Cada etapa do processo de extração de minério tem uma função específica. A britagem controla o tamanho das rochas. A moagem ajuda a liberar os minerais valiosos da rocha circundante. Os métodos de separação e recuperação transformam o material adequado em um produto útil.
A combinação ideal depende do minério. Uma operação com minério de ferro de alta qualidade pode exigir principalmente britagem, peneiramento e manuseio do produto. Já uma operação com ouro refratário pode necessitar de moagem, pré-tratamento e recuperação química. A adição de mais equipamentos não melhora automaticamente nenhum dos dois processos.
Este guia explica as principais etapas do processamento de minério, mostra as diferenças no tratamento de ferro e ouro e relaciona cada etapa com opções práticas de equipamentos.
O que é um estágio de minério?
Neste guia, um estágio de minério Significa uma etapa no processamento industrial de minério. Essa etapa pode preparar a matéria-prima, reduzir o tamanho das partículas, separar minerais ou recuperar metais.
A britagem e a peneiração preparam o minério de ferro para a próxima etapa de processamento.
Três termos ajudam a explicar o processo:
- Minério bruto, ou minério ROM: Material proveniente da mina antes do processamento na fábrica.
- Concentrado: Um produto com uma proporção maior do mineral desejado do que a ração original.
- Rejeitos: Material que sobra após a planta separar ou extrair o componente valioso.
Os geólogos também usam o termo "estágio de minério" para descrever um período de mineralização durante a formação do depósito. Nesse caso, o termo se refere ao processamento na planta. www.usgs.gov
Principais etapas do processamento de minério
Um fluxograma mostra como o material se move pela planta. A maioria das rotas de processamento mineral utiliza as seguintes etapas, embora as plantas possam combinar, repetir ou omitir etapas.
| Estágio | Objetivo principal | Saída típica |
|---|---|---|
| Preparação e armazenamento | Gerenciar a qualidade e o fornecimento de ração. | Alimentação controlada de plantas |
| Britagem e peneiramento | Reduzir o tamanho das rochas e separar as frações de tamanho. | Minério dimensionado para a próxima operação. |
| Moagem e classificação | Melhorar a liberação de minerais e controlar o tamanho das partículas. | Alimentação adequada para separação ou lixiviação |
| Separação mineral ou extração de metais | Recupere o componente valioso | Concentrado ou fluxo de processo contendo metal |
| Desidratação e manuseio do produto | Gerenciar a umidade, os produtos e a água de processo. | Produto pronto para processamento adicional ou envio. |
As diretrizes de mineração de metais do Canadá agrupam o processamento de minério em torno da redução de tamanho, separação física ou química e desidratação. A sequência real segue o método de deposição e recuperação. www.canada.ca
Preparação, triagem e estocagem de minério
A preparação começa com a compreensão do que entra na planta. A qualidade do minério, a dureza, a umidade e o teor de argila podem variar ao longo de um depósito.
Os operadores podem misturar os estoques para moderar essas alterações. Projetos adequados também podem usar triagem ou pré-concentração para rejeitar alguns resíduos antes de tratamentos posteriores.
Um estoque de minério serve como reserva entre as operações. Os alimentadores controlam o fluxo de material para a próxima máquina. Ao planejar esta etapa, considere tanto a capacidade de armazenamento quanto a capacidade da planta de recuperar minério de forma consistente.
Britagem e peneiramento
Britadores quebram rochas grandes em partículas menores. Peneiras separam esse material por tamanho e direcionam cada fração para o destino correto.
Uma pré-peneira pode reter material que já atende aos requisitos da próxima etapa. Em um circuito fechado de britagem, uma peneira retorna o material de tamanho excessivo para um britador e permite que o material aceitável saia do circuito.
Essa divisão afeta toda a planta. Uma peneiração inadequada pode aumentar o processamento desnecessário, o desgaste e a carga a jusante. Analise a peneira e o britador em conjunto ao avaliar um gargalo. Metso
Moagem e Classificação
Minerais valiosos frequentemente permanecem aderidos à rocha residual após a britagem. A moagem reduz ainda mais as partículas, melhorando o aproveitamento do material.libertaçãoou a liberação de minerais valiosos de seu material hospedeiro.
A classificação controla quais partículas seguem adiante. Em um circuito comum de moagem úmida, os hidrociclones enviam um fluxo grosso de volta para moagem adicional, enquanto um fluxo mais fino continua rio abaixo.
O objetivo é obter uma distribuição granulométrica adequada para a recuperação. A moagem excessiva consome energia e pode gerar partículas finas problemáticas. metso.com
Beneficiamento de minério e separação de minerais
Um(a)processo de beneficiamento de minérioO beneficiamento, também chamado de processo de beneficiamento, separa os minerais valiosos do material indesejado, ou ganga.
As plantas escolhem métodos que exploram diferenças úteis entre os minerais:
- Separação por gravidade utiliza diferenças de densidade.
- Separação magnética utiliza diferenças na resposta magnética.
- Flutuação Utiliza diferenças no comportamento da superfície com reagentes adequados e bolhas de ar.
Algumas rotas produzem um concentrado mineral. Outras continuam com a extração química, como a lixiviação de ouro. As características do minério determinam qual combinação faz sentido. www.canada.ca
Desidratação e manuseio do produto
O processamento úmido deixa água nos concentrados e rejeitos. Os espessadores recuperam parte dessa água por meio de decantação. Os filtros removem mais umidade onde o produto ou o método de descarte assim o exigirem.
Os engenheiros devem planejar a recuperação de água juntamente com o armazenamento, o transporte e o escoamento. Os sistemas de rejeitos secos da Metso, por exemplo, combinam espessamento e filtração sob pressão antes do manuseio da torta de filtração resultante. Metso
Etapas de Processamento do Minério de Ferro
O processamento de minério de ferro visa produzir material que atenda aos requisitos do cliente em relação ao teor de ferro, impurezas, tamanho e umidade. Diferentes depósitos atingem essas especificações por meio de diferentes processos.
O equipamento de flotação em Poltava ilustra uma das etapas de beneficiamento do minério de ferro.
Como o tipo de minério de ferro altera a rota de processamento
Depósitos de hematita de alta qualidade podem viabilizar a exportação direta de produtos com tratamento relativamente limitado. Muitos depósitos de magnetita, por outro lado, necessitam de beneficiamento mais extenso, incluindo moagem para separar a magnetita dos minerais circundantes. Metso
Evite escolher um fluxograma apenas com base no nome do mineral. O tamanho do mineral, o teor de argila, as impurezas e as especificações do cliente também são importantes. Dois depósitos que contêm o mesmo mineral de ferro principal podem exigir plantas diferentes.
Pré-triagem e britagem
A pré-peneiração separa as partículas finas adequadas das partículas maiores, quando a aplicação permite essa configuração. A britagem primária reduz os grandes fragmentos de rocha bruta; britadores posteriores proporcionam redução adicional quando necessário.
Um britador de mandíbulas ou giratório pode ser usado na etapa primária, enquanto britadores cônicos geralmente são usados nas etapas subsequentes. Peneiras controlam o material que sai do circuito.
O projeto South Flank da BHP ilustra a importância dessa etapa inicial: sua infraestrutura inclui britagem, peneiramento, transporte, pátios de estocagem e carregamento de trens. BHP
Estocagem e alimentação controlada
Após a britagem, um estoque pode separar o cronograma de operação do britador da demanda subsequente. Esse estoque ajuda a planta a gerenciar a manutenção e as interrupções.
Os alimentadores devem fornecer um fluxo previsível, em vez de alternar entre picos e escassez. Pergunte ao fornecedor como o sistema de recuperação lida com mudanças na umidade, tamanho das partículas e fluxo de material. O volume do estoque, por si só, não garante uma alimentação estável.
Moagem e Classificação
O minério de ferro que necessita de maior purificação segue para um circuito de moagem apropriado. A finura necessária depende da forma como os minerais de ferro ocorrem na rocha.
Os engenheiros podem combinar moagem e separação em etapas. Recuperar o material adequado mais cedo pode reduzir a quantidade que precisa de tratamento posterior. O estudo do processo de magnetita da Metso compara vários desses arranjos de circuito e suas implicações energéticas. Metso
Gravidade, Separação Magnética e Flotação
A separação por gravidade pode recuperar minerais de ferro densos adequados. A separação magnética é apropriada para minerais com uma resposta magnética útil, enquanto sistemas de alta intensidade ou alto gradiente podem lidar com alguns materiais fracamente magnéticos. Metso
Algumas usinas também utilizam flotação para melhorar a qualidade do concentrado. Na Kaunis Iron, por exemplo, a usina utiliza separação magnética seguida de flotação para reduzir o teor de enxofre. Metso
Os resultados dos testes da planta devem determinar a sequência. Combinar todos os métodos disponíveis aumenta o custo sem necessariamente melhorar o produto.
Desidratação e granulação, quando necessário.
O concentrado úmido requer controle adequado de umidade antes do armazenamento, transporte ou processamento posterior. Algumas operações convertem os finos de minério de ferro em pelotas.
A pelotização combina material fino em pequenas esferas e as endurece por meio de tratamento térmico. As siderúrgicas podem usar esses grânulos em altos-fornos ou em usinas de redução direta. Essa rota de processamento posterior se aplica quando a estratégia de produto exige o uso de grânulos. www.metso.com
Etapas de Processamento do Minério de Ouro
O processamento do ouro visa recuperar o ouro de forma econômica a partir do material hospedeiro. Uma análise de ouro mostra quanto ouro um minério contém, mas a mineralogia ajuda a explicar como a planta consegue recuperá-lo.
Preparação do minério: mistura, britagem e moagem.
O preparo leva o minério a uma condição adequada para seu processo de recuperação. Uma planta de moagem geralmente requer britagem e moagem controladas. Um processo de lixiviação em pilha tem requisitos de preparo diferentes.
A mistura pode moderar as alterações nas propriedades do minério. A britagem, peneiramento e moagem complementam o processo escolhido. A SGS identifica britadores de mandíbulas e de cone, diversos tipos de moinhos e equipamentos de gravidade entre as opções para o preparo de minério aurífero. sgs.com
Processamento de minério de ouro de moagem livre
O minério de ouro de fácil beneficiamento responde bem aos métodos convencionais de recuperação, particularmente à lixiviação com cianeto em condições adequadas. O termo não significa que cada partícula contenha ouro visível e facilmente separável. sgs.com
Quando o minério contém ouro livre recuperável, a concentração gravimétrica pode capturar parte dele antes de tratamentos adicionais. As plantas podem combinar essa etapa com a lixiviação do material restante. Testes de minério determinam se a recuperação gravimétrica agrega valor suficiente para justificar o investimento no equipamento. sgs.com
Opções de pré-tratamento para minério de ouro refratário
Minérios refratários resistem à extração convencional de ouro. Minerais sulfetados podem aprisionar o ouro, e o carbono presente naturalmente pode capturar o ouro dissolvido na solução do processo. Testes mineralógicos ajudam a identificar a origem da dificuldade. sgs.com
As opções de pré-tratamento incluem ustulação, oxidação sob pressão, oxidação biológica e moagem ultrafina. A adequação de cada uma depende do minério e do motivo da baixa recuperação. Elas não desempenham funções idênticas. www.sgs.com
Por isso, um fluxograma de ouro refratário precisa de mais do que uma lista padrão de equipamentos. Os engenheiros devem determinar qual tratamento torna o ouro acessível à próxima etapa de recuperação.
Torrefação e tratamento de gases de escape
A calcinação pode oxidar minerais sulfurados e carbono orgânico em materiais refratários adequados. Ela prepara um produto sólido tratado para recuperação posterior.
Os engenheiros controlam a temperatura, o fornecimento de oxigênio e as condições de alimentação para atingir o resultado desejado. A purificação dos gases faz parte do processo, pois a alimentação pode gerar dióxido de enxofre, poeira e outros poluentes. A composição do minério determina os sistemas de tratamento necessários. Metso
Utilize testes específicos do projeto para estabelecer as condições operacionais. Uma temperatura ou tempo de residência de outra mina não pode servir como valor de projeto universal.
Lixiviação, adsorção em carbono e recuperação de ouro
Em um circuito de lixiviação com cianeto adequado, a solução dissolve o ouro acessível. O carvão ativado pode então coletar o ouro da corrente do processo.
Carbono na lixiviação, ou CIL, Combina lixiviação e adsorção de carbono dentro do circuito. Carbono em polpa, ou CIP, A adsorção ocorre após a etapa principal de lixiviação. Operações subsequentes removem o ouro do carbono carregado, produzindo um produto metálico recuperável. Metso
As propriedades do minério e os resultados dos testes orientam a escolha entre os métodos de recuperação. As instalações também precisam de controle de processo adequado e tratamento de resíduos.
Gestão de Rejeitos e Recuperação de Água
As instalações de processamento de ouro precisam gerenciar os resíduos e a água remanescentes após a extração. Dependendo do processo, o tratamento pode eliminar os reagentes residuais antes da reutilização ou descarte da água.
O caso Suzdal da Metso descreve a destruição biológica de cianeto e tiocianato em resíduos de lixiviação para melhorar a gestão da água. Ele ilustra como o tratamento de resíduos se integra ao fluxograma geral de recuperação. Metso
Processamento de minério de ferro versus minério de ouro: principais diferenças
Ambas as rotas podem utilizar britagem, peneiramento, moagem e recuperação de água. Os seus objetivos a jusante criam as maiores diferenças.
A análise de amostras ajuda a explicar por que diferentes minérios necessitam de diferentes rotas de processamento.
| Comparação | Processamento de minério de ferro | Processamento de minério de ouro |
|---|---|---|
| Objetivo principal | Atender às especificações de qualidade, impurezas, tamanho e umidade do produto de ferro. | Recuperar ouro economicamente do minério |
| Principais características do minério | Tipo de mineral de ferro, liberação, impurezas e argila | Ocorrência de ouro, associações minerais e resposta aos métodos de recuperação. |
| Métodos comuns de recuperação | Separação por gravidade, separação magnética e flotação, quando apropriado. | Recuperação por gravidade, flotação, lixiviação e pré-tratamento adequado. |
| Tratamento adicional | Granulação para rotas de produtos selecionadas | Oxidação ou outro pré-tratamento para matérias-primas refratárias selecionadas. |
| Produto típico | Em pedaços, finos, concentrado ou grânulos. | Concentrado aurífero ou produto de ouro recuperado, incluindo doré |
| Principais preocupações operacionais | Qualidade do produto, recuperação, consumo de energia e umidade | Recuperação de ouro, demanda de reagentes, energia e gestão de resíduos |
Notas e recuperação respondem a perguntas diferentes. A classificação mede a concentração do componente valioso. A recuperação mede a quantidade desse componente que chega ao produto recuperado. Uma classificação mais alta do produto não significa automaticamente uma recuperação maior.
Compare ambas as medidas ao avaliar um fluxograma.
Equipamentos utilizados em cada etapa de extração de minério
O equipamento deve ser adequado à sua função dentro do circuito. Comece considerando o material, a produção necessária e a relação entre as máquinas.
Uma planta de britagem de granito mostra como britadores, peneiras e transportadores funcionam em conjunto.
| Grupo de equipamentos | Dever típico | Principais considerações de seleção |
|---|---|---|
| Alimentadores e transportadores | Controlar e transferir material | Tamanho da alimentação, comportamento do fluxo, capacidade de produção e layout. |
| Britadores de mandíbula ou giratórios | Redução primária de tamanho | Tamanho máximo de alimentação, propriedades da rocha e capacidade |
| Britadores de cone | Redução adicional em circuitos adequados | Classificação da alimentação, desgaste, configurações e produto alvo |
| Telas | Retorno de peças de tamanho grande, incluindo tamanhos maiores e revenda de peças de tamanho grande. | Abertura, distribuição de alimentação, umidade e carga da tela |
| Moinhos de moagem | Melhorar a liberação de minerais | Capacidade de moagem, tamanho da alimentação e distribuição granulométrica desejada. |
| Hidrociclones e classificadores | Separar fluxos de partículas | Condições da pasta, tamanho do corte e equilíbrio do circuito |
| Equipamentos de gravidade, magnéticos e de flutuação | Recuperar minerais adequados | Propriedades minerais e resposta aos testes |
| Espessantes e filtros | Gerenciar sólidos e água | Comportamento de sedimentação, resposta à filtração e alvo de umidade |
Uma comparação entre trituradores torna-se mais útil quando se considera o circuito completo. Nosso Guia de comparação entre britador de cone e britador de mandíbulas explica seus diferentes papéis. Um adequado planta de triagem Isso ajuda a controlar os tamanhos dos produtos e as devoluções de produtos com tamanho excessivo.
Por exemplo, minério de ferro, de SUHMAN Projeto Mohe O projeto combina um britador de mandíbulas móvel SE-1060, um britador de cone móvel SY-HP300 e uma peneira móvel SS-7018. Além disso, utiliza uma configuração para baixas temperaturas, adequada às condições de operação no inverno. crushplant.com
Como escolher o fluxo de processamento de minério correto
Comece com as características do minério e os testes.
Colete amostras representativas antes de escolher o fluxograma final. As amostras devem capturar os tipos de minério e a variabilidade que a planta encontrará.
Solicite à equipe de testes que investigue as associações minerais, a liberação, a moagem e a resposta à separação ou lixiviação. A SGS oferece programas em escala de bancada e piloto que abrangem cominuição, beneficiamento, flotação e hidrometalurgia. SGS EUA
Utilize os resultados para explicar a rota proposta. Um fluxograma deve mostrar por que cada operação é relevante para a planta e qual a sua contribuição.
A análise laboratorial fornece dados para a escolha de uma rota de processamento de minério.
Capacidade de correspondência, tamanho das partículas e projeto do circuito
Forneça a todos os fornecedores as mesmas instruções de projeto: tamanho máximo da alimentação, distribuição normal da alimentação, produção necessária, faixa de umidade e cronograma de operação.
Em seguida, pergunte-se como o circuito lida com materiais de tamanho excessivo. Um circuito aberto permite a passagem do material sem um circuito de retorno dedicado ao controle de tamanho. Um circuito fechado retorna o material de tamanho excessivo para uma nova passagem.
A devolução de material aumenta a carga dentro do circuito. Ao comparar propostas, diferencie a vazão de matéria-prima fresca, a carga total da máquina e a produção final aceitável do produto. Solicite um balanço de materiais que mostre os três.
Avaliar os custos operacionais e as condições do local.
Compare o custo total de fabricação do produto necessário. Inclua energia, peças de desgaste, manutenção, água, mão de obra e tempo de inatividade.
As condições do local também alteram as necessidades de equipamentos. Considere o clima frio, o controle de poeira, o acesso para manutenção, a disponibilidade de energia e se a planta precisará ser realocada.
Antes de solicitar uma proposta de britagem e peneiramento, prepare-se:
- Descrição do minério e relatórios de testes disponíveis.
- Quantidade de ração fresca e horas de funcionamento necessárias.
- Tamanho máximo de alimentação e distribuição granulométrica típica.
- Tamanhos-alvo dos produtos e tamanhos excedentes aceitáveis.
- Umidade, argila e variabilidade esperada do minério.
- Disposição do terreno, infraestrutura e requisitos de mobilidade.
Essas informações facilitam a comparação entre as propostas concorrentes.
Problemas comuns no processamento de minérios
Um problema em uma etapa do processo de extração do minério pode afetar diversas operações subsequentes. Comece a solucionar o problema medindo a alimentação, o produto e as condições operacionais.
O material alojado nas aberturas da tela pode reduzir a eficiência da triagem.
| Sintoma | Possíveis colaboradores | Verificações iniciais |
|---|---|---|
| carga instável do britador | Alimentação irregular ou alteração no tamanho da ração | Taxa de alimentação, fluxo na tremonha e distribuição da ração |
| Triagem inadequada | Mídia cegante, desgastada ou carregamento irregular | Aberturas, condição do convés, umidade e dispersão do material |
| Devolução excessiva de tamanho grande | desempenho de britagem ou peneiramento | Distribuição do tamanho do produto, configurações e eficiência da tela |
| desgaste rápido | Alimentação abrasiva ou condições operacionais inadequadas. | Alterações no minério, padrão de desgaste e configurações operacionais |
| Baixa recuperação | Libertação inadequada ou condições de recuperação impróprias | Mineralogia, granulometria e controles de processo relevantes. |
| Drenagem inadequada | Alterações no comportamento de partículas finas, lama ou sedimentação | Alimentação de sólidos, testes de sedimentação e desempenho do filtro |
Registre as alterações antes de ajustar vários controles simultaneamente. Compare a alimentação e o produto atuais com a base de projeto e, em seguida, investigue a causa com o especialista em equipamentos ou processos responsável.
Conclusão
Cada etapa do processo de extração do minério deve ter um propósito claro no processo geral de recuperação. A mineralogia do minério e os requisitos do produto determinam o nível de preparação, redução de tamanho, separação e extração necessário para a planta.
Na seção de britagem e peneiramento, concentre-se na alimentação consistente, em estágios de redução adequados e em um controle granulométrico eficaz. Compare os equipamentos como um circuito integrado e fundamente o projeto com dados do minério.
Um projeto de britagem de seixos de rio ilustra o funcionamento de equipamentos como um sistema interligado.
Compartilhe as propriedades do minério, a meta de capacidade e os tamanhos de produto necessários com Suhman Para discutir uma configuração adequada de britagem e peneiramento.
Perguntas frequentes
Amostras de minério triturado ilustram diferenças na granulometria.
O que significa "estágio de minério" no processamento de minério?
Neste guia, um estágio de minério significa uma etapa distinta no processo de beneficiamento de uma planta. Exemplos incluem preparação da alimentação, britagem, moagem, separação e desidratação. Cada etapa modifica o material ou o prepara para a próxima operação. O fluxograma da planta define como essas etapas se conectam.
Quais são as principais etapas do processamento de minério?
As etapas comuns incluem preparação, britagem e peneiramento, moagem e classificação, separação mineral ou extração de metais e desidratação. Uma planta pode repetir ou omitir operações de acordo com suas necessidades de matéria-prima e produto. Por exemplo, algumas rotas de minério de ferro requerem tratamento limitado, enquanto rotas de ouro refratário podem exigir pré-tratamento adicional.
Qual a diferença entre triturar e moer?
A britagem reduz rochas grandes a partículas menores, adequadas para manuseio ou processamento posterior. A moagem geralmente produz material mais fino para melhorar a extração de minerais. Britadores e moinhos desempenham funções diferentes, e o processo de recuperação necessário determina o tamanho final das partículas. Algumas rotas de processamento não necessitam de uma etapa de moagem.
O que é um processo de beneficiamento de minério?
O beneficiamento de minérios, ou beneficiamento, separa os minerais valiosos da ganga para melhorar o teor de minerais úteis de um produto. As plantas podem usar separação gravimétrica, separação magnética, flotação ou outros métodos adequados. Testes determinam qual método apresenta melhor desempenho para o minério. Extrações químicas adicionais podem ser realizadas quando a rota de produção do produto assim o exigir.
Todo minério de ouro precisa ser calcinado?
Não. A ustulação é utilizada em rotas de beneficiamento de ouro refratário selecionadas. Minérios de fácil beneficiamento podem responder bem ao tratamento convencional, enquanto outros minérios refratários podem ser mais adequados para oxidação sob pressão, oxidação biológica ou moagem ultrafina. Os engenheiros utilizam estudos mineralógicos e testes de recuperação para selecionar a rota apropriada, em vez de presumir que todo minério de ouro necessita de tratamento térmico. Metso
Quantas etapas de britagem são necessárias em uma planta de processamento de minério?
O número de etapas depende do tamanho da alimentação, das propriedades do minério, da produção desejada e das necessidades subsequentes. Algumas aplicações utilizam apenas um estágio; outras necessitam de britagem primária, secundária e terciária. Peneiras e o retorno de material retido de partículas maiores também influenciam a configuração. Solicite aos fornecedores um balanço de materiais e a taxa de produção final aceitável sob as suas condições operacionais específicas.