REDUÇÃO DA RAZÃO LINEAR DE CARREGAMENTO

PARA AUMENTO DA GRANULOMETRIA DO

MATERIAL DESMONTADO EM ROCHAS

ALTERADAS

Carla Ferreira Vieira Martins

Engenheira de Minas – DNPM

INTRODUÇÃO

• Os testes de carregamento e desmonte de rochas que compõem este projeto

foram realizados na Mina Ipueira no ano de 2010.

• A mina subterrânea produz minério de cromo, no município de Andorinha,

Bahia.

• Por ser uma área que necessitava de melhorias, novos procedimentos e

possível otimização de matérias e tempo, além de redução de custos,

optou-se por desenvolver o projeto na área de carregamento e desmonte de

rocha.

OBJETIVOS

• Alteração no procedimento padrão de carregamento de explosivos, para

um determinado trecho da mina Ipueira V-B.

• Obtenção de um minério desmontado de maior granulometria, superior a

2’’, que possibilitaria significativo aumento na recuperação do minério.

• Realização de ensaios de britagem e peneiramento para o material

desmontado pela nova técnica de carregamento.

• Redução de custos, devido otimização de procedimentos e do uso de

explosivos.

METODOLOGIA

A mina Ipueira está localizada na Fazenda Ipueira s/n, município de Andorinha,

Bahia, situando-se na porção centro-oeste do estado da Bahia.

METODOLOGIA

A mina Ipueira está dividida em cinco unidades

operacionais: minas Ipueira II, III, IV, VA e VB.

Cada mina possui uma rampa principal que dá

acesso aos diversos níveis em que ocorre

mineralização.

O acesso aos painéis de lavra norte e sul em

cada nível é feito por rampas de acesso, abertas

transversais no sentido oeste-leste.

O material proveniente da lavra é transportado

por carregadeiras LHD, até os pontos de apoio,

onde as carregadeiras de rodas carregam os

caminhões transportando o R.O.M até o

britador primário na superfície.

Figura 2- Imagem de rampa principal na mina.

Figura 3- Imagem do equipamento de carregamento LHD

METODOLOGIA

PRODUÇÃO E PRODUTOS

A Mina Ipueira e Medrado, produz 20.300 t de minério de cromo, sendo

distribuídos em: 13.000 t de lump, gravilhão e pó; 5.300 t de concentrado

e 2.000 t de areia de cromita.

Em relação a sua distribuição granulométrica esses produtos são

classificados da seguinte forma: Lump: 4” a 30 mm; Gravilhão: 30 mm a

3/8”; Pó: menor 3/8”; Concentrado: abaixo de 70 mesh (0,212 mm) e

Areia de cromita: acima de 70 mesh (0,212 mm).

METODOLOGIA

BENEFICIAMENTO E SELEÇÃO MECANIZADA

O beneficiamento do minério proveniente da lavra subterrânea tem inicio naseleção mecanizada.

Do material lavrado, os blocos com grandes dimensões (acima de 1,0 m),sãosubmetidos a uma fragmentação secundária com o auxílio de explosivo.

O minério de menor dimensão é depositado em um silo que alimenta o britadorprimário que reduz o minério a uma granulometria abaixo de 20 cm.

Após a britagem, o material é transportado por correia até uma pilha pulmão quealimenta a peneira vibratória de abertura de 2”.

O material passante na peneira de 2” é transportado por correria para uma pilha definos, daí segue por meio de caminhões para a usina de concentração.

A fração retida nessa peneira segue por correia de baixa velocidade onde operáriosfazem a seleção manual do lump, com base nos aspectos visuais e mineralógicos.

O minério selecionado segue para um britador secundário, onde sofre novafragmentação, saindo com diâmetro menor que 4’’, em seguida é transportado paranova classificação em peneira vibratória de 3 deck´s com abertura de 4, ¾ e 3/8 “.

O material acima de 4” será novamente rebritado, os outros abaixo de tornamlump´s sendo depositados em pilhas.

Figura 4- Fluxograma da seleção mecanizada

METODOLOGIA

ESTUDO DO PROBLEMA

A cromita tipo lump , gravilhão e pó, é obtida após processos de britagem e catação manuale apresenta um teor de Cr2O3 superior a 39%.

O material com granulometria abaixo de 2” alimenta a Unidade de Concentração, queconsiste exclusivamente de concentração gravimétrica utilizando hidrociclones, espirais,hidroclassificadores e tromel com recuperação metálica em torno de 60%.

Historicamente na mineração, o R.O.M após submetido a britagem primária gera cerca de33% de material abaixo de 2’’. Porém nos últimos anos com a introdução de materialdesmontado proveniente da mina Ipueira V, este percentual vem aumentando.

Identificou-se em um trecho da mina Ipueira-V( final do painel da mina, sentido W-E) aexistência de um cromitito muito friável e brando, devido a presença de falhas entre contatodo minério e a camada de mármore, este maciço após desmontado e britado, gera mais de60% de material fino.

Devido a baixa recuperação obtida na concentração, alta recuperação, em torno de 90%,tratamento muito simples e alta rentabilidade na seleção mecanizada, a empresa prefere aredução na produção de material numa granulometria abaixo de 2”, pois dessa formaproduzir-se-á mais lump, gravilhão ou pó.

METODOLOGIA

PROCEDIMENTO OPERACIONAL DO CARREGAMENTO EM SEÇÕES EM LAVRA

Para carregamento com explosivos em seções de lavra, utiliza-se uma Plataforma e umamáquina pneumática que se conecta a mangueira de diâmetro específico paraencartuchados de dimensões 1 1/8” X 24”.

Os furos são carregados com encartuchados Powergel 815 de dimensões 1 1/8” X 24”.Utilizam-se como acessórios espoletas elétrica e cordel detonante NP10.

O primeiro encartuchado é inserido no furo junto com cordel detonante NP10 e umaespoleta elétrica (escorva).

Em seguida coloca-se os encartuchados da carga de fundo, tanto a escorva quanto osdemais encartuchados que constituem a carga de fundo são cortados em uma dasextremidades, para aumentar a razão linear de carga.

Após isso se acrescentam os encartuchados da carga de coluna, de forma que reste ocomprimento do tampão projetado no furo.

Por meio de dados já coletados na empresa, sabe-se que a razão linear de carregamento(RLC) para a carga de fundo é em torno de 2,00 kg/m (média de 4,54 un/m), enquanto quea RLC da carga de coluna é de 1,67 kg/m (média de 3,8 un/m). A pressão de carregamentoé de 6,5 bar.

METODOLOGIA

PROCEDIMENTO OPERACIONAL DO CARREGAMENTO EM SEÇÕES

EM LAVRA

Figura 5- Plataforma de apoio para carregamento de lavraFigura 6- Carregamento de seção de lavra.

METODOLOGIA

NOVA TÉCNICA PARA CARREGAMENTO DE SEÇÕES DE LAVRA

Os encartuchados de (1 ¼ X 24)” são mais espessos e se alojam mais justos nas

paredes dos furos, consequentemente necessita-se de uma menor pressão de ar na

máquina pneumática de carregamento para fixar-se dentro do furo.

Sabendo-se ainda que o nível de compactação do explosivo no fundo do furo está

diretamente ligada a pressão de ar, testaram-se diferentes valores para a pressão de ar

e conseguiu-se a redução para 5 bar, sem comprometimento no carregamento.

Desta forma elaborou-se um novo procedimento de carregamento para seções de

lavra a fim de testá-lo usou-se esse procedimento para carregar 10 seções na galeria

de 212 na mina Ipueira V-B. O novo procedimento operacional foi realizado da

seguinte forma:

1- Inicialmente determinou-se a massa de explosivo por unidade para o encartuchado

de 1 ¼” X 24” e 1 1/8” X 24”. Para isso selecionou-se 10 caixas de explosivos de

cada tipo, a fim de encontrar a média. Estas caixas de explosivos selecionadas foram

as utilizadas no carregamento destas seções. Como o peso de cada caixa de explosivo

é de 25 kg, pode-se encontrar a quantidade de explosivo unitária.

2- Manteve-se o procedimento de colocação da escorva e da carga de fundo com

encartuchado de (1 1/8 X 24)”, entretanto reduziu-se a pressão de carregamento para

5 bar.

3- Carregamento da carga de coluna com encartuchado de ( 1 ¼ X 24)” e pressão de

5 bar.

METODOLOGIA

Tabelas 1 e 2 – Massa do explosivo para 1 1/8 x 24” e 1 ¼” X 24” respectivamente

DADOS OBTIDOS

Os resultados obtidos para o carregamento com explosivos encontram-se resumidos na

tabela abaixo

Tabela 3- Razão linear de carregamento da carga de fundo e de coluna

Nota-se que também foi simulada a razão de carregamento linear e volumétrico pelo

método convencional, com o objetivo de comparar a razão de carregamento volumétrica

com encartuchado de 1 ¼ X 24” e de 1 1/8 x 24”.

Os resultados encontrados para a razão de carregamento linear da carga de coluna e da razão

de carregamento volumétrica, juntamente com os seus respectivos percentuais de redução

foram:

RCL CC : 1,27 kg/m ; RCV: 0,40 kg/m3

% redução RCL: 20,63% ; % redução RCV: 11,54%

DADOS OBTIDOS

ENSAIOS GRANULOMÉTRICOS

Das 10 seções de lavra submetidas ao carregamento teste, devido a questões do

controle da produção, foram detonadas apenas 5 seções para análise granulométrica do

desmontado.

Após desmontada 5 seções do carregamento teste, estas foram armazenadas no pátio

de minério, e em seguida direcionadas separadamente para britagem primária.

Para a britagem primária recolheram-se amostras na correia transportadora e o

material coletado como amostra foi então submetido a uma classificação, utilizando

uma tela metálica de 2”, e em seguida uma tela de 1 ½ “.

O material passante e o retido em cada tela metálica foram pesados, e assim pode-se

determinar o percentual de material passante em ambas as malhas.

DADOS OBTIDOS

ENSAIOS GRANULOMÉTRICOS

Figuras 8 e 9 - Material removido do pátio de estocagem para britador primário

Figuras 10 e 11 - Amostra sendo coletada da Correia Transportadora

DADOS OBTIDOS

ENSAIOS GRANULOMÉTRICOS

A partir da britagem primária dos materiais provenientes das 5 seções de lavra do

carregamento teste obteve-se:

Tabela 4- Percentual passante por seção

Figuras 12 e 13 – Imagens da classificação das amostras.

DISCUSSÃO DE RESULTADOS

Os resultados obtidos foram analisados por dois âmbitos: econômicos

e de produção.

No âmbito econômico buscou-se evidenciar a redução nos custos com

explosivos, por meio de um estudo comparativo entre o método

convencional adotado pela empresa.

Na avaliação da produção realizou-se ensaios granulométricos para

análise da eficiência do desmonte de cada seção.

DISCUSSÃO DE RESULTADOS

REDUÇÃO DOS CUSTOS COM EXPLOSIVOS

Fazendo uma comparação entre a quantidade de encartuchados usados nesse carregamento teste

com o carregamento convencional, sabendo-se que a razão no carregamento é de 3,8 un/m

Tabela 5 – Quantidade comparativa de explosivos.

Preço unitário do encartuchado ( 1 1/8 X 24)” : R$ 3,72

Preço unitário do encartuchado ( 1 ¼ X 24)” : R$ 4,82

Custos com o encartuchado no carregamento teste: R$ 5.987,70

Custos com o encartuchado no carregamento convencional : R$ 7.581,36

Economia de R$ 1.593,66

O volume total das seções: 1.998,629 m3 e a produção é de 56.550 t/mês de R.O.M de densidade de 3,00 t/m3, o que

resulta em 18.850,000 m3/mês.

Desta forma seria possível uma economia mensal de R$ 15.030,549. E anualmente uma economia de R$ 180.366,59 com

os custos de explosivos.

DISCUSSÃO DE RESULTADOS

ENSAIOS GRANULOMETRICOS

Para análise dos resultados no âmbito da produção, pode-se notar que o percentual passante tanto em 2” como em 1

½” diminui a medida que o número da seção aumenta.

As seções menores estão mais próximas do final da galeria, e como a lavra é em recuo, estas seções estão

consequentemente mais próximas da chaminé e do slot raise. Como a chaminé da galeria é a primeira face livre a ser

gerada ela apresenta uma razão de carga muito alta.

Além disto, as primeiras seções de lavra apresentam ângulos de inclinação frontal menores, o que resulta em menor

afastamento ou seja, maior influencia entre explosivos das seções adjacentes.

Estes fatores são marcantes e provavelmente os responsáveis para que as partículas menores que 2” nas seções 1, 2 e

3 seja acima de 60%. Este efeito diminui visivelmente nas seções 4 e 5, e certamente nas demais seções da galeria que

estão ainda mais afastadas da chaminé.

Evidencia-se ainda que a diferença percentual de material passante em 1 ½” e 2” é de cerca de 16,26%. Isso significa

que se o tamanho mínimo necessário para determinação do tipo de beneficiamento, na seleção mecanizada ou na

concentração fosse alterado de 2” para 1 ½”, se deixaria de enviar aproximadamente 162,6 kg/ton de material que

para o beneficiamento na concentração.

Vale ressaltar que as operações de carregamento e transporte do material desmontado tem significativa contribuição

no aumento da fragmentação deste material, pois a descarga deste no caminhão (nos P.As), e em seguida do caminhão

ao pátio de britagem, e por ultimo da carregadeira no silo do britador primário, favorecem uma fragmentação

excedente, pois por se tratar de um material muito friável, qualquer impacto, já interfere na fragmentação, já que a

resistência do desmontado é muito baixa.

CONCLUSÕES

Foram realizados carregamento em 10 seções de lavra da galeria 212-Ipueira VB, utilizando o

encartuchado Powergel 815 de dimensões ( 1 ¼ x 24)” como carga de coluna com uma pressão

no equipamento pneumático de 5 bar.

A quantidade de explosivos utilizada em cada furo foi contabilizada, e dessa forma constatou-se

que este método possibilita uma redução de 20,63% na razão linear de carga, o que equivale a

11,54% de razão volumétrica de carga em relação ao método tradicional adotado.

Pelo estudo comparativo evidenciou-se uma economia de R$ 180.366,59 com os custos de

explosivos por ano.

O percentual de material considerado fino ( abaixo de 2”) após submetido a britagem primária, e

que é enviado para a concentração, foi de 56,81%. Este valor está muito acima do desejado que

seria 33%.

Já para a uma malha de 1 1/2” temos 40,55%, o que é um valor bem melhor, representando

16,26% a mais de material que deixaria de seguir para a concentração.

Desta forma, embora não obtendo-se o resultado desejado quanto a granulometria, o ensaio

evidenciou a possibilidade de redução de custos, por meio da redução da quantidade de

explosivos desnecessária, bem como para uma reflexão sobre a granulometria mínima das

partículas necessárias para tratamento na concentração.

OBRIGADA

carla.vieira@dnpm.gov.br