UCHOA, Elenilson Bezerra. Integração de dados multifonte com base em Lógica Fuzzy na modelagem prospectiva do depósito de ferro de Quiterianópolis/Ce. 2016. 116 f. Dissertação (Mestrado em Geologia)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Aline Mendes (alinemendes.ufc@gmail.com) on 2016-08-22T18:33:02Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_ebuchoa.pdf: 22027047 bytes, checksum: 492132c2bb414a312928d7fbb7932977 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-08-23T18:26:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_ebuchoa.pdf: 22027047 bytes, checksum: 492132c2bb414a312928d7fbb7932977 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-23T18:26:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_ebuchoa.pdf: 22027047 bytes, checksum: 492132c2bb414a312928d7fbb7932977 (MD5) Previous issue date: 2016 / Recently the state of Ceara has been an important producer and exported of iron ore, by Bandarra mine in Quiterianopolis city. In this city there are five known iron occurences, Calixto, Bandarra, São Francisco, Olho D’água and Pintada. The Bandarra iron ore deposit produced and export from Brazil to China about 1.2 million tonnes of iron ore with 60% content. These iron ore is located in Northern Borborema Province, Ceara Central Domain, between Transbrasilian belt and Taua Shear Zone in Acarau Sudomain. There are predominantly gneisses of Canindé do Ceará Complex, metasedimentary rocks of the Novo Oriente Group, granitoids of Tamboril-Santa Quitéria Complex and cenozoic deposits. This research propose na integration by Fuzzy Logic Method (knowledge-driven) involving airborne geophysics and remote sensing Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+/Landsat), to make an iron prospectivity model to Quiterianópolis region. The Fuzzy Logic is the simplification of raster data through application of fuzzy membership functions and integration by fuzzy operators. The iron prospectivity model was created with The Total Horizontal Gradient (THDR), Analytic Signal Amplitude (ASA), %K, eTh, eU, total-count gamma radiation, CP1, CP3, CP5, CP6 and Ratio ETM 3/1, 4/1 e 5/7. The iron prospectivity image show three prospectivity classes, Low, Medium and High. Calixto, Bandarra, São Francisco and Pintada iron ore deposits are located on high propectivity classes, serving as a reference for prospectivity model validation. We concluded Fuzzy Logic Techniques is a powerful tool in the early stages of mineral exploration, mainly iron ore deposits. / Nos últimos anos o estado do Ceará revelou-se um importante produtor e exportador de minério de ferro, principalmente através de uma usina de beneficiamento da mina Bandarra localizada em Quiterianópolis/CE. Neste município são conhecidas cinco ocorrências de ferro, Calixto, Bandarra, São Francisco, Olho D’água e Pintada. A mina de ferro Bandarra produziu e exportou para China aproximadamente 1,2 milhões de toneladas de minério de ferro com teor de 60 %. Esses depósitos de ferro estão contextualizados na Província Borborema Setentrional, Domínio Ceará Central, entre o Lineamento Transbrasiliano e a zona de cisalhamento Tauá, no Subdomínio Acaraú. Predominam gnaisses do Complexo Canindé do Ceará, rochas metassedimentares do Grupo Novo Oriente, granitoides do Complexo Tamboril-Santa Quiteria e depósitos cenozoicos. A pesquisa propõe uma integração pelo método da Lógica Fuzzy (knowledge-driven), envolvendo dados aerogeofísicos (magnetometria e gamaespctrometria) e de sensoriamento remoto Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+/Landsat), para elaboração de um modelo de prospectividade ferrífera para região de Quiterianópolis/CE. A Lógica Fuzzy consiste na simplificação de dados raster por meio da aplicação de funções de pertinência Fuzzy e posterior integração pelos operadores Fuzzy. O modelo prospectivo foi gerado através das imagens Amplitude do Gradiente Horizontal Total (AGHT), Amplitude do Sinal Analítico (ASA), %K, eTh, eU, Contagem Total (CT), PC1, PC3, PC5, PC6 e Razão ETM 3/1, 4/1 e 5/7. A imagem do mapa de prospectividade ferrífera apresentou três classes de prospectividade, Baixa, Média e Alta prospectiviade. As ocorrências de ferro do Calixto, Bandarra, São Francisco e Pintada localizam-se sobre áreas de Alta prospectividade, servindo como referência para validação do modelo proposto. Através do modelo apresentado foi possível concluir que a Técnica Fuzzy é uma ferramenta poderosa nas etapas iniciais de uma pesquisa mineral, principalmente a ferrífera.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-02-27T19:31:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoPetrofísicaÁrea.pdf: 21942100 bytes, checksum: a522e8629ec932f1e639d1637366d013 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-03-03T18:42:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoPetrofísicaÁrea.pdf: 21942100 bytes, checksum: a522e8629ec932f1e639d1637366d013 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T18:42:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoPetrofísicaÁrea.pdf: 21942100 bytes, checksum: a522e8629ec932f1e639d1637366d013 (MD5) Previous issue date: 2014 / Localizada próximo à divisa do Brasil com a Bolívia, mais precisamente na área adjacente à mina de ferro da Vetorial Mineração, no município de Corumbá, Estado do Mato Grosso do Sul, a região da Morraria Santa Cruz está inserida no domínio de ocorrência das Formações Santa Cruz, caracterizada pela ocorrência de rochas do tipo BIF (banded iron formation), e Urucum, caracterizada pela ocorrência de rochas siliciclásticas de granulometria grossa, ambas pertencentes ao Grupo Jacadigo de idade Neoproterozóica. As propriedades permoporosas e elastodinâmicas medidas para os diferentes litotipos estudados revelam indícios da rigidez do maciço rochoso, e a forma como a estabilidade deste maciço poderá estar afetada pelos condicionantes litoestruturais. Para a maioria das amostras analisadas, o valor de porosidade é inferior a 7% e a permeabilidade é muito baixa ou ausente, revelando tratar-se de um maciço rochoso extremamente compacto e rígido. Comparados aos litotipos do grupo FS, os litotipos do grupo FF revelaram ser compostos por rochas mais densas e com maior rigidez e competência, apresentando comumente valores mais elevados de densidade de grãos e menores valores para o tempo de trânsito da onda acústica. De uma forma geral, amostras com menor porosidade exibem os menores valores de permeabilidade. Os dados tornam por revelar um maciço caracterizado pelo domínio de rochas compactas, com elevada densidade de grãos, baixa permeabilidade e baixa porosidade. Os litotipos analisados exibem comportamento de corpos homogêneos aproximadamente isotrópicos. Por fim, a perfilagem geofísica revelou possuir marcadores seguros para indicar a presença de brechas sedimentares e de níveis argilosos, mostrando ser uma excelente ferramenta para conferência da profundidade de ocorrência desses litotipos para posterior validação de furos de sondagem. _____________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Located near the border of Brazil and Bolivia, more precisely in the adjacent area to Vetorial Mineração’s iron mine, in Corumbá, State of Mato Grosso do Sul, the region of Morraria Santa Cruz is inserted in the area of occurrence of the Santa Cruz Formation, characterized by the occurrence of rocks type BIF (banded iron formation), and Urucum Formation, characterized by the occurrence of coarse grain size siliciclastic rocks, both belonging to Jacadigo Group of Neoproterozoic age. The measures of permoporous and elastodynamic properties for the different rock types studied show evidence of the rigidity of the same rocks, and how this stability can be affected by lithostructural constraints. For most samples, the porosity value is less than 7% and the permeability is very low or absent, revealing that it was a extremely compact and rigid rock mass. Compared to the FS group’s lithologies, the FF group’s lithotypes were found to be composed of denser, more rigid and competence rocks, commonly presenting higher values of grain density and lower values for the transit time of the acoustic wave. Generally, samples with lower porosity exhibit lower values of permeability. The data make for revealing a massive characterized by the dominance of compact rocks with high grain density, low permeability and low porosity. Lithotipes analyzed exhibit behavior approximately homogeneous isotropic bodies. Finally, geophysical logging was found to have insurance markers to indicate the presence of sedimentary breccias and clays levels, proving to be an excellent tool for checking the depth of occurrence of these rock types for subsequent validation of boreholes.

Este trabalho teve como objetivo estudar, em escala de laboratório, o tratamento de ultrafinos (lamas) de minério de ferro por flotação em coluna visando obter concentrados com características de pellet feed (~ 65 % Fe, ~ 3 % de alumina + sílica). A amostra de ultrafinos de minério de ferro (lamas) foi fornecida pela Vale - Mina do Pico/MG e obtida em uma planta piloto, usando o minério ROM, através de dois estágios de ciclonagem (o overflow do segundo estágio de ciclonagem foi coletado e espessado). Os resultados foram avaliados em termos de recuperação metalúrgica e teores de Fe e contaminantes SiO2 e Al2O3 (concentrados e rejeitos). A amostra foi caracterizada quanto à distribuição granulométrica (via difração laser), classificação por sedimentação (obtenção de alíquotas para análises granuloquímicas), composição química (fluorescência de raios-X) e composição mineralógica (difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura com análise mineralógica através do sistema QEMSCANTM). A distribuição de tamanho de partícula mostrou-se extremamente fina (Dsauter = 5 um), com 50 % da amostra (em volume) menor do que 3 um. A caracterização química da amostra mostrou 49 % de Fe, 10 % de sílica, e 9,2 % de alumina, assim como outros elementos em menor percentual como TiO2 (0,42 %), Mn (0,34 %), P (0,23 %), MgO (0,12 %) e CaO (0,08 %). A análise mineralógica indicou que os principais minerais portadores de ferro foram hematita e goethita, enquanto que caulinita, quartzo e gibbsita, foram os principais minerais de ganga. Análises de tamanho de partícula, químicas e mineralógicas, das frações separadas por sedimentação, mostraram que as frações “finas” (D90 = 22,1 μm, D50 = 11,9 μm, D10 = 5,4 μm; 14,7 % em massa) apresentaram elevadas proporções de hematita e quartzo, enquanto que as frações “coloidais” (D90 = 3,9 μm, D50 = 1,0 μm, D10 = 0,26 μm; 60,5 % em massa) apresentavam maiores proporções de caulinita e goethita. Estudos de MEV – QEMSCAN indicaram elevado grau de liberação da hematita e do quartzo na fração fina. A caulinita apresentou forte associação com a goethita e baixa liberação, principalmente na fração coloidal. Os estudos de flotação em coluna mostraram que tanto a flotação direta, quanto a flotação catiônica reversa, apesar de não atingirem os teores de pellet feed, foram capazes de enriquecer consideravelmente os ultrafinos (lamas) de minério de ferro. Os melhores resultados mostraram que, na flotação direta, utilizando as técnicas de condicionamento em alta intensidade (CAI) e a flotação extensora (EXT), é possível obter um concentrado com 62 % de Fe, 2 % de sílica, e 3,7 % de alumina, com 35,7 % de recuperação metalúrgica. Estudos de classificação pré-flotação reversa mostraram que é possível enriquecer os ultrafinos de minério de ferro para 56-57 % de Fe, com 4-5 % de alumina (35-43 % de recuperação metalúrgica). Os estudos de flotação reversa mostraram que, dependendo da eficiência de classificação, concentrados com teores da ordem de 60-64 % de Fe, 1,8-3,7 % de sílica e 1,9-3,8 % de alumina, com uma recuperação metalúrgica global entre 32-42%, podem ser obtidos. Os melhores resultados mostraram que, na flotação reversa utilizando o condicionamento em alta intensidade (CAI) e a flotação extensora (EXT), é possível obter um concentrado com 64 % de Fe, 1,8 % de sílica, e 1,9 % de alumina com 42,7 % de recuperação metalúrgica global. O efeito da flotação com bolhas geradas por reciclo de polpa também foi avaliado. Os resultados são discutidos em termos dos parâmetros físicos, químicos e físico-químicos relacionados à contaminação superficial, baixa seletividade na agregação/floculação e captura (partículas ultrafinas-bolha). / The aim of this work was to evaluate, at laboratory scale, the feasibility of producing pellet grade concentrate (~ 63% Fe and ~ 3% combined alumina and silica) by beneficiation of ultrafine iron ore tailing (slime) using column flotation. In order to assist the experimental investigations also was carried out a detailed characterization of the slime. The ultrafine iron ore tailing sample was provided by Vale - Pico Mine/MG and was obtained, by cycloning, in a two-stage classification circuit using the ROM ore (the overflow of the secondary cyclone was collected and thickened). The results were evaluated through metallurgical recoveries and grades of Fe and contaminants SiO2 and Al2O3 (concentrates and tailings). The characterization of the iron ore slime consisted of various methods, including size analysis (via laser diffraction), classification (sedimentation technique - in order to collect samples in each size range), chemical analysis (X-ray fluorescence) and mineralogical analysis (X-ray diffraction study and quantitative evaluation of mineralogy by scanning electron microscopy - QEMSCANTM system). Particle size measurements showed that the slime was extremely fine (Dsauter = 5 m) with substantial amount of particles below 3 m (50 % by volume, D80 of the distribution was about 10 micron). Chemical analysis of iron ore slime revealed that the sample on an average contained Fe (49 %), silica (10 %), alumina (9.2 %) and other less representative radicals such as TiO2 (0.42%), Mn (0.34%), P (0.23 %), MgO (0.12%) and CaO (0.08%). The characterization studies by X-ray diffraction revealed that hematite and goethite were the main iron-bearing minerals, while kaolinite, quartz and gibbsite were the main gangue mineral constituents. Particle size measurements, chemical and mineralogical compositions of fractions obtained by sedimentation also were carried out for each size range. It was verified that hematite and quartz were present in great quantity in the fine size fractions (D90 = 22.1 μm, D50 = 11.9 μm, D10 = 5.4 μm; 14.7 % by mass) while, kaolinite and goethite were more abundant in the colloidal size fractions (D90 = 3.9 μm, D50 = 1.0 μm, D10 = 0.26 μm; 60.5 % by mass). MEV – QEMSCAN studies indicated that the degree of liberation of both hematite and quartz minerals were substantial in coarser size classes. Kaolinite was closely associated with goethite and showed poor liberation. Column flotation studies (25 mm diameter glass column) showed that both, direct flotation and reverse cationic flotation of silica, are possible alternatives to improve the grade of the ultrafine iron ore tailing. The direct flotation results indicated that concentrates with grades of more than 62% Fe (2 % silica, and 3.7 % alumina) with metallurgical recovery of 35.7 % could be achieved. Classification experiments done prior to reverse flotation studies indicated excellent rejection of alumina (kaolinite) could be obtained through physical separation. The grade of the slime could be improved to 56 % Fe and 4-5 % alumina (35-43 % Fe recovery). Reverse flotation studies indicated that, depending on the classification efficiency, concentrates with grades of the order of 60-64% Fe, 1.8-3.7 % silica and 1.9-3.8 % alumina with global metallurgical recovery between 32-42 % could be achieved. The effect of the extender flotation, high intensity conditioning (HIC) as a pre-conditioning stage of pulp, and flotation with fine bubbles generated by tailings recirculation were also evaluated. The results obtained are discussed in terms of physical, chemical and physico-chemicals parameters related to particle surface contamination, poor selectivity in the aggregation/flocculation step and capture (of ultrafine particles by bubbles) phenomena.

Através de ensaios isotérmicos de redução (950°C) e com velocidade de aquecimento constante, estuda-se o comportamento do sistema carvão-pelota de minério de ferro (CVRD, tipo RD) sob o ponto de vista dos graus de redução e respectivamente graus de metalização obtidos. Os ensaios de redução foram realizados em reatores estáticos, aquecidos eletricamente num forno vertical. Foram utilizados, como redutores sólidos, os carvões de Charqueadas (RS) e de Butiá-Recreio(RS), tanto no estado não desgaseificado, como no estado desgaseificado e com diferentes relações Cfix/Fetot. Foram traçadas curvas dos graus de redução e metalização obtidos contra o tempo, sendo as mesmas analisadas quanto: a influência da natureza do carvão, da presença de matéria volátil e da relação Cfix/Fetot. Também foram determinadas constantes de velocidade da reação global de redução na sistema estudado. / Isothermal experiments of reduction in a heated bed of iron ore pellets (CVRD type RD) and coal have been carried out. The holding temperature used was 950°C and the heating rate was kept constant. The behaviour of the coal-pellet system was studied by comparing the degrees of reduction and metalization obtained. The experiments were carried out using static reactors heated by an electrical vertical furnace. As solid reductors were used the Butái-Recreio coal (RS) and the Charqueadas coal (RS), as well as theirs respectively chars at different Cfix/Fetot ratios. Reduction and metallization curves vs. time were obtained and the influence of the coal nature, the presence of volatile matters and Cfix/Fetot ratio were investigated. Rate constants of the overall reduction reaction were also determined in the system studied.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação, 2015. / Submitted by Marília Freitas (marilia@bce.unb.br) on 2015-11-04T10:46:13Z No. of bitstreams: 1 2015_EliasMartinsGuerraPrado.pdf: 38194298 bytes, checksum: 2c0ad05363e23d0856fa58869e62a6fc (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-01-07T17:02:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_EliasMartinsGuerraPrado.pdf: 38194298 bytes, checksum: 2c0ad05363e23d0856fa58869e62a6fc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-07T17:02:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_EliasMartinsGuerraPrado.pdf: 38194298 bytes, checksum: 2c0ad05363e23d0856fa58869e62a6fc (MD5) / A quantificação da abundância e da físico-química mineral utilizando a espectrorradiometria de reflectância no visível, infravermelho próximo e infravermelho de ondas curtas (região entre 400-2.500nm) é um ferramenta importante na exploração mineral. Neste trabalho foram obtidos espectros de reflectância de testemunhos de sondagem do depósito de ferro de classe mundial N4WS, localizado na Província Mineral de Carajás. Estes espectros foram validados utilizando analises geoquímicas de fluorescência de raio-x (XRF) e lâminas delgadas. Os espectros de reflectância foram coletados utilizando o espectrorradiômetro ASD FielsSpec em 9 testemunhos de sondagem. A mineralogia do depósito é predominantemente hematita, com quantidades menores de magnetita, goetita, quartzo, caulinita, gibbsita, esmectita, talco, carbonato e clorita. A mineralogia do depósito de ferro foi extraída dos dados espectrais utilizando a geometria (profundidade e comprimento de onda) do espectro de reflectância removido do contínuo. A profundidade das feições de absorção é proporcional à abundância mineral e o comprimento de onda proporcional à composição química. As feições de absorção diagnósticas de cada mineral foram utilizadas para determinar a abundância e a composição mineral. Os produtos finais incluem: abundância de (hidrox-)óxido de ferro (RMSE 15,8 %Fe2O3); Abundância de argilas aluminosas (RMSE 6 %Al2O3); abundância de talco (RMSE 8 %MgO); identificação do tipo de argila (caulinita, montmorilonita, gibbsita); composição do carbonato (dolomita vs. calcita); e composição da clorita (Mg vs. Fe). Os resultados de abundância e composição mineral obtidos permitem uma caracterização efetiva do minério, protominério e encaixantes, e mostram variações dentro do corpo de minério. / Quantifying the abundance and physicochemical properties of minerals using reflectance spectroradiometry in the visible, near infrared and shortwave infrared (400-2,500 nm) regions is an important tool in mineral exploration. In this study, the reflectance spectra of drill cores from the world-class N4WS iron deposit located in the Carajás Mineral Province, Brazil, were obtained. These spectra were validated using a geochemical analysis of X-ray fluorescence (XRF) and thin sections. The reflectance spectra were collected using an FieldSpec 3 spectroradiometer (ASD, Boulder, Colorado, USA) in 9 drill cores. The mineralogy of the deposit is mainly hematite, with lesser amounts of magnetite, goethite, quartz, kaolinite, gibbsite, smectite, talc, carbonate and chlorite. The mineralogy of the iron deposit was extracted from the spectral data using the geometry (depth and wavelength) of the reflectance spectrum removed from the continuum. The depth of the absorption features is proportional to the mineral abundance, and the wavelength is proportional to the mineral chemical composition. The diagnostic absorption features of each mineral were used to determine the mineral abundance and composition. The final products include the abundance of iron (hydro) oxide (15.8% root-mean-square error [RMSE] Fe2O3); abundance of aluminous clays (RMSE 6% Al2O3); abundance of talc (8% RMSE MgO); identification of clay type (kaolinite, montmorillonite or gibbsite); composition of carbonate (dolomite vs. calcite); and composition of chlorite (Mg vs. Fe). The mineral abundance and composition results provided an effective characterisation of the ore, protore and host rocks and showed variations within the ore body.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-10-07T20:07:34Z No. of bitstreams: 1 2014_CarolleVieiraMuterlle.pdf: 3129264 bytes, checksum: 514930811a03ba37dd26808e1050875e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-10-07T20:30:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_CarolleVieiraMuterlle.pdf: 3129264 bytes, checksum: 514930811a03ba37dd26808e1050875e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-07T20:30:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_CarolleVieiraMuterlle.pdf: 3129264 bytes, checksum: 514930811a03ba37dd26808e1050875e (MD5) / Este trabalho é constituído pela aquisição, processamento e interpretação de dados 2D de sísmica de refração rasa e eletrorresistividade em uma linha no depósito de minério de ferro de N4WS, localizado na Província Mineral de Carajás. Os métodos geofísicos foram utilizados para identificar a interface entre o minério de ferro e demais litologias do corpo, além de gerar um modelo geofísico e compará-lo com sondagens disponíveis na área. Outro objetivo foi de avaliar a potencialidade destes métodos geofísicos como ferramenta para caracterização preliminar do corpo na fase de pesquisa. Para o método de sísmica de refração rasa foram utilizados 120 canais, espaçados 10m em uma linha de 1190 metros, com sete pontos de tiro. O método de eletrorresistividade foi adquirido utilizando a técnica do caminhamento elétrico, utilizando o arranjo polo-polo, em uma linha de 1430 m, com espaçamento entre os eletrodos de 10 metros. Houve boa correlação entre os métodos geofísicos e as sondagens geológicas. Nos resultados da sísmica, um modelo de duas camadas foi gerado, sendo a primeira camada interpretada como horizonte de rochas alteradas, e a segunda camada o horizonte de rochas preservadas. Na seção de eletrorresistividade foi observada uma zona de maior resistividade (>3937 ohm.m), interpretada como sendo minério de ferro. Foi observada uma região de resistividade intermediária (816 – 2330 ohm.m) interpretado como rochas alteradas. Essas duas regiões estão na primeira camada da sísmica. Em maiores profundidades, uma zona com resistividade variando entre 483 e 2330 ohm.m foi interpretada como sendo rocha máfica preservada, e uma região de menor resistividade (<483 ohm.m), como jaspilito. As duas regiões estão localizadas na segunda camada sísmica. A boa correlação entre o modelo geofísico gerado e as sondagens geológicas indica que os métodos geofísicos utilizados em conjunto podem servir como ferramenta para caracterização preliminar em um depósito de ferro, permitindo direcionar os planos de sondagem. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work comprises the acquisition, processing and interpretation of 2D seismic shallow refraction (P-wave) and resistivity profile located in the iron ore deposit of N4WS, Carajás Mineral Province, northern part of Brazil. The geophysical methods were used to identify the limits of the iron ore deposit. Another objective was to evaluate the potentiality of these geophysical methods in that geological context. In order to corroborate the results, the geophysical lines were located to match a geological borehole line. For the seismic refraction, we used 120 channels, spaced by 10m, in a line of 1190 m, with seven shot points. The resistivity method used in the acquisition was the electrical resistivity imaging, with pole-pole array. The resistivity line had a distance of 1430 m, with the same distance between electrodes used in seismic acquisition. The seismic results produced a model with two distinct layers. Based on the velocities values, the first layer was interpreted as altered rocks, and the second layer as more preserved rocks. It was not possible to discriminate different lithologies with the seismic method inside each layer. From the resistivity results, a zone of higher resistivity (>3937 ohm.m) was interpreted as iron ore, and a region of intermediate resistivity (816-2330 ohm.m) as altered rocks. These two regions represent the first seismic layer. On the second seismic layer, an area with intermediated resistivity values (483 to 2330 ohm.m) was interpreted as mafic rocks, and the area with lower resistivity (<483 ohm.m) as jaspilite. Despite some regions do not show good correlation, the overall comparison between the geophysical results and the borehole profiles was satisfactory. Thus, the two geophysical methods together, can be used to generate a preliminary geological model, or also to indicate most favorable locations of the boreholes.

Através de ensaios isotérmicos de redução (950°C) e com velocidade de aquecimento constante, estuda-se o comportamento do sistema carvão-pelota de minério de ferro (CVRD, tipo RD) sob o ponto de vista dos graus de redução e respectivamente graus de metalização obtidos. Os ensaios de redução foram realizados em reatores estáticos, aquecidos eletricamente num forno vertical. Foram utilizados, como redutores sólidos, os carvões de Charqueadas (RS) e de Butiá-Recreio(RS), tanto no estado não desgaseificado, como no estado desgaseificado e com diferentes relações Cfix/Fetot. Foram traçadas curvas dos graus de redução e metalização obtidos contra o tempo, sendo as mesmas analisadas quanto: a influência da natureza do carvão, da presença de matéria volátil e da relação Cfix/Fetot. Também foram determinadas constantes de velocidade da reação global de redução na sistema estudado. / Isothermal experiments of reduction in a heated bed of iron ore pellets (CVRD type RD) and coal have been carried out. The holding temperature used was 950°C and the heating rate was kept constant. The behaviour of the coal-pellet system was studied by comparing the degrees of reduction and metalization obtained. The experiments were carried out using static reactors heated by an electrical vertical furnace. As solid reductors were used the Butái-Recreio coal (RS) and the Charqueadas coal (RS), as well as theirs respectively chars at different Cfix/Fetot ratios. Reduction and metallization curves vs. time were obtained and the influence of the coal nature, the presence of volatile matters and Cfix/Fetot ratio were investigated. Rate constants of the overall reduction reaction were also determined in the system studied.

Os investimentos e o planejamento econômico na mineração requerem o entendimento, quantificação e avaliação de riscos na determinação de teores e tonelagens de minério. O planejamento de lavra e as operações em usinas de beneficiamento também requerem a estimativa de teores e tonelagens. A geoestatística proporciona as ferramentas necessárias para realizar essas estimativas utilizando adaptações das técnicas clássicas de regressão. O minério de ferro, assim como o de manganês, são exemplos de casos nos quais é necessário determinar múltiplas variáveis para a caracterização do minério, de modo tal, que os teores nos modelos de blocos dos depósitos satisfaçam os balanços de massa entre as frações granulométricas e a estequiometria para as espécies químicas dos dados originais. Esses sistemas são altamente complexos, apresentando múltiplas variáveis correlacionadas e sendo, portanto, apropriados para serem abordados com a utilização de técnicas geoestatísticas multivariadas. Apesar de a cokrigagem apresentar um estimador que desde o ponto de vista teórico é não tendencioso e que minimiza a variância do erro, nos casos de depósitos complexos, com um número elevado de variáveis relacionadas por várias somas constantes, apresenta uma série aspectos problemáticos: (i) estimativas fora do intervalo original das amostras e/ou negativas que precisam ser pós-processadas; (ii) a não satisfação, por parte dos teores estimados, dos balanços de massa e estequiométricos (somas constantes), sendo necessária a distribuição do erro ou carregá-lo em uma variável que seja determinada a partir dessas relações; (iii) dificuldades na modelagem da corregionalização que faz necessários softwares que consigam dar satisfação às condições de definição positiva impostas pelo Modelo Linear de Corregionalização e (iv) modelos variográficos que não se ajustam adequadamente aos variogramas experimentais diretos e cruzados. Essa tese aborda metodologias da geoestatística multivariada, alternativas à cokrigagem, no caso de um depósito de ferro, com um número elevado de variáveis presentes em diversas faixas granulométricas, correlacionadas espacialmente e que satisfazem várias relações de soma constante simultaneamente. Inicialmente, é aplicada a decomposição em Fatores de Autocorrelação Mínimos/Máximos (MAF), uma metodologia semelhante à decomposição em Componentes Principais (PCA), que propõe descorrelacionar as variáveis até um vetor de separação pequeno, geralmente coincidente com o espaçamento amostral ou com o alcance da primeira estrutura do variograma, evitando assim a modelagem da corregionalização, determinando cada fator de forma independente e posteriormente retro-transformando-o ao espaço original. Nessa tese os fatores são estimados por krigagem ordinária como uma metodologia de estimativa simples e rápida, porém aproximada, já que a transformação MAF inclui uma etapa de normalização das informações originais, o que constitui uma transformação não linear. A metodologia fornece resultados adequados, não sendo necessária a utilização de softwares específicos para a modelagem da corregionalização já que o problema se remete à modelagem de variogramas de variáveis independentes, e, ao incluir uma etapa de normalização e retro-transformação ao espaço original, as estimativas permanecem dentro do intervalo original das amostras, não havendo a necessidade de pós-processá-las. Compara-se com a metodologia clássica da krigagem das componentes principais (PCA), que descorrelaciona as variáveis só para o vetor de separação nulo, com resultados superiores para os fatores MAF. Porém, não dá uma solução ao problema do fechamento dos balanços, devendo-se também, distribuir o erro ou carregá-lo numa variável que é determinada por diferença, para satisfazê-los. Em segunda instância, implementa-se a cokrigagem de razões-logarítmicas aditivas (alr), sendo uma metodologia desenvolvida para dados composicionais (que apresentam uma soma constante). Essa metodologia fornece resultados superiores aos obtidos por cokrigagem direta das variáveis originais, com estimativas dentro do intervalo original das amostras e uma satisfação dos balanços considerados para a totalidade dos valores determinados. A consideração mais importante dessa metodologia é que as variáveis que constituem uma composição regionalizada, como é o caso das variáveis consideradas nos depósitos de ferro, têm um espaço amostral que está restringido ao simplex no qual a soma constante é satisfeita. Porém, não oferece uma solução para o problema da modelagem da variabilidade espacial conjunta (modelo linear de corregionalização). No entanto, diminui numa unidade a ordem de magnitude dos sistemas de cokrigagem sendo, portanto, mais simples de modelar. / Determination of grades and tonnages, directly affect the comprehension, quantification and risks evaluation in the investment and economic planning for mining projects. Adapting the classic regression techniques, Geostatistics provide the needed methodologies for these determinations. Iron and manganese ores, are examples of cases in which multiple variables need to be determined for ore characterization, simultaneously satisfying the original mass balances and stoichiometry among granulometric fractions and chemical species, respectively. These highly complex systems, with multiple correlated variables, are appropriate for the utilization of multivariate geostatistics. Although the cokriging provides an unbiased estimator that minimizes the error variance, in the case of complex deposits, with a high number of correlated variables, related by multiple constrained sums, it leads to some problematic aspects: (i) estimates outside the original data interval of values and/or negative values, that need to be pos-processed; (ii) estimates that do not satisfy the mass balances and stoichiometry, with the error having to be distributed among variables or assigned to a single variable determined by difference; (iii) impositions of the Linear Model of Corregionalization in presence of multiple variables, need to be achieved by the utilization of specific softwares and (iv) variogram models that do not adhere to experimental direct and cross-variograms. In this thesis, methodologies of multivariate geostatistics, other than cokriging, are evaluated in the frame of an iron ore deposit, with multiple correlated variables, present in various granulometric fractions, simultaneously satisfying diverse closed sum constraints. In first place, decomposition in Minimum/Maximum Autocorrelation Factors (MAF), a methodology similar to Principal Components decomposition (PCA) is performed. This methodology decorrelates variables up to a small separation vector, generally coincident with sampling spacing or with the range of the first structure of the variogram, thus, allowing estimating each factor individually, avoiding modeling the corregionalization. In this thesis, the MAF factors are estimated through ordinary kriging as it is simple and easily implemented, although it provides approximated estimates because of the nscore transformation of the original data that is embedded in the MAF decomposition and back-transformation, which is a non-linear transformation. It provides adequate results, without specific softwares needed for modeling the corregionalization, because the problem is simplified to modeling and estimating individual variables. It is compared with the classical methodology of kriging the Principal Components (PCA) which decorrelates the variables only for a separation vector equal to zero, with superior results for MAF decomposition. The nscore transformation and back-transformation, leads to estimates restricted to the original samples interval, eliminating the pos-processing step. Nevertheless, MAF decomposition does not provide a solution to the closure of mass balances and stoichiometry and the error has to be distributed among variables or assigned to a single variable obtained by difference, as in the case of cokriging of the original data. Secondly, additive log-ratio (alr) cokriging is implemented, being a methodology developed for compositional data (with closed constant sum). This methodology provides better results when compared to the ones obtained by cokriging of the original data, with all estimates within the original data values interval and satisfying the considered balances. The most important consideration of this methodology is that the variables that conform a regionalized composition, as it is the case of variables considered in iron ore, have a sample space that is restricted to the simplex in which the constant sum condition is satisfied. However, it does not provide a solution for modeling the spatial joint correlation (Linear Model of Corregionalization). But, it leads to cokriging systems that are one unit smaller than the original ones and consequently easier to model.

A utilização de modelos de incerteza geológica é fundamental para a quantificação e avaliação da flutuação dos atributos analisados pelos departamentos de planejamento da indústria mineira. O método de simulação seqüencial Gaussiana (SSG) é amplamente utilizado para a construção destes modelos. O SSG caracteriza-se por representar adequadamente o espaço de incerteza da variável aleatória (VA) Z(u), desde que o número de realizações L seja adequado para reproduzi-lo. Existem dois algoritmos implementados em SSG que efetuam a tiragem aleatória da distribuição condicional local de probabilidade (dclp) cumulativa, visando gerar as realizações que vão compor a simulação. O algoritmo clássico, baseado na tiragem simples por Monte Carlo, denomina-se Simple Random Sampling (SRS), enquanto que o método alternativo é denominado Latin Hypercube Sampling (LHS). Esta dissertação compara a eficiência destes dois algoritmos, como forma de caracterizar o espaço de incerteza de algumas funções de transferência usadas na indústria mineral. O estudo de caso envolveu a análise do número de realizações necessárias para caracterizar adequadamente a variabilidade da resposta destas funções, como mecanismo para comparação, para um banco de dados de minério de ferro da Província Mineral de Carajás. Observou-se que o método LHS ofereceu maior eficiência na caracterização do espaço de incerteza da VA Z(u), estratificando a dclp de acordo com cada realização, proporcionando menor número de realizações e melhor cobertura da dclp, na construção do modelo de incerteza. Estes benefícios facilitam a implementação da técnica de SSG nas rotinas de planejamento, de forma que os modelos de incerteza serão menores e mais fáceis de manipular. / Assessing geological uncertainty is of paramount importance in mining industry risk analysis. Sequential Gaussian Simulation (SGS) is widely used for building such models, especially when mapping grade uncertainty. SGS is commonly used for mapping the uncertainty space of a random variable (RV) Z(u), and the number of realizations L to adequate characterize this space is possible large. Two algorithms were herein implemented combined with SGS for random drawing from the conditional cumulative distribution function (ccdf). The classical algorithm, based on Monte Carlo simple drawing known as Simple Random Sampling (SRS), whereas the alternative method, Latin Hypercube Sampling (LHS). The present dissertation compares the efficiency of these two algorithms checking their efficiency in characterizing the uncertainty space of some transfer functions employed in the mineral industry. Through a case study it was checked the number of necessary realizations to adequately characterize the variability of these response functions, as a mechanism for comparison. The dataset comes from an iron ore mine at the Carajás Mineral Province It was observed that the LHS method is more efficient in characterizing uncertainty space of RV Z(u), by stratifying the ccdf according to each realization. Such characteristic of LHS requires fewer realizations to proper build the uncertainty model. These benefits facilitate the implementation simulations into the routines of planning, using smaller and easier to manipulate uncertainty models.

Os investimentos e o planejamento econômico na mineração requerem o entendimento, quantificação e avaliação de riscos na determinação de teores e tonelagens de minério. O planejamento de lavra e as operações em usinas de beneficiamento também requerem a estimativa de teores e tonelagens. A geoestatística proporciona as ferramentas necessárias para realizar essas estimativas utilizando adaptações das técnicas clássicas de regressão. O minério de ferro, assim como o de manganês, são exemplos de casos nos quais é necessário determinar múltiplas variáveis para a caracterização do minério, de modo tal, que os teores nos modelos de blocos dos depósitos satisfaçam os balanços de massa entre as frações granulométricas e a estequiometria para as espécies químicas dos dados originais. Esses sistemas são altamente complexos, apresentando múltiplas variáveis correlacionadas e sendo, portanto, apropriados para serem abordados com a utilização de técnicas geoestatísticas multivariadas. Apesar de a cokrigagem apresentar um estimador que desde o ponto de vista teórico é não tendencioso e que minimiza a variância do erro, nos casos de depósitos complexos, com um número elevado de variáveis relacionadas por várias somas constantes, apresenta uma série aspectos problemáticos: (i) estimativas fora do intervalo original das amostras e/ou negativas que precisam ser pós-processadas; (ii) a não satisfação, por parte dos teores estimados, dos balanços de massa e estequiométricos (somas constantes), sendo necessária a distribuição do erro ou carregá-lo em uma variável que seja determinada a partir dessas relações; (iii) dificuldades na modelagem da corregionalização que faz necessários softwares que consigam dar satisfação às condições de definição positiva impostas pelo Modelo Linear de Corregionalização e (iv) modelos variográficos que não se ajustam adequadamente aos variogramas experimentais diretos e cruzados. Essa tese aborda metodologias da geoestatística multivariada, alternativas à cokrigagem, no caso de um depósito de ferro, com um número elevado de variáveis presentes em diversas faixas granulométricas, correlacionadas espacialmente e que satisfazem várias relações de soma constante simultaneamente. Inicialmente, é aplicada a decomposição em Fatores de Autocorrelação Mínimos/Máximos (MAF), uma metodologia semelhante à decomposição em Componentes Principais (PCA), que propõe descorrelacionar as variáveis até um vetor de separação pequeno, geralmente coincidente com o espaçamento amostral ou com o alcance da primeira estrutura do variograma, evitando assim a modelagem da corregionalização, determinando cada fator de forma independente e posteriormente retro-transformando-o ao espaço original. Nessa tese os fatores são estimados por krigagem ordinária como uma metodologia de estimativa simples e rápida, porém aproximada, já que a transformação MAF inclui uma etapa de normalização das informações originais, o que constitui uma transformação não linear. A metodologia fornece resultados adequados, não sendo necessária a utilização de softwares específicos para a modelagem da corregionalização já que o problema se remete à modelagem de variogramas de variáveis independentes, e, ao incluir uma etapa de normalização e retro-transformação ao espaço original, as estimativas permanecem dentro do intervalo original das amostras, não havendo a necessidade de pós-processá-las. Compara-se com a metodologia clássica da krigagem das componentes principais (PCA), que descorrelaciona as variáveis só para o vetor de separação nulo, com resultados superiores para os fatores MAF. Porém, não dá uma solução ao problema do fechamento dos balanços, devendo-se também, distribuir o erro ou carregá-lo numa variável que é determinada por diferença, para satisfazê-los. Em segunda instância, implementa-se a cokrigagem de razões-logarítmicas aditivas (alr), sendo uma metodologia desenvolvida para dados composicionais (que apresentam uma soma constante). Essa metodologia fornece resultados superiores aos obtidos por cokrigagem direta das variáveis originais, com estimativas dentro do intervalo original das amostras e uma satisfação dos balanços considerados para a totalidade dos valores determinados. A consideração mais importante dessa metodologia é que as variáveis que constituem uma composição regionalizada, como é o caso das variáveis consideradas nos depósitos de ferro, têm um espaço amostral que está restringido ao simplex no qual a soma constante é satisfeita. Porém, não oferece uma solução para o problema da modelagem da variabilidade espacial conjunta (modelo linear de corregionalização). No entanto, diminui numa unidade a ordem de magnitude dos sistemas de cokrigagem sendo, portanto, mais simples de modelar. / Determination of grades and tonnages, directly affect the comprehension, quantification and risks evaluation in the investment and economic planning for mining projects. Adapting the classic regression techniques, Geostatistics provide the needed methodologies for these determinations. Iron and manganese ores, are examples of cases in which multiple variables need to be determined for ore characterization, simultaneously satisfying the original mass balances and stoichiometry among granulometric fractions and chemical species, respectively. These highly complex systems, with multiple correlated variables, are appropriate for the utilization of multivariate geostatistics. Although the cokriging provides an unbiased estimator that minimizes the error variance, in the case of complex deposits, with a high number of correlated variables, related by multiple constrained sums, it leads to some problematic aspects: (i) estimates outside the original data interval of values and/or negative values, that need to be pos-processed; (ii) estimates that do not satisfy the mass balances and stoichiometry, with the error having to be distributed among variables or assigned to a single variable determined by difference; (iii) impositions of the Linear Model of Corregionalization in presence of multiple variables, need to be achieved by the utilization of specific softwares and (iv) variogram models that do not adhere to experimental direct and cross-variograms. In this thesis, methodologies of multivariate geostatistics, other than cokriging, are evaluated in the frame of an iron ore deposit, with multiple correlated variables, present in various granulometric fractions, simultaneously satisfying diverse closed sum constraints. In first place, decomposition in Minimum/Maximum Autocorrelation Factors (MAF), a methodology similar to Principal Components decomposition (PCA) is performed. This methodology decorrelates variables up to a small separation vector, generally coincident with sampling spacing or with the range of the first structure of the variogram, thus, allowing estimating each factor individually, avoiding modeling the corregionalization. In this thesis, the MAF factors are estimated through ordinary kriging as it is simple and easily implemented, although it provides approximated estimates because of the nscore transformation of the original data that is embedded in the MAF decomposition and back-transformation, which is a non-linear transformation. It provides adequate results, without specific softwares needed for modeling the corregionalization, because the problem is simplified to modeling and estimating individual variables. It is compared with the classical methodology of kriging the Principal Components (PCA) which decorrelates the variables only for a separation vector equal to zero, with superior results for MAF decomposition. The nscore transformation and back-transformation, leads to estimates restricted to the original samples interval, eliminating the pos-processing step. Nevertheless, MAF decomposition does not provide a solution to the closure of mass balances and stoichiometry and the error has to be distributed among variables or assigned to a single variable obtained by difference, as in the case of cokriging of the original data. Secondly, additive log-ratio (alr) cokriging is implemented, being a methodology developed for compositional data (with closed constant sum). This methodology provides better results when compared to the ones obtained by cokriging of the original data, with all estimates within the original data values interval and satisfying the considered balances. The most important consideration of this methodology is that the variables that conform a regionalized composition, as it is the case of variables considered in iron ore, have a sample space that is restricted to the simplex in which the constant sum condition is satisfied. However, it does not provide a solution for modeling the spatial joint correlation (Linear Model of Corregionalization). But, it leads to cokriging systems that are one unit smaller than the original ones and consequently easier to model.