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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Produção de ferro-gusa e escória vanadífera a partir de rejeitos da Mineração Caraíba
Authors: Thiago Vitali Pignaton
First Advisor: Antonio Eduardo Clark Peres
First Referee: Afonso Henriques Martins
Second Referee: Luiz Fernando Andrade de Castro
Abstract: Este trabalho estudou a possibilidade de recuperação da magnetita e do pentóxido de vanádio contidos na barragem de rejeitos da Mineração Caraíba S/A (MCSA), através de uma rota por concentração magnética e pirometalúrgica, até se chegar aos produtos ferro-gusa e escória vanadífera. A barragem da MCSA possui aproximadamente 700 ha de extensão e uma massa de rejeito de 71 milhões de toneladas, contendo de 3 a 4% de magnetita e 0,05% de pentóxido de vanádio. Para recuperação do material da barragem o estudo mostrou que a melhor forma é através de desmonte hidráulico seguido de bombeamento até a usina de beneficiamento. Os estudos mostraram que a concentração magnética é a melhor opção de concentração, aproveitando a característica ferro-magnética da magnetita. O processo de concentração estudado é composto de uma etapa rougher com concentração magnética de baixa intensidade (LIMS), uma etapa de remoagem para liberação da magnetita, onde serão necessários aproximadamente 12 kWh/t de energia, seguida de duas etapas cleaner para enriquecimento do concentrado. Com isso atinge-se um teor de Fe de 60% no concentrado e 0,75% de V2O5. A recuperação de magnetita e pentóxido de vanádio nesta etapa foi de 80% e 40% a 50%, respectivamente. A quantidade de pentóxido de vanádio recuperado depende da quantidade que está associada à magnetita.Os testes de sinterização mostraram que o concentrado magnético da MCSA possui sinterabilidade adequada, com degradação sob redução (RDI) de 8%<2,8mm e redutibilidade (RI) entre 52 e 54%, apesar da granulometria fina, aproximadamente um P80 em 40 m. Utilizando-se misturadores especiais, cal, carvão vegetal e umidade de aproximadamente 8% houve boa característica de formação de micropelotas a frio. Os estudos de fusão redutora apresentaram excelentes resultados de recuperação de Fe e V para o ferro-gusa, acima de 95%, com teores de Fe acima de 90% e de aproximadamente 0,5% para o V. Já na etapa de escorificação (injeção de O2) o ferrogusapurificado alcançou teores acima de 97%, além de baixos teores de contaminantes, porém a escória apresentou baixos teores de pentóxido de vanádio, da ordem de 3%, enquanto o esperado era 25%, apesar da boa recuperação de V para a escória, com valores acima de 95%, fato que pode ser atribuído ao elevado teor de Fe e Cr na escória,causado, possivelmente, por uma elevada injeção de O2.
Abstract: This investigation addressed the recovery of magnetite and vanadium pentoxide disposed at Mineração Caraiba SA (MCSA) tailings pond via a route comprising magnetic separation and pirometallurgy aiming at achieving the products pig iron and vanadiferous slag. MCSA´s tailings pond extends at approximately 700 ha and holds 71 million tons oftailings containing 3% to 4% magnetite and 0.05% vanadium pentoxide. The study suggested hydraulic dismount followed by pumping to transport the material from the pond to the beneficiation plant.Magnetic separation is the best concentration option due to the ferrimagnetic characteristic of magnetite. The concentration route consists of a rougher low intensity magnetic separation (LIMS) stage, a regrinding stage for magnetite liberation, requiring 12 kWh/t energy consumption, followed by two cleaner stages for the concentrateenrichment, leading to, respectively, 60% iron and 0.75% V2O5 grades in the concentrate, at 80% magnetite recovery and 40% to 50% vanadium pentoxide recovery levels. The vanadium recovery depends on the amount associated with magnetite. The sintering studies showed that the magnetic concentrate responds well to the process leading to 8% RDI<2.8mm, RI between 52% and 54%. Despite the fine size distribution(P80 at 40 m), with the use of special mixers, lime, charcoal and 8% moisture content the adequate formation of micropellets in a cold process was achieved. The reducing smelting studies led to high levels of Fe and V recovery to the pig iron, above 95%, at iron grades above 90% and vanadium content 0.5%. In the slag formation stage (O2 injection), the purified pig iron reached 97% iron grade at low contaminantscontents, but the slag presented low V2O5 grades, reaching only 3%, well below the expected level 25%, despite the high V recovery, above 95%, probably due to the high Fe and Cr grade in the slag, caused by a high O2 injection rate.
Subject: Engenharia metalúrgica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8MTEBV
Issue Date: 3-Dec-2010
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