Mineração de minérios de ferro

Mineração de minério de ferro

O minério de ferro é um tipo de mineral e rocha do qual o ferro metálico é extraído economicamente. Este minério é normalmente rico em óxidos de ferro e varia em cor de cinza escuro, amarelo brilhante e roxo profundo a vermelho enferrujado. O próprio ferro é normalmente encontrado na forma de magnetita (Fe3O4), hematita (Fe2O3), goetita (FeO(OH)), limonita (FeO(OH).n(H2O)) ou siderita (FeCO3).





O processo de mineração consiste na descoberta de uma jazida de minério de ferro através da extração do minério de ferro e, finalmente, no retorno da terra ao seu estado natural. Consiste em várias etapas distintas. A primeira é a descoberta do depósito de minério de ferro, que é realizada por meio de prospecção ou exploração para encontrar e, em seguida, definir a extensão, localização e valor do corpo de minério. Isso leva a uma estimativa de recursos matemáticos do tamanho e da nota do depósito. A exploração e avaliação consistem na identificação e quantificação de jazidas de minério por meio de diversas técnicas geológicas, geofísicas e metalúrgicas. Em suas formas mais simples, a exploração envolve a perfuração em áreas remotas para amostragem de áreas. Os dados das atividades de exploração são registrados, mapeados, analisados ​​e interpretados frequentemente por meio de modelos.

Após a avaliação do corpo de minério, é desenvolvido um plano detalhado de lavra. Este plano detalhado identifica quais corpos de minério devem ser lavrados e em que sequência para entregar o produto de minério de ferro necessário a um custo adequado. O processo de planejamento da mina é um passo importante antes do início do desenvolvimento da mina e continua no dia a dia assim que a mina se torna operacional.

Para obter acesso ao depósito de minério de ferro dentro de uma área, muitas vezes é necessário minerar ou remover material residual (também conhecido como estéril) que não é de interesse. A movimentação total de minério e estéril constitui o processo de mineração. Muitas vezes, mais resíduos do que minério são extraídos durante a vida de uma mina, dependendo da natureza e localização do depósito de minério. A remoção e colocação de estéril é um custo importante na operação de mineração.

Técnicas de mineração

As técnicas de mineração geralmente consistem em dois tipos baseados em métodos de escavação. Estas são a mineração de superfície e a mineração subterrânea (mineração subsuperficial). O minério de ferro é extraído quase exclusivamente por operações de superfície. Os métodos de mineração de superfície mais predominantes usados ​​para mineração de minério de ferro são métodos de mineração a céu aberto e métodos de mineração a céu aberto. No entanto, algumas minas subterrâneas de minério de ferro também estão em operação em todo o mundo. A decisão de empregar mineração de superfície ou mineração subterrânea depende da proximidade do corpo de minério com a superfície. Mineração a céu aberto e a céu aberto são as técnicas menos dispendiosas para a extração de minério. As taxas de sobrecarga e de decapagem são importantes para determinar se um depósito deve ser lavrado. A razão de decapagem descreve a unidade de estéril que deve ser removida para cada unidade de minério bruto lavrada. Uma mina de minério de ferro a céu aberto típica é mostrada na Fig 1

Fig 1 Uma mina de minério de ferro a céu aberto típica

Com base nos métodos de mineração, a mineração de minério de ferro pode ser dividida em duas categorias:mineração manual e mineração mecanizada. As grandes minas de minério de ferro são minas mecanizadas, enquanto os métodos de mineração manual são empregados nas pequenas minas.

O método de mineração manual é normalmente limitado a minérios flutuantes. A mineração de minério de recife também está sendo feita manualmente em pequena escala. A área de minério flutuante é escavada manualmente com picaretas, pés de cabra e pás, e então o material é peneirado manualmente para separar + 10 mm de minério flutuante que é então empilhado. O lixo é jogado de volta nas fossas. Em relação aos recifes, furos de 0,6 m de profundidade e diâmetros de 30-40 mm são perfurados com britadeiras manuais operadas com compressores portáteis. Esses furos têm um espaçamento de cerca de 0,6 m e cada furo é carregado com 150-200 gramas de pólvora ou cartuchos de gelatina. O minério quebrado jateado é peneirado manualmente, empilhado para carregamento em dumpers para expedição.

A maioria das grandes minas de minério de ferro são minas mecanizadas. Nestas, a mineração é feita para extrair minério de ferro de jazidas superficiais. Nestas minas todas as operações são mecanizadas e a lavra é invariavelmente feita através da formação sistemática de bancadas por perfuração e desmonte.

Processo de mineração

A recuperação do material é feita a partir de uma cava a céu aberto no solo. A sobrecarga composta por vegetação superficial, solo e material rochoso é removida (despojada) para alcançar depósitos de minério enterrados. A sobrecarga é continuamente removida durante a vida útil da mina à medida que a parede alta é cortada para permitir o aprofundamento do poço. No processo de lavra de minério são desenvolvidas bancadas com a finalidade de perfuração, desmonte e transporte do minério até a planta de britagem. A altura das bancadas é dependente de diversos fatores como necessidade de saída, forma, tamanho e profundidade de ocorrência do corpo de minério, perturbação geológica sofrida pelo corpo de minério, dureza e compacidade do corpo de minério, tipo e tamanho de implantação para a operações de mineração etc. O comprimento da face depende de vários fatores, como contornos de depósito, saída necessária, variação de teor, requisitos de mistura e capacidade de carregamento de máquinas etc. A largura da bancada é governada em grande parte pelo tamanho das maiores máquinas implantadas.

A perfuração nas bancadas de lavra a céu aberto é feita para produção de minério de ferro com perfuratrizes mecanizadas específicas para cada método de lavra. O principal objetivo das operações de perfuração é criar um furo de diâmetro, profundidade e direção adequados na rocha para que os explosivos sejam colocados nas atividades de detonação. A perfuração dos furos é feita normalmente em um padrão particular que depende da altura da bancada, do diâmetro do furo, do maquinário de perfuração implantado, da natureza da rocha e dos tipos de explosivos utilizados. Os furos de jateamento são geralmente verticais, mas podem ser inclinados para obter melhores resultados de jateamento.

O objetivo do desmonte é despojar o corpo de minério para extração, bem como quebrar o minério. O principal requisito para um explosivo a ser usado na mina é a capacidade de atingir a combustão completa sem um suprimento externo de oxigênio. Os materiais explosivos usados ​​durante a detonação durante os primeiros dias são principalmente nitoglicerina, material carbonáceo e um agente oxidante. Às vezes, cartuchos explosivos de emulsão ou gel são usados ​​como material explosivo. No entanto, atualmente, os explosivos mais comuns utilizados são a mistura de nitrato de amônio e óleo combustível (ANFO). Os explosivos são detonados por um detonador de alto explosivo e/ou primer. Agora, um dia nonel é usado como detonador. Nonel é um detonador de tubo de choque projetado para iniciar explosões. Em vez de fios elétricos, um tubo de plástico oco fornece o impulso de disparo ao detonador, tornando-o imune à maioria dos perigos associados à corrente elétrica perdida. Consiste em um tubo plástico de três camadas de pequeno diâmetro revestido na parede mais interna com um composto explosivo reativo, que, quando inflamado, propaga um sinal de baixa energia, semelhante a uma explosão de poeira. A reação viaja a aproximadamente 2.000 m/s ao longo do comprimento da tubulação com perturbação mínima fora do tubo. O design dos detonadores nonel incorpora tecnologia patenteada, incluindo o disco de amortecimento (CD) e buffer de ignição de atraso (DIB) para fornecer confiabilidade e precisão em todas as aplicações de detonação

As áreas para mineração a céu aberto são selecionadas usando o plano de mineração. As áreas identificadas são então marcadas. O minério é extraído de grandes minas a céu aberto por extração progressiva ao longo de degraus ou bancadas. As bancadas dão acesso ao minério progressivamente mais profundo, à medida que o nível superior é removido. Depois que o solo e a rocha sobrejacente são limpos, o minério é perfurado e detonado. A porção do corpo de minério a ser removido é primeiro perfurada usando sondas em um padrão apropriado. Os furos perfurados são então carregados com misturas explosivas, carregados e detonados. A explosão resultante quebra o material para um tamanho necessário para escavação.

Após a detonação, o minério quebrado é carregado para transporte por pás, escavadeiras ou pás carregadeiras em grandes caminhões basculantes para seu transporte até a planta de britagem e lavagem. O transporte é facilitado pela manutenção de estradas de transporte de minas. As esteiras transportadoras terrestres são usadas para transportar o material de minério onde há longas distâncias entre as cavas e as britadeiras e entre as britadeiras e os locais de carregamento. Os buracos largos no solo criados pela perfuração, detonação e remoção de minério são chamados de “poços abertos”.

Esmagamento e lavagem de minérios

Nas plantas de britagem e lavagem é realizado o beneficiamento do minério. O processamento do minério vai desde a simples britagem e peneiramento e separação de várias frações de tamanho do minério até os processos que beneficiam ou melhoram a qualidade dos produtos de minério de ferro. Isso é feito por processos físicos, que removem impurezas por diferença na densidade de partículas ou gravidade de tamanho ou separação de tamanho. O processamento pode ser úmido ou seco. Outras operações de manuseio de minério, lavagem e peneiramento são mecanizadas nas plantas de britagem e lavagem.

O minério processado é armazenado e misturado para atender aos requisitos de qualidade do produto antes de ser recuperado e carregado em vagões ferroviários ou dumpers para envio aos clientes.

Questões ambientais

Os materiais residuais gerados como resultado da mineração a céu aberto incluem estéril, estéril e água da mina contendo sólidos suspensos e materiais dissolvidos. Outros materiais residuais podem incluir pequenas quantidades de óleo e graxa derramados durante a extração. A água da mina contém constituintes dissolvidos ou suspensos semelhantes aos encontrados no próprio corpo de minério. Estes podem incluir vestígios de alumínio, antimônio, arsênico, berílio, cádmio, cromo, cobre manganês, níquel, selênio, prata, enxofre, titânio e zinco etc.