OTIMIZAÇÃO DAS OPERAÇÕES DE PERFURAÇÃO, DESMONTE COM
EXPLOSIVOS E DO CIRCUITO DE BRITAGENS
CATALÃO-GO/FOSFERTIL
Gustavo H. G. Pitombeira – Engenheiro de Minas PL: [email protected];
Rodrigo B. Braga – Chefe de Setor de operação de mina: [email protected];
Carlaily Claudinei de Melo – Supervisor de Produção: [email protected].
RESUMO:
O presente trabalho envolve alterações realizadas nas operações de perfuração, desmonte com
explosivos e etapas de britagens. Na etapa de perfuração foram avaliadas as variações de
malhas de furação, visando melhorar a qualidade do desmonte com explosivos. Foi realizado
um trabalho de mapeamento das frentes de lavra onde foi possível classificar os tipos de
minério em compacto, semi-compacto e friável. Para cada tipo de minério foi definido um
plano de perfuração e desmonte específicos. Paralelamente foram realizadas modificações nos
equipamentos das britagens, buscando-se a redução da granulometria do minério que alimenta
a usina de concentração, reduzindo os custos das etapas seguintes de beneficiamento.
Palavras-chave: Perfuração; detonação; minério; britagem.
ABSTRACT:
This work involves changes of drilling, blasting and stages of crushing. In the drilling stage
were evaluated changes in drilling mesh, in order to improve the quality of the blasting with
explosives. Work has been done mapping the mining fronts, where it was possible to classify
the types of ore in compact, semi-compact and friable. For each type of ore has been defined a
plan of specific drilling and blasting. Parallel changes were made in crushing equipments,
seeking to reduce the size of the ore feeding the concentration plant, reducing the cost of
subsequent stages of processing.
Key-Words: Drilling; blasting; ore; crushing.
INTRODUÇÃO
Sempre na busca da melhoria contínua a equipe da Fosfertil, do Complexo Mineroquímico de
Catalão, desenvolveu no ano de 2009 um trabalho visando à redução de granulometria do
minério que alimenta o processo de beneficiamento para produção de concentrado fosfático.
Para que o objetivo pudesse ser alcançado o trabalho teve como foco as etapas de perfuração,
desmonte com explosivos e operações no sistema de britagens.
Perfuração e desmonte com explosivos:
Nas etapas de perfuração e desmonte foram realizadas alterações nos parâmetros das malhas
de perfuração, ajustes na razão de carga de explosivos (grama de explosivos por tonelada de
minério detonado) e melhor classificação dos materiais nas frentes de lavra para
desenvolvimento das atividades de perfuração e desmonte, buscando-se a maximização do
uso da reserva e ganhos nas etapas seguintes de cominuição.
Circuito de Britagens:
As etapas de britagem consistem em um conjunto de operações de redução de tamanho de
partículas minerais, executado de maneira controlada e de modo a cumprir um objetivo prédeterminado.
Com o objetivo de complementar o trabalho realizado nas etapas de perfuração e desmonte
com explosivos, foram realizadas melhorias no circuito de britagens, visando-se obter um
melhor controle de granulometria do produto gerado nas pilhas de homogeneização.
O circuito de britagens passou por várias melhorias, sendo algumas realizadas nos
equipamentos e também nos procedimentos utilizados para padronizar as atividades, tanto da
operação quanto da manutenção. O foco maior deste trabalho foi em atividades que agregam
valor com o objeto de se alcançar a capacidade máxima das instalações de beneficiamento.
Para realização das melhorias nas operações de britagem foi empregada a ferramenta de
melhoria continua “Kaizen”.
O Kaizen é uma metodologia de origem japonesa com significado de melhoria contínua ('Kai'
significa mudança e 'zen' para melhor) que visa implantar ações simples e criativas em um
curto espaço de tempo. Dessa forma, um time multidisciplinar se reúne durante no máximo
uma semana para discutir um tema específico e propor soluções eficazes.
Para se garantir uma granulometria mais fina e homogênea do minério nas pilhas de
homogeneização foram reduzidos os padrões de abertura do britador secundário e aumentada
a freqüência de intervenções para regulagem do mesmo. Adicionalmente foram reduzidos os
espaçamentos de tempo para análise granulométrica das amostras do britador secundário de 8
em 8 horas para de 2 em 2 horas, sendo que a análise granulométrica que anteriormente era
realizada no laboratório passou a ser executada em campo pela própria equipe de operação
das britagens. Esta operação reduziu o tempo de resposta para as ações baseadas neste
monitoramento e elevou o comprometimento da equipe com os resultados.
DESCRIÇÃO DO PROCESSO REALIZADO NO COMPLEXO
MINEROQUÍMICO DE CATALÃO
Mina
A lavra da mina realizada a céu aberto é mecanizada, respeitando as características dos
materiais lavrados e a relação estéril/minério. A localização do minério fosfático está no
horizonte isalterítico, entre a aloterita e o horizonte de rocha alterada.
O beneficiamento de qualquer minério deve partilhar da interpretação geológica e operacional
da mina, pois o conhecimento prévio do comportamento do minério que alimenta a usina
torna possível a avaliação de problemas ou situações potenciais, assim como a realização de
ações corretivas ou de contingência. Diferentes avanços apresentam diferentes tipologias, e
por conseqüência natural, comportamentos diferenciados no processo quanto ao rendimento
devido ao controle dos contaminantes.
Britagens:
Neste circuito, o minério retido na grelha do silo da britagem primária tem seu tamanho
reduzido por um rompedor hidráulico. A britagem primária é realizada através de um britador
de mandíbulas com abertura média de 117 mm. O produto da britagem primária segue por
correia transportadora até a britagem secundária, onde passa por etapa de classificação em
uma peneira vibratória com 1 deck de telas de 2”. O minério retido na tela da peneira alimenta
o britador de impacto, onde é reduzido e controlado o retido na malha de 1”. Para garantir a
granulometria do produto da britagem secundária é realizada amostragem e análise
granulométrica do minério.
Operação de formação de pilhas de minério:
Por meio de um sistema empilhadeira/retomadora, conclui-se a homogeneização do minério e
alimentação da usina através de pilhas paralelas depositadas em dois pátios com capacidade
para 110.000 t. As pilhas homogeneizadas alimentam primeiramente os circuitos de moagem
que constituem a segunda etapa de fragmentação do processo. A pilha formada deve fornecer
um comportamento homogêneo do minério, colaborando para a estabilidade dos circuitos de
concentração, são as variáveis do processo de beneficiamento que tornam possível a
identificação das variações dos tipos de minério.
EXECUÇÃO E RESULTADOS:
Elevação de % de material detonado por pilha de minério:
Anteriormente a realização deste trabalho era utilizada somente uma malha de perfuração para
todos os tipos de minérios encontrados na mina: 3,0 x 5,0 m para uma bancada de 10m de
altura. A elevação da quantidade de material desmontado por pilha foi possível através de um
adensamento da malha de furação e aumento da razão de carregamento (g/t):
Fig. 1 – Malha de perfuração
Para minério compacto a malha foi alterada para 2,6 x 3,4m e em alguns casos 2,8 x 3,4m. Já
o minério semi-compacto teve sua malha reduzida para 3,0 x 4,0m. Com isso, a razão de
carregamento também aumentou, passando de uma média de 110 g/t para 140g/t para o
minério semi-compacto e 170g/t para o minério compacto. Os outros parâmetros do desmonte
permaneceram os mesmos: Altura de tampão de 3m e o diâmetro de furação 3 ½ polegadas.
A partir de todas as alterações realizadas nas etapas de perfuração, desmonte com explosivos
e britagens, foi possível aumentar a participação da quantidade de minério compacto na
formação das pilhas, passando de uma média de 8% para 29%, o que veio a contribuir para
uma maior flexibilização na operação da mina. Com esta alteração foi possível também
reduzir consideravelmente o desembolso com movimentação interna de minério compacto
para depósitos intermediários na mina.
O Gráfico abaixo demonstra mensalmente a porcentagem de material desmontado para a
formação das pilhas de minério:
Gráfico 1 - % de material detonado para as pilhas de minério no mês.
A tabela abaixo demonstra o impacto nos custos nas operações de perfuração e desmonte:
Parâmetros
Perfuração
Desmonte
Antes (gasto médio/ano)
R$ 996.276,40
R$ 909.119,60
Depois (gasto médio/ano)
R$ 1.550.827,78
R$ 1.414.851,01
Houve um acréscimo médio por ano nas operações de perfuração e desmonte de R$
1.060.282,79.
Redução da fração granulométrica do minério nas pilhas de homogeneização para
alimentação da usina de concentração:
Por meio de alterações realizadas em padrões de operação e regulagem de alguns
equipamentos somados com as melhorias realizadas nos desmontes com explosivos foi
possível formar pilhas de minério com granulometria mais fina, como pode ser visto no
gráfico abaixo:
Gráfico 2 – Granulometria média das pilhas de minério para alimentação da usina
Uma das principais alterações realizadas nas britagens foi a alteração no padrão de regulagem
do britador secundário:
Antes
Abertura do britador
secundário (mm)
Depois
PS 60 – PI 40 – TP 30
PS 60 – PI 30 – TP 20
Granulometria da Pilha
(% retido em 1”)
9,5
6.5
Disponibilidade Global (%)
85.9
84,1
Onde PS = Pêndulo Superior; PI = Pêndulo inferior e TP = Terceira pista. (Componentes do
britador de impacto Hardopackt.)
A tabela abaixo mostra o impacto gerado pelas alterações realizadas nas operações de
perfuração, desmonte e britagem:
Parâmetros
Consumo de barras do britador de
impacto
Disponibilidade
global
das
britagens
Granulometria média das pilhas
(% retida na malha de 1”)
Antes
Depois
R$ 228.514,64
R$ 231.175,73
85,91 %
84,13 %
9,5
6,5
Houve um acréscimo médio no consumo de barras de impacto do britador secundário de
somente R$ 2.661,09 por ano.
É importante ressaltar que a redução da disponibilidade global das britagens foi gerada pelo
aumento nas paradas da produção para realização de aferições nos britadores, visando garantir
a granulometria do minério. Este aumento nas paradas fez com que a disponibilidade global
do circuito de britagens caísse de 85,91% para 84,13%.
Redução no índice técnico de consumo de corpos moedores na usina de concentração:
A alimentação da usina de beneficiamento com um minério mais fino reduziu o tempo de
moagem e consequentemente gerou uma redução no índice técnico de consumo de corpos
moedores, como pode ser visto na tabela abaixo:
Índice técnico (Usina)
Bolas
Barras
Antes (Kg/t CV)
1,13
0,71
Depois (Kg/t CV)
0,78
0,61
O que gerou um ganho financeiro contabilizado em 2009 da ordem de R$ 1.640.000,00,
levando-se em consideração os acréscimos de desembolso nas atividades de perfuração,
desmonte e britagens e as reduções de gastos e melhorias de desempenho com a redução do
consumo de corpos moedores na usina de concentração e redução de movimentação interna de
minério compacto na mina.
CONCLUSÃO
A moagem é uma etapa cujos custos de operação impactam significativamente o orçamento
da atividade de processamento mineral. Daí a grande importância deste trabalho. Alimentar a
usina de beneficiamento com um minério mais fino proporcionou uma grande redução no
consumo de corpos moedores. Além de abrir uma perspectiva de aumento de taxa de
alimentação da planta, uma vez que os circuitos de moagem sofreram um “alivio”, com a
alimentação com minério de menor granulometria.
Outro fator de suma relevância é que com as alterações realizadas nas operações de
perfuração, desmonte e britagens foi possível otimizar a utilização dos recursos da jazida com
o aproveitamento de um minério até então inviável ao processo de beneficiamento devido sua
dureza. Anteriormente este minério era transportado para depósitos intermediários, o que
acarretava em um acréscimo de custos nas atividades de operação de mina.
Vale ainda ressaltar que o trabalho desenvolvido proporcionou o fortalecimento dos processos
de melhoria continua da unidade da Fosfertil no Complexo Minero-Químico de Catalão.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
CHAVES, A. P. Teoria e Prática do Tratamento de Minérios – Volume 1. São Paulo:
Signus, 2006.
CHAVES, A. P.; PERES, A. E.C. Teoria e Prática do Tratamento de Minérios –
Volume 3 - Britagem, Peneiramento e Moagem. São Paulo: Signus, 2006.
BOND, F. C. The Third Theory of Comminution. Transactions of the American Institute
of Mining and Metallurgical Engineers, 1952.
BOND, F. C. Crushing and Grinding Calculations. British Chemical Engineering, 1961.
LYNCH, A. J. Mineral Crushing and Grinding Circuits – Their simulation
Optimization and Control. Amsterdam: Elsevier, 1977.
MULAR, A. L. Design and Installation of Comminution Circuits. Editorial Board, New
York, 1982.
WILLS, B. A. Mineral Processing Technology. Butterworth Heinemann, Oxford 1997.
ROWLAND, C. A. JR. Selection of Comminution Circuits to Prepare Beneficiation
Feed. Allis Chalmers, Milwaukee, 1983.