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REDEMAT

REDE TEMÁTICA EM ENGENHARIA DE MATERIAIS

UFOP - CETEC - UEMG

Pós-Graduação em Engenharia de Materiais

LUIZ HENRIQUE COELHO

RENDIMENTO NA SINTERIZAÇÃO EM FUNÇÃO DA MINERALOGIA DO SINTER FEED

Dissertação de Mestrado

Ouro Preto, Dezembro de 2002

UFOP - CETEC - UEMG

RENDIMENTO NA SINTERIZAÇÃO EM FUNÇÃO DA MINERALOGIA DO SINTER FEED

LUIZ HENRIQUE COELHO Eng. Geólogo – Escola de Minas – UFOP - 1972

Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais da REDEMAT – Rede Temática em Engenharia de Materiais – do convênio UFOP, CETEC e UEMG, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Engenharia de Materiais.

Orientador: Prof. Dr CLÁUDIO BATISTA VIEIRA Co-Orientador: Prof. Dr FERNANDO GABRIEL DA SILVA ARAÚJO

Ouro Preto – MG Dezembro de 2002

UFOP - CETEC - UEMG

Sou grato a Deus e aos meus pais por ter nascido, aos meus irmãos por terem me

encaminhado, e ao Universo por ter me criado... Dedico esta dissertação, com amor e carinho, à minha família – minha mulher

Elizabeth, e nossos filhos, Thiago, Viviane e Matheus – pelos apoio, confiança, compreensão e por tudo que passamos juntos nesta empreitada...

Este é um momento mágico, de certa forma poético. Gostaria de deixar pelo menos

um pequeno verso de poesia, no entanto, não sei fazê-lo. Por isso, deixo aqui, o que penso da poesia da vida. Acredito que a verdadeira poesia da vida é vivê-la...

Luiz Henrique Tequila Coelho

ÍNDICE

Agradecimentos ......................................................................................................................... i

Lista de Figuras ....................................................................................................................... iii

Lista de Fotos .......................................................................................................................... iv

Lista de Tabelas ...................................................................................................................... vii

Abreviaturas ............................................................................................................................. x

Resumo .................................................................................................................................. xiii

Abstract .................................................................................................................................. xv

CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO GERAL ............................................................................... 1

I.1 – Referências bibliográficas ......................................................................................... 6

CAPÍTULO II – CLASSIFICAÇÃO GEOSIDERÚRGICA DOS PRINCIPAIS TIPOS DE MINÉRIOS DE FERRO BRASILEIROS – SUA GÊNESE E SEUS PRODUTOS ............................................................. 7

II.1 – Referências bibliográficas ..................................................................................... 24

CAPÍTULO III – METODOLOGIA DE CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA E MICROESTRUTURAL PARA MINÉRIO DE FERRO – ÊNFASE PARA SINTER FEED ............................................................. 26

III.1 – Introdução – Histórico da microscopia ótica ....................................................... 27

III.2 – Revisão Bibliográfica ........................................................................................... 30

III.3 – Procedimentos para análise mineralógica, de materiais das minas de ferro – proposta e discussão ......................................................................................... 33

III.3.1 – Preparação de pastilhas – seções polidas...................................................... 35

III.3.2 – Estudo em lupa binocular ............................................................................. 36

III.3.3 – Estudo ao microscópio petrográfico de luz refletida .................................... 37

III.3.4 – Metodologia proposta de análise ao microscópio ........................................ 37

III.3.4.1 – Amostra global ou 1x1.......................................................................... 42

III.3.4.2 – Sinter Feed ............................................................................................ 42

III.3.4.3 – Pellet Feed ............................................................................................ 45

III.4 – Conclusão ............................................................................................................. 48

III.5 – Referências bibliográficas .................................................................................... 50

CAPÍTULO IV – CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA, MICROESTRUTURAL E GRANULOMÉTRICA DE AMOSTRAS DE SINTER FEED DE MINA DA SERRA DA MOEDA, REGIÃO OESTE DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO-MG ........................................................... 52

IV.1 – Introdução ............................................................................................................ 54

IV.2 – Metodologia de trabalho ...................................................................................... 55

IV.3 – Resultados e Discussão ........................................................................................ 56

IV.4 – Análises químicas ................................................................................................ 59

IV.5 – Conclusões ........................................................................................................... 61

IV.6 – Referências bibliográficas .................................................................................... 62

CAPÍTULO V – INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS MINERALÓGICOS SOBRE O RENDIMENTO DO BOLO DE SINTER – CONSIDERAÇÕES GEOSIDERÚRGICAS ............................................................................ 100

V.1 – Introdução ............................................................................................................ 102

V.2 – Revisão Bibliográfica .......................................................................................... 109

V.3 – Procedimento ....................................................................................................... 122

V.4 – Resultados e discussão ........................................................................................ 126

V.4.1 – Análise de resultados dos experimentais na máquina-piloto ....................... 126

V.4.2 – Simulação teórica de uma mistura a sinterizar ............................................ 132

V.4.2.1 – Exemplo de perda de massa = perda por calcinação – PPC .............. 136

V.4.3 – Microestruturas de um sinter-piloto qualquer - exemplo ............................ 137

V.5 – Conclusões .......................................................................................................... 143

V.6 – Referências bibliográficas ................................................................................... 144

CAPÍTULO VI – CONCLUSÕES GERAIS ....................................................................... 147

CAPÍTULO VII – SUGESTÕES PARA PRÓXIMOS TRABALHOS ............................... 150

VII.1 – Correlacionar a porcentagem de PPC da goethita com a degradação física do sinter ............................................................................................ 151

VII.2 – Estudar o rendimento na sinterização em função da granulometria da mistura a sinterizar ..................................................................................... 151

VII.3 – Estudar o rendimento na sinterização utilizando outros tipos de minérios e suas misturas ............................................................................. 152

VII.4 – Referência bibliográfica ............................................................................... 153

CAPÍTULO VIII – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................. 154

i

AGRADECIMENTOS

Os meus sinceros agradecimentos àquelas pessoas – anônimas ou não – que colaboraram para o desenvolvimento deste trabalho, desde passar um simples recado, tirar uma cópia xerox, até fornecer informações valiosas para a compreensão do conteúdo técnico de diversas partes desta dissertação e, em especial,

ao professor Dr Cláudio Batista Vieira, pela orientação, direcionamento do trabalho, incentivo, a vasta referência bibliográfica específica e mediação junto ao fornecedor das amostras de sinter feed e dos ensaios-piloto de sinterização;

ao professor Dr Fernando Gabriel da Silva Araújo, pela co-orientação, incentivo durante todo o tempo de estudo, da fase de créditos à experimentação;

ao professor Dr Paulo Santos Assis pelo incentivo, apoio, entusiasmo e sugestões;

ao professor Dr Varadarajan Seshadri, do DEMET-EEUFMG, pelos valiosos comentários e sugestões;

ao engenheiro geólogo, M.Sc. Kioshi Márcio Kaneko, da CVRD, pela contribuição técnica e sugestões;

ao professor Dr Ricardo Domingues, por ceder parte de seu tempo após as aulas para estudar conosco;

ao professor Dr Vicente Garibay do DEMAT-UFOP o irrestrito apoio e colaboração na análise estatística dos dados;

aos colegas de curso, Francys, Ricardo Mattioli, Marcelo “Magoo”, Emerson “Banana”, Rogério Maciel, Juliano, Eloísio, pelos estudos direcionados após as aulas, na fase de créditos, e participação em trabalhos de equipe;

ao Dr Andre Pitasse da Cunha e ao técnico Renato Luiz Martins Pinto, por cederem as amostras de sinter feed e pela elaboração de todos os ensaios-piloto de sinterização;

ao professor da Escola de Minas, César Mendonça Ferreira e ao seu filho Sandro, aluno do DEGEO-UFOP, a elaboração de todas as preparações especiais – pastilhas – para estudo ao microscópio petrográfico de luz refletida;

ao engenheiro metalúrgico – M.Sc. – Erivelto Luís de Souza, por ter revisado o capítulo da revisão bibliográfica;

ao técnico Célio Marcos Ziviani, a revisão da mineralogia;

ao Reginato, aluno do DEGEO-UFOP, a colaboração na elaboração das planilhas de análises químicas a partir da mineralogia;

ii

ao Wagner Dias, aluno do DEMET – UFOP, pela colaboração na revisão final do Capítulo V;

ao engenheiro metalúrgico Henriquison Magela Bottrel Reis e ao engenheiro metalúrgico – M.Sc. – Hamilton Porto Pimenta, ambos da Gerência de Pesquisa de Processos da Usiminas, as informações sobre rendimentos na sinterização e sobre as equações (fórmulas) mais utilizadas para o cálculo do rendimento;

à secretária da Redemat, Ana, sempre gentil no atendimento;

à Ignez Gomes Guimarães e ao Márcio Helvécio – Fricks – o carinho e ótimo atendimento em sua pousada, durante toda a fase de créditos;

ao meu filho Thiago Duarte Coelho, o Abstract, toda a digitação e editoração desta dissertação;

à Teqbet Engenharia e Consultoria Mineral S/C Ltda., os apoios logístico e financeiro, sem os quais, este trabalho estaria seriamente comprometido.

iii

FIGURAS

Página

Capítulo II

Fig. 2.1 – Planta de situação das principais minas de minério de ferro do ........ Quadrilátero Ferrífero – Minas Gerais ...................................................................................... 10

Capítulo III

Fig. 3.1 – Método de análise para estimativa dos minerais contidos em 25 campos sucessivos ............................................................................................................ 41

Capítulo IV

Fig. 4.1 – Microscópio ótico de luz refletida utilizado nesta dissertação ............................ 58

Capítulo V

Fig. 5.1 – Sinterização-Piloto ............................................................................................. 104

Fig. 5.2 – Misturador/Micropelotizador, silo de transporte da mistura e Usina-Piloto de sinterização ................................................................................................... 104

Fig. 5.3 – Tambor para estabilização granulométrica do sinter produzido ........................ 104

Fig. 5.4 – Misturador-Piloto ............................................................................................... 104

Fig. 5.5 – Microestrutura de sinter, que apresenta boas qualidades físicas e metalúrgicas .................................................................................................. 111

Fig. 5.6 – Núcleos de hematita martítica hidrotermal primária (extraído de COSTA et al. – 1995) .......................................................................................................... 112

Fig. 5.7 – Variáveis de processo e de qualidade na usina-piloto. Composição mineralógica dos sínteres produzidos na usina-piloto (extraído de COSTA et al. – 1995) ................................................................................... 112

Fig. 5.8 – Grande trinca no sinter. Composição das fotos 54 a 60 ..................................... 142

iv

FOTOS

Página

Capítulo IV

Foto 1 – Hematita martítica hidrotermal (HMH) e pouca hematita especular (HE) ............ 88

Foto 2 – Mesma posição da foto1. Textura granoblástica (granular) fina ........................... 88

Foto 3 – Hematita martítica hidrotermal (HMH) e minerais de manganês .......................... 88

Foto 4 – Mesma posição da foto 3 ....................................................................................... 88

Foto 5 – Hematita martítica meteórica (HMM), hematita martítica hidrotermal com relictos de magnetita. Um pouco de goethita (GO) ............................................. 89


Foto 7 – Itabirito martítico. Ocorrência de hematitas meteórica, hidrotermal e especular ............................................................................................................ 89


Foto 9 – Itabirito martítico meteórico, microdobrado .......................................................... 90

Foto 10 – Mesma posição da foto 9 ..................................................................................... 90

Foto 11 – Textura geral granoporfiroclástica, de clastos de hematita martítica meteórica, em matriz fina de HMH e um pouco de HE .................................. 90

Foto 12 – Mesma posição da foto 11 ................................................................................... 90

Foto 13 – Porfiroclasto de HMM em matriz de HMH, HMM e HE .................................... 91


Foto 15 – Hematita martítica hidrotermal com relictos de magnetita (MA) ........................ 91


Foto 17 – Hematita martítica hidrotermal com textura granoblástica (granular) fina ......... 92


Foto 19 – Grãos de quartzo cimentados por minerais de manganês (Mn), principalmente pirolusita ................................................................................ 92

Foto 20 – Partículas de minério martítico (HMH), cimentadas por goethita ....................... 92

Foto 21 – Fração aderente de sinter feed; quartzo (QZ), HMH e pouca HE ....................... 93

v

Foto 22 – Fração intermediária de sinter feed; HMH, QZ e rara goethita (GO) ................. 93

Foto 23 – Fração nucleante (+3,00 mm). Partícula de itabirito martítico hidrotermal, parcialmente bandado .......................................................................................... 93

Foto 24 – Porfiroclasto de HMH em matriz de HMH .......................................................... 94


Foto 26 – HMH encapsulada por GO................................................................................... 94

Foto 27 – Vênula de QZ no itabirito martítico ..................................................................... 94

Foto 28 – Hematita martítica hidrotermal ............................................................................ 95

Foto 29 – HMH + HMM, com finos cristais de HE em plano de cisalhamento .................. 95

Foto 30 – Porfiroclastos de HMH em matriz de HMH, com início de especularitização ........................................................................................... 95

Foto 31 – Fração aderente de sinter feed; QZ, HMH e HE ................................................. 95

Foto 32 – Fração intermediária de SF; HMH, QZ, pouca HE e rara GO ............................. 96

Foto 33 – Fração nucleante supergrossa (+6,35 mm); porfiroclastos de HMM em matriz fina de HE e HMH. Tectonito ................................................................ 96

Foto 34 – Fração intermediária de SF; HMH, HMM e QZ.................................................. 96

Foto 35 – Fração aderente de SF; HMH, pouca HMM, HE e QZ ....................................... 97

Foto 36 – Fração nucleante supergrossa (+6,35 mm); porfiroclastos de HMH com HMM, em matriz de HE e HMH finas. Tectonito ............................................. 97

Foto 37 – HMM, HMH e QZ, cimentados por GO .............................................................. 97

Foto 38 – Itabirito martítico (HMH + HMM) com muito QZ de bordas corroídas ............. 97

Foto 39 – Fração aderente de SF; HMH, HE, QZ e poucas HMM e GO ............................ 98

Foto 40 – Brecha tectônica com partículas de HMH cimentadas por GO ........................... 98

Foto 41 – Itabirito martítico hidrotermal rico ...................................................................... 98


Foto 43 – Hematita martítica hidrotermal ............................................................................ 99


vi

Capítulo V

Foto 45 – Partícula de calcário com textura granular fina ................................................. 108

Foto 46 – Mesma posição da foto 45 ................................................................................. 108

Foto 47 – Partículas de caulinita, quartzo, calcário e coque .............................................. 108

Foto 48 – Mesma posição da foto 47 ................................................................................. 108

Foto 49 – Sinter piloto de (22/04/96). Partícula nucleante de HE primária, magnetita, sílico ferritos de cálcio ....................................................................................... 138

Foto 50 – Sinter piloto (22/04/96). Partícula de HMH primária, com textura granoblástica (granular) ................................................................................ 138

Foto 51 – Sinter piloto (22/04/96). Mesma posição da foto 50......................................... 138

Foto 52 – Sinter piloto (22/04/96). Partículas nucleantes de HMH primária, em matriz de magnetita secundária, ferritos de cálcio e um pouco de hematita romboédrica secundária ................................................................................... 139

Foto 53 – Sinter piloto (22/04/96). Mesma posição da foto 52, mostrando a textura granoblástica (granular) ................................................................................... 139

Foto 54 – Sinter piloto (22/04/96). Início de uma grande trinca a partir de um poro ........ 139

Foto 55 – Sinter piloto (22/04/96). Continuação da trinca observada na foto 54 .............. 140

Foto 56 – Sinter piloto (22/04/96). Continuação da trinca observada nas fotos 54 e 55 ... 140

Foto 57 – Sinter piloto (22/04/96). Continuação da trinca iniciada na foto 54 .................. 140

Foto 58 – Sinter piloto (22/04/96). Propagação da trinca iniciada na foto 54 ................... 140

Foto 59 – Sinter piloto (22/04/96). Continuação da trinca iniciada na foto 54 .................. 141

Foto 60 – Sinter piloto (22/04/96). A trinca iniciada na foto 54 termina em um grande poro, na outra extremidade da partícula .............................................. 141

Foto 61 – Sinter piloto (22/04/96). Partícula nucleante de HMH primária, com magnetita secundária crescendo nas bordas .................................................... 141

Foto 62 – Sinter piloto (22/04/96). Mesma posição da foto 61, mostrando a textura granoblástica (granular) ................................................................................... 141

vii

TABELAS

Página

Capítulo III

Tabela 3.1 – Lista dos 63 parâmetros selecionados para representar a identidade mineralógica das partículas do sinter feed de minério de ferro ................... 39

Tabela 3.2 – Lista dos 48 parâmetros selecionados para representar a identidade microestrutural das partículas do sinter feed de minério de ferro ................ 40

Tabela 3.3 – Planilha memória de cálculo 3x1 – Composição mineralógica do sinter feed (% em volume) ........................................................................................ 43

Tabela 3.4 – Planilha final 3x1 – Composição mineralógica do sinter feed (% em peso) ................................................................................................................ 44

Tabela 3.5 – Planilha memória de cálculo 4x1 – Composição mineralógica do pellet feed (% em volume) ........................................................................................ 46

Tabela 3.6 – Planilha final 4x1 – Composição mineralógica do pellet feed (% em peso) ................................................................................................................ 48

Capítulo IV

Tabela 4.1 – Distribuição granulométrica das 37 amostras de sinter feed estudadas .......... 63

Tabela 4.2 – Composição mineralógica das 37 amostras de sinter feed estudadas (% em volume). Amostras: 1 a 8 .......................................................................... 64

Tabela 4.2 – (continuação) – Composição mineralógica das 37 amostras de sinter feed estudadas (% em volume). Amostras: 9 a 16 ........................................ 65

Tabela 4.2 – (continuação) – Composição mineralógica das 37 amostras de sinter feed estudadas (% em volume). Amostras: 17 a 24 ...................................... 66



Tabela 4.3 – Composição mineralógica das 37 amostras de sinter feed estudadas (% em peso). Amostras: 1 a 8 ............................................................................... 69

Tabela 4.3 – (continuação) – Composição mineralógica das 37 amostras de sinter feed estudadas (% em peso). Amostras: 9 a 16 ............................................ 70

viii

Tabela 4.3 – (continuação) – Composição mineralógica das 37 amostras de sinter feed estudadas (% em peso). Amostras: 17 a 24 .......................................... 71



Tabela 4.4 – Caracterização microestrutural das 37 amostras de sinter feed estudadas. Amostras: 1 a 7 ......................................................................... 74

Tabela 4.4 – (continuação) – Caracterização microestrutural das 37 amostras de sinter feed estudadas. Amostras: 8 a 14 ....................................................... 75

Tabela 4.4 – (continuação) – Caracterização microestrutural das 37 amostras de sinter feed estudadas. Amostras: 15 a 21 ..................................................... 76



Tabela 4.4 – (continuação) – Caracterização microestrutural das 37 amostras de sinter feed estudadas. Amostras: 36 e 37 ..................................................... 79

Tabela 4.5 – Resultados da análise química das 37 amostras de sinter feed estudadas, com base na composição mineralógica. Amostras: 1 a 7 ................................ 80

Tabela 4.5 – (continuação) – Resultados da análise química das 37 amostras de sinter feed estudadas, com base na composição mineralógica. Amostras: 8 a 14 ..................................................................................................................... 81




Tabela 4.5 – (continuação) – Resultados da análise química das 37 amostras de sinter feed estudadas, com base na composição mineralógica. Amostras: 36 e 37 ..................................................................................................................... 85

ix

Tabela 4.6 – Resultados da caracterização mineralógica das 37 amostras de sinter feed estudadas (nível mais baixo e nível mais alto de cada constituinte mineralógico - % peso) ................................................................................. 86

Tabela 4.7 – Resultados da caracterização microestrutural das 37 amostras de sinter feed estudadas (nível mais alto e nível mais baixo de cada parâmetro) ......... 87

Capítulo V

Tabela 5.1 – Resultados da análise química por métodos convencionais .......................... 105

Tabela 5.2 – Rendimento do sinter, parâmetros da usina-piloto e do sinter feed (SF) ...... 106

Tabela 5.2 – (continuação) – Rendimento do sinter, parâmetros da usina-piloto e do sinter feed (SF) ............................................................................................. 107

Tabela 5.3 – Parâmetros da usina-piloto de sinterização, para cálculo de rendimento ...... 123

Tabela 5.4 – Distribuição granulométrica de matérias-primas da mistura a sinterizar na usina-piloto ............................................................................................... 124

Tabela 5.5 – Proporção de mistura das matérias-primas (%) ............................................. 124

Tabela 5.6 – Regressão linear simples, com parâmetros individuais ................................. 127

Tabela 5.7 – Resultados da análise estatística – regressão linear múltipla ........................ 128

Tabela 5.8 – Rendimento = função linear da mineralogia, pelo método de regressão linear múltipla ............................................................................................... 129

Tabela 5.9 – Resultados de Rendimento em usina-piloto (y real) e pelo modelo de regressão linear múltipla (Y modelo) ........................................................... 131

Tabela 5.10 – Principais responsáveis pela perda de massa – PPC – da mistura a sinterizar ..................................................................................................... 136

x

ABREVIATURAS

UFOP – Universidade Federal de Ouro Preto

CETEC – Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais

UEMG – Universidade do Estado de Minas Gerais

DEMET – Departamento de Metalurgia e Materiais

EEUFMG – Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais

CVRD – Cia Vale do Rio Doce

DEMAT – Departamento de Matemática

DEGEO – Departamento de Geologia

NPO – Natural Pellet Ore

SF – Sinter Feed

PF – Pellet Feed

QF – Quadrilátero Ferrífero

QF-MG – Quadrilátero Ferrífero - Minas Gerais

MG – Minas Gerais

MP – Mistura Parcial

MT = Mistura Total

RMP – Rendimento de Mistura Parcial

SR – Sinter Retorno

PPC – Perda Por Calcinação / perda ao fogo

C - Combustível

R1 = Rendimento do Bolo de Sinter

R2 = Rendimento Total

ROM – Run of Mine

MBR – Minerações Brasileiras Reunidas S/A

CSN – Cia Siderúrgica Nacional

FFB – Formação Ferrífera Bandada

xi

BIF – Banded Iron - Formation

MS – Mato Grosso do Sul

PA – Pará

RDI – Índice de degradação sob redução a baixas temperaturas

IR – Índice de redutibilidade

TI – Índice de tamboramento

AI – Índice de abrasão

P – Fósforo

MEV – Microssonda eletrônica de varredura

EDS – Espectrômetro de energia dispersiva

HE – Hematita especular

HM – Hematita martítica

HMH – Hematita martítica hidrotermal

HMM – Hematita martítica meteórica

GO – Goethita

MA – Magnetita

QZ – Quartzo

CA – Caulinita

GI – Gibbsita

Mn – Minerais de manganês / óxidos de manganês

MI – Mica

CI – Cianita

RU – Rutilo

IL – Ilmenita

TU – Turmalina

QI – Quartzo inteiro / liberado

QM – Quartzo misto / não liberado

xii

mm – milímetro

µm – micron / micra

OT – Outros minerais

m – menor tamanho / menor valor

M – maior tamanho / maior valor

M – tamanho médio / moda

SFCA – Sílico ferrito de cálcio e alumínio

N – Partículas nucleantes

A – Partículas aderentes

VS – Versus

nm – nanometro

CQ – Coque

CC – Calcário calcítico

xiii

RESUMO

Nesta dissertação procedeu-se a caracterização mineralógica de sinter feed ensaiado em máquina-piloto de sinterizar, para correlacionar os parâmetros mineralógicos, com os valores de rendimento do bolo de sinter obtidos através dos ensaios-piloto.

A caracterização mineralógica foi bastante abrangente, enfocando desde a classificação geosiderúrgica dos principais tipos de minérios de ferro brasileiros, passando pela metodologia de caracterização, obtenção de análises químicas estimadas a partir da mineralogia determinada ao microscópio ótico de polarização e finalizando em considerações geosiderúrgicas sobre alguns dos parâmetros obtidos.

Classificaram-se os tipos de minérios brasileiros em hematíticos e hidratados. Hematíticos martíticos caracterizam-se pela predominância da martita e são metamórficos hidrotermais. Hematíticos especularíticos apresentam a especularita e são tectônicos-metamórficos. Hematíticos microcristalinos apresentam a hematita microcristalina, não tendo sido afetados por processos metamórficos. Os hidratados são itabiritos (metamórficos) e jaspilitos (não metamórficos). Os metamórficos dividem-se em itabiritos magnetíticos onde há predominância da magnetita; em itabiritos martíticos com predomínio da martita; em itabirito goethítico, com a goethita; em itabirito especularítico, com a especularita predominante; em itabirito anfibolítico por apresentar pseudomorfos de anfibólios.

Foram caracterizadas trinta e sete (37) amostras de sinter feed, cada uma distribuída em seis (06) faixas granulométricas, totalizando quatro mil, cento e sete (4.107) estudos diretos ao microscópio petrográfico de luz refletida, cujo método mostrou-se bastante eficaz. Destas, foram ensaiadas em máquina-piloto de sinterização, trinta e quatro (34) amostras.

Os resultados de rendimento na sinterização foram bastante variáveis, desde 61,84% até 78,16%. Diversos parâmetros consagrados na literatura como correlacionáveis com o rendimento na sinterização foram cruzados com este. Os resultados do cruzamento de dezessete parâmetros com o rendimento foram negativos, isto é, ruins para o método de correlação linear simples, com variáveis testadas individualmente.

Os grandes bancos de dados mineralógicos produzidos neste trabalho (111 parâmetros por amostra) foram processados por métodos de regressão múltipla com multi-variáveis, para se buscar equações empíricas, correlacionando mineralogia e rendimento na sinterização. O primeiro processamento estatístico utilizou dados de 25 amostras; nove (09) das 34 foram retiradas por apresentarem resultados de rendimento acima de 70% e muito próximos entre si. O resultado para a correlação foi próximo de 80%. Foi encontrada uma equação empírica, com coeficiente de correlação R2 próximo de 80%, que permite prever o rendimento da sinterização com base na mineralogia das partículas do sinter feed, com todas as variáveis mineralógicas com expoente 1, porém com pesos diversos. Isto permitiu ainda identificar o peso de cada componente mineralógico nas partículas supergrossas, nucleantes,

xiv

intermediárias, aderentes e superfinas, confirmando o forte efeito da mineralogia sobre o rendimento do processo de sinterização.

xv

ABSTRACT

In this research investigation a correlation between mineralogical characterization of sinter feed and sintery efficiency of these feeds in the pilot sintery unit has been developed.

Mineralogical characterization included geometallurgical classification of main types Brazilian iron ores considering conventional characterization methodology, chemical analysis, mineralogy, geometallurgical aspects, etc.

The ores types were classified in hematitics and hydrated. Martitics hematitics are characterized by the predominance of the martite and they are hydrotermal metamorphic. Hematitics specularitics present the specular and they are tectonic-metamorphic. Microcrystallines hematitics present the hematite microcrystalline, not having been affected by metamorphic processes. Hydrated are itabirite (metamorphic) and jaspilites (not metamorphic). The metamorphic ones become separated in itabirites magnetitics preponderating the magnetite; in itabirites martites with prevalence of the martite; in itabirite goethitic, with the goethite; in itabirite specularitic, with the predominant specular; in itabirite amphibolitic presenting amphibols pseudomorphos.

Characterization of 37 samples of sinter feed distributed in six grain size fractions were carried out. In all 4.107 direct observations were made with the help of a petrographic microscope in reflected light. 34 sinter mixes these used in a pilot sinters unit to evaluate sinters production efficiency and other parameters.

For the mixes tested the sinter production efficiency warred in the range 61,84% to 78,16%.

Multiple regression analysis techniques were adapted to process the huge data base of 111 parameters analysed for each sample and correlations with sinter efficiency.

The results equation correlations sinter production efficiency as a function of mineralogical characteristics with a correlation coefficient close to 80%. The equation is capable of sinter production efficiency as a function of mineralogy of each grain size fraction as well as the quantity of mineralogical component in the nucleates adhesive and intermediate particle fractions in the process.

1

CAPÍTULO I

INTRODUÇÃO GERAL

2

INTRODUÇÃO GERAL

Rendimento na Sinterização em Função da Mineralogia do Sinter Feed

CAPÍTULO I

O rendimento na sinterização é uma preocupação de todas as siderúrgicas integradas, uma vez que ele é um item de controle da produtividade do processo de sinterizar. Tradicionalmente, as variáveis do processo de sinterização consideradas críticas na constituição e nas propriedades do sinter, estão relacionadas à preparação da mistura e à operação da máquina de sinterização.

Existem, no entanto, outras variáveis, além dessas duas, que podem influenciar o rendimento, portanto, a produtividade do processo. Uma delas é a qualidade das matérias-primas utilizadas, desde o combustível sólido, até os aditivos, passando pelo tipo de minério, este, objeto direto desta dissertação, através da caracterização mineralógica do produto granuloquímico obtido – o sinter feed – após o processamento dos materiais explotados da mina. A caracterização mineralógica e microestrutural foi feita através de microscopia ótica de polarização, com luz refletida.

O objetivo principal desta dissertação é a caracterização mineralógica do sinter feed a ser ensaiado na máquina-piloto de sinterizar. Subsidiariamente, é feita uma primeira correlação entre os parâmetros mineralógicos e o rendimento do bolo de sinter (R1) obtido através dos ensaios-piloto.

A justificativa para a caracterização e a subseqüente tentativa de correlação com o rendimento na sinterização é verificar até que ponto os parâmetros mineralógicos e microestruturais do sinter feed seriam responsáveis pela variação das propriedades mecânicas do sinter produto e, com isso, procurar estabelecer previsibilidades comportamentais dos materiais na máquina de sinterizar.

Mesmo considerando que o objetivo principal desta é a caracterização do sinter feed e sua correlação com o rendimento na sinterização (R1), procurou-se abordar, de forma mais ampla, a caracterização mineralógica dos produtos granuloquímicos das minas de ferro – granulado (NPO), sinter feed e pellet feed – dispensando, a eles, capítulos especiais.

O primeiro deles fala sobre a classificação geosiderúrgica dos principais tipos de minérios de ferro brasileiros – sua gênese e seus produtos, (Capítulo II).

Há, na literatura especializada, vários trabalhos sobre granulados para altos-fornos, destacando-se um específico de Vieira [VIEIRA – 1996], abordando a qualidade intrínseca de

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diversos tipos de minérios de ferro do Quadrilátero Ferrífero - Minas Gerais (QF-MG), e correlacionando-os aos desempenhos medidos através de inúmeros índices-padrão, utilizados pela siderurgia.

Os outros capítulos são:

• Metodologia de Caracterização Mineralógica e Microestrutural para Minério de Ferro – Ênfase para Sinter Feed, Capítulo III;

• Caracterização Mineralógica, Microestrutural e Granulométrica de Amostras de Sinter Feed de Mina da Serra da Moeda, Região Oeste do Quadrilátero Ferrífero-MG, Capítulo IV;

• Influência dos Parâmetros Mineralógicos Sobre o Rendimento do Bolo de Sinter – Considerações Geosiderúrgicas, Capítulo V.

Nesses capítulos, são abordados diversos procedimentos que antecedem à caracterização mineralógica propriamente dita, desde a preparação da amostra para análise ao microscópio, até metodologia para leitura e quantificação das fases mineralógicas, métodos de cálculo que facilitam o entendimento dos dados coletados, etc. Após a obtenção dos dados mineralógicos em peso, foram determinadas as análises químicas globais e por faixa – na verdade, uma estimativa da composição química – através de uma fórmula, desenvolvida para esta dissertação, que contempla a estequiometria dos principais óxidos ocorrentes no minério – sinter feed.

Finalmente, no Capítulo V, fez-se uma discussão ampla de alguns parâmetros mineralógicos, tanto do sinter feed (goethita) quanto dos insumos – calcário, combustível sólido, entre outros – e o que eles poderiam influenciar nos resultados finais das qualidades mecânica e metalúrgica do sinter obtido. Da análise da influência dos parâmetros mineralógicos sobre o rendimento do bolo de sinter, algumas conclusões importantes foram tiradas e puderam ser dadas algumas sugestões – não menos importantes – para trabalhos futuros.

A matéria-prima, sinter feed, apesar de participar da mistura a sinterizar, em geral, com o maior porcentual dentre todas é, talvez, das menos conhecidas em suas propriedades intrínsecas. As indústrias siderúrgicas integradas utilizam uma diversidade grande de tipos de sinter feed. Essa variedade de tipos tem origem na grande quantidade de minas de ferro existentes em todo o mundo, cujos eventos geológicos formadores e enriquecedores dos minérios variam de mina para mina. Esses eventos são relativamente poucos e a atuação preponderante de um deles faz com que o produto obtido daquela mina tenha propriedades intrínsecas próprias, as quais podem ser correlacionáveis às de outros produtos de outras minas, que tiveram evento similar.

Em termos geosiderúrgicos, a abordagem mais atual e aplicativa à jusante da geologia é a que se refere ao conjunto de atributos, principalmente,– mineralogia, morfologia dos

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cristais e das partículas, textura, microestrutura, tamanho médio de cristal e porosidade. Esta foi a abordagem aplicada a este trabalho.

Essas propriedades são, na verdade, as fundamentais, as quais ditam as qualidades físicas e metalúrgicas dos materiais a aglomerar, neste caso, denominados de sinter feed. Desta forma, é pouco recomendável fazer designações genéticas ou de cor, para qualificar minérios. Sabe-se que minérios assim designados apresentam, com freqüência, comportamentos diferentes, tanto nos processos de concentração quanto nos reatores de redução e, muitas vezes, até comportamentos antagônicos – [COELHO et al. – 2000].

De uma forma geral, na atualidade, os principais itens de controle de qualidade dessa matéria-prima, sinter feed, são as análises granulométrica e química, permitindo-se pequenas variações acima do tamanho máximo (6,35 mm) e, também, abaixo do menor tamanho (0,106 mm); essa flexibilidade é pequena e varia para cada empresa.

Uma vez determinadas as variáveis mineralógicas, a verificação das suas influências sobre o rendimento na sinterização, implica em uma medida prévia dos índices que medem o próprio rendimento. Na literatura pesquisada, não foram encontrados índices de rendimento padronizados ou normatizados. No entanto, nos manuais de operação da sinterização industrial da Usiminas [BOTTREL - 2001], existem diversas equações para exprimir os vários tipos de índices de rendimento na sinterização, dos quais, somente três (03) deles são normalmente utilizados: o rendimento da mistura parcial (RMP), calculado em função da perda por calcinação (PPC); o rendimento do bolo de sinter (R1), calculado em função da produção de sinter e da quantidade de sinter retorno; e o rendimento total (R2), calculado em função do sinter produzido pela mistura total.

Antes de formular as equações, é preciso conhecer o que são Mistura Parcial e Mistura

Total.

Mistura Parcial (MP) = ∑ dos materiais utilizados na sinterização.

Mistura Total (MT) = ∑ Mistura Parcial + Sinter Retorno + Combustível.

RMP = 98 – (% dos Materiais da Mistura Parcial x PPC dos Materiais) (1) 100

Rendimento do Bolo de Sinter (R1) = (Sinter Produzido) / (Sinter Produzido + Sinter

Retorno) x 100 (2)

Rendimento Total (R2) = (Sinter Produzido) / (Mistura Total) x 100 = (Sinter Produzido) /

(Mistura Parcial + Sinter Retorno + Combustível) x 100 (3)

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Na equação do RMP, utiliza-se o número 98 porque, pela experiência da empresa, a

perda de massa através da poeira é, historicamente, de cerca de 2%. Desta forma, o pó deixa

de constituir uma variável, passando a uma constante K=2 e saindo da equação original,

RMP = 100 – (% PPC dos Materiais da Mistura Parcial – Perda por Poeira) 100

A análise matemática das três (03) equações induz aos seguintes raciocínios:

• O RMP – Rendimento de Mistura Parcial – é função direta da massa resultante

após a perda por calcinação (PPC). Por conseguinte, quanto menor a PPC da MP – Mistura

Parcial – maior será o RMP e, quanto maior a PPC da MP, menor será o RMP. Portanto, o

RMP é inversamente proporcional à PPC. Desta forma, é correto dizer que, o que gera sinter é

a mistura parcial.

• Ambos os rendimentos, R1 e R2, têm uma constante no numerador – sinter

produzido. No denominador, existe só uma (01) variável para R1, o sinter retorno (SR). Para

o R2, em princípio, seriam duas (02), sinter retorno (SR) e combustível (C), uma vez que a

mistura parcial (MP) altera a quantidade de sinter produzido, independente das duas outras

variáveis – SR e C; vide análise do RMP. Considerando, ainda, que a porcentagem de

combustível é calculada para cada mistura, ele (C) é constante. Sobra, então, o sinter retorno

(SR) como o item variável na equação, o qual é função da qualidade granuloquímica,

mineralógica e microestrutural das matérias-primas, e do modus operandi do processo de

sinterizar.

Concluindo o raciocínio, é próprio dizer que só existe uma variável comum nas duas

equações de rendimento, tanto no R1 quanto no R2, a qual é o sinter retorno (SR), e está no

denominador. Portanto, é correto dizer, também, que matematicamente, o Rendimento do

Bolo de Sinter (R1) e o Rendimento Total (R2) são, cada um, inversamente proporcionais à

porcentagem do sinter retorno (SR), isto é, quanto maior a quantidade de sinter retorno (SR),

menores serão os rendimentos R1 e R2 e, quanto menores as quantidades de sinter retorno

(SR), maiores serão os rendimentos R1 e R2. Isto eqüivale dizer que, o que gera rendimento

é a porcentagem de sinter retorno (SR).

O sinter produzido só pode compor a carga para enfornar, se obedecer às

especificações química, metalúrgica e granulométrica. A granulometria média recomendada

varia de 50,0 mm para o tamanho máximo, até 5,0 mm para o mínimo. Portanto, o material

passante (<5,0 mm) na peneira de malha de 5,0 mm, quando da classificação granulométrica

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do sinter produzido, é denominado sinter retorno (SR), e volta para ser misturado às outras

matérias-primas, sendo sinterizado novamente.

Uma vez esclarecido que a porcentagem de sinter retorno (SR) é a geradora de

rendimento, torna-se necessário, então, trabalhar com matérias-primas que gerem pouco

retorno, assim como também, operar a máquina de sinterizar, de modo a não promover

um retorno em demasia.

Mas é preciso conhecer, sobretudo, as principais causas geradoras desses finos de retorno (<5,0 mm), de modo a evitá-las ou minimizá-las.

Nesta dissertação, foram feitas caracterizações mineralógicas de alíquotas de amostras de sinter feed, adotando-se a abordagem geometalúrgica, as quais tiveram seus rendimentos na sinterização posteriormente medidos em escala piloto. Através de ferramentas estatísticas, utilizando-se o método de regressão linear múltipla, chegou-se a uma equação de correlação, para um universo de 25 amostras, que permite prever o comportamento do sinter feed, quanto ao rendimento na sinterização, com base na mineralogia determinada pela metodologia aqui proposta.

I.1 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

VIEIRA, C.B. Avaliação da qualidade intrínseca de minérios de ferro para uso em altos-fornos. 1996. Tese de Doutorado. CPGEM-EEUFMG, Abril – 1996, 248 p.

COELHO, L.H.; KANEKO, K.M.;LIBANEO, C.A.F.; ALVES, S. de A.; VIEIRA, C.B.; ARAUJO, F.G. da S. Classificação geosiderúrgica dos principais tipos de minérios de ferro brasileiros – sua gênese e seus produtos. In: XXXI Seminário de Redução de Minérios de Ferro da ABM, Santos, SP, 28/Nov a 01/Dez /2000, vol.1, p. 215-229.

BOTTREL, H.M.R. Manual de operação da sinterização industrial da Usiminas (informações verbais – 2001).

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CAPÍTULO II

CLASSIFICAÇÃO GEOSIDERÚRGICA DOS PRINCIPAIS TIPOS DE MINÉRIOS DE

FERRO BRASILEIROS - SUA GÊNESE E SEUS PRODUTOS

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CLASSIFICAÇÃO GEOSIDERÚRGICA

CLASSIFICAÇÃO GEOSIDERÚRGICA DOS PRINCIPAIS TIPOS DE MINÉRIOS DE FERRO BRASILEIROS – SUA GÊNESE E SEUS PRODUTOS

RESUMO

A estabilidade nos processos produtivos (concentração e siderúrgicos) não depende somente de procedimentos operacionais e das instalações industriais. É também função da qualidade dos insumos e das matérias-primas utilizados. É importante classificar os diferentes tipos de matérias primas disponíveis para uso na siderurgia em função de parâmetros intrínsecos de qualidade, sejam eles químicos, granulométricos, mineralógicos, microestruturais, genéticos, etc.

É proposta nesta dissertação uma classificação tipológica, baseada em critérios mineralógicos e considerada a mais adequada para aplicação nas indústrias do setor mínero-metalúrgico, para minérios de ferro brasileiros e seus produtos, sejam eles granulados, sinter feed e pellet feed. Apresenta-se também uma relação dessa classificação com outra, baseada em critérios genéticos.

Classificaram-se os tipos de minérios em hematíticos e hidratados. Hematíticos martíticos caracterizam-se pela predominância da martita e são metamórficos hidrotermais. Hematíticos especularíticos apresentam a especularita e são tectônicos-metamórficos. Hematíticos microcristalinos apresentam a hematita microcristalina, não tendo sido afetados por processos metamórficos. Os hidratados são itabiritos (metamórficos) e jaspilitos (não metamórficos). Os metamórficos dividem-se em itabiritos magnetíticos onde há predominância da magnetita; em itabiritos martíticos com predomínio da martita; em itabirito goethítico, com a goethita; em itabirito especularítico, com a especularita predominante; em itabirito anfibolítico por apresentar pseudomorfos de anfibólios.

A adoção dessa classificação para granulados e finos de minérios de ferro será de grande utilidade para melhor entendimento do comportamento desses materiais nas diversas etapas dos processos mínero-metalúrgicos.

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II.1 - INTRODUÇÃO

Os minérios de ferro e seus produtos são classificados sob vários pontos de vista, muitas vezes de acordo com o interesse comercial, do fornecedor ou do cliente, dependendo do mercado. Por outro lado, são vistos apenas tecnicamente, e a atenção se localiza de modo muito restrito, só na unidade geradora do produto, sem considerar toda uma seqüência que envolve essa matéria-prima, desde a fase do ROM - Run of Mine - até a aciaria. Essas questões, entre outras, tendem a gerar desinformações em mão dupla, o que resulta em prejuízos, tanto para quem fornece quanto para quem utiliza. A informação bem dada gera conhecimento, e este, bem aplicado, conduz a uma maior produtividade.

Por estas razões, é apresentada uma discussão sintetizada do que vem a ser o minério de ferro brasileiro, sua gênese e seus produtos, sob vários pontos de vista, porém, sempre da geologia até a metalurgia.

O estreitamento das relações entre geologia, lavra, processamento mineral e metalurgia (siderurgia), conduz à compreensão integrada destas áreas. Tal compreensão pode ser entendida como geometalurgia (geosiderurgia).

A classificação dos minérios de ferro nos tipos metamórfico-metassomático, para designar minérios compactos e azuis e supergênico para hidratados de coloração marrom a avermelhada, apresentam definições e conceitos vagos e errôneos. Diante destes erros conceituais sugere-se não utilizar o termo genético metassomático.

Diversos autores têm utilizado o termo metassomatismo para o processo de enriquecimento (gênese) do minério de ferro compacto do Quadrilátero Ferrífero-MG (QF-MG)(Fig. 2.1), como um fenômeno de transporte e substituição total de massa e não, como um fenômeno de enriquecimento parcial através de soluções hidrotermais, equiparando este evento hidrotermal, também com o tectônico, o gerador de hematita especular em corpos e lentes, compactos ou não.

Esta dissertação objetiva levar maior compreensão geosiderúrgica a todos os que lidam com minérios de ferro e seus produtos - empresas mineradoras e siderúrgicas - esquivando-se, naturalmente, de questões polêmicas como aquelas que discutem as fontes prováveis do ferro, da sílica, a presença pretérita ou não de carbonatos, modelos geológicos dos jazimentos, etc.

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FIGURA 2.1 – Planta de situação das principais minas de minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero - Minas Gerais (Adaptado de Veríssimo – 1999)

ÁGUA LIMPA (EX-SAMITRI) (CVRD)

(CVRD)

(EX-FERTECO) (CVRD)

(EX-FERTECO) (CVRD)

(EX-FERTECO) (CVRD)

(EX-FERTECO) (CVRD)

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II.2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Formação Ferrífera é um termo definido por James [JAMES – 1954], para designar toda rocha de origem sedimentar química, finamente bandada ou laminada, com teor de 15% ou mais de ferro, também, de origem sedimentar, podendo conter, ainda, camadas de chert. Mais tarde, Gross [GROSS – 1965] expandiu essa denominação a todas as unidades estratigráficas acamadadas, bandadas ou laminadas, com teor de ferro superior a 15%, nas quais os minerais de ferro estavam, via de regra, intercalados com chert, quartzo ou carbonato. Esse termo migrou para Formação Ferrífera Bandada (FFB), ou BIF (Banded Iron – Formation), também utilizado em português, a qual é definida como uma rocha finamente bandada ou laminada, na qual o chert, ou o seu eqüivalente metamórfico – o quartzo – ocorre intercalado a camadas de minerais de ferro, estes, podendo ser óxidos – hematita, magnetita – ou carbonatos e silicatos.

Door e Barbosa [DORR & BARBOSA – 1963], após exaustivos trabalhos na região do Estado de Minas Gerais, denominada Quadrilátero Ferrífero (QF) e, muito especialmente na porção nordeste deste, em Itabira, definiram uma formação ferrífera bandada, de fácies óxido, metamorfisada, como Itabirito, na qual as bandas originalmente de chert ou jaspe, foram recristalizadas em quartzo granular e os minerais de ferro presentes são hematita ou magnetita. Esta definição é mais restrita do que a de [GROSS – 1965], (op. cit.), porém anterior, o que deve ter servido de orientação para este, ampliar a definição de Formação Ferrífera Bandada (FFB). O mais importante é que, apesar do termo Itabirito ter tido, originalmente, uma definição regionalizada, atualmente é consagrado internacionalmente, como uma formação ferrífera bandada metamorfisada.

Então, os termos comumente utilizados para denominar formações ferríferas, principalmente na região oeste da Austrália – jaspilito ou jaspe – caíram em desuso. Atualmente, essas formações ferríferas bandadas (FFB’s) não metamorfisadas, têm citação de conotação importante, somente nos Distritos Ferríferos de Carajás–Pará e de Corumbá (Urucum)–Mato Grosso do Sul, ambos no Brasil. Este último tem prolongamento para o país vizinho, a Bolívia, onde a denominação dada é Distrito Ferrífero de El Mutum. Portanto, além desses dois distritos ferríferos brasileiros, os quais não sofreram metamorfismo, existe, ainda, um outro, desta feita, metamórfico, localizado no centro do estado de Minas Gerais, denominado de Quadrilátero Ferrífero. Dentre os três, este último é o mais estudado, em todos os aspectos, provavelmente devido a diversidade de eventos geológicos a que foi submetido e, também, porque foi descoberto e minerado bem antes dos outros dois.

A literatura especializada em minérios de ferro apresenta três modelos que tentam explicar a sua origem. Eles são denominados singenético, hipogenético e supergênico.

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II.2.1 Singenético

Áreas restritas com formas irregulares teriam sido locais de concentração de precipitação de ferro por longos períodos, ao mesmo tempo em que as formações ferríferas bandadas (FFB’s) eram depositadas nas redondezas. Os eventos geológicos subseqüentes – diagenéticos, metamórficos, tectônicos e supergênicos – poderiam atuar ou não.

Já no início do século XX, Harder e Chamberlin [HARDER & CHAMBERLIN – 1915] lançaram uma hipótese, sugerindo que os minérios hematíticos de alto grau (altos teores de Fe) do Quadrilátero Ferrífero foram um sedimento primário, depositado em ambiente deltáico. Outros autores concordam com eles, no que diz respeito à origem singenética, [ROSIÈRE – 1981], [HOEFS et al. – 1982] e [SCHORSCHER et al. – 1982].

Este autor também concorda, que os minérios de ferro do Quadrilátero Ferrífero - Minas Gerais sejam singenéticos, isto é, contemporâneos, porém, não necessariamente em ambiente deltáico. Os minérios mais ricos, praticamente isentos de quartzo, tipo grandes corpos ou lentes espessas, atualmente de hematita, teriam sido depositadas em depressões da bacia continental, sob a forma mineralógica de magnetita, porque o ambiente físico-químico localizado deveria ter sido mais redutor; nestas condições, o ferro ferroso (Fe2+) seria a forma mais estável. Varajão e colaboradores [VARAJÃO et al. – 1997] também concordam com a hipótese de que os corpos de hematita compacta teriam sido originalmente de magnetita, atualmente oxidados a hematita martítica.

II.2.2 Hipogenético

Esse modelo tem como fundamento básico, o aquecimento de águas subterrâneas por gases quentes oriundos de intrusões ígneas, resultando na dissolução da sílica (SiO2) e na oxidação dos minerais de ferro, proporcionando, assim, um enriquecimento em ferro. Também, tal enriquecimento, segundo esse modelo, poderia acontecer pela introdução de ferro nos espaços deixados pela sílica (SiO2=quartzo) lixiviada. Esse ferro teria sido remobilizado por fluidos hidrotermais; esse conceito advoga o transporte de massa de ferro, dando a conotação metassomática equivocada ao processo. Parece haver um contra-senso físico-químico nessa hipótese – lixiviação da SiO2 e transporte de ferro simultaneamente – uma vez que o primeiro evento ocorre em condições de pH/Eh, onde a hematita – Fe3+

2O3 – é estável e a magnetita – Fe2+O.Fe3+

2O3 – é, praticamente, só oxidada, passando a Fe3+2O3 e

permanecendo in situ. Por conseguinte, nessas condições hidrotermais, não poderia haver dissolução do ferro e muito menos o seu transporte – remobilização – pois o ambiente estaria em equilíbrio físico-químico.

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Essa hipótese hipogênica (metassomática) foi argumentada primeiro por Sanders [SANDERS – 1933], quando estudou formações ferríferas da região de Itabira-MG. Segundo ele, os minérios de ferro de alto grau (teores altos de ferro) do Quadrilátero Ferrífero seriam oriundos da formação ferrífera, por substituição da sílica (SiO2) pelo ferro (Fe2O3), em alusão clara ao processo metassomático.

Quase vinte (20) anos depois, Dorr e colaboradores [DORR et al. – 1952] também advogaram a mesma teoria, sugerindo que os minérios hematíticos de alto grau seriam oriundos da própria formação ferrífera, a partir da substituição metassomática das bandas de quartzo, pela hematita, esta, transportada por fluidos. Dorr e Barbosa [DORR & BARBOSA – 1963] (op. cit.) sugerem que os corpos de minério hematítico de alto grau (altos teores de Fe) se originaram pela substituição metassomática de itabiritos silicosos, subordinadamente, de itabiritos dolomíticos, pela hematita da própria formação ferrífera, transportada por fluidos termais de origem hipogênica, possivelmente oriundos de rochas granitóides intrusivas. Eles afirmam, ainda, que o processo de substituição ocorreu durante o metamorfismo, sob pressões e temperaturas elevadas. Sugerem, também, que o processo gerador do minério teria como parâmetro principal, a mudança de solubilidade do quartzo com o aumento da temperatura. Afirmam que somente nos minérios maciços mais duros e densos, teria havido uma substituição total do quartzo pela hematita, enquanto nos minérios mais porosos, essa substituição teria sido incompleta, deixando claro, no entanto, que o quartzo teria sido remobilizado por lixiviação.

Na verdade, esses autores criaram hipóteses baseadas nas observações de campo e, algumas vezes, em estudos petrológicos de rochas encaixantes (metamórficas) influenciados, provavelmente, pela petrologia das rochas ígneas (magmáticas), disciplinas de grande domínio na época, pelo professor Dr. Aluísio Licínio de Miranda Barbosa, parceiro de trabalho de Dorr, cujos conhecimentos de pós-graduação tiveram origem na Escola Européia, onde o magmatismo era a disciplina paradigmática forte. Os trabalhos de campo eram complementados no laboratório, por poucos especialistas que tinham o domínio do conhecimento petrográfico e petrológico, por meio de lâminas delgadas ao microscópio de polarização, através do estudo em luz transmitida. Microscópios providos de luz refletida ortogonal eram ainda quase uma novidade.

O alicerce de conhecimento desses principais e precursores autores de corrente metassomática – [SANDERS – 1933], [DORR et al. – 1952], [DORR & BARBOSA – 1963], (op. cit.) e [DORR-1965] – foi a região do Distrito Ferrífero de Itabira, a nordeste do Quadrilátero Ferrífero - Minas Gerais, e que apresenta situações geológicas singulares, diferenciando-a das demais regiões. Comparáveis a Itabira, somente os complexos mineiros de João Monlevade e de Rio Piracicaba, ambos localizados, também, na porção nordeste do QF, tendo as minas do Andrade e de Água Limpa (Ex-Morro Agudo), respectivamente, suas principais representantes. Nessa porção nordeste do QF, o principal evento gerador do minério de ferro, a partir da formação ferrífera bandada original, foi o tectonismo, cuja importância passou despercebida a esses autores.

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O evento tectônico promoveu diversas zonas de cisalhamento, de magnitudes variáveis, às vezes com rupturas, ocasionando até falhamentos nos estratos rochosos, que podem chegar a quilômetros de extensão. Esse evento foi responsável por grandes discordâncias, cujo efeito principal foi a transformação mecânica dos minerais de ferro, para uma nova morfologia dos mesmos – hematita especular ou tabular – originária tanto de hematita primária (se existiu) quanto de magnetita (com certeza).

Essa energia mecânica (trabalho) foi transformada parcialmente, em energia térmica, proporcionando o aquecimento de águas subterrâneas, e promovendo o hidrotermalismo, cujas correntes de convecção teriam lixiviado o quartzo (SiO2), exportando-o da FFB, sem alterar a hematita (Fe2O3), a qual seria a fase mineral de ferro estável naquelas condições.

Segundo Herz [HERZ – 1978], o Quadrilátero Ferrífero - Minas Gerais pode ser dividido metamorficamente, em duas partes. Uma delas, a oeste, onde as temperaturas máximas seriam correspondentes à fácies xisto verde, enquanto a outra, a leste, essas temperaturas maiores corresponderiam à fácies anfibolito, gradando para a granulito, de temperatura mais alta ainda. Hoefs e colaboradores [HOEFS et al. – 1982] (op. cit.) encontraram valores crescentes de temperatura de oeste para leste do QF, determinados pelos isótopos de oxigênio, o que confirma a divisão feita por Herz [HERZ – 1978], (op. cit.).

Os estudos elaborados por outros pesquisadores [HARDER & CHAMBERLIN – 1915] (op. cit.), [ROSIÈRE – 1981], [HOEFS et al. – 1982], [SCHORSCHER et al. – 1982], [VARAJÃO et al. – 1997], (op. cit.) e [COELHO et al. – 2000] sugerem que os adeptos do metassomatismo teriam confundido hidrotermalismo de corrente de convecção, originário de tectonismo, com hidrotermalismo relacionado a intrusões ígneas (magmáticas), do tipo granitóide; normalmente, a fase hidrotermal de rochas intrusivas, tanto ácidas quanto básicas, é um evento final e quase sempre saturada em SiO2. Portanto, esse hidrotermalismo ígneo não teria a capacidade de lixiviar a sílica (SiO2) da formação ferrífera, pelo contrário, levaria mais sílica e a precipitaria sob a forma de quartzo de baixa temperatura, empobrecendo mais ainda o minério.

Os autores adeptos do metassomatismo – transporte de massa de ferro e hidrotermalismo ígneo – ignoram a possibilidade de origem singenética dos minérios – corpos de hematita de alto grau e itabiritos – advogada por Harder e Chamberlin [HARDER & CHAMBERLIN – 1915] (op. cit.) e atualmente demonstrada por diversos autores, [ROSIÈRE – 1981], [HOEFS et al. – 1982], [SCHORSCHER et al. – 1982], [VARAJÃO et al. – 1997], (op. cit.) e [COELHO et al. – 2000].

Morris [MORRIS – 1985] argumenta que existem inúmeras dificuldades para se aplicar o que ele denomina de conceito geral de hidrotermalismo para os minérios especularíticos. Na sua listagem de dificuldades, ele cita a ausência de condutos para o fluxo dos fluidos, falta de evidências de alteração das rochas encaixantes abaixo dos corpos de minério hematítico, a presença de goethita em fase mineral hidratada – de baixa temperatura – além da ausência de minerais hidrotermais.

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Esses argumentos são a maior prova de que esse pesquisador, e os defensores do metassomatismo, não conseguiram diferenciar os dois tipos de hidrotermalismo, provavelmente, devido ao paradigma ortodoxo da Escola Magmatista Européia.

Dissecando as dúvidas argumentadas por esse autor, é preciso entender que minérios especularíticos são gerados só por tectonismo – como já relatado – e que esse evento geológico já promove aberturas preferenciais no pacote da formação ferrífera, como fraturas, falhas, microfalhas, etc., que são os condutos naturais por onde os fluidos devem circular, tanto pelo alívio da pressão litostática quanto pelo princípio das correntes de convecção.

Na seqüência, ele observa que não há evidências de alteração das rochas encaixantes sotopostas aos corpos de minério hematítico. E nem deveria haver tais alterações, pois a fase hidrotermal agiu pelo princípio das correntes de convecção, a partir da atividade tectônica, neste caso, epigenética, e não hipogenética, que seria de origem magmática (ígnea); mais uma vez, o autor [MORRIS – 1985] (op. cit.) parece traído pelo pensamento magmatista ortodoxo.

Considerando que a formação ferrífera bandada – itabiritos silicosos – e os corpos de minério hematítico apresentam uma assembléia mineralógica monótona, composta por hematita e quartzo, às vezes com relictos de magnetita, não é de se esperar a presença de minerais hidrotermais, a não ser o próprio quartzo, quando os fluidos termais são endógenos à própria formação ferrífera. Para uma situação exógena, configurada por hidrotermalismo ígneo, haveria tal possibilidade. Mais uma vez, o autor [MORRIS – 1985] (op. cit.) suscitou dúvidas, provavelmente devido um raciocínio puramente magmatista.

Finalmente, Morris [MORRIS –1985] (op. cit.) não encontra explicação para a presença de goethita – denominada por ele de fase mineral hidratada de baixa temperatura – em muitos depósitos de minério de ferro. Aqui, parece haver mais um equívoco genético desse autor, uma vez que a goethita (FeOOH) é uma fase mineral oriunda exclusivamente da alteração supergênica (meteórica) e não, de hidrotermalismo. No caso da formação ferrífera, fácies óxido subfácies magnetita [JAMES – 1954] (op. cit.), o mineral (óxido) que teria ferro ferroso (Fe2+) na composição química seria a magnetita (Fe2+O.Fe3+

2O3). Por conseguinte, a magnetita que sobreviveu a todos os eventos geológicos – metamórfico e tectônico – ou o que restou dela, foi submetida à atividade supergênica (meteórica), resultando no aparecimento da goethita (FeOOH), em equilíbrio físico-químico com a hematita martítica. Mais raramente, ocorre goethita nos depósitos especularíticos e, quando acontece, a quantidade é insignificante, porque o processo gerador da hematita especular é sempre acompanhado de uma fase fluida quente – hidrotermal – que oxida praticamente todo o Fe2+ para Fe3+, sem hidratar; resulta praticamente, só hematita especular como fase mineral de ferro, quando o tectonismo é bastante enérgico. Por conseguinte, quando esse depósito for submetido a atividade supergênica, somente o quartzo estará sujeito à alteração – lixiviação – enquanto a hematita nada sofrerá, praticamente, pois é uma fase mineral estável naquelas condições. Esta observação é válida tanto para hematita especular quanto para hematita martítica, esta, de origem hidrotermal ou meteórica (supergênica).

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Acredita-se que a falta de explicação ao autor, para a presença de goethita em muitos depósitos de hematita, pode estar relacionada com o conceito equivocado de hidrotermalismo ígneo como gerador de goethita, negligenciando ou desconsiderando a verdadeira origem da mesma, que é supergênica.

De um modo geral, acredita-se que as inúmeras dificuldades relatadas por Morris [MORRIS – 1985] (op. cit.) tenham sido fundamentadas no modelo defendido por Dorr e Barbosa [DORR & BARBOSA – 1963] (op. cit.), quando esses advogam a origem metassomática (hipogênica) para os minérios hematíticos de alto grau (ricos) e, na seqüência dos relatos, eles misturam metassomatismo com lixiviação supergênica, quando tratam de minérios mais porosos. Eles [DORR & BARBOSA – 1963] (op. cit.) dizem que nestes, a substituição teria sido incompleta e que o quartzo teria sido removido por lixiviação.

O terceiro e último modelo que tenta explicar a origem dos minérios de ferro é:

II.2.3 Supergênico

Este processo ocorre na superfície da crosta terrestre, a profundidades até superiores a 500 metros e está em curso. Ele é conhecido, ainda, como intemperismo ou meteorismo.

O princípio básico reside na retirada (lixiviação) parcial ou total da ganga (silicatos e carbonatos), acompanhada por oxidação e hidratação de minerais de ferro que sejam susceptíveis, resultando num material residual mais enriquecido ou concentrado relativamente.

Interessantes são as observações de Dorr [DORR – 1964]. Ele afirma que os minérios de ferro de baixo grau (teores mais baixos) do Quadrilátero Ferrífero seriam supergênicos, formados a partir de intemperismo do itabirito. Na seqüência, diz que a desagregação dos itabiritos duros e friáveis resultando um material com enriquecimento residual em ferro, é devida à percolação de soluções constituídas, principalmente, por quartzo e, secundariamente, por outros constituintes solúveis, as quais promovem uma hidratação subordinada da hematita. O autor afirma, ainda, que, com o desenvolvimento do processo de intemperismo, a maior parte do quartzo foi retirada (lixiviada) e houve maior “hidratação da hematita”.

A afirmação de Dorr [DORR – 1964] (op. cit.), com relação à “hidratação da hematita” pode ser ambígua. Primeiramente, a hematita não é passível de hidratação nas condições supergênicas. Ele pode ter querido dizer que, quando o enriquecimento residual é pequeno, a fase hidratada neoformada (goethita) é pouca. No entanto, quando a maior parte do quartzo é lixiviada, o enriquecimento residual é maior e vem acompanhado de fase hidratada (goethita) em maior quantidade, cimentando partículas e cristais menores de hematita. Essa

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última assertiva é, na verdade, a descrição sucinta de um material aglomerado, termo conhecido na literatura como canga de minério, e já bastante difundido.

Acredita-se que os pesquisadores adeptos do metassomatismo, simplesmente, não dispunham de equipamentos adequados – microscópios petrográficos de polarização, de luz refletida – para complementar seus trabalhos de campo, o que os levou e a várias gerações de geólogos, a acreditar nessa similaridade, a ponto de torná-la um forte paradigma.

Para estudos de minerais transparentes, já existia microscópio petrográfico de polarização para luz transmitida, desde 1834.

A comprovação dessa hipótese é encontrada em [UYTENBOGAARDT – 1951], pág. 7, onde este autor, durante a elaboração de tabelas-padrão para identificação de minerais-minérios opacos ao microscópio, cita diversos autores cujos trabalhos principais datam de 1931 a 1947. Portanto, acredita-se que o microscópio de polarização para luz refletida, tenha sido desenvolvido, ou substancialmente melhorado, durante este período.

Por conseguinte, pretende-se, também, nesta dissertação, além de fornecer uma visão mais atualizada dos produtos e questões geosiderúrgicos, complementar, pelo menos em parte, o trabalho daqueles cientistas da geologia do minério de ferro.

II.3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO

As denominações e classificações dadas aos minérios de ferro seguem critérios como: morfologia dos corpos, eventos geológicos envolvidos, mineralogia e microestrutura (textura). Diversos desses critérios são também utilizados por Hasui e colaboradores [HASUI et al. – 1994a e 1994b] e outros pesquisadores.

Serão apresentadas, a seguir, classificações do ponto de vista da geologia e do beneficiamento, levando em consideração tipos litológicos e mineralógicos, bem como, da metalurgia (siderurgia) considerando tipos de produtos granuloquímicos e mineralógicos e, ainda, de uma visão global e mais ampla, a geosiderúrgica.

II.3.1 Visão da geologia e do beneficiamento – (Tipos litológicos/Mineralógicos)

Corpos ou lentes de hematita - Metamórficos, geralmente não hidratados, são divididos em dois tipos, de acordo com a mineralogia presente:

• Martítica – De origem hidrotermal, caracterizam-se por apresentarem a martita como mineral-minério predominante; geralmente apresentam-se na forma compacta e às

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vezes parcialmente hidratada. Os principais produtos gerados por estes corpos são granulados e sinter feed, tendo o pellet feed como secundário. As minas da Mutuca, Córrego do Feijão e Pau Branco são exemplos típicos.

• Especularítica – Tem origem tectônica, predominância da especularita, podem ser compactos, friáveis ou pulverulentos e não são hidratados. Estes corpos geram granulados, sinter feed e pellet feed, dependendo do grau de friabilidade. Exemplo: Cauê, Conceição, Andrade, etc.

Itabiritos – São metamórficos, variando de hidratados a não hidratados.

• Itabiritos hidratados – Classificam-se de acordo com o mineral predominante. São metamórficos e supergênicos (hidratados). Seus principais produtos são sinter feed e pellet feed, o granulado é secundário. Exemplos: Alegria, Capanema, etc.

Martíticos – Apresentam a hematita martítica como mineral-minério predominante, podendo ter quantidades subordinadas de goethita; a hematita especularítica pode aparecer em pequenos porcentuais, e ainda, relictos de magnetita.

Goethíticos – Caracterizam-se por apresentarem a goethita em maior porcentual; contém, ainda, quantidades subordinadas de hematita martítica, podendo conter ou não, restos de magnetita e hematita especularítica.

Magnetíticos – Têm a predominância da magnetita, podendo conter hematita martítica e goethita. A hematita especularítica pode estar presente ou não. Estes tipos são pouco expressivos nos jazimentos.

• Itabiritos hematíticos não hidratados – São tectono-metamórficos. Seus principais produtos são sinter feed e pellet feed; granulado é raro. Exemplos: Cauê, Andrade, Germano (exaurida), etc.

Especularíticos – Caracterizam-se por apresentarem a hematita especularítica.

Jaspilitos – Não metamórficos, supergênicos (hidratados e não hidratados).

• Hematíticos microcristalinos - Hidratados – Apresentam a hematita microcristalina como mineral-minério predominante, podem conter quantidades subordinadas de hematita martítica e pequenos porcentuais de goethita e restos de magnetita. Este tipo de minério gera sinter feed e pellet feed, e o granulado é secundário. Exemplo: Carajás (N4E)-PA.

• Hematíticos microcristalinos – Não hidratados – Caracterizam-se por apresentarem a hematita microcristalina. Seus principais produtos são: granulados, sinter feed e pellet feed. Exemplo: Corumbá-MS.

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II.3.2 Visão da geologia, do beneficiamento e da metalurgia (siderurgia) – (Tipos de produtos granuloquímicos e mineralógicos)

Granulados / Sinter Feed / Pellet Feed

• Hematíticos martíticos – São metamórficos hidrotermais, ocorrendo na forma de grandes corpos e lentes de hematita – Quadrilátero Ferrífero-MG.

• Hematíticos especularíticos – São metamórficos tectônicos, corpos e lentes de hematita – Quadrilátero Ferrífero-MG.

• Hematíticos microcristalinos – Não metamórficos; sofreram enriquecimento supergênico de jaspilitos – Distrito Ferrífero de Corumbá-MS.

• Hidratados – não metamórficos – enriquecimento supergênico de jaspilitos – Apresentam hematita microcristalina, hematita martítica subordinada; quantidades pequenas de goethita e de magnetita podem estar presentes – Distrito Ferrífero de Carajás (N4E)-PA.

• Hidratados – metamórficos – enriquecimento supergênico de itabiritos – Apresentam hematita martítica, goethita subordinada e, secundariamente, hematita especularítica e restos de magnetita. Geralmente são denominados de “chapinha” – Quadrilátero Ferrífero-MG.

Os granulados são destinados aos reatores de redução direta ou aos altos-fornos, se os teores de ganga são baixos ou altos, respectivamente.

O sinter feed é destinado aos processos de aglomeração a quente (sinterizações), para compor a carga de reatores tipo altos-fornos ou, quando não aglomerado, para alimentar alguns processos emergentes de obtenção de ferro primário. Para estes últimos, o sinter feed deve ter menores teores de ganga.

O pellet feed é destinado, basicamente, aos processos de aglomeração a quente (pelotizações), para fazer parte da carga de reatores de redução direta e de altos-fornos, dependendo dos teores de ganga, se menores ou maiores, respectivamente. São destinados, ainda, para processos emergentes de obtenção de ferro primário, os quais utilizam pelotas verdes ou cruas, do tipo auto-redutoras.

II.3.3 Visão geosiderúrgica – mais ampla.

Os produtos obtidos dos minérios de ferro podem ser considerados, basicamente, de três tipos granulométricos:

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• granulado (6,35 mm a 50 mm)

• sinter feed (0,150 mm (100 mesh) a 6,35 mm)

• pellet feed ( < 0,150 mm (100 mesh))

Se for analisado cada produto em separado e mantidas constantes a granulometria e a química, podem ser feitas diversas considerações com relação ao desempenho dos mesmos, nas etapas subseqüentes de aglomeração e de redução.

O desempenho dos produtos, tanto nos processos de aglomeração, a frio e a quente - sinterizações e pelotizações - quanto nos reatores de redução, será uma função direta da combinação de suas propriedades intrínsecas, quais sejam:

• morfologia das partículas - ovóides, placóides, etc.

• mineralogia - predominância ou não, de uma determinada fase mineral.

• microestrutura (textura) - arranjo, morfologia, tamanho médio (moda) e distribuição dos cristais (grãos) e dos poros nas partículas.

• dispersão granulométrica - concentração ou não, de partículas em menor número de peneiras consecutivas.

Portanto, os produtos obtidos dos depósitos ferríferos - granulado, sinter feed e pellet feed - devem ser encarados, hoje, de maneira diferente daquela de um passado até bem recente.

Atualmente, além da granulometria e da química, a mineralogia e a microestrutura devem fazer parte do “menu” de tecnologia, pois o seu conhecimento pode se traduzir em ganhos de produtividade em qualquer dos processos mencionados acima, seja de concentração ou siderúrgico.

Esses ganhos de produtividade ocorrem tanto pela diminuição ou eliminação de desperdícios quanto pelo aumento de produção.

O aumento de produção se verifica tanto nas sinterizações e pelotizações quanto nos diversos tipos de reatores, quando são utilizados minérios (produtos) ou misturas de melhores qualidades metalúrgicas (siderúrgicas).

As qualidades metalúrgicas avaliadas por diversos índices tais como: índice de degradação sob redução a baixas temperaturas (RDI), índice de redutibilidade (IR), índice de

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tamboramento (TI), índice de abrasão (AI), grau de metalização, crepitação, etc., são previsíveis quando os minérios (produtos) são estudados, também, sob o ponto de vista da mineralogia e da microestrutura (textura).

Já é conhecido da comunidade siderúrgica o fato de que, minérios (produtos) apresentando mesma distribuição granulométrica e análises químicas semelhantes têm, muitas vezes, comportamentos metalúrgicos distintos. Por esta razão, acredita-se, torna-se necessário fazer uma série de ensaios metalúrgicos para avaliar o comportamento de cada minério (produto) recebido. Esse procedimento sinaliza, para o técnico da siderurgia a necessidade ou não de fazer misturas com outros tipos de minérios (produtos), de modo a garantir a estabilidade da rotina nos processos. Esses ensaios têm de ser feitos sempre em grande número e seu custo é alto. Sem o resultado desses ensaios, as áreas de produção não se sentem seguras com relação à estabilidade da rotina nos processos produtivos.

Os vários minerais e suas morfologias respondem diferentemente aos processos de classificação e concentração, sejam por peneiramento, flotação, separação gravítica e magnética, gravitacional, etc. Essas mesmas diferenças impactam singularmente nos processos de moagem. Portanto, os dados obtidos da mineralogia, minerais-minérios e ganga, além da microestrutura (textura), tanto do minério quanto do produto gerado, são subsídios muito importantes para os processos de obtenção de concentrados e demais processos siderúrgicos subseqüentes.

II.3.4 Características

As principais características dos minérios de ferro brasileiros e de seus produtos são:

• Hematíticos martíticos - Quadrilátero Ferrífero-MG

- cor cinza azulada

- brilho submetálico a metálico (fosco)

- fratura subconchoidal a conchoidal

- densidade picnométrica >5 (granulados e concentrados)

- hematita martítica predominante

- morfologia granular para cristais (grãos) e ovóides para partículas

- % menor de: PPC, P, Al2O3

- % pequena de poros

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• Hematíticos especularíticos - Quadrilátero Ferrífero-MG

- cor cinza azulada

- brilho metálico intenso

- densidade picnométrica >5,0 (granulados e concentrados)

- hematita especularítica predominante

- morfologia tabular (lamelar) para cristais (grãos) e partículas

- % menor de: PPC, P, Al2O3

- % pequena de poros

• Hematíticos microcristalinos – Carajás (N4E)-PA, Corumbá-MS

- cor marrom ou vermelha

- densidade picnométrica + 5,0 (granulados e concentrados)

- hematita microcristalina (primária) predominante

- hematita martítica (pode não conter)

- goethita (pode não conter)

- % maior de: PPC, P, Al2O3 (pode haver exceção)

- % grande de poros

• Hidratados - Quadrilátero Ferrífero-MG

- cor marrom ou vermelha

- densidade picnométrica <5,0 (granulados e concentrados)

- hematita martítica predominante

- goethita subordinada

- hematita especularítica subordinada

- relictos de magnetita

- % maior de: PPC, P, Al2O3

- % grande de poros

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Os termos minério metassomático, compacto, azul, supergênico, vermelho e marrom deveriam ser abolidos como indicativos de qualidade ou de comportamento na siderurgia. Minério de ferro “metassomático”, literalmente, passaria a ser chamado de hidrotermal. No entanto, a terminologia tornou-se sinônimo equivocado de minério azul, o qual é usado para designar tanto os hematíticos martíticos quanto os hematíticos especularíticos.

É sabido que eles apresentam comportamentos diferentes nos processos de concentração e principalmente nos reatores de redução e, nestes últimos, muitas vezes até antagônicos com relação a determinados índices de avaliação.

A cor vermelha ou marrom dada aos minérios supergênicos vai acompanhada da designação de hidratados. Essa é uma verdade só parcial. Existem minérios vermelhos ou marrons, cuja hidratação se equipara a dos minérios azuis, isto é, baixa. Os minérios vermelhos ou marrons também apresentam, muitas vezes, comportamentos diferentes nos processos de concentração e nos reatores de redução. A causa dessas diferenças reside, também, na assembléia mineralógica e na microestrutura (textura) desses minérios.

II.4 – CONCLUSÕES

Considerando as denominações dadas aos diversos tipos de minérios de ferro, algumas atualmente inadequadas, principalmente sob o ponto de vista siderúrgico, uma vez que elas não oferecem subsídios que levem à estabilidade da rotina nos processos produtivos, conclui-se que é importante a adoção de uma classificação geosiderúrgica baseada em critérios mineralógicos .

A classificação geosiderúrgica, nesses moldes, já traz consigo a previsibilidade de comportamento nos processos de concentração e siderúrgicos. Essa previsibilidade antecede aos resultados dos ensaios metalúrgicos (siderúrgicos). Com isso, o número de ensaios pode vir a ser drasticamente reduzido.

Também, o conhecimento antecipado do tipo de minério (produto) oferecerá mais confiança às áreas produtivas, resultando na manutenção estável da rotina nos processos produtivos.

Em síntese, a classificação apresentada, tanto para minérios quanto para produtos, em qualquer granulometria e que atende às necessidades básicas de conhecimento das empresas de mineração e siderúrgicas é a seguinte:

* Hematíticos martíticos

* Hematíticos especularíticos

* Hematíticos microcristalinos

* Hidratados - Hematíticos martíticos goethíticos

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II.5 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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CAPÍTULO III

METODOLOGIA DE CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA E MICROESTRUTURAL

PARA MINÉRIO DE FERRO – ÊNFASE PARA SINTER FEED

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METODOLOGIA DE CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA E MICROESTRUTURAL PARA MINÉRIO

DE FERRO – ÊNFASE PARA SINTER FEED

RESUMO

A especificação química e granulométrica para minérios de ferro, não é suficiente para garantir a obtenção de bons índices que controlam a qualidade dos produtos. É necessário conhecer outros parâmetros, que se traduzem pelas propriedades intrínsecas de cada material, obteníveis através da caracterização mineralógica e microestrutural do minério (produto) de ferro.

Os procedimentos para análise mineralógica em lupa binocular e ao microscópio são discutidos para todos os materiais das minas de ferro – granulados (NPO), sinter feed e pellet feed.

É apresentado um roteiro minucioso de como preparar os materiais – pastilhas ou seções polidas – para estudo mineralógico e microestrutural, através do microscópio ótico de polarização, com luz refletida.

O trabalho contempla, também, de forma detalhada, o método de análise ao microscópio para todos os tipos granulométricos de produtos, além da formulação matemática de cálculos, que é bastante simples, para transformar as porcentagens volumétricas, obtidas diretamente das leituras feitas pelo mineralogista, em porcentagens em peso. Os resultados são exemplificados em planilhas, tanto em volume quanto em peso.

Propõe-se que sejam analisadas as características mineralógicas e microestruturais de seis frações granulométricas do sinter feed, a saber: partículas super grossas (+ 6,35mm), partículas nucleantes tipo B (-6,35mm + 3,00 mm), partículas nucleantes tipo A (-3,00mm + 1,00 mm), partículas intermediárias (-1,00mm +0,3mm), partículas aderentes (- 0,3mm +0,106mm) e partículas superfinas (- 0,106mm). As identidades mineralógica e microestrutural dessas frações devem ser constituídas por 114 parâmetros de análise, sendo 63 para as características mineralógicas e 51 para características microestruturais.

III.1 – INTRODUÇÃO – HISTÓRICO DA MICROSCOPIA ÓTICA

O microscópio ótico surgiu por volta de 1.600. O físico e astrônomo italiano, Galileo Galilei, construiu um dos primeiros microscópios, o seu próprio [LAROUSSE –1979]. Em

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1.609, ele construiu a luneta que leva o seu nome. Acredita-se, portanto, que o microscópio seja contemporâneo da luneta. Ele era um equipamento simples com uma só lente convexa.

Foi o início das observações do mundo microscópico tendo servido, possivelmente, para despertar a curiosidade dos pesquisadores da época, no sentido de conhecer algumas características das plantas e de pequenos animais.

O microscópio teve poucas modificações durante mais de duzentos anos. Segundo Patzelt [PATZELT – 1975], foi no ano de 1834 que H. F. Talbot equipou, pela primeira vez, um microscópio com polarizadores. No entanto, a demanda por esse tipo de equipamento com polarização autêntica era muito pequena.

Possivelmente, a construção desse tipo de microscópio era dispendiosa e somente os modelos simples eram construídos. Os grandes clientes da época eram os petrógrafos, os quais equipavam os seus microscópios simples, com prismas denominados de NICOL. Esse nome era em homenagem ao seu descobridor, e os prismas eram do mineral calcita – carbonato de cálcio – de grande pureza.

Tal situação perdurou até 1885, quando o fabricante de Wetzlar, ERNST LEITZ, construiu um microscópio específico de polarização. Segundo esse autor, os microscópios de polarização eram para luz transmitida e passaram a ser um importante instrumento de trabalho para mineralogistas e geólogos, que puderam determinar, quantitativamente, vários parâmetros de suas amostras, utilizando um só equipamento. Mais tarde, ele foi empregado em alguns setores da biologia e da medicina.

Esses microscópios eram monoculares e providos de um espelho para iluminação transmitida, principalmente da luz diurna.

A configuração clássica dos mesmos permaneceu por dezenas de anos, e somente na década de 1950, surgiram modelos de nova geração, binoculares e também, com sistema de iluminação refletida ortogonal. Até esta época, o grande conhecimento das características dos materiais, sob a visão microscópica, era para os transparentes, por exemplo, minerais formadores das rochas, tipo quartzo, feldspatos, micas, anfibólios, piroxênios, etc.

Os materiais opacos só foram alvo de especulação maciça ao microscópio, após o desenvolvimento de equipamentos capazes de parametrar algumas características intrínsecas dos mesmos, por exemplo, a porcentagem de reflectividade, birreflectância, anisotropismo ótico, cor, etc.

Isto só foi possível, também, após exaustivos trabalhos de renomados cientistas e pesquisadores, os quais elaboraram um grande número de fichas e tabelas [UYTENBOGAARDT – 1951], como padrão de referência. O pesquisador Uytenbogaardt [UYTENBOGAARDT – 1951], quando da elaboração de suas tabelas-padrão para identificação de minerais opacos ao microscópio, teve acesso a diversos trabalhos de vários autores, cujos principais datam de 1931 a 1947. Ele comenta, ainda, que Fairbanks [FAIRBANKS – 1946] desenvolveu um sistema de identificação de minerais opacos, através

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de cartões, para serem utilizados ao microscópio. Afirma, também, que os microscopistas ainda teriam dificuldades para determinar algumas propriedades dos minerais, em virtude da falta de equipamento.

Acredita-se, por conseguinte, que o microscópio de polarização para luz refletida tenha sido desenvolvido ou substancialmente melhorado, neste período, fato concordante com a informação de Patzelt [PATZELT – 1975] (op. cit.), do surgimento de nova geração de microscópios na década de 1950.

Na atualidade, são diversas as técnicas desenvolvidas para identificação de minerais opacos, podendo ser consideradas as principais, análises químicas instrumentais (espectroscopia de raios-X) esta, como coadjuvante, difratometria de raios-X, microscopia ótica de polarização, com luz refletida, microscopia eletrônica – microssonda eletrônica de varredura (MEV) – com espectrômetro de energia dispersiva (EDS) acoplado e analisador de imagens, e espectroscopia Mössbauer.

Pimenta e colaboradores [PIMENTA – 1993], quando da caracterização da estrutura do sinter de alto-forno, comentaram que “as determinações qualitativas foram feitas nos sínteres, antes dos ensaios de redução, através da microscopia ótica convencional, e englobam, além da identificação das fases, observações referentes à morfologia e distribuição das fases. A determinação quantitativa foi realizada por intermédio de um analisador de imagens”.

Esse mesmo pesquisador, [PIMENTA – 1992], já havia enfatizado que, no caso do sinter, que é um material de grande complexidade na sua estrutura, “a técnica mais usada para determinação qualitativa é aquela que leva em consideração as características óticas das fases e tem como ferramenta principal o microscópio ótico. Como suporte à microscopia ótica convencional, são empregadas outras técnicas que levam em conta outras características das fases, quando apenas as características óticas não são suficientes para identificá-las”.

Aqui, esse autor é bastante claro, com relação à técnica mais utilizada para qualificação de fases minerais e microestruturais – o microscópio ótico.

Mais adiante, ele diz que a determinação quantitativa foi realizada por intermédio de um analisador de imagens, em alusão clara à complementariedade de técnicas e procedimentos. Por conseguinte, o analisador de imagens, neste caso, não é um equipamento excludente do microscópio ótico de polarização com luz refletida, nem uma técnica elimina a outra, no estado atual da arte analítica por imagens. Elas são, na verdade, complementares.

Pimenta [PIMENTA – 1992] (op. cit.) diz, também, que “a análise quantitativa de fases em sínteres é feita, geralmente, através de medições baseadas nos diferentes poderes de reflexão das fases”. A identificação das fases mineralógicas ao microscópio ótico de polarização, com luz refletida, utiliza a reflectividade como um dos parâmetros para a identificação mineral, exatamente o mesmo princípio fundamental estudado por Folinsbee [FOLINSBEE – 1949], e utilizado na técnica da análise de imagens, para qualificação de

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fases minerais. A quantificação dessas fases é uma operação matemática, de integração de áreas ou de volumes.

Na verdade, o que a técnica por análise de imagens faz, é a quantificação mais rápida das fases minerais, pelo poder de reflexão de cada uma delas, através de microscopia ótica convencional, ou microscopia eletrônica, e equipamento eletrônico de captura de imagens, utilizando de um programa de computador.

Essa técnica está capacitada a identificar, também, as fases minerais, através de parâmetros geométricos [PINTO – 1996]. É, no entanto, na área mineral, uma técnica muito demorada, de custo elevado e, por isso, de uso não rotineiro, salvo raríssimas exceções.

O operador desse tipo de equipamento poderia ser mais um físico, analista de sistema ou similar, do que um mineralogista, uma vez que a grande maioria dos fundamentos são das ciências da física e da computação, as quais demandam mais atividade do operador. As fases minerais e suas microestruturas são relativamente poucas e de fácil compreensão e aprendizagem.

Fases polimorfas como da hematita – especular, martítica, romboédrica, esqueletiforme -, ferritos de cálcio – acicular fino, comprido, colunar, dendrítico -, entre tantas outras, são determinadas rapidamente como uma fase mineral única, ou só hematita por um lado, ou só ferrito de cálcio por outro, uma vez que as diferentes morfologias de cada espécie mineral apresentam as mesmas propriedades óticas. Então, a separação de cada espécie, em cada morfologia específica, só é possível, na atualidade, e com menores custos e tempos, através do mineralogista, utilizando da microscopia ótica de polarização, com luz refletida.

Pelo exposto, esta última é a técnica rotineira mais interessante, de menor custo e a mais utilizada, pois além da quantificação das fases, oferece respostas qualitativas de máxima importância, como microestrutura mineral, de poros, tamanho de cristal (grão), morfologia e tamanho de trincas, entre outros parâmetros, com boa rapidez, além de serem pequenas as margens de erro relativo.

III.2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

As usinas siderúrgicas que produzem sinter o fazem procurando, sempre, um produto que tenha boas qualidades química, mecânica e metalúrgica. Essas qualidades devem ser obtidas a um custo mínimo, portanto, persegue-se baixo consumo de energia e alta produtividade.

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Considerando que o minério de ferro – sinter feed – e os finos de retorno da máquina de sinterizar perfazem, via de regra, mais de 80% da massa da mistura, torna-se evidente a importância de se conhecer bem as características desse material.

O sinter feed sozinho é o componente majoritário dessa mistura de materiais diversificados, sendo responsável por cerca de 55% a 60% de toda a massa, independente da porcentagem de recicláveis diretos e de resíduos a serem incorporados.

Os finos de retorno com 25% a 30%, os corretivos básicos – calcário calcítico (9%), dolomito (1,5%) e CaO virgem (1,0%) – além de coque ou coque de petróleo (3,5%), completam o balanço de massa.

É evidente que cada um desses materiais tem sua importância técnica e econômica, independente de sua participação porcentual na mistura. No entanto, quem mais carece de conhecimentos, além das rotineiras análises granulométricas e químicas, é o minério de ferro – sinter feed.

A siderurgia tem utilizado minérios de ferro de várias procedências, com distribuições granulométricas similares, mesmos teores químicos e, no entanto, tem experimentado resultados diferentes, desde a aglomeração a frio, até a etapa de redução nos reatores. Ficou claro, a partir daí, que existem outras características distintivas entre os diversos tipos de minérios de ferro. Essas características podem ser ditas como sendo as propriedades intrínsecas de cada um desses materiais, as quais são uma função direta dos processos geradores dos minérios. No caso do Brasil, desde a sedimentação – tipo de precipitado químico – passando por metamorfismo, tectonismo e intemperismo, além da intensidade e do tempo de duração de cada um desses eventos.

Entende-se que tais processos e os atributos atrelados a eles, com certeza sejam da magna importância para a ciência geológica, de modo a definir as diversas gêneses e assembléias minerais. Porém, a importância geosiderúrgica a jusante, clama por outros parâmetros de utilização mais direta, como é o caso da mineralogia – sua qualificação e quantificação – morfologia e tamanho de cristais (grãos) e de poros, suas distribuições nas partículas, enfim, sua microestrutura.

Geometalurgia / geosiderurgia compreende o estreitamento das relações entre geologia, lavra, processamento mineral e os processos metalúrgicos / siderúrgicos. É um termo que engloba conhecimento multidisciplinar e que retrata uma forte integração entre todas as áreas.

Para o material a ser estudado, sinter feed, é interessante mencionar, também, as características morfológicas das partículas nucleantes (-6,35 mm + 0,71 mm), relação entre as porcentagens de partículas nucleantes e de aderentes (-0,21 mm), porcentagens de partículas intermediárias (-0,71 mm + 0,21 mm), localização espacial da ganga – SiO2, Al2O3 – se nas nucleantes ou nas aderentes, etc.

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Para obter bom êxito na utilização dos diversos parâmetros geosiderúrgicos, é necessário padronizar os procedimentos de obtenção dos mesmos.

As análises granulométricas e químicas são obtidas através de procedimentos já padronizados.

No entanto, para a análise mineralógica, apesar de existirem padrões para quantificação das fases minerais, não existe, ainda, um procedimento universalizado ou padrão, para atender à maioria das necessidades da comunidade mínero-metalúrgica.

Os parâmetros mineralógicos fornecidos pelo mineralogista, para utilização em uma determinada atividade, ora são poucos, ora são em demasia e, às vezes, em linguagem tão complexa, que o solicitante desse tipo de serviço fica sem saber como usá-los. De modo geral, isso acontece, provavelmente, em virtude da não padronização de procedimentos analíticos rotineiros, por um lado e, por outro, porque o solicitante desconhece quais os parâmetros que seriam mais importantes para o seu processo produtivo.

No caso do minério de ferro, existem três tipos granulométricos clássicos de produtos – lump ore, sinter feed e pellet feed. Como este tema trata especificamente do sinter feed, é interessante mencionar, também, características morfológicas, microestruturais, etc., em conjunto com as análises químicas, granulométricas e mineralógicas.

No Brasil, os principais minerais de ferro e de ganga são, respectivamente, hematita, goethita, restos de magnetita e quartzo, caulinita, gibbsita e minerais de manganês; mais raramente, podem estar presentes, mica, cianita, rutilo, ilmenita, etc.

A mineralogia quantificada, só desta forma, não atende às necessidades processuais. É necessário informar, pelo menos, qual o tipo morfológico de hematita, uma vez que ela é majoritária nos minérios de ferro brasileiros, e um tipo impacta os processos, de forma diferente de outro tipo [FEITOSA et al. – 1993], [COELHO et al. – 1994, 2000].

Para a microscopia ótica de polarização com luz refletida, também denominada de microscopia ótica convencional, foi elaborada uma rotina para quantificar essas fases minerais, e que será abordada como procedimentos para análise mineralógica.

Os parâmetros mais importantes a serem obtidos por meio dessa técnica microscópica, e que se relacionam com este trabalho, são a mineralogia – quantificada em peso – porcentagem de poros e tamanho de cristais (grãos) de hematita – especular (HE) e martítica (HM). Os outros minerais são também quantificados e codificados com duas letras, goethita (GO), magnetita (MA), quartzo (QZ), caulinita (CA), gibbsita (GI), minerais de manganês (Mn), mica (MI), cianita (CI), rutilo (RU), ilmenita (IL), etc.

Como esta dissertação trata de sinter feed para elaboração de um aglomerado a quente, o sinter, é de suma importância saber qual a morfologia da hematita, se HE ou HM, a quantidade de poros nas partículas nucleantes – (+ 1,00mm) nesta dissertação – localização espacial da ganga, SiO2 e Al2O3, se nas nucleantes, intermediárias ou aderentes, etc.

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A qualificação, quantificação e localização desses parâmetros guardam correlação positiva ou negativa, com as propriedades físicas e metalúrgicas do aglomerado – o sinter – dependendo, entre outros fatores, de sua localização espacial dentro da distribuição granulométrica do sinter feed. Carneiro e colaboradores [CARNEIRO et al. – 1988] e Pastore e colaboradores [PASTORE et al. – 1994], abordam a importância de se conhecer a localização espacial da SiO2 no sinter feed, porém, suas conclusões são antagônicas.

A importância de quantificar rotineiramente os parâmetros mineralógicos, está evidente em Pimenta e colaboradores [PIMENTA et al. – 1999], onde os autores declaram que “a especificação química e granulométrica dos minérios de ferro não é, no entanto, suficiente para garantir a obtenção dos índices de produtividade da sinterização, nem da qualidade dos aglomerados produzidos. Características estruturais, texturais e mineralógicas dos minérios, apesar de extremamente importantes, ainda hoje são pouco exploradas, não sendo consideradas na escolha de minérios para sinterização. Diante desses fatos, a avaliação prévia dos minérios em sinterização piloto cresceu em importância no auxílio da definição da mistura de minérios mais adequada”.

A afirmação desses autores [PIMENTA et al. – 1999] (op. cit.) é uma alusão bastante clara, quiçá até imperativa, da necessidade de caracterização mineralógica e microestrutural de minério (produto) como um item de controle, atrelado às análises granulométricas e químicas, de modo a criar maior previsibilidade comportamental na máquina de sinterizar, diminuindo, assim, a quantidade de ensaios piloto, contribuindo, portanto, para melhorar a rotina do processo produtivo.

A mineração e a siderurgia, de posse dessas informações complementares, ficam aptas a fazer diversos blends de caráter tecnológico e econômico, de modo a atender a meta de produzir um sinter com menor consumo de energia, maior produtividade na máquina de sinterizar e, ainda, com boas características químicas, mecânicas e metalúrgicas.

III.3 – PROCEDIMENTOS PARA ANÁLISE MINERALÓGICA, DE MATERIAIS DAS MINAS DE FERRO – PROPOSTA E DISCUSSÃO

ROM – run of mine – e produtos gerados – NPO, Sinter feed e Pellet feed

As amostras para estudo mineralógico dão entrada na área de preparação, onde são registradas. Elas podem ser direcionadas para estudo em lupa binocular ou ao microscópio petrográfico de luz refletida. No caso do estudo em lupa, elas são preparadas de acordo com um procedimento padrão, diferente do adotado para o estudo ao microscópio.

Após o recebimento e registro, a amostra é encaminhada diretamente ao estudo em lupa, se não houver necessidade de nenhum preparo, como acontece com alguns materiais

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originários da geologia, tipo pontos geológicos, ROM – run of mine – de granulometria grosseira, e cuja resposta do estudo seja simples e rápida.

Existem, também, amostras das instalações de beneficiamento, em diversas granulometrias, que requerem estudo imediato, e cuja resposta ao processo deve ser, praticamente, durante as observações, não havendo tempo para fazer qualquer tipo de preparação. Mesmo nesses casos, após as respostas rápidas e preliminares, as amostras devem ser preparadas para um estudo mais elaborado, se a situação o requerer, ou se o cliente o solicitar.

De uma forma geral, a grande demanda de trabalhos é para materiais com granulometrias correspondentes a sinter feed e a pellet feed, isto é, com tamanho máximo de partícula de 10,0 mm.

Esses materiais podem ser oriundos, tanto da área de planejamento de lavra, de curto ou longo prazos, controle de qualidade de pilhas de alimentação de instalações de beneficiamento, quanto da de produtos prontos para embarque.

Para cada um desses materiais, é feito um peneiramento a úmido, de modo a obter as frações convencionadas para cada produto.

No caso do sinter feed (100% < 10,0mm), as frações requeridas são seis para estudos mais abrangentes, a saber: partículas super grossas (+ 6,35mm), partículas nucleantes tipo B (-6,35mm + 3,00 mm), partículas nucleantes tipo A (-3,00mm + 1,00 mm), partículas intermediárias (-1,00mm +0,3mm), partículas aderentes (- 0,3mm +0,106mm) e partículas superfinas (- 0,106mm). Para o caso de trabalhos de rotina, sugere-se o estudo de três frações: (- 6,35 + 0,71) mm, (- 0,71 + 0,21) mm e – (0,21mm).

Para o pellet feed (100% < 0,300mm), as frações mais usuais já são quatro, isto é, + 0,150mm, + 0,075mm, + 0,045mm e – 0,045mm. A porcentagem retida na peneira de 0,150mm é em média, no máximo, equivalente a 5,0% da massa total (processo de flotação).

Então, o material correspondente a uma amostra de sinter feed, será composto de três ou seis alíquotas, separadas em embalagens (saquinhos) com massas individuais, que variam de 50g a 100g.

A amostra de pellet feed já será composta de quatro alíquotas, também, separadas em saquinhos. Neste caso, como a massa da fração + 0,150mm é relativamente pequena, ela pode variar de 5,0g a 20,0g, porém, suficiente para os estudos.

Em ambos os casos – sinter feed e pellet feed – esses materiais preparados são direcionados, parte para estudo em lupa, e parte para confecção de pastilhas (seções polidas), estas, para estudo ao microscópio petrográfico de luz refletida.

Os materiais destinados ao estudo de lupa deveriam ser submetidos, rotineiramente, a uma separação magnética a seco, de baixa intensidade (0,1 Tesla = 1.000 Gauss). Se não for possível, o (a) mineralogista deve estar munido (a) de um ímã de mão, também, de baixa

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intensidade, de modo a estimar o volume de material magnético, pois, dependendo do processo de concentração, ele seria um item de controle.

Cumprida a primeira etapa de preparação dos materiais particulados, passa-se à fase de elaboração de pastilhas – seções polidas – que são o resultado do embutimento dessas partículas, em um determinado tipo de resina. Elas são, na verdade, um agregado rígido de aspecto cilíndrico – pastilha – que após um bom polimento em uma das faces (bases), constitui-se na preparação para o estudo ao microscópio petrográfico de luz refletida.

As pastilhas podem ser de diversos tamanhos, podendo ter embutidos, um ou mais materiais. Se for constituída de um só tipo de material, ela é denominada global, ou pastilha 1x1. Se os materiais a embutir forem dois (02) ou mais, as preparações serão denominadas 2x1, 3x1, etc.

III.3.1 – PREPARAÇÃO DE PASTILHAS – SEÇÕES POLIDAS

Para montar uma pastilha 4x1 é necessário pegar uma forminha de PVC de 1 polegada (25,4 mm) de diâmetro e 12,0 mm de altura.

Fazer uma cruzeta de papel rígido de modo a separar as faixas granulométricas em cada quadrante. Separar cada faixa do material e fazer o quarteamento até alcançar o peso de aproximadamente 3 gramas para cada uma. Colocar em um copinho de café descartável, uma quantidade aproximada de 10 mL de resina cristal ortoftálica , 05 gotas de catalisador , 01 gota de acelerador de cobalto. A forminha deve estar untada internamente com vaselina ou cera de carnaúba, e colocada sobre uma placa de vidro, também untada. Misturar todos esses componentes no copinho, junto com o minério.

Colocar essa mistura em seus respectivos quadrantes, dentro da forma de PVC. Esperar secar por aproximadamente 30 minutos até endurecer. O misturamento de partículas muito finas, tipo pellet feed, com a resina, gera muitas bolhas de ar, que ficam retidas. Após o desbaste, elas surgem como poros arredondados, aprisionando partículas de abrasivo grosseiro e pasta de polimento, de alumina ou de diamante. Para retirar o abrasivo grosseiro, o ultra-som é suficiente. No entanto, a utilização da pasta de polimento é posterior a essa operação. A sugestão é colocar as preparações em um sistema de baixo vácuo, logo após serem vertidas as misturas na forma de PVC. Este procedimento é eficaz na eliminação da maioria das bolhas de ar. Havendo necessidade de um estudo rápido é possível acelerar o processo de endurecimento, colocando a preparação na estufa a 40ºC por 5 a 10 minutos. Para tanto, retira-se a pastilha da forma, só parcialmente endurecida (polimerizada).

Fazer o rótulo com a identificação do material já registrado no livro de entrada e em seguida, colocá-lo no fundo da pastilha. Logo a seguir fazer a mesma proporção de reagentes químicos e colocar por cima do rótulo .

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Depois deste procedimento, passar às fases de desbaste e polimento. O desbaste é feito primeiramente em uma lixa de nº 50 a seco até desbastar por igual. São usadas lixas d’água nos 220 e 400 nesta seqüência, até tirar os arranhões grosseiros da n° 50. Em seguida, lavar a pastilha e passar em abrasivo a granel, 2000 e 3000, sobre uma placa plana de vidro, de modo a tirar os arranhões residuais das lixas e para melhor planificação, visando o polimento. Tanto as lixas quanto os abrasivos a granel, são de carbeto de silício (SiC). A pastilha é levada ao ultra-som por 1 minuto, para liberar as partículas de abrasivo ou outras que estejam em alguma porosidade. A pastilha é então lavada e levada ao polimento. Este polimento é feito em uma politriz com discos rotativos, cobertos com pano terbrim branco ou de cor clara, ou outro tipo similar de tecido. Sobre o pano é colocado um pouco de pasta de alumina, cuja granulometria mais usual é de 1 µm.

Após o polimento, lavar a pastilha com água em abundância, secá-la com papel toalha e entregá-la ao (à) mineralogista.

Em caráter excepcional, o polimento pode ser feito com pasta de diamante com granulometria de 1 µm a 3 µm , sobre uma folha de papel branco, apoiada em superfície lisa e plana. Depois de polida, a pastilha é limpa só com papel higiênico a seco, e levada direto ao microscópio.

Para outras preparações com diferentes separações, 3x1, 2x1, é só variar a divisões. Essas forminhas têm o diâmetro variável de 11/2 polegada (38,1mm) a 2 polegadas (50,8 mm). Os procedimentos de preparo, desde a formulação da resina até o polimento, são semelhantes àqueles utilizados para a pastilha 4x1.

Essas preparações podem ser polidas em politrizes automáticas. Neste caso, existe a vantagem de liberar o preparador de pastilhas para outras atividades. No entanto, o custo do investimento é bem superior ao do sistema manual.

III.3.2 – ESTUDO EM LUPA BINOCULAR

Este estudo pode ser feito em materiais oriundos tanto da geologia, quanto das instalações de beneficiamento e cuja granulometria é variada. Rotineiramente, a grande demanda de trabalhos contempla materiais nas faixas granulométricas correspondentes a sinter feed e pellet feed, isto é, o tamanho máximo é 10,0 mm. Esses materiais são colocados em um vidro de relógio e utiliza-se um bastão metálico não magnetizável, para movimentar as diversas partículas.

As análises mais comuns são determinações estimadas da mineralogia, morfologia das partículas (ovóides, placóides, rugosas, etc.), grau de liberação qualitativo, e outras características tipo porosidade, filmes de cobertura de lama (slime coating) no quartzo, etc. O resultado dessas análises é mais uma descrição das propriedades intrínsecas desses materiais, do que uma quantificação das fases minerais.

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III.3.3 – ESTUDO AO MICROSCÓPIO PETROGRÁFICO DE LUZ REFLETIDA

O microscópio petrográfico de luz refletida é um microscópio ótico dotado de um filtro de polarização da luz.

Esta modalidade requer preparações especiais conhecidas como pastilhas ou seções polidas. Para cada tipo de material, há necessidade de confecção de um determinado tipo de pastilha.

Para o estudo de granulados (NPO), não havendo necessidade de preservação da textura global, ele deve ser cominuído a 3,0 mm e o material passante, embutido em resina ortoftálica. Esta pastilha é denominada 1x1 ou global (38,1mm a 50,8 mm de diâmetro).

Os materiais com granulometria correspondente ao sinter feed, são embutidos, também, em resina ortoftálica, porém, a pastilha é denominada 3x1 para o caso de trabalhos rotineiros (38,1mm a 50,8 mm de diâmetro), porque contempla na mesma superfície de estudo, as granulometrias correspondentes às partículas (-6,35 + 0,71)mm, (-0,71 +0,21)mm e as (-0,21mm) [PEREZ et al. –1994].

O pellet feed é embutido em uma pastilha 4x1 (25,4mm de diâmetro) com a mesma resina ortoftálica. As quatro frações desse tipo de pastilha, são correspondentes às granulometrias +0,150mm, +0,075mm, + 0,045mm e -0,045mm. A razão do pellet feed ser estudado desta forma tem como objetivo, entre outros, conhecer a natureza mineralógica e morfológica das partículas potencialmente nucleantes e aderentes no pelotamento. Este procedimento de análise granulométrica, facilita a análise mineralógica quantitativa, porque as peneiras têm valores de abertura de malha relativamente próximos, o que auxilia o método de quantificação, o qual difere daquele usado para os outros materiais mais grosseiros [BÉRUBÉ & MARCHAND – 1983]; [COELHO – 1986] e [FERREIRA – 1993].

III.3.4 – METODOLOGIA PROPOSTA DE ANÁLISE AO MICROSCÓPIO

Para os materiais embutidos em pastilhas, o método de análise consiste na estimativa porcentual dos minerais contidos em 25 campos sucessivos. Este procedimento deve ser feito em zigue-zague, de modo a não repetir o mesmo campo. A quantificação se baseia no padrão extraído da pág. 81 do livro “PETROLOGY” [HUANG – 1962] (Fig. 3.1), também utilizado por Seshadri e colaboradores [SESHADRI et al. – 1995].

Os minerais identificados rotineiramente são hematita – especular (HE) e martítica (HM) - , goethita (GO), magnetita (MA), quartzo (QZ), óxidos de manganês (Mn), Caulinita (CA), gibbsita (GI) e mica (MI). Eventualmente, ocorrem outros tipos como rutilo (RU),

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ilmenita (IL), turmalina (TU), etc. Quando a caracterização mineralógica é direcionada especificamente para a geologia, há necessidade de separar os tipos de hematita martítica, de acordo com sua origem. Se ela for supergênica, será denominada de hematita martítica meteórica (HMM). Por outro lado, se a hematita for hidrotermal, será então denominada de hematita martítica hidrotermal (HMH). Em ambos os casos, HMM ou HMH, elas são originárias da oxidação da magnetita.

Esses dados são todos em volume. A planilha final deve ofertar a quantificação em peso. Há necessidade portanto, de utilizar das densidades de cada mineral . No caso de materiais divididos em duas ou mais faixas granulométricas usa-se, também, a porcentagem em peso de cada fração. Com esses dados, pondera-se então a participação de cada mineral na amostra.

Na tabela 3.1 é apresentada uma lista de sessenta e três parâmetros selecionados nesta dissertação para representar a identidade mineralógica das partículas das seis frações granulométricas que compõem o sinter feed (partículas super grossas (+ 6,35mm), partículas nucleantes tipo B (-6,35mm + 3,00 mm), partículas nucleantes tipo A (-3,00mm + 1,00 mm), partículas intermediárias (-1,00mm +0,3mm), partículas aderentes (- 0,3mm +0,106mm) e partículas superfinas (- 0,106mm)). Para o caso de avaliação de três frações granulométricas do sinter feed, ou seja (- 6,35 + 0,71) mm, (- 0,71 + 0,21) mm e – (0,21mm), a identidade mineralógica será representada por 27 parâmetros de análise.

Na tabela 3.2 é apresentada uma lista de 48 parâmetros selecionados nesta dissertação para representar a identidade microestrutural das partículas das seis frações granulométricas que compõem o sinter feed.

Assim, a proposta desta dissertação é que a caracterização mineralógica e microestrutural do sinter feed, para trabalhos mais abrangentes, seja feita através da avaliação via microscopia ótica de luz refletida de 111 parâmetros de análise.

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TABELA 3.1 – Lista dos 63 parâmetros selecionados para representar a identidade mineralógica das partículas do sinter feed de minério de ferro.

SINTER FEED HE HM GO QZ MA Mn CA GI IL

AMOSTRA GLOBAL (Todas partículas)

X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9

PARTÍCULAS SUPERGROSSAS

(+ 6,35mm) X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X18

PARTÍCULAS NUCLEANTES B

(-6,35mm +3,00mm) X19 X20 X21 X22 X23 X24 X25 X26 X27

PARTÍCULAS NUCLEANTES A

(-3,00mm +1,00mm) X28 X29 X30 X31 X32 X33 X34 X35 X36

PARTÍCULAS INTERMEDIÁRIAS (-1,00mm +0,300mm)

X37 X38 X39 X40 X41 X42 X43 X44 X45

PARTÍCULAS ADERENTES

(-0,300mm +0,106mm) X46 X47 X48 X49 X50 X51 X52 X53 X54

PARTÍCULAS SUPERFINAS

(-0,106mm) X55 X56 X57 X58 X59 X60 X61 X62 X63

HE = Hematita especular HM = Hematita martítica GO = Goethita

QZ = Quartzo MA = Magnetita Mn = Óxidos de Manganês

CA = Caulinita GI = Gibbsita IL = Ilmenita

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TABELA 3.2 – Lista dos 48 parâmetros selecionados para representar a identidade microestrutural das partículas do sinter feed de minério de ferro.

PARTÍCULAS DO SINTER FEED

GRANULOMETRIA DOS CRISTAIS

(µm)

POROSIDADE DAS

PARTÍCULAS (%)

GRANULOMETRIA DOS POROS DAS PARTÍCULAS (%)

HEMATITA ESPETACULAR

HEMATITA MARTÍTICA

m M

m M m M - - - -

SUPERGROSSAS (+ 6,35mm)

X64 X65 X66 X67 X68 X69 X100 X103 X104 X105

NUCLEANTES B (-6,35mm +3,00mm)

X70 X71 X72 X73 X74 X75 X101 X106 X107 X108

NUCLEANTES A (-3,00mm +1,00mm)

X76 X77 X78 X79 X80 X81 X102 X109 X110 X111

INTERMEDIÁRIAS (-1,00mm +0,300mm)

X82 X83 X84 X85 X86 X87 - - - -

ADERENTES (-0,300mm +0,106mm)

X88 X89 X90 X91 X92 X93 - - - -

SUPERFINAS (-0,106mm)

X94 X95 X96 X97 X98 X99 - - - -

m = Menor Valor M = Maior Valor

= Moda

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FIGURA 3.1 - Método de análise para estimativa porcentual dos minerais contidos em 25 campos sucessivos A quantificação é baseada no padrão extraído da pág. 81 do livro “PETROLOGY” [HUANG – 1962].

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III.3.4.1 AMOSTRA GLOBAL OU 1x1

Para amostra 1x1, por exemplo, como não existe partição mássica, a ponderação é feita com utilização somente das densidades [DANA & HURLBUT – 1960].

Mineralogia com % em volume : HE = 56; HM=32; GO=5; MA=1; QZ=5; CA =1

Densidades: HE = HM = 5,26; GO = 4,37; MA = 5,18; QZ =2,65; CA =2,62.

Por exemplo, a porcentagem em peso da hematita especular (HE), será então:

(56x5,26) + (32x5,26) + (5x4,37) + (1x5,18) + (5x2,65) + (1x2,62) = 505,78 = 100%∴ (4)

HE = 294,56 x 100∴ HE = 58,24% 505,78

III.3.4.2 SINTER FEED

O sinter feed embutido em pastilha 3x1 ou 6x1, significa, uma partição mássica em três ou seis frações granulométricas distintas. O procedimento de análise é semelhante ao utilizado para pastilha global (1x1), sendo aplicado para cada uma das três ou seis faixas granulométricas. Após este cálculo, as porcentagens em peso de cada mineral, em cada fração granulométrica, serão multiplicadas pela porcentagem em peso, correspondente àquela fração, obtendo-se a distribuição mineral por faixa granulométrica. Depois, é só somar os valores de cada mineral nas três ou seis faixas, e têm-se os valores totais, em peso, da mineralogia. Seja, por exemplo, a transformação da composição mineralógica do sinter feed, de % em volume para % em peso, conforme dados ilustrativos apresentados nas tabelas 3.3 e 3.4:

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TABELA 3.3 - Planilha memória de cálculo 3x1 – Composição mineralógica do sinter feed (% em volume).

HE HM GO MA QZ CA-6,35 + 0,71 25 54,35 26 62 7 1 2 1-0,71 + 0,21 15 32,61 23 54 17 1 4 1

-0,21 6 13,04 38 42 5 1 13 1

FAIXA (mm) Peso (g) % Peso Mineralogia ( % volume)

• FAIXA GRANULOMÉTRICA (-6,35 + 0,71) mm

∑[(26x5,26) + (62x5,26) + (7x4,37) + (1x5,18) + (2x2,65) + (1x2,62)]=

136,76 + 326,12 + 30,59 + 5,18 + 5,30 + 2,62 = 506,57 = 100% (5)

% peso na faixa:

27,00 + 64,38 + 6,04 + 1,02 + 1,05 + 0,52 = (100,01) (6)

distribuição mineral na faixa, em peso: equação (6) x 54,35%

14,67 + 35,00 + 3,28 + 0,55 + 0,57 + 0,28 = (54,35) (7)

• FAIXA GRANULOMÉTRICA (-0,71 + 0,21) mm

∑[(23x5,26) + (54x5,26) + (17x4,37) + (1x5,18) + (4x2,65) + (1x2,62)]=

120,98 + 284,04 + 74,29 + 5,18 + 10,60 + 2,62 =497,71 = 100% (8)

% peso na faixa:

24,31 + 57,07 + 14,93 + 1,04 + 2,13 + 0,53 = (100,01) (9)


44

7,93 + 18,61 + 4,87 + 0,34 + 0,69 + 0,17 = (32,61) (10)

• FAIXA GRANULOMÉTRICA (-0,21) mm

∑[(38x5,26) + (42x5,26) + (5x4,37) + (1x5,18) + (13x2,65) + (1x2,62)]=

199,88 + 220,92 + 21,85 + 5,18 + 34,45 + 2,62 =484,9 = 100% (11)

% peso na faixa:

41,22 + 45,56 + 4,51 + 1,07 + 7,10 + 0,54 = (100,00) (12)


5,38 + 5,94 + 0,59 + 0,14 + 0,92 + 0,07 = (13,04) (13)

Total: 27,98 + 59,55 + 8,74 + 1,03 + 2,18 + 0,52 = (100,00) (14)

TABELA 3.4 - Planilha final 3x1 – Composição mineralógica do sinter feed (% em peso).

HE HM GO MA QZ CA-6,35 + 0,71 14,67 35,00 3,28 0,55 0,57 0,28-0,71 + 0,21 7,93 18,61 4,87 0,34 0,69 0,17

-0,21 5,38 5,94 0,59 0,14 0,92 0,07TOTAL 27,98 59,55 8,74 1,03 2,18 0,52

FAIXA (mm)

Mineralogia ( % peso)

13,04100,00

Fechamento

54,3532,61

45

III.3.4.3 PELLET FEED

O estudo de pellet feed é feito em pastilhas 4x1, isto é, cada fração granulométrica ocupa a quarta parte (um quadrante) da pastilha. Todas as partículas retidas numa mesma faixa granulométrica, são consideradas como tendo o mesmo tamanho. Por conseguinte, o método de análise utilizado é a contagem de partículas de todos os minerais, liberados ou não , num total mínimo de 500 partículas por quadrante, isto é, 2.000 partículas por pastilha. Este procedimento é algo semelhante ao utilizado por Bérubé e Marchand [BÉRUBÉ & MARCHAND – 1983] (op. cit.); Bérubé [BÉRUBÉ – 1984] e Coelho [COELHO – 1986] (op. cit.). Segundo Ferreira [FERREIRA – 1993] (op. cit.), com a contagem de 500 partículas por quadrante, o erro máximo é de 3 % . Para atingir 1 % de erro máximo, seria necessário contar cerca de 3.000 partículas por quadrante, o que eqüivale a 12.000 partículas por pastilha.

Foi desenvolvido um programa que quantifica em volume, automaticamente, todas as fases minerais contadas. Este programa contempla, também, o grau de liberação dos minerais-minérios de ferro, em relação ao quartzo. Neste caso, quando o quartzo estiver totalmente liberado, inteiro, será denominado de (QI) e, quando associado a qualquer outro mineral, isto é, misto, será denominado de (QM). O programa fica inserido em uma calculadora de bolso tipo Casio FX-710P, HP 11C, HP 20S ou outra similar. Esses dados volumétricos são transferidos manualmente para uma planilha e, em seguida, digitados no computador onde, também, desenvolveu-se um outro programa, que os transforma em peso, de acordo com o procedimento utilizado para quantificação dos materiais, à semelhança do relatado para as pastilhas 1x1 e 3x1. Há possibilidade de utilizar a coleta de dados volumétricos, em um equipamento tipo “Palm Top”, ligado diretamente ao microcomputador ou, ainda, inserir o programa neste e utilizar o teclado do mesmo, diretamente. Este procedimento evitaria a transferência manual dos dados, da calculadora para a planilha, e a subseqüente digitação no computador, economizando tempo e evitando erros na transferência de dados. Seja, por exemplo, a transformação da composição mineralógica do pellet feed, de % em volume para % em peso, conforme dados ilustrativos apresentados nas tabelas 3.5 e 3.6:

46

TABELA 3.5 – Planilha memória de cálculo 4x1 – Composição mineralógica do pellet feed (% em volume).

HE HM GO MA QI QM OT (CA)+0,150 3 3,49 19,03 23,20 31,51 3,12 21,14 0,59 1,41+0,075 7 8,14 21,62 27,35 17,24 2,16 29,05 0,43 2,15+0,045 21 24,42 35,86 51,21 8,55 0,84 2,57 0,11 0,86-0,045 55 63,95 47,41 46,08 4,39 0,37 0,93 0,09 0,73

Planilha memória de cálculo 4x1Mineralogia ( % volume)FAIXA

(mm) Peso (g) % Peso

• FAIXA GRANULOMÉTRICA + 0,150 mm

∑[(19,03x5,26) + (23,20x5,26) + (31,51x4,37) + (3,12x5,18) + (21,14x2,65) + (0,59x2,65) + (1,41x2,62)] =

100,1 + 122,03 + 137,70 + 16,16 + 56,02 + 1,56 + 3,69 = 437,26 = 100% (15)

% peso na faixa:

22,89 + 27,91 + 31,49 + 3,70 + 12,81 + 0,36 + 0,84 = (100,00) (16)


0,80 + 0,97 + 1,10 + 0,13 + 0,45 + 0,01 + 0,03 = (3,49) (17)


∑[(21,62x5,26) + (27,35x5,26) + (17,24x4,37) + (2,16x5,18) + (29,05x2,65) + (0,43x2,65) + (2,15x2,62)] =

113,72 + 143,86 + 75,34 + 11,19 + 76,98 + 1,14 + 5,63 = 427,86 = 100% (18)

% peso na faixa:

47

26,58 + 33,62 + 17,61 + 2,61 + 18,00 + 0,27 + 1,32 = (100,01) (19)


2,16 + 2,74 + 1,43 + 0,21 + 1,47 + 0,02 + 0,11 = (8,14) (20)


∑[(35,86x5,26) + (51,21x5,26) + (8,55x4,37) + (0,84x5,18) + (2,57x2,65) + (0,11x2,65) + (0,86x2,62)] =

188,62 + 269,36 + 37,36 + 4,35 + 6,81 + 0,29 + 2,25 = 509,04 = 100% (21)

% peso na faixa:

37,05 + 52,92 + 7,34 + 0,85 + 1,34 + 0,06 + 0,44 = (100,00) (22)


9,05 + 12,92 + 1,79 + 0,21 + 0,33 + 0,01 + 0,11 = (24,42) (23)

• FAIXA GRANULOMÉTRICA - 0,045 mm

∑[(47,41x5,26) + (46,08x5,26) + (4,39x4,37) + (0,37x5,18) + (0,93x2,65) + (0,09x2,65) + (0,73x2,62)] =

249,38 + 242,38 + 19,18 + 1,92 + 2,46 + 0,24 + 1,91 = 517,47 = 100% (24)

% peso na faixa:

48

48,19 + 46,84 + 3,71 + 0,37 + 0,48 + 0,05 + 0,37 = (100,01) (25)


30,82 + 29,95 + 2,37 + 0,24 + 0,31 + 0,03 + 0,24 = (63,96) (26)

Total: 42,83 + 46,58 + 6,69 + 0,79 + 2,56 + 0,07 + 0,49 = (100,01) (27)

TABELA 3.6 – Planilha final 4x1 – Composição mineralógica do pellet feed (% em peso).

HE HM GO MA QI QM OT(CA)+0,150 0,80 0,97 1,10 0,13 0,45 0,01 0,03+0,075 2,16 2,74 1,43 0,21 1,47 0,02 0,11+0,045 9,05 12,92 1,79 0,21 0,33 0,01 0,11-0,045 30,82 29,95 2,37 0,24 0,31 0,03 0,24TOTAL 42,83 46,58 6,69 0,79 2,56 0,07 0,49

24,4263,96

8,14

100,01

FAIXA (mm)

Mineralogia ( % peso) Fechamento

3,49

III.4 CONCLUSÃO

A técnica de microscopia ótica de luz refletida é aplicável para caracterização mineralógica (% em volume e % em peso) e microestrutural do sinter feed.

A identidade mineralógica e microestrutural dos sinter feeds deve ser baseada na análise de seis frações granulométricas, a saber: partículas super grossas (+ 6,35mm), partículas nucleantes tipo B (-6,35mm + 3,00 mm), partículas nucleantes tipo A (-3,00mm + 1,00 mm), partículas intermediárias (-1,00mm +0,3mm), partículas aderentes (- 0,3mm +0,106mm) e partículas superfinas (- 0,106mm).

As identidades mineralógica e microestrutural dessas frações devem ser constituídas por 111 parâmetros de análise, sendo 63 para as características mineralógicas e 48 para características microestruturais.

Os principais constituintes mineralógicos a serem analisados das seis frações granulométricas do sinter feed são: hematita especular, hematita martítica, goethita, magnetita, óxidos de manganês, caulinita, gibbsita e ilmenita. A metodologia permite a análise inicial da composição mineralógica, baseada na % em volume, para posterior cálculo da composição baseada na % em peso.

49

A caracterização microestrutural do sinter feed, proposta nesta dissertação, engloba a avaliação da granulometria dos cristais das hematitas especular e martítica das seis frações granulométricas, assim como a porosidade das partículas supergrossas, nucleantes B e nucleantes A.

50

III.9 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS :

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51

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52

CAPÍTULO IV

CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA, MICROESTRUTURAL E GRANULOMÉTRICA

DE AMOSTRAS DE SINTER FEED DE MINA DA SERRA DA MOEDA,

REGIÃO OESTE DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO – MG

53

CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA, MICROESTRUTURAL E GRANULOMÉTRICA DE AMOSTRAS DE SINTER FEED DE MINA DA SERRA DA MOEDA, REGIÃO OESTE DO

QUADRILÁTERO FERRÍFERO – MG

RESUMO

Este capítulo trata da caracterização mineralógica, microestrutural e granulométrica das trinta e sete (37) amostras de sinter feed de uma mina da Serra da Moeda, região oeste do Quadrilátero Ferrífero.

Foram avaliados 111 parâmetros da identidade mineralógica e microestrutural das amostras do sinter feed, de acordo com metodologia desenvolvida nesta dissertação. Foram determinadas a assembléia mineralógica, a granulometria dos cristais das hematitas especular e martítica e a porcentagem estimada de poros das partículas supergrossas, nucleantes B e A. Foram medidos para as hematitas e os poros, o menor tamanho (m), o maior tamanho (M) e o tamanho médio ( M ).

Em linguagem de caracterização mineralógica, essas amostras geraram um total de quatro mil cento e sete (4.107) estudos diretos ao microscópio petrográfico de luz refletida, utilizando-se de preparações especiais, conhecidas como pastilhas ou seções polidas.

Os tipos de hematita encontrados foram a hematita martítica (HM) hidrotermal, de textura granular fina, francamente predominante, sempre >70% em peso em cada amostra, sobre a hematita especular (HE), também fina, por sua vez, jamais alcançando 7,0% em peso.

O tamanho médio ( M ) das hematitas apresenta maior freqüência entre 11,7 µm e 23,4 µm, o que é bastante pequeno.

Um pequeno grupo de amostras apresenta porcentagem de goethita acima de 6,0%, sinalizando tratar-se, possivelmente, de um grupo mais hidratado na mina, diferenciando-o do grupo mineralógico principal, que é o hematítico martítico hidrotermal.

Concluiu-se que o método de caracterização mineralógica através de microscopia ótica de polarização, com luz refletida, mostrou-se bastante eficaz para obtenção dos parâmetros requeridos para o estudo objeto desta dissertação.

54

IV.1 – INTRODUÇÃO

Um dos principais objetivos deste trabalho é caracterizar a mineralogia e a microestrutura do sinter feed ou do blend de minério de ferro.

Subsidiariamente, os parâmetros obtidos através dessa caracterização, poderão ser confrontados com resultados de rendimento da máquina de sinterizar. O cruzamento dessas informações visa a busca de correlação entre propriedades intrínsecas dessa matéria-prima – sinter feed – e o rendimento na sinterização. Através desse conhecimento, em associação com outros parâmetros, torna-se possível buscar melhorias para otimização do rendimento da máquina de sinterizar.

Muito se tem estudado a respeito desse tema, principalmente nas últimas quatro décadas. Os maiores benefícios aconteceram por melhorias das variáveis de processo e operacionais, hoje mais conhecidas e dominadas. Diversos pesquisadores tratam desse assunto [NAKANO et al. – 1998], [DAS et al. – 1998], [WATANABE et al. – 1998] e [REIS et al. – 1996].

Algumas propriedades intrínsecas dos minérios de ferro já são conhecidas e monitoradas. Apesar disso, ainda existe grande interrogação com relação às diferenças existentes entre tipos de sinter feed, os quais apresentam análises granulométrica e química semelhantes, e comportamentos diferentes, tanto na máquina de sinterizar quanto no alto-forno.

Esse tipo de interrogação já seria justificativa bastante para buscar informações a respeito de tais diferenças. Acredita-se que características tipo mineralogia, tamanho e forma de cristais e poros, principalmente nas partículas nucleantes do sinter feed, já sejam de domínio público e, também, já é conhecida a importância da localização da ganga – SiO2, Al2O3, TiO2, etc. – se na fração de partículas aderentes ou na de nucleantes. Porém, o monitoramento dessas características para aplicação industrial ainda não constitui rotina, provavelmente, porque não se fez uma correlação geosiderúrgica adequada até o momento.

Carneiro e colaboradores [CARNEIRO et al. – 1988] e Pastore e colaboradores [PASTORE et al. – 1994], abordam a importância de se conhecer a localização espacial da SiO2 no sinter feed, porém, suas conclusões são antagônicas. Os primeiros advogam que é preferível a SiO2 estar nas frações mais finas, pois aumenta o volume “real” de escória e melhora a resistência do aglomerado. Já Pastore e colaboradores [PASTORE et al. – 1994] (op. cit.) dizem o contrário. Para estes, a SiO2 nas frações finas (< 0,50 mm) compromete tanto a resistência mecânica do sinter quanto a produtividade da máquina de sinterizar.

Essa correlação geosiderúrgica é a compreensão das características intrínsecas desses materiais – as quais são fatores causais – associada às diversas variáveis de processo – que controlam os efeitos neste – de modo a obter um bom produto final.

Em virtude desse hiato, propõe-se desenvolver uma metodologia de caracterização mineralógica aplicada ao sinter feed, de forma a proporcionar a criação de previsibilidades comportamentais qualitativas para o sinter produzido, que sejam, de algum modo, correlacionáveis aos parâmetros metalúrgicos e mecânicos do sinter, e da máquina de sinterizar, por exemplo, degradação granulométrica sob redução a baixas temperaturas (RDI), redutibilidade (RI), tamboramento (TI), abrasão (AI), rendimento e produtividade.

55

A metodologia de caracterização mineralógica, aplicável ao sinter feed, poderia ser desenvolvida tanto na mineração quanto na siderúrgica. Ela se estende, na prática, às outras matérias-primas da mistura a sinterizar, no entanto, o foco principal será dado ao minério de ferro.

IV.2 – METODOLOGIA DE TRABALHO

As trinta e sete (37) amostras estudadas foram coletadas no pátio de usina siderúrgica, e representam embarques recebidos diretamente da mina. Cada uma delas está representando o dia em que foi utilizada no misturamento da sinterização industrial. Algumas das quais representam o turno específico em que foram processadas.

Essas amostras foram coletadas de acordo com o procedimento-padrão da empresa, e cujo objetivo foi o de proceder a ensaios piloto na máquina de sinterizar, de modo a obter parâmetros para tentar correlacionar com o desempenho da máquina industrial de sinterizar.

De um modo geral, a caracterização mineralógica de amostras de sinter feed deveria ser feita em cada faixa granulométrica já padronizada pela siderurgia. Existe uma pequena variação entre os valores praticados pelas empresas siderúrgicas, com relação aos limites de tamanho das partículas do sinter feed. Os valores mais comumente encontrados na literatura são: (- 6,35 + 0,71) mm para partículas nucleantes, (- 0,71 + 0,21) mm para as intermediárias e (- 0,21) mm para as aderentes, admitindo-se pequena porcentagem de materiais + 6,35 mm e, também, de – 0,106 mm. Esses mesmos valores são utilizados por Perez e colaboradores [PEREZ et al. – 1994].

Nesta dissertação, optou-se pela caracterização mineralógica mais ampla, isto é, em seis (6) faixas granulométricas, a fim de buscar mais dados sobre a distribuição das fases minerais em cada uma delas, em especial, da goethita (GO), de possíveis variações morfológicas da hematita (HE e HM) e, particularmente, qual a localização da ganga (SiO2 e Al2O3). No caso da ganga, a literatura consultada chama bastante atenção para a SiO2 (quartzo), e a verificação de sua localização, se na fração grosseira (nucleantes), intermediária ou na fina (aderentes).

As faixas granulométricas estudadas foram: (- 10,00 + 6,35)mm, + 3,00 mm, + 1,00 mm, + 0,300 mm, + 0,106 mm e – 0,106 mm. Por conseguinte, as partículas nucleantes aqui serão aquelas maiores do que 1,00 mm, isto é, ∑ (+ 1,00 + 3,00) mm, enquanto as intermediárias serão as (- 1,00 + 0,300) mm e as aderentes, as (- 0,300 + 0,106) mm; as – 0,106 mm são consideradas como superfinas e as +6,35mm como supergrossas e, a rigor, essas duas últimas não deveriam fazer parte do sinter feed, para misturamento convencional.

No capítulo III foi apresentada a metodologia para avaliação de 111 parâmetros intrínsecos que deverão compor a identidade mineralógica (63) e microestrutural (48) do sinter feed, assim como os procedimentos de preparação das pastilhas.

56

IV.3 – RESULTADOS E DISCUSSÃO

As trinta e sete (37) amostras geraram, por conseguinte, (37x111) = 4107 estudos diretos, ao microscópio petrográfico de luz refletida, do aluno, (Figura 4.1), utilizando-se de preparações especiais, conhecidas como pastilhas ou seções polidas.

Na tabela 4.1 é apresentada a distribuição granulométrica das amostras estudadas.

Nas tabelas 4.2 e 4.3 são apresentados os resultados da caracterização mineralógica das 37 amostras, % em volume e % em peso, respectivamente. Na tabela 4.4 são apresentados os resultados da caracterização microestrutural das 37 amostras estudadas. Na tabela 4.5 é apresentada a análise química baseada na composição mineralógica (equações 28 a 34).

Nas tabelas 4.6 e 4.7 são apresentadas as faixas de variação (nível mais baixo e nível mais alto) dos 63 parâmetros mineralógicos e 48 parâmetros microestruturais de todas as amostras estudadas.

Foram realizadas 44 fotomicrografias das 37 amostras do sinter feed estudadas (fotos 1 a 44).

A mineralogia apresentou-se um tanto monótona com relação aos tipos de hematita, sendo a hematita martítica (HM), de textura granular fina, francamente predominante (sempre >70% em peso, em cada amostra), sobre sua oponente hematita especular (HE), por sua vez, jamais alcançando 7% em peso. Os detalhes mineralógicos e microestruturais podem ser observados nas Fotos 1 a 44.

Este resultado não causa surpresa em virtude dos eventos geológicos principais ocorrentes no Quadrilátero Ferrífero-MG – metamorfismo regional e tectonismo – apresentarem magnitude crescente de oeste para leste, em especial o metamorfismo [VERÍSSIMO – 1999].

Além da pobreza polimórfica da hematita (HM>>HE), em todas as amostras, também, praticamente não há variação de tamanho dos cristais, tanto de HE quanto de HM. Os cristais de tamanho máximo de HE e de HM nem precisariam ser mencionados, pois são muito poucos, até raros.

A freqüência do tamanho médio ( M ) para ambos os tipos de hematita, fica entre 11,7µm e 23,4µm, algumas vezes só um pouco maior, mas sempre abaixo de 50µm, exceto uma única fração de uma amostra, onde M para HE = 58,5µm e para HM = 93,6µm.

Um fato interessante é a presença de goethita (GO) em porcentagens >6,00% em peso em dez (10) amostras, o que pode sinalizar que as mesmas pertençam a um “domínio hidratado”, diferente das outras vinte e sete (27), e que ficou evidente, certamente, a incidência de um processo geológico, desta feita, de enriquecimento supergênico (meteórico), atuante sobre a magnetita residual ao hidrotermalismo. A goethita está preferencialmente nas partículas nucleantes, exceto em uma delas, cuja localização se verificou nas aderentes. O “outro domínio mineralógico” é martítico e o evento geológico principal que atuou na oxidação da magnetita foi o hidrotermal.

57

A ocorrência de quartzo (QZ = SiO2 > 7,00% em peso) em treze (13) amostras não é fato comum em sinter feed e não era esperada, especialmente em uma com QZ = 9,31% e, em outra, com QZ = 14,00%. São valores extremamente altos, que podem refletir domínio mais silicoso no jazimento, erro de amostragem ou erro na confecção da pastilha (seção polida), este último, em virtude do aumento da viscosidade da resina aglomerante das partículas.

A porosidade é um parâmetro dos mais importantes, razão pela qual, foram feitas porcentagens estimadas volumétricas dos poros, das faixas mais grosseiras, correspondentes às partículas nucleantes, com o objetivo de verificar possíveis tendências (Tabelas 4.4). Nessas mesmas faixas, foram feitas, também, determinações dos tamanhos dos poros, objetivando conhecer possíveis variações nas suas dimensões.

De fato, existem diferenças entre os valores médios das porcentagens (%) estimadas dos poros de algumas das amostras, assim como, também, entre os valores médios dos tamanhos médios ( M ) desses poros.

A análise granulométrica do sinter feed mostra uma distribuição bastante regular, exceto para duas amostras, n° 4 e n° 23, as quais apresentam altos valores para a fração intermediária (+ 0,300 mm), em detrimento das frações mais finas (Tabela 4.1).

A literatura consultada defende a tese de que, as partículas com granulometria na faixa das intermediárias (- 0,71 + 0,21) mm, são inertes na etapa de aglomeração a frio, pois não têm características físicas para serem nucleantes, nem tampouco aderentes. Nesta dissertação, as intermediárias são as (-1,00 +0,300) mm. Por esta razão, as duas amostras foram alvo de destaque. A amostra nº 4 apresentou rendimento de 70,82% e a nº 23, de 74,95%.

Durante o misturamento com outras matérias-primas, por exemplo, finos de retorno, calcário, coque, etc., é possível fazer uma correção da curva granulométrica da mistura, tornando-a mais adequada à etapa subseqüente, que é a queima propriamente dita. Se tal procedimento não for feito, pode haver comprometimento das qualidades físicas e metalúrgicas do sinter produzido e, também, da produtividade e do rendimento da máquina de sinterizar.

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Figura 4.1 – Microscópio ótico de luz refletida, marca Olympus, modelo BX-40, pertencente ao aluno, utilizado nesta dissertação.

59

IV.4 – ANÁLISES QUÍMICAS

As análises químicas – estimativa da composição química – (Tabelas 4.5) foram obtidas a partir da mineralogia em peso, através de uma fórmula (equação 34), desenvolvida nesta dissertação, que contempla a estequiometria dos principais óxidos ocorrentes no minério – sinter feed. Para o caso específico do ferro (Fe), determina-se o fator de conversão do óxido para elemento, pois é prática comum e internacional, referir o ferro (Fe) como elemento e não, como óxido. No entanto, para o fechamento porcentual da análise, o elemento Fe é convertido ao seu óxido eqüivalente, a hematita (Fe2O3). Então, o fechamento é feito pelo somatório de todos os óxidos.

Para elaborar as fórmulas e a memória de cálculo, é necessário conhecer qual a assembléia mineralógica mais comum, sendo este item satisfeito pela caracterização mineralógica em porcentagem peso (Tabelas 4.3).

Para este estudo, foram determinados os minerais portadores de Fe (HE + HM + GO + MA + IL), SiO2 (QZ + CA), Al2O3 (CA + GI), Mn e TiO2 (IL), além de identificados os responsáveis pela PPC (GO + CA + GI).

De posse dessas informações mineralógicas, o próximo passo é determinar a porcentagem (%) em peso de cada item analítico, de acordo com sua participação estequiométrica na fórmula do mineral.

Os minerais de ferro (Fe) são hematita especular (HE), hematita martítica (HM), goethita (GO), magnetita (MA) e muito rara ilmenita (IL). Os portadores de sílica (SiO2) são o quartzo (QZ) e a caulinita (CA). Os de alumina (Al2O3) são caulinita (CA) e a gibbsita (GI). O de manganês (Mn) é a pirolusita (MnO2), e o de TiO2 é a ilmenita (IL). A perda ao fogo (PPC) tem como responsáveis: a goethita (GO), a caulinita (CA) e a gibbsita (GI).

60

Por conseguinte, a composição química estimada é obtida usando as seguintes fórmulas (equações):

Sendo que:

A discussão dos resultados da estimativa da composição química seria redundante, comparável parcialmente à discussão da análise mineralógica, da qual se originou. Os itens mais importantes da discussão dos parâmetros químicos seriam os valores anômalos (altos) para SiO2 (QZ) e baixos para Fe em diversas amostras, além da PPC mais alta, quando da ocorrência de porcentagens mais altas de goethita (GO).

(28) (29) (30) (31) (32) (33)

(34)

61

IV.5 – CONCLUSÕES

• A metodologia de caracterização mineralógica e microestrutural através de microscópio ótico de polarização, com luz refletida, mostrou-se bastante eficaz para a obtenção dos parâmetros requeridos para o estudo objeto desta dissertação, quais sejam:

• mineralogia em porcentagem peso;

• granulometria em µm das principais fases mineralógicas – HE e HM;

• granulometria em µm dos poros ocorrentes nas partículas nucleantes

(+ 1,00 mm) e supergrossas;

• estimativa porcentual da porosidade nas partículas nucleantes (+ 1,00 mm);

• elaboração de fórmulas (equações) para determinar as composições químicas estimadas de cada fração granulométrica do sinter feed e da amostra global.

• As amostras apresentaram a seguinte variação de composição mineralógica global (% em peso): 0,55 a 6,29% hematita especular; 72,09 a 91,14% martita; 1,78 a 18,33% goethita; 2,83 a 14,00% quartzo: 0,41 a 2,35% magnetita; 0,01 a 1,00% minerais de manganês; 0,0 a 1,18% caulinita; 0,0 a 0,23 % gibbsita e 0,0 a 0,03% ilmenita.

• As amostras estudadas apresentaram uma predominância de hematita martítica (HM) sobre a hematita especular (HE) e um pequeno tamanho médio das hematitas ( M = 11,7 µm a 23,4 µm).

• A presença de goethita (GO) em porcentagens > 6,00% em peso em dez (10) amostras pode sinalizar um “grupo hidratado” na jazida, diferenciando-o do “grupo mineralógico principal”, que é o hematítico martítico hidrotermal.

• A ocorrência de quartzo (QZ = SiO2 > 7,00% em peso) em treze (13) amostras, das quais, uma com QZ = 9,31% e outra com QZ = 14,00%, sugere, também, um “grupo mais silicoso” no jazimento. É relativamente comum este fato estar associado, localmente, à topografia mais alcantilada, ou a regiões da mina, impermeabilizadas por rochas encaixantes, intrusivas, e camadas ou crostas de quartzo neoformado por precipitação química de soluções saturadas em SiO2, originárias de processos de lixiviação, que podem ter sido tanto hidrotermais quanto supergênicos (meteóricos).

• As porosidades das partículas supergrossas, nucleantes B e nucleantes A das amostras estudadas, variaram de 7 a 30%, 10 a 25% e 10 a 25%, respectivamente.

• Os tamanhos médios dos poros das partículas supergrossas, nucleantes B e nucleantes A das amostras estudadas, variaram de 93,6µm a 292,5µm, 93,6µm a 292,5µm e 93,6 a 234,0 µm, respectivamente.

62

IV.6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

NAKANO, M.; KAWAGUCHI, T.; KASAMA, S.; and HOSOTANI, Y. Sintercake Structurre Offering high Productivity and high Yield. ICSTI / Ironmaking Conference Proceedings, 1998. p. 1283-1290.

DAS, A.; DESHMUKH, V.R.; HAZRA, A.G.; BHADORIA, D.K.S.; MALLICK, A.; MEDIRATTA, S.R.; SRINIVASAN, S.; and FROLOV, Y.U. Improvements in Sintering Technology at Bhilai Steel Plant. ICSTI / Ironmaking Conference Proceedings, 1998. p. 1345-1352.

WATANABE, T.; MAKI, A.; HAMAYA, S.; SATO, H. The Achievement of Unmanned Operation at Fukuyama N° 4 Sintering Plant. ICSTI / Ironmaking Conference Proceedings, 1998. p. 1357-1363.

REIS, A.C.F.; SILVA, A.L.A.; FLORINDO, C.; DA SILVA, D.C.; HONORATO, E.P.; TORRES, J.A.O. Melhorias Obtidas com Alterações de Procedimentos Operacionais nas Sinterizações da Cosipa. In: XXVII Seminário de Redução de Minério de Ferro da ABM – Santos – SP. Dezembro 1996.

CARNEIRO, M.A.; CARDOSO, M.B.; ROCHA, G.T. Avaliação de minérios de ferro para sinterização na Usiminas. Metalurgia – ABM, vol. 44, N° 368, p. 678-683, julho, 1988.


PEREZ, F.A.; SANTOS, E.P.; SERRA, A.R.; FALCO, A. Análise sobre o efeito da relação nucleantes/aderentes do minério de ferro na produtividade e rendimento de mistura da sinterização. In: 49° Congresso anual da ABM, 1994. p. 403-412.

VERÍSSIMO, C.U.V. Jazida de Alegria: Gênese e Tipologia dos Minérios de Ferro (Minas 3, 4 e 5 – porção ocidental). 1999. Tese de Doutorado – Instituto de Geociências e Ciências Exatas – Universidade Estadual Paulista – UNESP – vol. I e II – Rio Claro – SP/1999.

63

TABELA 4.1 – Distribuição granulométrica das 37 amostras de sinter feed estudadas.

Os Nos 1 a 37 representam a ordem cronológica de coleta, por data. A partir da Nº 20, até a Nº 37, o último número é o do turno da escala industrial de trabalho.

Distribuição Granulométrica do SF

FRAÇÃO mm AMOSTRA

+ 6,35 + 3,00 + 1,00 + 0,300 + 0,106 - 0,106

1 (05/09/00) 4,91 14,64 24,67 17,45 28,89 9,43 2 (12/09/00) 4,42 16,69 24,96 17,26 26,25 10,41 3 (21/09/00) 4,59 17,16 25,00 17,43 25,81 10,00 4 (26/09/00) 6,02 17,81 23,83 45,97 4,33 2,05 5 (03/10/00) 4,38 16,29 25,22 18,74 25,04 10,33 6 (16/10/00) 3,77 16,33 24,80 16,48 21,66 16,95 7 (18/10/00) 4,78 17,78 23,52 16,25 17,40 20,27 8 (20/10/00) 5,49 18,84 23,08 14,76 19,15 18,68 9 (23/10/00) 4,24 15,87 23,25 15,87 21,96 18,82

10 (25/10/00) 3,80 15,02 23,38 15,97 23,00 18,82 11 (27/10/00) 4,56 16,42 22,81 15,88 27,37 12,96 12 (30/10/00) 4,51 16,67 24,51 16,08 21,37 16,86 13 (31/10/00) 4,20 17,00 24,40 15,60 20,80 18,00 14 (01/11/00) 4,47 16,01 24,02 16,39 21,97 17,13 15 (30/11/00) 4,55 15,75 23,72 16,70 23,53 15,75 16 (06/11/00) 4,38 15,62 24,19 16,38 21,52 17,90 17 (07/11/00) 4,44 16,87 24,33 16,34 22,74 15,28 18 (09/11/00) 4,39 16,57 24,35 16,37 21,16 17,17 19 (10/11/00) 6,13 19,37 22,92 14,62 20,36 16,60

20 (13/11/00 08:00) 4,33 15,64 23,46 17,64 25,96 12,98 21 (13/11/00 16:00) 5,57 16,72 23,44 16,56 25,57 12,13 22 (13/11/00 00:00) 4,36 16,16 22,46 16,48 26,82 13,73 23 (14/11/00 08:00) 5,36 17,21 24,19 33,60 15,75 3,90 24 (14/11/00 16:00) 5,75 16,71 23,18 20,05 21,92 12,40 25 (14/11/00 00:00) 4,75 17,02 24,55 22,59 23,90 7,20 26 (16/11/00 08:00) 0,70 16,55 24,56 17,42 23,69 17,07 27 (16/11/00 16:00) 5,90 18,28 23,75 16,54 23,75 11,79 28 (16/11/00 00:00) 4,39 16,57 23,83 18,86 22,31 14,03 29 (17/11/00 08:00) 5,03 15,94 23,15 17,45 23,66 14,77 30 (17/11/00 16:00) 5,35 18,18 24,06 17,11 22,46 12,83 31 (17/11/00 00:00) 4,37 15,55 23,33 18,02 24,79 13,93 32 (20/11/00 08:00) 5,07 15,73 23,25 18,71 23,60 13,64 33 (20/11/00 16:00) 5,70 17,83 24,82 18,20 21,32 12,13 34 (20/11/00 00:00) 7,17 18,38 23,99 17,29 20,09 13,08 35 (21/11/00 08:00) 4,95 17,06 24,59 16,88 22,39 14,13 36 (21/11/00 16:00) 5,13 16,17 23,27 16,77 24,06 14,60 37 (21/11/00 00:00) 5,14 17,64 24,32 16,78 21,40 14,73

64

TABELA 4.2 –Composição mineralógica das 37 amostras de sinter feed estudadas (% em volume).

AMOSTRA N°/mm

MINERALOGIA COM % EM VOLUME HE HM GO QZ MA Mn CA GI IL Fecha.

1

(05/09/00)

+ 6,35 0,5 80 15 3 1 0,5 100,0 + 3,00 0,7 79 15 4 1 0,1 0,1 0,1 100,0 + 1,00 0,7 84 11 1 2 0,5 0,7 0,1 100,0

+ 0,300 0,5 80 13 5 1 0,5 100,0 + 0,106 0,7 80 13 5 1 0,1 0,1 0,1 100,0 - 0,106 3 83 11 1 1 0,5 0,5 100,0

2

(12/09/00)

+ 6,35 1 78 15 3 2 0,5 0,5 100,0 + 3,00 2 78 7 10 1 1,0 0,5 0,5 100,0 + 1,00 1 82 9 6 1 0,5 0,5 100,0

+ 0,300 1 93 0,7 4 0,7 0,1 0,5 100,0 + 0,106 0,5 88 5 4 1 0,5 0,5 0,5 100,0 - 0,106 4 88 2 5 0,7 0,1 0,1 0,1 100,0

3

(21/09/00)

+ 6,35 0,7 76 19 4 0,1 0,1 0,1 100,0 + 3,00 3 73 17 5 1 0,5 0,5 100,0 + 1,00 2 85 4 8 0,7 0,1 0,1 0,1 100,0

+ 0,300 2 78 13 4 2 0,5 0,5 100,0 + 0,106 1 83 8 6 1 0,5 0,5 100,0 - 0,106 3 80 9 6 1 0,5 0,5 100,0

4

(26/09/00)

+ 6,35 0,5 80 4 2 0,5 13 100,0 + 3,00 0,7 95 2 2 0,1 0,1 0,1 100,0 + 1,00 2 81 11 4 1 0,5 0,5 100,0

+ 0,300 0,5 83 4 7 4 0,5 0,5 0,5 100,0 + 0,106 1 85 2 9 2 0,5 0,5 100,0 - 0,106 12 79 1 6 1 0,5 0,5 100,0

5

(03/10/00)

+ 6,35 2 80 4 9 4 0,5 0,5 100,0 + 3,00 1 83 8 6 1 0,5 0,5 100,0 + 1,00 2 81 4 8 4 0,5 0,5 100,0

+ 0,300 2 83 7 3 4 0,5 0,5 100,0 + 0,106 1 87 5 6 0,7 0,1 0,1 0,1 100,0 - 0,106 2 90 3 4 0,7 0,1 0,1 0,1 100,0

6

(16/10/00)

+ 6,35 0,5 92 3 3 0,5 0,5 0,5 100,0 + 3,00 0,5 70 20 7 1 0,5 0,5 0,5 100,0 + 1,00 1 81 10 6 1 0,5 0,5 100,0

+ 0,300 0,5 86 8 3 1 1 0,5 100,0 + 0,106 0,5 86 7 5 0,5 0,5 0,5 100,0 - 0,106 2 88 4 5 1 100,0

7

(18/10/00)

+ 6,35 0,5 90 7 0,5 1 0,5 0,5 100,0 + 3,00 0,5 80 10 6 2 0,5 0,5 0,5 100,0 + 1,00 0,5 81 8 7 2 0,5 0,5 0,5 100,0

+ 0,300 1 80 8 8 2 0,5 0,5 100,0 + 0,106 10 73 5 9 2 0,5 0,5 100,0 - 0,106 6 77 4 10 2 0,5 0,5 100,0

8

(20/10/00)

+ 6,35 2 57 38 0,5 0,5 0,5 0,5 1 100,0 + 3,00 0,5 79 14 5 1 0,5 100,0 + 1,00 0,7 62 23 10 3 0,1 0,7 0,5 100,0

+ 0,300 0,5 82 10 5 2 0,5 100,0 + 0,106 0,7 83 5 8 3 0,1 0,1 0,1 100,0 - 0,106 4 83 6 5 1 0,5 0,5 100,0

65

TABELA 4.2 (continuação) – Composição mineralógica das 37 amostras de sinter feed estudadas (% em volume).

AMOSTRA N°/mm

MINERALOGIA COM % EM VOLUME HE HM GO QZ MA Mn CA GI IL Fecha.

9

(23/10/00)

+ 6,35 1,0 92 2 3 2 100,0 + 3,00 25,0 47 27 1 1 100,0 + 1,00 1,0 88 7 3 1 100,0

+ 0,300 2,0 87 6 3 1 0,5 0,5 100,0 + 0,106 1,0 89 5 4 1 0,5 100,0 - 0,106 8 85 3 3 1 100,0

10

(25/10/00)

+ 6,35 2 86 5 5 1 0,5 0,5 100,0 + 3,00 3 83 6 6 1 0,5 0,5 100,0 + 1,00 1 93 5 1 1 100,0

+ 0,300 1 66 15,0 16 2,0 100,0 + 0,106 1,0 31 57 9 2 100,0 - 0,106 2 90 3 4 1,0 100,0

11

(27/10/00)

+ 6,35 1,0 71 27 1 0,5 100,0 + 3,00 1 69 28 1 1 0,1 0,5 100,0 + 1,00 1 90 8 1 0,5 0,5 100,0

+ 0,300 1 86 7 4 1 0,5 0,5 100,0 + 0,106 2 83 7 6 1 0,5 0,5 100,0 - 0,106 3 86 5 5 1 0,5 100,0

12

(30/10/00)

+ 6,35 0,5 87 10 1 1,0 0,5 100,0 + 3,00 0,5 93 5 1 0,5 0,1 0,1 0,1 100,0 + 1,00 5 67 21 6 1 0,5 100,0

+ 0,300 2,0 78 15 4 1 0,5 100,0 + 0,106 1 88 4 5 1 0,5 0,5 0,5 100,0 - 0,106 3 90 2 3 1 0,5 0,5 0,5 100,5

13

(31/10/00)

+ 6,35 1 90 8 1 1 100,0 + 3,00 1 93 2 3 1 0,5 99,5 + 1,00 1 91 5 3 1 100,0

+ 0,300 1 85 8 6 1 100,0 + 0,106 1 89 2 7 1,0 0,5 100,0 - 0,106 2 92 1 4 1,0 100,0

14

(01/11/00)

+ 6,35 3,0 87 2 2 1,0 4,0 0,5 0,5 100,0 + 3,00 2,0 81 9 5 3 100,0 + 1,00 1 90 5 3 1 0,1 0,1 0,1 100,0

+ 0,300 0,5 85 7 5 2 1 100,0 + 0,106 1,0 90 3 5 0,5 0,5 100,0 - 0,106 4 90 2 3 1 0,1 0,1 0,1 100,0

15

(03/11/00)

+ 6,35 1,0 96 1 0,5 1 0,5 0,5 100,0 + 3,00 2,0 92 5 1 0,5 100,0 + 1,00 5,0 80 9 3 2 0,5 0,5 100,0

+ 0,300 3 77 10 8 2 100,0 + 0,106 1 90 1 7 1 0,5 100,0 - 0,106 4 90 1 4 1 0,5 100,0

16

(06/11/00)

+ 6,35 2 77 5 15,0 1,0 100,0 + 3,00 5,0 68 1 24 2 100,0 + 1,00 2,0 86 6 1 3 2,0 0,5 100,0

+ 0,300 2,0 80 8 8 1 1,0 100,0 + 0,106 1,0 86 2 8 2 1,0 100,0 - 0,106 19 35 9 36 1 0,5 100,0

66


AMOSTRA

N°/mm MINERALOGIA COM % EM VOLUME

HE HM GO QZ MA Mn CA GI IL Fecha.

17

(07/11/00)

+ 6,35 2 90 7 0,5 0,5 100,0 + 3,00 2 85 8 4 1 100,0 + 1,00 2 93 3 1 0,5 0,5 100,0

+ 0,300 2 80 10 7 0,5 0,5 100,0 + 0,106 2 78 4 15 0,5 0,5 100,0 - 0,106 5 85 3 6 0,5 0,5 100,0

18

(09/11/00)

+ 6,35 1 86 3 9 0,5 0,5 100,0 + 3,00 0,7 87 3 8 0,7 0,1 0,5 100,0 + 1,00 0,7 87 2 9 0,7 0,1 0,5 100,0

+ 0,300 0,5 86 3 8 2 0,5 100,0 + 0,106 0,7 86 4 7 1 0,5 0,7 0,1 100,0 - 0,106 2 87 3 6 0,5 0,5 0,5 0,5 100,0

19

(10/11/00)

+ 6,35 0,5 96 2 1 0,5 100,0 + 3,00 1 86 3 5 5 100,0 + 1,00 1 82 4 6 6 0,5 0,5 100,0

+ 0,300 5 78 4 6 6 0,5 0,5 100,0 + 0,106 3 83 4 5 5 100,0 - 0,106 4 82 3 5 6 100,0

20

(13/11/00 08:00)

+ 6,35 0,7 90 2 6 0,7 0,5 0,1 100,0 + 3,00 0,5 88 2 8 0,5 0,5 0,5 100,0 + 1,00 0,5 86 2 8 3 0,5 100,0

+ 0,300 0,5 90 1 7 0,5 0,5 0,5 100,0 + 0,106 0,7 86 4 8 1 0,1 0,1 0,1 100,0 - 0,106 2 88 3 6 0,5 0,5 100,0

21

(13/11/00 16:00)

+ 6,35 0,7 87 7 4 0,5 0,7 0,1 100,0 + 3,00 0,5 83 11 4 0,5 0,5 0,5 100,0 + 1,00 0,5 88 4 7 0,5 100,0

+ 0,300 0,5 90 2 6 0,5 0,5 0,5 100,0 + 0,106 0,7 90 1 7 0,7 0,1 0,5 100,0 - 0,106 1 90 2 6 0,5 0,5 100,0

22

(13/11/00 00:00)

+ 6,35 0,5 90 2 7 0,5 100,0 + 3,00 2 85 6 6 0,5 0,5 100,0 + 1,00 0,5 90 3 6 0,5 100,0

+ 0,300 0,7 90 2 6 0,5 0,7 0,1 100,0 + 0,106 0,5 89 2 7 1 0,5 100,0 - 0,106 1 88 3 7 0,5 0,5 100,0

23

(14/11/00 08:00)

+ 6,35 0,5 87 3 8 0,5 0,5 0,5 100,0 + 3,00 0,7 83 3 9 4 0,1 0,1 0,1 100,0 + 1,00 0,7 90 1 7 0,1 1 0,1 0,1 100,0

+ 0,300 0,5 91 2 5 0,5 0,5 0,5 100,0 + 0,106 0,5 88 1 8 1 0,5 0,5 0,5 100,0 - 0,106 0,7 91 0,7 7 0,5 0,1 100,0

24

(14/11/00 16:00)

+ 6,35 0,7 92 0,7 6 0,5 0,1 100,0 + 3,00 0,5 86 8 5 0,5 100,0 + 1,00 0,5 88 5 6 0,5 100,0

+ 0,300 0,5 88 4 6 0,5 1 100,0 + 0,106 1 89 1 8 0,7 0,1 0,1 0,1 100,0 - 0,106 2 90 0,7 7 0,1 0,1 0,1 100,0

67


AMOSTRA



25

(14/11/00 00:00)

+ 6,35 0,5 85 11 3 0,5 100,0 + 3,00 0,5 85 8 5 0,5 0,5 0,5 100,0 + 1,00 1 84 8 5 2 0,5 100,0

+ 0,300 1 84 7 7 0,5 0,5 99,5 + 0,106 1 87 4 7 0,5 0,5 99,5 - 0,106 1 90 3 5 0,5 0,5 100,0

26

(16/11/00 08:00)

+ 6,35 0,7 86 6 7 0,1 0,1 0,1 100,0 + 3,00 1 85 6 7 0,5 0,5 100,0 + 1,00 0,5 84 5 7 3 0,5 100,0

+ 0,300 0,5 85 4 6 3 0,5 0,5 0,5 100,0 + 0,106 0,7 89 2 6 1 0,7 0,5 0,1 100,0 - 0,106 2 87 2 8 0,5 0,5 100,0

27

(16/11/00 16:00)

+ 6,35 0,7 89 3 6 0,5 0,7 0,1 100,0 + 3,00 1 85 5 8 0,5 0,5 100,0 + 1,00 1 86 3 7 3 100,0

+ 0,300 0,5 86 3 6 3 1 0,5 100,0 + 0,106 0,5 88 3 7 0,5 0,5 0,5 100,0 - 0,106 2 87 2 8 0,5 0,5 100,0

28

(16/11/00 00:00)

+ 6,35 0,5 92 4 3 0,5 100,0 + 3,00 0,5 85 4 6 3 1 0,5 100,0 + 1,00 1 90 3 1 5 100,0

+ 0,300 0,5 91 3 5 0,5 100,0 + 0,106 1 88 3 7 0,5 0,5 100,0 - 0,106 1 89 4 5 0,5 0,5 100,0

29

(17/11/00 08:00)

+ 6,35 0,5 89 1 7 2 0,5 100,0 + 3,00 0,5 88 1 8 2 0,5 100,0 + 1,00 0,5 80 7 9 3 0,5 100,0

+ 0,300 0,7 88 3 6 1 0,7 0,5 0,1 100,0 + 0,106 0,5 90 2 7 0,5 100,0 - 0,106 2 87 3 7 0,5 0,5 100,0

30

(17/11/00 16:00)

+ 6,35 1 87 3 8 0,5 0,5 100,0 + 3,00 0,5 88 2 9 0,5 100,0 + 1,00 0,5 87 2 7 3 0,5 100,0

+ 0,300 1 86 3 7 2 0,5 0,5 100,0 + 0,106 0,5 89 1 9 0,5 100,0 - 0,106 1 93 1 4 0,5 0,5 100,0

31

(17/11/00 00:00)

+ 6,35 0,1 90 2 7 0,7 0,1 0,1 100,0 + 3,00 0,5 89 2 8 0,5 100,0 + 1,00 0,5 89 2 8 0,5 100,0

+ 0,300 0,5 87 3 8 0,5 0,5 0,5 100,0 + 0,106 0,5 85 2 12 0,5 100,0 - 0,106 1 88 1 9 0,5 0,5 100,0

32

(20/11/00 08:00)

+ 6,35 0,7 88 2 9 0,1 0,1 0,1 100,0 + 3,00 1 85 5 7 1 0,5 0,5 100,0 + 1,00 0,7 89 2 8 0,1 0,1 0,1 100,0

+ 0,300 0,5 89 2 7 1 0,5 100,0 + 0,106 0,7 89 2 8 0,1 0,1 0,1 100,0 - 0,106 0,7 87 2 10 0,1 0,1 0,1 100,0

68


AMOSTRA



33

(20/11/00 16:00)

+ 6,35 0,7 90 1 8 0,1 0,1 0,1 100,0 + 3,00 0,5 88 3 7 0,5 0,5 0,5 100,0 + 1,00 0,5 88 4 6 0,5 1 100,0

+ 0,300 0,7 88 3 7 1 0,1 0,1 0,1 100,0 + 0,106 0,7 90 2 7 0,1 0,1 0,1 100,0 - 0,106 1 88 2 9 100,0

34

(20/11/00 00:00)

+ 6,35 0,7 89 2 8 0,1 0,1 0,1 100,0 + 3,00 0,5 88 3 8 0,5 100,0 + 1,00 0,5 90 2 7 0,5 100,0

+ 0,300 0,7 89 3 7 0,1 0,1 0,1 100,0 + 0,106 0,7 88 3 7 0,7 0,5 0,1 100,0 - 0,106 1 88 2 8 0,5 0,5 100,0

35

(21/11/00 08:00)

+ 6,35 0,5 84 7 7 0,7 0,7 0,1 100,0 + 3,00 0,5 86 3 8 2 0,5 100,0 + 1,00 0,5 88 2 7 2 0,5 100,0

+ 0,300 0,7 87 3 7 2 0,1 0,1 0,1 100,0 + 0,106 0,7 88 2 8 0,7 0,1 0,5 100,0 - 0,106 1 88 0,5 10 0,5 100,0

36

(21/11/00 16:00)

+ 6,35 0,7 81 9 9 0,1 0,1 0,1 100,0 + 3,00 0,5 89 4 6 0,5 100,0 + 1,00 0,7 86 4 7 0,7 1 0,5 0,1 100,0

+ 0,300 0,5 90 3 6 0,5 100,0 + 0,106 0,7 87 3 8 0,7 0,1 0,5 100,0 - 0,106 1 87 2 9 0,5 0,5 100,0

37

(21/11/00 00:00)

+ 6,35 0,5 88 3 8 0,5 100,0 + 3,00 0,5 89 2 8 0,5 100,0 + 1,00 0,5 89 3 6 0,5 0,5 0,5 100,0

+ 0,300 0,5 89 3 7 0,5 100,0 + 0,106 0,7 88 2 8 0,7 0,5 0,1 100,0 - 0,106 1 87 2 9 0,5 0,5 100,0

LEGENDA:

HE = Hematita Especular QZ = Quartzo CA = Caulinita HM = Hematita Martítica MA = Magnetita GI = Gibbsita GO = Goethita Mn = Óxidos de Manganês IL = Ilmenita

69

TABELA 4.3 – Composição mineralógica das 37 amostras de sinter feed estudadas (% em peso).

AMOSTRA MINERALOGIA COM % EM PESO N°/mm HE HM GO QZ MA Mn CA GI IL Fecha.

1

(05/09/00)

+ 6,35 0,02 3,93 0,74 0,15 0,05 0,02 4,91 + 3,00 0,10 11,57 2,20 0,59 0,15 0,01 0,01 0,01 14,64 + 1,00 0,17 20,72 2,71 0,25 0,49 0,12 0,17 0,02 24,65

+ 0,300 0,09 13,96 2,27 0,87 0,17 0,09 17,45 + 0,106 0,20 23,11 3,76 1,44 0,29 0,03 0,03 0,03 28,89 - 0,106 0,28 7,83 1,04 0,09 0,09 0,05 0,05 9,43

TOTAL 0,86 81,12 12,72 3,39 1,24 0,32 0,26 0,06 99,97

2

(12/09/00)

+ 6,35 0,04 3,45 0,66 0,13 0,09 0,02 0,02 4,41 + 3,00 0,33 13,02 1,17 1,67 0,17 0,17 0,08 0,08 16,69 + 1,00 0,25 20,47 2,25 1,50 0,25 0,12 0,12 24,96

+ 0,300 0,17 16,05 0,12 0,69 0,12 0,02 0,09 17,26 + 0,106 0,13 23,10 1,31 1,05 0,26 0,13 0,13 0,13 26,24 - 0,106 0,42 9,16 0,21 0,52 0,07 0,01 0,01 0,01 10,41

TOTAL 1,34 85,25 5,72 5,56 0,96 0,47 0,45 0,22 99,97

3

(21/09/00)

+ 6,35 0,03 3,49 0,87 0,18 4,57 + 3,00 0,51 12,53 2,92 0,86 0,17 0,09 0,09 17,17 + 1,00 0,50 21,25 1,00 2,00 0,18 0,03 0,03 0,03 25,02

+ 0,300 0,35 13,60 2,27 0,70 0,35 0,09 0,09 17,45 + 0,106 0,26 21,42 2,06 1,55 0,26 0,13 0,13 25,81 - 0,106 0,30 8,00 0,90 0,60 0,10 0,05 0,05 10,00

TOTAL 1,95 80,29 10,02 5,89 1,06 0,39 0,39 0,03 100,02

4

(26/09/00)

+ 6,35 0,03 4,82 0,24 0,12 0,03 0,78 6,02 + 3,00 0,12 16,92 0,36 0,36 0,02 0,02 0,02 17,82 + 1,00 0,48 19,30 2,62 0,95 0,24 0,12 0,12 23,83

+ 0,300 0,23 38,16 1,84 3,22 1,84 0,23 0,23 0,23 45,98 + 0,106 0,04 3,68 0,09 0,39 0,09 0,02 0,02 4,33 - 0,106 0,25 1,62 0,02 0,12 0,02 0,01 0,01 2,05

TOTAL 1,15 84,50 5,17 5,16 2,24 0,40 1,18 0,23 100,03

5

(03/10/00)

+ 6,35 0,09 3,50 0,18 0,39 0,18 0,02 0,02 4,38 + 3,00 0,16 13,52 1,30 0,98 0,16 0,08 0,08 16,28 + 1,00 0,50 20,43 1,01 2,02 1,01 0,13 0,13 25,23

+ 0,300 0,37 15,55 1,31 0,56 0,75 0,09 0,09 18,72 + 0,106 0,25 21,78 1,25 1,50 0,18 0,03 0,03 0,03 25,05 - 0,106 0,21 9,30 0,31 0,41 0,07 0,01 0,01 0,01 10,33

TOTAL 1,58 84,08 5,36 5,86 2,35 0,36 0,36 0,04 99,99

6

(16/10/00)

+ 6,35 0,02 3,47 0,11 0,11 0,02 0,02 0,02 3,77 + 3,00 0,08 11,43 3,27 1,14 0,16 0,08 0,08 0,08 16,32 + 1,00 0,25 20,09 2,48 1,49 0,25 0,12 0,12 24,80

+ 0,300 0,08 14,17 1,32 0,49 0,16 0,16 0,08 16,46 + 0,106 0,11 18,63 1,52 1,08 0,11 0,11 0,11 21,67 - 0,106 0,34 14,92 0,68 0,85 0,17 16,96

TOTAL 0,88 82,71 9,38 5,16 0,87 0,49 0,41 0,08 99,98

7

(18/10/00)

+ 6,35 0,02 4,30 0,33 0,02 0,05 0,02 0,02 4,76 + 3,00 0,09 14,22 1,78 1,07 0,36 0,09 0,09 0,09 17,79 + 1,00 0,12 19,05 1,88 1,65 0,47 0,12 0,12 0,12 23,53

+ 0,300 0,16 13,00 1,30 1,30 0,33 0,08 0,08 16,25 + 0,106 1,74 12,70 0,87 1,57 0,35 0,09 0,09 17,41 - 0,106 1,22 15,61 0,81 2,03 0,41 0,10 0,10 20,28

TOTAL 3,35 78,88 6,97 7,64 1,97 0,50 0,50 0,21 100,02

8

(20/10/00)

+ 6,35 0,11 3,13 2,14 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 5,53 + 3,00 0,09 14,88 2,64 0,94 0,19 0,09 18,83 + 1,00 0,16 14,31 5,31 2,31 0,69 0,02 0,16 0,12 23,08

+ 0,300 0,07 12,10 1,48 0,74 0,30 0,07 14,76 + 0,106 0,13 15,89 0,96 1,53 0,57 0,02 0,02 0,02 19,14 - 0,106 0,75 15,50 1,12 0,93 0,19 0,09 0,09 18,67

TOTAL 1,31 75,81 13,65 6,48 1,97 0,32 0,30 0,14 0,03 100,01

70

TABELA 4.3 (continuação) – Composição mineralógica das 37 amostras de sinter feed estudadas (% em peso).


9

(23/10/00)

+ 6,35 0,04 3,90 0,08 0,13 0,08 4,23 + 3,00 3,97 7,46 4,28 0,08 0,08 15,87 + 1,00 0,23 20,46 1,63 0,70 0,23 23,25

+ 0,300 0,32 13,81 0,95 0,48 0,16 0,08 0,08 15,88 + 0,106 0,22 19,54 1,10 0,88 0,11 0,11 21,96 - 0,106 1,51 16,00 0,56 0,56 0,19 18,82

TOTAL 6,29 81,17 8,60 2,83 0,85 0,19 0,08 100,01

10

(25/10/00)

+ 6,35 0,08 3,27 0,19 0,19 0,04 0,02 0,02 3,81 + 3,00 0,45 12,47 0,90 0,90 0,15 0,08 0,08 15,03 + 1,00 0,23 21,74 1,17 0,12 0,12 23,38

+ 0,300 0,16 10,54 2,40 2,56 0,32 15,98 + 0,106 0,23 7,13 13,11 2,07 0,46 23,00 - 0,106 0,38 16,94 0,56 0,75 0,19 18,82

TOTAL 1,53 72,09 18,33 6,59 1,28 0,10 0,10 100,02

11

(27/10/00)

+ 6,35 0,05 3,24 1,23 0,02 0,02 4,56 + 3,00 0,16 11,33 4,60 0,11 0,11 0,02 0,08 16,41 + 1,00 0,11 20,53 1,82 0,11 0,11 0,11 22,79

+ 0,300 0,16 13,66 1,11 0,64 0,16 0,08 0,08 15,89 + 0,106 0,55 22,72 1,92 1,64 0,27 0,14 0,14 27,38 - 0,106 0,39 11,15 0,65 0,65 0,06 0,06 12,96

TOTAL 1,42 82,63 11,33 3,17 0,73 0,41 0,30 99,99

12

(30/10/00)

+ 6,35 0,02 3,92 0,45 0,05 0,05 0,02 4,51 + 3,00 0,08 15,50 0,83 0,12 0,08 0,02 0,02 0,02 16,67 + 1,00 1,23 16,42 5,15 1,47 0,12 0,12 24,51

+ 0,300 0,32 12,54 2,41 0,64 0,08 0,08 16,07 + 0,106 0,21 18,81 0,85 1,07 0,11 0,11 0,11 0,11 21,38 - 0,106 0,51 15,17 0,34 0,51 0,08 0,08 0,08 0,08 16,85

TOTAL 2,37 82,36 10,03 3,86 0,52 0,23 0,41 0,21 99,99

13

(31/10/00)

+ 6,35 0,04 3,78 0,34 0,02 0,02 4,20 + 3,00 0,09 15,81 0,34 0,51 0,17 0,09 17,01 + 1,00 0,12 22,20 1,22 0,73 0,12 24,39

+ 0,300 0,08 13,26 1,25 0,94 0,08 15,61 + 0,106 0,10 18,51 0,42 1,46 0,21 0,10 20,80 - 0,106 0,36 16,56 0,18 0,72 0,18 18,00

TOTAL 0,79 90,12 3,75 4,38 0,78 0,19 100,01

14

(01/11/00)

+ 6,35 0,13 3,89 0,09 0,09 0,04 0,18 0,02 0,02 4,46 + 3,00 0,32 12,97 1,44 0,80 0,48 16,01 + 1,00 0,17 21,62 1,20 0,72 0,24 0,02 0,02 0,02 24,01

+ 0,300 0,08 13,93 1,15 0,82 0,33 0,08 16,39 + 0,106 0,22 19,77 0,66 1,10 0,11 0,11 21,97 - 0,106 0,69 15,42 0,34 0,51 0,12 0,02 0,02 0,02 17,14

TOTAL 1,61 87,60 4,88 4,04 1,32 0,41 0,06 0,06 99,98

15

(03/11/00)

+ 6,35 0,05 4,37 0,05 0,02 0,02 0,02 0,02 4,55 + 3,00 0,32 14,49 0,79 0,08 0,08 15,76 + 1,00 1,19 18,98 2,13 0,71 0,47 0,12 0,12 23,72

+ 0,300 0,50 12,86 1,67 1,34 0,33 16,70 + 0,106 0,24 21,18 0,24 1,65 0,12 0,12 23,55 - 0,106 0,63 14,18 0,16 0,63 0,08 0,08 15,76

TOTAL 2,93 86,06 5,04 4,35 1,10 0,42 0,14 100,04

16

(06/11/00)

+ 6,35 0,09 3,37 0,22 0,66 0,04 4,38 + 3,00 0,78 10,62 0,16 3,75 0,31 15,62 + 1,00 0,48 20,80 1,45 0,12 0,73 0,48 0,12 24,18

+ 0,300 0,33 13,10 1,31 1,31 0,16 0,16 16,37 + 0,106 0,22 18,51 0,43 1,72 0,43 0,22 21,53

- 0,106 3,40 6,27 1,61 6,44 0,09 0,09 17,90 TOTAL 5,30 72,67 5,18 14,00 1,76 0,95 0,12 99,98

71



17

(07/11/00)

+ 6,35 0,09 4,00 0,31 0,02 0,02 4,44 + 3,00 0,34 14,34 1,35 0,67 0,17 16,87 + 1,00 0,49 22,63 0,73 0,24 0,12 0,12 24,33

+ 0,300 0,33 13,07 1,63 1,14 0,08 0,08 16,33 + 0,106 0,45 17,74 0,91 3,41 0,11 0,11 22,73 - 0,106 0,76 12,99 0,46 0,92 0,08 0,08 15,29

TOTAL 2,46 84,77 5,39 6,40 0,58 0,39 99,99

18

(09/11/00)

+ 6,35 0,04 3,78 0,13 0,40 0,02 0,02 4,39 + 3,00 0,12 14,42 0,50 1,33 0,12 0,02 0,08 16,59 + 1,00 0,17 21,18 0,49 2,19 0,17 0,02 0,12 24,34

+ 0,300 0,08 14,08 0,49 1,31 0,33 0,08 16,37 + 0,106 0,15 18,20 0,85 1,48 0,21 0,11 0,15 0,02 21,17 - 0,106 0,34 14,94 0,52 1,03 0,09 0,09 0,09 0,09 17,19

TOTAL 0,90 86,60 2,98 7,74 0,94 0,32 0,46 0,11 100,05

19

(10/11/00)

+ 6,35 0,03 5,88 0,12 0,06 0,03 6,12 + 3,00 0,19 16,66 0,58 0,97 0,97 19,37 + 1,00 0,23 18,79 0,92 1,38 1,38 0,11 0,11 22,92

+ 0,300 0,73 11,40 0,58 0,88 0,88 0,07 0,07 14,61 + 0,106 0,61 16,90 0,81 1,02 1,02 20,36 - 0,106 0,66 13,61 0,50 0,83 1,00 16,60

TOTAL 2,45 83,24 3,51 5,14 5,28 0,18 0,18 99,98

20

(13/11/00 08:00)

+ 6,35 0,03 3,90 0,09 0,26 0,03 0,02 4,33 + 3,00 0,08 13,76 0,31 1,25 0,08 0,08 0,08 15,64 + 1,00 0,12 20,18 0,47 1,88 0,70 0,12 23,47

+ 0,300 0,09 15,88 0,18 1,23 0,09 0,09 0,09 17,65 + 0,106 0,18 22,33 1,04 2,08 0,26 0,03 0,03 0,03 25,98 - 0,106 0,26 11,42 0,39 0,78 0,06 0,06 12,97

TOTAL 0,76 87,47 2,48 7,48 1,22 0,28 0,32 0,03 100,04

21

(13/11/00 16:00)

+ 6,35 0,04 4,85 0,39 0,22 0,03 0,04 0,01 5,58 + 3,00 0,08 13,88 1,84 0,67 0,08 0,08 0,08 16,71 + 1,00 0,12 20,63 0,94 1,64 0,12 23,45

+ 0,300 0,08 14,90 0,33 0,99 0,08 0,08 0,08 16,54 + 0,106 0,18 23,01 0,26 1,79 0,18 0,03 0,13 25,58 - 0,106 0,12 10,92 0,24 0,73 0,06 0,06 12,13

TOTAL 0,62 88,19 4,00 6,04 0,55 0,23 0,36 99,99

22

(13/11/00 00:00)

+ 6,35 0,02 3,92 0,09 0,31 0,02 4,36 + 3,00 0,32 13,74 0,97 0,97 0,08 0,08 16,16 + 1,00 0,11 20,21 0,67 1,35 0,11 22,45

+ 0,300 0,12 14,83 0,33 0,99 0,08 0,12 0,02 16,49 + 0,106 0,13 23,87 0,54 1,88 0,27 0,13 26,82 - 0,106 0,14 12,08 0,41 0,96 0,07 0,07 13,73

TOTAL 0,84 88,65 3,01 6,46 0,63 0,27 0,15 100,01

23

(14/11/00 08:00)

+ 6,35 0,03 4,66 0,16 0,43 0,03 0,03 0,03 5,37 + 3,00 0,12 14,28 0,52 1,55 0,69 0,02 0,02 0,02 17,22 + 1,00 0,17 21,77 0,24 1,21 0,02 0,73 0,02 0,02 24,18

+ 0,300 0,17 30,58 0,67 1,68 0,17 0,17 0,17 33,61 + 0,106 0,08 13,86 0,16 1,26 0,16 0,08 0,08 0,08 15,76 - 0,106 0,03 3,55 0,03 0,27 0,02 3,90

TOTAL 0,60 88,70 1,78 6,40 1,09 1,00 0,32 0,15 100,04

24

(14/11/00 16:00)

+ 6,35 0,04 5,29 0,04 0,35 0,03 0,01 5,76 + 3,00 0,08 14,37 1,34 0,84 0,08 16,71 + 1,00 0,12 20,40 1,16 1,39 0,12 23,19

+ 0,300 0,10 17,64 0,80 1,20 0,10 0,20 20,04 + 0,106 0,22 19,51 0,22 1,75 0,15 0,02 0,02 21,89 - 0,106 0,25 11,16 0,09 0,87 0,01 0,01 0,01 12,40

TOTAL 0,81 88,37 3,65 6,40 0,49 0,24 0,03 99,99

72



25

(14/11/00 00:00)

+ 6,35 0,02 4,04 0,52 0,14 0,02 4,74 + 3,00 0,09 14,47 1,36 0,85 0,09 0,09 0,09 17,04 + 1,00 0,12 20,62 1,96 1,23 0,49 0,12 24,54

+ 0,300 0,23 18,98 1,58 1,58 0,11 0,11 22,59 + 0,106 0,24 20,79 0,96 1,67 0,12 0,12 23,90 - 0,106 0,07 6,48 0,22 0,36 0,04 0,04 7,21

TOTAL 0,77 85,38 6,60 5,83 0,87 0,09 0,48 100,02

26

(16/11/00 08:00)

+ 6,35 0,60 0,04 0,05 0,69 + 3,00 0,17 14,07 0,99 1,16 0,08 0,08 16,55 + 1,00 0,12 20,63 1,23 1,72 0,74 0,12 24,56

+ 0,300 0,09 14,81 0,70 1,05 0,52 0,09 0,09 0,09 17,44 + 0,106 0,17 21,08 0,47 1,42 0,24 0,17 0,12 0,02 23,69 - 0,106 0,34 14,85 0,34 1,37 0,09 0,09 17,08

TOTAL 0,89 86,04 3,77 6,77 1,67 0,26 0,50 0,11 100,01

27

(16/11/00 16:00)

+ 6,35 0,04 5,25 0,18 0,35 0,03 0,04 0,01 5,90 + 3,00 0,18 15,54 0,91 1,46 0,09 0,09 18,27 + 1,00 0,24 20,43 0,71 1,66 0,71 23,75

+ 0,300 0,08 14,22 0,50 0,99 0,50 0,17 0,08 16,54 + 0,106 0,12 20,90 0,71 1,66 0,12 0,12 0,12 23,75 - 0,106 0,24 10,26 0,24 0,94 0,06 0,06 11,80

TOTAL 0,90 86,60 3,25 7,06 1,51 0,33 0,36 100,01

28

(16/11/00 00:00)

+ 6,35 0,02 4,04 0,18 0,13 0,02 4,39 + 3,00 0,08 14,08 0,66 0,99 0,50 0,17 0,08 16,56 + 1,00 0,24 21,45 0,71 0,24 1,19 23,83

+ 0,300 0,09 17,16 0,57 0,94 0,09 18,85 + 0,106 0,22 19,63 0,67 1,56 0,11 0,11 22,30 - 0,106 0,14 12,49 0,56 0,70 0,07 0,07 14,03

TOTAL 0,79 88,85 3,35 4,56 1,98 0,17 0,26 99,96

29

(17/11/00 08:00)

+ 6,35 0,03 4,48 0,05 0,35 0,10 0,03 5,04 + 3,00 0,08 14,03 0,16 1,28 0,32 0,08 15,95 + 1,00 0,12 18,52 1,62 2,08 0,69 0,12 23,15

+ 0,300 0,12 15,36 0,52 1,05 0,17 0,12 0,09 0,02 17,45 + 0,106 0,12 21,29 0,47 1,66 0,12 23,66 - 0,106 0,30 12,85 0,44 1,03 0,07 0,07 14,76

TOTAL 0,77 86,53 3,26 7,45 1,47 0,20 0,31 0,02 100,01

30

(17/11/00 16:00)

+ 6,35 0,05 4,65 0,16 0,43 0,03 0,03 5,35 + 3,00 0,09 16,00 0,36 1,64 0,09 18,18 + 1,00 0,12 20,93 0,48 1,68 0,72 0,12 24,05

+ 0,300 0,17 14,71 0,51 1,20 0,34 0,09 0,09 17,11 + 0,106 0,11 19,99 0,22 2,02 0,11 22,45 - 0,106 0,13 11,93 0,13 0,51 0,06 0,06 12,82

TOTAL 0,67 88,21 1,86 7,48 1,35 0,12 0,27 99,96

31

(17/11/00 00:00)

+ 6,35 3,93 0,09 0,31 0,03 4,36 + 3,00 0,08 13,84 0,31 1,24 0,08 15,55 + 1,00 0,12 20,76 0,23 2,10 0,12 23,33

+ 0,300 0,09 15,68 0,54 1,44 0,09 0,09 0,09 18,02 + 0,106 0,12 21,07 0,50 2,97 0,12 24,78 - 0,106 0,14 12,26 0,14 1,25 0,07 0,07 13,93

TOTAL 0,55 87,54 1,81 9,31 0,51 0,09 0,16 99,97

32

(20/11/00 08:00)

+ 6,35 0,04 4,46 0,10 0,46 0,01 0,01 0,01 5,09 + 3,00 0,16 13,37 0,79 1,10 0,16 0,08 0,08 15,74 + 1,00 0,16 20,69 0,47 1,86 0,02 0,02 0,02 23,24

+ 0,300 0,09 16,65 0,37 1,31 0,19 0,09 18,70 + 0,106 0,17 21,00 0,47 1,89 0,02 0,02 0,02 23,59 - 0,106 0,10 11,87 0,27 1,36 0,01 0,01 0,01 13,63

TOTAL 0,72 88,04 2,47 7,98 0,41 0,01 0,23 0,13 99,99

73


AMOSTRA MINERALOGIA COM % EM PESO

N°/mm HE HM GO QZ MA Mn CA GI IL Fecha.

33

(20/11/00 16:00)

+ 6,35 0,04 5,13 0,06 0,46 0,01 0,01 0,01 5,72 + 3,00 0,09 15,69 0,53 1,25 0,09 0,09 0,09 17,83 + 1,00 0,12 21,84 0,99 1,49 0,12 0,25 24,81

+ 0,300 0,13 16,02 0,55 1,27 0,18 0,02 0,02 0,02 18,21 + 0,106 0,15 19,19 0,43 1,49 0,02 0,02 0,02 21,32 - 0,106 0,12 10,67 0,24 1,09 12,12

TOTAL 0,65 88,54 2,80 7,05 0,42 0,37 0,14 0,04 100,01

34

(20/11/00 00:00)

+ 6,35 0,05 6,38 0,14 0,57 0,01 0,01 0,01 7,17 + 3,00 0,09 16,17 0,55 1,47 0,09 18,37 + 1,00 0,12 21,59 0,48 1,68 0,12 23,99

+ 0,300 0,12 15,39 0,52 1,21 0,02 0,02 0,02 17,30 + 0,106 0,14 17,68 0,60 1,41 0,14 0,10 0,02 20,09 - 0,106 0,13 11,51 0,26 1,05 0,07 0,07 13,09

TOTAL 0,65 88,72 2,55 7,39 0,45 0,13 0,12 100,01

35

(21/11/00 08:00)

+ 6,35 0,02 4,16 0,35 0,35 0,03 0,03 4,94 + 3,00 0,09 14,67 0,51 1,36 0,34 0,09 17,06 + 1,00 0,12 21,64 0,49 1,72 0,49 0,12 24,58

+ 0,300 0,12 14,69 0,51 1,18 0,34 0,02 0,02 0,02 16,90 + 0,106 0,16 19,70 0,45 1,79 0,16 0,02 0,11 22,39 - 0,106 0,14 12,43 0,07 1,41 0,07 14,12

TOTAL 0,65 87,29 2,38 7,81 1,43 0,04 0,37 0,02 99,99

36

(21/11/00 16:00)

+ 6,35 0,04 4,16 0,46 0,46 0,01 0,01 0,01 5,15 + 3,00 0,08 14,39 0,65 0,97 0,08 16,17 + 1,00 0,16 20,01 0,93 1,63 0,16 0,23 0,12 0,02 23,26

+ 0,300 0,08 15,09 0,50 1,01 0,08 16,76 + 0,106 0,17 20,93 0,72 1,92 0,17 0,02 0,12 24,05 - 0,106 0,15 12,70 0,29 1,31 0,07 0,07 14,59

TOTAL 0,68 91,14 3,49 3,48 0,57 0,35 0,23 0,02 99,96

37

(21/11/00 00:00)

+ 6,35 0,03 4,52 0,15 0,41 0,03 5,14 + 3,00 0,09 15,7 0,35 1,41 0,09 17,64 + 1,00 0,12 21,64 0,73 1,46 0,12 0,12 0,12 24,31

+ 0,300 0,08 14,93 0,50 1,17 0,08 16,76 + 0,106 0,15 18,83 0,43 1,71 0,15 0,11 0,02 21,40 - 0,106 0,15 12,82 0,29 1,33 0,07 0,07 14,73

TOTAL 0,62 88,44 2,45 7,49 0,54 0,23 0,21 99,98 LEGENDA:

HE = Hematita Especular QZ = Quartzo CA = Caulinita HM = Hematita Martítica MA = Magnetita GI = Gibbsita GO = Goethita Mn = Óxidos de Manganês IL = Ilmenita

74

TABELA 4.4 - Caracterização microestrutural das 37 amostras de sinter feed estudadas.

%Estimada

m M m M Poros m M+ 6,35 11,7 58,5 11,7 11,7 175,5 23,4 20 23,4 4984,2 210,6+ 3,00 11,7 198,9 11,7 11,7 140,4 23,4 25 11,7 4867,2 210,6+ 1,00 11,7 46,8 11,7 11,7 70,2 11,7 20 23,4 4504,5 234,0

+ 0,300 11,7 959,4 23,4 11,7 152,1 23,4 xxxxxxxxxx xxxxxxx xxxxxxxxx xxxxxxx+ 0,106 11,7 257,4 11,4 11,7 163,8 11,7 xxxxxxxxxx xxxxxxx xxxxxxxxx xxxxxxx- 0,106 11,7 14,04 23,4 11,7 117,0 23,4 xxxxxxxxxx xxxxxxx xxxxxxxxx xxxxxxx

+ 6,35 11,7 81,9 11,7 11,7 163,8 23,4 18 11,7 3042,0 234,0+ 3,00 11,7 70,2 11,7 11,7 117,0 23,4 22 23,4 5311,8 292,5+ 1,00 11,7 58,5 23,4 11,7 117,0 11,7 10 23,4 1907,1 93,6


+ 6,35 11,7 257,4 11,7 11,7 140,4 11,7 22 11,7 6247,8 175,5+ 3,00 11,7 81,9 23,4 11,7 117,0 23,4 16 11,7 1778,4 117,0+ 1,00 11,7 128,7 11,7 11,7 152,1 23,4 15 23,4 1345,5 117,0


+ 6,35 11,7 35,1 11,7 11,7 46,8 11,7 12 23,4 6247,8 175,5+ 3,00 11,7 35,1 11,7 11,7 58,5 11,7 20 23,4 1930,5 175,5+ 1,00 11,7 58,5 11,7 11,7 81,9 11,7 12 23,4 1111,5 128,7


+ 6,35 11,7 81,9 11,7 11,7 117,0 11,7 20 23,4 2527,2 128,7+ 3,00 11,7 70,2 11,7 11,7 105,3 11,7 18 23,4 2363,4 152,1+ 1,00 11,7 70,2 11,7 11,7 93,6 11,7 22 23,4 263,25 117,0


+ 6,35 11,7 46,8 11,7 11,7 70,2 11,7 10 23,4 2316,6 93,6+ 3,00 11,7 58,5 11,7 11,7 93,6 11,7 15 23,4 2480,4 140,4+ 1,00 11,7 292,5 23,4 11,7 292,5 11,7 20 23,4 1755,0 152,1


+ 6,35 11,7 234,0 11,7 11,7 210,6 11,7 12 23,4 1801,8 117,0+ 3,00 11,7 140,7 11,7 11,7 175,5 23,4 10 11,7 4013,1 140,4+ 1,00 11,7 93,6 11,7 11,7 117,0 11,7 12 23,4 1310,4 117,0


7 (18/10/00)

LEGENDA:m = menor tamanhoM = Maior tamanho

= Tamanho médio

GRANULOMETRIA EM µm DOS CRISTAIS DE: GRANULOMETRIA DOS

HE HM POROS EM µm

6 (16/10/00)

5 (03/10/00)

1 (05/09/00)

2 (12/09/00)

AMOSTRA

3 (21/09/00)

4 (26/09/00)

M M M

M

75

TABELA 4.4 (continuação) - Caracterização microestrutural das 37 amostras de sinter feed estudadas.

%Estimada

m M m M Poros m M+ 6,35 11,7 234,0 11,7 11,7 210,6 11,7 8 11,7 947,7 140,4+ 3,00 11,7 140,4 11,7 11,7 175,5 11,7 18 23,4 1848,6 245,7+ 1,00 11,7 93,6 11,7 11,7 117,0 11,7 20 23,4 2351,7 175,5+ 0,300 11,7 81,9 11,7 11,7 140,4 23,4 xxxxxxxxxx xxxxxxx xxxxxxxxx xxxxxxx

+ 0,106 11,7 351,0 23,4 11,7 187,2 11,7 xxxxxxxxxx xxxxxxx xxxxxxxxx xxxxxxx

- 0,106 11,7 175,5 23,4 11,7 117,0 23,4 xxxxxxxxxx xxxxxxx xxxxxxxxx xxxxxxx

+ 6,35 11,7 1895,4 23,4 11,7 374,4 23,4 12 11,7 947,7 140,4+ 3,00 11,7 58,5 11,7 11,7 117,0 11,7 18 23,4 1848,6 245,7+ 1,00 11,7 807,3 23,4 11,7 93,6 11,7 20 23,4 2351,7 175,5+ 0,300 11,7 70,2 11,7 11,7 526,5 23,4 xxxxxxxxxx xxxxxxx xxxxxxxxx xxxxxxx



















8 (20/10/00)

AMOSTRA HE HM POROS EM µm

13 (31/10/00)

10 (25/10/00)

9 (23/10/00)

14 (01/11/00)

m = menor tamanhoM = Maior tamanho

= Tamanho médio

11 (27/10/00)

12 (30/10/00)

LEGENDA:

M M M

M

76


%

Estimada

m M m M Poros m M+ 6,35 11,7 58,5 11,7 11,7 70,2 11,7 12 23,4 3182,4 140,4+ 3,00 11,7 46,8 11,7 11,7 58,5 11,7 10 11,7 2129,4 117,0+ 1,00 11,7 175,5 11,7 11,7 175,5 35,1 12 23,4 1111,5 117,0


+ 6,35 11,7 46,8 11,7 11,7 93,6 11,7 15 23,4 2644,2 140,4+ 3,00 11,7 35,1 11,7 11,7 70,2 11,7 17 23,4 4387,5 175,5+ 1,00 11,7 93,6 11,7 11,7 117 11,7 10 11,7 1485,9 140,4

+ 0,300 11,7 819 23,4 11,7 175,5 23,4 xxxxxxxxxx xxxxxxx xxxxxxxxx xxxxxxx+ 0,106 11,7 269,1 23,4 11,7 245,7 23,4 xxxxxxxxxx xxxxxxx xxxxxxxxx xxxxxxx- 0,106 11,7 58,5 11,7 11,7 58,5 11,7 xxxxxxxxxx xxxxxxx xxxxxxxxx xxxxxxx

+ 6,35 11,7 81,9 11,7 11,7 140,4 11,7 7 23,4 936,0 93,6+ 3,00 11,7 58,5 11,7 11,7 93,6 11,7 10 23,4 959,4 117,0+ 1,00 11,7 46,8 11,7 11,7 117,0 11,7 15 23,4 1436,1 117,0


+ 6,35 11,7 70,2 11,7 11,7 93,6 23,4 28 23,4 2889,9 175,5+ 3,00 11,7 93,6 23,4 11,7 93,6 23,4 23 23,4 3767,4 210,6+ 1,00 11,7 81,9 23,4 11,7 93,6 11,7 20 23,4 2585,7 117,0

+ 0,300 11,7 140,4 23,4 23,4 175,5 23,4 xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxxx xxxxxx+ 0,106 11,7 503,1 58,5 23,4 304,2 93,6 xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxxx xxxxxx- 0,106 11,7 117,0 23,4 11,7 140,4 46,8 xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxxx xxxxxx

+ 6,35 11,7 70,2 11,7 11,7 81,9 11,7 15 23,4 2480,4 140,4+ 3,00 11,7 58,5 11,7 11,7 81,9 11,7 18 11,7 3615,3 117,0+ 1,00 11,7 117,0 23,4 11,7 140,4 11,7 15 11,7 1544,4 93,6


+ 6,35 11,7 269,1 46,8 11,7 187,2 46,8 20 23,4 1661,4 117,0+ 3,00 11,7 58,5 23,4 11,7 93,6 23,6 20 23,4 3030,3 93,6+ 1,00 11,7 187,2 35,1 11,7 175,5 35,1 15 11,7 1614,6 93,6

+ 0,300 11,7 93,6 23,4 11,7 117,0 23,4 xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxxx xxxxxx+ 0,106 11,7 292,5 35,1 11,7 140,1 35,1 xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxxx xxxxxx- 0,106 11,7 117 23,4 11,7 175,5 46,8 xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxxx xxxxxx

+ 6,35 11,7 93,6 23,4 11,7 140,4 35,1 23 11,7 4750,2 117,0+ 3,00 11,7 140,4 23,4 11,7 140,4 35,1 20 23,4 5791,5 210,6+ 1,00 11,7 128,7 23,4 11,7 117,0 23,4 18 23,4 3814,2 175,5

+ 0,300 11,7 117,0 35,1 23,4 140,4 35,1 xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxxx xxxxxx+ 0,106 11,7 468,0 23,4 11,7 117,0 23,4 xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxxx xxxxxx- 0,106 11,7 117 23,4 11,7 117,0 35,1 xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxxx xxxxxx

19 (10/11/00)


HE HM POROS EM µm

15 (30/11/00)

16 (06/11/00)

18 (09/11/00)

20 (13/11/00

08:00)

21 (13/11/00

16:00)


= Tamanho médio

AMOSTRA

17 (07/11/00)

M M M

M

77


Estimada

m M m M Poros m M+ 6,35 11,7 70,2 11,7 11,7 93,6 23,4 20 23,4 4036,5 140,4+ 3,00 11,7 81,9 23,4 11,7 128,7 23,4 18 11,7 2878,2 117,0+ 1,00 11,7 128,7 23,4 11,7 175,5 23,4 18 23,4 2258,1 140,4


+ 6,35 11,7 304,2 23,4 11,7 140,4 23,4 30 23,4 5405,4 210,6+ 3,00 11,7 117,0 11,7 11,7 140,4 23,4 25 23,4 7663,5 292,5+ 1,00 11,7 152,1 23,4 23,4 175,5 35,1 25 11,7 3346,2 187,2


+ 6,35 11,7 70,2 11,7 23,4 93,6 23,4 28 23,4 4153,5 175,5+ 3,00 11,7 58,5 11,7 11,7 105,3 23,4 25 23,4 3533,4 198,9+ 1,00 11,7 58,5 11,7 11,7 81,9 11,7 25 23,4 2316,6 175,5


+ 6,35 11,7 117 11,7 11,7 117 35,1 22 11,7 3556,8 175,5+ 3,00 11,7 117 11,7 11,7 128,7 23,4 20 11,7 4855,5 152,1+ 1,00 11,7 140,4 11,7 11,7 140,4 23,4 20 11,7 4621,5 152,1

+ 0,300 11,7 117 11,7 11,7 128,7 11,7 xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxxx xxxxxx+ 0,106 11,7 81,9 11,7 11,7 117 11,7 xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxxx xxxxxx- 0,106 11,7 117 11,7 11,7 105,3 11,7 xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxxx xxxxxx

+ 6,35 11,7 140,4 35,1 11,7 210,6 35,1 30 23,4 1380,6 152,1+ 3,00 11,7 58,5 11,7 11,7 81,9 11,7 25 23,4 1310,4 128,7+ 1,00 11,7 46,8 11,7 11,7 93,6 11,7 20 11,7 1228,5 117,0


+ 6,35 11,7 175,5 35,1 11,7 117,0 23,4 28 23,4 4071,6 210,6+ 3,00 11,7 93,6 23,4 11,7 93,6 23,4 25 23,4 2948,4 175,5+ 1,00 11,7 117,0 23,4 11,7 117,0 23,4 20 11,7 1977,3 140,4


+ 6,35 11,7 93,6 11,7 11,7 105,3 11,7 28 11,7 6119,1 234,0+ 3,00 11,7 70,2 11,7 11,7 117,0 11,7 25 11,7 5861,7 210,6+ 1,00 11,7 117,0 23,4 23,4 128,7 23,4 22 11,7 5779,8 210,6


28 (16/11/00

00:00)

= Tamanho médio


HE HM POROS EM µm

22 (13/11/00

00:00)

26 (16/11/00

08:00)

AMOSTRA

25 (14/11/00

00:00)

23 (14/11/00

08:00)

24 (14/11/00

16:00)

27 (16/11/00

16:00)

M M M

M

78

TABELA 4.4 (continuação)- Caracterização microestrutural das 37 amostras de sinter feed estudadas.

%

Estimada

m M m M Poros m M+ 6,35 11,7 175,5 23,4 11,7 117,0 23,4 28 35,1 4293,9 175,5+ 3,00 11,7 152,1 23,4 11,7 128,7 23,4 25 23,4 2808,0 128,7+ 1,00 11,7 117,0 23,4 11,7 93,6 11,7 22 23,4 3802,5 117,0


+ 6,35 11,7 117,0 11,7 11,7 140,4 23,4 18 35,1 2398,5 292,5+ 3,00 11,7 140,4 35,1 11,7 140,4 23,4 15 35,1 2480,4 234,0+ 1,00 11,7 81,9 11,7 11,7 93,6 11,7 15 23,4 2258,1 175,5


+ 6,35 11,7 93,6 11,7 11,7 81,9 11,7 25 23,4 3650,4 175,5+ 3,00 11,7 105,3 11,7 11,7 117,0 11,7 22 35,1 2562,3 152,1+ 1,00 11,7 117,0 11,7 23,4 140,4 23,4 20 23,4 3802,5 175,5


+ 6,35 11,7 117,0 11,7 11,7 70,2 23,4 25 23,4 3755,7 210,6+ 3,00 11,7 140,4 11,7 11,7 81,9 23,4 20 11,7 3346,2 187,2+ 1,00 11,7 93,6 11,7 11,7 58,5 35,1 18 23,4 3568,5 175,5


+ 6,35 11,7 93,6 11,7 23,4 70,2 11,7 28 23,4 3685,5 175,5+ 3,00 11,7 81,9 11,7 11,7 58,5 23,4 25 35,1 4574,7 175,5+ 1,00 11,7 105,3 11,7 11,7 70,2 23,4 23 23,4 2515,5 152,1


+ 6,35 11,7 117,0 11,7 11,7 117,0 11,7 20 11,7 3346,2 210,6+ 3,00 11,7 117,0 11,7 11,7 128,7 11,7 20 11,7 2585,7 187,2+ 1,00 11,7 140,4 11,7 11,7 128,7 11,7 18 35,1 2749,5 163,8


+ 6,35 11,7 93,6 11,7 11,7 81,9 11,7 25 23,4 4820,4 257,4+ 3,00 11,7 117,0 11,7 11,7 105,3 11,7 25 23,4 4621,5 234,0+ 1,00 11,7 105,3 11,7 11,7 105,3 11,7 20 23,4 4340,7 234,0


35 (21/11/00

08:00)

33 (20/11/00

16:00)

34 (20/11/00

00:00)

30 (17/11/00

16:00)

31 (17/11/00

00:00)

29 (17/11/00

08:00)

GRANULOMETRIA EM µm DOS CRISTAIS DE:

m = menor tamanhoM = Maior tamanho

= Tamanho médio

LEGENDA:

32 (20/11/00

08:00)

GRANULOMETRIA DOS


M

M M M

79


%

Estimada

m M m M Poros m M+ 6,35 11,7 93,6 11,7 11,7 93,6 11,7 28 11,7 4820,4 292,5+ 3,00 11,7 93,6 11,7 23,4 117,0 11,7 25 11,7 4656,6 210,6+ 1,00 11,7 105,3 11,7 23,4 117,0 11,7 22 23,4 4457,7 152,1


+ 6,35 11,7 117,0 11,7 11,7 117,0 11,7 22 11,7 4504,5 210,6+ 3,00 11,7 117,0 11,7 11,7 93,6 11,7 20 11,7 4329,0 187,2+ 1,00 11,7 105,3 11,7 11,7 93,6 11,7 18 23,4 3790,8 152,1


36 (21/11/00

16:00)



= Tamanho médio


37 (21/11/00

00:00)

M M M

M

80

TABELA 4.5 - Resultados da análise química das 37 amostras de sinter feed estudadas, com base na composição mineralógica.

AMOSTRA

N°/mm ANÁLISE QUÍMICA POR MICROSCOPIA

Fe SiO2 Al2O3 PPC MnO2 TiO2 Fecha.

1

(05/09/00)

+ 6,35 3,26 0,15 - 0,07 0,02 - 4,91 + 3,00 9,65 0,59 0,01 0,23 0,01 - 14,65 + 1,00 16,67 0,33 0,08 0,31 0,12 - 24,67

+ 0,300 11,38 0,87 - 0,23 0,09 - 17,46 + 0,106 18,88 1,45 0,03 0,40 0,03 - 28,90 - 0,106 6,39 0,11 0,02 0,11 0,05 - 9,43

TOTAL 66,23 3,51 0,14 1,35 0,32 - 100,01

2

(12/09/00)

+ 6,35 2,92 0,14 0,01 0,07 0,02 - 4,41 + 3,00 10,20 1,71 0,08 0,16 0,17 - 16,70 + 1,00 16,09 1,56 0,05 0,24 0,12 - 24,97

+ 0,300 11,51 0,73 0,04 0,02 0,02 - 17,26 + 0,106 17,26 1,11 0,14 0,20 0,13 - 26,25 - 0,106 6,88 0,52 0,01 0,03 0,01 - 10,41

TOTAL 64,86 5,77 0,32 0,72 0,47 - 100,00

3

(21/09/00)

+ 6,35 3,01 0,18 - 0,09 - - 4,57 + 3,00 11,08 0,90 0,04 0,31 0,09 - 17,18 + 1,00 15,97 2,01 0,03 0,12 0,03 - 25,03

+ 0,300 11,44 0,74 0,04 0,24 0,09 - 17,46 + 0,106 16,65 1,61 0,05 0,23 0,13 - 25,82 - 0,106 6,44 0,62 0,02 0,10 0,05 - 10,00

TOTAL 64,59 6,07 0,17 1,08 0,39 - 100,06

4

(26/09/00)

+ 6,35 3,56 0,48 0,31 0,13 - - 6,02 + 3,00 12,16 0,37 0,01 0,04 0,02 - 17,82 + 1,00 15,66 1,01 0,05 0,28 0,12 - 23,84

+ 0,300 29,34 3,33 0,24 0,30 0,23 - 46,04 + 0,106 2,72 0,40 0,01 0,01 0,02 - 4,33 - 0,106 1,34 0,12 - - 0,01 - 2,05

TOTAL 64,78 5,71 0,62 0,77 0,40 - 100,11

5

(03/10/00)

+ 6,35 2,75 0,40 0,01 0,02 0,02 - 4,39 + 3,00 10,50 1,02 0,03 0,14 0,08 - 16,29 + 1,00 16,01 2,08 0,05 0,12 0,13 - 25,26

+ 0,300 12,50 0,60 0,04 0,15 0,09 - 18,75 + 0,106 16,32 1,51 0,03 0,14 0,03 - 25,06 - 0,106 6,90 0,41 0,01 0,04 0,01 - 10,33

TOTAL 64,98 6,03 0,17 0,61 0,36 - 100,07

6

(16/10/00)

+ 6,35 2,52 0,12 0,01 0,01 0,02 - 3,77 + 3,00 10,22 1,18 0,08 0,37 0,08 - 16,33 + 1,00 15,97 1,55 0,05 0,27 0,12 - 24,81

+ 0,300 10,91 0,53 0,03 0,14 0,16 - 16,47 + 0,106 14,14 1,13 0,04 0,17 0,11 - 21,67 - 0,106 11,22 0,85 - 0,07 - - 16,97

TOTAL 64,99 5,35 0,21 1,04 0,49 - 100,01

7

(18/10/00)

+ 6,35 3,27 0,03 0,01 0,04 0,02 - 4,76 + 3,00 11,39 1,11 0,09 0,22 0,09 - 17,80 + 1,00 14,93 1,71 0,13 0,25 0,12 - 23,55

+ 0,300 10,26 1,34 0,03 0,14 0,08 - 16,26 + 0,106 10,90 1,61 0,04 0,10 0,09 - 17,42 - 0,106 12,58 2,08 0,04 0,10 0,10 - 20,29

TOTAL 63,32 7,87 0,34 0,85 0,50 - 100,09

81

TABELA 4.5 (continuação) - Resultados da análise química das 37 amostras de sinter feed estudadas, com base na composição mineralógica.

AMOSTRA



8

(20/10/00)

+ 6,35 3,64 0,04 0,01 0,22 0,03 0,02 5,53 + 3,00 12,27 0,94 - 0,27 0,09 - 18,84 + 1,00 13,96 2,38 0,14 0,60 0,02 - 23,10 + 0,300 9,66 0,74 - 0,15 0,07 - 14,77 + 0,106 12,22 1,54 0,02 0,11 0,02 - 19,16 - 0,106 12,21 0,97 0,04 0,13 0,09 - 18,68

TOTAL 63,96 6,62 0,21 1,47 0,32 0,02 100,08

9

(23/10/00)

+ 6,35 2,86 0,13 - 0,01 - - 4,23 + 3,00 10,74 0,08 - 0,43 - - 15,87 + 1,00 15,66 0,70 - 0,17 - - 23,26 + 0,300 10,60 0,52 0,03 0,11 0,08 - 15,89 + 0,106 14,59 0,88 - 0,11 0,11 - 21,96 - 0,106 12,74 0,56 - 0,06 - - 18,83

TOTAL 67,19 2,87 0,03 0,88 0,19 - 100,04

10

(25/10/00)

+ 6,35 2,49 0,20 0,01 0,02 0,02 - 3,81 + 3,00 9,71 0,94 0,03 0,09 0,08 - 15,02 + 1,00 16,19 0,12 - 0,12 - - 23,38 + 0,300 9,22 2,56 - 0,24 - - 15,99 + 0,106 13,72 2,07 - 1,33 - - 23,02 - 0,106 12,60 0,75 - 0,06 - - 18,83

TOTAL 63,94 6,64 0,04 1,86 0,10 - 100,05

11

(27/10/00)

+ 6,35 3,09 0,02 - 0,12 - - 4,56 + 3,00 11,01 0,15 0,03 0,47 0,02 - 16,40 + 1,00 15,66 0,11 - 0,18 0,11 - 22,79 + 0,300 10,48 0,68 0,03 0,11 0,08 - 15,88 + 0,106 17,68 1,71 0,06 0,19 0,14 - 27,37 - 0,106 8,52 0,65 - 0,07 0,06 - 12,96

TOTAL 66,44 3,31 0,12 1,15 0,41 - 99,97

12

(30/10/00)

+ 6,35 3,07 0,05 - 0,05 0,02 - 4,51 + 3,00 11,48 0,13 0,02 0,08 0,02 - 16,66 + 1,00 15,67 1,53 0,05 0,52 - - 24,50 + 0,300 10,57 0,68 0,03 0,24 - - 16,06 + 0,106 13,92 1,12 0,12 0,09 0,11 - 21,33 - 0,106 11,24 0,55 0,08 0,03 0,08 - 16,81

TOTAL 65,95 4,05 0,30 1,02 0,23 - 99,88

13

(31/10/00)

+ 6,35 2,90 0,02 - 0,03 - - 4,20 + 3,00 11,46 0,51 - 0,03 0,09 - 17,02 + 1,00 16,47 0,73 - 0,12 - - 24,39 + 0,300 10,17 0,94 - 0,13 - - 15,61 + 0,106 13,43 1,46 - 0,04 0,10 - 20,81 - 0,106 12,08 0,72 - 0,02 - - 18,01

TOTAL 66,51 4,38 - 0,38 0,19 - 100,04

14

(01/11/00)

+ 6,35 2,90 0,10 0,02 0,01 0,18 - 4,45 + 3,00 10,55 0,80 - 0,15 - - 16,03 + 1,00 16,17 0,73 0,02 0,12 0,02 - 24,01 + 0,300 10,76 0,82 - 0,12 0,08 - 16,40 + 0,106 14,48 1,10 - 0,07 0,11 - 21,97 - 0,106 11,57 0,52 0,02 0,03 0,02 - 17,13

TOTAL 66,42 4,07 0,06 0,49 0,41 - 100,00

82

TABELA 4.5 (continuação)- Resultados da análise química das 37 amostras de sinter feed estudadas, com base na composição mineralógica.

AMOSTRA N°/mm

ANÁLISE QUÍMICA POR MICROSCOPIA Fe SiO2 Al2O3 PPC MnO2 TiO2 Fecha.

15

(03/11/00)

+ 6,35 3,14 0,03 0,01 0,01 0,02 - 4,55 + 3,00 10,91 0,00 - 0,08 0,08 - 15,76 + 1,00 15,79 0,77 0,05 0,22 0,12 - 23,72 + 0,300 10,63 1,34 - 0,17 - - 16,71 + 0,106 15,22 1,65 - 0,02 0,12 - 23,55 - 0,106 10,52 0,63 - 0,02 0,08 - 15,76

TOTAL 66,21 4,42 0,06 0,51 0,42 - 100,06

16

(06/11/00)

+ 6,35 2,59 0,66 - 0,02 - - 4,38 + 3,00 8,30 3,75 - 0,02 - - 15,63 + 1,00 16,32 0,18 0,05 0,15 0,48 - 24,19 + 0,300 10,33 1,31 - 0,13 0,16 - 16,38 + 0,106 13,68 1,72 - 0,04 0,22 - 21,54 - 0,106 7,84 6,44 - 0,16 0,09 - 17,90

TOTAL 59,07 14,06 0,05 0,52 0,95 - 100,02

17

(07/11/00)

+ 6,35 3,07 0,02 - 0,03 - - 4,44 + 3,00 11,24 0,67 - 0,14 - - 16,88 + 1,00 16,72 0,24 - 0,07 0,12 - 24,33 + 0,300 10,46 1,14 - 0,17 0,08 - 16,33 + 0,106 13,37 3,41 - 0,09 0,11 - 22,73 - 0,106 9,96 0,92 - 0,05 0,08 - 15,29

TOTAL 64,82 6,40 - 0,55 0,39 - 100,01

18

(09/11/00)

+ 6,35 2,77 0,41 0,01 0,01 - - 4,39 + 3,00 10,57 1,37 0,03 0,05 0,02 - 16,58 + 1,00 15,36 2,25 0,05 0,05 0,02 - 24,33 + 0,300 10,45 1,31 - 0,05 0,08 - 16,38 + 0,106 13,52 1,55 0,07 0,09 0,11 - 21,15 - 0,106 11,08 1,07 0,09 0,05 0,09 - 17,15

TOTAL 63,76 7,95 0,25 0,30 0,32 - 99,98

19

(10/11/00)

+ 6,35 4,23 0,06 - 0,01 - - 6,12 + 3,00 12,85 0,97 - 0,06 - - 19,40 + 1,00 14,88 1,43 0,04 0,11 0,11 - 22,97 + 0,300 9,49 0,91 0,03 0,07 0,07 - 14,64 + 0,106 13,49 1,02 - 0,08 - - 20,40 - 0,106 11,02 0,83 - 0,05 - - 16,63

TOTAL 65,96 5,22 0,07 0,38 0,18 - 100,16

20

(13/11/00 08:00)

+ 6,35 2,83 0,26 - 0,01 0,02 - 4,33 + 3,00 9,93 1,29 0,03 0,04 0,08 - 15,64 + 1,00 15,00 1,94 0,05 0,06 - - 23,49 + 0,300 11,35 1,27 0,04 0,03 0,09 - 17,65 + 0,106 16,59 2,09 0,03 0,12 0,03 - 25,99 - 0,106 8,46 0,78 - 0,04 0,06 - 12,97

TOTAL 64,15 7,63 0,15 0,31 0,28 - 100,08

21

(13/11/00 16:00)

+ 6,35 3,69 0,22 - 0,04 0,04 - 5,58 + 3,00 10,98 0,71 0,03 0,20 0,08 - 16,71 + 1,00 15,19 1,64 - 0,10 - - 23,45 + 0,300 10,74 1,03 0,03 0,04 0,08 - 16,54 + 0,106 16,51 1,85 0,05 0,04 0,03 - 25,59 - 0,106 7,92 0,76 0,02 0,03 - - 12,13

TOTAL 65,03 6,21 0,14 0,46 0,23 - 100,01

83


AMOSTRA



22

(13/11/00 00:00)

+ 6,35 2,83 0,31 - 0,01 - - 4,36 + 3,00 10,50 0,97 - 0,10 0,08 - 16,16 + 1,00 14,71 1,35 - 0,07 - - 22,45 + 0,300 10,72 1,00 0,01 0,04 0,12 - 16,49 + 0,106 17,32 1,94 0,05 0,07 - - 26,83 - 0,106 8,86 0,96 - 0,04 0,07 - 13,73

TOTAL 64,94 6,53 0,06 0,33 0,27 - 100,03

23

(14/11/00 08:00)

+ 6,35 3,40 0,44 0,03 0,03 - - 5,37 + 3,00 10,90 1,56 0,02 0,06 0,02 - 17,24 + 1,00 15,51 1,22 0,02 0,03 0,73 - 24,18 + 0,300 22,05 1,76 0,07 0,09 0,17 - 33,62 + 0,106 9,97 1,30 0,08 0,06 0,08 - 15,77 - 0,106 2,54 0,27 - - - - 3,90

TOTAL 64,37 6,55 0,22 0,28 1,00 - 100,08

24

(14/11/00 16:00)

+ 6,35 3,77 0,35 - - 0,01 - 5,76 + 3,00 11,01 0,84 - 0,14 - - 16,71 + 1,00 15,17 1,39 - 0,12 - - 23,19 + 0,300 12,98 1,20 - 0,08 0,20 - 20,04 + 0,106 14,05 1,76 0,01 0,03 0,02 - 21,90 - 0,106 8,04 0,87 - 0,01 0,01 - 12,40

TOTAL 65,03 6,41 0,01 0,37 0,24 - 100,01

25

(14/11/00 00:00)

+ 6,35 3,18 0,14 - 0,05 - - 4,74 + 3,00 11,10 0,89 0,04 0,15 0,09 - 17,04 + 1,00 16,09 1,29 0,05 0,22 - - 24,56 + 0,300 14,51 1,63 0,04 0,18 - - 22,59 + 0,106 15,40 1,73 0,05 0,11 - - 23,90 - 0,106 4,75 0,38 0,02 0,03 - - 7,21

TOTAL 65,04 6,05 0,19 0,74 0,09 - 100,05

26

(16/11/00 08:00)

+ 6,35 0,44 0,05 - - - - 0,69 + 3,00 10,64 1,20 0,03 0,11 - - 16,55 + 1,00 15,82 1,78 0,05 0,14 - - 24,59 + 0,300 11,24 1,09 0,09 0,11 0,09 - 17,46 + 0,106 15,33 1,48 0,06 0,07 0,17 - 23,70 - 0,106 10,90 1,41 0,04 0,05 - - 17,08

TOTAL 64,38 7,00 0,27 0,49 0,26 - 100,07

27

(16/11/00 16:00)

+ 6,35 3,83 0,35 - 0,02 0,04 - 5,90 + 3,00 11,63 1,50 0,04 0,10 - - 18,27 + 1,00 15,42 1,66 - 0,07 - - 23,77 + 0,300 10,68 1,03 0,03 0,06 0,17 - 16,56 + 0,106 15,24 1,72 0,05 0,09 0,12 - 23,75 - 0,106 7,54 0,97 0,02 0,03 - - 11,80

TOTAL 64,34 7,23 0,14 0,38 0,33 - 100,06

28

(16/11/00 00:00)

+ 6,35 2,97 0,13 - 0,02 - - 4,39 + 3,00 10,68 1,03 0,03 0,08 0,17 - 16,58 + 1,00 16,48 0,24 - 0,07 - - 23,87 + 0,300 12,49 0,94 - 0,06 - - 18,85 + 0,106 14,38 1,61 0,04 0,08 - - 22,30 - 0,106 9,24 0,73 0,03 0,07 - - 14,03

TOTAL 66,24 4,68 0,10 0,38 0,17 - 100,03

84


AMOSTRA



29

(17/11/00 08:00)

+ 6,35 3,26 0,36 0,01 0,01 - - 5,04 + 3,00 10,20 1,28 - 0,02 0,08 - 15,96 + 1,00 14,56 2,14 0,05 0,18 - - 23,17 + 0,300 11,28 1,09 0,05 0,07 0,12 - 17,46 + 0,106 15,36 1,66 - 0,05 - - 23,66 - 0,106 9,52 1,06 0,03 0,05 - - 14,76

TOTAL 64,17 7,59 0,14 0,38 0,20 - 100,06

30

(17/11/00 16:00)

+ 6,35 3,41 0,43 - 0,02 0,03 - 5,35 + 3,00 11,55 1,64 - 0,04 - - 18,18 + 1,00 15,55 1,74 0,05 0,07 - - 24,07 + 0,300 10,97 1,24 0,04 0,06 0,09 - 17,12 + 0,106 14,28 2,02 - 0,02 - - 22,45 - 0,106 8,56 0,54 0,02 0,02 - - 12,82

TOTAL 64,31 7,61 0,11 0,23 0,12 - 100,01

31

(17/11/00 00:00)

+ 6,35 2,83 0,31 - 0,01 - - 4,36 + 3,00 9,99 1,24 - 0,03 - - 15,55 + 1,00 14,84 2,10 - 0,02 - - 23,33 + 0,300 11,43 1,48 0,04 0,07 0,09 - 18,02 + 0,106 15,22 2,97 - 0,05 - - 24,78 - 0,106 8,81 1,28 0,03 0,02 - - 13,93

TOTAL 63,12 9,38 0,06 0,21 0,09 - 99,99

32

(20/11/00 08:00)

+ 6,35 3,22 0,46 - 0,01 0,01 - 5,09 + 3,00 10,08 1,14 0,08 0,12 - - 15,75 + 1,00 14,89 1,87 0,02 0,06 - - 23,24 + 0,300 12,08 1,35 0,04 0,05 - - 18,71 + 0,106 15,12 1,90 0,02 0,06 - - 23,59 - 0,106 8,55 1,36 0,01 0,03 - - 13,63

TOTAL 63,93 8,09 0,18 0,33 0,01 - 100,00

33

(20/11/00 16:00)

+ 6,35 3,66 0,46 - 0,01 0,01 - 5,72 + 3,00 11,44 1,29 0,04 0,07 0,09 - 17,83 + 1,00 16,07 1,49 - 0,10 0,25 - 24,81 + 0,300 11,77 1,28 0,02 0,07 0,02 - 18,22 + 0,106 13,81 1,50 0,02 0,05 - - 21,32 - 0,106 7,70 1,09 - 0,02 - - 12,12

TOTAL 64,45 7,12 0,08 0,32 0,37 - 100,02

34

(20/11/00 00:00)

+ 6,35 4,59 0,57 - 0,02 0,01 - 7,17 + 3,00 11,78 1,47 - 0,06 - - 18,37 + 1,00 15,57 1,68 - 0,05 - - 23,99 + 0,300 11,19 1,22 0,01 0,06 0,02 - 17,30 + 0,106 12,94 1,42 0,01 0,06 0,10 - 20,09 - 0,106 8,36 1,08 0,03 0,04 - - 13,09

TOTAL 64,44 7,45 0,05 0,28 0,13 - 100,03

35

(21/11/00 08:00)

+ 6,35 3,17 0,36 0,01 0,04 - - 4,94 + 3,00 10,89 1,40 0,04 0,06 - - 17,07 + 1,00 15,88 1,78 0,05 0,07 - - 24,60 + 0,300 10,93 1,19 0,02 0,06 0,02 - 16,91 + 0,106 14,29 1,84 0,04 0,06 0,02 - 22,40 - 0,106 8,89 1,41 - 0,01 - - 14,12

TOTAL 64,04 7,98 0,16 0,30 0,04 - 100,04

85


AMOSTRA



36

(21/11/00 16:00)

+ 6,35 3,23 0,46 - 0,05 0,01 - 5,15 + 3,00 10,59 0,97 - 0,07 - - 16,17 + 1,00 14,81 1,69 0,06 0,12 0,23 - 23,27 + 0,300 10,98 1,01 - 0,05 - - 16,76 + 0,106 15,33 1,98 0,05 0,09 0,02 - 24,06 - 0,106 9,22 1,31 - 0,03 0,07 - 14,59

TOTAL 64,17 7,42 0,11 0,40 0,33 - 100,00

37

(21/11/00 00:00)

+ 6,35 3,30 0,41 - 0,02 - - 5,14 + 3,00 11,33 1,41 - 0,04 - - 17,64 + 1,00 15,77 1,52 0,05 0,09 0,12 - 24,31 + 0,300 10,87 1,17 - 0,05 - - 16,76 + 0,106 13,65 1,72 0,01 0,05 0,11 - 21,41 - 0,106 9,30 1,36 0,03 0,04 - - 14,73

TOTAL 64,22 7,59 0,08 0,28 0,23 - 100,00

86

TABELA 4.6 – Resultados da caracterização mineralógica das 37 amostras de sinter feed estudadas (nível mais baixo e nível mais alto de cada constituinte mineralógico

% peso).

SINTER FEED

HE HM GO QZ MA Mn CA GI IL

AMOSTRA GLOBAL 0,55 72,09 1,78 2,83 0,41 0,01 0,00 0,00 0,00 6,29 91,14 18,33 14,00 2,35 1,00 1,18 0,23 0,03

PARTÍCULAS SUPERGROSSAS

(+ 6,35mm)

0,00 0,60 0,04 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0,13 6,38 2,14 0,66 0,18 0,18 0,78 0,03 0,03 PARTÍCULAS


0,08 7,46 0,16 0,08 0,08 0,01 0,01 0,01 0,00

3,97 16,92 4,6 3,75 0,97 0,17 0,09 0,09 0,00 PARTÍCULAS


0,11 14,31 0,23 0,11 0,02 0,02 0,02 0,02 0,00

1,23 22,63 5,31 2,31 1,38 0,73 0,16 0,12 0,00 PARTÍCULAS


0,07 10,54 0,12 0,48 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00

0,73 38,16 2,41 3,22 1,84 0,23 0,23 0,23 0,00 PARTÍCULAS ADERENTES

(-0,300mm +0,106mm)

0,04 3,68 0,09 0,39 0,02 0,02 0,00 0,02 0,00

1,74 23,87 13,11 3,41 1,02 0,22 0,15 0,13 0,00 PARTÍCULAS SUPERFINAS

(-0,106mm)

0,03 1,62 0,02 0,09 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

3,40 16,94 1,61 6,44 1,00 0,10 0,10 0,09 0,00 HE = % Hematita especular QZ = % Quartzo CA = % Caulinita HM = % Hematita martítica MA = % Magnetita GI = % Gibbsita GO = % Goethita Mn = % Óxidos de Manganês IL = % Ilmenita

87

TABELA 4.7 – Resultados da caracterização microestrutural das 37 amostras de sinter feed estudadas (nível mais alto e nível mais baixo de cada parâmetro).

PARTÍCULAS DO SINTER FEED

GRANULOMETRIA DOS CRISTAIS (µm) POROSIDADE DAS

PARTÍCULAS (%)

GRANULOMETRIA DOS POROS DAS PARTÍCULAS (%)

HEMATITA ESPECULAR

HEMATITA MARTÍTICA m M M

m M M m M M - - - -

SUPERGROSSAS (+ 6,35mm)

11,7 35,1 11,7 11,7 46,8 11,7 7 11,7 936,0 93,6 11,7 1895,4 46,8 23,4 374,4 46,8 30 35,1 6399,9 292,5


11,7 35,1 11,7 11,7 58,5 11,7 10 11,7 959,4 93,6 11,7 152,1 35,1 23,4 175,5 35,1 25 35,1 7663,5 292,5


11,7 46,8 11,7 11,7 58,5 11,7 10 11,7 263,25 93,6 11,7 807,3 35,1 23,4 292,5 35,1 25 35,1 5779,8 234,0


11,7 58,5 11,7 11,7 58,5 11,7 - - - - 11,7 1415,7 35,1 23,4 526,5 35,1 - - - -

ADERENTES (-0,300mm +0,106mm)

11,7 58,6 11,4 11,7 58,5 11,7 - - - - 11,7 503,1 58,5 23,4 374,4 93,6 - - - -

SUPERFINAS (-0,106mm)

11,7 11,7 11,7 11,7 58,5 11,7 - - - - 11,7 175,5 23,4 23,4 175,5 46,8 - - - -

m = Menor Valor M = Maior Valor

M = Moda

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FOTO 1 FOTO 2

FOTO 3 FOTO 4

___________________________________________________________________________ Foto 1 Amostra: nº 1 (+3,00mm) Nicóis: Descruzados Textura geral com hematita martítica hidrotermal (HMH) e pouca hematita especular (HE), ambas de cor creme claro. Pontos e áreas negros são poros. Foto 2 Amostra: nº 1 (+3,00mm) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto1. Textura granoblástica (granular) fina. Foto 3 Amostra: nº 1 (+3,00mm) Nicóis: Descruzados Textura geral granoblástica (granular) fina. Fases claras são hematita martítica hidrotermal, exceto no centro e em cima, à direita, onde ocorrem associados pirolusita e criptomelana (Mn). Foto 4 Amostra: nº 1 (+3,00mm) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 3.

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FOTO 5 FOTO 6

FOTO 7 FOTO 8

___________________________________________________________________________ Foto 5 Amostra: nº 3 (+6,35mm) Nicóis: Descruzados Fase branca a creme claro é hematita martítica meteórica (HMM), com alguma HMH com relictos de magnetita (MA) de cor marrom claro. Goethita (GO) tem cor cinza escuro. Os poros têm cor marrom escuro. Foto 6 Amostra: nº 3 (+6,35mm) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 5. Vide textura em treliça (malha) na HMM. Foto 7 Amostra: nº 3 (+6,35mm) Nicóis: Descruzados Partícula de itabirito com hematitas meteórica, hidrotermal e especular, de cor branca. Poucos restos de magnetita (MA) de cor marrom bem claro, além de goethita (GO), sobre a HMM. Quartzo (QZ) de bordas corroídas, cor marrom com reflexões internas vítreas. As áreas marrons avermelhadas são poros. Foto 8 Amostra: nº 3 (+6,35mm) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 7

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FOTO 9 FOTO 10

FOTO 11 FOTO 12

__________________________________________________________________________ Foto 9 Amostra: nº 5 (+3,00mm) Nicóis: Descruzados Itabirito martítico meteórico, microdobrado. Os pontos negros na hematita são poros. Quartzo com bordas corroídas.

Foto 10 Amostra: nº 5 (+3,00mm) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 9. Em alguns pontos ocorre a textura em malha (treliça), de tamanho bem pequeno.

Foto 11 Amostra: nº 5 (+3,00mm) Nicóis: Descruzados Textura geral granoporfiroclástica, de clastos de HMM. À direita em baixo, clasto de HMH. A matriz é constituída de HMH e um pouco de HE.

Foto 12 Amostra: nº 5 (+3,00mm) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 11. Vide textura em malha (treliça) na HMM e ausência dela na HMH.

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FOTO 13 FOTO 14

FOTO 15 FOTO 16

___________________________________________________________________________ Foto 13 Amostra: nº 5 (+3,00mm) Nicóis: Descruzados Porfiroclasto de HMM em matriz de HMH, HMM e HE. Foto 14 Amostra: nº 5 (+3,00mm) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 13. Vide textura em treliça (malha) na HMM. Foto 15 Amostra: nº 5 (+3,00mm) Nicóis: Descruzados Hematita martítica hidrotermal predomina sobre a meteórica. Relictos de magnetita. Textura geral granoblástica (granular). Foto 16 Amostra: nº 5 (+3,00mm) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto15.

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FOTO 17 FOTO 18

FOTO 19 FOTO 20

__________________________________________________________________________ Foto 17 Amostra: nº 5 (+1,00mm) Nicóis: Descruzados Hematita martítica hidrotermal com textura granoblástica (granular) fina, relativamente fechada. Porosidade intergranular bem distribuída (disseminada). Foto 18 Amostra: nº 5 (+1,00mm) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 17 Foto 19 Amostra: nº 7 (+0,300mm) Nicóis: Descruzados Partícula constituída de grãos de quartzo corroídos e cimentados por minerais de manganês (Mn), principalmente pirolusita. Foto 20 Amostra: nº 7 (+0,300mm) Nicóis: Descruzados Partículas de minério hematítico (HMH), cimentadas por goethita – cor cinza escuro. Os pontos negros são poros.

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FOTO 21 FOTO 22

FOTO 23

___________________________________________________________________________ Foto 21 Amostra: nº 7 (-0,106mm) Nicóis: Descruzados Fração aderente do sinter feed. Partículas liberadas de hematita martítica hidrotermal (HMH) mono a policristalinas, quartzo (QZ) e pouca hematita especular (HE). Como partículas aderentes, tanto a granulometria quanto a morfologia são ruins para aglomeração. Foto 22 Amostra: nº 7 (+0,106mm) Nicóis: Descruzados Fração intermediária do sinter feed. Partículas de hematita martítica hidrotermal (HMH), de quartzo (QZ) e rara goethita (GO). Elas têm superfície rugosa, propriedade requerida para boa aglomeração – formação de micropelotas. Foto 23 Amostra: nº 8 (+3,00mm) Nicóis: Descruzados Itabirito martítico (HMH) parcialmente bandado. Cristais de hematita são muito pequenos. Quartzo (QZ) tem superfície toda corroída.

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FOTO 24 FOTO 25

FOTO 26 FOTO 27

_______________________________________________________________________________________________________________

Foto 24 Amostra: nº 8 (+3,00mm) Nicóis: Descruzados Porfiroclasto de HMH em matriz de HMH. Ocorrem relictos puntuais de magnetita (MA). Hidrotermalismo muito forte. Foto 25 Amostra: nº 8 (+3,00mm) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 24 Foto 26 Amostra: nº 8 (+1,00mm) Nicóis: Descruzados Hematita martítica hidrotermal – branca – encapsulada por goethita – cinza escuro. Os pontos negros são poros. Foto 27 Amostra: nº 16 (+6,35mm) Nicóis: Descruzados Vênula de quartzo no itabirito martítico, subindo da esquerda para a direita, passando pelo centro. Em baixo à direita, HMM (branca) com goethita (cinza). À esquerda da vênula, HMM (branca) com relictos de magnetita (marrom claro). Vide rugosidade do quartzo provocada pela corrosão dos fluidos supergênicos.

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FOTO 28 FOTO 29

FOTO 30 FOTO 31

___________________________________________________________________________ Foto 28 Amostra: nº 16 (+6,35mm) Nicóis: Descruzados Textura geral da hematita martítica hidrotermal – branca. As áreas e os pontos negros a marrons escuros são poros. Foto 29 Amostra: nº 16 (+6,35mm) Nicóis: Descruzados Textura geral com cisalhamento brando (HE fina no plano de cisalhamento). A hematita de cristais muito pequenos é tanto hidrotermal quanto meteórica. As áreas de cor marrom escuro a negra são poros. Foto 30 Amostra: nº 16 (+3,00mm) Nicóis: Descruzados Porfiroclastos de HMH – massas brancas maiores – em matriz de hematita martítica hidrotermal (HMH), com início de especularitização – ambas de cristais bem pequenos. Foto 31 Amostra: nº 16 (-0,106mm) Nicóis: Descruzados Fração aderente. Partículas de hematita martítica hidrotermal (HMH), especular (HE) e quartzo (QZ). Por terem superfície muito lisa, são ruins como aderentes.

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FOTO 32 FOTO 33

FOTO 34

___________________________________________________________________________ Foto 32 Amostra: nº 16 (+0,106mm) Nicóis: Descruzados Fração intermediária. Partículas policristalinas de hematita martítica hidrotermal (HMH) com boa rugosidade, além de quartzo (QZ), hematita especular (HE) e rara goethita (GO). A morfologia das partículas de hematita sinaliza boa aglomeração, como nucleantes menores de micropelotas. Foto 33 Amostra: nº 17 (+6,35mm) Nicóis: Descruzados Porfiroclastos de hematita martítica meteórica (HMM) com porosidade puntiforme – tectonito. Cisalhamento brando exibido pelos pequenos e finos cristais de hematita especular (HE). Nessa matriz fina ocorre, também, um pouco de hematita martítica hidrotermal (HMH). Foto 34 Amostra: nº 17 (+0,106mm) Nicóis: Descruzados Fração intermediária. Partículas policristalinas e rugosas de hematita martítica hidrotermal e meteórica. Algumas de quartzo (QZ). A morfologia das partículas de hematita é boa para aglomeração a frio – micropelotas.

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FOTO 35 FOTO 36

FOTO 37 FOTO 38

___________________________________________________________________________ Foto 35 Amostra: nº 17 (-0,106mm) Nicóis: Descruzados Fração aderente. Partículas de hematita martítica hidrotermal, meteórica (pouca), especular e quartzo. De uma forma geral elas não são boas para aglomeração a frio, porque umas são muito lisas e outras ainda têm granulometria relativamente grosseira. Foto 36 Amostra: nº 19 (+6,35mm) Nicóis: Descruzados Tectonito exibindo porfiroclastos de hematita martítica hidrotermal fina, com alguma meteórica, em matriz de hematita especular (HE) e hidrotermal (HMH), ambas finas. Foto 37 Amostra: nº 20 (+1,00mm) Nicóis: Descruzados Hematita martítica meteórica (HMM) esqueletiforme, HMH e quartzo (QZ), todos cimentados por goethita (GO). Foto 38 Amostra: nº 20 (+1,00mm) Nicóis: Descruzados Itabirito martítico (HMH + HMM) com quartzo (QZ) de bordas corroídas.

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FOTO 39 FOTO 40

FOTO 41 FOTO 42

___________________________________________________________________________ Foto 39 Amostra: nº 20 (-0,106mm) Nicóis: Descruzados Fração aderente. Partículas de HMH, HE, QZ e poucas de HMM e GO. Não são boas para aglomeração a frio, porque a maioria é lisa, além de terem granulometria relativamente grossa. Foto 40 Amostra: nº 26 (+6,35mm) Nicóis: Descruzados Brecha tectônica, constituída de partículas de hematita martítica hidrotermal, todas cimentadas por goethita de cor cinza. Os pontos negros são poros. Foto 41 Amostra: nº 26 (+6,35mm) Nicóis: Descruzados Textura geral de itabirito martítico rico. A hematita é martítica hidrotermal. As áreas negras e marrons escuros são poros; os maiores foram ocupados pelo quartzo (QZ) antes do enriquecimento hidrotermal. Foto 42 Amostra: nº 26 (+6,35mm) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 41.

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FOTO 43 FOTO 44 ___________________________________________________________________________ Foto 43 Amostra: nº 31 (+6,35mm) Nicóis: Descruzados Textura geral de hematita martítica hidrotermal. Os pontos negros são poros. Esse material é típico de corpos e lentes de “hematita compacta” do QF-MG. Foto 44 Amostra: nº 31 (+6,35mm) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 43.

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CAPÍTULO V

INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS MINERALÓGICOS SOBRE O RENDIMENTO DO

BOLO DE SINTER – CONSIDERAÇÕES GEOSIDERÚRGICAS

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CONSIDERAÇÕES GEOSIDERÚRGICAS

RESUMO

Nas considerações geosiderúrgicas é discutida a influência que alguns parâmetros mineralógicos e microestruturais têm sobre a qualidade física do sinter produto, a qual afeta diretamente o rendimento na sinterização.

Este capítulo é dividido em duas partes. Uma delas é a análise de resultados experimentais na máquina-piloto de sinterização, e de parâmetros mineralógicos e siderúrgicos, através de procedimentos estatísticos pelos métodos de regressão linear, simples e múltipla. A outra parte refere-se a uma simulação teórica de uma mistura a sinterizar.

A análise de resultados de 25 ensaios-piloto, pelo método de regressão linear simples, mostrou valores extremamente baixos para R2 em todos os cruzamentos realizados, não evidenciando correlações entre o rendimento na sinterização e os parâmetros mineralógicos analisados individualmente.

As mesmas 25 amostras, analisadas pelo método de regressão linear múltipla, proporcionaram uma equação empírica, com correlação próxima de 80%, que permite prever o rendimento na sinterização com base na mineralogia das partículas do sinter feed estudado, evidenciando o forte efeito da mineralogia sobre o rendimento do processo de sinterização.

Os principais parâmetros abordados na simulação teórica são relativos às matérias-primas como goethita (GO), combustível sólido e calcário. A literatura trata bastante de goethita (GO), atribuindo-lhe responsabilidades quase totais na degradação física do bolo de sinter [NOGUEIRA – 1987].

Ao combustível sólido é reservado o comentário da sua influência na geração de FeO para mais ou para menos, em função da porcentagem de sua utilização na mistura.

Ao calcário calcítico (CaCO3), o fundente básico mais largamente utilizado, é reservada a utilização como corretivo da acidez proporcionada pela ganga ácida, geralmente SiO2 e Al2O3. Ele é responsável, ainda, pela formação de compostos denominados sílico ferritos de cálcio e alumínio – SFCA – os quais melhoram as qualidades físicas e metalúrgicas do aglomerado. São poucos, na literatura, os comentários semelhantes aos de [PIMENTA – 1992], que atribuem, também, ao calcário, parte da responsabilidade pela degradação física do sinter, em virtude da porosidade deixada pela calcinação do CaCO3.

São feitos, aqui, comentários ora favoráveis, ora não, dos componentes da mistura – goethita, combustível sólido e calcário – mostrando em números, através de um exercício

102

matemático ilustrativo, porém próximo da realidade, quais desses três componentes teriam, potencialmente, maior peso na degradação física do sinter.

Conclui-se, finalmente, que o calcário calcítico, somado ao combustível sólido, são responsáveis por cerca de 87,98% da PPC, enquanto a goethita responde por 12,02%. Para a obtenção desses dados, simulou-se a participação porcentual de goethita em 20%, o que é extremamente alta, como componente dos sinter feeds brasileiros. Por conseguinte, a contração do bolo de sinter é de responsabilidade maior das fases que detêm os maiores valores de PPC, isentando, então, a goethita.

Como conseqüência, num raciocínio também lógico, e matemático, é possível poder dizer que, os causadores potenciais prováveis da fragilização do sinter produto, seriam o calcário e o combustível sólido, pois os mesmos seriam os materiais mais sujeitos a grandes perdas de volume, proporcionando ao bolo de sinter, uma grande contração; este fato se agrava se esses insumos tiverem granulometria grosseira.

Finalmente, fica resgatada, ou esclarecida, a nobreza da goethita maciça como partícula nucleante, transformada em hematita microporosa durante a queima, configurando a microestrutura idealizada por [ISHIKAWA et al. – 1983], a qual se assemelha àquela onde o núcleo é constituído de partículas de hematita martítica residual, bordejada por ferritos de cálcio acicular fino e hematita granular, também fina.

V.1 – INTRODUÇÃO

Os itens mais importantes resultantes da discussão dos parâmetros mineralógicos e químicos, sinalizam ser os valores anômalos (altos) para quartzo(QZ=SiO2) e baixos para ferro (Fe) em diversas amostras, além da PPC mais alta, quando da ocorrência de porcentagens mais altas de goethita (GO).

Esses valores anômalos, segundo diversos pesquisadores, [NOGUEIRA – 1987]; [HIDA et al. – 1990]; [CARNEIRO et al. – 1988], influenciam diretamente na qualidade do sinter produzido e no rendimento da máquina de sinterizar. O que tais pesquisadores não relatam, é sobre qual o tipo de hematita trabalharam, se hematita martítica hidrotermal ou hematita especularítica. De um modo geral, os trabalhos são elaborados a partir de uma mistura de minérios – hematíticos martíticos, hematíticos especularíticos, hematíticos microcristalinos, hematíticos martíticos goethíticos (hidratados) – no caso de minérios brasileiros, além de minérios de outras procedências.

Misturas para sinterizar, com análises granuloquímicas similares, relatadas como hematíticas, dão com freqüência, resultados antagônicos, tanto nas máquinas-piloto (Figuras 5.1 a 5.4) quanto nas industriais.

103

A Tabela 5.1 mostra os resultados das análises químicas globais dos sinter feeds ensaiados na usina-piloto e dos sínteres obtidos, feitas por métodos convencionais.

Considerando as condições de processo e operacionais bem conhecidas e sob controle, como o misturamento e a queima, há boas possibilidades de correlação dos resultados de rendimento com a porcentagem dos tipos de hematita na mistura, principalmente se forem martítica e especularítica, em virtude da morfologia e da microestrutura diferenciadas de ambas.

Por isso, é importante conhecer e relatar este pormenor, de modo que o leitor não tenha dúvidas com relação a qual tipo de hematita foi ensaiada e, se mais de um tipo, quais as porcentagens de cada uma.

No caso desta dissertação, a hematita martítica hidrotermal de pequenos cristais é francamente predominante (> 90% em peso) sobre a hematita especular, também, de pequenos cristais, ambas ocorrentes no mesmo minério.

Em virtude da regularidade das porcentagens relativas de hematita martítica e de hematita especular, além dos tamanhos médios pequenos dos cristais das mesmas (Tabela 4.4) foram selecionados dezessete (17) parâmetros para análise individual de correlação com os valores de rendimento obtidos dos ensaios-piloto (Tabela 5.2). Para o método de regressão linear múltipla, foram selecionados sessenta e três (63) parâmetros mineralógicos para cada amostra, o que significa um total de (63 x 25 = 1.575).

O objetivo é verificar se existe alguma correlação entre o rendimento da sinterização e algum dos parâmetros. Em caso positivo, tal parâmetro poderia se tornar um item de controle, para criar previsibilidades comportamentais do tipo de minério na máquina de sinterizar.

A despeito das discussões já mencionadas, torna-se importante fazer uma abordagem especial às participações de três materiais de características distintas, componentes usuais da mistura a sinterizar. A um desses materiais, goethita (GO), a literatura é farta em sua abordagem, bastante direcionada à qualidade física do aglomerado. Às outras duas, a atenção dispensada é noutras direções, como a porcentagem (%) de coque (combustível sólido) (Fotos 47 e 48) influencia na qualidade metalúrgica do sinter, gerando mais ou menos FeO e, também, como o calcário calcítico (Fotos 45 e 46) – comumente designado de CaO – corrige a acidez da mistura e favorece o surgimento de fases mineralógicas – sílico ferritos de cálcio e alumínio – SFCA –, que melhoram as qualidades físicas e metalúrgicas do sinter.

104

FIGURA 5.1 – Sinterização Piloto.

FIGURA 5.2 – Vista Geral – Misturador/Micropelotizador,

silo de transporte da mistura e Usina Piloto de sinterização.

FIGURA 5.3 – Tambor para estabilização

granulométrica do sinter produzido.

FIGURA 5.4 – Misturador Piloto.

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TABELA 5.1 – Análises químicas globais dos sinter feeds ensaiados na usina-piloto e dos sínteres obtidos, feitas por métodos convencionais.

AMOSTRA Nº

COLETADA EM RENDIMENTO %

SINTER FEED SINTER-PILOTO BASICIDADE Fe SiO2

Al2O3

Mn PPC Fe SiO2 Al2O3 CaO MgO

1 05/09/00 65,41 64,29 4,98 1,13 0,38 1,17 57,20 5,05 1,16 9,39 1,3 1,86 2 12/09/00 66,31 63,50 5,63 1,06 0,54 1,52 56,70 5,47 1,12 9,39 1,3 1,72 3 21/09/00 62,37 64,45 4,51 1,04 0,48 1,40 57,30 4,75 1,11 9,39 1,3 1,97 4 26/09/00 70,82 64,36 4,95 1,02 0,52 1,12 57,30 5,03 1,09 9,39 1,3 1,86 5 03/10/00 76,18 64,98 4,57 0,90 0,41 0,92 57,70 4,79 1,02 9,39 1,3 1,96 6 16/10/00 72,69 64,28 5,23 0,95 0,44 1,18 57,20 5,21 1,05 9,39 1,3 1,80 7 18/10/00 65,91 64,25 5,00 0,93 0,59 1,17 57,20 5,07 1,04 9,39 1,3 1,85 8 20/10/00 72,12 64,33 4,96 0,98 0,52 1,26 57,30 5,04 1,07 9,39 1,3 1,86 9 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 10 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 11 27/10/00 75,37 64,27 5,13 1,02 0,50 1,17 57,20 5,15 1,09 9,39 1,3 1,82 12 30/10/00 62,67 64,53 4,88 0,84 0,47 1,11 57,40 4,99 0,98 9,39 1,3 1,88 13 31/10/00 63,19 64,75 5,13 0,69 0,45 0,83 -- 5,15 0,88 9,39 1,3 1,82 14 01/11/00 67,48 65,32 4,53 0,85 0,46 0,99 57,90 4,77 0,99 9,39 1,3 1,97 15 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 16 06/11/00 72,15 64,85 4,83 0,87 0,39 0,94 57,60 4,96 1,00 9,39 1,3 1,89 17 07/11/00 78,16 63,18 5,86 0,89 0,45 2,09 56,50 5,62 1,01 9,39 1,3 1,67 18 09/11/00 62,98 64,53 5,28 0,88 0,43 0,67 57,40 5,25 1,01 9,39 1,3 1,79 19 10/11/00 74,02 64,68 5,31 0,79 0,35 0,81 57,50 5,26 0,95 9,39 1,3 1,78 20 13/11/00 – 08:00 62,11 63,47 5,95 0,92 0,41 1,69 56,70 5,67 1,03 9,39 1,3 1,65 21 13/11/00 – 16:00 68,50 64,12 5,46 0,85 0,48 1,11 57,10 5,36 0,99 9,39 1,3 1,75 22 13/11/00 – 00:00 68,43 64,77 4,81 0,85 0,41 1,01 57,50 4,95 0,99 9,39 1,3 1,90 23 14/11/00 – 08:00 74,95 64,11 5,28 0,85 0,38 1,35 57,10 5,25 0,99 9,39 1,3 1,79 24 14/11/00 – 16:00 72,10 64,65 5,13 0,74 0,48 0,93 57,50 5,15 0,92 9,39 1,3 1,82 25 14/11/00 – 00:00 70,39 64,25 5,25 0,97 0,45 1,08 57,20 5,23 1,06 9,39 1,3 1,80 26 16/11/00 – 08:00 61,84 63,95 6,02 0,74 0,42 1,05 57,00 5,72 0,92 9,39 1,3 1,64 27 16/11/00 – 16:00 64,69 64,96 4,77 0,78 0,44 0,88 57,70 4,92 0,78 9,39 1,3 1,91 28 16/11/00 – 00:00 66,93 64,21 4,95 0,83 0,40 1,51 57,20 5,03 0,97 9,39 1,3 1,86 29 17/11/00 – 08:00 68,92 64,77 4,80 0,83 0,41 0,94 57,50 4,94 0,97 9,39 1,3 1,90 30 17/11/00 – 16:00 65,72 64,21 4,95 0,83 0,40 1,51 57,20 5,03 0,97 9,39 1,3 1,86 31 17/11/00 – 00:00 63,80 63,85 5,39 0,80 0,44 1,82 57,00 5,32 0,95 9,39 1,3 1,77 32 20/11/00 – 08:00 68,14 64,10 5,11 0,91 0,34 1,57 57,10 5,14 1,02 9,39 1,3 1,83 33 20/11/00 – 16:00 62,97 64,39 5,04 0,87 0,32 1,07 57,30 5,09 1,00 9,39 1,3 1,84 34 20/11/00 – 00:00 64,95 64,38 4,98 1,01 0,31 1,31 -- 5,05 1,09 9,39 1,3 1,86 35 21/11/00 – 08:00 73,12 64,83 4,84 0,95 0,37 0,91 57,60 4,96 1,05 9,39 1,3 1,89 36 21/11/00 – 16:00 73,79 63,70 6,15 0,79 0,45 1,27 56,90 5,80 0,95 9,39 1,3 1,62 37 21/11/00 – 00:00 74,16 64,32 5,53 0,87 0,38 0,95 57,30 5,40 1,00 9,39 1,3 1,74

106

TABELA 5.2 – Rendimento do sinter, parâmetros da usina piloto e do sinter feed (SF).

TEMPO MINUTO

MÁX. TEMP. ºC

NUCLEANTES S

(+1,00) %

ADERENTES S (-0,300) %

TOTAL %

1 05/09/2000 65,41 6 11,4 390 12,72 1,35 1,07 1,52 3,51 4,182 12/09/2000 66,31 6 11,1 366 5,72 0,72 3,41 1,63 5,77 3,903 21/09/2000 62,37 6,1 12,1 351 10,02 1,08 3,09 2,23 6,07 2,854 26/09/2000 70,82 6,1 10,9 399 5,17 0,77 1,86 0,52 5,71 12,235 03/10/2000 76,18 5,8 11,7 345 5,36 0,61 3,50 1,92 6,03 3,316 16/10/2000 72,69 6,3 11 369 9,38 1,04 2,85 1,98 5,35 3,217 18/10/2000 65,91 6 12,6 393 6,97 0,85 2,85 3,69 7,87 1,728 20/10/2000 72,12 6 12,1 360 13,65 1,47 3,36 2,51 6,62 2,5311 27/10/2000 75,37 6 11,6 372 11,33 1,15 0,28 2,36 3,31 2,6912 30/10/2000 62,67 6 12,7 372 10,03 1,02 1,71 1,67 4,05 3,8113 31/10/2000 63,19 5,8 12,7 372 3,75 0,38 1,26 2,18 4,38 2,9214 01/11/2000 67,48 6,1 12,5 381 4,88 0,49 1,63 1,62 4,07 3,9316 06/11/2000 72,15 5,9 12,5 336 5,18 0,52 4,59 8,16 14,06 0,7817 07/11/2000 78,16 6 10,9 396 5,39 0,55 0,93 4,33 6,40 1,4718 09/11/2000 62,98 5,8 13,5 387 2,98 0,30 4,03 2,62 7,95 2,4319 10/11/2000 74,02 6,2 10,4 372 3,51 0,38 2,46 1,85 5,22 3,4420 13/11/00 - 08:00h 62,11 6,1 12,7 378 2,48 0,31 3,49 2,87 7,63 2,2221 13/11/00 - 16:00h 68,5 6 11,6 387 4 0,46 2,57 2,61 6,21 2,4422 13/11/00 - 00:00h 68,43 6 12,4 393 3,01 0,33 2,63 2,90 6,53 2,1923 14/11/00 - 08:00h 74,95 6 12,7 432 1,78 0,28 3,22 1,57 6,55 4,0524 14/11/00 - 16:00h 72,1 6 10 345 3,65 0,37 2,58 2,63 6,41 2,4225 14/11/00 - 00:00h 70,39 6 14,3 396 6,6 0,74 2,32 2,11 6,05 3,0126 16/11/00 - 08:00h 61,84 5,8 12,8 402 3,77 0,49 3,03 2,89 7,00 2,2027 16/11/00 - 16:00h 64,69 5,7 11,8 390 3,25 0,38 3,51 2,69 7,23 2,3628 16/11/00 - 00:00h 66,93 6 12,4 393 3,35 0,38 1,40 2,34 4,68 2,7229 17/11/00 - 08:00h 68,92 6,1 10,5 378 3,26 0,38 3,78 2,72 7,59 2,3430 17/11/00 - 16:00h 65,72 5,8 10,9 381 1,86 0,23 3,81 2,56 7,61 2,4831 17/11/00 - 00:00h 63,8 6,1 11,7 408 1,81 0,21 3,65 4,25 9,38 1,5032 20/11/00 - 08:00h 68,14 6 11,9 396 2,47 0,33 3,47 3,26 8,09 1,9533 20/11/00 - 16:00h 62,97 6 11,5 384 2,8 0,32 3,24 2,59 7,12 2,4634 20/11/00 - 00:00h 64,95 6,1 11,6 378 2,55 0,28 3,72 2,50 7,45 2,5435 21/11/00 - 08:00h 73,12 5,8 10,5 336 2,38 0,30 3,54 3,25 7,98 1,9636 21/11/00 - 16:00h 73,79 6,1 10,4 372 3,49 0,40 3,12 3,29 7,42 1,9337 21/11/00 - 00:00h 74,16 6,1 10,2 378 2,45 0,28 3,34 3,08 7,59 2,06

BASICIDADE

CaO/SiO2

S (-0,300)

QUEIMA

GO % PPC DO SF %

SiO2 SF

AMOSTRA Nº

COLETADA EM RENDIMENTO %

UMIDADE %

107

TABELA 5.2 (continuação) - Rendimento do sinter, parâmetros da usina-piloto e do sinter feed (SF).

NUCLEANTES

%

NUCLEANTES

µm

NUCLEANTES

%

ADERENTES

(+0,106) %

ADERENTES S (-0,300)

%

N/A N/N+A

N/ S A (-0,300)

1 05/09/00 65,41 21,67 218,4 44,22 28,89 38,32 1,53 0,6 1,152 12/09/00 66,31 16,67 206,7 46,07 26,25 41 1,76 0,64 1,123 21/09/00 62,37 17,67 136,7 46,75 25,81 35,81 1,81 0,64 1,314 26/09/00 70,82 14,67 159,9 47,66 4,33 6,38 11 0,92 7,475 03/10/00 76,18 20 132,6 45,89 25,04 35,37 1,83 0,65 1,36 16/10/00 72,69 15 128,7 44,9 21,66 38,61 2,07 0,67 1,167 18/10/00 65,91 11,33 124,8 46,08 17,4 37,67 2,65 0,73 1,228 20/10/00 72,12 15,33 187,2 47,41 19,15 37,83 2,48 0,71 1,2511 27/10/00 75,37 21 152,1 43,79 27,37 40,33 1,6 0,62 1,0912 30/10/00 62,67 14 140,4 45,69 21,37 38,23 2,14 0,68 1,213 31/10/00 63,19 14,67 140,4 45,6 20,8 38,8 2,19 0,69 1,1814 01/11/00 67,48 12,33 148,2 44,5 21,97 39,1 2,03 0,67 1,1416 06/11/00 72,15 14 125,1 44,19 21,52 39,42 2,05 0,67 1,1217 07/11/00 78,16 10,66 109,2 45,64 22,74 38,02 2,01 0,67 1,218 09/11/00 62,98 23,67 167,7 45,31 21,16 38,33 2,14 0,68 1,1819 10/11/00 74,02 16 117 48,42 20,36 36,96 2,38 0,7 1,3120 13/11/00 - 08:00h 62,11 18,33 101,4 43,43 25,96 38,94 1,67 0,63 1,1221 13/11/00 - 16:00h 68,5 20,33 167,7 45,73 25,57 37,7 1,79 0,64 1,2122 13/11/00 - 00:00h 68,43 18,67 132,6 42,98 26,82 40,55 1,6 0,62 1,0623 14/11/00 - 08:00h 74,95 26,67 230,1 46,76 15,75 19,65 2,97 0,75 2,3824 14/11/00 - 16:00h 72,1 26 183,3 45,64 21,92 34,32 2,08 0,68 1,3325 14/11/00 - 00:00h 70,39 20,67 159,9 46,32 23,9 31,1 1,94 0,66 1,4926 16/11/00 - 08:00h 61,84 25 132,6 41,81 23,69 40,76 1,77 0,64 1,0327 16/11/00 - 16:00h 64,69 24,33 175,5 47,93 23,75 35,54 2,02 0,67 1,3528 16/11/00 - 00:00h 66,93 25 218,4 44,79 22,31 36,34 2,01 0,67 1,2329 17/11/00 - 08:00h 68,92 25 140,4 44,12 23,66 38,43 1,87 0,65 1,1530 17/11/00 - 16:00h 65,72 16 234 47,59 22,46 35,29 2,12 0,68 1,3531 17/11/00 - 00:00h 63,8 22,3 167,7 43,25 24,79 38,72 1,75 0,64 1,1232 20/11/00 - 08:00h 68,14 21 191,1 44,05 23,6 37,24 1,87 0,65 1,1833 20/11/00 - 16:00h 62,97 25,33 167,7 48,35 21,32 33,45 2,27 0,69 1,4534 20/11/00 - 00:00h 64,95 19,33 187,2 49,54 20,09 33,17 2,47 0,71 1,4935 21/11/00 - 08:00h 73,12 23,33 241,8 46,6 22,39 36,52 2,08 0,68 1,2836 21/11/00 - 16:00h 73,79 25 218,4 44,57 24,06 38,66 1,85 0,65 1,1537 21/11/00 - 00:00h 74,16 20 183,3 47,1 21,4 36,13 2,2 0,69 1,3

RAZÃO

RENDIMENTO

%COLETADA EMAMOSTRA

Nº

POROS PARTÍCULAS

M

108

FOTO 45 FOTO 46

FOTO 47 FOTO 48

___________________________________________________________________________

Foto 45 Amostra: nº 5 (+1,00mm) Nicóis: Descruzados Partícula de calcário. Textura granular fina e porosidade fina disseminada – pontos negros – são boas para calcinação. Foto 46 Amostra: nº 5 (+1,00mm) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 45. Textura granular fina. Foto 47 Amostra: nº 7 (+0,300mm) Nicóis: Descruzados Caulinita no centro e, logo acima, quartzo. À esquerda e à direita, acima, calcário. Abaixo à direita, três partículas de coque. Foto 48 Amostra: nº 7 (+0,300mm) Nicóis: Cruzados

Mesma posição da foto 47.

109

V.2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Pastore e colaboradores [PASTORE et al. – 1994] advogam que o principal parâmetro que define a eficiência de um minério, na composição de um sinter de boa qualidade, é a sua própria composição química. Eles destacam o princípio de que, a blendagem dos minérios deve ser operada, de modo que, através da composição química, sejam alcançados resultados otimizados.

Teoricamente, a blendagem é o recurso para melhorar as características finais do produto obtido, tanto químicas quanto granulométricas, isto é, tornar a mistura mais homogênea. O que os autores não abordam é sobre os atributos mineralógicos intrínsecos de cada minério. Se todos pertencem a uma mesma classe mineralógica – morfológica – estrutural, ou não, isto é, se são, por exemplo, especularíticos, martíticos ou hidratados.

Uma abordagem bastante ampla foi feita por COSTA e colaboradores [COSTA et al. – 1995]. Eles sugerem que a composição das fases minerais que compõem o sinter é otimizada pela formação de camadas de composição química desejadas, e também, pela escolha adequada da mineralogia do núcleo do minério utilizado na sinterização. Eles estipulam faixas de composição para a SiO2 (5% a 15%) e para a CaO (10% a 20%). Conseqüentemente, minérios ricos requerem menor adição de CaO que os minérios mais pobres. Seus experimentos levaram-nos a afirmar que, os núcleos componentes do sinter reagem diferentemente com a camada de escória formada, de acordo com sua porosidade. Núcleos compactos são sensivelmente menos atacados que os porosos. Como os núcleos, a ganga que compõe o sinter é progressivamente assimilada pela escória, e substituída em temperaturas mais altas, por um composto vítreo associado com hematita secundária ou magnetita, precipitadas da escória. Os sílico ferritos de cálcio e alumínio – SFCA – aciculares foram obtidos, principalmente, em baixas temperaturas. A formação de ferritos maciços bem cristalizados faz decrescer o teor total de SFCA para altas temperaturas.

Os minérios mais ricos em hematita forneceram núcleos compactos menos reativos para a fase líqüida durante a sinterização e, por conseguinte, a estrutura obtida do sinter era muito rica em hematita primária, cercada, principalmente, por SFCA acicular, e boa porosidade. Este tipo de estrutura não só deu ao sinter, uma melhor resistência, a quente e a frio, como, também, uma boa redutibilidade. Eles concluem, ainda, que tal estrutura de sinter pode ser considerada a exigida, para se ter um sinter de boas qualidades, física e metalúrgica.

Os autores [COSTA et al. – 1995] (op. cit.) ensaiaram três tipos de minérios, denominados de hematita pura, ricos em hematita, cimentados por goethita e um outro, constituído por goethita maciça. Aqui, também, eles não citaram a que classe pertence a hematita, se especular ou martítica. No entanto, na figura número 10 do trabalho de Costa e colaboradores [COSTA et al. – 1995] (op. cit.), aqui, Figura 5.6, do sinter produzido por eles, os dois núcleos residuais de hematita primária são nitidamente de hematita martítica, com poros finos e bem distribuídos. As tabelas 13 e 14 do mesmo trabalho, aqui denominadas de

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Figura 5.7, evidenciam as melhores qualidades do “sinter B”, melhores variáveis para o índice de redutibilidade, quando comparado com o sinter obtido com o minério de goethita maciça, justamente o mais poroso. Ficou bem claro que o melhor sinter obtido foi aquele que empregou, como sinter feed, um minério constituído de hematita martítica pura (Figura 5.6).

A estrutura do “sinter B”, que apresentou os melhores resultados, lembra a figura idealizada por [ISHIKAWA et al. - 1983 apud NOGUEIRA – 1987] (Figura 5.5). Ela teria o núcleo de hematita residual primária, presumivelmente martítica, com poros pequenos e bem distribuídos, sendo esse núcleo bordejado por uma mistura de ferritos de cálcio aciculares e hematita granular lisa.

111

Redutibilidade (Alta)

Ferritos de cálcio aciculares Hematita granular

Minério poroso residual

RDI (Baixo)

(Pouca) Hematita romboédrica

esqueletiforme

Resistência (Alta)

(Poucas) Fissuras (Poucos) Poros grandes

FIGURA 5.5 – Microestrutura de sinter, que apresenta boas qualidades físicas e metalúrgicas.

(Ishikawa et al. – 1983 apud Nogueira – 1987)

112

FIGURA 5.6 – Núcleos de hematita martítica hidrotermal primária (extraído de COSTA et al. – 1995).

FIGURA 5.7 – Variáveis de processo e de qualidade na usina-piloto. Composição mineralógica dos sínteres produzidos na usina-piloto (extraído de COSTA et al. – 1995).

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Na formação do sinter, Perez e colaboradores [PEREZ et al. – 1994] argumentam que a granulometria do minério utilizado deve respeitar uma determinada faixa, pois valores muito pequenos de tamanho de partículas promove, durante a sinterização, uma redução no deslocamento da frente de queima, em função, talvez, de obstrução da passagem dos gases do processo. Por outro lado, um tamanho de partícula muito grande em relação ao ideal, causa enfraquecimento na estrutura do sinter formado, devido a sua incapacidade de se ligar eficientemente. Relatam, ainda, que, na avaliação do minério de ferro utilizado para sinterizar, é muito importante considerar a presença de minério hematítico ou hidratado e, principalmente, as características das partículas deste minério.

Apesar dos autores mostrarem, com bastante clareza, qual é a distribuição granulométrica ideal, qual a melhor relação numérica entre partículas nucleantes e aderentes, eles não fazem qualquer alusão à hematita, se é especular ou martítica.

Os fatores mais importantes, destacados por Loo [LOO – 1998], consistem na mistura do material a ser sinterizado e diferenças nas temperaturas locais do leito de sinterização. Entretanto, na descrição de seu estudo, o autor acaba aceitando e relacionando o comportamento granular dos compostos que formarão o sinter, como preponderantes para se determinar uma maior ou menor homogeneidade de comportamento para o sinter produto.

A interdependência entre os vários e diferentes parâmetros significa, sob o ponto de vista do autor, que a aplicação de uma ciência de sinterização não é direta.

Embora o processo de análise da mistura de sinter verde, antes de ser ensaiada em laboratórios específicos, para determinar seu desempenho e, finalmente, caracterizar o sucesso do produto sinterizado, permita tirar algumas deduções quanto à tendência comportamental da mistura, fatores significativos e muitas vezes sem premissas específicas de comportamento, podem conferir às propriedades do sinter, características peculiares e que contrapõem-se, em relação às teorias comportamentais previstas. Entretanto, até nesse caso, o autor considera de importância significativa analisar a participação da magnetita, na composição da estrutura do sinter feed. A possibilidade, contudo, de se ter ferro transformado em estruturas vítreas, por parâmetros de resfriamento rápido e localizado, é um fator de importância na indicação da capacidade de fragilização do sinter e, assim, da sua degradação. Aqui, o autor cita a formação de ferritos de magnésio como fator de influência da presença de magnetita na composição do sinter, em contrapartida a outros autores citados anteriormente, que se apoiam, quase exclusivamente, na transformação da hematita para magnetita, pela ação de gases redutores, e da porosidade natural do minério que compõe o sinter feed. Ele justifica sua teoria, baseado na grande mobilidade que a dolomita adquire após a calcinação. Assim, é dada pelo autor, a hipótese de que, a presença de dolomita leva a hematita a transformar-se em magnetita, seguindo dois princípios.

O primeiro, a presença do íon Mg2+ favorece a retirada de um átomo de oxigênio, O2-, da molécula componente da hematita. O segundo princípio é que, a estrutura cristalina da hematita – hexagonal compacta –, não é apropriada para armazenar, em si, o íon de magnésio,

114

forçando a estrutura a mudar-se para uma mais adequada, a cúbica de face centrada, justamente a da magnetita.

Hida e colaboradores [HIDA et al. – 1990] apresentam a questão de que, a utilização de grande volume de minério, predominantemente goethítico, é determinante na deterioração da sinterização. O minério rico em goethita possui um volume grande de poros após o aquecimento. Os autores dizem, ainda, que a taxa de assimilação com sistemas de ferritos de cálcio, quando o núcleo da partícula de uma pseudo partícula é de minério goethítico, é pequena e diminui, em muito, a permeabilidade na frente de combustão do leito de sinterização, aumentando, assim, o tempo na máquina de sinterizar, comprometendo a produção e a qualidade do sinter a ser produzido.

Segundo Carneiro e colaboradores [CARNEIRO et al. – 1988], a composição da mistura de minérios de ferro para sinterização é definida para atender, simultaneamente, ao balanço de massa requerido nos altos-fornos e à qualidade metalúrgica do sinter. A quantidade de SiO2 está relacionada com o volume previsto de escória para o sinter, procurando-se evitar utilizar minérios, onde a SiO2 esteja na porção mais grossa, o que acarretaria uma não participação da SiO2 das reações de formação da escória, bem como enfraqueceria a estrutura do sinter.

O comportamento anormal de minérios hidratados está ligado, entre outros fatores, à grande contração do bolo, acompanhada pela formação de trincas de grandes tamanhos que favorecem a passagem preferencial de ar, reduzindo a velocidade da frente de combustão e diminuindo o rendimento do produto, em razão do aumento da quantidade de sinter frágil.

A combinação de minérios hematíticos e hidratados, numa proporção adequada, permite a obtenção de misturas de melhor permeabilidade a frio, refletindo num menor tempo de sinterização, sem afetar o rendimento do produto. Contudo, a proporção “ideal” de minério hidratado é função das características da mistura utilizada, e dos parâmetros que são passíveis de otimização. A otimização da produtividade se deve à interação entre a propriedade aglomerante dos minérios hidratados, e a propriedade dos minérios hematíticos de evitar a ocorrência de trincas.

Aqui, também, os autores não especificam a morfologia da hematita, se especular ou martítica.

A redução de material combustível, por sua vez, está diretamente associada à maior facilidade de “fusão” dos minérios hidratados. Entretanto, quanto mais fino for o minério hidratado, menos eficiente é essa redução de consumo.

A utilização de minério com maior facilidade de redução tem suas limitações baseadas no fato de que, a intensificação das reações de sinterização pode conduzir à deterioração da qualidade metalúrgica do sinter, principalmente o RDI.

Carneiro e colaboradores [CARNEIRO et al. – 1990] dizem que a constatação de que o RDI do sinter produzido a partir de minério hidratado é maior do que a partir do minério

115

hematítico, indica que, devido à maior facilidade de “fusão” por parte do minério hidratado durante a sinterização, tanto a Al2O3 quanto o TiO2, solubilizam-se com maior facilidade, disseminando-se mais rápido.

Um outro fator, significativamente importante como responsável pelo aumento do RDI, é o surgimento da “hematita esqueletiforme”, que ocorre, de preferência, quando existe maior proporção de fases líqüidas e/ou a temperatura de sinterização é muito elevada (>1200oC). Contudo, curiosamente, um aumento no volume de escória (especificamente: CaO + SiO2) causa uma diminuição nos valores do RDI.

Constatou-se que, após o uso de calcário mais fino, produziu-se um sinter de mais resistência, indicando que houve uma maior participação de CaO, MgO e SiO2 nas reações de sinterização, melhorando as características metalúrgicas do sinter. Esses autores [CARNEIRO et al. – 1990] (op. cit.) concluem, que pode-se relacionar a influência dos minérios de ferro na qualidade do sinter formado, analisando-se dois fatores: a presença de Al2O3 e a característica mineralógica do minério, se hematítico ou hidratado. Aqui, também, os autores não mencionam se o minério hematítico é especularítico ou martítico.

No entanto, eles concluem que, tanto a Al2O3 quanto o TiO2, se presentes na fração aderente, são causas potenciais de enfraquecimento do sinter, pois aumentam o RDI. Em contrapartida, se tais óxidos estão na fração grosseira, isto é, nas partículas nucleantes, não promoverão enfraquecimento do sinter, pois não terão influência nos valores de RDI.

Segundo Lamas e colaboradores [LAMAS et al. – 1992], o teor de FeO do sinter é significativamente influenciado pela basicidade. Quanto maior a basicidade, menor o teor de FeO no sinter, variando de 4% entre o sinter super-básico e o super-ácido.

O aumento da basicidade acarreta, ainda, um aumento na redutibilidade do sinter, entretanto, na faixa de basicidade compreendida entre 1,40 e 1,70, encontrou-se o pior RDI.

De acordo com Pacheco e colaboradores [PACHECO et al. – 1993], basicamente, o mecanismo de formação de fases do sinter se inicia com a formação de ferritos de cálcio, a partir de sólidos iniciais. Esses ferritos de cálcio, tendo baixo ponto de fusão, produzem o líqüido primário, no qual os minerais da ganga se dissolvem, e do qual, as fases finais se precipitam.

A divergência de opinião entre vários autores, circula em torno da dúvida de que tipo de fase se forma primeiro, aos fatores que governam esta fase primária, aos fatores que regem a dissolução de minerais de ganga e, finalmente, como se processa o ataque aos óxidos de ferro por esta escória primária.

A suposição predominante é de que a primeira fase a se formar é um sílico ferrito de cálcio e alumínio (SFCA) e, também, que a maior quantidade desta fase se forma a temperatura < 1300oC. Entretanto, a opinião que contrapõe a esta idéia propõe que o fator preponderante é a basicidade binária, e quando esta ultrapassa 2,0, ocorre a formação de maior quantidade de SFCA.

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Ensaios realizados no Japão [PACHECO et al. – 1993] (op. cit.) mostraram, através de raios-X, que a velocidade de formação de ferritos de cálcio é fundamental para determinar o tipo formado. Quando o sinter resfria rapidamente, a partir de temperaturas elevadas ( ≥ 1300oC), ocorre a formação de ferrito de cálcio ternário, isento de SiO2. O outro ferrito de cálcio formado é quaternário, na verdade um ferrito de cálcio e alumínio, a partir de temperaturas mais baixas (< 1300oC), mediante um resfriamento lento do sinter. A relação entre Al2O3 / SiO2 é fator de grande importância na determinação da velocidade de resfriamento e da temperatura, a partir da qual, o sinter será resfriado.

A estrutura do ferrito de cálcio é determinada pela temperatura. O ferrito de cálcio acicular fino se forma e cresce, à temperatura próximo de 1200oC. O ferrito de cálcio acicular formado, por sua vez, se decompõe e funde a uma temperatura próximo de 1300oC, e cristaliza na forma colunar. É importante dizer, que o tempo de permanência desses compostos, em certas temperaturas, é um fator determinante da estrutura, se colunar ou acicular fina.

O sinter ideal é formado por ferrito de cálcio acicular, partículas de minério de alta qualidade, além da quantidade de poros menores do que 100 µm, presentes na estrutura geral do sinter. Os autores, [PACHECO et al. – 1993] (op. cit.) alegam, ainda, que o volume de poros, após o aquecimento, deve ser de, no mínimo, 0,05 mL/g. Este valor sinaliza para um minério poroso de boa qualidade e alta redutibilidade.

Uma granulometria mais fina do minério, contribui para a formação mais rápida de uma escória primária, que envolve mais rapidamente os grãos (partículas) de minério de ferro, e os dissolve, tão mais facilmente, quanto mais básica for a escória. Se o minério é constituído de hematita porosa, a sua dissolução é facilitada. Em contrapartida, quando o minério é composto de grãos (partículas ou cristais) grandes e compactos, de hematita, a dissolução é dificultada.

A formação da escória que dissolverá os minerais deve ser tal, que dissolva apenas estes minerais, a ponto de formar uma escória rápida, que somente envolva os ferritos de cálcio ácidos, também formados, e que não devem ser fundidos.

O controle da granulometria é um fator fundamental para que o processo ocorra de forma adequada, permitindo a formação de ferritos de cálcio que comporão o sinter. O estudo da composição da matéria-prima, através da análise dos diferentes tipos de minério de ferro, da temperatura de sinterização, da granulometria dos componentes e da basicidade, é de grande importância na obtenção do sistema Fe2O3 – SFCA, considerando o de melhores características físicas e metalúrgicas.

Ainda, segundo os autores [PACHECO et al. – 1993] (op. cit.), somente os teores de calcário e de minério de ferro não permitem um controle adequado da basicidade da escória gerada no processo de sinterização, devido o teor de SiO2 no minério ser flutuante, o que obriga um controle mais preciso deste parâmetro.

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Eles afirmam, ainda, que misturas de minérios de granulometrias maiores apresentaram sinteres com teores mais elevados de hematita. Para minérios com granulometrias mais finas, os teores mais elevados foram de ferritos de cálcio. Minérios de ferro contendo hematita hidratada (goethita/limonita) são mais reativos, em função da estrutura porosa deixada pela saída da água combinada, o que aumenta a área de reação, facilitando o contato com o calcário.

De uma maneira geral, esses autores percebem que há diferenças entre tipos de hematita (primária), antes da queima do bolo de sinter. No entanto, ainda não conseguem identificá-las, se especular ou martítica, provavelmente por lhes faltar o fundamento geológico diferenciador dessas morfologias.

Pastore e colaboradores [PASTORE et al. – 1994] (op. cit.), em sua avaliação das influências que sofre o processo de sinterização, dizem que a principal característica, no que tange à qualidade e eficiência do sinter formado, está relacionada com as características do minério utilizado, principalmente no que se refere à distribuição do tamanho de partícula, da composição química, das misturas de sinter feed, das frações de tamanho de partículas singulares e, principalmente, da análise qualitativa da mineralogia dos minérios utilizados.

Segundo eles, um fator que se mostrou de grande influência, de acordo com o estudo feito, foi a distribuição de SiO2 em diferentes tamanhos de grão nos blends de minério. A utilização de teores menores de SiO2 na faixa de tamanho abaixo de 0,5 mm, isto é, a maior porcentagem de SiO2 está contida nas partículas grossas, pode aumentar, significativamente, a qualidade do sinter formado, isto, aliado ao fato de se utilizar maiores quantidades de minérios hematíticos, em detrimento dos componentes goethíticos. Também, aqui, os autores não diferenciam a hematita, se especularítica, martítica ou microcristalina.

A afirmação destes autores [PASTORE et al. – 1994] (op. cit.) é antagônica à apresentada por Carneiro e colaboradores [CARNEIRO et al. – 1988] (op. cit.), onde estes últimos afirmam que é preciso evitar utilizar minérios onde a SiO2 esteja na porção mais grossa (nucleantes), o que acarretaria uma não participação da SiO2 das reações de formação da escória, bem como enfraqueceria a estrutura do sinter.

De acordo com Perez e colaboradores [PEREZ et al. – 1994] (op. cit.), uma combinação adequada da granulometria do minério, utilizado para compor o sinter feed, é favorável à otimização do processo de sinterização. Respeitando-se a faixa granulométrica entre 0,105 mm e 6,350 mm, uma mistura de minérios, devidamente planejada, tende a resultar, positivamente, na composição das características finais do sinter produzido.

Na composição da mistura para formar o sinter feed, deve-se tomar cuidado para que 50% das partículas de minério estejam acima de 1,0 mm (Astier). A presença de partículas ultra-finas é considerada um fator de prejuízo da permeabilidade do leito da máquina de sinterizar, provocando queda na velocidade de deslocamento da frente de queima. Em compensação, partículas grossas teriam uma ligação interpartícula mais fraca, devido ao fato de a camada aderente formada ser proporcionalmente menor, em relação às partículas menores, diminuindo, assim, a resistência do sinter formado.

118

Eles afirmam, também, que embora seja importante avaliar a relação entre a quantidade de partículas maiores do que 1,0 mm e a de menores do que 0,1 mm, não se pode deixar de lado a importância da presença de minério hematítico ou hidratado, bem como as características intrínsecas das partículas desses minérios, pois a associação destes fatores compõe, com certeza, um procedimento de melhor aproximação da estimativa de controle de processo.

Nos trabalhos desenvolvidos por eles, a melhor relação entre partículas nucleantes e aderentes foi de 2 para 1, com a fração nucleante composta pelas partículas maiores do que 0,7 mm, e a fração aderente, composta pelas partículas menores do que 0,2 mm.

As demais partículas, de granulometria compreendida entre 0,2 mm e 0,7 mm, ditas intermediárias, fazem parte do corpo do sinter produzido sem, no entanto, participarem, ativamente, como nucleante ou aderente.

Segundo esses autores [PEREZ et al. – 1994] (op. cit.), o rendimento da mistura total (RMT) é favorecido pela presença de SiO2 livre, entretanto, é prejudicado pela presença de SiO2 disseminada, uma vez que neste último caso, a SiO2 não colabora para a formação da escória, que representa o principal fator de aderência dos grãos (partículas) e, portanto, da maior resistência do sinter produzido.

Apesar de parcialmente confuso o final do texto, acredita-se que os autores querem dizer como SiO2 livre, a presença do mineral quartzo (SiO2), e não, outro mineral, por exemplo, um argilo mineral, onde a SiO2 está combinada com Al2O3, além deste quartzo estar presente como partículas individualizadas nas frações finas.

Também, quando os autores fazem referência à SiO2 disseminada, a impressão mais forte que fica é a presença de partículas disseminadas por toda a distribuição granulométrica do sinter feed. No entanto, esta confusão é desfeita, ao observar a figura de uma partícula nucleante, contendo SiO2 distribuída dentro dela.

Esses autores [PEREZ et al. – 1994] (op. cit.) concordam com [CARNEIRO et al. – 1988] (op. cit.) e discordam de [PASTORE et al. – 1994] (op. cit.).

Costa e colaboradores [COSTA et al. – 1995] (op. cit.) afirmam que, a mistura de minérios de ferro binários é conhecida no processo de elaboração da alimentação para a preparação de um sinter final, de características estimadas. A produção de grãos de compostos ácidos e básicos, separadamente, aumenta a qualidade do sinter produzido, gerando mais ferritos de cálcio do que fases vítreas na estrutura. O processo visa diminuir o surgimento de hematita secundária, e fase vítrea na estrutura do sinter.

Para que se possa alcançar este aperfeiçoamento, é necessário conhecer, detalhadamente, as fases minerais durante o processo de sinterização do minério de ferro. Este processo é bem complexo, mas, de forma simplificada, pode ser separado em três etapas. Formação de uma fase líqüida (escória), que envolve os grãos (partículas) de hematita,

119

reações entre a escória formada e o núcleo (grãos ou partículas), e solidificação dos produtos gerados nestas reações.

Também, aqui, os autores falam de hematita de uma forma generalizada, não especificando nenhuma morfologia.

Em continuação, eles dizem que, entre os fatores que permitem compreender e controlar as reações entre a fase líqüida (escória) formada e os núcleos (partículas) de minério de ferro, está o teor de CaO. A temperatura de fusão cai à medida que o teor de CaO aumenta, até que o CaO alcança valores próximos a 25%, então, a partir daí, a temperatura de fusão cresce novamente. Afirmam, ainda, que a mistura de minérios pobres e ricos não altera o comportamento da temperatura em relação ao teor de CaO do sinter.

De acordo com Perez e colaboradores [PEREZ et al. – 1996], na avaliação dos fatores que influenciam na qualidade do sinter, pôde-se perceber que fundentes com uma granulação mais fina apresentam melhor rendimento da sinterização, uma vez que favorecem o processo de escorificação, que, por vez, é o principal responsável pela estabilidade mecânica do sinter formado. Quanto mais efetiva for a calcinação dos fundentes carbonatados, melhor será a eficiência dos mesmos na formação de um sinter de boa qualidade.

O principal fenômeno que predomina na formação de um sinter de boa qualidade, assim como também, do bom rendimento da sinterização, utilizando-se de dolomitas e calcitas de granulação fina, consiste na característica das mesmas de apresentarem maior tempo disponível para a associação com óxidos de ferro, para formar ferritos de cálcio e de magnésio, sendo, no entanto, os de cálcio, de primordial importância na formação do sinter e das suas características físicas. Os autores alegam que isto pode, por si só, justificar o fato de que, a utilização de calcário magnesiano tenha apresentado melhor rendimento em relação à utilização do calcário dolomítico.

O comentário dos autores, a respeito dos dois tipos de calcário, é para enfatizar o teor de magnésio contido em cada um. O calcário magnesiano apresenta teor de MgO menor do que no calcário dolomítico (ou dolomito).

Com relação à granulometria do fundente carbonatado, os autores afirmam que a granulometria mais fina é a que dá melhor rendimento da sinterização. Afirmam, também, que quanto mais efetiva for a calcinação dos mesmos, melhor será a eficiência na formação do sinter de boa qualidade. Essas duas afirmativas induzem o raciocínio a considerar que eles tenham querido dizer, que a granulação fina é imprescindível, tanto para as partículas de calcário quanto para os cristais, pois aumenta a área de superfície específica, tanto intergranular quanto intragranular, o que favorece a calcinação e, também, as reações de formação de ferritos de cálcio, pois existem mais áreas de contato entre o CaO e o Fe2O3. Em virtude disso, os tempos dessas duas reações – calcinação e formação de ferritos de cálcio – são menores, o que pode beneficiar a qualidade do sinter produzido, tanto física quanto metalúrgica.

120

Uma outra indicação interessante desse trabalho tem aplicativo direto na geologia, pois as características requeridas dos fundentes carbonatados pertencem à tipologia de calcários mais calcíticos e não metamórficos, aqueles cujos cristais de calcita (CaCO3) não cresceram. É bom, neste caso, evitar a utilização de mármores calcíticos, os quais já são rochas metamórficas, onde os cristais de carbonato já aumentaram de tamanho.

Uma outra informação importante, advinda dessas considerações sobre o fundente carbonatado, é a economia potencial de combustível e de energia elétrica, em virtude dos menores tempos de calcinação e de reação para formar os ferritos de cálcio. Essa pretensa economia global de energia pode ser traduzida, também, por aumento da produtividade ou, como afirmado pelos autores, em melhor rendimento da sinterização.

Segundo Reis e colaboradores [REIS et al. – 1996], para que um rendimento adequado seja obtido nas operações de sinterização, é necessário que se alcance uma estabilidade operacional que o permita, e esta, por sua vez, é função direta da padronização dos procedimentos operacionais. Entre outras coisas, o conhecimento da mistura parcial a ser utilizada na produção do sinter é fundamental.

Para se estabelecer uma adequada relação entre produtividade e rendimento, é necessário que se conheçam as principais variáveis do processo ou, pelo menos, que se tenha uma idéia significativa da influência de cada uma delas, nestes rendimentos. Um dos fatores que mais está relacionado a isto é a quantidade de material de retorno interno e, com isso, torna-se difícil uma pré-determinação no rendimento final da sinterização.

Esses autores afirmam, ainda, que a constatação foi de que, um controle mais preciso na operação dos equipamentos de sinterização, e manutenção dos mesmos com maior detalhamento, permite uma variação maior nas características granulométricas do sinter feed, bem como reduz a influência do material de retorno interno no processo de sinterização, favorecendo um aumento na produtividade.

Os autores optam, claramente, por um controle rigoroso do processo de sinterizar, através da padronização dos procedimentos operacionais. No entanto, eles consideram, como fundamental, o conhecimento da mistura parcial a ser utilizada na produção do sinter. A matéria-prima componente da mistura parcial, que entra com maior porcentagem, é o sinter feed – o minério –, portanto, deveria ser um pouco melhor conhecido. Os autores dão a entender, que a variável mais importante do sinter feed é sua distribuição granulométrica, a qual pode ser flexibilizada, desde que controladas as variáveis operacionais. Eles não fazem, também, qualquer alusão à microestrutura do sinter feed.

Eles dogmatizam a estabilidade operacional para a obtenção de um rendimento adequado nas operações de sinterização. No entanto, isto pode valer para uma determinada pilha de sinter feed que está alimentando o sistema, e não para toda a mina de onde originou o minério, e muito menos para outros minérios com características físicas e químicas semelhantes, mas com microestruturas e morfologias diferentes, no tocante à mineralogia, em especial, dos minerais-minérios de ferro. Portanto, a aludida estabilidade operacional só é

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parcial enquanto durar aquele tipo de minério, pois ela tende a variar, de acordo com a variação tipológica do sinter feed.

122

V.3 – PROCEDIMENTO

Foram feitas caracterizações mineralógicas em trinta e sete (37) amostras de sinter feed das quais, trinta e quatro (34) foram sinterizadas em máquina-piloto (Figuras 5.1 a 5.4).

A seqüência das atividades em uma usina-piloto é a seguinte:

• homogeneização das matérias-primas para minimizar os efeitos de dispersões química, granulométrica e mineralógica, e assegurar a mesma qualidade desses materiais para todos os ensaios;

• quarteamento das matérias-primas e preparação de amostras para análise química;

• análise química de Fe (total), SiO2, Al2O3, P, Mn, CaO e MgO de todas as matérias-primas;

• análise imediata de combustíveis sólidos: matéria volátil, cinzas e carbono fixo;

• definição da proporção de mistura pelos balanços de massa e energia;

• pesagem das matérias-primas para compor o leito de sinterização;

• mistura das matérias-primas;

• micropelotização com adição de água;

• transporte das micropelotas – mistura – até a caixa de sinterização;

• ignição da superfície da mistura;

• sucção dos gases, para forçar o deslocamento da frente de queima com a combustão do coque de cima para baixo, dentro da caixa de sinterização;

• resfriamento do sinter;

• estabilização granulométrica do sinter em sistema de tamboramento;

• peneiramento do sinter bruto em peneira de malha de 5,0 mm, para a produção de sinter produto – com granulometria > 5,0 mm – e de finos de retorno – com granulometria < 5,0 mm.

Os resultados dos ensaios-piloto estão na Tabela 5.3.

A distribuição granulométrica de matérias-primas da mistura a sinterizar na usina-piloto está na Tabela 5.4, enquanto a Tabela 5.5 mostra a proporção de mistura dessas matérias-primas (%).

Após os ensaios na máquina-piloto de sinterização, foi possível analisar os resultados do rendimento de cada uma das amostras com os parâmetros individuais das mesmas.

123

TABELA 5.3 – Parâmetros da usina-piloto de sinterização, para cálculo de rendimento.

Data Mistura Umidade Fofo Total >12mm >5mm <5mm Tempo Max.Turno (Kg) (%) (Kg) (Kg) (Kg) (Kg) (Kg) (min) Temp. ºC

1 05/09/00 110 6 0,27 100,6 39,4 26,4 34,8 11.4 3902 12/09/00 109 6 0,36 94,4 39,4 23,2 31,8 11.1 3663 21/09/00 104,8 6,1 0,36 93 35,8 22,2 35 12.1 3514 26/09/00 109 6,1 0,27 99,4 45,4 25 29 10.9 3995 03/10/00 106,6 5,8 0,2 97,2 49 25,2 23,2 11,7 3456 16/10/00 107,6 6,3 0,3 97,6 45,2 22,4 25,4 11 3697 18/10/00 107 6 0,19 96,8 40,4 23,4 33 12.6 3938 20/10/00 108 6 0,3 97,3 47 21,8 26,6 12,1 360

11 27/10/00 109 6 0,4 98,4 45,6 25,4 23,2 11,6 37212 30/10/00 109 6 0,31 100 38 24,8 37,4 12.7 37213 31/10/00 107 5,8 0,35 99 38,6 24,24 36,6 12.7 37214 01/11/00 107 6,1 0,14 98 41,2 24,8 31,8 12.5 38116 06/11/00 108 5,9 0,15 99 48 23,5 27,6 12.5 33617 07/11/00 106 6 0,32 93 43,4 29,6 20,4 10.9 39618 09/11/00 107 5,8 0,45 102 39 25,3 37,8 13.5 38719 10/11/00 108 6,2 0,2 96,8 44,6 27,2 25,2 10,4 37220 13/11/00 - 08:00h 108 6,1 0,2 96,6 35,8 24,2 36,6 12.7 37821 13/11/00 - 16:00h 106,2 6 0,19 98,4 41,8 25,6 31 11.6 38722 13/11/00 - 00:00h 106 6 0,16 98,2 43,4 23,8 31 12.4 39323 14/11/00 - 08:00h 106 6 0,39 95,8 37,4 34,4 24 12.7 43224 14/11/00 - 16:00h 107 6 0,4 97,4 45,4 25,4 27,4 10 34525 14/11/00 - 00:00h 106,2 6 0,29 96,6 44 24 28,6 14.3 39626 16/11/00 - 08:00h 106 5,8 0,32 98 37,2 23,4 37,4 12.8 40227 16/11/00 - 16:00h 107 5,7 0,28 100,81 41,8 23,41 35,6 11.8 39028 16/11/00 - 00:00h 107,1 6 0,29 100 42 24,8 33 12.4 39329 17/11/00 - 08:00h 107,6 6,1 0,25 94,6 41,6 23,6 29,4 10.5 37830 17/11/00 - 16:00h 105,8 5,8 0,24 98,6 41,4 23,4 33,8 10.9 38131 17/11/00 - 00:00h 108,2 6,1 0,29 97,8 38,2 24,2 35,4 11.7 40832 20/11/00 - 08:00h 107 6 0,26 94,8 42 22,6 30,2 11.9 39633 20/11/00 - 16:00h 108,5 6 0,2 101 38,4 25,2 37,4 11.5 38434 20/11/00 - 00:00h 107,2 6,1 0,37 101 40 25,6 35,4 11.6 37835 21/11/00 - 08:00h 106,9 5,8 0,4 98 47,8 24 26,4 10,5 33636 21/11/00 - 16:00h 107,6 6,1 0,3 95 46 24,4 25 10,4 37237 21/11/00 - 00:00h 108,2 6,1 0,4 95,4 45,8 24,8 24,6 10,2 378

Amostra Nº

124

TABELA 5.4 - Distribuição granulométrica de matérias-primas da mistura a sinterizar na usina-piloto.

Retorno Calcário Dolomito Cal Calcítica Moinha Antracito% Retido % Retido % Retido % Retido % Retido % Retido

6,35 0,22 0,05 0,06 0,56 19,853,15 24,81 3,07 7,08 11,54 26,911,00 42,8 42,32 48,71 38,68 33,810,300 21,28 34,31 28,27 8,9 21,45 13,60,150 6,49 10,19 8,76 7,4 10,98 3,670,105 1,92 2,65 3,02 16,5 5,03 1,040,044 1,64 4,97 2,4 12,2 9,05 1,05-0,044 0,84 2,45 1,71 55 2,71 0,07

mm

TABELA 5.5 - Proporção de mistura das matérias-primas (%).

Sinter Feed Retorno Calcário Dolomito Cal Calcítica Moinha Antracito

58,50 26,00 9,00 1,10 1,50 2,50 1,40

125

Foram realizados ajustes de regressão linear com 17 parâmetros testados individualmente, cujos parâmetros foram:

[Poros (nucleantes %, M nucleantes µm)]; [Partículas (nucleantes %, aderentes + (0,106) %, aderentes S (- 0,300) %; [Razão (N/A), (N/N + A), (N/S A(- 0,300)]; [(umidade %)]; [Queima (tempo minuto), (máxima temperatura ºC)]; [(Goethita)]; [(PPC do SF %)]; [SiO2 SF (nucleantes S (+ 1,00)%), (aderentes S (- 0,300)%), (total %)]; [Basicidade CaO/SiO2 S (-0,300)] VS [Rendimento %].

Os ajustes de regressão linear múltipla foram realizados inicialmente com os dados das 34 amostras sinterizadas. No segundo ajuste estatístico foram utilizados dados de 25 amostras; 09 das 34 foram retiradas por apresentarem resultados de rendimento acima de 70% e muito próximos entre si. O terceiro e último ajuste foi feito com as 25 amostras acrescidas de mais 01 (uma) qualquer. Os resultados dos ajustes com 26 e 34 amostras não foram conclusivos, portanto, não serão apresentados.

O rendimento da sinterização-piloto foi o parâmetro fixado, o qual foi cruzado com cada um dos outros selecionados, utilizando-se do método de regressão linear simples. Os parâmetros constam na Tabela 5.2.

Devido os baixíssimos valores encontrados para R², em todos os cruzamentos, poder-se-ia afirmar que não existiriam, para este caso específico de minério, correlações nem tendências de correlação entre o rendimento da sinterização e os parâmetros analisados, quando o método estatístico empregado foi o de regressão linear simples.

É bom relembrar, que o objetivo principal desta dissertação é a caracterização mineralógica do sinter feed a ser ensaiado na máquina-piloto de sinterizar. Como atividade subsidiária, seria feita a tentativa de correlação entre os parâmetros mineralógicos e o rendimento do bolo de sinter obtido através dos ensaios-piloto.

Pois bem, concluídas as caracterizações mineralógicas, as experimentações-piloto de sinterização e as tentativas de correlação, estas últimas, mostrando resultados aparentemente não correlacionáveis, não seria possível paralisar as investigações científicas ou literárias, tão abruptamente, dando uma conclusão seca ao tema. Teria que ser dada um pouco mais de atenção ao assunto, para direcionar o pensamento de outros pesquisadores, para procurar outras causas potenciais e fundamentais, que seriam responsáveis pela degradação física do sinter produto.

Esse esforço se justifica, pois até o momento, o minério de ferro é o macroparâmetro entre as matérias-primas, considerado o principal responsável pela degradação física do sinter, a qual mede o rendimento da sinterização.

Os dados obtidos nesta dissertação , pelo método de regressão linear simples, não estavam confirmando isso. Pelo contrário, sinalizavam que, para uma mesma tipologia de minério – hematítico martítico hidrotermal – de pequenos cristais, os valores de rendimento não estariam atrelados ao minério, isto é, não seriam correlacionáveis. Deveriam existir outras

126

causas fundamentais potencialmente mais responsáveis pela diminuição dos índices de rendimento da sinterização. Entre essas, podem ser aventadas algumas como o misturamento, a distribuição granulométrica da mistura, uso ou tipo de aglomerante, proporções diferenciadas de tipos de minérios, porcentagens e distribuições granulométricas de calcário e combustível sólido, etc.

Optou-se, então, por analisar os parâmetros mineralógicos e o rendimento na sinterização, por um método estatístico mais complexo, o de regressão linear múltipla. Para tanto, foram selecionados sessenta e três (63) parâmetros mineralógicos para cada amostra, totalizando 1.575, para as vinte e cinco (25) amostras analisadas.

V.4 – RESULTADOS E DISCUSSÃO

V.4.1 – ANÁLISE DE RESULTADOS EXPERIMENTAIS NA MÁQUINA-PILOTO

A análise dos resultados experimentais obtidos na sinterização-piloto, cruzados com parâmetros mineralógicos e siderúrgicos é mostrada na Tabela 5.6. Pode-se observar na coluna “coeficiente de correlação”, que os valores de R2 são extremamente baixos, não sugerindo qualquer tendência de correlação, pelo método de regressão linear simples.

127

TABELA 5.6 – Regressão linear simples, com parâmetros individuais.

Para o método de regressão linear múltipla foram utilizadas vinte e cinco (25) amostras, sendo sessenta e três (63) os parâmetros mineralógicos para cada uma [Tabela 5.7].

Um dos resultados é a equação empírica encontrada, mostrando um valor de R2=79,9%, o que permite prever o rendimento da sinterização, com base na mineralogia do sinter feed. A equação é:

Y (Rendimento) = 47,2 + 67,2 HE (+6,35 mm) + 51,5 MA (+6,35 mm) – 2,33QZ (-3,00 + 1,00) mm + 0,558 HM (-1,00 + 0,300) mm + 4,79 QZ (-0,300 + 0,106) mm + 24,1 CA (-0,300 + 0,106) mm.

Esta equação mostrou que o rendimento é uma função linear da mineralogia e que, para estas amostras analisadas, a HM na fração granulométrica intermediária (-1,00 + 0,300) mm e o QZ na aderente (-0,300 + 0,106) mm, têm influência positiva e forte nos resultados de rendimento. Isto é, quando há um aumento na porcentagem de participação de um desses parâmetros, na granulometria referendada ocorre, também, aumento no rendimento da sinterização e vice-versa [Tabela 5.8].

Variável X Variável Y Equação Coeficiente

de correlação

Umidade (%) Rendimento (%) Y= 7,0658X + 26,274 R2= 0,0374 Tempo de Queima Rendimento (%) Y= -2,0824X + 93,102 R2= 0,1911

Temp. Máxima de queima Rendimento (%) Y= -0,0438X + 85,214 R2= 0,0362 % Goethita (GO) Rendimento (%) Y= 0,1184X + 68,032 R2= 0,0065

% PPC do SF Rendimento (%) Y= 1,1094X + 68,003 R2= 0,0062 % SiO2 Nucleantes SF Rendimento (%) Y= -0,7139X + 70,629 R2= 0,0228 % SiO2 Aderentes SF Rendimento (%) Y= 0,4371X + 67,459 R2= 0,013 % SiO2 Total no SF Rendimento (%) Y= 0,0022X + 68,613 R2= 8E-07

Basicidade Rendimento (%) Y= 0,1158X + 68,293 R2= 0,002 % Poros Nucleantes Rendimento (%) Y= -0,0706X + 70 R2= 0,0047 M Poros Nucleantes Rendimento (%) Y= 0,0068X + 67,507 R2= 0,0029

% Partículas Nucleantes Rendimento (%) Y= 0,2998X + 54,937 R2= 0,0122 % Part. Aderentes (+0,106mm) Rendimento (%) Y= -0,1718X + 72,463 R2= 0,0231

% Part. Aderentes ∑(-0,300mm) Rendimento (%) Y= -0,1409X + 73,695 R2= 0,0365

Razão Nucleante/Aderente (N/A) Rendimento (%) Y= 0,3345X + 67,86 R2= 0,0122

Razão Nucleante/Nucleante + Aderente (N/A) Rendimento (%) Y= 14,37X + 58,932 R2= 0,0264

Razão Nucleante/∑Aderentes (-0,300mm) Rendimento (%) Y= 0,5513X + 67,832 R2= 0,0159

128

TABELA 5.7 – Resultados da análise estatística do banco de dados (referentes ao trabalho de caracterização mineralógica e aos ensaios de sinterização em escala piloto de 25 amostras de sinter feed estudadas).

37

25

y = Rendimento

(%)

X63i=1

Regressão linear múltipla

“Variável causa” Identificação Coeficiente

Coeficiente padronizado P

Nível mais baixo e mais

alto de Xi

X10

(-10,00 +6,35)mm Hematita especular

(supergrossas)

67,2 0,461 0,0020,00% e 0,13%

X14

(-10,00 +6,35)mm Magnetita

(supergrossas)

51,5 0,295 0,0160,0% e 0,18%

X31

(-3,00 +1,00)mm Quartzo

(nucleantes A)

-2,33 -0,356 0,0080,11% e 2,31%

X38

(-1,00 +0,300)mm

Hematita martítica

(intermediárias)

0,558 0,769 010,54% e 38,16%

X49

(-0,300 +0,106)mm

Quartzo (aderentes)

4,79 0,68 00,39% e 3,41%

X52

(-0,300 +0,106)mm

Caulinita (aderentes)

24,1 0,331 0,0190,00% e 0,15%

Tipo de regressão utilizada no modelamento

Análise estatística do banco de dados (25 valores da "variável resposta" e 1.575 valores das "variáveis causas"):

“Variáveis causas” que influenciam significativamente a “variável resposta” baseado em análise estatística:

y = f (X10, X14, X31, X38, X49 e X52)y = 47,2 + 67,2 (X10) + 51,5 (X14) – 2,33 (X31) + 0,558 (X38) + 4,79 (X49) + 24,1 (X52)

Número total de amostras de sinter feed empregadas na caracterização mineralógica e microestrutural

Número total de amostras de sinter feed que foram submetidas aos ensaios experimentais de sinterização em escala piloto

"Variável resposta" avaliada no ensaio de sinterização em escala piloto

"Variáveis causas" avaliadas no trabalho

129

TABELA 5.8 – Rendimento = função linear da mineralogia, pelo método de regressão linear

múltipla.

HE SUPERGROSSAS (+6,35mm) + FRACA 0,00 a 0,13

MA SUPERGROSSAS (+6,35mm) + FRACA 0,00 a 0,18

HM INTERMEDIÁRIAS (-1,00 +0,300)mm + FORTE 10,54 a 38,16

QZ ADERENTES (-0,300 +0,106)mm + FORTE 0,39 a 3,41

QZNUCLEANTES

IDEAIS (-3,00 +1,00)mm

- FRACA 0,11 a 2,31

CA ADERENTES (-0,300 +0,106)mm + FRACA 0,00 a 0,15

130

O quartzo (QZ) na fração aderente, segundo a literatura, aumenta o rendimento na sinterização, porque contribui para elevar a porcentagem de escória real, que funciona como cimento e aglomera as partículas mais grossas (nucleantes), fato confirmado aqui, pelas análises estatísticas de regressão linear múltipla.

Já a hematita martítica (HM) na fração intermediária contraria a literatura, pois esta afirma que as partículas de granulometria intermediária, às nucleantes e aderentes, não teriam função de nuclear nem de aderir, razão pela qual, sua participação no sinter feed deveria ser mínima. É possível que tal afirmativa tenha sido contrariada pelo material intermediário, utilizado nesta dissertação, pois este – HM – apresenta morfologia mais ovóide e superfície rugosa, o que proporciona melhores condições para aglomeração a frio, fazendo com que elas funcionassem como núcleos menores de micropelotas.

Foi possível, através da equação empírica, encontrada pelo método de regressão linear múltipla, calcular valores de rendimento na sinterização, os quais são muito próximos dos obtidos dos ensaios-piloto [Tabela 5.9]. Isto sinaliza a possibilidade de previsão do rendimento do sinter a ser produzido, o que proporcionaria uma diminuição drástica dos ensaios-piloto de sinterização.

Minérios hematíticos especularíticos quando sinterizados sozinhos, isto é, sem participação de outros tipos de minério, ou quando aqueles estão em proporção muito alta na mistura, podem apresentar rendimento diferenciado dos minérios hematíticos martíticos hidrotermais, justamente por causa da microestrutura lamelar dos primeiros, em comparação com a granular dos segundos e, também, devido às diferenças na morfologia das hematitas. A especular é francamente tabular (lamelar), enquanto a martítica hidrotermal é granular.

Quando esses dois tipos microestruturais diferentes e de morfologias de hematita, também diferentes, forem submetidos a temperaturas entre 500o C e 600o C, em ambiente parcialmente redutor na máquina de sinterizar, podem ser esperados comportamentos diferentes entre as partículas dos dois tipos de minério.

As partículas do minério martítico, apresentando microestrutura granular, mostram contatos irregulares entre os cristais, os quais são geralmente microporosos (µm) a nanoporosos (nm). Já as do minério especularítico apresentam, geralmente, contatos lisos e retos entre os cristais, sendo que estes, não mostram porosidade micrométrica (µm).

Pelas diferenças microestruturais, é possível prever que os minérios especularíticos sofram dilatações preferenciais dos cristais tabulares (lamelares), o que resultaria no alargamento dos filmes dos contatos lisos e retos, com enfraquecimento das ligações intercristalinas, resultando na ruptura da partícula e gerando finos; esta seria a degradação térmica, a partir do aumento da temperatura, já na máquina de sinterizar.

131

TABELA 5.9 – Resultados de Rendimento em usina-piloto (y real) e pelo modelo de regressão linear múltipla (Y modelo).

AMOSTRA

(y real) Valores de Rendimento (%)

(resultados dos ensaios em escala piloto)

(Y modelo) Valores de Rendimento (%) (baseado no

modelo de regressão linear múltipla)

1 65,41 65,97502 66,31 68,17663 62,37 62,73234 70,82 72,21247 65,91 64,247912 62,67 62,496913 63,19 63,638814 67,48 69,393516 72,15 70,608817 78,16 77,379518 62,98 64,406920 62,11 65,958021 68,50 67,663722 68,43 66,871223 74,95 72,993725 70,39 68,218226 61,84 61,178027 64,69 66,374028 66,93 68,740829 68,92 66,072830 65,72 66,105631 63,80 66,857832 68,14 64,924833 62,97 63,518734 64,95 63,0139

Valor do Coeficiente de linearidade r = 0.894

132

Também, nessa máquina, quando o ambiente for parcialmente redutor, parte da hematita – Fe2O3 – será transformada em magnetita – Fe3O4 –, a qual sofrerá expansão volumétrica parcial. Pela mesma razão da diferença morfológica entre as hematitas, é previsível esperar uma expansão preferencial nos cristais tabulares da especular, o que provocaria, também, ruptura da microestrutura lamelar, com geração de finos, à semelhança do ocorrido só termicamente. Esse segundo caso é comentado na literatura, como degradação química.

As partículas de minério hematítico martítico hidrotermal têm melhor isotropia morfológica, pela característica microestrutural granular, e morfologia dos cristais, também, granular. Apresentam, portanto, melhores condições de absorver tanto as dilatações térmicas quanto as expansões volumétricas de hematita para magnetita. Por conseguinte, a possibilidade de degradação é menor, tanto térmica quanto química, como bem mostrado por [ISHIKAWA et al. – 1983] (op. cit.) (Figura 5.5). Ao que tudo indica, esses autores já sabiam das diferenças morfológicas entre as hematitas, só não relatando o fato, porque talvez não conhecessem os atributos geológicos geradores das mesmas.

Pelo visto, a investigação ainda terá um caminho longo a percorrer, até serem encontradas e comprovadas as principais causas fundamentais responsáveis pela variação dos índices de rendimento na sinterização. Alguns atributos do minério de ferro – sinter feed – influenciam nos índices de rendimento, de acordo com os dados encontrados pelo método de regressão linear múltipla.

V.4.2 – SIMULAÇÃO TEÓRICA DE UMA MISTURA A SINTERIZAR

Para encerrar essas considerações e deixar um grande caminho aberto à comunidade científica – acadêmica e industrial –, para continuar o estudo do assunto, foram selecionados para comentários, três (03) componentes de uma mistura a sinterizar.

Um deles é a goethita (GO), participante do minério de ferro em proporções variadas, a qual é amplamente debatida e muitas vezes condenada quase que sumariamente. Os outros dois são o calcário calcítico (CaCO3), de poucos comentários, além do costumeiro, de ser o principal fundente básico e corretivo da basicidade, utilizado na siderurgia, e o coque (CQ), combustível sólido, sem o qual, o processo de sinterizar estaria seriamente comprometido ou nem existiria.

A atribuição da responsabilidade à goethita, pela contração do bolo de sinter na máquina de sinterizar, durante a queima, e como conseqüência, a fragilização do sinter produto, é algo no mínimo inusitado e passível de contestação.

Praticamente, toda a literatura consultada a esse respeito, que trata da contração do bolo de sinter, imputa essa responsabilidade à goethita havendo, no entanto, algumas variações na abordagem, como por exemplo, a respeito da porosidade. Alguns pesquisadores afirmam que a porosidade oriunda da retirada da água (H2O) combinada na goethita, seria a grande responsável pela fragilização do aglomerado.

133

O comentário de Nogueira [NOGUEIRA – 1987] (op. cit.) é incisivo com relação a tal paradigma. Ele afirma que “a perda ao fogo do minério nucleante é o principal fator que afeta a sua resistência após a calcinação. Os resíduos dos minérios originais, que provêm dos núcleos de minério dos microaglomerados, se apresentam obviamente calcinados e, se fissurados pela perda da água de cristalização, deverão evidentemente ser menos resistentes”.

O fato é que não há quem faça a menor consideração que induza à defesa da goethita com relação à degradação física do sinter produto, ou por falta de argumentos, ou por outro motivo qualquer.

Outro fato interessante é que os pesquisadores consultados na literatura são da área metalúrgica (siderúrgica). Não foram encontrados trabalhos de pesquisadores da área de mineração que tratassem desse tema – PPC da goethita e a degradação física do bolo de sinter, devido a surgência de poros durante a queima na máquina de sinterizar.

Um outro fato curioso, também, é que, na literatura consultada, pouca coisa foi encontrada de relevante sobre a atuação do calcário, além de ele ser o fundente básico mais utilizado, e sua importância no processo produtivo, tanto na sinterização quanto no alto-forno.

Interessantes são as observações de Pimenta [PIMENTA – 1992] a respeito do calcário calcítico na máquina de sinterizar. “Durante o aquecimento, as partículas de calcário (CaCO3) serão calcinadas para CaO com liberação de CO2, que poderá provocar trincamentos”. Continua dizendo que, “nos locais onde antes existia uma partícula de calcário, existe agora um poro”. Ele faz, ainda, uma abordagem rápida ao coque e diz que “a combustão das partículas de coque também resultará na criação de poros. Importante saber que a fase líqüida fluirá preenchendo grande parte destes poros, transformando macroporos em microporos”.

Na sinterização, o calcário (CaCO3) reage com diversas fases minerais, fazendo surgir diversos compostos benéficos às qualidades físicas e metalúrgicas do sinter, como são as escórias – que assimilam as gangas principais de SiO2 e Al2O3 – e os ferritos de cálcio – pela reação principal do CaO com o Fe2O3. Ambos os compostos têm sua função, também, no alto-forno, pois auxiliam as partículas do sinter a não se degradarem fisicamente, e melhoram as propriedades metalúrgicas desse aglomerado, facilitando a permeabilidade do leito no reator, além de melhorar a redutibilidade da carga.

Uma questão como a atuação do calcário na máquina de sinterizar, além de corrigir a basicidade (CaO/SiO2), não deveria ser um fato para ficar despercebido ou ser tratado superficialmente. Principalmente quando pesquisadores como Inazumi [INAZUMI – 1993] alertam para a necessidade de utilização num futuro próximo de minérios mais hidratados (goethíticos), em virtude da diminuição da oferta de minérios de alto teor, tanto Australianos quanto Brasileiros.

Essa questão pode não ser simples, porém, surge logo a pergunta. Com o aumento da participação de materiais mais hidratados (goethíticos) e mais aluminosos, seria possível conviver com os custos operacionais decorrentes de ajustes nos processos/procedimentos,

134

para minimizar a degradação física esperada, em virtude da contração do bolo de sinter, além da diminuição do teor de Fe do sinter feed?

Ou será que tal acréscimo porcentual de materiais mais goethíticos, na mistura a sinterizar, não impactaria tanto a qualidade física do aglomerado como tem sido apregoado?

É possível até, que existam outras causas potenciais, responsáveis pela transferência de massa para fora do sistema da máquina de sinterizar, além da PPC da goethita – H2O combinada – deixando um volume de vazios muito maior, e até agora não percebido, ou não bem estudado ou monitorado.

Por esta razão, chamou-se, aqui, a atenção para o calcário, em especial o calcítico, mais utilizado para corrigir a basicidade (CaO/SiO2) da mistura.

Os materiais que constituem a mistura a sinterizar são bem balanceados, de modo a proporcionar, além de boas qualidades físicas e metalúrgicas ao aglomerado, também, uniformidade de marcha no alto-forno. Para tanto, as porcentagens relativas de cada material, têm margens estreitas de tolerância à variabilidade. De uma maneira geral, o minério de ferro – sinter feed – participa com cerca de 55%, o calcário calcítico, aproximadamente 9%, finos de carvão/coque, 4%, entre outros materiais.

Após a análise das características intrínsecas dos materiais componentes da mistura, fica relativamente fácil verificar quais as matérias-primas/insumos seriam os responsáveis potenciais pela perda de massa (PPC) durante a sinterização e, também, qual a participação porcentual bem aproximada de cada uma dessas massas.

Essa perda de massa gera muito espaço vazio no bolo de sinter durante a queima, sendo esse volume de poros, segundo a literatura consultada, o responsável principal pela degradação física do sinter produzido.

Até o presente momento, tal responsabilidade tem sido atribuída, praticamente, só à goethita. O que se pretende, aqui, é mostrar, através de um pequeno exercício matemático, que a goethita é a menos responsável por essa não conformidade a ela imputada, e que tal afirmação deprecia sobremaneira as qualidades do sinter feed hidratado, apesar dos pesquisadores tecerem grandes elogios a esse tipo de minério – goethítico, supergênico – por exemplo, promovendo bons rendimentos na máquina de sinterizar, no alto-forno, melhorando a redutibilidade, etc.

Então, diante de tantos elogios, haveria um defeito e a ele é imputado um grande tributo, provavelmente, não merecedor de ser pago só pela goethita.

Esta abordagem tenta mostrar que o vilão pela degradação física do aglomerado não pode ser a goethita, isto é, sua participação nesse processo é de natureza venial, enquanto a de outros componentes da formulação da mistura a sinterizar – calcário calcítico, dolomita, carvão/coque – pode ser mortal.

135

Um outro aspecto interessante diz respeito às faixas de temperaturas onde as reações de perda de massa devem ocorrer. De todos os materiais responsáveis pela PPC, essas reações de perda de massa acontecem na goethita, em temperaturas mais baixas, que vão de 240oC a 380oC [ROCHA & BRANDÃO – 1996]. A combustão do coque se inicia entre 500oC e 700oC e o calcário calcítico é decomposto (calcinado) a partir de 700oC.

Ora, como a sinterização é um processo que densifica os materiais, isto é, diminui a porosidade, a goethita estará fisicamente estabilizada a temperaturas mais altas, acima de 500oC, quando começam a ocorrer perdas de massa mais significativas em outros materiais. E em temperaturas crescentes, a densificação da ex-goethita, agora uma neohematita porosa, continua aumentando, em função da diminuição dos tamanhos dos poros. É importante observar que, em temperaturas da ordem de 500oC a 700oC, ainda não ocorrem fases líqüidas, o que possibilita, de fato, a diminuição da porosidade da hematita recém formada. Desta forma, quando surgirem as fases líqüidas, a partir de 1100oC, elas migrarão, preferencialmente, para outros tipos de poros, maiores e mais tardios e só ocupando uma ínfima parte da porosidade da neohematita, que continuou o processo de densificação.

Portanto, considerando a participação porcentual de cada componente da mistura a sinterizar, responsável pela PPC, fica claro que a porosidade ou os vazios deixados pelo calcário (CaCO3), após a calcinação, e pelo coque, após a combustão, são os mais tardios e cuja magnitude é muito maior do que a porosidade da goethita (FeOOH), após a desidratação. Além do mais, sabe-se que o resíduo do calcário, o CaO, reagirá com o Fe2O3, constituindo uma importante fase líqüida que fluirá através do sinter, enquanto o coque será transformado em CO + CO2, deixando poros e um pouco de resíduo que são as cinzas, comumente SiO2, que será assimilado pela fase líqüida.

Somente a goethita, após a perda da água combinada, permanecerá totalmente in situ, de 380oC até o final do processo, isto é, a temperaturas acima de 1.250oC, como uma nova fase mineral – hematita porosa (Fe2O3). Portanto, fundamentalmente, a porosidade deixada pela goethita, após a desidratação, proporcionaria o benefício do aumento da redutibilidade do sinter, oriunda do acréscimo de área de superfície específica, ao invés do propalado problema potencial de degradação física do mesmo, ao contrário do calcário (CaCO3) e do coque (CQ), que deixam um volume de poros muito grande, para onde a fase líqüida (cimento), a temperaturas mais altas, tende a migrar, o que pode resultar no enfraquecimento das ligações entre partículas de minério pouco ou nada reagidas, culminando com a degradação física do aglomerado.

136

V.4.2.1 – EXEMPLO DE PERDA DE MASSA = PERDA POR CALCINAÇÃO - PPC

Finalmente, tomando as porcentagens médias aproximadas de cada material da mistura a sinterizar, sujeito a perda de massa – PPC – e ponderando os resultados, torna-se evidente, que a participação da PPC da goethita – data venia senhores pesquisadores, não deveria ser considerada como um parâmetro prejudicial à degradação física do sinter produto, e nem tão consumidora de energia, pois a decomposição do calcário é uma reação mais endotérmica e cujo volume inicial de material é bem maior do que o da goethita (Tabela 5.10).

Então, considerando a participação na mistura, de 55% de sinter feed com 20% de goethita (GO) contida, 9% de calcário calcítico (CaCO3) (CC) e 4% de coque (CQ) com teor baixo de cinzas, a perda ao fogo ou perda por calcinação – PPC – seria:

TABELA 5.10 – Principais responsáveis pela perda de massa – PPC – da mistura a sinterizar: Goethita (GO), Calcário Calcítico (CC) e Coque (CQ). Porcentagem (%) de sinter feed, Calcário Calcítico e Coque na mistura. Ponderação e distribuição da PPC.

% PPC % NA MISTURA % PONDERADA DA PPC DISTRIBUIÇÃO DA % DA PPC

GO = 10

CC = 45

CQ = 100

55

9

4

(55x20x10) = 1,10

(9x45) = 4,05

(4x100) = 4,00

12,02

44,26

43,72

TOTAL: 9,15 100

Pois bem, tanto a combustão do coque quanto a calcinação do calcário, como ocorrem em temperaturas mais altas do que a desidratação dos hidróxidos, e num período de tempo relativamente curto, estão sujeitas a acontecerem de forma intempestiva. Isso provocaria, natural e rapidamente, grandes espaços vazios, contribuindo para uma contração, também rápida e grande, em decorrência da sucção vigorosa do ar para o processo de queima e, ainda, por causa da massa perdida para a atmosfera, que além de já ser grande, cerca de 9,15% da massa total (Tabela 5.10), ela é constituída por moléculas de vapor de H2O da goethita e de gases CO e CO2 do coque, e CO2 do calcário calcítico (CaCO3), a altas temperaturas, tornando essas moléculas pouco densas, muito energizadas, ocupando grandes volumes e capazes de abrir longos caminhos através da permeabilidade do bolo de sinter.

137

O resultado disso pode ser um grande colapso do bolo de sinter, e não haver tempo suficiente para formar as pontes de ligação (SFCA) entre as diversas partículas, para proporcionar uma boa resistência física ao aglomerado.

Além do mais, caso a granulometria desses dois materiais – calcário e coque – seja relativamente grosseira, o sinter corre o risco de, nesse momento, sofrer um desequilíbrio estrutural, por um lado, pelo desprendimento violento de calor puntual – combustível mal distribuído – e, por outro, pela calcinação parcial do calcário, o que dificultaria a reação do CaO com o Fe2O3, para formar ferritos de cálcio, os quais são grandes promotores de boas qualidades físicas e metalúrgicas do sinter.

V.4.3 MICROESTRUTURAS DE UM SINTER-PILOTO QUALQUER – EXEMPLO

Para ilustrar algumas fases de um sinter, foram batidas quatorze (14) fotomicrografias de uma pastilha elaborada com uma partícula de sinter, obtida na máquina-piloto da Usiminas e gentilmente ofertada ao aluno, por ocasião de uma de suas visitas àquela empresa. Esta amostra está codificada como sinter piloto (22/04/96) – Fotos 49 a 62.

As Fotos 54 a 60, num total de sete (7), ilustram o aparecimento de uma grande trinca num poro, sua propagação através da matriz do sinter, conectando diversos outros poros, até findar na outra extremidade da partícula. Elas foram montadas posteriormente em uma só, para melhor visualização de toda a extensão da trinca, tendo sido denominada de Figura 5.8.

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FOTO 49 FOTO 50

FOTO 51

___________________________________________________________________________

Foto 49 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados À direita, partícula nucleante de hematita especular (HE) grossa, dobrada – primária –,

em matriz, à esquerda, de magnetita anédrica a euédrica, de cor marrom claro, e ferritos de cálcio (SFCA) de cor cinza azulada, intergranular à magnetita. Vide trinca gerada na HE: tem pouca espessura e não há propagação. A outra trinca é mais importante, gerada a partir dos poros – centro da foto – e propagada na matriz de magnetita e SFCA; esse tipo de trinca é responsável potencial pela geração de finos do sinter produzido – degradação física.

Foto 50 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados Partícula nucleante de hematita martítica hidrotermal (HMH) de textura granoblástica

(granular) – primária –, com “geração de grãos de hematita romboédrica” – secundária. Os pontos negros são poros. Acima à direita, magnetita marrom claro e ferritos de cálcio cinza azulado.

Foto 51 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 50. Vide contatos lisos e retos da hematita primária.

139

FOTO 52 FOTO 53

FOTO 54

___________________________________________________________________________

Foto 52 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados Partículas nucleantes de hematita martítica hidrotermal – primária – em matriz de

magnetita e ferritos de cálcio, com um pouco de hematita romboédrica – secundária. Pontos negros são poros.

Foto 53 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 52. A nucleante maior, à esquerda, tem textura granoblástica (granular), onde predominam

os contatos sinuosos, até suturados. A superior, à direita, também tem textura granoblástica (granular), porém, os contatos entre os cristais são lisos e retos. Observar que não há geração de hematita romboédrica a partir da nucleante à esquerda.

Foto 54 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados Trinca gerada no grande poro à direita, propagando-se para a esquerda, através de

hematitas romboédricas – secundárias – martíticas hidrotermais – primárias – e, também, de poros menores.

140

FOTO 55 FOTO 56

FOTO 57 FOTO 58 ___________________________________________________________________________

Foto 55 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados Continuação da trinca observada na foto 54. Ela se propaga, da direita para a esquerda,

de poro em poro, atravessando hematita romboédrica – secundária – e matriz de magnetita e SFCA.

Foto 56 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados Continuação da trinca observada nas fotos 54 e 55. Depois de atravessar a matriz de

magnetita – marrom claro – e ferritos de cálcio – cinza azulado, ela penetra em um grande poro, passando em seguida, para outro.

Foto 57 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados Continuação da trinca observada desde a foto 54. De um poro passa para outro, depois

outro, atravessando áreas com hematita romboédrica – secundária – e com magnetita e ferritos de cálcio.

Foto 58 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados A mesma trinca iniciada no poro da foto 54 continua se propagando através da matriz

de magnetita, ferritos de cálcio, escória vítrea, até encontrar outros poros na foto 59.

141

FOTO 59 FOTO 60

FOTO 61 FOTO 62 ___________________________________________________________________________

Foto 59 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados A trinca observada desde a foto 54 continua atravessando a matriz do sinter, e

conectando diversos poros, até findar na extremidade da partícula, no que deveria ter sido um grande poro, visto na foto 60.

Foto 60 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados A trinca iniciada na foto 54, em uma extremidade de uma partícula com granulometria

adequada para enfornar, termina na outra extremidade, em local que sugere ter sido um grande poro.

Foto 61 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados À direita, partícula nucleante de hematita martítica hidrotermal – primária – com

textura granoblástica (granular). À esquerda, magnetita – secundária – com duas morfologias diferentes, maciça/granular e tabular, esta, com desenvolvimento aparentemente perpendicular à superfície externa da partícula nucleante.

Foto 62 Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Cruzados Mesma posição da foto 61. Vide textura granular da hematita, com contatos lisos e

retos.

142

FIGURA 5.8 – Grande trinca no sinter, surgida em um poro, propagando através da matriz, conectando diversos outros poros e findando na outra extremidade da partícula. Composição das fotos 54 a 60.

143

V.5 – CONCLUSÕES

A análise de resultados de 25 ensaios-piloto, pelo método de regressão linear simples, mostrou valores extremamente baixos para R2 em todos os cruzamentos realizados, não evidenciando correlações entre o rendimento na sinterização e os parâmetros mineralógicos analisados individualmente.

As mesmas 25 amostras, analisadas pelo método de regressão linear múltipla, proporcionaram uma equação empírica, com correlação próxima de 80%, que permite prever o rendimento na sinterização com base na mineralogia das partículas do sinter feed estudado, evidenciando o forte efeito da mineralogia sobre o rendimento do processo de sinterização.

A contração do bolo de sinter, devida à PPC, é de responsabilidade maior do calcário (CC) e do coque (CQ), pois juntos têm 87,98% da PPC, do que da goethita (GO), que responde somente por 12,02% do total da PPC (Tabela 5.10), contrariando o pensamento/afirmação de muitos pesquisadores. Portanto, quanto menor for o tamanho das partículas de calcário e de coque, melhor será a distribuição das mesmas na mistura a sinterizar, e menor a contração puntual, prevenindo contra trincas e suas propagações, além de grandes poros, o que pode auxiliar na diminuição da degradação física do sinter produto, evitando retornar muitos finos (< 5,00 mm) para o processo. Este procedimento resultaria no melhor desempenho da máquina de sinterizar, aumentando, por conseguinte, seu rendimento.

Há grandes probabilidades dos principais vilões pela degradação física do sinter produto serem as distribuições granulométricas do calcário e do coque, e não, a simples presença da goethita, como tem sido apregoado, quase que com unanimidade, até o momento.

A macroporosidade global da mistura a sinterizar é um grande fator de risco para a degradação física do aglomerado.

Para simples comparação, a hematita compacta, britada para gerar granulados para alto-forno (NPO), na granulometria eqüivalente a sinter, gera finos – sinter feed e pellet feed – na proporção variável de 10% a 20%, se ela for mais ou menos tenaz, respectivamente. Neste caso, a tenacidade é diretamente proporcional às porcentagens de poros e trincas do minério. Por conseguinte, acredita-se que a perseguição de índice de rendimento (R1) na sinterização, superior a 80% pode ser algo, se não utópico, relativamente difícil de alcançar.

De fato, sendo a sinterização um processo de densificação da mistura de materiais, quanto mais denso o sinter – mais massa por unidade de volume – mais tenaz será o aglomerado, e vice-versa. Portanto, a conclusão a respeito da macroporosidade é bastante lógica. Quanto maior a porcentagem de macroporos deixados no sinter produto, mais frágil ele será. Então, torna-se relativamente simples identificar as causas fundamentais mais prováveis, responsáveis pela porosidade, considerando que os parâmetros operacionais estejam sob controle, isto é, não variem durante a queima.

144

Por conseguinte, além da porosidade intergranular, inerente às matérias-primas, e ao misturamento propriamente dito, as causas fundamentais mais prováveis, responsáveis potenciais pela macroporosidade, são os materiais sujeitos a grandes perdas de volume durante a queima – PPC – quais sejam, calcário e coque, e cuja responsabilidade é acrescida, devido a porcentagem alta na soma dos dois, podendo ser agravada, se esses insumos apresentarem granulometria grosseira.

Desta forma, então, ficaria resgatada a nobreza da goethita maciça como partícula nucleante – transformada em hematita microporosa durante a queima – configurando a microestrutura idealizada por Ishikawa e colaboradores [ISHIKAWA et al. – 1983] (op. cit.) (Figura 5.5), a qual se assemelha àquela onde o núcleo é constituído de partículas de hematita martítica residual, bordejada por ferritos de cálcio acicular fino. Esse tipo de microestrutura, além de promover maior tenacidade ao sinter produto, maior rendimento na máquina de sinterizar, também melhora suas qualidades metalúrgicas, pois aumenta sua redutibilidade no alto-forno.

V.6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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CAPÍTULO VI

CONCLUSÕES GERAIS

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CONCLUSÕES GERAIS

CAPÍTULO VI

As principais são:

• A classificação geosiderúrgica de minérios de ferro brasileiros e de seus produtos, em qualquer granulometria e que atende às necessidades básicas de conhecimento, das empresas de mineração e siderúrgicas é a seguinte:

Minérios ou produtos

• Hematíticos martíticos

• Hematíticos especularíticos

• Hematíticos microcristalinos

• Hidratados – Hematíticos martíticos goethíticos.

Ela já traz consigo a previsibilidade de comportamento nos processos de concentração e siderúrgicos.

• O método de caracterização mineralógica e microestrutural através de microscópio ótico de polarização, com luz refletida, é bastante eficaz para a obtenção dos parâmetros requeridos para o estudo objeto desta dissertação.

• O minério estudado nesta dissertação é o hematítico martítico hidrotermal.

• Foi encontrado um tamanho médio das hematitas variando de M =11,7µm a 23,4µm.

• A presença de goethita (GO) em porcentagens > 6,00% em dez (10) amostras pode sinalizar um “grupo hidratado” na jazida, diferenciando-o do “grupo mineralógico principal”, que é o hematítico martítico hidrotermal.

• A ocorrência de quartzo (QZ = SiO2>7,00%) em treze (13) amostras, das quais, uma com QZ= 9,31% e outra com QZ = 14,00% sugere, também, um “grupo mais silicoso” no jazimento.

149

• Para uma mistura a sinterizar, composta de 55% de sinter feed – contendo cerca de 20% de goethita (GO) – 9% de calcário calcítico (CaCO3) e 4% de combustível sólido – coque e/ou antracito – a contração do bolo de sinter, devida à PPC, é de responsabilidade maior do calcário e do combustível sólido, pois, juntos, têm 87,98% da PPC, do que da goethita (GO), que responde somente por 12,02% do total da PPC, fato que contraria o pensamento/afirmação de muitos pesquisadores.

• A análise de resultados de 25 ensaios-piloto, pelo método de regressão linear simples, mostrou valores extremamente baixos para R2 em todos os cruzamentos realizados, não evidenciando correlações entre o rendimento na sinterização e os parâmetros mineralógicos analisados individualmente.

• As mesmas 25 amostras, analisadas pelo método de regressão linear múltipla, proporcionaram uma equação empírica, com correlação próxima de 80%, que permite prever o rendimento na sinterização com base na mineralogia das partículas do sinter feed estudado, evidenciando o forte efeito da mineralogia sobre o rendimento do processo de sinterização.

150

CAPÍTULO VII

SUGESTÕES PARA PRÓXIMOS TRABALHOS

151

SUGESTÕES PARA PRÓXIMOS TRABALHOS

CAPÍTULO VII

VII.1 – Correlacionar a porcentagem de PPC da goethita com a degradação física do sinter

• Procurar correlacionar a porcentagem de PPC da goethita com a degradação física do bolo de sinter (ou do sinter produto), devido a surgência de poros na neohematita, durante a queima na máquina de sinterizar.

• É necessário verificar, matematicamente, a relação entre o custo e o benefício, ao substituir parte do calcário (CaCO3) por uma parte de cal (CaO) e pela moagem mais fina do calcário e do coque. Será interessante colocar nesses cálculos, a geração maior ou menor de ferritos de cálcio acicular fino e seus benefícios, tanto na máquina de sinterizar, baixando ou não a temperatura do processo, quanto no alto-forno, melhorando ou não o amolecimento e a fusão da carga.

É importante fazer os cálculos envolvendo as duas áreas, sinterização e alto-forno, porque a empresa é integrada, isto é, pode haver perda em uma área, em benefício da outra e cujo resultado desse somatório seja positivo.

VII.2 – Estudar o rendimento na sinterização em função da granulometria da mistura a sinterizar

• Estudar o rendimento na sinterização, em função da distribuição granulométrica da mistura a sinterizar, utilizando a curva de Astier modificada, segundo Pimenta e colaboradores [PIMENTA et al. – 1999] (op. cit.).

As correções da curva de distribuição granulométrica do sinter feed devem obedecer a alguns critérios básicos entre os quais, manter o mesmo tipo de sinter feed e variar a natureza das partículas nucleantes (> 1,00 mm) de correção, ora só com finos de retorno, ora só com calcário calcítico, com ou sem serpentinito. Em uma segunda etapa, utilizar a mistura dos finos de retorno e calcário, com proporções variadas de cada um deles, mantendo fixo o somatório dos dois.

Quando for utilizar só os finos de retorno, sugere-se corrigir a basicidade só com a cal (CaO), para evitar uma possível interferência da granulometria do calcário.

152

Todas as experimentações podem ser feitas com coque/carvão na granulometria convencional e, também, depois, com granulometria bem mais fina.

O objetivo dessas experimentações é verificar qual o corretivo granulométrico nucleante, afeta mais o rendimento na sinterização, tanto para pior quanto para melhor.

VII.3 – Estudar o rendimento na sinterização utilizando outros tipos de minérios e suas misturas

• Estudar o rendimento na sinterização, utilizando:

• minério essencialmente hematítico especularítico;

• minério essencialmente hidratado – hematítico martítico goethítico;

• misturas em proporções variadas, entre os três (03) principais tipos de minérios ocorrentes no Quadrilátero Ferrífero - Minas Gerais – hematítico martítico hidrotermal (estudado nesta dissertação) -, hematítico especularítico e hematítico martítico goethítico (hidratado);

• misturas dos minérios do QF-MG, com o hematítico microcristalino.

Desta forma, será possível traçar previsibilidades comportamentais para a sinterização e o alto-forno, a partir do minério ou da mistura – causa – que mais impactar na elaboração do sinter e no reator de redução, dispensando grande parcela dos ensaios-padrão, os quais são só efeitos.

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VII.4 – REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

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154

CAPÍTULO VIII

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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CAPÍTULO VIII

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