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 Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-02-25T12:57:59Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AproveitamentoMinériosFerro.pdf: 4941141 bytes, checksum: 7fc54169ae9d05ca62dad2964a3d2b36 (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-02-25T14:03:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AproveitamentoMinériosFerro.pdf: 4941141 bytes, checksum: 7fc54169ae9d05ca62dad2964a3d2b36 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-25T14:03:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AproveitamentoMinériosFerro.pdf: 4941141 bytes, checksum: 7fc54169ae9d05ca62dad2964a3d2b36 (MD5) Previous issue date: 2012 / Essa dissertação descreve a situação atual e as tendências relacionadas ao tratamento de minérios de ferro de baixo teor na indústria mineral, utilizando um estudo de caso e uma discussão sobre o projeto de implantação de uma instalação de tratamento de itabiritos de baixo teor, denominada ITM-S, a ser instalada em uma empresa mineradora de ferro no Estado de Minas Gerais. Seu objetivo principal foi analisar a viabilidade técnica e econômico-financeira desse projeto, com base nos conceitos existentes na metodologia FEL (Front-End-Loading), associados aos conceitos de sequenciamento de lavra, beneficiamento mineral e economia mineral. Foram analisados, na metodologia, dois cenários do projeto para a escolha das alternativas de rotas de processo: com o uso de separação magnética (cenário 1), e sem a utilização de separação magnética (cenário 2). Os resultados mostraram que o cenário 2 é o mais viável economicamente, devido principalmente a redução do investimento por tonelada produzida, dentre outros fatores. Pretende-se apresentar as várias evoluções nos processos de tratamento de minério de ferro, e apresentar uma metodologia adequada para análise de viabilidade de projetos de tratamento e aproveitamento de minérios de ferro marginais, como a metodologia FEL, associada aos conceitos existentes na engenharia de minas. ____________________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This dissertation describes the current situation and trends related to the exploitation of low-grade iron ore in the mineral industry, to accomplish it, a case study and a discussion on the implementation project of a treatment facility for low grade itabirites called ITM-S, to be installed in an iron ore mining company in the State of Minas Gerais, are presented. The main objective was to analyze the technical and economic-financial feasibility of this project, based on FEL methodology (Front-End- Loading) existing concepts, associated with the mining concepts of sequencing, mineral processing and mineral economics. Using this methodology, two project’s scenarios were analyzed in order to help to choose between two alternative routes: magnetic separation usage (scenario 1), and no usage of magnetic separation (scenario 2). The results showed that scenario 2 is the most economically viable; mainly due to reduction of the investment per ton produced, among other factors. This work intends to present the various evolutions in the iron ore treatment processes, and to present an appropriate methodology for marginal iron ore project feasibility analysis, such as the FEL methodology, associated with the existing concepts in mining engineering.

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.

Ore classification is useful for understanding and controlling industrial beneficiation processes. The present work contributes to the developement of a computer vision system for automated classification of iron ores by image analysis of optical micrographs. For this purpose, morphological feature extraction algorithms were implemented and feature based classification algorithms were developed. These methods were successfully applied to the classification of hematite grains into four classes determined by their shape (lamellar or granular) and porosity (porous and compact) as characterized by just four features, namely, circularity, aspect ratio, fiber ratio and porosity. / A classificação de minérios é útil para o entendimento e controle processos de beneficiamento industrial. O presente trabalho contribui para o desenvolvimento de um sistema de visão computacional para realizar a classificação automática de minério de ferro por análise de imagens de micrografia ótica. Com este propósito, algoritmos de extração de características morfológicas foram implementados e algoritmos de classificação com base em características foram desenvolvidos. Estes métodos foram aplicados com sucesso à classificação de grãos de hematita em quatro classes determinadas pela sua forma (lamelar ou granular) e porosidade (porosa e compacta) utilizando apenas quatro características, a saber, circularidade, razão de aspecto, razão de fibra e porosidade.

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.

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.