Estudo de um circuito de moagem: Linha #1 da Lavaria de Cobre

1 E STUDO DE UM C IRCUITO DE M OAGEM : L INHA #1 DA L AVARIA DE C OBRE J OSÉ M IGUEL DE P INHO F ERREIRA Dissertação submetida para satisfação dos requisitos do grau de M ESTRE EM E NGENHARIA DE M INAS E G EOAMBIENTE Orientador: Professora Doutora Aurora Magalhães Futuro da Silva Coorientador: Professor Doutor Mário Rui Machado Leite Coorientador: Engenheiro Alexandre Miguel Pascoal Felício D EZEMBRO DE 2015 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 2 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 3 AGRADECIMENTOS Esta dissertação não teria sido possível sem a contribuição de muitos colegas, amigos e familiares, aos quais quero agradecer. À Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, à Professora Doutora Aurora Futuro e ao Professor Doutor Mário Machado Leite por me terem dado a oportunidade de desenvolver este trabalho em ambiente empresarial, e por me ajudarem na resolução de muitos problemas não só durante este período mas durante todo o período em que fui aluno do Departamento de Engenharia de Minas. Á Sociedade Mineira de Neves-Corvo, ao Departamento de Produção e ao Departamento Metalúrgico por me acolherem, por disponibilizarem os recursos e os conhecimentos necessários para desenvolver esta dissertação. Aos Engenheiros Alexandre Felício, Jorge Curral e Mark Fordham pelos conhecimentos transmitidos, orientação e recursos disponibilizados. Aos Engenheiros Elin Tranvik, Greg Williams, Joshua Taylor, Mara Dias e Robin Majer pela orientação sempre que necessária. Aos Engenheiros Moacir Lamares, Tiago Fernandes e Tomás Melo pelo companheirismo, boa disposição e ajuda sempre pronta. Aos colegas Carla Albino, Élia Alves, José Simão e Margarida Palma pela disponibilidade, orientação e partilha de conhecimentos. Aos Engenheiros Hugo Brás, João Carvalho, João Gabriel e João Rodrigues por toda a ajuda, amizade, motivação e força. A toda a minha família e amigos pelo apoio, e motivação, prestados de forma a poder chegar aqui, e em especial, aos meus Pais, por toda a motivação e por serem a base de toda minha formação como pessoa. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 4 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 5 RESUMO Esta dissertação consistiu na caracterização de um dos circuitos da Lavaria do Cobre da SOMINCOR através da análise granulométrica e química, assente em amostragens a todos os fluxos do circuito. Estes resultados foram introduzidos num software especializado na modelação de circuitos de moagem (JKSimMet) de forma a ser possível a sua simulação com o objetivo de se otimizar o circuito em trabalhos futuros. Da análise granulométrica evidenciou-se a presença de muitos ultrafinos (partículas com menos de 10 µm), cerca de 38 %, na alimentação à flutuação e através das simulações concluiuse que um aumento até 10% da tonelagem da alimentação, reduziria os ultrafinos até aos 34 % no produto da moagem sem se comprometer a granulometria pretendida. Esta alteração é possível, dada a capacidade instalada, e será testada futuramente. Palavras-Chave: Amostragens, Granulometria, Cobre, Lavaria do Cobre, JKSimMet, NevesCorvo, Simulação, Tonelagem, Ultrafinos. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 6 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 7 ABSTRACT This paper is about the characterization of one of SOMINCOR’s grinding circuits, in the Copper plant. Particle size and chemical analysis were done after sampling all of the circuit flows in order to characterize it. The results from these analyses were implemented in a specialized software, that models grinding circuits (JKSimMet), in order to be able to simulate with the main objective of optimizing the circuit in future works. From the size analysis it was noticed an high presence of ultrafines in the feed to the flotation circuit, and with JKSimMet it was possible to conclude that a 10% increase in the tonnage should be decreasing the ultrafines from 38 to 34 %. This modification is feasible due to the capacity installed and it will not compromise the required size range. Keywords: Copper, Copper Plant, JKSimMet, Neves-Corvo, Particule size, Sampling, Simulation, Tonnage, Ultrafines. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 8 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 9 ÍNDICE E STUDO DE UM C IRCUITO DE M OAGEM : L INHA #1 DA L AVARIA DE C OBRE ........................................... 1 Agradecimentos............................................................................................................................. 3 Resumo ......................................................................................................................................... 5 Abstract ......................................................................................................................................... 7 Índice ............................................................................................................................................. 9 Lista de Tabelas .......................................................................................................................... 13 Lista de Figuras ........................................................................................................................... 15 Lista de Abreviaturas ................................................................................................................... 19 1.Introdução ................................................................................................................................. 23 1.1 Enquadramento e apresentação do projeto ................................................................ 23 1.2 Apresentação da empresa .......................................................................................... 23 1.3 Organização da tese ................................................................................................... 24 2.Contextualização e estado de arte ........................................................................................... 25 2.1 Introdução à Moagem ................................................................................................. 25 2.2 Introdução à Classificação .......................................................................................... 32 3.Enquadramento Geológico ....................................................................................................... 35 4.Descrição das Lavarias ............................................................................................................ 37 4.1 Lavaria do Cobre ............................................................................................................... 37 4.1.1 Linha Principal da Lavaria do Cobre (Linha #1) ......................................................... 39 4.1.2 Linha Secundária da Lavaria do Cobre ...................................................................... 42 4.1.3 Circuito RC (Rejeitados de Cobre) ............................................................................. 43 4.2 Lavaria do Zinco ................................................................................................................ 45 5.Metodologia de Amostragem ................................................................................................... 47 5.1 Procedimento .................................................................................................................... 47 5.2 Equipamentos ................................................................................................................... 47 5.3 Planeamento ..................................................................................................................... 48 5.3.1 Linha #1 – Lavaria do Cobre ...................................................................................... 48 5.4 Avaliação de Riscos .......................................................................................................... 53 6.Análise Granulométrica ............................................................................................................ 55 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 16 Figura 27 – Ponto de Amostragem 10: Overflow dos Ciclones Secundários (SOMINCOR, 2015) ..................................................................................................................................................... 53 Figura 28 – Curvas granulométricas do Moinho de Barras (09042015) ..................................... 55 Figura 29 – Curvas granulométricas do estágio do Moinho de Bolas Primário (09042015) ...... 55 Figura 30 – Curvas granulométricas do estágio do Moinho de Bolas Secundário (09042015) . 56 Figura 31 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 1 (09042015) ........................................................ 56 Figura 32 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 2 (09042015) ........................................................ 57 Figura 33 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 3 (09042015) ........................................................ 57 Figura 34 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 4 (09042015) ........................................................ 57 Figura 35 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 5 (09042015) ........................................................ 58 Figura 36 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 6 (09042015) ........................................................ 58 Figura 37 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 7 (09042015) ........................................................ 58 Figura 38 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 8 (09042015) ........................................................ 59 Figura 39 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 9 (09042015) ........................................................ 59 Figura 40 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 10 (09042015) ...................................................... 59 Figura 41 – Comparação dos resultados da Alimentação ao Moinho de Barras ....................... 60 Figura 42 – Comparação dos resultados da Descarga do Moinho de Barras ............................ 61 Figura 43 – Comparação dos resultados da Descarga do Moinho Primário .............................. 61 Figura 44 – Comparação dos resultados da Alimentação aos Ciclones Primários .................... 61 Figura 45 – Comparação dos resultados do Underflow dos Ciclones Primários ........................ 62 Figura 46 – Comparação dos resultados do Overflow dos Ciclones Primários .......................... 62 Figura 47 – Comparação dos resultados da Descarga do Moinho Secundário ......................... 62 Figura 48 – Comparação dos resultados da Alimentação aos Ciclones Secundários ............... 63 Figura 49 – Comparação dos resultados do Underflow dos Ciclones Secundários ................... 63 Figura 50 – Comparação dos resultados do Overflow dos Ciclones Secundários ..................... 63 Figura 51 – Distribuição de Cobre metal por calibres na Descarga do Moinho de Barras ......... 68 Figura 52 – Distribuição de Cobre metal por calibres na descarga do circuito de moagem primário ..................................................................................................................................................... 68 Figura 53 – Distribuição de Cobre metal por calibres na descarga do circuito de moagem secundário ................................................................................................................................... 68 Figura 54 – Evolução do Cobre metal até à flutuação ................................................................ 69 Figura 55 – Diagrama com resultados do balanço de massas (Bal) e experimentais (Exp) da primeira amostragem (adições de água medidas a azul e desconhecidas a vermelho) ............ 72 Figura 56 – Diagrama simplificado do circuito ............................................................................ 73 Figura 57 – Diagrama com resultados do balanço de massas (Bal) e experimentais (Exp) da segunda amostragem (a azul as adições de água conhecidas) ................................................. 76 Figura 58 – Conceção teórica para estimativa de carga circulantes no circuito ......................... 79 Figura 59 – Curvas de Partição corrigidas para os Ciclones Primários...................................... 80 Figura 60 – Curvas de Partição corrigidas para os Ciclones Secundários ................................. 80 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 17 Figura 61 – Representação da Função Formação no modelo para um moinho de barras (JKTech, 2012) ........................................................................................................................................... 86 Figura 62 – Resultados do ajuste de modelos (Fit) e experimentais (Exp) ................................ 88 Figura 63 – Representação do Underflow de um Ciclone em situação normal, roping e spraying (retirado de Hydrocyclone Efficiency Curves, 2015) ................................................................... 89 Figura 64 – Curvas granulométricas resultantes de diferentes simulações na tonelagem da alimentação ................................................................................................................................. 90 Figura 65 – Curvas de Partição dos Ciclones Primários ............................................................ 92 Figura 66 – Curvas de Partição dos Ciclones Secundários ........................................................ 92 Figura 67 – Resultados das várias simulações de adição de água na SUMP 1 ........................ 93 Figura 68 – Resultados das várias simulações de adição de água na SUMP 2 ........................ 93 Figura 69 – Resultados das várias simulações de adição de água em ambas as SUMPs ........ 93 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 18 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 19 LISTA DE ABREVIATURAS A – Função Formação (appearance) BS – Bissulfito (depressor) C – Função Classificação (classification) Ci – Função Classificação C1 – Produto do Ciclosizer compreendido entre 63 e 30 µm C2+C3 – Produto do Ciclosizer compreendido entre 30 e 16 µm C4+C5 – Produto do Ciclosizer compreendido entre 16 e 8 µm –C5 – Descarga do Ciclosizer (abaixo de 8 µm) D – Matriz diagonal da descarga do moinho D c – Diâmetro do ciclone (m) D i – Diâmetro do inlet (m) D o – Diâmetro do vortex (m) D u – Diâmetro do spigot (m) D* – Função normalizada da descarga do moinho DPR – Desbaste do Produto Remoído d25 – Calibre que representa 25% do material passante d50 – Calibre que representa 50% do material passante d50c – Calibre de uma partícula que tem igual probabilidade de ir tanto para o underflow como para o overflow d75 – Calibre que representa 75% do material passante d80 – Calibre que representa 80% do material passante EPC – Equipamento de Proteção Coletiva EPI – Equipamento de Proteção Individual f – Vetor da distribuição por calibres da alimentação FPI – Faixa Piritosa Ibérica g – aceleração da gravidade (m/s 2) Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 20 I63 – Compósito de todos os calibres inferiores a 63 µm KAX – Amil Xantato de Potássio (coletor) K Q – Constante na relação recuperação K v – Constante na relação recuperação K w – Constante na relação recuperação água L c – Comprimento de uma secção cilíndrica (m) L/D – Razão entre comprimento e diâmetro MC – Minério de cobre MCZ – Minério de zinco com alto teor em cobre MCZP – Minério de zinco com alto teor em cobre e chumbo MF – Minério de cobre do tipo stockwork MH – Minério de cobre com altos teores em penalizantes MIBC – Metil Isobutil Carbinol (espumante) MZ – Minério de zinco MZP – Minério de zinco com alto teor em chumbo O/F – Overflow p – Vetor da distribuição por calibres do produto P – Pressão da alimentação no inlet (kPa) Q – Fluxo do ciclone (m 3 /h) RC – Circuito dos Rejeitados da linha principal da Lavaria do Cobre R f – Recuperação de água no underflow (%) RI – Razão de imperfeição R v – Recuperação volumétrica para o underflow da polpa que alimentação o ciclone (%) RZ – Circuito dos Rejeitados da linha principal da Lavaria do Zinco R/A – Razão entre caudal de retorno e alimentação (usualmente considerada como carga circulante) s – vetor da distribuição por calibres no moinho S – Função Destruição (selection) Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 21 SOMINCOR – Sociedade Mineira de Neves-Corvo, S.A. SUMP – tanque recebedor de fluxos S63 – Compósito de todos os calibres acima de 63 µm U/F – Underflow v – Número de estágios de fragmentação do moinho de barras V – Volume do fluxo da alimentação % Sp – Percentagem de sólidos em peso λ – 10 1.82Cv / (8.05 * (1.0 – Cv) 2 ) ρ p – Densidade da polpa que alimenta o ciclone (ton/m 3 ) ϴ – Ângulo do cone (°) Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 22 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 23 1.INTRODUÇÃO 1.1 Enquadramento e apresentação do projeto Este projeto consistiu na caracterização de um circuito de moagem da Lavaria de Cobre, implementado na SOMINCOR – Sociedade Mineira de Neves-Corvo, SA. Através da análise de amostragens globais do mesmo, implementando-se posteriormente os resultados num software especializado (JKSimMet v6.0.1) para modelação de circuitos de moagem com vista à sua otimização. Este trabalho foi elaborado em conjunto com os técnicos do Departamento Metalúrgico, e com auxílio do Departamento de Produção, os quais acompanharam todo o processo de preparação e realização das amostragens, tal como as fases de preparação de amostras que se seguiram. 1.2 Apresentação da empresa A mina de Neves-Corvo situa-se a cerca de 20 Km a sul de Castro Verde, distrito de Beja. Iniciou a sua exploração de cobre em 1988, e de estanho em 1990. A descoberta da massa mineral remonta a 1977, após uma extensa campanha de pesquisa e prospeção iniciada pelo Serviço de Fomento Mineiro e depois continuada por um consórcio formado pela Sociedade Mineira e Metalúrgica de Santiago, SMM Peñarroya, e pela BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières). São então descobertas quatro massas minerais, tendo sido designadas com o nome das povoações mais próximas: Neves, Corvo, Graça e Zambujal. Em 1981, já sob nome de SOMINCOR (Sociedade Mineira de Neves-Corvo, formada um ano antes), iniciaram-se as primeiras construções de infraestruturas mineiras como a Rampa do Castro e o Poço de Santa Bárbara. Quatro anos mais tarde, o Grupo Rio-Tinto compra 49% da SOMINCOR, ficando os restantes 51% a pertencer à companhia do estado português EDM (Empresa de Desenvolvimento Mineiro). Já em 1988, é iniciada a produção da mina e no seguimento dos trabalhos de avaliação e reconhecimento, é descoberta a quinta massa mineral, designada de Lombador. Mais recentemente, foram descobertas outras duas massas, batizadas de Semblana e Monte Branco. A Figura 1 mostra uma representação das 7 massas minerais. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 24 Figura 1 – Representação em corte das 7 massas minerais conhecidas da mina de Neves-Corvo (SOMINCOR) Atualmente, a mina continua a cargo da SOMINCOR, empresa que foi entretanto anexada pelo grupo Lundin Mining, empresa multinacional com sede no Canadá, que detém ainda mais 5 minas espalhadas pelo mundo (Candelaria, Chile; Eagle, Estados Unidos da América; Zinkgruvan, Suécia; Aguablanca, Espanha; Tenke Fungurume, República Democrática do Congo). Quanto à esperança de vida para a Mina de Neves-Corvo, esta está estimada até 2029, não por esgotamento de minério, mas sim devido à atual solução de deposição de estéreis na barragem de rejeitados, que provavelmente deverá esgotar a sua capacidade nesse ano. No entanto, as futuras situações macroeconómicas (por exemplo, cotação de cobre e zinco) ou o desenvolvimento de novas tecnologias poderão justificar o investimento na expansão da capacidade de deposição de rejeitados, e assim aumentar a vida da mina. 1.3 Organização da tese Esta dissertação conta a nível introdutório com uma contextualização sobre moagem e classificação de minérios, com um enquadramento geológico da mina de Neves-Corvo e uma breve descrição das suas Lavarias. Ao que se segue a descrição da metodologia usada, apresentação e análise de resultados químicos, assim como a exploração dos resultados granulométricos, e suas conclusões. Por fim, os resultados provenientes da análise granulométrica foram implementados no software mencionado atrás, com o objetivo de se simularem cenários hipotéticos de forma a concluírem-se possíveis formas de otimização do circuito de moagem em trabalhos futuros. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 25 2.CONTEXTUALIZAÇÃO E ESTADO DE ARTE 2.1 Introdução à Moagem A moagem é uma operação que pode ter diversos objetivos, desde a agricultura ao beneficiamento de minérios. Em circuitos de minérios, o seu objetivo é libertar o minério do material indesejado através da redução da granulometria até ao calibre desejado, de forma a possibilitar a concentração em teores apreciáveis da substância rica com uma recuperação suficiente para que todo o processo de extração e tratamento do minério seja viável do ponto de vista económico. Sendo a moagem, a operação com maior peso na totalidade dos custos de tratamento por tonelada de um qualquer minério (Leite, 1987) e segundo McIvor (2015) representa uma fatia de 25 a 35% do total de custos operacionais da concentração. Tabela 1 – Discriminação do impacto típico dos custos dos vários sectores na produção de Cobre (McIvor apud Craigen & Wittur) Operação Impacto nos custos da produção de Cobre (%) Mineração 25 a 50 Moagem 25 a 40 Fundição 15 a 25 Refina ção 8 a 15 Esta operação, geralmente realizada a húmido, é parte integrante das operações de cominuição em conjunto com a britagem, normalmente a seco. A cominuição é necessariamente realizada em vários estágios, pois os seus equipamentos são geralmente limitados em termos de relações de redução (Beraldo 1987). Estas consistem na razão entre o calibre para o qual 80% da alimentação está abaixo dessa malha e o calibre que representa os 80% passantes do produto. De acordo com Leite (1987), os custos da moagem são maioritariamente devido aos consumo energéticos, elevados de forma a ser possível realizar relações de redução da ordem de 60:1 ou superiores, e devem-se também aos elevados consumos de aço em agentes fragmentadores. Tabela 2 – Discriminação dos custos da moagem (McIvor, 2015) Consumo Impacto nos custos da moagem (%) Energia 40 a 60 Aço 40 Outros 10 a 20 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 32 Através da centrifugação, o próprio moinho evita que a carga saia do moinho e tal também possibilita que o Isamill opere sem a necessidade de circuito fechado com classificação (Pease, 2007), pois as partículas mais grosseiras são empurradas de volta para o lado da alimentação. 2.2 Introdução à Classificação A classificação é um processo de separação de partículas com base na sua velocidade terminal, e é correntemente realizado com recurso a um fluido, geralmente água – passando então a ser designado como hidroclassificação. Os hidroclassificadores, como são designados os equipamentos responsáveis por este processo, separam o material em dois produtos: um espessado (ou underflow) e um transbordo (ou overflow). Por espessado entende-se o material com maiores velocidades de sedimentação, e por antítese, o transbordo pelo material com menor velocidade de sedimentação. A classificação tem como objetivo principal a separação por calibres, porém há também que ter em conta propriedades como densidade e a forma, pois estas condicionam o comportamento de cada partícula. Desta forma, a classificação pode ser aplicada a situações como: • Separação entre uma fração grosseira e uma fina • Separação de partículas mais, ou menos, densas • Separação em várias frações granulométricas com calibre próximo (caso a alimentação possua uma extensa curva granulométrica) • Controlo de circuitos fechados de moagem A separação pode dar-se sob dois regimes: regime de sedimentação ou regime hidráulico. Existe regime de sedimentação quando não existe componente vertical de velocidade do fluido, sedimentando-se as partículas na polpa que alimenta o equipamento. Já num regime hidráulico as partículas sedimentam na polpa, graças a uma corrente ascensional de água que é introduzida no equipamento. Pode ainda dizer-se que existe sedimentação perturbada no regime hidráulico, pois as partículas com igual velocidade terminal à do fluido ascendente permanecem em suspensão. Em termos de equipamentos de classificação a SOMINCOR usa atualmente apenas hidrociclones e espessadores, no entanto esta operação pode ser realizada por uma vasta gama de equipamentos. Segue uma breve lista de exemplos. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 33 Tabela 3 – Alguns exemplos de hidroclassificadores Equipamento Regime Descrição Cone s de Sedimentação Sedimentação Tanque cónico que descarrega por transbordo a fricção fina e a fração mais grosseira por baixo Classificadores Mecânicos Sedimentação Tanque de sedimentação com fundo inclinado, o transbordo escoa por cima do anteparo e a fração grosseira é retirada do lado oposto com recurso a rapetas ou hélice Hidrociclones Sedimentação Recipiente com forma cilíndrica superior e cónica inferior, que usa um campo centrífugo para separar a fração grosseira (espessado) da fina (transbordo) Hidroclassificador de Stokes Hidráulico Cada câmara de fluidização tem água nova no fundo e que permite manter o regime. Os graúdos passam o leito pois têm mais velocidade que a corrente ascendente do fluído e são descarregados pelo Underflow quando a válvula abre Cone de LaroxHukki Hidráulico Espécie de recipiente do tipo de um hidrociclone aberto no topo, que possui um mecanismo de agitação lenta. As partículas pequenas e a água sobem até saírem pelo Overflow, enquanto as graúdas sedimentam na parte cónica, onde existe injeção de água nova para evitar o arrastamento de finos. A fase grosseira é descarregada pelo Underflow. Espessadores Sedimentação Tanque de volume considerável em que o objetivo é a sedimentação dos sólidos da suspensão que o alimenta (percentagem de sólidos superior a 5%) Clarificadores Sedimentação Por oposição aos espessadores, os clarificadores tem como objetivo limpar a solução que o alimenta, a sua alimentação tem menos que 5% sólidos. Espirais de Humphrey Hidráulico Calha helicoidal em redor de uma coluna que tira proveito de um fluxo descendente (devido à força gravítica) e um fluxo transversal (devido à força centrifuga), classificando as partículas, por densidade e tamanho, desde a borda (leves) até ao centro (pesadas). À medida que vão descendo as partículas que saem da suspensão vão sendo retiradas da calha através de pequenos recortes na calha. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 34 Um hidrociclone é constituído por um cilindro acoplado a um cone, alimentado pelo topo superior da parte cilíndrica e tem duas saídas: inferior (por onde é descarregado o espessado) e superior (por onde transborda a fração mais fina). Figura 11 – Representação do funcionamento de um hidrociclone (adaptado de Xinhai Mineral Processing: Hydrocyclone, 2015) Quando a alimentação entra no ciclone forma-se um vórtice central devido à velocidade tangencial elevada da polpa que alimenta o classificador. A força centrífuga faz com que as partículas grandes e densas sejam descoladas para a parte exterior e descendo até ao Underflow de acordo com uma trajetória em forma de espiral, enquanto as partículas pequenas e leves seguem por uma trajetória espiral ascendente (tanto mais próxima do eixo quando mais pequenas/leves são as partículas) até que saem pelo Vortex. Este tipo de hidroclassificador tem um vasto campo de aplicações para além da classificação, como por exemplo: • Espessamento (retirar uma quantidade significativa de água da polpa) • Desenlameamento (retirar a fração fina da polpa) • Desengrossamento (retirar a fração graúda da polpa) • Classificação Seletiva (separação de uma alimentação heterogénea nos seus constituintes) • Concentração (enriquecimento do espessado em espécie densa e do transbordo em espécie leve quando existe na alimentação uma diferença significativa de densidades entre espécies) Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 35 3.ENQUADRAMENTO GEOLÓGICO A exploração de recursos naturais em Portugal remonta ao tempo dos fenícios e dos romanos mas é no séc. XIX que se iniciam as concessões mineiras, nomeadamente com as explorações de Aljustrel e S. Domingos (sulfuretos polimetálicos), Panasqueira (Estanho e Volfrâmio), Valongo e Gondomar (Antimónio e Ouro). Já no séc. XX, a indústria foi impulsionada pela descoberta de várias massas minerais, entre elas a de Neves-Corvo em 1977. Atualmente com 7 massas minerais descobertas, e 5 delas em exploração (Neves, Corvo, Graça, Zambujal e Lombador), a mina de Neves-Corvo situa-se no anticlinório de Panóias Castro Verde, pertencente ao ramo sul da Faixa Piritosa Ibérica (FPI), que é uma das províncias mais importantes de sulfuretos maciços vulcanogénicos polimetálicos (Pacheco, 2001). Este anticlinório é composto por três anticlinais principais, sendo que é no anticlinal central, Rosário/Neves-Corvo, onde a mina se encontra, no seu extremo sudeste (Pacheco, 2001). Figura 12 – Representação em planta das massas em exploração (SOMINCOR) Segundo Pacheco (2001), a sucessão litológica encontra-se dividida em duas sequências tectono-estratigráficas principais, uma alóctone e outra autóctone. Sendo a sequência autóctone composta por (Pacheco, 2001): • Grupo Filito-Quartzítico: xistos negros filitosos intercalados com quartzitos. • Complexo Vulcano-Sedimentar: alternâncias de rochas vulcânicas e sedimentares. • Formação de Mértola: sucessão turbidítica de xistos e grauvaques. A sequência alóctone é composta por várias escamas tectónicas, como são exemplo (Pacheco, 2001): Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 36 • Xistos Siliciosos com Nódulos Silico-fosfatados: xistos siliciosos cinzentos a negros com nódulos silico-fosfatados intraestratificados. • Formação de Grandaços: alternância de xistos negros a siliciosos cinzentos, com nódulos de carbonatos. • Formação de Xistos Verdes e Borra-de-vinho: xistos verdes e violeta siliciosos, e às vezes com nódulos e lentículas de manganês. • Formação do Godinho: xistos siliciosos cinzento-esverdeados e tufitos finos, por vezes com lentículas de chertes cinzentos • Formação de Brancanes: xistos negros piritosos e grafitosos. • Formação de Mértola: sucessão turbidítica de xistos negros e grauvaques. Ainda segundo Pacheco (2001), a paragénese principal observada a olho nu, é constituída por Pirite, Calcopirite, Esfalerite, Cassiterite, Tetraedrite, Galena e Bornite. Enquanto os minerais secundários são Arsenopirite, Estanite, Kesterite, Estanoidite, Mawsonite, Freibergite, entre outros. A Lavaria de Cobre recebe atualmente três tipos de minérios, designados: MC, MH ou MF. Por MC (minério de cobre) designa-se tanto sulfuretos maciços como fissurais, estando a diferença na quantidade de ganga não-silicatada que é claramente maior no caso do minério maciço. Quando este minério é muito fissural, passa a designar-se por MF (minério fissural do tipo stockwork). Quando se está na presença de sulfuretos maciços com teores mais altos de penalizantes, por exemplo de Mercúrio, normalmente associado a Zinco (Esfalerite), o minério passa a ser designado por MH (minério de cobre “sujo”), sendo misturado à superfície conforme as necessidades e/ou disponibilidades. Já no caso de minérios de Zinco, existe a designação genérica de MZ (sulfuretos maciços de Zinco) que pode ser subdividida em 4 tipos: • MZ: Minério de Zinco sem grandes concentrações de penalizantes • MCZ: com elevado teor em Cobre (razão Cu:Zn> 1:4) • MZP: com elevado teor em Chumbo (razão Pb:Zn> 1:4) • MCZP: com elevado teor em Cobre e Chumbo (ambas as razões acima de 1:4) Atualmente pode considerar-se que a Lavaria de Cobre recebe MC, MH ou MF, e a Lavaria do Zinco recebe MZ ou MZP. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 37 4.DESCRIÇÃO DAS LAVARIAS 4.1 Lavaria do Cobre A Lavaria do Cobre tem uma capacidade de cerca de 2.2 milhões de toneladas de minério de Cobre por ano, produzindo cerca de 355 mil toneladas de concentrado de cobre, o que corresponde a cerca de 88 mil toneladas de cobre metal. Os minérios MC, MH e MF provenientes da mina, são britados com um calibre máximo de 250 mm, são armazenados separadamente no parque de minério. Sendo depois retornados através de pás carregadoras, normalmente numa proporção que assegure que alimentação à Lavaria do Cobre corresponda às necessidades de produção e à disponibilidade do minério. Por MC, designa-se um minério de Cobre com teores de Arsénio inferiores a 5000 ppm, normalmente indicativo de se tratar um minério limpo de outros penalizantes (Zinco, Antimónio, Mercúrio e Chumbo), o que possibilita uma produção de concentrados mais seletivos e com recuperações também maiores. Em contra-ponto, o MH, apresenta teores em Arsénio superiores a 5000 ppm, ao que se associa uma presença mais significativa de outros penalizantes e como tal, o seu processamento será mais difícil, conduzindo assim a concentrados mais sujos em penalizantes e/ou a uma recuperação mais baixa. A Lavaria do Cobre conta com três circuitos de tratamento distintos: • Linha Principal, ou Linha #1 (a azul na figura seguinte). • Linha Secundária, ou Linha #2 (a verde na figura seguinte), distinto da Linha 1 até ao Desbaste. • Circuito RC (Rejeitados de Cobre) – alimentado pelos Rejeitados de ambas as linhas (a vermelho na figura). 38 Figura 13 – Diagrama da Lavaria do Cobre (SOMINCOR, 2015) Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 39 4.1.1 Linha Principal da Lavaria do Cobre (Linha #1) A Linha Principal da Lavaria do Cobre tem uma capacidade média de 260 toneladas por hora, sendo alimentada pela britagem, e produz um concentrado com cerca de 24% de Cobre e um rejeitado que alimenta o Circuito RC, ou podendo também ser diretamente enviado para a Barragem de Rejeitados. A Linha Principal pode então ser dividida em: • Pré-Crivagem, Britagem Secundária e Terciária. • Moagem. • Flutuação. • Espessamento e Carregamento de concentrados. 4.1.1.1 Pré-Crivagem, Britagem Secundária e Terciária Figura 14 – Fluxograma do Circuito de Britagem de Cobre (SOMINCOR) A partir das pilhas, o minério é retomado por uma pá carregadora para uns alimentadores de gaveta, de velocidade variável, alimentando a Pré-Crivagem e/ou a Britagem. A Pré-Crivagem, que normalmente precede a Britagem, tem como função a remoção dos finos (fração menor que 19 mm), aumentando assim a eficiência da Britagem. Esta unidade conta com uma capacidade de 800 toneladas por hora, sendo que o infra-crivo (<19 mm) segue diretamente para o silo de minério. O supra-crivo da Pré-Crivagem é depositado em pilha, sendo retomado por pá carregadora para a Britagem. A Britagem conta com um Britador Giratório Secundário e dois Terciários, a funcionar em circuito fechado com dois crivos. A descarga do britador secundário juntamente com a descarga dos terciários, alimentam os crivos que funcionam em circuito fechado com os últimos. O seu produto (infra-crivo) é da mesma ordem de grandeza que o infra da Pré-Crivagem (<19 mm). A instalação de Britagem conta com uma capacidade de 350 ton/h e é operada de forma a maximizar os períodos de manutenção, sem que haja falta de stock de minério para alimentação da moagem. Silo Para circuito de Moagem TP9 TP9 TP6 TP5 TP7 TP8 Britagem Lavaria de Cobre Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 40 Por fim, o silo dos finos tem uma capacidade de 2500 toneladas. Este pode ser ultrapassado com a possibilidade de desvio do produto para uma pilha, situação utilizada, por exemplo para situações de manutenção do alimentador da linha principal e para alimentação da Linha #2. 4.1.1.2 Moagem e Remoagem Figura 15 – Fluxograma da Moagem da Linha 1 da Lavaria do Cobre (SOMINCOR) O circuito de moagem da Linha Principal conta com um moinho de barras em circuito aberto e dois moinhos de bolas a trabalhar em circuito fechado com o seu conjunto de ciclones, denominados, primários e secundários. O moinho de barras conta com uma capacidade máxima de 300 toneladas por hora de minério. O overflow dos ciclones secundários alimenta o circuito de flutuação da Linha Principal. Já o moinho de remoagem também opera em circuito fechado com classificação à cabeça, sendo que o d80 (calibre que representa os 80% de material passante) do seu overflow ronda os 20 a 25 µm. Tabela 4 – Descrição dos equipamentos da Linha 1 de Moagem da Lavaria do Cobre (SOMINCOR) Equipamento Modelo Moinho de Barras Allis Chalmers 3.8 x 5.5 m de 1000 KW Moinho de Bolas Primário Allis Chalmers 4.1 x 6.7 m de 1600 KW Ciclones Primários Sala 20” Moinho de Bolas Secundário Allis Chalmers 4.1 x 6.7 m de 1600 KW Ciclones Secundários Sala 10” Moinho de Remoagem Allis Chalmers 4.1 x 5.5m de 1200 KW (revestido a borracha) Ciclones de Remoagem Sala 6” Silo Moinho Barras Moinho 1º Moinho 2º Para Circuito de Moagem Moagem Lavaria de Cobre Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 41 4.1.1.3 Flutuação A polpa que vem da moagem, após arejamento e um primeiro condicionamento com coletor seletivo, alimenta o circuito de flutuação Desbaste/Acabamento Grosseiro, constituído por: • Desbaste #1: cujo rejeitado alimenta o Desbaste #2. • Desbaste #2: cujo rejeitado alimenta o Acabamento Grosseiro. • Acabamento Grosseiro As calhas de recolha dos concentrados do primeiro e segundo banco do Desbaste #1 e do primeiro banco do Desbaste #2, contam com duas saídas, permitindo assim enviar os concentrados para a Segunda Relavagem ou para a Remoagem. Já os concentrados do segundo banco do Desbaste #2 e do Acabamento Grosseiro alimentam diretamente a Remoagem. O circuito da Remoagem é então alimentado pelos concentrados dos Desbastes, Acabamentos Grosseiro e Fino, e rejeito da Relavagem #1. Já o produto da Remoagem alimenta o Desbaste do Produto Remoído (DPR) e Acabamento Fino. O rejeito do Acabamento Fino e o rejeito do Acabamento Grosseiro formam o Rejeitado Final, enquanto o concentrado do Acabamento Fino volta à Remoagem, enquanto o concentrado do DPR segue para as relavagens. As relavagens têm três estágios, com os rejeitos em contracorrente. 4.1.1.4 Espessamento, Filtração e Carregamento de Concentrados O concentrado final é bombeado para um espessador (40 m de diâmetro), onde são atingidos os 70% de sólidos em peso, sendo de seguida encaminhado para um tanque volante de alimentação à Filtração. Daqui, a polpa é enviada para um de cinco filtros de pressão (cada um com capacidade 25 toneladas de concentrado por hora com cerca de 10% de humidade). De seguida, o concentrado final pode ser carregado diretamente para os contentores ou pode ser armazenado em pilha por baixo dos filtros ou no parque dos concentrados, sendo depois carregado em contentores por pá carregadora. 4.1.1.5 Utilidades Na Lavaria do Cobre são utilizados os seguintes reagentes: • Cal – regulador de pH. • Danafloat 527E – coletor seletivo da flutuação do Cobre. • Amil Xantato de Potássio (KAX) – coletor de sulfuretos. • Sulfato de Cobre – ativador de sulfuretos (circuito RC). • Bissulfito (BS) – depressor de sulfuretos (circuito RC). Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 48 5.3 Planeamento De acordo com o tempo de estágio previsto e com as necessidades da empresa, foi dada primazia à Linha 1 da Moagem da Lavaria do Cobre e planeadas duas amostragens, separadas pelas fases de preparação de amostragens e de preparação de amostras. 5.3.1 Linha #1 – Lavaria do Cobre Segue-se um diagrama com o circuito, uma tabela com a descrição dos pontos de amostragem, e uma apresentação fotográfica dos mesmos. Tabela 5 – Descrição dos pontos de amostragem da Linha 1 da Lavaria do Cobre P onto de amostragem Identificação do ponto de amostragem Detalhes 1 Alimentação ao Moinho de Barras Amostragem junto ao tapete de alimentação do Moinho de Barras 2 Descarga do Moinho de Barras Amostragem pelo alçapão de descarga na SUMP (tanque recebedor junto à descarga do Moinho Primário) 3 Descarga do Moinho Primário Amostragem pela porta à frente do Moinho Primário 4 Alimentação aos Ciclones Primários Amostragem num ciclone suplente, abrindo-o suficientemente para que o fluxo passe apenas pelo Underflow 5 Underflow dos Ciclones Primários Amostragem pelo apex dos Ciclones Primários 6 Overflow dos Ciclones Primários Amostragem pelo vortex dos Ciclones Primários 7 Descarga do Moinho Secundário Amostragem pela porta à frente do Moinho Secundário 8 Alimentação aos Ciclones Secundários Amostragem num ciclone suplente, abrindo-o suficientemente para que o fluxo passe apenas pelo Underflow 9 Underflow dos Ciclones Secundários Amostragem pelo vortex dos Ciclones Secundários 10 Overflow dos Ciclones Secundários Amostragem do fluxo de alimentação às células de Arejamento da Flutuação Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 49 Figura 19 – Circuito da Linha #1 da Lavaria de Cobre Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 50 1 – Alimentação Figura 20 – Ponto de Amostragem 1: Alimentação ao Moinho de Barras (SOMINCOR, 2015) 2 – Descarga do Moinho de Barras Figura 21 – Ponto de Amostragem 2: Descarga do Moinho de Barras (SOMINCOR, 2015) Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 51 3 – Descarga do Moinho Primário Figura 22 – Ponto de Amostragem 3 - Descarga do Moinho Primário (SOMINCOR, 2015) 4 & 5 – Alimentação & Underflow dos Ciclones Primários Figura 23 – Pontos de Amostragem 5 & 6: Alimentação & Underflow dos Ciclones Primários (SOMINCOR, 2015) Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 52 6 – Overflow dos Ciclones Primários Figura 24 – Ponto de Amostragem 6: Overflow dos Ciclones Primários (SOMINCOR, 2015) 7 – Descarga do Moinho Secundário Figura 25 – Ponto de Amostragem 7: Descarga do Moinho Secundário (SOMINCOR, 2015) Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 53 8 & 9 – Alimentação & Underflow dos Ciclones Secundários Figura 26 – Pontos de Amostragem 8 & 9: Alimentação e Underflow dos Ciclones Secundários (SOMINCOR, 2015) 10 – Overflow dos Ciclones Secundários Figura 27 – Ponto de Amostragem 10: Overflow dos Ciclones Secundários (SOMINCOR, 2015) 5.4 Avaliação de Riscos Por motivos de segurança e higiene no trabalho, e de acordo com a política de prevenção necessária em todos os trabalhos na SOMINCOR foi ainda efetuada uma Avaliação de Riscos, para os trabalhos de amostragem e preparação de amostras. A tabela encontra-se no Anexo: IV. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 54 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 55 6.ANÁLISE GRANULOMÉTRICA 6.1 Apresentação dos resultados 6.1.1 Primeira Amostragem à Linha #1 da Lavaria do Cobre (09042015) A análise granulométrica à primeira amostragem foi efetuada com recurso a crivagem a seco acima de 0,063 mm, e recorrendo tanto ao Malvern como ao Ciclosizer para calibres inferiores. Seguem-se as curvas granulométricas dos 10 pontos amostrados (com Ciclosizer), a tabela com os resultados referentes encontra-se em Anexo I. Figura 28 – Curvas granulométricas do Moinho de Barras (09042015) Figura 29 – Curvas granulométricas do estágio do Moinho de Bolas Primário (09042015) 0 20 40 60 80 100 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Peso Cumulado (%) Calibre (mm) Moinho de Barras Alimentação Descarga 0 20 40 60 80 100 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Peso Cumulado (%) Calibre (mm) Moinho de Bolas Primário Alim. C. Primários Underflow C. Primários Overflow C. Primários Descarga Moinho Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 56 Figura 30 – Curvas granulométricas do estágio do Moinho de Bolas Secundário (09042015) Como mencionado anteriormente, nesta amostragem o infra 63 µm foi analisado tanto com recurso ao Malvern como com recurso ao Ciclosizer. Segue-se a comparação entre ambos os métodos nos pontos amostrados. Figura 31 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 1 (09042015) 0 20 40 60 80 100 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Peso Cumulado (%) Calibre (mm) Moinho Secundário Alim. C. Secundários Underflow C. Secundários Overflow C. Secundários Descarga Moinho 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Peso Cumulado (%) Calibre (mm) 1 - Alimentação ao Moinho de Barras Malvern Ciclosizer Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 57 Figura 32 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 2 (09042015) Figura 33 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 3 (09042015) Figura 34 – Malvern vs. Ciclosizer no Ponto 4 (09042015) 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Peso Cumulado (%) Calibre (mm) 2 - Descarga do Moinho de Barras Malvern Ciclosizer 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Peso Cumulado (%) Calibre (mm) 3 - Descarga do Moinho Primário Malvern Ciclosizer 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Peso Cumulado (%) Calibre (mm) 4 - Alimentação aos Ciclones Primários Malvern Ciclosizer Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 64 Tabela 6 – Informação recolhida no sistema informático da sala de controlo da Lavaria do Cobre durante os períodos de amostragem TAGs Descrição 09042015 13052015 Unidades JI-3841 Potência do Moinho de Barras 732,177 729,162 (kW) JI-3842 Potência do Moinho Primário 1602,786 1575,571 (kW) JI-3843 Potência Moinho Secundário 1587,381 1572,985 (kW) PI-3301 Pressão dos Ciclones Primários 0,665 0,880 (bar) PI-3302 Pressão dos Ciclones Secundários 1,618 1,886 (bar) FI-4170 Caudal de Alimentação aos Ciclones Primários 629,733 493,184 (m³/h) WIC-3601 Tonelagem da Alimentação ao Moinho de Barras 246,944 235,655 (ton) SI-3203 Velocidade da Bomba de Alimentação aos Ciclones Secundários 43,249 45,272 (m/s) LI-3202 Nível SUMP dos Ciclones Primários 9,654 11,843 (%) LIC-3203 Nível SUMP dos Ciclones Secundários 45,003 45,134 (%) FIC-3101 Caudal de Adição de Água na Alimentação do Moinho de Barras 47,988 45,000 (m³/h) FIC-3102 Caudal de Adição de Água na Descarga do Moinho de Barras 44,328 37,787 (m³/h) FI-4202 Caudal de Adição de Água no Underflow dos Ciclones Primários --- 21,567 (m³/h) FI-4201 Caudal de Adição de Água no Underflow dos Ciclones Secundários 19,159 15,789 (m³/h) FIC-3103 Caudal de Adição de Água na Alimentação dos Ciclones Secundários 171,471 159,754 (m³/h) --- Número de Ciclones Primários em utilização 4 3 --- --- Número de Ciclones Secundários em utilização 14 14 --- As condições são no geral semelhantes. Apenas de notar um aumento da pressão média dos ciclones primários e secundários na segunda amostragem, assim como uma diminuição do caudal de alimentação aos ciclones primários. É também de notar que a alimentação ao circuito na segunda amostragem é inferior em cerca de 11 ton/h, pelo que é de esperar que os d80s dos vários pontos de amostragem sejam inferiores aos calculados para a primeira amostragem. Isto é, a menor tonelagem na alimentação leva a que o material permaneça mais tempo nos moinhos e por consequência sofra mais fragmentação. No entanto, a diminuição na alimentação leva também a uma ligeira diminuição da potência dos moinhos, o que poderia levar a uma minimização do efeito da diminuição dos d80s mas como as diferenças são tão pequenas em termos de potências podem considerar-se como condições idênticas. A queda da alimentação faz-se também notar, como é óbvio, nas adições de água que também são um pouco inferior no dia 13 de Maio. Segue-se nova tabela com o resumo das percentagens de sólidos em peso (% Sp) e os d80’s obtidos para cada fluxo. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 65 Tabela 7 – Resultados da %Sp e d80 para cada fluxo em ambas as amostragens Ponto 09042015 13052015 Peso Húmido (g) Peso Seco (g) % Sp d80 (mm) Peso Húmido (g) Peso Seco (g) % Sp d80 (mm) 1 8490,7 8108,9 95,5% 19,076 8870,0 8395,0 94,6% 16,522 2 7018,2 5440,5 77,5% 1,966 5620,0 4374,2 77,8% 1,717 3 9638,9 7215,6 74,9% 0,780 5020,0 4075,5 81,2% 0,990 4 5715,9 4001,4 70,0% 1,471 9220,0 6947,3 75,4% 1,116 5 14506,8 11513,0 79,4% 1,615 9620,0 8198,5 85,2% 1,534 6 12156,8 6636,8 54,6% 0,174 13420,0 7149,8 53,3% 0,123 7 10156,8 7576,7 74,6% 0,125 7520,0 5384,9 71,6% 0,108 8 5073,3 2968,3 58,5% 0,133 5620,0 3396,8 60,4% 0,120 9 17956,8 13730,1 76,5% 0,164 23590,0 17931,8 76,0% 0,136 10 6440,0 2585,6 40,1% 0,060 3820,0 1574,9 41,2% 0,054 Como seria de esperar, a maioria dos d80s são inferiores na segunda amostragem, exceto o fluxo 3 (descarga do moinho primário). Este aumento de d80 pode ser explicado pelo facto de a pressão nos ciclones primários ser bastante superior na segunda amostragem, no entanto este tópico pode ser melhor explicado com recurso aos balanços de massa (capitulo seguinte). Este facto leva à diminuição da relação de redução do moinho primário na segunda amostragem, enquanto os outros moinhos apresentam relações de redução semelhantes como se pode observar na tabela seguinte. Tabela 8 – Relações de redução registadas em ambas as amostragens Relações de Redução 09042015 13052015 Moinho de Barras 9,70 9,62 Moinho Primário 2,07 1,55 Moinho Secundário 1,31 1,26 O moinho de barras e de bolas secundário tiveram performances semelhantes em termos de redução de calibres em ambas as amostragens, ao contrário do moinho primário. Pelas relações de redução registadas os moinhos parecem estar a ser subaproveitados como será confirmado pelas cargas circulantes (capitulo 8.2.3). Importa agora olhar para o fluxo nº10 (Overflow dos Ciclones Secundários) e que vai alimentar as células de arejamento (inicio da flutuação). Este apresenta apenas valores residuais de partículas acima de 150 µm (o que é de evitar, pois as partículas acima de certo calibre tornam-se impossíveis de flutuar). No entanto grande parte do fluxo (cerca de 40%) são ultrafinos ( < 10 µm), o que também dificulta a flutuação e por consequência a recuperação de cobre. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 66 6.2 Conclusões das análises granulométricas Os resultados das amostragens são semelhantes, o que permite usar os resultados da primeira amostragem nas fases seguintes do projeto. Estes dados são mais robustos e completos para tal, devido ao uso do Ciclosizer na fração abaixo de 63 µm, o que para além de evitar possíveis erros gerados pelo método de aferição usado no Malvern, também possibilita uma análise de teores por calibres (capitulo seguinte). Em termos gerais, uma flutuação deve ser alimentada por um fluxo entre 10 µm e alguns milímetros, de acordo com a densidade do mineral pois quanto maior esta é, menor o calibre máximo flutuável, e vice-versa (Durão et al., 2002). Por isso, e analisando o fluxo que vai alimentar a flutuação, o Overflow dos Ciclones Secundários apresenta apenas valores residuais da fração mais grosseira (acima de cerca de 150 µm – calibre a partir do qual se estima que a flutuação começa a ficar comprometida), mas apresenta uma grande parte de ultrafinos, fração que tradicionalmente dificulta a flutuação das partículas (Durão et al., 2002) e por consequência aumenta a carga circulante em torno dos circuitos de flutuação. Alguns dos pontos de amostragem necessitam de melhorias de forma a garantir-se uma melhor representatividade das suas amostras. • Alimentação ao circuito – é necessário um tipo de cortador que permita amostrar de uma só vez todo o fluxo • Underflow dos Ciclones Primários – é necessária a construção de uma plataforma de segurança que permite a amostragem em condições de segurança de todos os ciclones em funcionamento (apenas foi amostrado um) • Underflow dos Ciclones Secundários – é preciso ter-se em atenção quais os ciclones estão a trabalhar pois, durante ambas as amostragens, dois dos ciclones em funcionamento não têm espaço entre o seu underflow e o tanque que recebe o fluxo para serem amostrados. Sugere-se que antes da amostragem se verifique quais estão a trabalhar e se proceda à sua substituição caso algum esteja a trabalhar. Para além disto, sugere-se também que nas próximas amostragens se proceda à toma de amostras em todos os pontos do circuito deixando as alimentações ao circuito e aos ciclones para o fim de forma a minimizar instabilidades no circuito. Assim dever-se-á amostrar os restantes pontos primeiro, seguido da alimentação dos ciclones secundários, depois a alimentação aos ciclones primários e só final a alimentação ao circuito. Desta forma garante-se a minimização das instabilidades criadas. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 67 7.ANÁLISE QUÍMICA 7.1 Primeira Amostragem à Linha #1 da Lavaria do Cobre Recorrendo às amostras recolhidas através do Ciclosizer foi possível enviar para análise química, um conjunto de 5 amostras por fluxo de forma a poder-se efetuar uma análise de teores por calibres. Como fluxos a analisar foram escolhidos as descargas dos moinhos e os Overflows das duas baterias de ciclones, perfazendo um total de 5 fluxos. Em cada um destes fluxos, foram enviadas 5 amostras, amostras essas referentes a: • Compósito de granulometrias acima de 63 µm (designado como S63) • Compósito de granulometrias abaixo de 63 µm (designado como I63) • C1 recolhido do Ciclosizer (com calibre compreendidos entre 63 e 30 µm) • C2+C3 recolhidos do Ciclosizer (entre 30 e 16 µm) • C4+C5 recolhidos do Ciclosizer (entre 16 e 8 µm) Através da diferença entre a massa que entra e que sai e dos teores conhecidos para C1, C2+C3, e C4+C5, é possível calcular o teor para –C5 (fração que sai pela descarga do Ciclosizer e que não é recuperável – estima-se que seja inferior a 8 µm). Segue uma tabela com os resultados dos teores de Cobre por calibre para os fluxos mencionados anteriormente. Tabela 9 – Teores de Cobre por calibres em 5 dos fluxos amostrados (*calculado por diferença) Descrição Teores de Cobre (%) 2 - Desc. M. Barras 3Desc. M. Prim. 6 - OF. C. Prim. 7 - Desc. M. Sec. 10 - OF. C. Sec. S63 2,20 2,33 1,91 2,46 0,64 I63 2,31 2,51 2,45 2,37 2,47 C1 3,68 3,14 3,14 2,20 3,28 C2+C3 2,74 2,56 2,56 2,57 2,40 C4+C5 2,78 2,73 2,78 2,59 2,57 -C5* 1,63 2,16 1,99 2,14 2,25 Através da percentagem que cada fração granulométrica representa em cada fluxo e a respetiva tonelagem por hora, é possível estimar-se as toneladas de Cobre metal em cada calibre destes fluxos. Então, e usando isso, seguem alguns gráficos que mostram a evolução da distribuição do Cobre metal desde que sai do moinho de barras até que alimenta a flutuação. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 68 Figura 51 – Distribuição de Cobre metal por calibres na Descarga do Moinho de Barras Figura 52 – Distribuição de Cobre metal por calibres na descarga do circuito de moagem primário Figura 53 – Distribuição de Cobre metal por calibres na descarga do circuito de moagem secundário S63 80% C1 4% C2+C3 5% C4+C5 4% -C5 7% Descarga do Moinho de Barras S63 C1 C2+C3 C4+C5 -C5 S63 41% C1 12% C2+C3 15% C4+C5 12% -C5 20% Overflow dos Ciclones Primários S63 C1 C2+C3 C4+C5 -C5 S63 6% C1 14% C2+C3 25% C4+C5 18% -C5 37% Overflow dos Ciclones Secundários S63 C1 C2+C3 C4+C5 -C5 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 69 7.2 Conclusões Através da análise dos gráficos anteriores pode concluir-se que grande parte do Cobre metal presente na alimentação, sai ainda do moinho de barras acima de 63 µm, o que justifica a necessidade de mais estágios de moagem. Já à saída dos Ciclones Primários, o Cobre encontra-se mais distribuído por todos os calibres. No entanto ainda existe 40% de Cobre em S63. Na descarga do estágio seguinte, o Overflow dos Ciclones Secundários, apenas 6% de Cobre está em S63, no entanto existe uma grande parte em -C5. Este facto é também de evitar, conforme foi mencionado atrás, pois cerca de 40% de Cobre sai da moagem já em granulometria ultrafina. Resumindo, como é possível concluir através do gráfico que se segue a moagem está a cumprir em termos globais o seu propósito, isto é passar o Cobre existente em partículas grosseiras para partículas suficientemente finas para que possam ser separadas. Todavia, pode também concluir-se que existe “sobremoagem” (overgrinding) devido aos 40% de Cobre na fração ultrafina do fluxo que alimenta a flutuação. Figura 54 – Evolução do Cobre metal até à flutuação Desc. M. Barras OF. C. Prim. OF. C. Sec. 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 S63 C1 C2+C3 C4+C5 -C5 Evolução das toneladas de Cobre metal por hora ao longo da Moagem Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 70 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 71 8.MODELAÇÃO Este capítulo é o culminar das análises granulométricas dos vários fluxos e possibilita dar um carácter robusto a este estudo de um circuito de processamento de minérios. A modelação tem uma importância vital na indústria de tratamento de minérios, pois permite um estudo completo dos circuitos com vista à sua caracterização, por exemplo como o material se distribui quando os caudais se juntam ou dividem, ou o que acontece ao material desde que entra até que sai dos moinhos, onde existem perdas de matéria útil, etc. Com a caracterização dos fluxos, é possível estabelecer-se um fluxograma com noções bastantes especificas do que é que passa e quanto passa em cada fluxo. Após a caracterização, e através de várias considerações e/ou simplificações é possível escolherem-se modelos que caracterizem o comportamento dos vários equipamentos em questão. Neste caso, modelos que caracterizem os fluxos de saída dos moinhos e ciclones, presentes no circuito, de acordo com os fluxos que os alimentam. Após a modelação dos equipamentos, é possível partir-se para a simulação de diferentes hipóteses de configuração do circuito com vista à sua otimização. Isto é, tirar o melhor proveito possível dos equipamentos sem condicionar o escoamento do minério que vem das britagens e se possível tirar a maior recuperação do material útil nas etapas de flutuação que seguem a moagem. Este capítulo irá em grande parte assentar no uso de um software especializado em modelação de circuitos de moagem, o JKSimMet. 8.1 JKSimMet O JKSimMet é um software desenvolvido pelo Julius Kruttshnitt Mineral Research Centre, um centro de investigação pertencente à Universidade de Queensland. Este é um programa que serve para análise e simulação de circuitos de moagem e classificação de minérios (JKTech, 2015). Com recurso a este programa é possível efetuar um balanço de massas dos caudais amostrados, no qual posteriormente assenta o ajuste de modelos para os equipamentos de moagem e classificação. Depois de se conseguir um ajuste plausível é possível prever resultados de acordo com simulações sob diferentes condições. 8.2 Balanço de massas Por mais cuidadosas que as recolhas de dados em Lavaria sejam, existem sempre erros associados, sejam eles devido à amostragem, à preparação de amostras, etc. (JKTech Pty Ltd, Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 72 2012). Assim o objetivo principal do balanço de massas é dar robustez aos dados de boa qualidade, no entanto esta reconciliação não vai corrigir os dados de qualidade duvidosa. Esta componente do software não faz mais do que uma minimização do somatório do quadrado dos desvios com constrições multi-lineares, baseando-se numa perspetiva que considera que os erros nas constrições são usados para estimar as variações necessárias nos valores calculados, através de desvios padrão assentes em considerações sobre a forma como se obtiveram os valores experimentais (JKTech, 2012). Desta forma é possível concluir-se que esta minimização do quadrado dos erros é feita de forma ponderada de acordo com os desvios padrão considerados. Em relação às considerações sobre os desvios padrão, segue uma lista disponibilizada pela JKTech de acordo com a forma como se obtém os resultados: • Caudais medidos: desvio padrão representa 10% do caudal • Caudais estimados: desvio padrão igual a 30% do caudal • Caudais não medidos: desvio padrão igual a 1000 • Percentagens de sólidos em peso: desvio padrão igual a 1 • Alimentação ao circuito: desvio padrão de 0.01 Segue-se a apresentação dos resultados obtidos baseados na análise granulométrica apresentada anteriormente. 8.2.1 Primeira Amostragem à Linha #1 da Lavaria do Cobre Figura 55 – Diagrama com resultados do balanço de massas (Bal) e experimentais (Exp) da primeira amostragem (adições de água medidas a azul e desconhecidas a vermelho) Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 73 Para confirmar este balanço de massas sugerido pelo software foi realizado um balanço de massas através da reconciliação de dados superabundantes com recurso ao método de Lagrange. Este processo faz uma reconciliação equitativa de dados através de equações de fluxo e constituinte (neste caso calibre) pelos vários nós do circuito. A partir destas equações são calculados os seus erros de fecho, que depois são distribuídos por todos os membros. Em suma, esta é uma reconciliação onde os erros são distribuídos de igual forma por todos os calibres e fluxos, enquanto a reconciliação feita pelo software é feita de forma ponderada, de acordo com os desvios padrões selecionados aquando da construção do balanço. Segue-se um diagrama simplificado do circuito. Figura 56 – Diagrama simplificado do circuito Tabela 10 – Correspondência entre legenda do diagrama simplificado e o diagrama inicial Diagrama Simplificado Diagrama Inicial A 1 – Alimentação ao Moinho de Barras B 2 – Descarga do Moinho de Barras C 3 – Descarga do Moinho Primário D 4 – Alimentação aos Ciclones Primários E 5 – Underflow dos Ciclones Primários F 6 – Overflow dos Ciclones Primários G 7 – Descarga do Moinho Secundário H 8 – Alimentação aos Ciclones Secundários K 9 – Underflow dos Ciclones Secundários L 10 – Overflow dos Ciclones Secundários NM1 SUMP do Moinho Primário NM2 SUMP do Moinho Secundário NS1 Ciclones Primários NS2 Ciclones Secundários A cada nó misturador (NM) e nó separador (NS) do circuito é possível escreverem-se 2 equações, uma em relação aos caudais e outra em relação aos calibres que entram e saem dos nós. Como por exemplo para o NM1: Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 80 8.2.4 Curvas de partição Devido à conclusão de uma menor relação de redução resultar numa maior carga circulante, importa então calcular as curvas de partição dos ciclones em ambas as amostragens de modo a confirmar a semelhança de classificação e avaliar o seu desempenho. Seguem abaixo as curvas calculadas a partir dos balanços de massas calculados pelo JKSimMet, e posteriormente corrigidas recorrendo a interpolações lineares de modo a garantir o seu carácter monótono crescente. Figura 59 – Curvas de Partição corrigidas para os Ciclones Primários Figura 60 – Curvas de Partição corrigidas para os Ciclones Secundários As curvas de partição dos ciclones primários parecem mostrar algum arrastamento, designadamente o efeito fish-hook (efeito de “anzol” – existência de um mínimo no segmento dos finos) o que pode ser explicado por várias razões, entre elas (Dueck et al., 2007): • Análise granulométrica pouco exata • Granulometria dependente da densidade dos materiais • Aglomeração e floculação do material disperso 0 20 40 60 80 100 0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Peso Cumulado (%) Calibre (mm) Ciclones Primários 09042015 13052015 0 20 40 60 80 100 0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Peso Cumulado (%) Calibre (mm) Ciclones Secundários 09042015 13052015 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 81 • Interações de partículas de diferentes tamanhos Através destas curvas é possível determinar-se alguns parâmetros que definam as etapas de classificação, um destes é o calibre de corte (d50). O calibre de corte representa que 50% do material passado vai para o Underflow (retirado de Tromp Curve Explanation, 2015). Segue-se uma pequena tabela com os calibres de corte calculados via interpolação linear. Tabela 18 – Calibres de corte para os conjuntos de ciclones em ambas as amostragens Amostragem Partição Calibre de corte (mm) Primeira C. Prim. 0,095 C. Sec. 0,025 Segunda C. Prim. 0,079 C. Sec. 0,030 Notam-se algumas diferenças entre calibres de corte do mesmo conjunto de ciclones nas duas amostragens. Essas diferenças deveriam estar relacionadas com as diferenças de pressão entre ciclones mencionadas na análise granulométrica (Capítulo 6.). No entanto estes resultados são contraditórios pois seria de esperar que quando se aumenta a pressão, o calibre de corte diminua (retirado de Cyclones – Resource Book, 2015). Como se pode observar na Tabela 5, ambas as pressões aumentam na segunda amostragem, no entanto pela Tabela 13, o calibre de corte diminui nos Ciclones Primários, mas aumenta nos Ciclones Secundários. Este resultado pode dever-se a erros de amostragem ou a problemas de funcionamento dos ciclones. Outro parâmetro que permite avaliar os ciclones é a Razão de Imperfeição (RI), que mede a imperfeição da classificação, relacionando o d25 (calibre para o qual 25% do material é passante), d50 (calibre para o qual 50% do material é passante) e o d75 (calibre para o qual 75% do material é passante). A RI é calculada através da fórmula que se segue: =  × (retirado de Tromp Curve Explanation, 2015) Tabela 19 – Relações de Imperfeição Amostragem Partição d25 (mm) d50 (mm) d75 (mm) RI Primeira C. Prim. 0,0044 0,0946 0,2845 1,481 C. Sec. 0,0061 0,0249 0,0674 1,230 Segunda C. Prim. 0,0050 0,0792 0,2040 1,256 C. Sec. 0,0045 0,0300 0,0727 1,135 Ainda segundo a mesmo fonte, pode considerar-se: Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 82 • RI < 0,4 – Bom desempenho • 0,4 < RI < 0,6 – Desempenho mediano • 0,6 < RI < 0,8 – Pobre desempenho • RI > 0,8 – Desempenho péssimo Segundo este critério os ciclones têm péssimos desempenhos. Segundo McIvor (2015), uma das medidas que leva a melhorar a classificação é usar tanto mais água quanto possível e altas cargas circulantes (na casa dos 400%). Ora, como se pode analisar tanto pelos resultados das cargas circulantes calculadas atrás como nas percentagens de sólidos em peso (apresentadas na análise granulométrica), ambas as condições não se verificam. No entanto, para se implementar isso há que refletir sobre a quantidade de água que vai alimentar a flutuação e isso implica uma diminuição da densidade à flutuação Isto é, para melhorar a classificação é necessário aumentar a água, no entanto para além da limitação da densidade na flutuação também existe outra limitação dentro da moagem, pois ainda segundo McIvor (2015) devem usar-se %Sp tão altas quanto possível para melhorar a eficiência nos moinhos. Um dos objetivos da simulação é confirmar os efeitos, do aumento da adição de água e/ou de tonelagem da alimentação, a granulometria do produto da moagem (fluxo nº 10). No entanto, tentar quantificar realmente quanto se pode adicionar em água na classificação de forma a melhorá-la sem prejudicar a flutuação, ou eventualmente aumentar a tonelagem de modo a evitar a sobremoagem, e perceber se os moinhos estão de facto a ser eficientes, seriam bons temas para trabalhos futuros. 8.2.5 Conclusões A estimação das cargas circulantes segundo uma conceção de dois andares por cada conjunto de ciclones do ponto de vista teórico é mais rigorosa do que o habitual método de R/A (retorno sobre alimentação), ou seja o método habitualmente usado resulta numa sobrestimação da carga circulante que realmente existe. As curvas de partição calculadas são muito abertas, o que resulta na conclusão de que os ciclones estão a ter péssimos desempenhos. Este problema pode ser resolvido através de um estudo futuro que permita concluir quanto se pode adicionar de água para melhorar a performance dos ciclones sem se prejudicar a moagem e a flutuação. Os ciclones secundários podem apresentar algumas irregularidades, pois quando se aumenta a pressão, o calibre de corte é também maior, quando deveria ser menor. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 83 8.3 Construção de um modelo Após o balanço de massas, o JKSimMet necessita que se proceda ao ajuste de um modelo ao circuito no qual assentarão as simulações que se seguem. Antes do ajuste do modelo é necessário inserirem-se parâmetros característicos dos equipamentos (dimensões), do minério (peso especifico, Work Index, etc.) e operacionais (valores operatórios que se registaram durante o período de amostragem – apresentadas anteriormente). De seguida, o software através de várias interações, calcula as diferenças entre os dados previstos e os dados experimentais, derivando das diferenças, a soma dos erros quadráticos. O objetivo das interações é minimizar este somatório de erros. Para ser possível realizar-se este ajuste, é necessário definir-se o tipo de modelos de ciclones e moinhos que serão usados no ajuste. Desta forma foi decidido, a conselho por parte do fabricante do software, escolher os seguintes modelos. 8.3.1 Descrição de modelo para os ciclones: Nageswararao Este modelo baseia-se num conceito semelhante à curva de partição (probabilidade de uma certa partícula reportar ao underflow), mas desenvolvido a partir da curva de eficiência (probabilidade de uma partícula ir para o overflow) real e uma curva de eficiência para o classificador, a tratar um tipo particular de minério (JKTech, 2012). O conceito importante é que a curva reduzida de eficiência é uma função característica do minério e é independente da dimensão ou condições operacionais do ciclone. Este modelo consiste ainda numa série de relações traduzidas por várias equações, nomeadamente pressão-rendimento e classificação-tamanho (JKTech, 2012). A relação pressão-rendimento pode ser expressa por (JKTech, 2012): =  .  .  . .   . Onde,   =  .  .! ." . .#   . Sendo K Q1 uma constante de proporcionalidade relacionada com o material da alimentação e o diâmetro do ciclone. Para ciclones Krebs, trabalhando com % Sp idêntica na alimentação, a relação com o diâmetro pode ser expressa empiricamente através de (JKTech, 2012):   =  . . Onde K Q0 depende apenas dos sólidos da alimentação (por exemplo: densidade). Para além de: Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 84 D c – diâmetro do ciclone (m) D i – diâmetro do inlet (m) D o – diâmetro do vortex (m) P – pressão da alimentação no inlet (kPa) ϴ – ângulo do cone (°) Já a relação classificação-tamanho, a nível industrial, pode ser expressa da seguinte forma (JKTech, 2012):   $   = % .   . . &  .! .' .() .   .*. . Onde, K D2 está relacionado com as variáveis de projeto menores, segundo (JKTech, 2012):  % = % .  . ." . .#   .  % = % . . Onde K D0 depende das características dos sólidos da alimentação (como a distribuição de calibres e a densidade) e o d 50c é o calibre para o qual uma partícula tem igual probabilidade de ir tanto para o underflow como para o overflow. Já a recuperação de água (R f ) e polpa (R v ) para o underflow estão relacionadas com as variáveis principais segundo (JKTech, 2012):  + = , ..   .( . &  .! .   .*. .) .' .  - = - ..   .(! . &  .) .   .*. .) Onde,  , = , ..  . .#   . ." ..!  - = - ..  . .#   .! ." .. K w1 e K v1 também dependem das características dos sólidos da alimentação. Já a função classificação (C i ) tem sido modelada recorrendo a aproximações monótonas crescentes com o calibre, controlando tanto o calibre de corte como a perfeição da curva de partição corrigida. A expressão seguinte mostra a relação entre C i , o parâmetro forma (m) e o Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 85 quociente (d i ) entre um calibre qualquer (x i ) e o calibre de corte corrigido (d 50c ) (Apontamentos Diagramas de Processo, 2013):  = . /. −1 . /. +. / −2 Neste tipo de modelo para ciclones, existe uma curva de eficiência alternativa à “normal”, que permite especificar o valor reduzido da curva de eficiência a 1/3 ou 2/3 do calibre de corte corrigido. Esta curva é fixa a 100% para o tamanho 0 e no d 50c, e o resto da curva é calculada através de uma distribuição log-normal de forma a não existirem descontinuidades no caracter monótono decrescente da curva (JKTech, 2012). 8.3.2 Descrição de modelo para o moinho de barras: Lynch/Kavetsky Os modelos fenomenológicos têm por base a fenomenologia do processo, de onde a distribuição de tempos de residência resulta desse mesmo processo e não como arranque para um qualquer ajuste (Apontamentos Diagramas de Processo, 2015). Como tal, ainda segundo o mesmo autor, dentro de um moinho de tambor o próprio minério é um obstáculo à sua passagem. Desta forma, o moinho é dividido em várias secções transversais, separadas por um dado comprimento. Então pode dizer-se que as partículas presentes, em cada um dos volumes entre duas secções, representam um obstáculo à passagem das partículas que se encontram no volume imediatamente anterior. No limite, se o espaço entre secções tender para zero, pode dizer-se que existe uma secção que filtra as partículas de acordo com as suas propriedades (por exemplo, calibre) e do meio (por exemplo, fluidez da polpa). Baseado num conceito de estágios de fragmentação, em que o moinho é dividido em várias secções. Cada uma destas é considerada como um estágio de fragmentação/formação, em que existe um “filtro” e por consequência também existe classificação (JKTech, 2012). Este conceito permite que o modelo preveja a classificação interna e a proteção dos finos (McIvor, 2015). Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 86 Figura 61 – Representação da Função Formação no modelo para um moinho de barras (JKTech, 2012) 34=(–).(89+–9).[(–(89+–9)]−1.<4 Como AS e C são considerados constantes para todos os estágios, pode considerar-se a equação como (JKTech, 2012): 34==>.<4 Sendo v o número de estágios de classificação. Assim qualquer condição operacional pode ser representada pelo valor v. Este valor depende principalmente do caudal de alimentação, representado abaixo por F. Experimentalmente foi concluído que (JKTech, 2012): ?.>1.5=A Onde MC representa a constante do moinho. A função Formação (Appearance na figura anterior) é calculada pela equação de RosinRammler modificada, onde A (x, y) é a proporção de material de calibre y que é mais pequeno que o calibre x após fragmentação/formação de novas partículas (JKTech, 2012). 8(B,D)=1−. E/G 1−.  A função Classificação (Classification na figura anterior) é uma matriz diagonal que funciona como um classificador simples, cada elemento representa a proporção da fração de um calibre que volta à fragmentação. Por consequência, cada estágio de fragmentação no moinho de barras elimina a fração de maior calibre proveniente da secção anterior (JKTech, 2012). Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 87 A função Destruição (Selection na figura anterior) é também uma matriz diagonal, e representa as proporções de cada fração são fragmentadas (JKTech, 2012). Existem duas variáveis que o Model Fit do moinho de barras devolve como output que são a percentagem de carga moente e a percentagem de velocidade crítica. No decorrer deste trabalho não foram exploradas, no entanto ambas podem ser critérios de controlo para melhorar a eficiência do circuito. Segundo a JKTech (2012), a carga moente deve encontrar-se entre 30 e 45%, e a velocidade crítica entre 50 e 80%. 8.3.3 Descrição de modelo para os ciclones moinhos de bolas: Perfect Mixing Ball Mill Este modelo considera os moinhos de bolas como misturadores perfeitos (JKTech, 2012). Ou seja, a distribuição de tempos de residência tem a forma (Apontamentos Diagramas de Processo, 2015): H(I)=1 I∗.. KK∗ O produto (vetor p) é produzido pela taxa de descarga (di) para cada fração granulométrica. A matriz D é a matriz de todas as taxas de descarga. Então p pode ser descrito pela multiplicação de D e s (JKTech, 2012). Segundo a JKTech (2012), no moinho, há dois fatores que controlam a função Formação: o ritmo com que cada calibre é fragmentado e a forma como as partículas são fragmentadas. A distribuição de calibres no moinho é representada pelo vetor s. ?LMçãP.QIRLçãP=.Q ?LMçãP?PRSTçãP=8.Q Onde R é a matriz diagonal de velocidades de destruição e, A, a matriz triangular da distribuição das partículas formadas. No estado estacionário, a massa dum calibre qualquer i na alimentação, mais a massa desse mesmo calibre gerada por fragmentação, menos a massa de i destruída por fragmentação, menos a massa do calibre i descarregada pelo produto, é igual a zero. Para a maior parte da variedade de descargas de moinhos, a descarga pode ser aproximada por (JKTech, 2012):  = ∗ .4.V   W Onde, Di* é praticamente 1, V é o caudal volumétrico de alimentação ao moinho, d é o diâmetro e, l é o comprimento do moinho. Segundo a JKTech (2012), as equações abaixo representam o modelo para moinhos de bolas: Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 88 < − Q +X 8 Y . Y Q Y − Q =0 3 = Q < −3 +[X 8 Y  Y  Y \.3 Y ]−3 =0 Onde a alimentação e o produto são relacionados através da razão R/D para uma função Formação específica. Normalmente o vetor s não é conhecido, e não é possível separar o rácio R/D*. Assim, esta função é representada no software por uma curva “suavizada” de dois a quatro pontos, onde a função ln(R/D*) é ajustada. À semelhança do modelo para moinhos de barras, também o ajuste para moinhos de bolas possui alguns parâmetros que podem ser utilizados para controlo do circuito, como é exemplo a percentagem de velocidade crítica do moinho. Esta deverá ser maior que 55% e menor que 78% da velocidade crítica (JKTech, 2012). 8.3.4 Ajuste dos modelos Após a escolha de modelos foi possível realizar-se o ajuste de um modelo ao circuito. A Figura 65 compara os resultados obtidos através do ajuste (Fit) e os resultados experimentais (Exp). Figura 62 – Resultados do ajuste de modelos (Fit) e experimentais (Exp) É de notar que as tentativas de ajuste resultavam, sistematicamente, na existência de roping (diâmetro do apex menor do que aquilo que deveria ser, resultando no efeito que a Figura Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 89 66 descreve) nos ciclones secundários, facto que foi facilmente contornado, aumentando o número de ciclones a trabalhar (de 14 para 15). Este aumento resulta numa diminuição da pressão operacional e como consequência evitar o fenómeno de roping. Esta observação de roping (apenas possível nesta fase, pois no local os “tapa-salpicos” impedem a visualização de fenómenos deste tipo) pode justificar o resultado que se observou no subcapítulo anterior, quando se aumentava a pressão operatória, o calibre de corte dos ciclones secundários aumentava, em vez de diminuir. Figura 63 – Representação do Underflow de um Ciclone em situação normal, roping e spraying (retirado de Hydrocyclone Efficiency Curves, 2015) Dada a proximidade verificada entre valores experimentais e ajustados, foi possível concluir que este ajuste era plausível e assim usá-lo como base para as simulações que se seguem. 8.4 Simulações Depois de modelados os equipamentos e o circuito em si, é possível simularem-se diferentes características da alimentação e prever-se a evolução do produto, com vista á tentativa de otimização do sistema. Com este objetivo, na componente de simulação, o software usa os dados fornecidos e parâmetros calculados pela fase de ajuste de modelo, para prever o produto do circuito. Os principais problemas observados nos resultados apresentados passam pelo facto de haver sobremoagem, resultando numa alta percentagem de ultrafinos que vão alimentar a flutuação, e a má performance dos ciclones. Assim foram simuladas diferentes situações na tonelagem que alimenta o circuito como tentativa de resolver a sobremoagem e diferentes adições de mais quantidade de água nas SUMPs que alimentam os conjuntos de ciclones de forma a melhorar-se as condições de classificação, como McIvor (2015) sugere, e ver os seus efeitos no produto da moagem (fluxo nº 10). Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 96 9.2 Outras Conclusões Não existem diferenças significativas entre o Malvern e o Ciclosizer, nem entre a mudança de “calibre crítico” (calibre para o qual se procede à mudança de método entre os crivos e o Malvern e/ou o Ciclosizer) entre amostragens. Através da análise química foi possível concluir que à saída do moinho de barras ainda há muito Cobre metal grosseiro e à saída do primeiro circuito fechado 40% do Cu metal ainda está na fração superior a 63 µm. Já à saída para a flutuação, apenas 6% do material está em S63. No entanto, esta análise também serviu para dar ainda mais enfase ao problema dos ultrafinos (cerca de 40% do material que alimenta a flutuação é inferior a 10 µm), pois 37% do Cu metal que passa no overflow dos ciclones secundários encontra-se em –C5, ou seja, é ultrafino e extremamente difícil de flutuar. O balanço de massas efetuado pelo JKSimMet é bastante parecido com o balanço de dados superabundantes via método de Lagrange. Apesar de assentarem em pressupostos diferentes, um divide os erros de forma ponderada e o outro de igual forma, as diferenças relativas são geralmente inferiores a 5%. Todavia existem diferenças superiores que são explicadas devido a erros de amostragem e de preparação das amostras. 9.3 Limitações As principais limitações ao longo deste trabalho prenderam-se com dificuldades ao nível da amostragem, dificuldades essas que inevitavelmente distanciam as amostragens realizadas das condições ideais, e claro também a sua representatividade. As principais dificuldades encontraram-se na alimentação ao circuito, alimentações e underflows dos ciclones. A alimentação ao circuito foi amostrada na queda da correia transportadora para o cachimbo do moinho utilizando uma pequena pá e fazendo 3 cortes (um na parte esquerda do tapete, um no centro e um à direita). A alternativa mais indicada seria provavelmente fazer-se um corte de correia, mas uma solução que passa por parar uma lavaria nunca é bem vista por parte de quem a gere, por isso uma outra solução seria construir-se um cortador indicado para o efeito. Este cortador teria que ter uma área de recolha suficiente para cortar o fluxo todo de uma vez, no entanto teria que ser coordenado com um qualquer mecanismo de suporte. Desta forma, qualquer pessoa poderia fazer esta amostragem em condições de segurança. Por questões de segurança, só foi amostrado o underflow de um dos ciclones primários a trabalhar (a borda da SUMP que recebe o fluxo não se encontra toda à mesma altura) e como tal essa amostra carece de representatividade. Assim recomenda-se a instalação de um pequeno andaime que permita a amostragem dos restantes ciclones em segurança. No entanto, estes fluxos têm um forte caudal, e por isso estas amostras serão sempre complicadas, devido aos salpicos inevitáveis que acontecem quando se corta um fluxo tão grande com um cortador de 20 por 30 cm. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 97 Devido ao reduzido espaço entre a parte inferior de dois ciclones secundários e a base do tanque que recebe os seus underflows, é impossível colocar lá um cortador, pelo que não foram amostrados e a amostragem dos restantes foi considerada como a amostragem completa do fluxo. Face a impossibilidades físicas, a amostragem das alimentações aos ciclones foi realizada recorrendo a um dos ciclones suplentes de cada grupo, abrindo-o para que todo o material seja descarregado pelo underflow. A única hipótese para além desta seria amostrar nos drenos das bombas que alimentam os ciclones, todavia a representatividade deste processo deixa muito a desejar e por isso optou-se por usar um ciclone que não estivesse em funcionamento. Todavia, a amostragem à alimentação dos ciclones feita por este método cria bastante instabilidade no circuito, assim como a amostragem à alimentação do moinho de barras. De forma a evitarem-se tantas variações dever-se-ia amostrar inicialmente todos os outros fluxos. E no final do período de amostragem, abrir-se um dos ciclones secundários que não estava a trabalhar de modo a amostrar-se a alimentação, repetir-se o procedimento para os ciclones primários e amostrar a alimentação ao moinho de barras. Deste modo otimizar-se-ia a amostragem ao circuito e ao mesmo tempo minimizar-se-iam as instabilidades criadas pelas amostragem. 9.4 Trabalhos futuros Como trabalhos futuros sugerem-se os diversos melhoramentos de amostragem falados acima, bem como perceber-se o quanto se pode aumentar a alimentação ao circuito de forma a diminuir a percentagem de ultrafinos no produto do circuito sem se pôr em causa o funcionamento correto de todo o circuito da Lavaria. Para além disto bastante importante conceber-se uma qualquer rotina no software de controlo das Lavarias que permita calcular a carga circulante segundo o conceito de dois andares por cada conjunto de ciclones, e eventualmente englobar esse parâmetro no controlo online dos vários circuitos de moagem. Também é sugerido um estudo mais aprofundado que permite perceber qual a carga circulante ideal para cada circuito fechado. Por fim, o estudo desenvolvido ao longo desta dissertação, deveria ser efetuado nos restantes circuitos de moagem da SOMINCOR de forma a otimizá-los. Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 98 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 99 10.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Beraldo, José L., 1987, Moagem de Minérios em Moinhos Tubulares. São Paulo. Costa, Luís R., 1987, Introdução à Mineralurgia: Capitulo VII – Moagem, Nota Interna LRC/7/87, Instituto Superior Técnico. Costa, Luís R., 1987, Introdução à Mineralurgia: Capitulo IX – Hidroclassificação, Nota Interna LRC/9/87, Instituto Superior Técnico. Cyclones – Resource Book, Metalliferous Mining – Processing, https://rsteyn.files.wordpress.com/2010/07/cyclones-basics.pdf acedido a 5 de outubro de 2015. Durão, F., Cortez, L., Carvalho, M.,2002, Flutuação por Espumas, Nota Interna nº 3, Centro de Geossistemas. 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Sec. 9 - UF. C. Sec. 10 - OF. C. Sec. 32 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 22,4 89,32 100 100 100 100 100 100 100 100 100 16 67,45 100 100 100 100 100 100 100 100 100 11,2 54,43 100 100 100 100 100 100 100 100 100 8 44,85 100 100 100 100 100 100 100 100 100 5,6 38,72 100 98,69 100 98,05 100 100 100 100 100 4 33,93 96,62 97,03 96,26 95,37 100 100 100 100 100 2,8 29,70 89,90 94,52 91,76 90,95 100 100 100 100 100 2 26,64 80,57 91,74 86,30 84,67 100 100 100 99,97 100 1,4 23,73 67,89 87,53 78,89 76,61 100 100 100 99,91 100 1 21,65 58,77 83,66 72,82 69,53 100 100 100 99,79 100 0,71 19,43 49,93 78,53 65,90 61,29 99,47 99,87 99,67 99,51 100 0,5 17,31 42,76 72,40 59,06 52,85 98,33 99,68 99,11 98,81 99,99 0,355 15,31 36,82 64,92 51,93 44,53 95,17 98,84 97,58 96,62 99,97 0,25 13,44 31,49 55,80 44,26 35,60 88,79 96,53 94,01 91,34 99,83 0,18 12,05 27,53 46,96 37,37 27,81 81,07 91,89 88,29 83,32 98,82 0,125 10,70 23,76 37,31 30,54 20,64 69,59 80,17 77,95 69,58 94,22 0,09 9,67 21,11 31,28 26,23 17,18 59,16 62,02 64,46 51,11 86,89 0,063 8,79 18,81 26,96 23,19 14,75 52,69 49,99 51,25 36,87 80,66 0,03 7,88 16,63 22,81 20,02 12,17 44,58 37,66 39,61 25,52 71,40 0,016 6,08 12,70 16,60 14,78 8,85 31,97 19,51 23,02 11,04 49,61 0,008 4,56 9,23 11,54 10,70 6,32 22,17 13,02 15,92 7,61 34,39 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 102 Primeira Amostragem à Linha #1 – Fração inferior a 63 µm (com recurso a Ciclosizer) Calibre (mm) Peso Cumulado (%) 1 - Alim. M. Barras 2 - Desc. M. Barras 3 - Desc. M. Prim. 4 - Alim. C. Prim. 5 - UF. C. Prim. 6 - OF. C. Prim. 7 - Desc. M. Sec. 8 - Alim. C. Sec. 9 - UF. C. Sec. 10 - OF. C. Sec. 0,063 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 0,03 89,60 88,42 84,58 86,33 82,50 84,60 75,33 77,28 69,22 88,52 0,016 69,12 67,50 61,58 63,72 60,00 60,67 39,03 44,92 29,95 61,50 0,008 51,88 49,05 42,82 46,13 42,83 42,08 26,05 31,07 20,65 42,63 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Primeira Amostragem à Linha #1 – Fração inferior a 63 µm (com recurso a Malvern) Calibre (mm) Peso Cumulado (%) 1 - Alim. M. Barras 2 - Desc. M. Barras 3 - Desc. M. Prim. 4 - Alim. C. Prim. 5 - UF. C. Prim. 6 - OF. C. Prim. 7 - Desc. M. Sec. 8 - Alim. C. Sec. 9 - UF. C. Sec. 10 - OF. C. Sec. 0,063 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 0,056 98,35 97,81 97,46 97,74 97,99 97,38 94,54 95,87 93,14 97,37 0,045 94,68 93,20 92,20 92,98 93,61 91,96 83,87 87,66 80,29 91,66 0,036 90,37 88,16 86,51 87,73 88,75 86,15 73,93 79,67 69,17 85,26 0,032 88,01 85,49 83,54 84,94 86,17 83,16 69,49 75,90 64,58 81,87 0,025 82,88 79,93 77,46 79,17 80,80 77,13 62,00 69,06 57,44 75,01 0,02 78,01 74,85 72,10 74,00 75,87 71,90 56,69 63,77 52,85 69,11 0,015 71,09 67,96 65,08 67,11 69,11 65,04 50,56 57,28 47,60 61,64 0,012 64,98 62,16 59,35 61,38 63,36 59,42 45,69 52,05 43,26 55,73 0,01 59,45 57,09 54,44 56,42 58,33 54,58 41,57 47,57 39,49 50,78 0,008 52,09 50,50 48,18 49,97 51,77 48,36 36,46 41,89 34,71 44,55 0,006 42,09 41,62 39,87 41,32 42,95 40,08 29,93 34,45 28,57 36,42 0,005 35,80 35,96 34,63 35,81 37,33 34,85 25,96 29,82 24,81 31,38 0,004 28,49 29,28 28,45 29,30 30,66 28,63 21,34 24,42 20,41 25,52 0,0032 22,02 23,16 22,76 23,33 24,49 22,89 17,12 19,49 16,36 20,24 0,0026 16,90 18,13 18,05 18,40 19,37 18,11 13,63 15,42 12,97 15,93 0,002 11,68 12,81 12,97 13,12 13,84 12,95 9,81 11,03 9,31 11,35 0,0014 6,66 7,42 7,66 7,70 8,13 7,58 5,79 6,49 5,47 6,65 0,001 3,73 4,12 4,28 4,29 4,54 4,20 3,19 3,59 3,04 3,71 0,0007 1,98 2,11 2,16 2,17 2,31 2,09 1,54 1,77 1,51 1,86 0,0005 1,10 1,09 1,06 1,08 1,16 1,01 0,68 0,83 0,70 0,91 0,0003 0,40 0,34 0,27 0,30 0,34 0,25 0,08 0,17 0,11 0,22 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 103 Segunda Amostragem à Linha #1 – Lavaria do Cobre (com Malvern) Calibre (mm) Peso Cumulado (%) 1 - Alim. M. Barras 2 - Desc. M. Barras 3 - Desc. M. Prim. 4 - Alim. C. Prim. 5 - UF. C. Prim. 6 - OF. C. Prim. 7 - Desc. M. Sec. 8 - Alim. C. Sec. 9 - UF. C. Sec. 10 - OF. C. Sec. 32 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 22,4 94,51 100 100 100 100 100 100 100 100 100 16 77,96 100 100 100 100 100 100 100 100 100 11,2 63,64 100 100 100 100 100 100 100 100 100 8 53,17 100 100 100 100 100 100 100 100 100 5,6 45,75 99,39 96,73 98,68 98,45 100 100 100 100 100 4 39,99 97,93 95,05 97,26 96,21 100 100 100 100 100 2,8 35,14 93,25 92,34 94,34 91,43 100 100 100 100 100 2 32,41 85,10 89,03 90,04 85,72 100 100 100 100 100 1,4 30,26 72,34 84,49 83,44 77,86 100 100 100 99,98 100 1 25,97 62,56 80,15 77,53 71,03 100 100 100 99,97 100 0,71 23,44 53,26 74,58 70,59 63,25 99,90 99,99 99,97 99,91 100 0,5 20,85 45,35 68,03 63,82 55,59 99,21 99,93 99,70 99,45 99,99 0,355 18,25 39,09 59,99 56,54 47,46 96,81 99,54 98,48 97,65 99,97 0,25 15,92 33,72 49,58 48,24 38,24 92,36 98,46 95,84 94,00 99,86 0,18 14,38 29,89 38,45 40,40 29,25 86,80 96,36 91,92 88,86 99,11 0,14 13,85 28,43 35,24 37,02 25,29 82,46 89,72 85,29 81,05 97,86 0,125 13,58 27,72 33,71 35,42 23,53 80,27 85,85 81,57 76,63 96,70 0,112 13,32 27,01 32,25 33,93 21,93 78,07 81,63 77,59 71,89 95,22 0,09 12,80 25,65 29,60 31,25 19,32 73,73 72,25 68,99 61,65 91,30 0,063 11,98 23,59 26,10 27,79 16,51 67,05 56,81 55,23 45,39 83,50 0,056 11,71 22,94 25,13 26,84 15,86 64,97 52,24 51,21 40,79 80,76 0,045 11,20 21,76 23,45 25,20 14,82 61,19 44,96 44,81 33,74 75,58 0,036 10,66 20,56 21,83 23,62 13,85 57,41 39,33 39,76 28,69 70,30 0,032 10,36 19,91 21,00 22,79 13,34 55,42 36,98 37,60 26,73 67,54 0,025 9,72 18,55 19,29 21,07 12,29 51,25 33,02 33,85 23,67 61,90 0,02 9,11 17,29 17,78 19,53 11,35 47,47 30,06 30,95 21,55 56,98 0,015 8,25 15,59 15,85 17,52 10,13 42,52 26,53 27,45 19,05 50,76 0,01 6,85 13,01 13,07 14,54 8,35 35,19 21,59 22,48 15,49 41,90 0,008 5,98 11,48 11,49 12,81 7,32 30,98 18,88 19,73 13,55 36,85 0,006 4,82 9,45 9,42 10,51 5,98 25,44 15,48 16,21 11,11 30,25 0,005 4,09 8,16 8,14 9,07 5,15 21,97 13,41 14,03 9,61 26,14 0,004 3,23 6,63 6,63 7,37 4,17 17,88 10,97 11,47 7,86 21,28 0,0032 2,48 5,22 5,25 5,81 3,28 14,12 8,74 9,10 6,24 16,83 0,0026 1,88 4,06 4,10 4,52 2,55 11,02 6,87 7,13 4,89 13,15 0,002 1,27 2,83 2,88 3,15 1,77 7,70 4,85 5,01 3,43 9,22 0,0014 0,70 1,59 1,62 1,77 0,98 4,34 2,75 2,82 1,92 5,24 0,001 0,37 0,85 0,86 0,94 0,51 2,32 1,44 1,47 0,98 2,81 0,0007 0,18 0,41 0,40 0,44 0,22 1,10 0,63 0,64 0,41 1,35 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 104 Calibre (mm) Peso Cumulado (%) 1 - Alim. M. Barras 2 - Desc. M. Barras 3 - Desc. M. Prim. 4 - Alim. C. Prim. 5 - UF. C. Prim. 6 - OF. C. Prim. 7 - Desc. M. Sec. 8 - Alim. C. Sec. 9 - UF. C. Sec. 10 - OF. C. Sec. 0,0005 0,09 0,19 0,17 0,19 0,08 0,50 0,21 0,23 0,12 0,62 0,0003 0,02 0,04 0,01 0,02 0 0,08 0 0 0 0,12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 II.Resultados da Análise Química Primeira Amostragem à Linha #1 da Lavaria do Cobre Descrição Teores Cu (%) Pb (%) Zn (%) S (%) Fe (%) Sn (%) As (ppm) Sb (ppm) Bi (ppm) Se (ppm) In (ppm) S63 Desc. M. Barras 2,2 0,12 0,78 15,4 26,2 0,1 4135 284 86 87 32 I63 Desc. M. Barras 2,31 0,17 0,89 14,91 27,83 0,13 3880 357 88 95 31 C1 Desc. M. Barras 3,68 0,19 1,08 28,80 35,05 0,23 8202 562 140 156 37 C2+C3 Desc. M. Barras 2,74 0,11 0,83 19,02 29,84 0,16 4657 361 83 104 34 C4+C5 Desc. M. Barras 2,78 0,11 0,95 18,98 30,03 0,15 4278 374 83 95 32 S63 Desc. M. Prim. 2,33 0,19 1,06 24,41 31,19 0,11 5807 351 126 115 31 I63 Desc. M. Prim. 2,51 0,26 1,16 22,21 31,00 0,13 5047 386 116 121 34 C1 Desc. M. Prim. 3,14 0,22 1,23 34,48 36,91 0,20 9417 517 170 160 35 C2+C3 Desc. M. Prim. 2,56 0,16 1,00 24,14 31,57 0,14 5362 357 99 108 32 C4+C5 Desc. M. Prim. 2,73 0,19 1,22 24,33 31,79 0,14 4963 409 88 108 33 S63 OF. C. Prim. 1,91 0,12 0,78 15,55 26,26 0,09 3735 245 68 78 27 I63 OF. C. Prim. 2,45 0,20 1,05 20,67 30,50 0,13 4848 348 105 115 34 C1 OF. C. Prim. 3,14 0,19 1,18 33,34 36,23 0,20 8844 529 157 152 36 C2+C3 OF. C. Prim. 2,56 0,11 0,91 22,66 31,20 0,14 5194 336 82 106 33 C4+C5 OF. C. Prim. 2,78 0,12 1,09 23,38 31,74 0,14 4842 346 86 106 36 S63 Desc. M. Sec. 2,46 0,19 1,10 26,26 32,47 0,12 6442 397 108 123 30 I63 Desc. M. Sec. 2,37 0,25 1,06 29,23 34,00 0,20 9283 461 156 151 32 C1 Desc. M. Sec. 2,20 0,27 1,05 39,91 39,41 0,32 16269 648 234 179 30 C2+C3 Desc. M. Sec. 2,57 0,18 1,03 30,82 35,21 0,22 9261 455 151 142 32 C4+C5 Desc. M. Sec. 2,59 0,12 1,08 25,26 32,62 0,14 5912 377 99 115 31 S63 OF. C. Sec. 0,64 0,04 0,28 1,74 16,99 0,04 871 64 16 9 18 I63 OF. C. Sec. 2,47 0,20 1,12 21,78 31,15 0,13 5126 361 107 121 33 C1 OF. C. Sec. 3,28 0,18 1,37 33,24 36,86 0,17 7588 488 123 148 34 C2+C3 OF. C. Sec. 2,40 0,12 0,95 24,40 31,40 0,14 5768 356 102 107 31 C4+C5 OF. C. Sec. 2,57 0,11 1,08 24,67 32,24 0,14 5536 360 98 110 31 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 105 III.Resultados a partir do JKSimMet Balanço de Massas – Primeira Amostragem Calibres (mm) Cumulante % Passados (balançados via JKSimMet) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 32 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 22,4 89,32 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 16 67,45 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 11,2 54,43 100,00 99,99 100,00 100,00 99,99 100,00 100,00 100,00 100,00 8 44,85 100,00 99,99 99,99 99,99 99,99 100,00 100,00 100,00 100,00 5,6 38,72 100,00 99,43 99,58 99,44 99,99 100,00 100,00 100,00 100,00 4 33,93 96,49 97,60 97,31 96,37 99,98 100,00 99,99 99,99 100,00 2,8 29,70 89,76 95,01 93,64 91,41 99,97 100,00 99,99 99,99 100,00 2 26,64 80,09 92,02 88,91 85,00 99,97 99,99 99,98 99,98 100,00 1,4 23,73 67,44 87,68 82,40 76,20 99,95 99,97 99,97 99,95 100,00 1 21,65 58,18 83,58 76,95 68,84 99,93 99,93 99,93 99,90 100,00 0,71 19,43 49,23 78,12 70,58 60,41 99,41 99,82 99,69 99,55 99,98 0,5 17,31 42,05 71,69 63,96 51,86 98,24 99,61 99,18 98,83 99,97 0,355 15,31 36,18 64,09 56,81 43,30 95,07 98,80 97,63 96,59 99,95 0,25 13,44 30,92 54,88 48,63 34,52 88,58 96,48 94,01 91,39 99,81 0,18 12,05 27,00 46,00 41,04 27,04 80,70 91,75 88,30 83,54 98,80 0,125 10,70 23,29 36,60 33,13 20,28 69,53 80,74 77,24 69,55 94,18 0,09 9,67 20,69 30,76 28,13 17,01 59,63 63,50 62,29 51,12 86,90 0,063 8,79 18,45 26,77 24,60 14,66 52,76 49,92 50,80 37,20 80,77 0,03 7,88 16,28 22,52 20,89 12,36 45,05 37,45 39,82 25,49 71,40 0,016 6,08 12,37 16,20 15,20 9,15 32,34 19,08 23,22 11,19 49,74 0,008 4,56 8,99 11,40 10,77 6,61 22,57 12,98 15,97 7,65 34,32 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 112 Correções às cumulantes experimentais da segunda amostragem (calibre a calibre) Calibre (mm) 1 - Alim. M. Barras 2 - Desc. M. Barras 3 - Desc. M. Prim. 4 - Alim. C. Prim. 5 - UF. C. Prim. 6 - OF. C. Prim. 7 - Desc. M. Sec. 8 - Alim. C. Sec. 9 - UF. C. Sec. 10 - OF. C. Sec. 32 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 22,4 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 16 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 11,2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 8 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5,6 0,00 -0,95 -3,48 1,34 2,42 0,56 -0,24 0,12 0,16 0,06 4 0,00 -0,94 -3,46 1,94 1,93 0,45 -0,20 0,10 0,13 0,05 2,8 0,00 -0,72 -2,64 3,07 0,23 0,05 -0,02 0,01 0,01 0,01 2 0,00 -0,67 -2,46 3,33 -0,16 -0,04 0,02 -0,01 -0,01 0,00 1,4 0,00 -0,65 -2,39 2,56 0,38 0,09 -0,03 0,03 0,01 0,00 1 0,00 -0,62 -2,28 1,53 1,08 0,26 -0,09 0,07 0,04 0,02 0,71 0,00 -0,60 -2,19 0,06 2,14 0,51 -0,19 0,12 0,10 0,04 0,5 0,00 -0,90 -3,30 -0,51 3,70 0,91 -0,26 0,23 0,09 0,04 0,355 0,00 -1,29 -4,74 -0,49 5,13 1,40 0,02 0,18 -0,15 -0,06 0,25 0,00 -1,98 -7,27 0,55 6,84 2,12 0,66 -0,12 -0,57 -0,22 0,18 0,00 -2,90 -10,62 2,93 8,32 2,89 1,60 -0,60 -1,17 -0,46 0,125 0,00 -1,97 -7,22 3,16 4,74 2,26 2,47 -1,97 -1,05 -0,41 0,09 0,00 -1,37 -5,03 3,30 2,44 2,13 3,73 -2,88 -1,65 -0,65 0,063 0,00 -1,08 -3,95 3,32 1,35 2,31 4,96 -3,38 -2,53 -0,99 0,03 0,00 -0,93 -3,41 3,08 0,99 2,34 5,28 -3,23 -2,96 -1,16 0,016 0,00 -0,79 -2,91 2,76 0,75 1,89 4,29 -2,67 -2,37 -0,93 0,008 0,00 -0,58 -2,11 2,13 0,44 1,29 2,99 -1,86 -1,66 -0,65 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 113 Reconciliação de dados da segunda amostragem Calibre (mm) Cumulantes (%) 1 - Alim. M. Barras 2 - Desc. M. Barras 3 - Desc. M. Prim. 4 - Alim. C. Prim. 5 - UF. C. Prim. 6 - OF. C. Prim. 7 - Desc. M. Sec. 8 - Alim. C. Sec. 9 - UF. C. Sec. 10 - OF. C. Sec. 32 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 22,4 94,51 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 16 77,96 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 11,2 63,64 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 8 53,17 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 5,6 45,75 100,00 100,00 97,34 96,03 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 4 39,99 98,87 98,51 95,32 94,28 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 2,8 35,14 93,97 94,98 91,27 91,20 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 2 32,41 85,77 91,49 86,71 85,88 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 1,4 30,26 73,00 86,89 80,89 77,47 99,91 100,00 99,97 99,97 100,00 1 25,97 63,19 82,44 76,00 69,95 99,74 100,00 99,93 99,93 100,00 0,71 23,44 53,86 76,76 70,53 61,11 99,39 100,00 99,84 99,81 100,00 0,5 20,85 46,25 71,33 64,34 51,89 98,30 100,00 99,47 99,36 100,00 0,355 18,25 40,39 64,73 57,03 42,33 95,41 99,53 98,30 97,80 100,00 0,25 15,92 35,70 56,85 47,69 31,41 90,24 97,80 95,96 94,57 100,00 0,18 14,38 32,78 49,07 37,47 20,93 83,90 94,76 92,52 90,03 99,57 0,125 13,58 29,68 40,93 32,27 18,78 78,01 83,38 83,53 77,69 97,12 0,09 12,80 27,02 34,63 27,95 16,88 71,60 68,53 71,88 63,30 91,95 0,063 11,98 24,66 30,06 24,47 15,16 64,73 51,85 58,60 47,93 84,50 0,03 10,18 20,45 23,92 19,22 12,05 51,89 30,57 39,76 28,82 67,09 0,016 8,42 16,72 19,15 15,17 9,62 41,62 22,95 30,82 21,92 52,94 0,008 5,98 12,06 13,60 10,68 6,88 29,68 15,89 21,60 15,20 37,50 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 114 V.Avaliação de Riscos Amostragem Perigo Risco Nº colaboradores expostos Probabilidade Gravidade Nota Medidas de mitigação Equipamento auxiliar (cortadores e cabos) Probabilidade Gravidade Nota Alim. Barras Contacto com / por objetos cortantes E 1 2 3 6 Maior atenção e uso de EPIs Pá Pequena 1 1 1 Dificuldade em segurar os objetos manuseados L, V 1 3 3 9 Maior atenção, manipulação correta dos objetos e postura correta de trabalho 1 2 2 Entalão por / entre objetos D 1 3 3 9 Maior atenção, uso de EPIs e sinalização do perigo 1 1 1 Exposição a partículas e poeiras Z 1 3 2 6 Uso de EPIs 1 1 1 Exposição a ruído P, Q 1 4 2 8 Uso de EPIs 1 1 1 Queda a nível diferente L 1 1 5 5 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 5 5 Queda ao mesmo nível L 1 2 3 6 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 3 3 Queda de objetos por manipulação D, P 1 3 3 9 Maior atenção e uso de EPIs 1 1 1 Desc. M. Barras Dificuldade em segurar os objetos manuseados L, V 1 3 3 9 Maior atenção, manipulação correta dos objetos e postura correta de trabalho Cortador: Grande Cabo: Grande 1 2 2 Entalão por / entre objetos D 1 3 3 9 Maior atenção, uso de EPIs e sinalização do perigo 1 1 1 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 115 Amostragem Perigo Risco Nº colaboradores expostos Probabilidade Gravidade Nota Medidas de mitigação Equipamento auxiliar (cortadores e cabos) Probabilidade Gravidade Nota Exposição a partículas e poeiras Z 1 3 3 9 Uso de EPIs 1 1 1 Exposição a ruído P, Q 1 5 2 10 Uso de EPIs 1 1 1 Queda ao mesmo nível L 1 2 3 6 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 3 3 Queda de objetos por manipulação D, P 1 3 3 9 Maior atenção e uso de EPIs 1 1 1 Desc. M. Prim. Dificuldade em segurar os objetos manuseados L, V 1 3 3 9 Maior atenção, manipulação correta dos objetos e postura correta de trabalho Cortador: Grande Cabo: Médio 1 2 2 Entalão por / entre objetos D 1 3 3 9 Maior atenção, uso de EPIs e sinalização do perigo 1 1 1 Exposição a partículas e poeiras Z 1 3 3 9 Uso de EPIs 1 1 1 Exposição a ruído P, Q 1 4 2 8 Uso de EPIs 1 1 1 Queda a nível diferente L 1 2 5 10 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 5 5 Queda ao mesmo nível L 1 3 3 9 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 3 3 Queda de objetos por manipulação D, P 1 3 3 9 Maior atenção e uso de EPIs 1 1 1 Alim. C. Prim. Dificuldade em segurar os objetos manuseados L, V 1 4 2 8 Maior atenção, manipulação correta dos objetos e postura correta de trabalho Cortador: Grande Cabo: Médio 1 2 2 Exposição a partículas e poeiras Z 1 3 3 9 Uso de EPIs 1 1 1 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 116 Amostragem Perigo Risco Nº colaboradores expostos Probabilidade Gravidade Nota Medidas de mitigação Equipamento auxiliar (cortadores e cabos) Probabilidade Gravidade Nota Exposição a ruído P, Q 1 4 2 8 Uso de EPIs 1 1 1 Queda ao mesmo nível L 1 3 3 9 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 3 3 Queda de objetos por manipulação D, P 1 4 2 8 Maior atenção e uso de EPIs 1 1 1 U/F C. Prim. Dificuldade em segurar os objetos manuseados L, V 1 4 5 20 Maior atenção, manipulação correta dos objetos e postura correta de trabalho Cortador: Grande Cabo: Médio 1 5 5 Exposição a partículas e poeiras Z 1 5 3 15 Uso de EPIs 2 3 6 Exposição a ruído P, Q 1 4 2 8 Uso de EPIs 1 2 2 Queda ao mesmo nível L 1 3 3 9 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 3 3 Queda de objetos por manipulação D, P 1 3 5 15 Maior atenção e uso de EPIs 1 1 1 O/F C. Prim. Exposição a partículas e poeiras Z 1 5 3 15 Uso de EPIs Cortador: Grande Cabo: Médio 2 3 6 Exposição a ruído P, Q 1 4 2 8 Uso de EPIs 1 2 2 Queda a nível diferente L 1 2 5 10 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 5 5 Queda ao mesmo nível L 1 3 3 9 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 3 3 Queda de objetos por manipulação D, P 1 3 5 15 Maior atenção e uso de EPIs 1 1 1 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 117 Amostragem Perigo Risco Nº colaboradores expostos Probabilidade Gravidade Nota Medidas de mitigação Equipamento auxiliar (cortadores e cabos) Probabilidade Gravidade Nota Desc. M. Sec. Dificuldade em segurar os objetos manuseados L, V 1 3 3 9 Maior atenção, manipulação correta dos objetos e postura correta de trabalho Cortador: Grande Cabo: Médio 1 2 2 Entalão por / entre objetos D 1 3 3 9 Maior atenção, uso de EPIs e sinalização do perigo 1 1 1 Exposição a partículas e poeiras Z 1 3 3 9 Uso de EPIs 1 1 1 Exposição a ruído P, Q 1 4 2 8 Uso de EPIs 1 1 1 Queda a nível diferente L 1 2 5 10 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 5 5 Queda ao mesmo nível L 1 3 3 9 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 3 3 Queda de objetos por manipulação D, P 1 3 3 9 Maior atenção e uso de EPIs 1 1 1 Alim. C. Sec. Dificuldade em segurar os objetos manuseados L, V 1 4 2 8 Maior atenção, manipulação correta dos objetos e postura correta de trabalho Cortador: Médio Cabo: Grande 1 2 2 Exposição a partículas e poeiras Z 1 3 3 9 Uso de EPIs 1 1 1 Exposição a ruído P, Q 1 4 2 8 Uso de EPIs 1 1 1 Queda ao mesmo nível L 1 3 3 9 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 3 3 Queda de objetos por manipulação D, P 1 4 2 8 Maior atenção e uso de EPIs 1 1 1 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 118 Amostragem Perigo Risco Nº colaboradores expostos Probabilidade Gravidade Nota Medidas de mitigação Equipamento auxiliar (cortadores e cabos) Probabilidade Gravidade Nota U/F C. Sec. Dificuldade em segurar os objetos manuseados L, V 1 4 5 20 Maior atenção, manipulação correta dos objetos e postura correta de trabalho Cortador: Médio Cabo: Grande 1 5 5 Exposição a partículas e poeiras Z 1 5 3 15 Uso de EPIs 2 3 6 Exposição a ruído P, Q 1 4 2 8 Uso de EPIs 1 2 2 Queda ao mesmo nível L 1 3 3 9 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 3 3 Queda de objetos por manipulação D, P 1 3 5 15 Maior atenção e uso de EPIs 1 1 1 O/F C. Sec. Dificuldade em segurar os objetos manuseados L, V 1 4 5 20 Maior atenção, manipulação correta dos objetos e postura correta de trabalho Cortador: Grande Cabo: Grande 1 5 5 Exposição a partículas e poeiras Z 1 5 3 15 Uso de EPIs 2 3 6 Exposição a ruído P, Q 1 4 2 8 Uso de EPIs 1 2 2 Queda ao mesmo nível L 1 3 3 9 Maior atenção, uso de EPIs e EPCs, sinalização de perigo 1 3 3 Queda de objetos por manipulação D, P 1 3 5 15 Maior atenção e uso de EPIs 1 1 1 Estudo de um Circuito de Moagem – Linha #1 da Lavaria do Cobre 119 Legenda: Riscos Probabilidades A - Amputações e enucleações 1 - Improvável B - Asfixias … C - Comoções e traumatismos internos 5 - Frequente D - Contusões e esmagamento E - Cortes/Golpes Gravidade F - Gripes e Constipações 1 - Ligeira G - Eletrocussão … H - Efeitos nocivos das radiações 5 - Muito grave I - Esmagamento J - Entorses e distensões K - Intoxicações L - Lesões múltiplas de naturezas diferentes M - Luxações N - Morte O - Outras feridas Q - Perturbação auditiva R - Queimaduras S - Soterramento T - Traumatismos superficiais U - Lesões ao nível da visão V - Lesões músculo-esqueléticas W - Afogamento X - Lesões cutâneas Y - Fracturas Z - Lesões do trato respiratório AA - Stress Térmico AB - Fadiga AC - Desidratação