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Title: Modelos para previsão do limite de umidade para transporte marítimo de finos de minério de ferro - TML.
Authors: Ferreira, Rodrigo Fina
metadata.dc.contributor.advisor: Lima, Rosa Malena Fernandes
Keywords: Minérios de ferro
Trasporte marítimo
Limite de umidade transportável
Beneficiamento de minérios
Caracterização tecnológica
Issue Date: 2019
metadata.dc.contributor.referee: Lima, Rosa Malena Fernandes
Klen, André Monteiro
Gontijo, Carlos de Figueiredo
Pereira, Tiago Martins
Gomes, Romero César
Citation: FERREIRA, Rodrigo Fina. Modelos para previsão do limite de umidade para transporte marítimo de finos de minério de ferro - TML. 2019. 287 f. Tese (Mestrado em Engenharia Mineral) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Abstract: O transporte marítimo de minérios é um elo essencial na cadeia produtiva da mineração, sendo regulamentado em âmbito internacional pela Organização Marítima Internacional (IMO), em cujo arcabouço regulatório figuram leis que visam garantir a segurança das operações. Dentre outras cargas minerais úmidas, os finos de minério de ferro com percentual de goethita inferior a 35% são susceptíveis a liquefação durante o transporte marítimo, em determinadas condições. Este fenômeno pode deslocar a carga e colocar a embarcação e sua tripulação em risco. Para que sejam embarcadas, a lei internacional exige que sua umidade seja inferior ao Limite de Umidade Transportável (TML). Para finos de minério de ferro este parâmetro pode ser obtido pelo teste de Proctor/Fagerberg Modificado para Finos de Minério de Ferro (PFD80), um teste de compactação que consiste em se compactar o minério a uma energia de 27,59 kJ/m³ em diferentes umidades, sendo o TML a umidade em massa base úmida na qual o minério atinge 80% de saturação. O presente estudo propõe três modelos de previsão do TML de finos de minério de ferro definido pelo teste PFD80, utilizando parâmetros obtidos na caracterização tecnológica, e um modelo baseado em um teste de compactação simplificado. Os modelos propostos são ferramentas auxiliares para pesquisa e controle do TML nas operações, que reduzem o tempo de resposta e a quantidade de amostra requerida, e apresentaram boa aderência em comparação com resultados medidos, incluindo dados de outros autores. O estudo avaliou como diferentes características dos minérios influenciam no TML. Como o TML corresponde à umidade na qual 80% dos vazios estão preenchidos por água, ele é proporcional ao volume de vazios. Portanto, parâmetros que influenciam no volume de vazios resultante da compactação influenciam no TML. O estudo constatou que a distribuição granulométrica apresenta o maior nível de influência no TML, e o coeficiente de uniformidade (D60/D10) representa numericamente esta influência. A composição mineralógica influencia o TML de duas formas: refletindo a morfologia das partículas através dos tipos morfológicos de hematita, e indicando minerais com maiores níveis de porosidade, como a hematita martítica e alguns tipos de goethita. A análise química também reflete alguns tipos de minerais presentes, e o grau de hidratação do minério está diretamente relacionado às variações de TML. Sendo expresso em umidade em massa base úmida, o TML também está relacionado à massa específica dos sólidos.
metadata.dc.description.abstracten: Shipping is an essential link in the mining industry production chain and it is internationally regulated by the International Maritime Organization (IMO), whose regulatory framework includes laws that aim to ensure the safety and security of shipping. Among other wet mineral cargoes, iron ore fines with goethite content less than 35% may liquefy during passage under certain conditions. This phenomenon can shift the cargo and put the vessel and its crew at risk. According to the IMO regulations, in order to ship these cargoes, the moisture content shall be lower than the Transportable Moisture Limit (TML). For iron ore fines this regulatory parameter can be obtained through the Modified Proctor/Fagerberg Test for Iron Ore Fines (PFD80), a compaction test that consists in compacting ore samples at 27.59 kJ/m³ energy, at different moisture contents, the TML being the moisture content at which the material reaches 80% saturation. This study proposes three prediction models for estimating iron ore fines PFD80 TML using technological characterization parameters, and one prediction model based on a simplified compaction test. The proposed models are useful auxiliary tools for research and control of the TML, which reduce the response time and the amount of sample required for testing, and have showed adequate fit with measured results, including other authors’ data. The research work evaluated how different ore characteristics influence the TML. As the parameter corresponds to the moisture content at which 80% of the voids are filled by water, it shall be proportional to the volume of voids. Therefore, factors that influence the volume of voids resulting from compaction shall influence the TML. The study has found that the particle size distribution presents the major level of influence on the TML, and the uniformity coefficient (D60/D10) represents numerically this influence. The mineralogical composition influences TML in two ways: reflecting particles morphology through the morphological types of hematite, and indicating minerals with higher levels of porosity, such as martite and some types of goethite. Chemical analysis also reflects some types of minerals, and the degree of hydration of the ore is directly related to the variations of the TML. Being expressed in wet basis moisture content in weight, the TML is also related to the solids density.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11767
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 18/09/2019 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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