estratégia e inovações para o reaproveitamento de rejeitos...
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Estratégia e Inovações para o Reaproveitamento de
Rejeitos de Minério de Ferro na Vale
• Uma mineradora que trabalha
para ajudar a transformar
a vida das pessoas.
• Empresa com ativos
estratégicos.
• Líder global na produção
de minério de ferro, pelotas
e níquel.
Somos
a Vale
Ric
ard
o T
ele
s
Ferro
Níquel Cobre
Manganês Carvão
Minérios em nosso dia a dia
Para atender a demanda mundial
por minério, nossas operações,
nossos laboratórios de pesquisa,
projetos e escritórios estão
presentes nos cinco continentes.
Nossapresença
Produção anual recorde de
minério de ferro 366,5 Mt
Marc
elo
Coelh
o
2017
2018
Produção anual de minério de
ferro 400,0 Mt
Mindset
6
75%das 500 maiores empresas que existirão em 2020
ainda não existiam em 2012Stuart Hart ,Cornell
The Statistics Portal, 2018
Há 10 anos, a lista das
empresas mais valiosas era
dominada por grandes
conglomerados petrolíferos e
multinacionais.
Atualmente, empresas
como Google, Facebook
e Amazon dominam o
mercado de capital.
Maior companhia de
taxi do mundoMaior empresa de
criação de mídia ?Maior empresa
hoteleira do mundo
não possui nenhum veículo não cria nenhum conteúdo não possui nenhum quarto
9
9
Mundo Industrial Mundo Exponencial
Economia Linear Economia Circular
Economia Circular
CHINA ASSOCIATION OF CIRCULAR
ECONOMY (Cace) é a mais importante
referência na promoção da ECONOMIA
CIRCULAR, ao apoiar diversos setores
industriais no desenvolvimento de inovações
tecnológicas para o aproveitamento de rejeitos e
resíduos na mineração chinesa.
11
7
19
20
2010
2015
2020
Tailings Recycling Target in China (%)
(Resende e Gama, 2018 apud Gama et al, 2017))
Na China, o governo local criou metas
desafiadoras para o reaproveitamento de
rejeitos e estéreis de forma lenta e gradual.
Essas medidas adotadas na economia
chinesa fazem com que vários produtos
oriundos do reaproveitamento de rejeitos e
estéreis estejam presente no mercado
desse país, como britas e areias, tijolos,
refratários, argamassa, granito artificial,
dentre outros.
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Segundo o relatório “Tracking the Trends 2017” o principal desafio para o setor
mineral conquistar a inovação, será aproveitar os insights e necessidades do
mercado, que estão além das fronteiras da indústria mineral.(Deloitte, 2017)
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As inovações em reaproveitamento de rejeitos em desenvolvimento na Vale...
Rejeito de Minério de Ferro
15
-
500.000
1.000.000
1.500.000
2.000.000
2.500.000
3.000.000
3.500.000
4.000.000
4.500.000
5.000.000
Reje
itos (K
t)2010-2
030
Produção de Rejeito/ Bem Mineral
-
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
800.000
900.000
Reje
itos(K
t)1996-2
005
Produção de Rejeito/Bem Mineral
1996-2005
2010-2030
FEAM, 2010 apud IPEA,2012
35% da geração de rejeitos foi somente decorrente
da mineração de ferro
38% da quantidade de rejeitos gerados advém do
beneficiamento do ouro, titânio e fosfato.
41% da quantidade de rejeitos gerados serão
decorrente da mineração de ferro
29% da quantidade de rejeitos a serem gerados
serão decorrentes da mineração de ouro, titânio e
fosfato
A geração de rejeitos de cobre e níquel também
aumentará
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Flotação
MÉTODOS DE CONCENTRAÇÃO
Separação Magnética
REJEITOS
PRODUTOS
Concentração em
EspiralJigagem
Rejeito Arenoso
Rejeito Fino
Produto não Magnético Rejeito de EspiralRejeito de Jigue
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REJEITO ARENOSO REJEITO FINO (LAMA)
Faixa Granulométrica: areia fina a silte
Composição química: alto teor de Si02
Composição mineralógica: aluminossilicatos
Não tem plasticidade
Alta permeabilidade
Baixa compressibilidade
Alto potencial de ser aplicado em nichos da construção
civil
Faixa Granulométrica: silte a argila
Composição química: alto teor de Fe
Composição mineralógica: aluminosilicatos
Alta plasticidade
Alta compressibilidade
Alto potencial de ser aplicado em nichos da
construção civil;
REJEITO NÃO MAGNÉTICO
Faixa Granulométrica: areia fina a silte
Composição química: + alto teor de Si02
Composição mineralógica:
aluminossilicatos
Alto potencial de ser aplicado em nichos da
construção civil com maior valor agregado
Estratégia
Estratégia
Ecossistemas
Modelos de negócio
Controle de Qualidade
Alta atratividade x
baixa complexidade
Atacar em duas frentes
• Rotas de
Processamento a seco
• Nichos de Mercado para
rejeitos e estéreis
• Pesquisas/bancada
• Terceirização
• B2B
• Incubação de
tecnologias e
desenvolvimento interno
• Priorização dos rejeitos
que estão saindo das
usinas
• Produção e aplicações
destinadas ao consumo
interno e doações;
• Priorização do ativo
“Conhecimento”
• Parcerias com
diferentes Stakeholders
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RoadMap TecnólogicoNichose Tecnologias
Tecnologia para gerar
menos rejeito e
consumir menos
água
Inovação na
destinação e
disposição dos
rejeitos
Nichos de
Mercado
Dificuldade de obter licenciamentospara novas barragens
Visão Estratégica
Encontrar soluções maiseco-sustentáveis para os rejeitos
O resultado do Roadmap Tecnológico de
Rejeitos de Minério de Ferro serviu como
norteador das iniciativas de gestão de rejeitos
do portfólio de Pesquisa e Desenvolvimento
da Vale e para Projetos Pilotos sobre o tema.
Pré-Moldados
Pavimentação
Co
mple
xid
ade
Te
cno
lógic
a
2019
2017-2019
Nichos de Mercado
Atratividade
Estratégiada Gestãode Rejeitos
CoprodutoRejeito Arenoso
Rejeito Fino
Rejeito Não Magnético
Rejeito de Espiral
Rejeito de Jigue
Coproduto
FQBR
Coproduto
Coproduto
Construção Civil
Agricultura
Reciclagem
CURTO PRAZO
CoprodutoRejeito Arenoso
Rejeito Fino
Rejeito Não Magnético
Rejeito de Espiral
Rejeito de Jigue
Coproduto
FQBR
Coproduto
Coproduto
Nanomateriais
Reciclagem
LONGO PRAZO
Inovações no Reaproveitamento de Rejeitos
Pistas Experimentais Complexo Itabira
Estudo de viabilidade técnica de uso do rejeito de flotação de
Minério de Ferro em pavimentos rodoviários
Pista Cauê
• Pavimentação de 400m (4 trechos 100m)
• Estudo de misturas diferentes para as 4 camadas
• Avaliação de condições ambientais
• Monitoramento por 3 anos das condições do pavimento
• Potencial de uso de ~ 3.000 toneladas/Km de trecho (Base + Sub-
base)
Pista Conceição
• Pavimentação de 550 m
• Utilização de 1200 t de rejeito da barragem de Conceição nas
camadas de base e sub-base
• Monitoramento das condições do pavimento
Pavimentação
Corpos de prova de revestimento asfáltico contendo rejeito de flotação (Resultado dos testes UNIFEI)
Primeira pista pavimentada com rejeito– Mina de Conceição- MG
Projeto de Pesquisa Vale e UNIFEI -Itabira
PavimentaçãoProjeto de Pesquisa Vale e UNIFEI -Itabira
Análise de CBR para diferentes traços/misturas (Resultados UNIFEI-Vale, 2018).
Base e Sub-base
O REJEITO ARENOSO pode ser proposto como aditivo na formulação de misturas compactadas de solo
melhorado com cimento, atuando como AGENTE REDUTOR DO CONSUMO DE CIMENTO à medida que
favorece a estabilização granulométrica, contribuindo com a diminuição da área superficial disponível na mistura
solo-rejeito para a formação de interface cimentícia.
75% Rejeito Arenoso 4% cimento
PavimentaçãoProjeto de Pesquisa Vale e UNIFEI -Itabira
Análise da massa bruta
•Procedimento necessário para classificar o resíduo sólido e se caracteriza por avaliar analiticamente os componentes de uma amostra.
Lixiviação
•Orgânica
•Inorgânica
Solubilização
•Orgânica
•Inorgânica
Ecotoxidade
•Método de ensaio com Hyalella azteca(Amphipoda), 2007.
NBR 10.007
• Amostragem
NBR 10.005
• Lixiviação
NBR 10.006
• Solubilização
NBR 10.004
• Classificação do Resíduo Sólido
NBR 15.470
Ecotoxidade
Resultado
Os resultados atestam que o rejeito arenoso de minério
de ferro analisado é NÃO PERIGOSO, INERTE e NÃO
APRESENTA COMPORTAMENTO QUE CAUSE
DANOS TÓXICOS E PATOLÓGICOS aos seres vivos e
meio ambiente.
Pavimentação
Benchmark -Projeto Taconita (EUA)
Os coprodutos a partir de rejeito de taconita, denominados de
agregados de taconita, tem significativo potencial para fornecer
propriedades superiores e permitir a construção de pavimentos
mais duradouros do que os pavimentos convencionais (NRRI,
2010). Segundo os resultados do programa (NRRI, 2010), a
construção de1 Km de rodovia com duas pistas por sentido pode
exigir até 16.000 toneladas de agregados apenas para a camada
de base.
Pré-MoldadosProjeto Planta Piloto de Produção de Artefatos de Concreto
para Construção Civil
Iniciativa piloto de promoção da ECONOMIA
CIRCULAR como objetivo principal de garantir
novos destinos para o rejeito arenoso de minério
de ferro, de forma a fomentar uma destinação mais
sustentável e ao mesmo promover relações
socioambientais positivas junto as comunidades
vizinhas.
Pré-Moldados
Corpos de prova - `Pisos Intertravados cotendo Rejeito Arenoso + Rejeito Fino + Cimento (Resultado dos testes preliminares)
Vista da Planta Piloto
• Usina Piloto
• Parceria entre Vale + Centro de Pesquisa
• Local Mina do Pico (Itabirito/MG)
• 10.000 t/ano de rejeito de minério de ferro
reaproveitadas
• 4,0 MM pisos/ano
• 90.000 m² de revestimento
• Reaproveitamento de Rejeito arenoso, Rejeito Fino
• Produção destinada ao consumo interno e doações para
comunidades vizinhas
• Produção inicial destinada a pisos intertravados
Projeto Planta Piloto de Produção de Artefatos de Concreto
para Construção Civil
Rochas ArtificiaisProjeto Vale Quartz
O projeto visa utilizar REJEITOS DE MINÉRIO DE
FERRO da concentração magnética com alto teor
de sílica para produção de ROCHAS
COMPOSTAS utilizadas na fabricação de
bancadas de cozinha, banheiro e pisos.
• 93% de rejeito/placa
• 7% resina/placa
Rochas ArtificiaisProjeto Vale Quartz
Rochas ArtificiaisProjeto Vale Quartz
Rejeito Concentração Magnética
Evolução
• Alvura > 80%• 98% SiO2
• Alvura < 50%• 92% SiO2
AgriculturaProjeto Remineralizadoresde Solo
Reaproveitamento do ESTÉRIL, principalmente,
dos dolomitos para REMINERALIZAÇÃO DE
SOLO, que consiste em abastecer com minerais
que compõem certas rochas, na forma de "pó de
rocha", outras áreas com baixo teor de nutrientes
necessários para o desenvolvimento do plantio.
• Possibilidade de reaproveitamento de 5t/ha
NanomateriaisProjeto Materiais para aplicações tecnológicas
Reaproveitamento dos rejeitos de mineração de
ferro através da utilização da tecnologia de
aglomeração para a obtenção de nanotubos
naturais a partir da calulinita presente no rejeito de
mineração de ferro e também para produzir
nanofibras de carbono contendo ferro metalico a
partir do rejeito e uma fonte de carbono (metano).
Cimento
Reaproveitamento de diferentes tipos de rejeito
para aplicações na cadeia do cimento.
Potencial Consumo de Rejeito de
Minério de Ferro em MG:
2,5 milhões de toneladas/ano
Cimento: 35% RMFe
29% Clinquer
29% de escória
Consumo de Cimento MG (2013):
7,3 milhões toneladas/ano
Consumo de rejeito/tonelada de
cimento (CP I-S):
350 Kg (Patente CN101182141)
Desafios
GOVERNO
CENTROS DE PESQUISA
COMUNIDADE
MINERADORAS
GESTÃO SUSTENTÁVEL DE
REJEITOS
É importante compreender o modelo utilizado pela China
para integrar de forma eficiente governo, indústria e
universidade e replicar isso.
Brasil
Austrália
China
Ecossistema de Parcerias
EUA
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Muitos NICHOS que tem potencial
de absorver esses resíduos,
consomem quantidades pequenas
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É importante ter em mente, que apenas a
destinação para um ÚNICO nicho não
resolverá o problema, mas sim a
INTEGRAÇÃOde várias soluções.
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AMBIENTE ECONÕMICO FAVORÁVEL
É fundamental compreender que, antes de se definir
uma meta, é necessário que se tenha um ambiente
tributário, fiscal e regulatório propício para que as
iniciativas tenham atratividade e exequibilidade
econômica e sejam competitivas frente aos demais
produtos do mercado
Assim as iniciativas com maturidade tecnológica possam
sair da bancada e se transforma em Novos Negócios.
