Modelling Approach

Para todas as amostras de itabiritos estéreis estudadas não foi possível a geração de produtos como granulado e sinter-feed, pois segundo os resultados de análise granuloquímica, o teor de SiO2 em todas as amostras variam de 26 a 72%, logo foi

necessária a realização de estudos de moagem para alcançar um maior grau de liberação mineral e geração de pellet-feed que atendesse as especificações de mercado (mín. 65%Fe e máx. 5%SiO2).

Segundo os dados de difração de raios-X pelo método do pó total, foram identificados os seguintes minerais para as respectivas amostras estudadas:

• itabirito compacto: quartzo e hematita (abundantes), caulinita, biotita e magnetita (traços);

• itabirito semicompacto: quartzo e hematita (abundantes);

• itabirito anfibolítico: quartzo, goethita e hematita (abundantes nesta ordem).

De acordo com as descrições das feições microestruturais observadas no MO e no MEV, verificou-se que todas as amostras de itabiritos estudadas passaram por um processo de martitização com a presença de relictos de magnetita preservados numa matriz de hematita martítica apresentando grãos com estrutura em treliça com diferentes graus de porosidade.

Por meio de análise do grau de liberação mineral em 95%, observou-se um tamanho médio das partículas de hematita em torno de 0,045mm para as amostras cabeças de itabirito compacto e semicompacto. Entretanto, para a amostra de itabirito anfibolítico, o tamanho médio das partículas de hematita foi em torno de 0,015mm, o que gera maior consumo de energia nas etapas de moagem e partículas ultrafinas que podem ser perdidas nas etapas de deslamagem.

Ressalta-se que apesar da denominação “itabirito anfibolítico” não foi detectada nenhuma fase de anfibólio, mas somente a estrutura fibrosa resultante do intemperismo dos mesmos

com posterior estágio de alteração em outros minerais, tais como hematita, goethita e quartzo.

No que diz respeito aos estudos de concentrabilidade das tipologias estudadas, a qualidade dos concentrados obtidos não foi otimizada, porém há bons indicativos do potencial de aproveitamento dos itabiritos compacto e semicompacto para geração de pellet feed. A melhor rota de concentração estudada para estas duas tipologias envolveu, além das etapas de britagem, uma moagem com P90=0,106mm e posteriormente uma etapa de pré-

concentração, utilizando tambor magnético de terras-raras de médio campo magnético (7.500gauss) no estágio rougher, seguido de um concentrador eletromagnético de alto campo (13.000gauss) no estágio scavenger. O rejeito do estágio scavenger constituiu o rejeito final (7,86%Fe para o itabirito compacto e 8,99%Fe para o itabirito semicompacto) e o pré-concentrado obtido nos dois estágios (rougher e scavenger) foi remoído em 90% -0,053mm e posteriormente realizada a flotação em escala de bancada (estágio cleaner). As recuperações metálicas de Fe para as duas amostras foram superiores a 85% e o teor de Fe nos concentrados finais foram iguais a 67,74% e 65,73%, respectivamente para as amostras de itabirito compacto e semicompacto. O teor de SiO2 no concentrado final da flotação para

amostra de itabirito semicompacto foi elevado, igual a 4,06%, muito próximo ao teor verificado para amostra de itabirito anfibolítico; porém, este fato não deve estar associado ao grau de liberação do quartzo, o que sugere necessidade de otimização da flotação (dosagem de reagentes, %sólidos na polpa, etc.) e circuitos de deslamagem.

Para a amostra de itabirito anfibolítico, a melhor rota de processo em termos de qualidade foi com o uso de WHIMS em dois estágios (rougher e cleaner) gerando concentrado com 64,98%Fe, porém a recuperação metálica de Fe foi extremamente baixa, cerca de 50%. A maior recuperação de Fe para a tipologia de itabirito anfibolítico foi alcançada na rota de processo por flotação (70%); no entanto, o teor de SiO2 no concentrado cleaner mostrou-se

bem elevado (em torno de 10%). O desempenho menos satisfatório dos testes com minério anfibolítico deve-se mais uma vez à necessidade de moagem ainda mais fina, tendo-se em conta que o grau de liberação na malha de -0,044mm e +0,010mm ainda se limita a 78%.

Os resultados de work index reveleram um consumo específico de energia na moagem do itabirito compacto igual a 11,89kWh/t, valor este considerado médio em relação aos taconitos de Minnesota-EUA com 15,00kWh/t (Metso, 2005). Também foi verificado um alto índice de abrasividade de Bond para esta litologia, igual a 0,663g, comparado mais uma vez aos taconitos de Minnesota-EUA (Metso, 2005). As demais amostras apresentaram baixos valores de work index iguais a 8,08kWh/t e 10,19kWh/t, respectivamente para as litologias de itabirito semicompacto e itabirito anfibolítico. O índice de abrasividade de Bond também foi baixo, sendo 0,212g para a amostra de itabirito semicompacto e 0,058g para a amostra de itabirito anfibolítico.

Através da lei de Bond e resultados do grau de liberação do quartzo para as tipologias estudadas, estima-se que, para obter um grau de liberação mineral em torno de 95%, a partir de um bloco de minério inicial de 450mm, as amostras de itabirito compacto e semicompacto necessitem de 18 e 10kWh/t respectivamente, enquanto a tipologia itabirito anfibolítico ultrapassa a marca de 24kWh/t. Este fato confirma mais uma vez a estratégia adotada para a concentração destas tipologias, ou seja, a utilização de etapas de moagem estagiada visando moer previamente para obter um pré-concentrado inicial e a partir deste realizar uma remoagem para concentração final, o que gera uma economia significativa de energia.

Conforme o índice de abrasividade de Bond e fórmulas empíricas da Metso (2005) para previsão do consumo de corpos moedores nas etapas de moagem, estima-se que a tipologia de itabirito compacto tenha uma taxa de desgaste de 2,82kg/t, ou seja, praticamente o dobro das demais amostras. Logo, do ponto de vista de projetos de moagem, sugere-se a busca por equipamentos e materiais de corpos moedores que propiciem uma maior vida útil, visto a alta taxa de desgaste, tais como aços-ligas especiais (Cr, Ni, Mo) e ferro fundido de alto cromo (Beraldo, 1987).