Submitted by Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-02-22T17:59:03Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoRejeitosMinério.pdf: 3623229 bytes, checksum: c9e91af2fd57f6d25573fbb1a2b28ed4 (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-02-25T14:01:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoRejeitosMinério.pdf: 3623229 bytes, checksum: c9e91af2fd57f6d25573fbb1a2b28ed4 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-25T14:01:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoRejeitosMinério.pdf: 3623229 bytes, checksum: c9e91af2fd57f6d25573fbb1a2b28ed4 (MD5) Previous issue date: 2009 / O presente trabalho apresenta uma caracterização dos rejeitos originados no processamento mineral de sete usinas de beneficiamento de diversas minas da Vale. O objetivo foi caracterizar os sólidos contidos nestes rejeitos os quais são constituídos essencialmente por partículas ultrafinas menores do que 10 µm. Esta caracterização serve de base para o desenvolvimento e a escolha de técnicas de processamento mineral adequadas ao possível reaproveitamento destes rejeitos nas plantas de beneficiamento, visto que o teor de ferro encontrado nos mesmos, em alguns casos, é até maior do que o lavrado em outras minas. A recuperação e o aproveitamento dos minerais de ferro presente nos rejeitos além de propiciar um aumento da recuperação metalúrgica e em massa das plantas de beneficiamento, podem contribuir também para a redução do impacto e passivo ambiental das empresas. Soma-se a isto o fato de que, com o aproveitamento destes rejeitos, os processos de obtenção de licenças ambientais para a ampliação ou construção de novas barragens de rejeitos, normalmente morosos e de custo elevado, seriam evitados. No presente trabalho, as separações granulométricas foram feitas por peneiramento a úmido e elutriação (cyclosizer). A determinação da distribuição granulométrica foi feita pela técnica de difração de laser (Cilas). As análises químicas foram realizadas por espectrometria de plasma de acoplamento indutivo e por via úmida. As demais técnicas de caracterização foram: difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura com microanálise química associada e espectroscopia Mössbauer. Os rejeitos ultrafinos apresentaram um teor significativo de ferro (44% a 64%), principalmente nas formas de hematita (α-Fe2O3) e goethita (α-FeOOH). A espectroscopia Mössbauer mostra que à medida que a granulometria das partículas diminui o teor de goethita aumenta e o teor de hematita é maior nas frações mais grossas (+10 µm). A análise no MEV revelou que as partículas dos rejeitos não são esféricas e que, tanto a separação realizada pelo cyclosizer quanto pelo peneiramento a úmido apresentaram, em certas ocasiões, partículas fora de sua faixa granulométrica, o que é um comportamento perfeitamente esperado para ambos os métodos, devido às características de separação de cada técnica. ____________________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This work presents a characterization of tailings from the mineral processing of seven mines from Vale. The objective was to characterize the solid contained in these tailings which consist mainly of ultra fine particles smaller than 10 µm. This study details the iron minerals in tailings from each mine to serve as the basis for the development and selection of mineral processing techniques suitable for possible reuse of these tailings in beneficiation plants, since the iron content found in them often is even greater than that exploited in many mines. The recovery and reuse of iron minerals present in the tailings, besides providing an increase in metal recovery and mass of treatment plants, would also contribute to reducing the environmental impact and liability of businesses. In addition the fact that, with the reuse of these tailings, the process of obtaining environmental permits for the expansion or construction of new dams of tailings, usually slow and costly, would be avoided. In this study, particle-size separations were done by wet sieving and elutriation, whereas the particle-size distributions were checked by laser diffraction (Cilas). The chemical analyses were performed by Inductively Coupled Plasma and wet methods. The materials were also characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy and Mössbauer spectroscopy. The tailings showed a significant level of iron (from 44% to 64%), mainly in the forms of hematite (α- Fe2O3) and goethite (α-FeOOH). Mössbauer results showed that as the particle-size decreases the amount of goethite increases. Furthermore, the hematite content is always greater in the coarser fractions (+10 µm). The SEM analysis showed that the vast majority of the particles are not spherical, and that the separations by the cyclosizer as the wet sieving showed particles out of its expected size range, which is a perfectly expected behavior for both methods of separation due to the characteristics of each technique.

O setor siderúrgico é um grande consumidor de energia e envolve grandes volumes de insumos, emissões de poluentes e resíduos sólidos. As usinas siderúrgicas semi-integradas são recicladoras de aço, tendo a sucata como sua principal matéria-prima. Os trituradores de sucata são utilizados para minimizar as impurezas e ajustar as dimensões da sucata. Esta etapa de separação gera um grande volume de resíduos que não são aproveitados no processo siderúrgico. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar as frações do resíduo de um triturador de sucata de uma indústria siderúrgica da região do Vale dos Sinos-RS, para fins de um posterior reaproveitamento. Através de estudos de otimização do equipamento foi possível separar o material em quatro frações <20 mm (funil), >20 e <30 mm (EC1), >30 e <100 mm (EC2) e >100 mm (TC9). Estas frações foram analisadas em relação à composição das amostras, distribuição granulométrica, análise térmica, análise imediata, análise elementar, análise do poder calorífico superior, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a concentração de metais. Pode se concluir que a fração fina (<20 mm), possui potencial para incorporação em blocos cerâmicos estruturais. A fração entre 20 mm e 30 mm apresentam características compatíveis para o uso na indústria cimenteira. As amostras de maior granulometria, fração entre 30 e 100 mm e > 100 mm, apresentam potencial de uso para o reaproveitamento energético. Apontou-se oportunidade na recuperação de ferrosos e não ferrosos em todas as frações estudadas. Para o reaproveitamento do resíduo do shredder é necessário a separação deste em granulometrias diferentes. / The steel sector is a major consumer of energy and involves large volumes of inputs, pollutant emissions and solid waste. The semi-integrated steel mills are steel recyclers, with scrap as their main raw material. Scrap grinders are used to minimize impurities and adjust scrap dimensions. This separation stage generates a large volume of waste that is not used in the steelmaking process. Therefore, the objective of this work was to characterize the fractions of the waste from a scrap crusher from a steel industry in the Vale dos Sinos-RS region, for purposes of subsequent reuse. By means of equipment optimization studies it was possible to separate the material into four fractions <20 mm (funnel),> 20 and <30 mm (EC1),> 30 and <100 mm (EC2) and> 100 mm (TC9). These fractions were analyzed in relation to the composition of the samples, particle size distribution, thermal analysis, immediate analysis, elemental analysis, higher calorific value analysis, scanning electron microscopy (SEM) and metal concentration. It can be concluded that the fine fraction (<20 mm) has potential for incorporation of the raw material for the production of structural ceramic blocks. The smaller fractions (<20 mm and <30 mm) have compatible characteristics for use in the cement industry. Samples with higher grain size (> 30 mm and> 100 mm) show potential for use in energy recovery. It was pointed out an opportunity in the recovery of ferrous and non-ferrous in all fractions studied. For the reuse of the shredder residue it is necessary to separate it in different granulometry.

O setor siderúrgico é um grande consumidor de energia e envolve grandes volumes de insumos, emissões de poluentes e resíduos sólidos. As usinas siderúrgicas semi-integradas são recicladoras de aço, tendo a sucata como sua principal matéria-prima. Os trituradores de sucata são utilizados para minimizar as impurezas e ajustar as dimensões da sucata. Esta etapa de separação gera um grande volume de resíduos que não são aproveitados no processo siderúrgico. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar as frações do resíduo de um triturador de sucata de uma indústria siderúrgica da região do Vale dos Sinos-RS, para fins de um posterior reaproveitamento. Através de estudos de otimização do equipamento foi possível separar o material em quatro frações <20 mm (funil), >20 e <30 mm (EC1), >30 e <100 mm (EC2) e >100 mm (TC9). Estas frações foram analisadas em relação à composição das amostras, distribuição granulométrica, análise térmica, análise imediata, análise elementar, análise do poder calorífico superior, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a concentração de metais. Pode se concluir que a fração fina (<20 mm), possui potencial para incorporação em blocos cerâmicos estruturais. A fração entre 20 mm e 30 mm apresentam características compatíveis para o uso na indústria cimenteira. As amostras de maior granulometria, fração entre 30 e 100 mm e > 100 mm, apresentam potencial de uso para o reaproveitamento energético. Apontou-se oportunidade na recuperação de ferrosos e não ferrosos em todas as frações estudadas. Para o reaproveitamento do resíduo do shredder é necessário a separação deste em granulometrias diferentes. / The steel sector is a major consumer of energy and involves large volumes of inputs, pollutant emissions and solid waste. The semi-integrated steel mills are steel recyclers, with scrap as their main raw material. Scrap grinders are used to minimize impurities and adjust scrap dimensions. This separation stage generates a large volume of waste that is not used in the steelmaking process. Therefore, the objective of this work was to characterize the fractions of the waste from a scrap crusher from a steel industry in the Vale dos Sinos-RS region, for purposes of subsequent reuse. By means of equipment optimization studies it was possible to separate the material into four fractions <20 mm (funnel),> 20 and <30 mm (EC1),> 30 and <100 mm (EC2) and> 100 mm (TC9). These fractions were analyzed in relation to the composition of the samples, particle size distribution, thermal analysis, immediate analysis, elemental analysis, higher calorific value analysis, scanning electron microscopy (SEM) and metal concentration. It can be concluded that the fine fraction (<20 mm) has potential for incorporation of the raw material for the production of structural ceramic blocks. The smaller fractions (<20 mm and <30 mm) have compatible characteristics for use in the cement industry. Samples with higher grain size (> 30 mm and> 100 mm) show potential for use in energy recovery. It was pointed out an opportunity in the recovery of ferrous and non-ferrous in all fractions studied. For the reuse of the shredder residue it is necessary to separate it in different granulometry.

O setor siderúrgico é um grande consumidor de energia e envolve grandes volumes de insumos, emissões de poluentes e resíduos sólidos. As usinas siderúrgicas semi-integradas são recicladoras de aço, tendo a sucata como sua principal matéria-prima. Os trituradores de sucata são utilizados para minimizar as impurezas e ajustar as dimensões da sucata. Esta etapa de separação gera um grande volume de resíduos que não são aproveitados no processo siderúrgico. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar as frações do resíduo de um triturador de sucata de uma indústria siderúrgica da região do Vale dos Sinos-RS, para fins de um posterior reaproveitamento. Através de estudos de otimização do equipamento foi possível separar o material em quatro frações <20 mm (funil), >20 e <30 mm (EC1), >30 e <100 mm (EC2) e >100 mm (TC9). Estas frações foram analisadas em relação à composição das amostras, distribuição granulométrica, análise térmica, análise imediata, análise elementar, análise do poder calorífico superior, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a concentração de metais. Pode se concluir que a fração fina (<20 mm), possui potencial para incorporação em blocos cerâmicos estruturais. A fração entre 20 mm e 30 mm apresentam características compatíveis para o uso na indústria cimenteira. As amostras de maior granulometria, fração entre 30 e 100 mm e > 100 mm, apresentam potencial de uso para o reaproveitamento energético. Apontou-se oportunidade na recuperação de ferrosos e não ferrosos em todas as frações estudadas. Para o reaproveitamento do resíduo do shredder é necessário a separação deste em granulometrias diferentes. / The steel sector is a major consumer of energy and involves large volumes of inputs, pollutant emissions and solid waste. The semi-integrated steel mills are steel recyclers, with scrap as their main raw material. Scrap grinders are used to minimize impurities and adjust scrap dimensions. This separation stage generates a large volume of waste that is not used in the steelmaking process. Therefore, the objective of this work was to characterize the fractions of the waste from a scrap crusher from a steel industry in the Vale dos Sinos-RS region, for purposes of subsequent reuse. By means of equipment optimization studies it was possible to separate the material into four fractions <20 mm (funnel),> 20 and <30 mm (EC1),> 30 and <100 mm (EC2) and> 100 mm (TC9). These fractions were analyzed in relation to the composition of the samples, particle size distribution, thermal analysis, immediate analysis, elemental analysis, higher calorific value analysis, scanning electron microscopy (SEM) and metal concentration. It can be concluded that the fine fraction (<20 mm) has potential for incorporation of the raw material for the production of structural ceramic blocks. The smaller fractions (<20 mm and <30 mm) have compatible characteristics for use in the cement industry. Samples with higher grain size (> 30 mm and> 100 mm) show potential for use in energy recovery. It was pointed out an opportunity in the recovery of ferrous and non-ferrous in all fractions studied. For the reuse of the shredder residue it is necessary to separate it in different granulometry.