Avaliação de peneiras industriais emergentes para o processamento a umidade natural de minério de ferro hidratado

Abstract

A dissertação investiga o desempenho de diferentes tecnologias de peneiramento aplicadas ao minério de ferro à umidade natural, cada vez mais necessário frente às restrições ambientais e à busca por processos mais sustentáveis na mineração. O estudo foi conduzido com o minério da Mina da Mutuca (Vale), caracterizado por alta umidade e hidratação, o que representa um desafio técnico significativo para o peneiramento a umidade natural. Foram avaliadas três tecnologias de peneiramento em escala industrial para obtenção de granulometria 100% abaixo 19 mm gerando produto (sínter feed): Peneira Vibratória Elíptica (de uso convencional pela empresa), Peneira Estrela de Borracha e a Peneira Flip-Flow LIWELL. As amostras foram coletadas nos fluxos de alimentação, retido e passante, e submetidas a análises de umidade e distribuição granulométrica. Os principais parâmetros analisados incluíram eficiência de peneiramento e taxa unitária de processamento. Os resultados obtidos foram: Peneira Vibratória convencional - eficiência para undersize de 17% e taxa unitária de processamento de 40 t/h/m2 para uma umidade média de 20%; Peneira Estrela de Borracha – eficiência de 70% e taxa unitária de processamento de 60 t/h/m2 para uma umidade média de 20%; e Peneira Flip-Flow LIWELL – eficiência de 90% e taxa unitária de processamento de 15,2 t/h/m2 para uma umidade média de 15%. A Peneira Estrela de Borracha destacou-se pela sua capacidade de autolimpeza e menor entupimento. A peneira Flip-Flow LIWELL foi a que promoveu uma separação mais eficiente entre as frações, com menor sobreposição entre os fluxos. A pesquisa conclui que, além da umidade, fatores como geometria das telas, tipo de vibração e área aberta são determinantes para o desempenho do peneiramento.

The dissertation investigates the performance of different screening technologies applied to iron ore at natural moisture, which is increasingly necessary due to environmental restrictions and the pursuit of more sustainable processes in mining. The study was conducted using ore from the Mutuca Mine (Vale), characterized by high moisture and hydration, which poses a significant technical challenge for screening at natural moisture. Three industrial-scale screening technologies were evaluated to achieve a particle size of 100% below 19 mm, generating a product (sinter feed): Elliptical Vibrating Screen (conventionally used by the company), Rubber Star Screen, and Flip-Flow LIWELL Screen. Samples were collected from the feed, oversize, and undersize streams and subjected to moisture and particle size distribution analyses. The main parameters analyzed included screening efficiency and unit processing rate. The results obtained were: Conventional Vibrating Screen – undersize efficiency of 17% and unit processing rate of 40 t/h/m² at an average moisture of 20%; Rubber Star Screen – efficiency of 70% and unit processing rate of 60 t/h/m² at an average moisture of 20%; and Flip-Flow LIWELL Screen – efficiency of 90% and unit processing rate of 15.2 t/h/m² at an average moisture of 15%. The Rubber Star Screen stood out for its self-cleaning capability and reduced clogging. The Flip-Flow LIWELL screen provided the most efficient separation between fractions, with less overlap between streams. The research concludes that, in addition to moisture, factors such as screen geometry, type of vibration, and open area are crucial for screening performance.