando assim, para a redução dos custos de produção, redução dos impactos ambientais e, consequentemente, aumento do lucro. / Currently, ore with high-grade and facility of exploitation, have been issued or no longer exists. Nowadays, we have small, deep and deposits low-grade therefore, the introduction of new technologies and detailed studies are extremely important for suitable control and quality of available minerals. In mining enterprises, one of the major challenges is the difficulty of maintaining a beneficiation plants, operating with appropriate grade of ores resulting a better performance for the operation. The geological knowledge of the different types of lithology in a mine, is a very important stage to ensure the expected quality of the ore, however this is not enough in most cases. Generally, materials that comes from mine does not permit be controlled by expeditiously or visually way. Thus, the application of a reliable and fast method of checking and sampling is required. This study in a limestone mining called: "Ore quality control methodology and allocation of mining blocks using X-rays," introduces implications of the method which requires for a positive results the suitable layout for ROM (Run of Mine) based on quality control of the ore forwarded to the beneficiation plant for becoming a requirement in economic and environmental terms. Through this study, will be clear benefits such as reducing the amount of overburden and tailings, reducing of areas affected by deposits, less equipment wear, contributing to the reduction of production costs and consequently increasing profitability.

Esta tese visa avaliar técnica e economicamente o tratamento da água de lastro em portos exportadores de minério de ferro do Brasil. Para isso foram estudadas três alternativas de tratamento distintas: (1) estação de tratamento fixa no porto em terra; (2) estação de recepção da água de lastro junto com estação de dessalinização fixa no porto; (3) tratamento a bordo de embarcações aliviadoras dedicadas para operar na barra, ou seja, na área de espera dos navios para atracar no porto. O interesse de estudar estas alternativas para portos de minério de ferro deve-se ao elevado volume de água de lastro despejado pelos navios mineraleiros nesses portos, que pode variar de 10.000 a 120.000 m3 por viagem, caracterizando estes portos como grandes receptores de água de lastro. Foram selecionados três portos para serem avaliados neste trabalho, considerados de pequeno, médio e grande porte, localizados em Vitória-ES e Sepetiba-RJ. Para avaliação do impacto operacional dessas alternativas nos portos selecionados, desenvolveu-se um modelo de simulação de eventos discretos. Por meio do modelo de simulação avaliaram-se os níveis de serviço considerando como parâmetros principais o atendimento da demanda de transporte, tempo médio em fila dos navios e taxa de ocupação dos berços. O modelo foi utilizado para dimensionar as estações de tratamento e a frota necessária de embarcações aliviadoras. Concluiu-se que a utilização desses sistemas de tratamento nos portos não causam impactos significativos nos tempos em fila e taxas de ocupação dos portos. A avaliação econômica realizada apresentou os custos do tratamento para cada alternativa. Esses custos foram comparados com o tratamento da água de lastro a bordo dos navios. Concluiu-se que os custos do tratamento em terra são menores em relação ao tratamento a bordo do navio. Dentre as três alternativas, a (1) foi a que apresentou menor custo, porém a (3) apresenta menor impacto na implantação e operação dos portos, uma vez que não é necessário nenhum tipo de investimento e modificação na infraestrutura portuária. / This thesis aims at making a technical and economic analysis of the ballast water treatment in Brazilian iron ore ports. Three distinct treatment alternatives were studied: (1) onshore ballast water treatment; (2) water desalination plant to ballast water treatment; (3) onboard ballast water treatment in shuttle tanker vessels operating in the mooring, where the ships wait to berth in a queue area. The interest in studying these alternatives for iron ore ports due the high volume of ballast water discharged by ore carriers ships in these ports, which may vary from 10,000 to 120,000 m³ per voyage, characterizing these ports as great ballast water receivers. For this study three ports were selected, with small, medium and large capacities, located in Vitória-ES and Sepetiba-RJ. To analyze the operational impacts of these alternatives in the selected ports, a discrete event simulation model was developed in this study. The simulation model analyzes the service levels considering transportation demand attendance, average time in queue and berth occupation rates as the main parameters. The model was used to estimate the ballast water treatment stations capacity and shuttle tankers fleet necessary. The conclusion that these treatment systems do not cause significant impacts in the queue times and berth occupation rates of ports. The economic analysis presented the costs of each proposed alternative, which were compared to the onboard ballast water treatment. The comparison showed that the onshore treatment is less costly than the onboard treatment. From the three alternatives, the (1) was the less expensive, however the (3) presenting less impact in the implementation and port operations, since are not necessary investments and modifications in the port structure.

Energia é um insumo estratégico na mineração, pois é fundamental na viabilidade das operações mineiras e importante na manutenção de custos operacionais baixos e competitivos. Por esse motivo, toda iniciativa que visa a busca por eficiência no consumo de energia é importante para a competitividade das mineradoras. Vários insumos energéticos são utilizados nas operações unitárias de mineração. Os exemplos mais comuns são diesel, eletricidade, gás natural, carvão e explosivos. O objetivo desse trabalho é estudar, do ponto de vista energético, as atividades realizadas no processo de desmonte de rochas, em um complexo minerador de minério de ferro, visando a melhor utilização da energia no desmonte de rocha para aperfeiçoar as operações unitárias subsequentes de processamento de minérios. Um foco maior foi dado à economia de energia nas moagens de bolas da planta de beneficiamento e concentração, provocada pelas modificações e melhorias realizadas no desmonte de rocha. A metodologia consistiu na análise de diversos desmontes de rocha variando a razão de carga de explosivos no complexo minerador alvo desse trabalho. Os produtos desses desmontes foram acompanhados até a sua entrada na planta de beneficiamento. Durante o processamento desses materiais nas moagens da planta, foram coletadas e analisadas as grandezas elétricas resultantes e comparadas com uma linha de base gerada antes do início do trabalho. Os dados foram analisados com o objetivo de visualizar a influência do aumento da razão de carga na performance energética da operação de moagem. Em paralelo, também, foram analisadas as situações operacionais e dificuldades existentes nas medições de campo e nos acompanhamentos de consumos energéticos dos processos unitários, assim como a infraestrutura necessária para que uma variável tão importante como energia elétrica possa ser monitorada de forma adequada. Por fim, foi abordada a importância, a metodologia e os resultados da redução de emissões de CO2 provenientes da economia de energia de todo o trabalho realizado em campo. Os resultados apresentados mostram que mesmo com um aumento significativo da alimentação de material compacto (maior WI) nas moagens, o consumo energético total dessa operação unitária não aumentou. Isso gerou uma potencial economia específica de energia e a consequente redução de emissões de CO2 na atmosfera, além de viabilizar o processamento de material mais compacto nas mesmas linhas de processo. Esse comportamento sugere que uma melhor energia gasta no desmonte de rocha pode impactar positivamente na produtividade e nos custos de produção do minério ao longo de sua cadeia produtiva. / Energy is a mining strategic source, critical in mining operations feasibility and important to maintain low operational costs in a competitive level. For this reason, any initiative aimed at searching for energy efficiency is important for mining companies’ competitiveness. Mining operations need several energy sources. Most common examples are diesel, electricity, natural gas, coal and explosives. This text aims to address, from an energy perspective, a study carried out in an iron ore mining complex, which had as main objective to reach a better rock blasting energy utilization to improve subsequent mining operations. A greater focus was given to energy savings in ball mills operations of a beneficiation and concentration plant, impacted by modifications and improvements made in rock blasting. Methodology consisted in monitoring several rock blasting, carried out in this mining complex, varying explosive charge ratio. Products of those rock blasting were monitored until they entered the processing plant. During ore processing in plant´s ball mills, electrical variables were collected and analyzed, comparing to a baseline generated before the beginning of this research. All data were analyzed to show influence of explosive charge ratio increase on energy performance of the milling operation. In parallel, operational issues and difficulties in field measurements of energy consumptions were described, as well as the necessary infrastructure that allows the variable electricity to be adequately monitored. Besides, the methodology and results of CO2 emissions reduction from energy savings of all fieldwork were discussed. The research data shows that even with a significant increase in compact feed (higher Work Index), total energy consumption of mill operation did not increase. This scenario generate a potential specific energy savings and consequent reduction in CO2 emissions in the atmosphere. In addition, enables more compact material to be processed in the same process lines. This behavior suggests that a better energy spent on rock blasting can positively affect productivity and ore production costs along its production chain.

A mina de carbonatito de Cajati contém mineralização de apatita, utilizada na fabricação de ácido fosfórico, que é aplicado a matéria-prima carbonática para obtenção de foscálcio, suplemento mineral em rações animais. Dentre as unidades litológicas em lavra destacam-se as Zonas de Xenólitos, formadas pela interação da rocha encaixante com o magma carbonatítico. São constituídas de fragmentos do jacupiranguito de dimensões métricas distribuídos de forma aparentemente errática na massa carbonatítica e zonas de reação centimétricas, compostas por minerais carbonáticos e silicáticos neoformados. Essas regiões apresentam apatita e constituem significativa parcela dos recursos minerais da jazida, porém devido à abundância de minerais silicáticos, essencialmente flogopita, diopsídio, forsterita e tremolita, seus teores de MgO e SiO2 são elevados e lhe conferem características distintas das unidades carbonatíticas, interferindo no processo de beneficiamento. Visando fornecer subsídios para o desenvolvimento de processos que otimizem o aproveitamento das Zonas de Xenólitos como minério de fosfato foram realizados ensaios de separação em escala de caracterização utilizando o Frantz de Barreiras (modelo LB-1). O procedimento objetivou o conhecimento do comportamento magnético dos silicatos em oposição ao da apatita e dos carbonatos; para o que foram coletadas amostras volumétricas em diferentes pontos da mina. Os silicatos, todos portadores de MgO, mostraram variações de cores e de composição química além de distribuição peculiar em cada litotipo componente das Zonas de Xenólitos. Diopsídio ocorreu principalmente no litotipo jacupiranguito, enquanto flogopita, forsterita e tremolita foram mais abundantes na zona de reação. Esses minerais ocorreram em intervalos de campo magnético bem definidos, concentrando-se principalmente entre 0,25 e 0,75 A (equivalentes a 2.800 e 8.800 Gauss, respectivamente), e distintos da fluorapatita e dos carbonatos, minerais predominantemente diamagnéticos. Para campo magnético da ordem de 13.800 Gauss obteve-se um produto com 95,2% do P2O5 total contido no intervalo granulométrico adotado para o ensaio e apenas 1,0% de SiO2 associado. Aplicando-se um campo magnético de menor intensidade (aproximadametne 5.700 Gauss) o conteúdo de P2O5 aumenta (97,4%) assim como o de SiO2 (11,1%). Assim mostrou-se viável a utilização de separação magnética como método complementar no beneficiamento de fluorapatita proveniente das Zonas de Xenólitos, desde que o campo magnético aplicado tenha um gradiente de campo adequado para melhor seletividade entre o mineral de minério e os silicatos. Os trabalhos de caracterização desenvolvidos também mostraram uma outra possibilidade de aproveitamento da unidade litológica, a partir da classificação granulométrica após a britagem secundária. Nessa etapa observou-se tendência à segregação dos litotipos, com geração de um material fino (abaixo de 12,7 mm) enriquecido em P2O5 (2,48 a 4,08%) que contém de 26,4 a 59,8% do P2O5 total da amostra. / The Cajati carbonatite mine produces apatite used for phosphoric acid manufacturing. This material is added to carbonatic raw material in order to obtain phoscalcium (foscálcio), used as mineral supply for animal feeding. Among the exploited lithological units there are the Xenolithic Zones, which are generated by assimilation process between the host rock and the carbonatitic magma. They are constituted by jacupiranguite blocks (metric sizes) of random distribution within the carbonatitic matrix and by the reaction zones (centimetric thickness), composed by neoformed carbonatic and silicate minerals. These regions show apatite mineralization and represent a significant part of the mineral resources of the deposit. However their abundance of silicate minerals, essentialy phlogopite, diopside, forsterite and tremolita, leads to high MgO e SiO2 contents, which implies in distinct characteristics from carbonatites, interfering on the concentration plant process. Intending to support the development of new processes seeking the utilization of the Xenolithic Zones as phosphate ore, a laboratory study of mineral separation was taken at the Barrier Frantz Magnetic Separator (model LB-1). Such procedure aims the characterization of magnetic behavior of silicates versus apatite and carbonates, using bulk samples collected in different parts of the mine. Silicates, all Mg-bearing, showed color and chemical composition variations with non-systematic distribution within each lithotipe comprising the Xenolithic Zones. Diopside occurred mainly in the jacupiranguite, while phlogopite, forsterite and tremolite were most abundant in the reaction zone. These minerals occurred in well defined magnetic field intervals, specially between 0,25 and 0,75 A (equivalent to 2.800 and 8.800 Gauss, respectively), and distinct from fluorapatite and carbonates, which are mainly diamagnetics. For magnetic field around 13.800 Gauss a product with 95,2% of total P2O5 content was obtained in the granulometric interval used for the separation procedures with 1,0% of SiO2 associated. Using a lower intensity magnetic field (around 5.700 Gauss) the P2O5 content rises (97,4%) as well as the SiO2 (11,1%). Thus the use of complementary magnetic separation procedures was proved to be a practicable method for beneficiation of fluorapatite from the Xenolithic Zones by applying a magnetic field with adequate field gradient for the selectivity of ore mineral and silicates. Another possibility for utilization of the lithological unit showed by the characterization studies was the grain-size classification after secondary crushing. In this stage a lithotipe segregation was observed and generation of fine material (below 12,7 mm) P2O5 enriched (2,48 to 4,08%), with 26,4 to 59,8% of total P2O5 content in the sample.

Orientador: Mauro Galetti Rodrigues / Resumo: A conversão de paisagens florestais para usos antrópicos é a principal causa do desmatamento das florestas tropicais em todo o mundo. Essas florestas são conhecidas por conter parte significativa da biodiversidade terrestre global, porém pouco se sabe sobre como as modificações na paisagem, como a perda de habitat para produção agropecuária e o principalmente o impacto do gado afetam a diversidade e ocupação de mamíferos resilientes nesses fragmentos. Sendo assim, nós examinamos como a riqueza de espécies e a composição de mamíferos são explicadas pela configuração da paisagem e como a presença do gado afeta a detecção de mamíferos de médio e grande porte. Foram amostradas 20 paisagens dominadas por pastagens ao longo de um gradiente de cobertura florestal (8% a 98%), no sudeste do Brasil. Nós registramos 75% das espécies de mamíferos esperadas para esta região em uma cobertura florestal de média a alta. A cobertura florestal, distância euclidiana do vizinho mais próximo e área estrutural foram as variáveis que melhor explicaram a ocorrência de algumas espécies de mamíferos dependentes de floresta. As comunidades de mamíferos exibiram um alto grau de alternação de espécies entre as paisagens, representando 95% da diversidade beta total. Os impactos da pecuária foram mostrados devido ao seu efeito negativo na detecção de espécies florestais e positivo na detecção de grupos de espécies não florestais. Discutimos a importância de manter fragmentos com alta cobertura vegetal para... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The landscape conversion to anthropic uses is the major cause of deforestation worldwide. Tropical forests are known to contain a significant portion of global terrestrial biodiversity, but little is known about how changes in landscape, such as habitat loss for livestock and its impacts affect the diversity and occupation of resilient mammals in forest fragments immersed in pasture matrices. Here we examine how species richness and mammal composition are explained by landscape configuration and how cattle presence affects the detection of medium and large mammals. We sampled 20 landscapes dominated by pastures along a forest cover gradient (8% to 98%) in southeastern Brazil. We recorded 75% of the mammalian species expected for this region in a medium-to-high forest cover. Landscapes metrics, as forest cover, Euclidean distance from the nearest neighbor and structural area were the variables that best explained the occurrence of some forest mammal species. Mammalian communities exhibited a high degree of species turnover between landscapes, representing 95% of total beta diversity. Livestock impacts were shown due to its negative effect on the detection of forest-dwelling species and positive on the detection of non-forest species groups. We discuss the importance of maintaining forest fragments with high vegetation cover to improve connectivity between disturbed landscapes, favoring mammalian species flow. There is an urgent need for a better understanding of livestock gene... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre