Tese Jaime Henrique Barbosa Da Costa (1)

JAIME HENRIQUE BARBOSA DA COSTA

MODELAGEM MATEMTICA DA OPERAO DE ESCRUBAGEM DA BAUXITA DE PARAGOMINAS PA

So Paulo 2010



Tese apresentada Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para obteno do ttulo de Doutor em Engenharia

So Paulo

2010



Tese apresentada Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para obteno do ttulo de Doutor em Engenharia rea de Concentrao: Engenharia Mineral Orientador: Prof. Dr. Homero Delboni Jnior

So Paulo 2010

FICHA CATALOGRFICA

Costa, Jaime Henrique Barbosa da

Modelagem matemtica da operao de escrubagem da bauxita de Paragominas-PA / J.H.B. da Costa. -- So Paulo, 2010.

135 p.

Tese (Doutorado) - Escola Politcnica da Universidade de So Paulo. Departamento de Engenharia de Minas e de Petrleo.

1. Processamento de minerais metlicos (Modelagem matemtica) 2. Bauxita Paragominas (PA) I. Universidade de So Paulo. Escola Politcnica. Departamento de Engenharia de Minas e de Petrleo II. t.

DEDICATRIA

minha querida esposa Roseane pelo apoio, carinho, compreenso e dedicao

ao nosso filho Jlio Csar durante esse perodo de nossas vidas.

AGRADECIMENTOS

A minha famlia pelo apoio e compreenso as minhas constantes ausncias.

Ao Prof. Dr. Homero Delboni Jnior pelo constante apoio, orientao, idias e

sugestes sempre bem-vindas e que muito contriburam, no s para elaborao

deste trabalho, como tambm para minha formao e aprimoramento profissionais.

Ao Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Par pelo

empenho em valorizar seus profissionais e pelo apoio durante a minha participao

no programa de ps-graduao em Engenharia Mineral da Escola Politcnica da

Universidade de So Paulo.

Aos professores Arthur Pinto Chaves e Eldon Azevedo Masini pelas

sugestes e comentrios pertinentes durante o exame de qualificao.

Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior CAPES

pela concesso da bolsa de estudos.

Ao Eng. Qumico Dr. Odair Alves de Lima pelas sugestes, comentrios e

ajuda com a utilizao do software Statistica.

Enga. de Minas Bianca Foggiatto pelas sugestes e comentrios

pertinentes.

Aos tcnicos do Laboratrio de Simulao e Controle do Departamento de

Engenharia de Minas da Escola Politcnica da USP, Rogrio, Juninho, Fernando e

Newton, pela presteza na realizao dos ensaios de escrubagem de laboratrio.

Ao Eng. Qumico Bricionor Filho, ao Sr. Antonio Odilon e a toda equipe de

colaboradores, pelo auxlio fundamental na execuo dos ensaios de escrubagem

em escala piloto;

VALE, na pessoa do Sr. Adriano Campos, pela autorizao para execuo

e acompanhamento dos ensaios de escrubagem, em escala piloto, na Mina de

Bauxita de Paragominas.

A todos aqueles que, direta ou indiretamente, tiveram a oportunidade de

compartilhar comigo alguma parte da elaborao desta Tese.

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi investigar, sob o enfoque da modelagem matemtica, a

operao de escrubagem da bauxita proveniente da jazida Miltnia 3, da Mina de

Bauxita de Paragominas-PA, com vistas a fornecer parmetros para previso de seu

desempenho e otimizao. Para isso, foi realizada uma campanha de experimentos

de escrubagem, em um tambor desagregador de laboratrio, baseada em

planejamento fatorial. Os parmetros operacionais avaliados foram os seguintes:

grau de enchimento, tempo de residncia da polpa e velocidade de rotao. A

varivel de resposta selecionada foi a quantidade de finos (partculas menores que

0,037 mm) no produto desagregado. O programa de experimentos permitiu a anlise

da influncia de cada varivel operacional selecionada na desagregao da bauxita.

De acordo com os resultados obtidos, o parmetro operacional que produziu o efeito

mais significativo na varivel de resposta foi o grau de enchimento. O modelo

desenvolvido foi validado atravs da comparao entre os valores obtidos em

ensaios de escrubagem em uma unidade piloto e aqueles previstos pelo modelo. Os

valores da quantidade de finos, no produto desagregado, previstos pelo modelo

apresentaram uma excelente aproximao com os dados experimentais da

operao em escala piloto.

Palavras-chave: Escrubagem. Modelagem. Bauxita. Tambor Desagregador

ABSTRACT

The aim of this study was to investigate and model the bauxite scrubbing of bauxite

samples from Miltonia 3, a Vale operation at Par state, Brazil. The experimental

program included the design of a standard laboratory test, from which parameters

were derived for predicting the operation of a scrubber in steady state conditions.

Three main variables were selected for the laboratory experimental program using

the factorial design technique. These were load fraction, residence time and rotation

speed. The amount of fines was determined through screening both feed and product

of the scrubbing test. The former was considered as a material characteristic while

the second was the dependent variable, i.e. the result of the scrubbing process. An

empirical model was developed according to which the load fraction was found the

most important variable to the scrubbing process. Residence time was also included

in the model due to its importance in designing scrubbers for industrial plants. To

validate the model a comprehensive pilot plant program was carried out with the

same bauxite sample from Miltonia 3 deposit used in the laboratory investigations.

The comparison between experimental data and model calculated values indicated a

good agreement, as most values were within 10% deviation range.

Keywords: Scrubbing. Modeling. Bauxite. Drum scrubber.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Log washer ou lavador de cascalho..........................................................32

Figura 2 - Equipamento Haver Hydro-Clean .............................................................33

Figura 3 - Mquina de atrio....................................................................................34

Figura 4 - Tambor desagregador rotativo ou drum scrubber .....................................36

Figura 5 - Seco longitudinal de um scrubber com trommel....................................37

Figura 6 - Instalao de escrubagem da MRN ..........................................................41

Figura 7 - Sequncia das operaes de lavra da MBP .............................................51

Figura 8 - Lavra por tiras ...........................................................................................51

Figura 9 - Fluxograma de beneficiamento da MBP ...................................................53

Figura 10 - Percurso do mineroduto da MBP ............................................................57

Figura 11 - Equipamento utilizado nos ensaios de escrubagem em escala de

laboratrio .................................................................................................................61

Figura 12 - Instalao piloto de escrubagem.............................................................65

Figura 13 - Vista do interior do scrubber ...................................................................68

Figura 14 - Coleta das amostras ...............................................................................69

Figura 15 - Desenho esquemtico do balano de massas da operao de

escrubagem...............................................................................................................70

Figura 16 - Distribuio granulomtrica mdia da alimentao dos ensaios de

laboratrio .................................................................................................................71

Figura 17 Distribuies granulomtricas mostrando o efeito do grau de enchimento

na desagregao da bauxita - condio de operao: tr 1 min e Vr 28,4% Vc..........72





Figura 20 - Distribuies granulomtricas mostrando o efeito do grau de enchimento


Figura 21 Distribuies granulomtricas mostrando o efeito do tempo de residncia

de polpa na desagregao da bauxita - condio de operao: Ge 5% e Vr 28,4% Vc

..................................................................................................................................76


de polpa na desagregao da bauxita - condio de operao: Ge 10% e Vr 28,4%

Vc ..............................................................................................................................77


de polpa na desagregao da bauxita - condio de operao: Ge 5% e Vr 41,4% Vc

..................................................................................................................................78

Figura 24 - Distribuies granulomtricas mostrando o efeito do tempo de residncia

de polpa na desagregao da bauxita - condio de operao: Ge 10% e Vr 41,4%

Vc ..............................................................................................................................79

Figura 25 Distribuies granulomtricas mostrando o efeito da velocidade de

rotao na desagregao da bauxita - condio de operao: Ge 5% e tr 1 min......80


rotao na desagregao da bauxita - condio de operao: Ge 5% e tr 3 min......81


rotao na desagregao da bauxita - condio de operao: Ge 10% e tr 1 min....82

Figura 28 - Distribuies granulomtricas mostrando o efeito da velocidade de

rotao na desagregao da bauxita - condio de operao: Ge 10% e tr 3 min....83

Figura 29 - Grfico cbico das respostas ..................................................................87

Figura 30 - Efeito do grau de enchimento na quantidade de finos no produto ..........88

Figura 31 Distribuio granulomtrica mdia da alimentao dos ensaios............89

Figura 32 Distribuio granulomtrica mdia da alimentao dos ensaios

determinada sem as distribuies das amostras dos ensaios 2 e 9..........................90

Figura 33 Efeito do tempo de residncia da polpa na desagregao da bauxita na

condio 1.................................................................................................................92


condio 2.................................................................................................................93


condio 3.................................................................................................................94


condio 4.................................................................................................................95

Figura 37 Efeito da velocidade de rotao na desagregao da bauxita na

condio 1.................................................................................................................96


condio 2.................................................................................................................97


condio 3.................................................................................................................98


condio 4.................................................................................................................99


condio 5...............................................................................................................100

Figura 42 Ajuste do modelo aos dados experimentais com velocidade de rotao

de 28,4% Vc; ...........................................................................................................105

Figura 43 - Ajuste do modelo aos dados experimentais com velocidade de rotao

de 41,4% Vc; ...........................................................................................................105

Figura 44 - Comparao entre os valores experimentais dos finos no produto e os

valores previstos pelo modelo .................................................................................106

Figura 45 - Grfico da distribuio normal dos resduos .........................................107

Figura 46 - Resduos versus valores previstos de Finos no Produto ......................108

Figura 47 Comparao entre os valores experimentais e os previstos pelo modelo

nas condies 1 e 2 ................................................................................................115

Figura 48 Comparao entre os valores experimentais e os previstos pelo modelo

nas condies 3 e 4 ................................................................................................116

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Caractersticas do cilindro utilizado nos ensaios de laboratrio ..............61

Tabela 2 Variveis operacionais e seus respectivos nveis....................................63

Tabela 3 Condies de realizao dos ensaios de escrubagem escala de

laboratrio .................................................................................................................63

Tabela 4 Caractersticas do scrubber piloto ...........................................................65

Tabela 5 Condies de realizao dos ensaios de escrubagem em escala piloto.66

Tabela 6 Matriz de planejamento ...........................................................................84

Tabela 7 Coeficientes de contraste para um fatorial 23..........................................85

Tabela 8 Resultados dos efeitos para o planejamento fatorial 23 dos ensaios de

escrubagem em laboratrio.......................................................................................86

Tabela 9 Resultados do balano de massas para os ensaios piloto ......................91

Tabela 10 Programa de ensaios complementares de escrubagem .....................102

Tabela 11 Dados experimentais utilizados na modelagem ..................................103

Tabela 12 Estimativa da constante b do modelo ...............................................104

Tabela 13 Tipos de decises para um teste de hipteses e suas probabilidades110

Tabela 14 Teste de hipteses para mdia de dados emparelhados ....................112

Tabela 15 Resultados dos valores experimentais e previstos pelo modelo .........113

Tabela 16 Resultado do teste de hiptese ...........................................................114

Tabela 17 Distribuio granulomtrica da alimentao dos ensaios em escala de

laboratrio ...............................................................................................................125

Tabela 18 Distribuio granulomtrica dos produtos dos ensaios de escrubagem

em escala de laboratrio .........................................................................................127

Tabela 19 Distribuio granulomtrica da alimentao dos ensaios em escala

piloto........................................................................................................................129

Tabela 20 Distribuio granulomtrica dos produtos oversize (OS) e undersize

(US) dos ensaios de escrubagem em escala piloto ................................................131

Tabela 21 Distribuio granulomtrica do produto desagregado nos ensaios em

escala piloto ............................................................................................................133

Tabela 22 Pontos de probabilidade da distribuio t com graus de liberdade...135

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ALUNORTE ALUMNIO DO NORTE DO BRASIL S.A.

CBA COMPANHIA BRASILEIRA DE ALUMNIO

DWP DINAWHIRLPOOL

EPUSP ESCOLA POLITCNICA DA UNIVERSIDADE DE SO PAULO

FN FINOS NATURAIS

FP FINOS NO PRODUTO

JKMRC JULIUS KRUTTSCHNITT MINERAL RESEARCH CENTER

LSC LABORATRIO DE SIMULAO E CONTROLE

MBP MINA DE BAUXITA DE PARAGOMINAS

MRN MINERAO RIO DO NORTE

OS OVERSIZE

PMI DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS E PETRLEO

PPP PLANTA PILOTO DE PARAGOMINAS

ROM RUN OF MINE

SAG SEMI-AUTGENO

US UNDERSIZE

LISTA DE SMBOLOS

mm milmetro

bar bar

m3/h metro cbico por hora

kWh quilowatt hora

t/h tonelada por hora

L/D relao de aspecto

tr tempo de residncia da polpa

Vu volume til ocupado pela polpa na cmara do scrubber

Qa vazo volumtrica da polpa de alimentao

Vc velocidade crtica

rpm rotaes por minuto

D dimetro interno

m metro

Mt milhes de toneladas

km quilmetro

polegada o C graus Celsius

Ms massa do slido

ds densidade do slido

m/h metro por hora

kt quilotonelada

p

hp horse power

P80 dimetro em que 80% do produto passante

# mesh

Vr velocidade de rotao

Cw concentrao de slidos da polpa de alimentao

min minuto

Qwa vazo mssica de slidos da alimentao

cv cavalo vapor

L litro

g grama

Ge grau de enchimento

kg/h quilograma por hora

nvel de significncia

Qp vazo mssica de polpa da alimentao

probabilidade de ocorrncia do erro tipo II do teste de hipteses

R2 coeficiente de determinao

H0 hiptese nula

H1 hiptese alternativa

mdia populacional

d mdia das diferenas

sd desvio-padro da amostra das diferenas

n nmero de elementos da amostra

m3 metro cbico

Xt matriz transposta de X

SUMRIO

1 INTRODUO......................................................................................18

2 OBJETIVOS..........................................................................................21 2.1 OBJETIVO GERAL ................................................................................ 21 2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS .................................................................. 21

3 REVISO DA LITERATURA ...............................................................22 3.1 A MODELAGEM MATEMTICA DE PROCESSO................................. 22

3.1.1 Modelos Tericos ou Fundamentais .....................................................23 3.1.2 Modelos Fenomenolgicos ....................................................................24 3.1.3 Modelos Empricos .................................................................................25

3.2 ELABORAO DE UM MODELO MATEMTICO DE PROCESSO..... 26 3.3 ESCRUBAGEM E LAVAGEM DE MINRIOS ....................................... 29 3.4 EQUIPAMENTOS DE ESCRUBAGEM E LAVAGEM DE MINRIOS ... 31

3.4.1 Log Washer..............................................................................................31 3.4.2 Haver Hydro-Clean ..................................................................................32 3.4.3 Mquina de Atrio .................................................................................34 3.4.4 Drum Scrubber ........................................................................................35

3.4.4.1 Caractersticas do drum scrubber.......................................................36 3.4.4.2 Concentrao de slidos da polpa......................................................37 3.4.4.3 Tempo de residncia da polpa na cmara de escrubagem................38 3.4.4.4 Volume til ocupado pela polpa..........................................................38 3.4.4.5 Vazo de polpa de alimentao..........................................................39 3.4.4.6 Velocidade de rotao do scrubber ....................................................39 3.4.4.7 Altura das aletas de revolvimento do minrio .....................................40 3.4.4.8 Usos ...................................................................................................40

3.5 MODELAGEM DA OPERAO DE ESCRUBAGEM............................41 3.6 BAUXITA ................................................................................................42

3.6.1 Introduo................................................................................................42 3.6.2 Formao e Caracterizao Mineralgica.............................................44 3.6.3 Lavra.........................................................................................................46 3.6.4 Beneficiamento Mineral ..........................................................................46 3.6.5 Reservas ..................................................................................................47 3.6.6 Produo..................................................................................................48

3.7 A MINA DE BAUXITA DE PARAGOMINAS........................................... 48 3.7.1 Lavra.........................................................................................................50 3.7.2 Descrio do Processo de Beneficiamento..........................................52

3.7.2.1 Britagem e estocagem em pilhas........................................................53 3.7.2.2 Moagem grosseira e deslamagem......................................................54 3.7.2.3 Moagem fina .......................................................................................55 3.7.2.4 Desaguamento e peneiramento final ..................................................56

3.7.3 Transporte do Produto pelo Mineroduto...............................................56

4 MATERIAIS E MTODOS ...................................................................59 4.1 MATERIAIS ............................................................................................59

4.1.1 Amostra de Bauxita.................................................................................59

4.2 MTODOS .............................................................................................59 4.2.1 Ensaios de Escrubagem em Escala de Laboratrio ............................60

4.2.1.1 Equipamento utilizado ........................................................................60 4.2.1.2 Preparao das amostras...................................................................62 4.2.1.3 Determinao da distribuio granulomtrica da alimentao dos ensaios ...........................................................................................................62 4.2.1.4 Execuo dos ensaios........................................................................63

4.2.2 Ensaios de Escrubagem em Escala Piloto ...........................................64 4.2.2.1 Instalao piloto de escrubagem ........................................................64 4.2.2.2 Execuo dos ensaios........................................................................66 4.2.2.3 Balano de massas ............................................................................69

5 RESULTADOS E DISCUSSO ...........................................................71 5.1 ENSAIOS DE ESCRUBAGEM EM ESCALA DE LABORATORIO ........ 71

5.1.1 Distribuio Granulomtrica da Alimentao dos Ensaios.................71 5.1.2 Efeito do Grau de Enchimento na Desagregao da Bauxita .............72 5.1.3 Efeito do Tempo de Residncia da Polpa na Desagregao da Bauxita...........................................................................................................................76 5.1.4 Efeito da Velocidade de Rotao na Desagregao da Bauxita .........80 5.1.5 Influncia das Variveis Operacionais na Gerao de Finos..............84

5.2 ENSAIOS DE ESCRUBAGEM EM ESCALA PILOTO...........................88 5.2.1 Distribuio Granulomtrica da Alimentao dos Ensaios.................88 5.2.2 Balano de Massas .................................................................................90 5.2.3 Influncia das Variveis Operacionais na Desagregao da Bauxita 92

5.2.3.1 Efeito do tempo de residncia da polpa..............................................92 5.2.3.2 Efeito da velocidade de rotao..........................................................96

6 MODELAGEM DO PROCESSO ........................................................101 6.1 DEFINIO DO MODELO................................................................... 101 6.2 ESTIMAO DA CONSTANTE b......................................................102 6.3 VERIFICAO DA ADEQUAO DO MODELO................................106

7 VALIDAO E ANLISE ESTATSTICA..........................................109 7.1 TESTE DE HIPTESES ...................................................................... 109

7.1.1 Conceitos Importantes..........................................................................110 7.1.2 Comparao de Duas Mdias...............................................................110 7.1.3 Dados Emparelhados............................................................................111

7.2 TRATAMENTO ESTATSTICO DOS RESULTADOS..........................113

8 CONCLUSES...................................................................................117

REFERNCIAS .....................................................................................119

Apndice A Distribuio Granulomtrica da Alimentao dos Ensaios de Laboratrio .......................................................................124

Apndice B Distribuio Granulomtrica dos Produtos dos Ensaios de Escrubagem em Escala de Laboratrio........................126

Apndice C Distribuio Granulomtrica da Alimentao dos Ensaios de Escrubagem em Escala Piloto .......................................128

Apndice D Distribuio Granulomtrica dos Produtos dos Ensaios de Escrubagem em Escala Piloto .......................................130

Apndice E Distribuio Granulomtrica do Produto Desagregado dos Ensaios em Escala Piloto............................................................132

Apndice F Distribuio t de Student.............................................134

Captulo 1 Introduo 18

1 INTRODUO

Taggart (1945) define a operao unitria de escrubagem de minrios como

sendo a desagregao por meio de foras relativamente leves, se comparadas com

os esforos usuais em cominuio, porm suficientes para reduzir materiais

razoavelmente moles e inconsolidados, tais como argilas, ou para separar gros

unidos entre si por ligaes brandas geradas, por exemplo, na cimentao natural

ocorrida com certos minrios ou na precipitao de sais.

O equipamento utilizado para realizar tal processo conhecido como

scrubber. Existem diferentes equipamentos de escrubagem no mercado e o que se

utilizou neste trabalho foi o chamado drum scrubber ou tambor desagregador. Trata-

se de um cilindro, aberto nas extremidades e ligeiramente inclinado em relao

horizontal, que gira em torno de seu prprio eixo, montado sobre rolos.

No Brasil, os drum scrubbers so utilizados na desagregao e lavagem de

bauxitas em vrias usinas de beneficiamento, como por exemplo, Minerao Rio do

Norte (MRN) em Trombetas, Alcoa em Juruti, as duas localizadas no Estado do Par

e Companhia Brasileira de Alumnio (CBA) em Mira e Itamarati- MG. (ALVES; REIS,

2008), (REIS, 2008)

Prever o comportamento do minrio em instalaes de escrubagem para

dimensionamento e otimizao das mesmas uma ao que proporcionaria ganhos

reais para a indstria mineral.

Recentemente, devido alta competitividade do mercado mineral aliada

crise financeira mundial, tem havido um forte direcionamento de esforos no sentido

de melhorar o desempenho, a produtividade e a confiabilidade de usinas de

tratamento de minrios.

Um recurso poderoso que permite prever desempenho e otimizar as

operaes unitrias a modelagem de processo.

De acordo com vrios autores citados por Girolamo (1997), a modelagem, a

simulao e o controle de processos de operaes de tratamento de minrios tm

percorrido um longo caminho desde seu incio, atravs da prtica de mtodos como

o de tentativa-e-erro, predominantes at o fim do sculo XIX, passando pelo

entendimento de princpios fundamentais com Taggart, no incio dos anos 30 e 40,


at o desenvolvimento de mtodos quantitativos com Austin e Gagner, Lynch, Plitt e

outros a partir dos anos 60.

Durante os anos 60 e 70 houve um considervel esforo por parte de muitos

pesquisadores no sentido de desenvolver modelos semi-empircos de vrias

operaes unitrias do tratamento de minrios. Isto contribuiu para um maior

entendimento dos princpios das operaes de processo mineral, o que, em conjunto

com novas tcnicas computacionais tornou-se possvel um rpido desenvolvimento

desta atividade. A partir de ento, tal evoluo passou do mbito acadmico,

assumindo importante funo do dia-a-dia da indstria mineral.

Os programas de simulao tornaram-se bastantes confiveis sendo hoje

amplamente utilizados por muitos operadores de usinas de tratamento, projetistas ou

engenheiros de processo na soluo de problemas tcnicos associados a projetos

de novas instalaes, otimizao de instalaes j existentes, bem como no prprio

treinamento de pessoal. Eles tm hoje grau de confiabilidade razovel, comparvel

ao dos mtodos tradicionais, como por exemplo, o de Bond, porm com uma

vantagem fundamental, qual seja, a flexibilidade oferecida para a investigao de

alternativas de circuitos/equipamentos.

A modelagem e a simulao de processos no substituem os ensaios

tradicionais de laboratrio, mas os complementa. Sua vantagem a de economizar

tempo e recursos na procura da melhor alternativa de projeto ou da otimizao de

processos existentes.

Atualmente existem e so amplamente utilizados, modelos matemticos para

operaes de britagem, moagem, classificao por ciclones, separao gravtica e

flotao, entre outros, ainda que estejam em diferentes nveis de desenvolvimento.

Isto se deve ao fato que, devido sua importncia econmica, os processos de

cominuio receberam maior ateno por parte dos pesquisadores, e, portanto,

acham-se muito melhor entendidos que os processos de concentrao.

Para a operao de escrubagem no foram encontrados na literatura

trabalhos de modelagem de tal processo, exceo do trabalho conduzido por Miller

(2004) que desenvolveu um modelo para seleo da geometria do drum scrubber e

de sua potncia. O mtodo proposto por Miller baseado em resultados de ensaios

que definem o tempo de residncia necessrio para promover o grau de

desagregao esperado.


, portanto, altamente relevante e til o desenvolvimento de modelos desta

operao especfica para minrios brasileiros de bauxita visando, de forma a prever

o desempenho, a otimizao de processo e a consequente melhoria da qualidade do

produto.

Captulo 2 Objetivos 21

2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

Investigar, sob o enfoque da modelagem matemtica, a operao de

escrubagem de bauxita, com vistas a fornecer parmetros para previso de

desempenho e otimizao da operao. Desta forma pretende-se contribuir para a

consolidao dos conhecimentos sobre escrubagem de bauxita no pas.

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Analisar a influncia das variveis operacionais: grau de enchimento,

velocidade de rotao e tempo de residncia do processo de escrubagem, em

escala de laboratrio, na desagregao de uma amostra de bauxita de

Paragominas;

Verificar a gerao de finos (material com granulometria menor que 0,037

mm) durante o processo de escrubagem de bauxita;

Desenvolver um modelo matemtico emprico e ajust-lo aos resultados

obtidos nos ensaios de escrubagem da bauxita para previso da quantidade de finos

gerados;

Analisar a influncia das condies operacionais do processo de escrubagem,

em escala piloto, na desagregao de uma amostra de bauxita de Paragominas e

utilizar os resultados da gerao de finos para validar o modelo proposto;

Por fim, apresentar um texto sobre o processo de escrubagem de bauxita, de

modo a se tornar um subsdio para aqueles que querem ou necessitem entender tal

operao.

Captulo 3 Reviso da Literatura 22

3 REVISO DA LITERATURA

3.1 A MODELAGEM MATEMTICA DE PROCESSO

Segundo Girolamo (1997) a modelagem matemtica um conjunto de

tcnicas que visam obteno de um modelo. O modelo uma equao ou

conjunto de equaes que transformam um conjunto de dados de entrada em um

conjunto de dados de sada e que representam um fenmeno ou um processo. Os

modelos tambm podem ser representados como tabelas, bacos ou grficos.

As equaes de um determinado modelo visam descrio matemtica de

um fenmeno e traduzem o conhecimento atual dos mecanismos que regem este

processo e sua quantificao. sempre uma representao simplificada do

processo selecionado.

As equaes podem descrever uma unidade simples (Unit Operation Model),

como por exemplo, um moinho de bolas, ou um conjunto de unidades (Circuit

Model), como por exemplo, um circuito de moagem formado por moinhos e

classificadores ou ainda uma operao completa de beneficiamento.

Modelos empricos ou fenomenolgicos devem, geralmente, ser ajustados

para o sistema ou processo analisado. Assim, ajuste do modelo (fitting) o conjunto

de simulaes que visam calcular os valores de parmetros que resultem nas

menores diferenas entre resultados experimentais e aqueles correspondentes

obtidos pelo modelo.

Simulao o emprego destas equaes, atravs da substituio das

variveis do modelo por um conjunto de dados de entrada, visando obter predies

sobre o fenmeno ou processo que se est analisando, atravs dos resultados de

sada.

Otimizao a ao ou efeito de buscar uma condio melhor para uma

determinada operao ou processo.

A modelagem inerente Engenharia, pois a necessidade de quantificar e

posteriormente de saber o que ocorre se..., faz desta tcnica uma ferramenta

fundamental. Nappier-Munn e Lynch (1992) destacam que o exerccio de


modelagem extremamente instigante intelectualmente e uma atividade acadmica

por excelncia.

De fato, a modelagem de processo uma ferramenta poderosa, seja para o

projeto de novas instalaes, seja para otimizao e simulao, de que sem o

auxlio daquela nunca poderiam ser investigadas tal a complexidade, os custos ou

os investimentos necessrios.

medida que as interfaces grficas dos programas computacionais tornaram-

se mais atraentes, houve uma enorme tendncia dos profissionais em substituir o

trabalho exaustivo, inexato e, por vezes inseguro do laboratrio, da planta piloto e

das amostragens industriais, pelas simulaes em computadores, que fornecem,

atravs de modelos matemticos, respostas rpidas e sem maiores trabalhos alm

da entrada dos dados.

Segundo Delboni Jr.1, a modelagem matemtica deve ser empregada apenas

como um recurso para quantificar o entendimento prvio de um determinado

processo. Assim, por mais complexo que seja um modelo, este no deve substituir o

conhecimento da operao.

Ainda segundo o autor, a construo do conhecimento, em tratamento de

minrios, envolve observao, acompanhamento de ensaios e processos industriais,

domnio de conceitos e tcnicas especficas, tanto de operao de equipamentos

quanto de processos integrados.

E ele conclui dizendo: tratar resultados de modelos tecnolgicos com rigor

cientfico tpico de nefitos. J substituir o rigor cientfico por empirismo simplista

subestimar a prpria engenharia.

De acordo com Nappier-Munn e Lynch (1992) os modelos matemticos

podem ser classificados em trs classes principais:

3.1.1 Modelos Tericos ou Fundamentais

So aqueles elaborados a partir de um entendimento das leis fsicas que

interagem no processo. Assim, conceitos fundamentais de fora, energia,

1 DELBONI JR., H. (Departamento de Engenharia de Minas e Petrleo da Escola Politcnica da

Universidade de So Paulo). Comunicao pessoal, 2010.


fenmenos de transporte, entre outros, so a base destes modelos. So os mais

abrangentes e poderosos e possibilitam predies em amplas faixas de valores,

assim como extrapolaes em relao aos valores para os quais foram obtidos,

alm de permitirem um grande entendimento do processo ou fenmeno que esto

descrevendo.

Um exemplo clssico de modelo terico aplicado em tratamento de minrios

a lei de Stokes para a determinao da velocidade terminal de queda de partculas

num fluido viscoso.

No entanto, em tratamento de minrios, este tipo de modelo quase no

aplicado pela complexidade dos fenmenos envolvidos e consequente dificuldade de

descrev-los, atravs de um amplo entendimento e correlaes dos mecanismos

envolvidos.

3.1.2 Modelos Fenomenolgicos

So modelos elaborados a partir de exerccios intelectuais, procurando-se o

entendimento do fenmeno ou do processo, atravs da ampla observao do

comportamento deste. Suas equaes so baseadas em princpios bsicos do

fenmeno ou do processo, mas contm parmetros que devem ser ajustados

experimentalmente a partir de observaes do evento, em escala industrial ou de

laboratrio.

Estes modelos apresentam uma imagem extremamente til do fenmeno,

embora no possibilitem um entendimento mais acurado de todos os mecanismos

envolvidos no processo que descrevem.

Para a obteno destes modelos so usados conceitos de balano

populacional e de adimensionais, que possibilitam correlaes e predies

coerentes, o que os tornam bastante poderosos.

So exemplos de modelos fenomenolgicos, os modelos dinmicos de

moagem, obtidos atravs do mtodo do balano populacional.


3.1.3 Modelos Empricos

Modelos empricos so simplesmente descries de uma determinada

observao experimental, atravs de equaes matemticas. Estes modelos so

baseados na correlao matemtica entre parmetros pr-selecionados, atravs de

tcnicas de regresso. Portanto, so modelos extremamente restritos e somente

aplicveis, rigorosamente, dentro das condies experimentais estudadas. No

permitem extrapolaes fora dos seus estreitos limites.

Apesar da aparente falta de rigor cientfico desta modelagem, estes modelos

so de extrema importncia na Engenharia, pois diante das enormes complexidades

dos processos, esta tcnica permite obter equaes que possibilitem o estudo de

fenmenos que, embora no se saiba exatamente como funcionam, permitem

predizer o que ocorre se determinada varivel assumir certos valores.

As principais vantagens de modelos empricos so as seguintes:

A relativa facilidade com que podem ser obtidos. O uso de tcnicas de

regresso linear e no linear e programas computacionais poderosos,

possibilita correlacionar muitas variveis simultaneamente, eliminar as de

menor importncia e testar hipteses;

So facilmente aplicveis e, portanto permitem verificao da qualidade da

descrio e/ou predio do fenmeno ao qual estejam associados; e

Auxiliam no melhor entendimento do processo e, por conseguinte podem

levar ao desenvolvimento de modelos mais abrangentes.

Observa-se que no uma questo simples classificar os modelos, pois

existem nuanas por vezes difceis de mensurar.

Os modelos podem ser estacionrios ou dinmicos. Os modelos dinmicos

so aqueles que incorporam a varivel tempo, ou variveis dependentes do tempo,

nas suas predies. Procuram representar o que ocorre quando um parmetro

alterado ao longo do tempo e normalmente so muito mais complexos que os

estacionrios.

Os modelos estacionrios procuram responder o que ocorre quando uma

alterao de um parmetro acontece aps o processo entrar novamente em regime.


A resposta instantnea e no leva em conta o que est ocorrendo ao longo do

tempo.

Pode-se considerar que os modelos estacionrios sejam casos particulares

dos modelos dinmicos, quando a derivada do tempo igual a zero.

3.2 ELABORAO DE UM MODELO MATEMTICO DE PROCESSO

De acordo com Lima (1997), por mais representativo e poderoso que seja um

modelo, ele sempre ser uma representao simplificada da realidade. O problema

comea quando este passa a espelhar no uma realidade simplificada, mas uma

caricatura desta.

Em tratamento de minrios, utilizam-se largamente os modelos empricos pela

complexidade dos fenmenos envolvidos e assim, os cuidados na obteno destes

devem ser muito grandes. Tais modelos, obtidos pela correlao de dados

experimentais, atravs de regresses, precisam ser rigorosamente descritos quanto

aos seus limites de aplicao.

O trabalho de um pesquisador que pretende desenvolver modelos comea

com um conhecimento profundo do que, e sob qual preciso, se est querendo

descrever. A introduo de muitas variveis pode ser uma prova de complexidade

de elaborao de um modelo, porm pode tambm significar que se est

introduzindo mais variveis apenas para possibilitar uma regresso com erro menor,

sem que estas tenham qualquer significado fsico para o fenmeno que se est

estudando.

Deve-se realizar uma seleo criteriosa e parcimoniosa dos parmetros a

serem empregados no modelo. nesta etapa que reside a necessidade do

pesquisador conhecer profundamente o processo, pois caso contrrio qualquer

profissional com conhecimentos razoveis de matemtica poderia se dedicar a

modelagem de processo, at mesmo com a vantagem sobre o engenheiro.

A tcnica de modelagem deve ter por base a seleo das variveis

importantes e de fato intervenientes no processo, sob o risco de se incluir variveis

pouco teis nos modelos de tratamento de minrios, apenas para tornar as

respostas mais prximas ao conjunto dos resultados obtidos nos ensaios.


Outro aspecto fundamental na modelagem a qualidade dos dados usados

para a elaborao do modelo. Este , talvez, o aspecto mais importante a ser

observado. De fato, os modelos matemticos empricos desenvolvidos a partir de

extensos e cuidadosos trabalhos experimentais so de extrema valia para o

entendimento e simulao de processos.

Ocorre que trabalhos laboratoriais, alm de extenuantes, so muito caros. H,

portanto, uma tendncia a minimizar o nmero de ensaios e a implicao disto

clara, pois com uma base de dados menor, corre-se um risco muito maior de se

trabalhar com dados pouco confiveis.

Isto no significa que apenas porque se realizou um grande nmero de

ensaios, esteja garantida a qualidade destes. O planejamento dos ensaios, visando

atingir toda a faixa de utilizao a que se pretende estender o modelo,

fundamental, pois neste tipo de modelagem podem-se interpolar valores, porm

jamais extrapol-los.

comum, especialmente nas operaes unitrias de tratamento de minrios,

aparecerem problemas em que precisa-se estudar vrios parmetros de qualidade

do produto ao mesmo tempo e estes, por sua vez, so afetados por um grande

nmero de variveis operacionais. Como investigar os efeitos de todas essas

variveis sobre todos os parmetros de qualidade do produto, minimizando o

trabalho necessrio e o custo dos experimentos?

De acordo com Barros Neto et al. (2001), as pesquisas realizadas com o

objetivo de fornecer resposta a essa pergunta muitas vezes tomam vrios meses de

trabalho de pesquisadores e tcnicos, a um custo bastante alto em termos de

salrios, reagentes, anlises qumicas e testes fsicos. Usando planejamentos

experimentais baseados em princpios estatsticos, pode-se extrair do sistema em

estudo, o mximo de informao til, fazendo um nmero mnimo de experimentos.

Um recurso bastante utilizado para alcanar este objetivo a tcnica de

planejamento fatorial completo, que visa avaliao da influncia de fatores

importantes no sistema em estudo, sobre a resposta de interesse, bem como as

possveis interaes de uns fatores com os outros, fazendo-se isso com um nmero

mnimo de experimentos.

Outro aspecto fundamental o rigor com a obteno dos dados, em particular

com a amostragem. Assim, deve-se tomar extremo cuidado para evitar erros

estatsticos elementares de amostragem, como variar o tamanho de alquotas


durante a retirada de amostras, evitar desprezar alquotas e/ou amostras

representativas ou aceit-las quando no as so, evitar erros grosseiros, como troca

de etiquetas, perda de amostras e contaminaes. Alm disto, o zelo com o

manuseio, a reduo (quarteamento), a secagem e a estocagem das amostras so

condies fundamentais para o desenvolvimento do trabalho de obteno dos dados

que sero usados posteriormente nos trabalhos de modelagem.

A teoria de Gy (1982) incluiu uma descrio detalhada de tais erros, bem

como fundamentos e tcnicas para quantificao dos mesmos.

Posteriormente, a confirmao dos resultados atravs da realizao de um

conjunto de ensaios independentes complementa a etapa de obteno dos dados.

Considera-se fundamental a distribuio dos erros inerentes a qualquer

trabalho de laboratrio. Assim, rigorosamente necessrio que o balano de

massas seja fechado de forma a garantir a consistncia dos dados. Muitas tcnicas

podem ser empregadas para fazer a distribuio destes erros, porm fundamental

que os dados estejam coerentes.

Tcnicas de distribuio dos erros atravs da minimizao dos erros

quadrticos, a anlise da preciso dos pontos amostrados, atravs da repetio de

ensaios e da observao do desvio padro nestes e a distribuio ponderada dos

erros pelo inverso da varincia so tcnicas que devem ser usadas para garantir que

em qualquer ponto ou, no conjunto como um todo, os valores de entrada e sada de

fluxos estejam consistentes.

Obtido um conjunto de dados de boa qualidade, englobando toda a faixa de

valores desejados modelagem, parte-se para a elaborao de equaes que

descrevam o fenmeno. Estas so delineadas intuitivamente, atravs da elaborao

de uma funo matemtica, que possa compreender as variveis ensaiadas,

adotando-se os parmetros (expoentes ou fatores) que sero ajustados ao conjunto

de dados, atravs de regresses.

Finalmente, obtendo-se uma equao ou conjunto de equaes, deve-se

verificar a sua aplicabilidade atravs da simulao de ensaios independentes. A

assim denominada validao visa certificar-se que o modelo, ainda que restrito s

condies ensaiadas, responde dentro de uma determinada preciso, com valores

prximos aos obtidos neste conjunto de dados independentes.


3.3 ESCRUBAGEM E LAVAGEM DE MINRIOS

De acordo com Taggart (1945), o processo de escrubagem efetivamente a

desagregao por meio de foras relativamente leves, se comparadas com os

esforos usuais em cominuio, porm suficientes para reduzir materiais

razoavelmente moles e inconsolidados, tais como argilas, ou para separar gros

unidos entre si por ligaes brandas, geradas, por exemplo, na cimentao natural

ocorrida com certos minrios ou na precipitao de sais.

Segundo Trajano (1966), por lavagem (washing) de minrios, entende-se a

separao de dois constituintes desses minrios que difiram distintamente em

granulometria. Na maioria das vezes, o constituinte mais fino, geralmente argila ou

material argiloso, encontra-se mais ou menos aglomerado ou aderido ao constituinte

grosseiro, que quase sempre o mineral valioso, salvo casos especiais ou quando o

beneficiamento da prpria argila. Nessas condies, a escrubagem compreende

um estgio prvio, ou simultneo lavagem, de desagregao do minrio com gua,

a fim de individualizar as micro partculas da argila, e limpar, as partculas grosseiras

do outro mineral, da argila aderida.

Ainda segundo o mesmo autor, no caso de minrios incoerentes, a exemplo

dos minrios aluvionares, cujas fases mineralgicas se apresentam individualizadas

em gros livres, a fragmentao dispensada, sendo necessria, s vezes, apenas

uma simples desagregao. Por desagregao, entende-se ser o processo de

destacamento de gros, ligados frouxamente por cimento incoerente, na maioria das

vezes argiloso, e levado a cabo, geralmente, em aparelhos onde o minrio, com um

pouco dgua, fica submetido a revolvimento ou agitao.

Cabe aqui ressaltar a diferena entre os processos de escrubagem, atrio e

cominuio empregados no tratamento de minrios. Todos so meios para se atingir

a liberao/individualizao de partculas minerais, entretanto empregam

quantidades diferentes de energia para alcanar o objetivo. Os processos de

escrubagem e atrio utilizam intensidades energticas baixa e mdia,

respectivamente, enquanto que a cominuio utiliza elevadas quantidades de

energia. Isto se deve, em funo das foras de coeso entre as partculas que se

desejam individualizar. Quanto maior a coeso entre partculas, mais energia deve


ser empregada para a individualizao. Portanto, h uma gradao crescente das

diferentes operaes em funo da energia empregada no processo.

Outra diferena importante quanto granulometria do material em que os

processos so aplicados. O processo de escrubagem geralmente aplicado para

individualizao de partculas finas aderidas na superfcie de partculas grosseiras

(mataces), enquanto que o de atrio empregado para partculas finas, com

tamanho abaixo de 10 mm.

A escrubagem normalmente realizada pela ao de atritar partculas duras

grosseiras umas nas outras. Normalmente, a operao de escrubagem antecede a

operao de lavagem propriamente dita, mas em muitos casos ambas as aes so

desenvolvidas simultaneamente.

Os mtodos e equipamentos a serem empregados dependem,

fundamentalmente, do tipo de material, do tamanho das partculas e dos resultados

pretendidos. Por exemplo, o tratamento de partculas minerais grosseiras,

contaminadas por argila, ser tanto mais difcil quanto mais plstica e impermevel

for a argila a ser desintegrada e removida. Por outro lado, o tratamento de cascalhos

contendo partculas roladas e lisas, levemente cimentadas por argilas, pode ser

realizado com relativa facilidade, por exemplo, sobre peneiras vibratrias submetidas

a fortes jatos de gua (ENGENDRAR ENGENHEIROS ASSOCIADOS, 2009).

Os termos escrubagem (scrubbing) e lavagem (washing), em sua origem

inglesa, derivam de atividades domsticas paralelas e referem-se s mesmas aes,

ou seja: molhar, esfregar, bater, agitar, enxaguar, etc., a consequente separao

dos slidos grosseiros da gua, que carrega consigo os slidos finos em suspenso

(ENGENDRAR ENGENHEIROS ASSOCIADOS, 2009).

Os procedimentos de escrubagem e lavagem so os correspondentes s

operaes de fragmentao e concentrao, quando aplicado ao tratamento de

minrios residuais. Tais minrios, normalmente aluvies ou eluvies, contendo

metais preciosos ou de elevado valor comercial, podem apresentar diferentes graus

de consolidao, mas devem possuir como caracterstica comum, o fato de que o

material de interesse apresente condies de dureza e granulometria bem diferentes

daquelas do conjunto do material bruto (run of mine). O tamanho da partcula

quase sempre a propriedade fsica na qual se baseia a separao, sendo a gua o

meio usual de separao (ENGENDRAR ENGENHEIROS ASSOCIADOS, 2009).


3.4 EQUIPAMENTOS DE ESCRUBAGEM E LAVAGEM DE MINRIOS

Segundo Varela (2009), a principal justificativa para utilizao de

equipamentos de escrubagem e lavagem, em plantas de processamento de

materiais, a remoo de partculas finas. Estas partculas, normalmente, so

consideradas uma frao indesejvel, diminuindo o valor agregado do produto final,

e encontram-se aderidas s partculas minerais de maior tamanho, sendo

imprescindvel a sua retirada do processo. Muitas vezes, esta contaminao por

finos, encontra-se na forma de aglomerados que necessitam ser quebrados,

dissolvidos e, por fim, separados da frao grossa. A seguir, encontra-se uma

descrio de alguns equipamentos utilizados para tal fim.

3.4.1 Log Washer

O equipamento, denominado log washer, tem eixos dotados de ps, que se

revolvem dentro de um tanque, movimentando as partculas suspensas na polpa,

fazendo com que elas choquem-se, umas as outras, com grande energia.

Alm de lavar e desagregar, este equipamento realiza uma primeira etapa de

deslamagem, eliminando parte dos finos pelo overflow.

O log washer ou lavador de cascalho (Figura 1) tem como funo lavar os

gros sos do minrio, realizando a limpeza de suas superfcies, removendo as

argilas e outros finos presentes; muitas vezes, tambm, sua operao desfaz os

gros de minerais inconsolidados e/ou os torres de argila presentes. O

equipamento opera desagregando, desintegrando e carreando estes contaminantes,

atravs da aplicao de uma forte atrio entre as partculas minerais, gerada do

movimento entre as palhetas presas a dois eixos no interior de um tanque. Estes

eixos so acionados por motores eltricos. O minrio, a ser beneficiado,

alimentado no fundo do tanque e transportado para cima, atravs do movimento das

palhetas. Com o choque intenso entre partculas, o material contaminante

desintegrado ou disperso em gua e carreado para fora pelo overflow do tanque. O

produto limpo ento descarregado pelo underflow (WHITAKER, 2001).


Figura 1 - Log washer ou lavador de cascalho

Fonte: Metso Minerals (2005a)

De acordo com Varela (2009), deve-se tomar cuidado com implicaes

relacionadas ao elevado desgaste na parte mvel deste tipo de equipamento, devido

ao processamento de materiais abrasivos. Existem situaes em que os fabricantes

de equipamentos utilizam materiais especiais de elevada resistncia abraso,

como por exemplo, aos com ligas de nquel. Em outros casos, as palhetas so

projetadas para permitir uma maior vida til, atravs da sua inverso (utilizao dos

dois lados externos).

3.4.2 Haver Hydro-Clean

Segundo Varela (2009), a tecnologia de lavagem, sob alta presso,

desenvolvida na Alemanha, j vem sendo utilizada desde o ano de 1998. O

equipamento Hydro-Clean foi desenvolvido para o processamento mineral e a

reciclagem de materiais. O primeiro equipamento Hydro-Clean foi aplicado para a

lavagem de agregados para a construo civil. Aplicaes desta tcnica incluem o

processamento de minrios (diamante, ouro, calcrio e gesso). Outros materiais, que

tambm esto sendo avaliados (projetos em fase de desenvolvimento), so: minrio


de ferro, de nquel, bauxita, caulim, fosfato, carvo, esmeralda, assim como

aplicaes para a reciclagem de materiais.

O equipamento foi desenvolvido utilizando-se o princpio de lavagem por alta

presso. Ele pode ser utilizado para limpeza de materiais contaminados com um

tamanho entre 0 - 150 mm. A presso utilizada no equipamento pode chegar a 200

bar. Os consumos de gua e energia, que devero ser pr-determinados

dependendo da necessidade do processo, variam entre 6 42 m3/h e 10 265 kWh,

respectivamente. Desta forma, a fora hidrulica e o tempo de residncia so

parmetros decisivos para a operao estvel e contnua do Hydro-Clean. A taxa de

produo, por mquina, pode chegar a 400 t/h.

A parte central do equipamento consiste em uma cmara de lavagem vertical,

revestida em suas laterais com telas de poliuretano. No topo desta cmara encontra-

se um rotor de lavagem, no qual so montados bicos de sprays. A alimentao da

cmara realizada, atravs de uma comporta, conforme Figura 2.

Figura 2 - Equipamento Haver Hydro-Clean

Fonte: www.haverbrasil.com.br


O material lavado e desagregado, ao ser exposto a jatos de gua de alta

presso. O fluxo de gua injetado de cima para baixo, devido posio dos bicos

de spray, localizados no rotor de lavagem. Outro efeito, resultante da rotao do

rotor de lavagem, a centrifugao do material. A fora hidrulica, transferida ao

material, resulta em foras de atrito e impacto entre as partculas que compem a

amostra. Do ponto de vista do processo, a cmara de lavagem do equipamento

pode ser dividida em duas zonas, na regio superior a turbulenta, onde o material

lavado, e na regio inferior o material apenas transferido e desaguado.

3.4.3 Mquina de Atrio

A mquina de atrio um equipamento simples, porm altamente eficiente,

para atritar partculas, com lamas em polpas, entre 50 e 80 % de concentrao de

slidos. Duas hlices opostas, tipo propulsoras, em cada eixo, criam uma ao de

mistura intensa, forando as partculas individuais, umas contra as outras,

resultando em atrio, limpeza de superfcie e desintegrao de aglomerados, como

mostrado na Figura 3.

Figura 3 - Mquina de atrio

Fonte: www.aeromecanicadarma.com.br


A eficincia, normalmente, melhora com o aumento da concentrao de

slidos da polpa, uma vez que o contato entre partculas aumenta. Uma abertura,

em cada segmento das clulas, permite o fluxo da polpa na mquina.

normalmente fornecida com duas, quatro ou seis clulas. Este equipamento usado

principalmente para lavagem de material, com tamanho abaixo de 10 mm.

aplicado para remoo de manchas de ferro das partculas de areia, desintegrao

de aglomerados de argila na areia, delaminao de minrios, como caulim e grafita.

Utilizam-se, possivelmente, altos recursos de energia para lavagem de areia de

slica para manufatura de vidro e limpeza de areia de fundio. A mquina tambm

utilizada para misturar areia e para hidratao de cal. (METSO MINERALS, 2005b)

3.4.4 Drum Scrubber

De acordo com vrios autores (KELLY; SPOTTISWOOD, 1982; METSO

MINERALS, 2005a; ENGENDRAR ENGENHEIROS ASSOCIADOS, 2009), drum

scrubber, tambm chamado de tambor desagregador, lavador rotativo, lavador de

tambor, drum washer, scrubber-trommel, a mquina destinada desagregao e

separao de rejeitos (argilas) do material aproveitvel (Figura 4). recomendvel

para materiais misturados com argila solvel e para grossos em geral. O material

entra em um cilindro giratrio, onde misturado com gua. Em toda superfcie

interna do cilindro esto distribudas as aletas, cuja funo atritar e levantar o

material, ao mesmo tempo em que, tambm, o impulsiona para a tela, onde

desaguado (METSO MINERALS, 2005a).

Em alguns textos pesquisados, principalmente em catlogos de fabricantes, o

termo scrubber aparece de forma genrica, designando qualquer equipamento que

realize o processo de desagregao de partculas, entretanto, neste texto ser

utilizado para designar o equipamento denominado drum scrubber.


Figura 4 - Tambor desagregador rotativo ou drum scrubber

Fonte: Engendrar Engenheiros Associados (2009)

3.4.4.1 Caractersticas do drum scrubber

As principais caractersticas do scrubber so as dimenses do cilindro

(dimetro e comprimento) e a potncia instalada, que funo de suas dimenses e

variveis operacionais. As variveis operacionais so o volume til, geralmente

expresso em porcentagem do volume da cmara de escrubagem, a velocidade de

rotao, tempo de residncia da polpa, altura das aletas de revolvimento, alm da

concentrao de slidos da polpa alimentada.

De acordo com Miller (2004), os scrubbers so classificados pela relao de

aspecto (relao entre comprimento e dimetro L/D). Existe uma faixa de relao

de aspecto normalmente utilizada, entre 1,5:1 a 2,5:1, mas esta relao geralmente

mantida na regio de 2:1.


O acionamento, normalmente, feito por conjunto motor-redutor-eixo pinho/

coroa, sendo o apoio feito em rolos cilndricos, que deslizam sobre pista de ao.

Para sustentao da parte de descarga, usa-se um simples mancal ou dependendo

do comprimento do lavador, de uma segunda pista de ao, sustentada por rolos

cilndricos. Na descarga, normalmente, usa-se um trommel (Figura 5) para

separao por tamanho (W&W3D, 2008).

Figura 5 - Seco longitudinal de um scrubber com trommel

3.4.4.2 Concentrao de slidos da polpa

A concentrao de slidos da polpa (Cw), ou seja, a relao entre a massa de

slidos e a massa de polpa, uma importante varivel no processo de escrubagem.

Assim como na moagem, a quantidade de gua adicionada, junto ao minrio, no

processo de escrubagem, afeta no s a velocidade com que as partculas passam

por dentro do scrubber, mas tambm a viscosidade e a densidade da polpa e, em

consequncia, a ao mecnica da desagregao entre as partculas. Polpas

excessivamente diludas diminuem o tempo de residncia de partculas na cmara

do scrubber e, consequentemente, reduzem a probabilidade das partculas serem


desagregadas. O inverso, polpa excessivamente adensada, acaba por apresentar

uma viscosidade alta, prejudicando o movimento relativo das partculas, chegando a

impedir o rolamento da carga. Por isso, uma concentrao de slidos adequada de

fundamental importncia para uma escrubagem eficiente;

3.4.4.3 Tempo de residncia da polpa na cmara de escrubagem

o tempo que, determinado volume de polpa, leva para sair do equipamento.

determinado atravs da equao 3.1:

QaVutr (3.1)

Onde:

tr o Tempo de residncia da polpa;

Vu o Volume til ocupado pela polpa na cmara do scrubber;

Qa a Vazo volumtrica da polpa de alimentao.

3.4.4.4 Volume til ocupado pela polpa

determinado atravs do grau de enchimento (Ge) desejado no processo. O

grau de enchimento definido como sendo uma porcentagem do volume interno do

cilindro do scrubber. Para delimitar o volume til, fundamental para o clculo do

tempo de residncia, usa-se um anel interno de ao, na extremidade de sada do

equipamento, com altura ajustvel s necessidades de processo.


3.4.4.5 Vazo de polpa de alimentao

Influencia diretamente o tempo de residncia da polpa, ou seja, quanto maior

a vazo de polpa de alimentao, menor o tempo de residncia e

consequentemente, a eficincia de lavagem;

3.4.4.6 Velocidade de rotao do scrubber

Assim como acontece em moinhos, a velocidade de rotao (Vr) dos

scrubbers geralmente referida como uma porcentagem da velocidade crtica.

A velocidade crtica definida pelo dimetro interno do scrubber, de acordo

com a equao 3.2:

D,Vc 342 (3.2)

Onde:

Vc a velocidade crtica (rpm);

D o dimetro interno (m).

As faixas de velocidade de rotao so caracterizadas pela ao dinmica da

carga que requerida. A velocidade de rotao de scrubbers geralmente muito

menor, se comparada com as de moinhos, uma vez que a atrio/abraso o

mecanismo normal de escrubagem. Para se ter uma idia, moinhos operam na faixa

de 70% a 75% da velocidade crtica, enquanto que scrubbers tendem a trabalhar na

faixa de 30% a 65% (MILLER, 2004).


3.4.4.7 Altura das aletas de revolvimento do minrio

O perfil do revestimento interno afeta fortemente a trajetria das partculas. As

aletas servem para elevar as partculas e, portanto, adquirem uma maior energia

potencial. Internamente, o scrubber revestido de ao ou placas de borracha, com

aletas levantadoras (lifters) com at 200 mm de altura, em ao, ou de borracha (em

torno de 100 150 mm). H uma tendncia de padronizao para o uso de borracha

no revestimento e barras levantadoras, devido menor gerao de rudo, maior vida

til e manuteno mais simples (W&W3D, 2008).

3.4.4.8 Usos

No Brasil, os scrubbers so utilizados na desagregao e lavagem de bauxita

em vrias usinas de beneficiamento, como por exemplo, MRN em Trombetas (Figura

6), Alcoa em Juruti, as duas localizadas no Estado do Par e CBA em Mirai - MG

(ALVES; REIS, 2008), (REIS, 2008).

Segundo Chaves et al. (2007), a escrubagem realizada em bauxitas para

remoo da argila, aderida s partculas de gibbsita. Uma rotina clssica faz-la

numa polpa, com cerca de 50% de concentrao de slidos, por perodos no mais

que 3 minutos.

So equipamentos constantemente utilizados em plantas de concentrao de

ouro e cassiterita, em dragas e tambm na desagregao de bolas de argila com o

intuito de liberar o minrio (ENGENDRAR ENGENHEIROS ASSOCIADOS, 2009).

O scrubber pode ter anexado a ele um trommel, como mostra a Figura 6,

onde as partculas grosseiras sero separadas no oversize e as finas, no undersize.

O movimento de rotao do equipamento impede o entupimento dos orifcios

utilizados no peneiramento. Para Chaves et al. (2007), esta no uma boa soluo

para bauxita, pois a velocidade de rotao adequada, para uma boa operao de

escrubagem, no a mesma, para uma boa operao de peneiramento. Chaves et

al. (2007) acreditam que separar as operaes unitrias de escrubagem e

peneiramento e realiz-las em scrubbers e peneiras vibratrias a melhor escolha.


Figura 6 - Instalao de escrubagem da MRN

3.5 MODELAGEM DA OPERAO DE ESCRUBAGEM

Segundo Napier-Munn (2003) e Valery (2003) apud Miller (2004), o projeto e

seleo de scrubbers , na melhor das hipteses, uma cincia inexata, com poucos

dados publicados sobre critrios de seleo ou de procedimentos de clculos. At

hoje, a maioria dos scrubbers foi selecionada, baseada num critrio simples, como

por exemplo, o tempo de residncia da polpa, e no por critrios mais rigorosos, tais

como, o tempo de residncia dos slidos ou o grau de desagregao. Alguns

modelos tm sido desenvolvidos por organizaes de pesquisa, como o Julius

Kruttschnitt Mineral Research Center (JKMRC), que considera a questo do grau de

desagregao. Tais modelos ainda no foram liberados para domnio pblico.

O modelo descrito no artigo de Miller (2004) considera a seleo da geometria

do scrubber e de sua potncia. Ele baseado em resultados de ensaios de trabalho


que definem o tempo de residncia necessrio para promover o grau de

desagregao esperado. Na maioria dos casos, estes resultados so de ensaios de

bancada ou de ensaios contnuos em escala piloto. Em ambos os casos, assumido

que o tempo de residncia dos slidos o parmetro importante. Ele obtido

diretamente do ensaio de bancada ou por clculos a partir do modelo para um

ensaio contnuo. Em qualquer caso, o scrubber de fluxo contnuo precisa ser

selecionado, para atingir o tempo de residncia de slidos necessrio.

3.6 BAUXITA

3.6.1 Introduo

Segundo Valeton (1972), o termo bauxita foi introduzido por Berthier e origina-

se de Les Baux, localidade do sul da Frana, cujas proximidades foi descoberta a

primeira jazida em 1821.

A bauxita o minrio industrial mais importante para a obteno do alumnio

metlico e de muitos compostos de alumnio. O alumnio pode ser considerado um

elemento bastante popular, pois est presente em quase todas as esferas da

atividade humana. As inmeras aplicaes em diversos setores das indstrias

(transportes: automveis, aeronaves, trens, navios; construo civil: portas, janelas,

fachadas; eletro-eletrnico: equipamentos eltricos, componentes eletrnicos e de

transmisso de energia; petroqumica; metalurgia e outros) e a frequente presena

no nosso dia-a-dia (mveis, eletrodomsticos, brinquedos, utenslios de cozinha,

embalagens de alimentos, latas de refrigerante, produtos de higiene, cosmticos e

produtos farmacuticos) ilustram bem a sua importncia econmica no mundo

contemporneo. A prpria reciclagem de embalagens de alumnio, setor no qual o

Brasil se destaca, tem papel relevante do ponto de vista econmico, social e

ambiental (CONSTANTINO et al., 2002).

Embora atualmente a forma mais conhecida do alumnio seja a metlica, o

metal j foi considerado to raro e precioso antes das descobertas de Charles Martin

Hall e Paul-Louis Toussaint Hroult (1888), que chegou a ser exibido ao lado de


jias da coroa e utilizado em lugar do ouro em jantares da nobreza no sculo XIX.

Os compostos de alumnio, por outro lado, servem a humanidade h mais de 4000

anos. Diversos compostos de ons Al+3 apresentam relevncia industrial no mundo

atual, como por exemplo: Al(OH)3, Al2O3, Na[Al(OH)4], Al2(SO4)3 e haletos de

alumnio, dos quais os dois primeiros, usados para a produo do metal, so os de

maior importncia econmica. Dentre as principais aplicaes dos compostos de

alumnio, destacam-se o tratamento para obteno de gua potvel, o tingimento de

tecidos, a manufatura de produtos de higiene, medicamentos, refratrios e

catalisadores (EVANS, 1995).

O alumnio no ocorre na forma elementar na natureza. Devido alta

afinidade pelo oxignio, ele encontrado como on Al3+ , na forma combinada, em

rochas e minerais. Embora constitua apenas cerca de 1% da massa da Terra, o

primeiro metal e o terceiro elemento qumico (O= 45,5%; Si= 25,7%; Al= 8,3%; Fe=

6,2%; Ca= 4,6%; outros= 9,7% em massa) mais abundante da crosta, ou seja, da

superfcie que pode ser economicamente explorada pelo homem. O alumnio

encontrado em rochas gneas, como os feldspatos (aluminossilicatos

tridimensionais) e as micas (silicatos lamelares); em minerais como a criolita

(Na[AlF6]), o espinlio (MgAl2O4), a granada ([Ca3Al2(SiO4)3]) e o berilo

(Be3Al2[Si6O18]); e no corndon (Al2O3) que o mineral que apresenta o maior teor de

Al (52,9%) (GREENWOOD, 1997).

Os processos que permitiram a produo do metal em escala industrial (o

processo BAYER para produo de alumina, em 1888, e o de HALL-HEROULT da

metalurgia do alumnio, em 1886) surgiram quase no final do sculo XIX. As

primeiras fundies industriais de alumnio, baseadas no processo de eletrlise

gnea, iniciaram produo entre 1888 e 1889, em Pittsburgh (Inglaterra) e

Nenhausen, na Sua (MACHADO, 1962; MACHADO, 1985; VALETON, 1972).

importante enfatizar que, na segunda metade do sculo XIX, quase toda a

bauxita era produzida na Frana e empregada, basicamente, para fins no

metalrgicos. Naquela poca, a produo de alumina destinava-se principalmente

ao uso como mordente na indstria txtil. No entanto, com o desenvolvimento do

processo HALL-HEROULT (1886), a alumina disponvel foi, de modo crescente,

usada na produo de alumnio metlico. Mesmo assim, foi desenvolvido um grupo

de aplicaes para a bauxita no metalrgica, no qual, incluem-se: abrasivos,


refratrios, produtos qumicos, cimentos de alta alumina, etc. (SAMPAIO;

ANDRADE; DUTRA, 2005).

A bauxita s passou a representar papel econmico de destaque, no mbito

da economia mundial, a partir do trmino da Primeira Grande Guerra Mundial.

Apenas em 1917, a produo mundial de bauxita atingiu 1 milho de toneladas, com

o surgimento de novos produtores, como ustria, Hungria, Alemanha e Guiana

Britnica.

As primeiras ocorrncias brasileiras de bauxita, grau metalrgico, foram

detectadas entre os anos de 1916 e 1917, nas proximidades das cidades de Mariana

e Belo Horizonte, Estado de Minas Gerais (MACHADO, 1985).

3.6.2 Formao e Caracterizao Mineralgica

A bauxita se forma em regies tropicais e subtropicais, por ao do

intemperismo sobre aluminossilicatos, caracterizados por taxas de precipitao

pluviomtricas excepcionalmente elevadas. Apesar de ser frequentemente descrita

como o minrio de alumnio, a bauxita no uma espcie mineral propriamente dita,

mas um material heterogneo, formado de uma mistura de hidrxidos de alumnio

hidratados contendo impurezas. Os principais constituintes deste material so a

gibbsita e os polimorfos boehmita, e disporo, sendo que as propores das trs

formas variam dependendo da localizao geogrfica do minrio. As bauxitas mais

ricas em boehmita so encontradas em depsitos europeus (Frana e Grcia)

enquanto que, aquelas ricas em disporo, na China, Hungria e Romnia. As

bauxitas, geologicamente mais novas, possuem alto contedo de gibbsita, ocorrem

em grandes depsitos, em reas de clima tropical, como Jamaica, Brasil, Austrlia,

Guin, Guiana, Suriname e ndia (KIRK, 1992; ULLMANN, 1998).

A gibbsita, a boehmita e o disporo constituem o grupo de minerais de onde

se pode extrair a alumina, sob a forma mono ou tri-hidratada. A alumina possvel de

ser extrada, sob as condies do processo Bayer de baixa ou alta temperatura,

constitui a denominada alumina aproveitvel.

A gibbsita tem a menor densidade, a mais solvel nas solues de soda

custica, para determinadas condies de concentrao, temperatura e presso de


digesto, e a mais macia dos trs minerais de alumnio. A boehmita relativamente

menos solvel que a gibbsita nessas solues e intermediria entre os trs, em

termos de dureza e densidade. O disporo o mais duro, denso e menos solvel

nas solues custicas, dentre os trs minerais (PATTERSON, 1984).

As impurezas presentes na bauxita so xidos de ferro (hematita, magnetita,

goethita, entre outros), slica, xido de titnio e aluminossilicatos, em quantidades

que variam com a regio de origem, causando alteraes no aspecto fsico do

minrio, que podem variar de um slido marron-escuro ferruginoso at um slido de

cor creme, duro e cristalino. (KIRK, 1992). A cor e a composio do slido podem

variar dentro de um mesmo depsito de bauxita. A composio tpica da bauxita de

uso industrial : 40-60% de Al2O3; 12-30% de H2O combinada; 1-15% de SiO2 livre e

combinada; 1-30% de Fe2O3; 3-4% de TiO2; 0,05-0,2% de outros elementos e xidos

(GREENWOOD, 1997).

A slica, sob a forma de quartzo, tem comportamento inerte no processo

Bayer para produo de alumina. Entretanto, a slica que integra a estrutura dos

minerais de argila, denominada slica reativa, reage com a soda custica durante a

digesto da bauxita, formando compostos insolveis, e o consumo desse insumo

aumenta, em escala geomtrica, medida que cresce o teor dessa impureza no

minrio. Portanto, teores elevados de slica reativa inviabilizam a utilizao

econmica da bauxita, como matria-prima, para produo de alumnio (FLORES;

DAMASCENO, 1998).

Os xidos de ferro normalmente esto presentes na composio qumica das

bauxitas sob a forma de hematita, goethita ou, ainda, uma mistura desses xidos.

Os xidos de ferro, juntamente com outras impurezas, vo constituir as

denominadas lamas vermelhas do processo Bayer para produo de alumina.

Os xidos de titnio comumente presentes so o anatsio e o rutilo. O rutilo

no reage durante o processo de digesto da bauxita, independente dessa digesto

ocorrer baixa ou alta temperatura. O anatsio, entretanto, reativo nos processos

ditos de alta temperatura, tendendo a inibir a precipitao da boehmita (FLORES;

DAMASCENO, 1998).

Alm dos minerais acima descritos, uma considervel variedade de elementos

qumicos e minerais podem estar presentes, em propores consideradas

pequenas, como clcio, magnsio, fsforo, mangans, vandio e glio. Compostos

orgnicos normalmente ocorrem associados ao horizonte constitudo por solos, onde


o desenvolvimento da vegetao frequentemente estimulado pelas altas taxas de

precipitao pluviomtrica, necessrias consumao do processo de bauxitizao

(ANDREWS, 1984).

A caracterizao do mineral ou minerais de alumnio presentes nas bauxitas,

assim como das impurezas, de fundamental importncia na fixao e controle dos

parmetros extrativos, para a produo de alumina, com emprego do processo

Bayer. A eficincia da extrao da alumina consequncia direta da composio

mineralgica, assim como, da temperatura e presso de digesto do minrio modo

nas solues de soda custica.

A concentrao e natureza desses minerais iro conferir caractersticas

importantes s bauxitas, que sero definidoras do seu emprego como matria-prima

para fabricao de outros produtos, como refratrios, abrasivos, produtos qumicos e

outros (ANDREWS, 1984; HILL; OSTOJIC, 1984).

3.6.3 Lavra

Os mtodos de lavra dos minrios de bauxita variam de acordo com a

natureza dos corpos mineralizados das jazidas. A lavra desses minrios feita, na

maior parte, a cu aberto, segundo o mtodo por tiras (strip mining). Estima-se que o

maior nmero das jazidas de bauxita latertica seja lavrada por mtodo a cu aberto

(RHRLICH et al., 2001). Menos de 20% da produo de bauxita no mundo

diversificado, dispondo-se desde a lavra manual at os mtodos modernos com

diversos tipos de equipamentos de minerao.

3.6.4 Beneficiamento Mineral

De acordo com Chaves et al. (2007), usinas de beneficiamento de bauxita s

existem no Brasil. Nos outros pases produtores, normal explotar o minrio mais

rico e aliment-lo direto na refinaria. Dependendo da relao slica / alumina

aproveitvel, minrios mais pobres podem ser alimentados em refinarias


especialmente concebidas para eles. No Brasil, existe uma tradio e cultura no

beneficiamento de bauxita:

A Minerao Rio do Norte (MRN), em Oriximin - PA, processa bauxita atravs da

escrubagem, peneiramento, deslamagem em um complexo circuito de ciclones e

filtragem em filtros a vcuo;

A Minerao Santa Lucrcia, em Monte Dourado - PA, possui um circuito que

beneficia bauxita grau cermico, atravs da separao em meio denso com o

dinawhirlpool (DWP);

A Companhia Brasileira de Alumnio (CBA), em Poos de Caldas - MG, utiliza

escrubagem, catao tica e a deslamagem em ciclones;

A CBA, em Itamarati de Minas - MG, desagrega, peneira, deslama, e utiliza um

circuito de concentrao gravtica para recuperar os finos de bauxita;

A Minerao Rio Pomba, em Mercs - MG, utiliza jigues para separar a slica

grosseira;

A VALE iniciou um novo projeto em Paragominas - PA, utilizando moagem semi-

autgena, deslamagem em ciclones e transporte da polpa por mineroduto.

3.6.5 Reservas

As principais reservas de bauxita so encontradas na frica (33%), Oceania

(24%), Amrica do Sul e Caribe (22%), sia (15%) e outros (6%), sendo que as trs

maiores localizam-se na Guin (1 ), na Austrlia (2 ) e no Vietnam (3 ). Estima-se

que a reserva total deva ser suficiente para a demanda de alumnio no sculo XXI

(BRAY, 2009).

Em 2007, o Brasil detinha 3,5 bilhes de toneladas das reservas mundiais de

bauxita (ou seja, 11% do total), das quais 97% encontravam-se no Par

(MRTIRES; SANTANA, 2008).


3.6.6 Produo

De acordo com Mrtires (2008) a produo mundial de bauxita em 2007 foi

8,4% superior de 2006, passando de 178 milhes de toneladas (Mt) em 2006 para

194 Mt em 2007, num cenrio em que o Brasil voltou a ocupar o 3 lugar entre os

principais produtores respondendo por 12,7%, sendo ultrapassado pela China que

respondeu por 16,5% a qual teve sua produo elevada em 52% no perodo. A

Austrlia o maior produtor respondendo por 33% da produo mundial.

Segundo o mesmo autor, com a entrada em operao da Mina da VALE em

Paragominas, no Estado do Par, em 2007 (1,85 Mt), a produo de bauxita cresceu

8,6% atingindo o recorde de 24,7 Mt, apresentando uma nova distribuio na

produo de bauxita metalrgica por empresa: Minerao Rio do Norte (MRN)

(73%), Companhia Brasileira de Alumnio (CBA) (11,5%), VALE (7,5%), Alcoa (4,9%)

e Novelis (1,9%).

3.7 A MINA DE BAUXITA DE PARAGOMINAS

A Mina de Bauxita de Paragominas (MBP), pertencente VALE, est

localizada a 64 km do centro urbano da cidade de Paragominas, no nordeste

do estado do Par, e a 350 km da capital Belm. Descoberta por exploradores

da Mineradora Rio Tinto na dcada de 1970, este projeto est diretamente

ligado aos programas de expanso da refinaria de alumina Alumnio do Norte

do Brasil S.A. (ALUNORTE), localizada no municpio de Barcarena, regio

metropolitana de Belm.

O empreendimento foi idealizado para operar em trs fases. A fase I

entrou em operao no primeiro trimestre de 2007 e possui capacidade

nominal de produzir 4,95 Mt/ano de bauxita. Para a fase II, que entrou em

operao no segundo trimestre de 2008, est previsto um acrscimo na

produo de 4,95 Mt/ano de bauxita. J a fase III ser integrada nova


refinaria de alumina a ser implantada nas proximidades da ALUNORTE, em

Barcarena, em parceria da VALE com a empresa norueguesa Norsk Hydro. A

fase III produzir mais 4,95 Mt/ano de bauxita, quando estar totalmente

concluda.

A bauxita de Paragominas possui teores mdios de 50% de alumina

aproveitvel, 4% de slica reativa, granulometria abaixo de 6,5 e umidade de

12% a 13% (VALE, 2009).

Em Paragominas, a bauxita ocorre em plats (terrenos elevados e

planos). Alguns, como o chamado Miltnia, a cerca de 60 km da cidade, tm

uma camada de bauxita, em torno de 2 m de espessura, coberta com uma

camada estril, principalmente de argila, que tem, em mdia, 11 m sobre o

plat (VALE, 2008).

Um perfil tpico do depsito Miltnia compreende as seguintes camadas

a partir do topo: solo orgnico e argila, bauxita nodular, laterita ferruginosa,

bauxita cristalizada minrio principal, bauxita amorfa e argila mosqueada

(MENDES et al., 2008).

O transporte da polpa de bauxita pelo mineroduto requer que as

operaes de cominuio e formao da polpa sejam muito bem controladas.

De acordo com Mendes et al. (2008), as especificaes da bauxita para

alimentar a refinaria da ALUNORTE so as seguintes:

Bauxita gibbstica;

Teor de alumina aproveitvel > 48%;

Teor de slica reativa < 3%;

Teor insignificante de contaminantes qumicos;

Extrao de 100% da alumina aproveitvel;

Dessilicificao em aproximadamente 60 minutos a 145 155 o C;

Taxa de sedimentao da lama vermelha maior que 8 m/h;

Compactao da lama maior que 35% slidos.


A produo de bauxita em Paragominas compreende trs atividades: a

lavra, o beneficiamento e o transporte do produto pelo mineroduto para a

refinaria de alumina, as quais sero descritas a seguir.

3.7.1 Lavra

A mineralizao de bauxita em Paragominas ocorre em camadas

horizontais, associadas a plats (planaltos), e por este motivo foi adotado o

mtodo de lavra por tiras (strip minning). A rea atualmente lavrada e tambm

onde se encontra a planta industrial o plat Miltnia 3, cujos recursos

medidos e indicados so da ordem de 98 milhes de toneladas, o que

representa uma vida til estimada de 20 anos. O plat Miltnia 5, localizado a

8 km do anterior, abastecer a fase III.

A cada ano ser lavrada uma rea de aproximadamente 210 hectares,

com operao inteiramente mecnica, sem o uso de explosivos, que se

completa em quatro etapas de acordo com as Figura 7 e 8: (VALE, 2008)

Preparao e limpeza da rea, incluindo, onde necessrio, a retirada da

cobertura vegetal. O solo vegetal estocado para, depois, ser utilizado

na recomposio da rea lavrada;

Abertura da mina, com remoo da camada argilosa que cobre a

bauxita;

Escavao para retirada da bauxita da jazida e seu transporte, em

grandes caminhes, para a rea de britagem;

Reflorestamento, com plantio de espcies nativas.


Figura 7 - Sequncia das operaes de

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Tese Jaime Henrique Barbosa Da Costa (1)