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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Dimas José Neto
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Bergerman, Maurício Guimarães (President)
Lima, Neymayer Pereira
Petter, Carlos Otávio
Title in Portuguese
Análise técnica de alternativas de pré-concentração para o minério de zinco silicatado de Vazante/MG.
Keywords in Portuguese
Equipamentos de mineração
Zinco
Abstract in Portuguese
A pré-concentração consiste no descarte prévio de uma fração da ganga liberada, ou parcialmente liberada, com pouco ou nenhum conteúdo de interesse, antes da alimentação da usina. Tal prática pode levar a uma série de benefícios nas operações subsequentes, como redução do consumo de energia por tonelada de metal produzido, nos casos em que o material rejeitado apresentar WI (work Index) elevado; diminuição do desgaste abrasivo, quando a ganga rejeitada exibir AI (Abrasion Index) alto; além de aumento de recuperação na flotação e eliminação de flutuações no teor da alimentação. Neste sentido, a pré-concentração diminui custos operacionais e aumenta a rentabilidade da usina. Este trabalho teve por objetivo avaliar a aplicabilidade de pré-concentração para o minério de zinco silicatado de Vazante/MG. Em uma primeira etapa foram executados estudos de liberação da ganga no produto de britagem, explorando as propriedades luminescentes do minério. Para isto, imagens de contraste de cores luminescentes foram obtidas e tratadas no Image J. Obteve-se um valor de liberação da ganga da ordem de 85%. Em um segundo momento, foi investigado o desempenho de técnicas de separação densitária e seleção por sensores (ou ore sorting) como alternativas para a pré-concentração do minério de zinco e remoção de ganga carbonática, para isto, foram utilizados ensaios de afunda/flutua em líquidos densos, que simularam uma operação em meio denso, estratificação em jigue e ensaios em sorter com sensor de transmissão de Raios-X de energia dupla (DE- XRT). O melhor resultado foi obtido através do ensaio de afunda/flutua com densidade de separação de 2,95 g/cm³, no qual foi alcançado um descarte de 30% da massa de alimentação como produto flutuado, numa fração -25 +1,18 mm, removendo 60% dos carbonatos (CaO e MgO) e perdendo apenas 2% de zinco. Os ensaios do sorter também apresentaram resultados positivos, com aproximadamente 93% de recuperação metalúrgica de zinco e um descarte de aproximadamente 30% da massa, mas com uma perda de zinco considerável (aproximadamente 5% em teor). Para a jigagem, os resultados indicaram teor de zinco muito elevado no rejeito (aproximadamente 6%). Entretanto, uma jigagem adicional, realizada com uma segunda amostra numa granulometria menor (-12,7 +1,18 mm), proporcionou menores níveis de zinco perdido para o rejeito, apenas 3,6% em teor. Os impactos da pré-concentração na moagem e flotação também foram avaliados. Para isto foram executados ensaios de work index (WI), abrasion index (AI) e flotação com material tal qual (sem passar por pré-concentração) e com o material pré-concentrado de forma a se ter um comparativo. Como não houve variação de WI e nem de AI entre as amostras tal qual e pré-concentrada, a pré-concentração previamente à moagem, não irá impactar no consumo energético e tampouco no desgaste abrasivo, isto se for adotada a estratégia de manter a mesma vazão mássica de alimentação do circuito de moagem para ambas as alternativas. Em linhas gerais, a flotação após a pré-concentração aumentou a produção de concentrado de zinco com uma qualidade superior em termos de recuperação deste metal. Outro impacto positivo observado foi a redução da quantidade de rejeito fino de flotação e, consequentemente, o volume a ser estocado em barragem.
Title in English
Technical analysis of pre-concentration alternatives for the silicate zinc ore from Vazante/MG.
Keywords in English
Jig
Ore sorting
Preconcentration
Sink and float
Zinc
Abstract in English
Preconcentration consists of the prior disposal of a fraction of the liberated or partially liberated gangue with low or no content of interest material before plant feed. Such practice can lead to a number of benefits in subsequent operations, such as reducing energy consumption per ton of metal produced, in cases where the rejected material presents a high WI (work index); decreased abrasive wear when the rejected presents high Abrasion Index (AI); increased recovery in flotation and elimination of fluctuations in feed content. Therefore, preconcentration reduces operating costs and increases the profitability of the plant. This work had the objective of evaluating the preconcentration applicability for a silicate zinc ore from Vazante/MG. In the first stage, grind release tests were performed on the crushing product, exploring the luminescent properties of the ore. For this, luminescent color contrast images were obtained and treated in Image J. A gangue release value of the order of 85% was obtained. Second, the performance of densification separation and sensor sorting (or ore sorting) techniques were investigated as alternatives for preconcentration of zinc ore and removal of carbonate gangue, for this, sink/float tests in dense liquids were used to simulate a dense medium operation, as well jig stratification and sorter tests with dual energy X-ray transmission sensor (DE-XRT). The best result was obtained by the sink/float test with separation density of 2.95 g / cm³, in which a 30% discard of the feed mass as a flotation product was achieved, in a fraction -25 +1.18 mm, removing 60% of the carbonates (CaO and MgO) and losing only 2% of zinc. The sorter tests also showed positive results, with approximately 93% metallurgical recovery and a discard of approximately 30% of the mass, but with a considerable loss of zinc. For jigging, the results indicated very high zinc content in the tailings (approximately 6%). However, additional jigging, performed with a second sample at a smaller particle size (-12.7 +1.18 mm), resulted in lower levels of zinc lost to the tailings, only 3.6% in content. The impacts of preconcentration on milling and flotation were also evaluated. For this, work index (WI), abrasion index (AI) and flotation tests were carried out with the material without preconcentration and with the preconcentrated material in order to compare. As there was no variation of WI and AI between the samples, the preconcentration prior to milling will not impact on energy consumption or on abrasive wear, if the strategy of maintaining the same mass flow rate of the milling circuit for both alternatives is adopted. In general terms, flotation followed by a preconcentration strategy can increase zinc production without requiring expansion of the plant's capacity. Another positive impact was the reduction of the amount of fine flotation tailings.
 
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Publishing Date
2019-05-07
 
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