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Ano: 2023

Uso de rejeitos do corte de rochas graníticas como coating ou recobrimento para pelotas de minério de ferro

SAMARCO MINERAÇÃO

Categoria: Processos

Aspectos Gerais da Prática:

Com potencial de promover a economia circular no estado do Espirito Santo, região que abriga importantes industrias do ramo da pelotização de minério de ferro e o maior polo de produção de rochas ornamentais da América Latina, resíduos finos provenientes do corte de rochas exclusivamente graníticas foram testados em laboratório e em escala industrial para avaliação de sua aplicabilidade como recobrimento, ou Coating, de pelotas de minério de ferro destinadas a reatores de redução direta. O objetivo foi o desenvolvimento de mais um insumo 100% sustentável para a produção de pelotas capaz de mitigar a tendência à colagem de uma pelota em outra, sob redução, em elevadas temperaturas (900 a 1050°C). Durante a produção de rochas ornamentais graníticas, mais especificamente na etapa de beneficiamento, rejeitos muito finos se originam da serragem dos blocos em chapas e no polimento. Cerca de 25% do volume da rocha é transformado em resíduo fino na etapa de serragem. Seguindo metodologia desenvolvida para homologação de insumos para pelotização, a primeira etapa do estudo avaliou parâmetros como granulometria, estabilidade química, capacidade de aderir e se manter fixo à superfície da pelota durante manuseio e testes metalúrgicos. A segunda etapa do estudo, já dentro da planta industrial, avaliou condições de transporte, diluição e homogeneização da solução de Coating, transporte em tubulações e aspersão sobre pelotas. O insumo sustentável pode fomentar economia circular entre a indústria de pelotização e a de rochas ornamentais, tendo apresentado resultados satisfatórios em todos os parâmetros técnicos avaliados. O estudo foi realizado em um trabalho de mestrado orientado pelo departamento de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ-COPPE) em parceria com a Samarco Mineração. Como resultado este é o segundo insumo 100% sustentável desenvolvido pela parceria entre a Samarco e a indústria de rochas ornamentais do estado do Espirito Santo.

Relevância para o Negócio:

O coating é um dos insumos mais importante para a produção de pelotas de minério de ferro destinadas a reatores siderúrgicos de redução direta pois mitiga a ocorrência de colagem durante o processo de redução direta. A colagem é um fenômeno indesejável, pois afeta a produtividade dos reatores. Este efeito é observado quando partículas de minério de ferro tendem a colar durante a redução, formando aglomerados que desfavorecem o fluxo de carga e a permeabilidade do leito. Industrialmente, nota-se que esse fenômeno prejudica a continuidade do processo de redução e a metalização. Pelotas que apresentam elevado índice de colagem representam um inconveniente para clientes ao redor do mundo. Assim, a Samarco pesquisou e desenvolveu coatings de alta eficiência para uso nesta aplicação. O rejeito de granito, além de ser o segundo insumo 100% sustentável desenvolvido na Samarco, é um insumo com alto potencial de mitigar a ocorrência de colagem de pelotas. O rejeito de granito demanda custos para sua destinação em barragens fiscalizadas por órgãos ambientais. Com este desenvolvimento, o resíduo deixa de ser destinado em barragens e passa a ser empregado como coating para produção de pelotas. O material, por ser um rejeito, tem um custo quase 10 vezes menor que o insumo tradicionalmente utilizado anteriormente. Além de ser ambientalmente correto o uso deste novo insumo, o custo de aquisição é bem menor. “Quando os blocos de rocha graníticas são cortados em placas menores é desprendido do corte um pó de pedra que forma uma lama denominada de lama abrasiva. Depois de todo o processo de extração, corte das placas e manuseio para a produção do granito comercial, o rejeito produzido passa a ser armazenado em uma barragem de rejeitos, sem nenhuma aplicação em outros processos, tornando-se um passivo ambiental.
Diferentes materiais foram avaliados como coating para pelotas: Quartizito, sílica, talco, dolomita, olivina, cal, calcário, bentonita, magnesita, cimento e misturas de bentonita/olivina, de bentonita/dolomita, de dolomita/cimento e de olivina/cimento. Um estudo realizado nos laboratórios da Samarco descobriu que o rejeito fino, obtido no desmembramento de blocos de granito em chapas, tem a composição química e a granulometria ultrafina ideal para uso deste resíduo como coating para recobrimento de pelotas. A Samarco patenteou o uso de mais este insumo 100% sustentável para a pelotização, à partir da granulometria, método de obtenção e composição química que se tornaram a especificação para o uso do novo insumo. Mensalmente são utilizadas cerca de 990 toneladas de coating na Samarco Mineração.”

Aspectos Inovadores Relacionados a Prática:

Não informado

Contribuição da Prática para o Desempenho da Empresa:

Com potencial de promover a economia circular no estado do Espirito Santo, região que abriga importantes industrias do ramo da pelotização de minério de ferro e o maior polo de produção de rochas ornamentais da América Latina, resíduos finos provenientes do corte de rochas exclusivamente graníticas foram testados em laboratório e em escala industrial para avaliação de sua aplicabilidade como recobrimento, ou Coating, de pelotas de minério de ferro destinadas a reatores de redução direta. O objetivo foi o desenvolvimento de mais um insumo 100% sustentável para a produção de pelotas capaz de mitigar a tendência à colagem de uma pelota em outra, sob redução, em elevadas temperaturas (900 a 1050°C). Durante a produção de rochas ornamentais graníticas, mais especificamente na etapa de beneficiamento, rejeitos muito finos se originam da serragem dos blocos em chapas e no polimento. Cerca de 25% do volume da rocha é transformado em resíduo fino na etapa de serragem. Seguindo metodologia desenvolvida para homologação de insumos para pelotização, a primeira etapa do estudo avaliou parâmetros como granulometria, estabilidade química, capacidade de aderir e se manter fixo à superfície da pelota durante manuseio e testes metalúrgicos. A segunda etapa do estudo, já dentro da planta industrial, avaliou condições de transporte, diluição e homogeneização da solução de Coating, transporte em tubulações e aspersão sobre pelotas. O insumo sustentável pode fomentar economia circular entre a indústria de pelotização e a de rochas ornamentais, tendo apresentado resultados satisfatórios em todos os parâmetros técnicos avaliados. O estudo foi realizado em um trabalho de mestrado orientado pelo departamento de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ-COPPE) em parceria com a Samarco Mineração. Como resultado este é o segundo insumo 100% sustentável desenvolvido pela parceria entre a Samarco e a indústria de rochas ornamentais do estado do Espirito Santo.

Gestão da Prática Relatada:

As diferentes etapas do estudo fizeram parte de um mestrado orientado pelo departamento de engenharia metalúrgica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) com cronograma definido. Para acompanhamento das etapas do projeto foi utilizada metodologia DMAIC. Para monitoramento dos resultados os lotes de coating recebidos na Samarco passam por caracterização química e física e as pelotas recobertas com este coating passam por avaliação metalúrgica segundo normas ISO de certificação internacional para determinação do índice de colagem das pelotas sob redução.

Possibilidade de Disseminação ou Replicação:

O uso do coating de rejeito de granito pode se estender da Samarco para outras pelotizadoras. No entorno existe a mineradora VALE com 8 usinas de pelotização capazes de utilizar o produto retirando do meio ambiente muitas toneladas de resíduos e aplicando em um insumo com eficiência técnica comprovada por testes normatizados e estudos realizados em diferentes centros de pesquisa.