desenvolvimento de tecnologias e … · iv simpÓsio de minerais industriais do nordeste 10 a 13...

IV SIMPÓSIO DE MINERAIS INDUSTRIAIS DO NORDESTE

10 a 13 abril de 2016, João Pessoa - PB

DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS E EQUIPAMENTO INTEGRADO AO

APL OPALA DA REGIÃO DE PEDRO II

Francisco Wilson Hollanda Vidal 11, Carlos Alberto Melo Santos22, Leonardo Cattabriga Freire 33

1 Engenheiro de Minas, Tecnologista Sênior, Centro de Tecnologia Mineral

2 Técnico Químico, Centro de Tecnologia Mineral

3 Eng. Petróleo e Gás, Técnico em Tratamento de Minério, Filiação institucional

[email protected]

RESUMO

O presente trabalho teve como objetivo a pesquisa tecnológica realizada em Pedro II – PI, na mina

do Boi Morto, visando a obtenção de dados para o desenvolvimento de máquinas e equipamentos

de lavra e de beneficiamento da Opala.

A região de Pedro II é a única produtora da gema OPALA PRECIOSA em todo o Brasil. Quanto às

suas qualidades mineralógicas e gemológicas, a opala encontrada nesta área é considerada sem

igual no mundo, com beleza semelhante às opalas encontradas na Austrália, confundindo-se com

as mesmas no mercado mundial. O objetivo geral foi estudar os resíduos da mina do Boi Morto

(aproximadamente 2.500.000 toneladas) para o aproveitamento e recuperação das Opalas ainda

existentes e dos subprodutos da mineração (brita e areia) e, com o descarte da lama em bacias de

decantação; caracterização tecnológica do minério, resíduos e estéreis para definição de técnicas

de lavra, disposição e aproveitamento de resíduos e caracterização e agregação de valor das

Opalas (gemas) com ênfase na joalheria e design; desenvolver projeto dos equipamentos de

mineração: máquina lavadora e classificadora de minérios – tipo lavador de tambor (Trommel),

melhorias das condições de trabalho e da atividade extrativa mineral, incluindo os parâmetros

ambientais, incorporando tecnologias apropriadas e capacitação dos micro e pequenos

empresários; contribuir com a prática da produção mais limpa e com o desenvolvimento

sustentável. O Trommel é um equipamento que pode ser movido facilmente. Ele executa dois

principais tipos de beneficiamento: classificação por peneiramento e separação por densidade.

São projetados para ensaios ou produção em pequena escala, contudo podem ser dimensionados

para capacidades de produção maiores. O equipamento em que foram realizados inicialmente os

245



ensaios possui uma vazão aproximada de 1500 a 6000 litros de material por hora. Na classificação

inicial à úmido do material (resíduo da Mina do Boi Morto) no Trommel, recuperou-se 60,21% de

cascalho (fração > 20#), ou seja, o material contendo as Opalas preciosas à serem recuperadas,

com um descarte de 39,57% de lama (fração < 100#) e 0,22 % de brita.(fração > 20#). Os ensaios

realizados permitiram concluir que a introdução de um Trommel na lavagem e classificação do

cascalho para posterior catação manual das Opalas, é altamente eficiente, pois obtivemos uma

recuperação de até 204 g/t de Opalas preciosas em um material (resíduo < 3#) que é descartado

na lavagem feita pelos garimpeiros na Mina Boi Morto.

Palavras chave: opala, tecnologia opala, equipamento opala.

ABSTRACT

This work aims to present the technological research conducted in Pedro II-PI, in the Boi Morto

Mine, in order to provide informations for development of machines and equipments to be used

on the opal mining and beneficiation. The Pedro II region is the unique producer of opal precious

gems in Brazil. In relation to their mineralogical and gemological qualities, the opal from Pedro II

region Is unique all over the world, its beauty is equal to the opals from Australia, confounding

with them in the world market. The general objective of this work aims to study the residues from

Boi Morto Mine, approximately 2,500,000 t, to recovery the opal still content, as well the tailing

as byproduct (aggregate for civil construction) and the slime will be disposed in tailing dam;

technological characterization of the ore, residues and waste rock for definition of mining

techniques, residues and disposal, recovery of tailing and residues and characterization and

aggregation of value to the opal, with emphases in jewelry and design; develop of machinery for

mining; washer machinery and classifier of ore – trommel, improving the work conditions of the

extractive mineral activities, including the environmental parameters, incorporating adequate

technologies and capacity of the micro and small enterprise; contribute to clean production and

sustainable development. The trommel is an equipment that can be operated easily. This

equipment executes two kind of beneficiation: classification by screening and separation by

density. These are designed for test work or production in small scale, therefore it can be designed

for production in larger industrial scale. The equipment firstly used for conducting tests has a

processing capacity of 1500 to 6000 L/h of material. In the first step, wet classification of this

246



material (residue from Boi Morto) by using trommel recovered 60.21% gravel (> 20 mesh) and

so, this material contains precious opal to be recovered, wasting 39.57% slime (< 100 mesh) and

0,22% aggregate (> 20 mesh). With the tests using trommel it was possible to conclude that the

introduction of trommel for washing and classification of gravel for hand sorting of opal, showed

to be high efficient, in which it was recovered 204 g/t of precious opal in material (residue < 3

mesh) normally wasted in the washing conducted by the prospectors (garimpeiros) in the Boi

Morto Mine.

Key words: opal, gem opal, precious opal, opal technology.

1. INTRODUÇÃO

A Mina inativa do Boi Morto, nos arredores da Cidade de Pedro II, atualmente faz parte da

área destinada à Permissão de Lavra Garimpeira (PLG) da cooperativa de garimpeiros de Pedro II -

COOGP. O método de lavra na Mina do Boi Morto é rudimentar é de baixa produtividade, gerando

um grande volume de residuo, com potencial para recuperação da opala preciosa. A extração de

opala atualmente é lavra manual a céu aberto, de uma antiga companhia de mineração, que

explotava essa jazida, geralmente com resíduo de dimensões abaixo de um centímetro. Cerca de

35 homens se dedicam a esta ocupação em tempo parcial, uma vez que a maioria dos garimpeiros

ocupa-se também da lavoura, sobretudo no início da época chuvosa.

Em todas as frentes de lavra visitadas, observou-se como fator preponderante para

lucratividade da atividade de extração de opala, não só a espessura do aluvião, como também o

volume de água que deve ser bombeada. Em estudos realizados pelo CETEM, identificou-se um

percentual de opalas contidas nos resíduos existentes na Mina do Boi Morto, apresentando uma

viabilidade econômica para extração manual, com a remoção do resíduo.

Para a melhoria da lavra foi realizado um levantamento das condições locais de geologia,

topografia, lavra e ambientais, visando soluções de manejo e tipo de remoção dos resíduos

dispostos, que alcançavam a altura de aproximadamente 30 metros, servindo também como

forma de prevenção de acidentes, comuns com os trabalhos manuais.

247



2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 Resíduos de Opala

Os resíduos de opala utilizados para a realização dos estudos de caracterização tecnológica e

de beneficiamento, são oriundos da lavra da mina Boi Morto, localizada no município de Pedro II,

única produtora da gema OPALA PRECIOSA, em todo o Brasil.

2.2 Caracterização das Opalas

Para o desenvolvimento da caracterização mineralógica das opalas foi realizada uma vasta

pesquisa e estudo bibliográfico, onde mais de 550 artigos incluindo teses e monografias foram

estudadas, o que serviu para coletar o maior número possível de informações a respeito das

diversas ocorrências e tipos de opala no mundo, com ênfase nas opalas de Pedro II, e conhecer em

detalhe as técnicas de caracterização empregadas no estudo de opalas. A coleta de amostras foi

feita durante uma visita, no início do projeto, à cidade de Pedro II – PI e seus principais garimpos.

Foram cedidas, pelo empresário Juscelino Souza, mais de 300 amostras de opala para a

caracterização.

De posse das amostras foi dado início à caracterização mineralógica e gemológica nos

laboratórios do CETEM.

2.3 Aproveitamento de Resíduos

Foram estudados os resíduos de lavra acumulados de forma desordenada, na Mina do Boi

Morto, por cerca de 40 anos, com o objetivo de aproveitamento e recuperação das opalas ainda

existentes e dos sub-produtos da mineração (brita e areia).

Para tanto, foi realizada a caracterização tecnológica do minério, resíduos e estéreis para

definição de técnicas de lavra, disposição, caracterização e aproveitamento de resíduos, agregação

de valor das opalas (gemas) com ênfase na joalheria e design. Foi desenvolvido também um

equipamento de mineração: máquina lavadora e classificadora de minérios – tipo lavador de

tambor (Trommel) para o aproveitamento dos resíduos.

248



Na primeira etapa, o Trommel adaptado nesta pesquisa é um equipamento portátil, que

pode ser movido facilmente, pois possui pequenas rodas. Esse executa duas principais etapas de

concentração: classificação por peneiramento e separação por densidade. Na segunda etapa, o

referido equipamento desenvolvido foi, inicialmente, colocado em operação por técnicos do

CETEM e a seguir disponibilizado para que os garimpeiros pudessem utilizá-lo, em substituição à

metodologia de catação manual.

3. DESENVOLVIMENTO E RESULTADOS

3.1 Primeira Etapa

Nesta etapa da pesquisa, foram realizados ensaios para controle das vazões e realizado um

balanço de massas mais preciso das operações de concentração. O fluxograma, na Figura 1,

apresenta as etapas desenvolvidas utilizadas nesta pesquisa. O equipamento utilizado nessa etapa

foi o Trommel Gold Saver. (Figura 2)

Figura 1 – Fluxograma de operação utilizado na primeira etapa do projeto (Elaboração dos autores).

APL Opala de Pedro II PI Fluxograma de Beneficiamento

Etapa 2

fração 1/2 " x 20 #

(catação manual das Opalas

pilha de rejeitos

Trommel Classificador

tela de

20 # (0,840mm)

fração > 1/2 "

(12,7 mm) brita)

água de

lavagem

Tela de 1/2 " (12,5 cm)

fração < 20 # (0,840mm)

(areia + lama)

249



Figura 2 – Trommel Gold Saver utilizado na primeira etapa do projeto (Elaboração dos autores).

A Tabela 1 apresenta os resultados dos ensaios 7, 8 e 9, onde mostra os parâmetros

obtidos nos balanço de massa dos ensaios realizados. A vazão média de alimentação nos ensaios

foi de 951 Kg/h de sólidos e 7.210 L/h de polpa. A recuperação do material > 20# (0,84 mm) foi

muito pequena devido à qualidade do material processado, ou seja, resíduos com grande

quantidade de areia e lama e pouco cascalho.

Tabela 1. Separação em meio denso dos produtos da mesagem (CETEM, 2015).

Balanço de Massas

Ensaio Produtos Vazão Polpa Vazão Sólidos (%) Rec. massa massa OpalaRec.

Opala(g/t)

Rec.

Opala(g/t)

(L/h) (kg/h) Sólidos (%) (g) Fração > 20# Alimentação

Fração > 20# 5,9 2,332 38,87 0,22 1,32 681 42,58

7 Fração 20 x 100# 5.598,3 639,936 18,52 60,21 - - -

Fração < 100# 2.538,8 420,617 - 39,57 - - -

Alimentação 8.143,0 1.062,885 18,34 100,00 - - -

Fração > 20# 4,2 3,044 47,57 0,38 1,07 750 34,52

8 Fração 20 x 100# 3.319,0 572,314 16,49 71,17 - - -

Fração < 100# 2.783,8 228,752 - 28,45 - - -

Alimentação 6.107,0 804,110 20,05 100,00 - - -

Fração > 20# 5,0 6,398 59,24 0,65 0,70 328 22,58

9 Fração 20 x 100# 4.225,0 772,214 22,02 78,17 - - -

Fração < 100# 3.150,1 209,220 - 21,18 - - -

Alimentação 7.380,1 987,832 20,12 100,00 - - -

Os ensaios realizados nos permitiram concluir que a introdução de um Trommel na lavagem

e classificação do cascalho para posterior catação manual das Opalas, é altamente eficiente, pois

obtivemos uma recuperação de até 42,58 g/t de Opalas preciosas em um material (resíduo < 3#)

que é descartado na lavagem feita pelos garimpeiros na Mina Boi Morto.

250



Observou-se que é essencial o uso de água na lavagem do material classificado no Trommel,

devido à quantidade de lama (4–10%) e areia (4-18%) ainda presente no material > 20# (0,84 mm).

Os estudos realizados recomendam a concentração de Opalas preciosas apenas nas

bancadas de resíduos estudadas, não servindo como parâmetro para avaliar as concentrações de

Opalas preciosas em toda a Mina.

O produto > 20# (0,84 mm) foi classificado no Gold Saver em várias frações granulométricas,

apenas para facilitar a contagem das Opalas preciosas.

A determinação das Opalas preciosas na fração 10 x 20 # foi feita em laboratório, com o

auxílio de uma Lupa de Pala, devido ao pequeno tamanho das pedras preciosas. (Figura 3)

Figura 3 – Opalas retiradas da bancada de resíduo utilizado da Mina do Boi Morto. (Elaboração dos

autores).

3.2 Segunda Etapa

Com base nos resultados obtidos na primeira etapa deste trabalho, foram realizadas as

adaptações necessárias no projeto do equipamento para ser fabricado um novo Trommel com

capacidade superior ao da primeira etapa. (Figuras 4 e 5)

251



Figuras 4 e 5 – Trommel adaptado para separação das frações. (Elaboração dos autores).

O equipamento possui uma capacidade aproximada (segundo o fabricante) de 1500 a 6000

litros de material por hora. Durante o processamento, a alimentação da amostra no circuito entra

pelo alimentador acoplado ao Trommel, sendo classificada em uma tela de 20# (0,84 mm). O

produto passante (< 20#) é alimentado, a seguir, em uma tela pré-definida de peneiramento

(100#), que está situada em uma comporta na parte inferior do equipamento. Esta comporta vibra

durante o processamento, separando a areia (fração 20 x 100#) da lama (fração < 100#).

A recuperação de opalas preciosas e semi-preciosas (204 g/t), utilizada na fabricação de jóias

(Figura 6), foi muito eficiente nessa etapa do projeto, conforme nos mostra a Figura 7. As

retificações feitas no equipamento deram um resultado aceitável em termos de operacionalidade

e facilidade de locomoção.

Figura 6 – Joias confeccionadas por mosaico de resíduos de Opalas obtidas dos cascalhos. (Elaboração dos

autores).

252



Figura 7 – Balanço de massas e recuperação de opalas preciosas na etapa 2 do projeto (Elaboração dos

autores).

3.3 Recuperação Ambiental

Os testes foram realizados na Oficina da Obra Kolping, visando o aproveitamento do

material < 20 # (areia + lama) na fabricação dos Tijolos ecológicos.

3.3.1 Tijolo Ecológico

Umas das atividades para melhoria do aproveitamento do resíduo da Mina de Boi Morto foi

acompanhar o processo da fabricação de tijolos ecológicos, na ONG Kolping, onde há uma oficina

que tem a proposta de utilizar as frações areia e argila (lama) do resíduo da Mina, como matéria

prima. (Figuras 8 e 9)

253



Figuras 8 e 9 – Protótipo de unidade de processamento de artefatos para a construção civil e Tijolos

confeccionados a partir dos rejeitos da extração de opalas. (Elaboração dos autores).

A tabela 2 apresenta os ensaios de resistência a compressão uniaxial realizados com os

resíduos obtidos nos ensaios com o Trommel. Esses ensaios foram realizados na empresa

“Kolping”, na cidade de Pedro II – PI.

Tabela 2. Resumo dos ensaios realizados na primeira etapa. (CETEM, 2015)

Ensaio Produtos massa Força Tensão

(g) kN Mpa

Areia < 20# 2.275

1 cimento 325 32,85 15,97

água 260

Total 2.860

Areia 20 x 100# 2.275

2 cimento 325 27,48 11,57

água 260

Total 2.860

Areia < 20# 1.137,5

Argila da Kolping 1.137,5

3 cimento 325 17,46 3,62

água 260

Total 2.860

Obs : tijolo fabricado na Kolping = 2.700 g

canaleta fabricada na Kolping = 1.300 g

Os resultados dos ensaios de resistência à compressão uniaxial feitos com os tijolos

ecológicos fabricados na “Kolping” , em Pedro II, nos permitem concluir que podemos utilizar o

material descartado do Trommel (areia + lama) na fabricação dos tijolos ecológicos.

254



4. CONCLUSÕES

O Projeto Cooperativo em Rede do Arranjo Produtivo de Opala na Região de Pedro II –PI,

teve por objetivo aumentar a produtividade e consolidar a cadeia produtiva da opala por meio de

uma abordagem sistêmica e cooperativa incluindo algumas etapas de agregação de valor, pesquisa

mineral, lavra, beneficiamento, lapidação, design, joalharia, comercialização, promoção comercial

e gestão. Dado o exposto muito do objetivo do trabalho foi alcançado como contribuições e

resultados desenvolvidos principalmente no que diz respeito ao que foi abordado.

O desenvolvimento tecnológico para aproveitamento de resíduo e co-produtos da

mineração, lapidação e joalheria realizado na Mina do Boi Morto, a partir de amostras

beneficiadas no Trommel, demonstraram uma boa recuperação de opalas, principalmente nas

frações < ½ “ + 20 #. Estas frações recuperadas podem ser aproveitadas na fabricação de joias com

mosaico de opalas, reduzindo assim o passivo ambiental provocado pelo depósito do resíduo de

Boi Morto.

Quanto ao benefício ambiental trazido pelo uso dos tijolos ecológicos fabricados a partir da

utilização dos resíduos da mina do Boi Morto, sua fabricação reduz o passivo ambiental sendo que

os artefatos de construção civil produzidos farão parte do projeto de construção de uma vila casas

para os garimpeiros sob a gestão da ONG Kolping.

Recomendamos que futuros ensaios sejam realizados na própria Mina do Boi Morto, onde se

tem uma facilidade maior de água (bomba d’água e poço artesiano) e dispõe-se de um gerador

para operação dos equipamentos.

Quanto ao mapeamento e cadastramento de frente de lavras na região de Pedro II teve um

ganho, no que diz respeito ao conhecimento geológico, embora exista ainda muito a ser realizado

como o detalhamento maior nas áreas consideradas prioritárias.

Verificou-se que o mapeamento e o levantamento dos pontos de interesse geoturísticos de

Pedro II demonstraram a sua potencialidade turística. A elaboração de um banco de dados

georreferenciados dos equipamentos voltados ao turismo, segmentados, estabeleceram

parâmetros da vocação da atividade turística no município. Foi possível elaborar um diagnostico

do patrimônio geológico para o desenvolvimento da atividade turística, com perspectiva de

intervenções, visando estabelecer roteiros geoturísticos, com base na análise dos cenários

existentes. Tendo em vista o potencial geoturístico do município de Pedro II, e sendo observada a

255



subutilização de alguns atrativos, surge a possibilidade de implantação do projeto geoturístico

como um segmento turístico representativo.

Por se encontrar em uma região com enorme carência de projetos de desenvolvimento

econômico, pois o Piauí abriga oito dos dez municípios de menor Índice de Desenvolvimento

Humano (IDH) do Brasil, esse tipo de ação do arranjo produtivo surge como uma possibilidade de

melhora nas condições socioeconômicas do município, podendo ser aplicado em outros

municípios do estado, já que há ocorrência de opalas de fogo em Buriti dos Montes. A

consolidação do arranjo produtivo da Opala, na região de Pedro II, gera a possibilidade de

desenvolvimento socioeconômico, diminuindo o deslocamento da população em busca de

trabalho, aumentando a renda da população local através da comercialização das gemas, joias e

artesanato, além da oferta de turismo de base comunitária.

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

VIDAL, F. W. H. Projeto Cooperativo do Arranjo Produtivo de Opala nos municípios de Pedro II e

Buriti dos Montes - Etapa 2 (RRM-0009-00-14).

VIDAL, F. W. H. ; MORAES M. ; PINTO D. Projeto de Desenvolvimento de Tecnologias e

Equipamentos Integrado ao APL Opala da região de Pedro II (FADEX/2008).

SANTOS, C. A. M. Projeto Arranjo Produtivo Local da Região de Pedro II do Piauí (RT-2008-01).

256

desenvolvimento de tecnologias e … · iv simpÓsio de minerais industriais do nordeste 10 a 13...

Documents