No description available.

A geometallurgical model is the combination of a spatial model representing an ore deposit and a process model representing the comminution and concentration steps in beneficiation. The process model itself usually consists of several unit models. Each of these unit models operates at a given level of detail in material characterization - from bulk chemical elements, elements by size, bulk minerals and minerals by size to the liberation level that introduces particles as the basic entity for simulation (Paper 1). In current state-of-the-art process simulation, few unit models are defined at the particle level because these models are complex to design at a more fundamental level of detail, liberation data is hard to measure accurately and large computational power is required to process the many particles in a flow sheet. Computational cost is a consequence of the intrinsic complexity of the unit models. Mineral liberation data depends on the quality of the sampling and the polishing, the settings and stability of the instrument and the processing of the data. This study introduces new tools to simulate a population of mineral particles based on intrinsic characteristics of the feed ore. Features are extracted at the meso-textural level (drill cores) (Paper 2), put in relation to their micro-textures before breakage and after breakage (Paper 3). The result is a population of mineral particles stored in a file format compatible to import into process simulation software. The results show that the approach is relevant and can be generalized towards new characterization methods. The theory of image representation, analysis and ore texture simulation is briefly introduced and linked to 1-point, 2-point, and multiple-point methods from spatial statistics. A breakage mechanism is presented as a cellular automaton. Experimental data and examples are taken from a copper-gold deposit with a chalcopyrite flotation circuit, an iron ore deposit with a magnetic separation process. This study is covering a part of a larger research program, PREP (Primary resource efficiency by enhanced prediction). / PREP

Thesis ( Ph.D.)--University of the Witwatersrand, Faculty of Science, 2001.

This thesis proposes some new valuation models and procedures for global and local ore reserve estimation. To obtain efficient grade and tonnage estimates for global borehole valuations of new gold mining properties, the appropriate spatial and distributional models for the mineralisation are absolutely essential. [Abbreviated Abstract. Open document to view full version] / GR 2016

O Brasil é um dos maiores produtores de minério de ferro do mundo, sendo este a principal commodity mineral para a sua economia. O processo de flotação favoreceu a produção mundial do minério de ferro nas últimas décadas, utilizando tensoativos (coletores) para separar o ferro (hematita) de seu principal contaminante, a sílica (quartzo). Os coletores empregados na flotação são as éteraminas, constituídas de um radical com 8-12 carbonos e três carbonos entre os grupos funcionais éter e amina. O estudo da relação estrutura/desempenho, nesta operação, pode contribuir para a utilização de diferentes moléculas com o intuito de melhorar o custo-benefício no processo. Neste trabalho propôs-se sintetizar diferentes estruturas (aminoamidas e ésteraminas) com variações na parte polar do tensoativo para verificar o impacto no processo de flotação. Neste contexto, o trabalho é dividido em duas partes principais: estudo da composição mineral e síntese/aplicação de moléculas. Após análise por FRX, confirmou-se que a amostra é constituída principalmente por 64,49% de hematita, e 30,87% de quartzo, a principal impureza. A estrutura do coletor padrão, isononiléterpropilamina parcialmente neutralizada com ácido acético, e das moléculas sintetizadas, foi verificada por FT-IR e RMN de ¹³C (apt). As aminoamidas N-(3-(dimetilamino)propil)-dodecanamida 7 e a mistura contendo N-(2-(2-aminoetil-amino)etil)-dodecanamida 2 apresentaram bom desempenho como coletores em relação ao padrão. O teor de quartzo (SiO2) permitido no concentrado deve ser menor que 2%; os resultados obtidos com os coletores padrão, aminoamida 2 e aminoamida 7 foram, respectivamente, 1,80%, 1,72% e 1,85%. Estes números mostram que as moléculas sintetizadas, sob as condições de estudo em questão, são coletores de sílica eficientes para aplicação na flotação do minério de ferro. / Brazil is one of the biggest iron ore producer in the world, being this the major mineral commodity for its economy. The flotation process has promoted worldwide iron ore production in the last decades, by using tensoactives (collectors) to separate iron (hematite) from its main contaminant, sílica (quartz). The collectors used in the flotation are etheramines, which contain 8-12 carbon radical and 3 carbons between ether and amine functional groups. The study of the relation structure/performance in this operation can contribute to the use of different mollecules with the intention to improve the cost-benefit in the process. This procedure intends to prepare different structures (amido amines and ether amines) with variations on the polar part of the tensoactive to verify the impact on the flotation process. This essay is divided in two main parts: the study of the mineral composition and mollecules synthesis/application. After FRX analysis, it has been verified that the sample is mainly constituted by hematite (64,49%) and quartz (30,87%), the main impurity. The standard collector structure isononyletherpropylamine partially neutralised with acetic acid, and the synthesized mollecules were verified through FT-IR and ¹³C NMR (apt). The amido amines N-(3-(dimethylamino)propyl)-dodecanamide 7 and the mixture containing N-(2-(2-aminoetil-amino)etil)-dodecanamida 2 showed good performance as collectors in relation to the standard collector. The permitted quartz content (SiO2) in the concentrate must be less then 2%; the obtained results with the pattern, amido amine 2 and amido amine 7 collectors were, respectively, 1,80%, 1,72% e 1,85%. These numbers show that the sinthesized mollecules, under the applied study conditions, are effective quartz collectors for application in the iron ore flotation.

Com a proposta de selecionar a melhor conformação de um forno para redução carbotérmica com micro-ondas, dois tipos de cavidades com formatos paralepipédico e hexagonal foram projetadas e construídas. Os dois com uma característica em comum, o pleno controle da potência fornecida e da medida da energia de micro-ondas efetivamente aplicada à carga em processo de redução podendo assim realizar balanços de energia e determinação de taxa de reação com altos níveis de confiança. Eles permitem, sobretudo, a medida simultânea de temperatura e de massa do material sob redução, e a fácil reprodutibilidade das condições de ensaio. Os fornos paralepipédico e hexagonal operam com geradores de micro-ondas de 2,45 GHz e potência ajustável até 6 kW. Durante os ensaios as amostras foram mantidas sob atmosfera de argônio. Nos testes operacionais dos fornos procedeu-se à redução carbotérmica de minério de ferro de Carajás, utilizando carvão mineral Chipanga como redutor através de pelotas auto redutoras. Obtiveram-se curvas cinéticas de redução de minério de ferro, temperatura e de consumo de energia durante o processo. Os dados colhidos com estes fornos permitiram realizar análises estatísticas da eficiência de cada tipo de forno através da taxa de reação obtida além da energia de micro-ondas efetivamente consumida na redução do minério. Ainda, foi construído um forno cilíndrico, portanto extrapolando o formato hexagonal, com potência de 15 kW, com o objetivo de averiguar como o conjunto pelotas/cavidade se comporta em condições mais drásticas. / This work deals with two different types of microwave cavities to be used in carbothermic reduction that were designed and built in order to select a better furnace conformation. Parallepipedic and hexagonal shapes were used for this purpose. Both of them share some common characteristics: full control of the power supplied to the furnace, and measurement of the effective microwave power applied to the load under reduction process. These characteristics help to achieve energy balance and reaction rate with high confidence levels. Simultaneous measurements of mass and temperature versus time are also easily done and helps reproduction of each test condition. The parallelepiped and hexagonal ovens are excited by 2.45 GHz microwave generators with adjustable power up to 6 kW. Argon gas atmosphere was used when processing the samples. Operational tests of the carbothermic reduction of iron ore from Carajás were done by the use of self-reducing pellets of Chipanga coal. Temperature and other data collected during the processes allowed calculation of their kinetic curves and energy consumption. The efficiency of each kind of furnace was obtained from statistical analysis of the data using reaction rate as well as the microwave energy consumption. Finally, going further from the hexagonal shape, a cylindrical furnace was built in order to verify the behavior of the pellets/cavity groups in heavier conditions with applied power up to 15 kW.

Esta pesquisa trata da produção do espaço geográfico pela indústria mineral de ferro através do processo de industrialização brasileiro, utilizando a categoria da Formação Social e a Teoria dos Ciclos Juglarianos. A industrialização brasileira ocorreu através da substituição escalonada de importações, transferindo recursos de áreas com capacidade ociosa para áreas deficitárias. A partir da Segunda Guerra Mundial, o desenvolvimento tecnológico ampliou a capacidade de transporte das embarcações, barateando os custos de frete e isso fez com que a produção das minas localizadas em países não-tradicionais na exploração de minério de ferro fossem inseridas no mercado internacional. Os investimentos na expansão da capacidade encontraram limites na fase depressiva da década de oitenta. Na década de noventa, as grandes empresas de mineração participaram de investimentos nos serviços públicos (infra-estrutura de transportes e energia). Na década de noventa também, tem início a expansão do uso do gás natural como matriz energética para a indústria brasileira. Esse fator encaminha para a superação de parte das deficiências na infra-estrutura instalada na região Noroeste do Estado de Mato Grosso do Sul, onde reservas de minério de ferro e manganês são conhecidas desde a segunda metade do século XIX e onde estão localizadas duas empresas, Urucum Mineração e Mineração e Mineração Corumbaense Reunida, de propriedade, respectivamente da Companhia Vale do Rio Doce e da Rio Tinto, duas das maiores empresas de mineração do mundo. / This research deals with the production of geographic space by iron mineral industry, by means of the brazilian process of industrialization utilizing the category of Social Formation and the theory of Juglarian Cycles. The brazilian industrialization occured athwart the scaled substitution of imports transferring resources from areas of idle capacity to areas in deficit. From the Second World War on, tecnological development amplified the transport capacity of ships, cheapining freight costs and it made the production of mines localized in non-traditional countries in iron ore exploration to be inserted in the international commerce. Investments on capacity expansion encountered limits on the depressive phase in the eighty’s decade. In the ninety’s decada large mining companies participated on investments in public services (transport and energy infrastructure). In the ninety’s, it also began the expansin of natural gas use as energetic matrix for the brazilian industry. This fact leads to the overcoming of part of the infrastructrure deficis installed in the north west of Mato Grosso do Sul, where reserves of iron ore and manganese are known since the second part of the nineteenth century, and where are localized two companies of Urucum Mineração and Mineração Corumbaense Reunidas, properties of Compania Vale do Rio Doce and Rio Tinto, respectivamente, the two largest mining companies of the world.

O trabalho proposto considerou o desenvolvimento de uma abordagem por autômatos celulares para modelagem de recursos minerais. De uma maneira geral, os autômatos celulares permitem a modelagem de sistemas e fenômenos levando em conta parâmetros de forma, dimensão, geometria, regras de evolução, regras de vizinhança e estado inicial. Para a aplicação dos autômatos celulares, foi desenvolvida uma ferramenta de software com apoio do Núcleo de Desenvolvimento de Software, do Departamento de Engenharia de Departamento de Sistemas Eletrônicos da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. A ferramenta de modelagem desenvolvida foi aplicada para modelar um banco de dados conhecido na mineração, que é o Walker Lake Dataset Isaaks e Srivastava (1989). Os resultados obtidos demonstraram que a abordagem por ACs tem potencial para a área de modelagem de recursos minerais, e indicaram a importância de definir uma metodologia específica para a seleção do método de interpolação mais adequado para cada conjunto de dados estudados. / This research project proposes a new approach for modeling geological resources using cellular automata. In general, cellular automata allow modeling systems taking into account parameters of shape, dimensions, evolution rules, neighboring rules and initial state of the cells. For the application of cellular automata in this project, a new tool has been developed in conjunction with the Software Development Group of the Department of Electronics of University of São Paulo. The modeling tool has been applied to model a popular dataset in mining which is the Waker Lake dataset (Isaaks e Srivastava,1989). The results showed that the approach has potential for ACs to the area of modeling of mineral resources and indicated the importance of defining an interpolation method most appropriate for evolutionary change of ACs for the dataset studied.

O transporte de minérios através do bombeamento de polpa é relevante em escala mundial. No Brasil este modo de transporte é muito importante devido à enorme produção mineral e suas distâncias continentais. E, o bombeamento de polpa em planta é ainda mais importante pois é uma operação diária que afeta a todos os envolvidos. A motivação para este estudo foi providenciar para a Escola Politécnica uma estação de bombeamento capaz de levantar os parâmetros do escoamento necessários para o correto dimensionamento das linhas de polpa. Esta dissertação descreve a montagem de dois loops (3\'\' e 4\'\'), devidamente instrumentado e com a aquisição direta dos dados via computador. Os loops foram dimensionados, os componentes, bomba e instrumentos adquiridos, o loop montado, calibrado e colocado em marcha. Esta dissertação registra esta experiência e discute as dificuldades encontradas, na expectativa de que este sistema de bombeamento venha a ser útil para futuros pesquisadores. A Escola Politécnica agora dispõe de um loop de bombeamento de polpa mineral adequado para a determinação de parâmetros hidráulicos, pesquisa e suporte para futuros projetos. / Ore transportation via slurry pumping is relevant in a world scale. In Brazil, due to its huge mineral production and continental distances, mineroducts are an important transportation mode. And, in plant slurry pumping is still more important as it is a dayby- day operation that affects everybody. The motivation for this study was to provide Escola Politécnica (USP) of a convenient pumping station (loop) able to measure the necessary flow parameters for proper design of slurry lines. This dissertation describes the design of two loops (3\'\' and 4\'\') full instrumented and with direct data acquisition via computer. The loops have been sized, components, pump and instruments purchased, erected and started-up. This dissertation registers this experience and discusses the difficulties found, in the expectative can become useful for other researches. Escola Politécnica has now a proper slurry pumping loop for hydraulic determinations, research and for support of future projects.

O uso de aglomerantes na pelotização a quente de minério de ferro visa cumprir duas funções: (1) aumentar a resistência da pelota antes do aquecimento (resistência a verde) e (2) evitar o colapso das pelotas durante a queima, quando a expulsão dos gases gerados pela vaporização de água e de voláteis tende a destruir a pelota. A bentonita é o aglomerante mais empregado industrialmente, e seu mecanismo de ligação no processo de ganho de resistência da pelota já foi amplamente estudado e compreendido. Várias tentativas de substituição da bentonita na pelotização de minério de ferro recorrem ao uso de aglomerantes orgânicos cuja composição apresente propriedades aglomerantes em conjunto com dispersantes. O presente trabalho visou contribuir para o melhor entendimento do mecanismo inerente ao uso de agente coloidisante na aglomeração do material particulado no processo de pelotização, por meio da avaliação da influência dos agentes coloidisantes em comparação aos aglomerantes Peridur® e bentonita no processo de pelotização de concentrado de minério de ferro. Para este fim, foram realizados ensaios de bancada visando a identificação de possíveis ações dos aglomerantes/dispersantes na viscosidade, potencial zeta e grau de dispersão das misturas, bem como a sua influência na liberação/aglomeração dos finos. Os resultados destes parâmetros foram confrontados com os resultados de caracterização das pelotas confeccionadas com os diferentes aglomerantes/ dispersantes pelos quais foi possível identificar que os dispersantes tem forte atuação sobre o conteúdo de finos do concentrado de minério de ferro. A ação principal se dá pela remoção das partículas ultrafinas que recobrem os grãos mais grosseiros presentes na amostra e as dispersam, no caso dos dispersantes, aumentando a disponibilidade do conteúdo de finos <4 µm, principalmente os finos menores que 1 µm (coloides). No caso do aglomerante orgânico, observa-se também essa ação, no entanto, os finos presentes são aglomerados na faixa entre 26 e 4 µm. / The use of binders for iron ore pelletizing is required to: (1) increase the pellet strength before heating (green strength); (2) prevent the collapse of the pellets during firing, when the gases generated by water vaporization could create cracks. Bentonite is the main binder used in industry, and its binding mechanism in iron ore pellets has been widely studied and understood. Efforts to solve the problems of using bentonite in iron ore pelletizing have focused on the use of organic binders whose composition presents dispersant properties. The objective of this study is to evaluate the influence of colloidal agents compared to binders, Peridur® and bentonite, in the pelletizing process of iron ore concentrate aiming to contribute with the understanding the action of these agents in the mechanisms of agglomeration of the pellets. With this goal, bench tests were carried out to identify possible actions of binders/dispersant in the viscosity, zeta potential and degree of dispersion of the mixtures, as well as its influence on the liberation/agglomeration of the fine particles. The results of these parameters were compared with the results of the characterization of the pellets prepared with different binders/dispersants. By this study, it was identified that the dispersant has a strong influence on the fine particle content on the iron ore concentrate. The main action takes place by the removal of ultrafine particles overlying coarser grains in the sample and the scatter, in the case of dispersants, increasing the availability of fine content <4 micrometers. In the case of the organic binder, this action is also observed; however, the fines are agglomerated in the range between 4 and 26 micrometers.