Peneiramento sem água

Semana Global do Meio Ambiente

Cadê a água que estava aqui?

A Vale aceitou o desafio de produzir minério de ferro sem adição de água no processo industrial e, assim, tornou a mineração mais simples e segura para todos.

Na história da industrialização, uma grande e importante parte do que se chamou “beneficiamento” se refere a transformação física da matéria prima em estado bruto no meio ambiente com a ajuda de máquinas. Com o desenvolvimento das primeiras máquinas à vapor o homem conseguiu transformar essa matéria prima em pedaços menores e mais fáceis de manusear e que, assim, davam origem a novos produtos.

Uma segunda parte indispensável no processo de industrialização foi a necessidade de “separar” o material transformado. Existem muitos processos de separação mas, o mais simples

e largamente utilizado até hoje, é o peneiramento.

Triturar e peneirar são partes indispensáveis da história do desenvolvimento das sociedades de uma economia extrativista (onde os produtos são recolhidos prontos do meio ambiente) para uma economia industrial. São dois processos tão simples e importantes que, atualmente, estão presentes tanto na Vale quanto no dia-a-dia da cozinha de todo brasileiro.

Conheça em detalhes o peneiramento sem água realizado pela Vale nas novas usinas de minério de ferro.

Por dentro da Classificação novas peneiras que entrarão em operação a partir do segundo semestre na nova usina de benefiamento de minério de ferro da Vale: nenhuma adição de água no processo.

O investimento permanente da Vale em desenvolvimento para nossas operações industriais proporcionou inovações que fazem toda a diferença.

O melhor exemplo do compromisso da nossa empresa com uma operação sustentável é o início do processamento de minério de ferro sem o uso de água.

O projeto Adicional 40, expansão da capacidade produtiva de Carajás que entra em operação ainda em 2013, será a primeira grande usina da Vale operando totalmente sem água. Uma técnica amiga do meio ambiente.

O processo de beneficiamento Para entender a eliminação da água no processo, é importante primeiro conhecer os princípios básicos do beneficiamento mineral aplicado ao nosso projeto. O minério extraído da mina precisa passar por uma série de

equipamentos para reduzir o tamanho dos blocos de minério de ferro. Essa etapa é realizada em dois estágios de britagens: primária e secundária.

Para fazer a separação das partículas de acordo com o tamanho, o minério de ferro passa por uma das etapas mais importantes da nossa produção: a classificação por peneiramento.

A classificação é realizada em peneiras vibratórias que separa o minério de acordo com o tamanho das partículas.

Apenas o material retido nas telas das peneiras segue para uma nova etapa de britagem, denominada britagem terciária, enquanto o material que passa pelas telas é nosso produto final, o sinter feed1.

Sinter feed é matéria prima

1

para outro processo: a sinterização. Este processo visa formar um produto aglomerado, de dimensões uniformes e adequado para alimentação dos alto-fornos onde, finalmente, o minério de ferro é transformado em aço.

Abertura da tela amplitude

Semana Global do Meio Ambiente

frequência

Entender as variáveis do peneiramento

2

é muito simples. Se você for peneirar farinha em casa, terá a oportunidade de observar todos estes comportamentos.

Se vibrar a peneira com grande amplitude (deslocamento) a farinha cairá para fora da peneira. Se tiver grande frequência (repetição do movimento em certo período de tempo), certamente vai aumentar a eficiência. A abertura da tela também é uma da principais variáveis.

A dificuldade da alta umidade No peneiramento a úmido, a água é usada para aumentar a eficiência das peneiras na separação das partículas por tamanho (chamada de classificação). Neste modelo tradicional, é como se existisse um chuveiro aberto sobre a peneira. A água “lava” o minério de ferro enquanto é peneirado, facilitando a passagem das partículas finas pela tela da peneira. Estas partículas de “finos de minério de ferro” não precisam de novo ciclo de britagem.

Mas com a alta umidade da nossa região, especialmente no período chuvoso que dura cerca de 5 meses, o minério tende a agregar as partícula finas entre si ou se prender às partículas maiores.

Ou seja, partículas finas que deveriam passar pela peneira, por terem um tamanho reduzido, deixam de passar. O comportamento de agregação de partículas finas por meio da umidade é facilmente

observado dentro de nossas casas, na aglutinação do açúcar formando pequenas pedras. Para esse comportamento causado pela alta umidade chamamos de “coesividade” do minério.

O problema para ser resolvido A alta coesividade do minério, ou seja, a grande facilidade com que as partículas se “grudam” umas as outras por causa da umidade, além de diminuir nossa produtividade pelo baixo rendimento do peneiramento, pode provocar problemas de entupimento nos outros equipamentos da usina.

Os britadores, por exemplo, são projetados para um determinado tamanho de grão (o tamanho que ainda precisa ser britado). Se estes equipamentos receberem uma grande quantidade de partículas muito finas, essas partículas se transformam em uma massa uniforme que pode entopir o britador.

Conhecendo as variáveis no processo de peneiramento Então, como já sabemos, antes da iniciativa da Vale a água era usada como desagregadora de particular de minério de ferro para facilitar a separação durante o peneiramento. Mas como foi possível superar esse desafio? Para entender o processo, é importante antes entender as variáveis.

Em um aparentemente simples equipamento de peneiramento, muitas variáveis influenciam na produtividade e comportamento do produto peneirado. Entre as principais temos a inclinação da peneira, a freqüência da grelha (ou número de vibrações em um determinado período de tempo), a amplitude das vibrações (o deslocamento durante o movimento) e a abertura da tela da peneira.2

Semana Global do Meio Ambiente Ao tornar o processo mais simples, a Vale foi muito além da economia de água.

Eliminar o uso da água para realizar o peneiramento é apenas a parte mais visível do processo, mas não é o único benefício para nossa empresa e para o meio ambiente. Na verdade, um benefício leva a outro.

Um ponto importante de melhoria é que no peneiramento sem água todo o minério extraído da mina é aproveitado, enquanto que no peneiramento com água uma parte do minério extraído se perde na forma de lama. Então, se há aproveitamento total do minério, diminui a necessidade de extração na mina e, quanto menos atividade de lavra é realizada, menos caminhões são utilizados e menos CO2 é emitido.

Barragem de rejeitos também não serão mais necessárias.

Outro benefício do processo da nova usina refere-se a economia de recursos.

No processo a úmido, usa-se a água para ajudar no peneiramento do minério mas, depois, precisa-se recuperar esta água. Todo este ciclo, de inserir e retirar água durante o beneficiamento, não será mais necessário. Isto resultará em uma enorme economia de recursos: menos energia, menos etapas de produção, menos equipamentos e uma operação muito mais simples e segura para todos.

O nosso produto, sinterfeed,

A combinação peneira e água

deve ter partículas com um

é muito utilizada não apenas

tamanho máximo de 16mm.

em milhares de indústrias de

Atingir essa meta mantendo a

transformação como, também,

produtividade foi o desafio para

em nossas casas. Mas, nas novas

permitir a operação do projeto

usinas da Vale, o uso da água

sem utilização de água.

não será mais necessário.

Planta de beneficiamento sem uso de água.

Britagens

1

Pátio de regularização 2

3

Peneiramento (sem água) 4

5

Embarque

6

7

Este é o esquema da planta industrial da nova usina de Carajás, a primeira a operar totalmente sem água. O peneiramento sem água é realizado na Classificação (4) e simplifica todo o processo.

Note que, após o peneiramento, o minério de ferro já segue para o circuíto de embarque (6 e 7).

1 Britagem primária 2 Britagem secundária, 3 Pátio de regularização 4 Classificação 5 Britagem terciária, 6 Pátio de estocagem, 7 Silo de embarque.