Diante de um cenário de expansão do agronegócio e do aumento do consumo de fertilizantes em função do crescimento exponencial da população, torna-se necessário um melhor aproveitamento das reservas minerais existentes, através da obtenção de produtos de melhor qualidade e em quantidades adequadas para atender à demanda nacional. No Complexo de Mineração de Tapira, da Vale Fertilizantes, é produzido o concentrado fosfático com teor de 35,0% de P2O5 a partir do minério com teor de P2O5 da ordem de 8,0% de P2O5, que são destinados ao suprimento do Complexo Industrial de Uberaba e do Complexo Minero químico de Araxá para fabricação de fertilizantes. A flotação industrial, etapa responsável pela recuperação do P2O5 e, consequentemente, pela viabilidade do negócio, é dividida nos circuitos friável, granulado e ultrafino, sendo que, o concentrado friável e granulado compõem o concentrado convencional. Hoje somente 14,7% da massa que alimenta a usina se torna produto, sendo o restante considerado perdas no processo, sendo que, as maiores perdas de massa estão localizadas no rejeito das flotações, representando 42,3%. De 2012 a 2014, a recuperação mássica global diária da usina de beneficiamento variou de 12,4 a 15,9% enquanto a recuperação metalúrgica diária de P2O5 de 48,7 a 82,4%. Pelo grau de variabilidade, é visível que a usina operou em diferentes condições. Visto isto, este trabalho teve como objetivos analisar a influência das variáveis operacionais e de processo nas recuperações mássica e metalúrgica de P2O5 da flotação industrial dos circuitos granulado, friável e ultrafino. E adicionalmente foi feito uma análise do efeito das variáveis do minério, tais como teores, dureza e percentual de minério da frente 02, nas recuperações globais da usina de beneficiamento e do efeito das dosagens de reagentes nas recuperações obtidas na flotação de bancada, utilizando a metodologia de planejamento de experimentos. Todo trabalho foi realizado utilizando o banco de dados histórico da Vale Fertilizantes de Tapira-MG, onde todas as variáveis independentes foram adimensionalizadas conforme a faixa experimental utilizada. Para fazer as análises estatísticas foi utilizada a técnica de superfície de respostas e os valores das variáveis independentes que maximizam as recuperações foram encontrados através da análise canônica. No estudo da flotação industrial do circuito friável foram obtidos 41,3% de recuperação mássica e 91,3% de recuperação metalúrgica de P2O5, valores bons para o circuito, sendo que as maiores recuperações ocorrem para concentração de sólidos da alimentação nova da flotação entre 45 e 50%, cujos valores estão atribuídos ao tempo de residência da polpa nas células e colunas de flotação industriais. Quanto maior o número de pilhas de minério retomadas no dia, maior a recuperação mássica, porém, neste cenário, a flotação se torna instável, pois há enorme variação de massa na alimentação. Maiores recuperações mássicas são obtidas para dosagem de depressor superior a 120 g/t e para dosagem de coletor sintético de 11,6%. No estudo da flotação industrial do circuito granulado foram obtidos 28,3% de recuperação mássica e 79,4% de recuperação metalúrgica de P2O5, sendo considerados valores bons para o circuito. Maiores recuperações são obtidas quando o percentual de minério da frente 02 se encontra acima de 90%, pelo fato do minério desta frente possuir apatitas mais recuperáveis na flotação. Da mesma forma as recuperações aumentam quando o nível de polpa da etapa rougher está mais alto em função da elevada massa de cargas circulantes que a etapa recebe. Já na análise da flotação industrial do circuito ultrafino, foram obtidos 23,95% de recuperação mássica, sendo que a mesma é maximizada para dosagem de depressor e coletor superior a 420 e 300 g/t, respectivamente. Na análise da influência das variáveis do minério, foi observado que maiores recuperações são obtidas para minérios com teor de P2O5 acima de 8,0%, teor de Fe2O3 na ordem de 28% e percentual de minério da frente 02 de 83%. O percentual de minério duro apresentou forte influência nas recuperações, devido à divisão de massas no circuito que está atrelada a esta variável. No entanto, o percentual de minério duro que maximiza as recuperações ficou bastante próximo da capacidade de projeto da usina de beneficiamento, que é de 20%. Finalmente, no estudo da flotação de bancada, foi notado que nos circuitos friável e granulado as maiores recuperações são atingidas para uma dosagem de coletor superior a 250 g/t e que o aumento simultâneo da dosagem de coletor e do percentual de coletor sintético contribui para o aumento de recuperação na flotação. Porém, neste cenário, está propício a produzir um concentrado mais pobre em termos de teor de P2O5, mostrando que nem sempre a maior recuperação representa o cenário ideal. Desta forma, os resultados apresentados mostraram os valores das variáveis que propiciam maiores recuperações na flotação e, consequentemente, menores perdas no rejeito. / Faced with an agribusiness expansion scenario and the increase in fertilizer consumption due to the exponential growth of the population, it is necessary to make better use of existing reserves, by obtaining products of better quality and in adequate quantities to meet demand national. In Tapira Mining Complex, Vale Fertilizantes, the phosphate concentrate is produced with content of 35.0% P2O5 from ore with content of about 8.0% P2O5, which are intended to supply Complex Industrial Uberaba and Araxá Minero Chemical Complex for the production of fertilizers. The industrial flotation step responsible for the recovery of P2O5 and hence the viability of the business is divided into the crumbly, grainy and ultrathin circuits, and, friable and granular concentrate comprise the conventional concentrated. Today only 14.7% of the mass which feeds the mill product becomes, the remainder being considered losses in the process, and the larger mass losses are located in the waste of flotation, representing 42.3%. From 2012 to 2014, the daily global mass recovery processing plants varied from 12.4 to 15.9% while the daily metallurgical recovery of P2O5 from 48.7 to 82.4%. By the degree of variability, it appears that the plant operated under different conditions. Seen this, this study aimed to analyze the influence of operational and process variables in P2O5 mass and metallurgical recoveries of industrial flotation circuits of grainy, crumbly and ultrathin. And besides was made an analysis of the effect of ore variables, as degrees, hardnesse and the ore front 02 percentage, in global recoveries of processing plant and the effect of dosages of reagents in the recoveries obtained from the bench flotation using the experimental design methodology. All work was performed using the historical database of Vale Fertilizantes of Tapira-MG, where all independent variables were dimensionless as the experimental range used. To make the statistical analysis it used the response surface technique and the values of the independent variables that maximize recoveries were found by canonical analysis. In the study of industrial flotation circuit crispy were obtained from 41.3% mass recovery and 91.3% metallurgical recovery P2O5, good values for the circuit, and the highest recoveries occur for solids concentration of the new flotation power between 45 and 50%, which values are assigned to the residence time of the pulp in cells and industrial flotation columns. The greater the number of ore heaps resumed on the higher the mass recovery, but in this scenario flotation becomes unstable because there is enormous weight variation in the feed. Higher recoveries are obtained for mass depressant dosage exceeding 120 g / t for synthetic collector dosage of 11.6%. In the study of industrial flotation circuit of the granulate were obtained 28.3% to 79.4% mass recovery and metallurgical recovery of P2O5 being considered good values for the circuit. Higher recoveries are obtained when the front ore 02 percentage is above 90%, because the ore of this front have more clear apatite. Likewise recoveries increase when the level of pulp rougher step is highest due to the high mass of circulating step receives loads. In the analysis of industrial flotation circuit of the ultrafine were obtained 23.95% of mass recovery, and the same is maximized to depressant dosage and the top collector 420 and 300 g / t, respectively. The analysis of the influence of variables ore, it was observed that higher recoveries are obtained for ores with P2O5 content above 8.0%, Fe2O3 content in the order of 28% forward and 02 of ore percentage of 83%. Hard ore percentage has strong influence on recoveries due to mass division in the circuit that is linked to this variable. However, the hard ore percentage that maximizes recoveries was very close to the design capacity of the processing plant, which is 20%. Finally, the study of the bench flotation, has noted that in friable and granular circuits the highest recoveries are achieved for a collector dosage exceeding 250 g / t and the simultaneous increase of collector dosage and synthetic collector percentage contributes to the increase recovery in the flotation, but this scenario is suitable to produce a concentrate poorer in terms of P2O5 content, showing that higher recovery is not always the ideal scenario. Thus, the results show the values of variables that provide higher recoveries in the flotation and hence lower losses in the waste. / Dissertação (Mestrado)
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/17777 |
| Date | 07 March 2016 |
| Creators | Silva, Fernando Brandão Rodrigues da |
| Contributors | Barrozo, Marcos Antonio de Souza, Vieira, Luiz Gustavo Martins, Oliveira, Michelly dos Santos, Santana, Ricardo Corrêa de |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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