Projeto premiado com o 16 Prêmio de
Excelência da Indústria
Minero-metalúrgica Brasileira
13 de maio de 2014 - Hotel Ouro Minas Belo Horizonte (MG)
o
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16º Prêmio de Excelência da
Indústria Minero-metalúrgica
Brasileira
Revista Minérios & Minerales
CIW – Carbon in
Water
Conceição do Pará
Janeiro/2014
1
Título: CIW – Carbon in Water
Autores:
Albertino Francisco Silva1,
Gerente de Metalurgia da Empresa Jaguar Mining Inc.
(31)3232-9173
[email protected]
Pedro Nascimento Filho2
Coordenador de Manutenção Eletromecânica – Beneficiamento da Empresa Jaguar
Mining Inc.
(31)3232-9171
[email protected]
Roberta Cristina Oliveira3,
Engenheira de Processos da Empresa Jaguar Mining Inc.
3232-9180
[email protected]
Savio Lopes Cançado Mendonça4
Gerente de Manutenção da Empresa Jaguar Mining Inc.
(31)3232-9125
[email protected]
Vagno Faustino5
Supervisor de área da Empresa Jaguar Mining Inc.
(31)3232-9170
[email protected]
2
Currículo dos Autores:
1
Graduado em Engenharia Metalúrgica no ano de 1980 pela Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto
(UFOP), com sólida experiência profissional no segmento de Tratamento de Minério, principalmente de ouro,
ocupando cargos de chefia e gerenciamento desenvolvida nas áreas operacionais e de processo. Atualmente
ocupando o cargo de Gerente de Metalurgia, na Mineração Turmalina Ltda, grupo Jaguar Mining Inc.
2
Formado em Técnico Mecânico pelo CEFET em 1980 , sólida com experiência na área de projetos, planejamento,
supervisão e gerenciamento de recursos para desenvolvimento de manutenção preventiva e preditiva. Larga
experiência na área de manutenção em minerações de ouro, inclusive com experiência internacional de 10 anos.
Atualmente ocupando cargo de Coordenador de Manutenção Eletromecânica na Mineração Turmalina Ltda, grupo
Jaguar Mining Inc.
3
Graduada em Engenharia Química pela Universidade Federal de Uberlândia – UFU em 2007. Especialista em
Processos Industriais pelo Ietec, em setembro/2013 e MBA em Gestão de Negócios pelo Ietec, conclusão prevista em
Agosto/2014.
Foco em processos de extração de ouro a baixos custos com apoio ás áreas operacionais e controle de Barragem de
Rejeitos. Atualmente ocupa cargo de Engenheira de Processos na Mineração Turmalina Ltda, grupo Jaguar Mining
Inc.
4
Graduado em Engenharia Industrial Mecânica pela Universidade de Itaúna com Pós-graduação em Gerência e
Tecnologia da Qualidade pelo CEFET – MG. Gestor de manutenção nas áreas Metalúrgica, Mineração e Cervejaria.
Atualmente ocupando cargo de Gerente de Manutenção na Mineração Turmalina Ltda, grupo Jaguar Mining Inc.
5
Formado em Técnico Mineração pela Fundação Itabirana Difusora de Ensino – FIDE em 1996. Sólida experiência em
processos de beneficiamento de ouro cobre e zinco. Graduando do curso de Engenharia de Produção pelo Instituto
Caretiano, com conclusão prevista em 2016. Atualmente ocupando cargo de Supervisor de Área na Mineração
Turmalina Ltda, grupo Jaguar Mining Inc..
3
RESUMO
“Este projeto consiste especificamente em recuperar o ouro Solúvel presente na água de processo e no
overflow do espessador” da Turmalina Mineração LTDA do Grupo Jaguar Mining Inc. A base teórica deste Projeto
está fundamentada em um estudo de caso utilizando a Metodologia de Análise e Solução de Problemas – MASP.
Para encontrar as informações necessárias à conclusão do projeto, foi feita uma coleta de dados através
de estudo de caso e observação direta. Foram, então, detectadas as falhas ocorridas ao longo da utilização antes do
método, bem como as transformações ocorridas nos processos e os ganhos obtidos com este estudo de caso.
Concluiu-se que, apesar de algumas dificuldades encontradas o ganho financeiro deste projeto ficou na
casa dos milhões de reais.
.
4
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO............................................................................................................................................ 6
2. OBJETIVO ................................................................................................................................................ 10
OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................................................................................... 10
3. DETALHAMENTO DO PROJETO................................................................................................................. 11
4. RESULTADOS ........................................................................................................................................... 13
5. CONCLUSÃO............................................................................................................................................ 16
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................................ 17
7. ANEXOS .................................................................................................................................................. 17
ANEXO 1 – MASP – METODOLOGIA DE ANALISE E SOLUÇÃO DE PROBLEMA – PERDA DE OURO SOLÚVEL PRESENTE NO OVERFLOW
.................................................................................................................................................................................... 17
5
1. INTRODUÇÃO
A Planta de Beneficiamento de minério da Mineração Turmalina LTDA, está situada a cerca de 3 km do
município de Conceição do Pará, na Fazenda Satinoco e beneficia o minério proveniente da mina Turmalina, dos
Corpos A (principal), B (secundário) e C (Satinoco).
A Mineração Turmalina é subsidiária do grupo Jaguar Mining Inc., sendo que, a sua lavra é através de mina
subterrânea e foi comissionada em 2006. A sua produção diária é aproximadamente 2.000t/dia ou 700.000t/ano de
minério beneficiado na sua planta CIP (Carbon in Pulp).
O circuito para o tratamento do ouro solúvel é divido em dois tratamentos: Tratamento Mecânico e Químico ou
Hidrometalúrgico.
O Tratamento Mecânico é composto pelas operações de britagem, moagem, classificação e espessamento,
que não alteram as propriedades químicas do minério em tratamento e sim as propriedades físicas. Esta etapa tem
como objetivo reduzir o tamanho do minério, deixando-o na granulometria de 80,0% menor que 200 #, ideal para a
próxima etapa: a hidrometalurgia.
O Tratamento Hidrometalúrgico é a parte da Metalurgia Extrativa em que técnicas são aplicadas para a
recuperação de metais considerando-se a dissolução química de constituintes em soluções aquosas.
A primeira etapa da Hidrometalurgia compreende no processo de lixiviação. Este processo é realizado em
tanques interligados em série, aerados e com agitação mecânica.
Utiliza-se do reagente químico cianeto de sódio (NaCN) como agente lixiviante. A função do íon cianeto é
promover a solubilização do ouro contido no minério moído, permitindo assim sua extração. Para que esta reação
aconteça é necessário à adição de cal hidratada (CaO) sob a forma de leite para se obter o controle adequado do pH.
É necessário também a adição de oxigênio, além do controle adequado do percentual de sólidos na polpa.
Deseja-se a solubilização de 89% do ouro presente no minério. A esta solubilização dá-se o nome de Recuperação
Metalúrgica.
Após a lixiviação a polpa de minério é enviada para a etapa conhecida como CIP (Carbon in Pulp). Nela é
utilizado carvão ativado vegetal que tem como objetivo adsorver o ouro solúvel presente na polpa. Esta etapa
também é realizada em tanques interligados em série, e com agitação mecânica. À medida que a polpa flui pelos
tanques, o teor de ouro solúvel vai diminuindo, enquanto o carvão ativado vai enriquecendo. Ao final do último
tanque deseja-se o teor de ouro solúvel o menor possível, na faixa de 0,08 ppm.
Com carvão enriquecido ou carregado, faz-se o processo conhecido como produção de carvão. O processo
consiste na retirada do carvão ativado do primeiro tanque do circuito.
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O carvão ativado é bombeado para uma peneira, sendo que, é retido, e a polpa retorna para o CIP.
O carvão retido então é lavado e enviado para uma coluna de dessorção. Por esta coluna faz-se recircular
uma solução de soda cáustica (NaOH) a 1,0% (v/v) aquecida a 100°C. Este processo é conhecido como eluição
(dessorção provocada por um fluxo de líquido ou de gás através de um adsorvente).
A solução de soda cáustica aquecida em contato com o carvão ativado abre os poros e arrasta o ouro,
promovendo assim, a dessorção. A solução de soda, agora rica em ouro – solução rica, é bombeada então para uma
célula eletrolítica e por diferença de potencial, o ouro fica retido nas placas de aço inox – catodo.
O ouro depositado é periodicamente lavado e filtrado obtendo assim o produto final denominado catodo
carregado, que então é enviado para fusão e refino.
Após o último tanque do CIP, a polpa, pobre em ouro, é denominada rejeito final.
O rejeito final contém cianeto residual e ele deve ser neutralizado. Utiliza-se ácido di caro como agente
oxidante do cianeto. O ácido di caro é o produto da reação de ácido sulfúrico concentração (98%) e peróxido de
hidrogênio (70%).
Após a neutralização, o rejeito final é bombeado para outra planta - Planta de Paste Fill, onde será
classificado e filtrado. O produto da filtragem é conhecido como cake.
O cake pode ser utilizado como enchimento de cavas exauridas (Open Pit) e realces de lavras da mina
subterrânea. A partir do cake pode-se produzir o “Paste” que é o cake repolpado com água com e com adição de
cimento. Este por sua vez é utilizado para enchimento de realces, e estruturação de pilares na mina subterrânea.
Na planta de Paste fill, o residual de sólidos do rejeito final é enviado para a Barragem de Rejeitos. Na
barragem, o sólido fica depositado é a água retorna para Planta Metalúrgica como água de processo ou recirculada.
A água de processo por usa vez possui residual de ouro solúvel, na faixa de 0,08 ppm.
A água de processo contém residual de cianeto de sódio e ao retornar aos moinhos, em contato com
alimentação nova (minério), inicia-se o processo de lixiviação no seu interior.
Quando a polpa é enviada para o espessador, o teor de ouro solúvel no overflow (água) está na faixa de 0,42
ppm. Quanto maior o teor (g/t) de ouro da alimentação nova da moagem, maior será o teor de ouro solúvel no
overflow do espessador. Este ouro então fica em um circuito fechado, e qualquer perda ou derramamento de água
de processo acarreta em perda de ouro.
7
Atualmente o bombeamento de água da barragem é de média 140 m3/h e a água do overflow do
espessador possui uma média de 130 m3/h. 0
8
FIGURA 1 – Macro Fluxo do Processo – Mineração Turmalina LTDA
9
Produção
de Ouro
Ouro
Mina
Caminhão
Barragem
de Rejeitos
Mina a Céu Aberto
Mina
Subterrânea
Fundição/
Refino
Filtro
Detoxicação
Moagem
Eletro Deposição
Planta
Paste Fill
Ciclonagem
Silo da
Moagem
Britagem
Ciclonagem
Eluição
CIP
(Carbon
‘
in Pulp)
Tanque de
Água de
Processo
Lixiviação
Espessador
2. OBJETIVO
O objetivo principal do projeto é recuperar o ouro solúvel presente na água do processo da Planta de
Beneficiamento da Mineração Turmalina LTDA, reduzindo assim o teor (ppm) de ouro, desta forma, favorecendo a
produção de ouro e o ganho financeiro da empresa.
Objetivos específicos
•
Analisar os dados de teor de ouro solúvel (ppm) presente na água de processo ou recirculada (barragem e
espessador);
•
Propor uma rota de processo para a recuperação do ouro solúvel da água de processo ou recirculada;
•
Instalar a rota de processo proposta utilizando estruturas físicas pré-existentes e materiais/ equipamentos
reaproveitados;
•
Analisar os resultados obtidos;
•
Avaliar os resultados antes e depois do ouro solúvel (ppm) verificando a sua real recuperação.
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3. DETALHAMENTO DO PROJETO
O projeto teve como bases teóricas utilizar o princípio da adsorção do ouro solúvel por carvão ativado.
O carvão ativado é alargamento utilizado em plantas de beneficiamento para adsorção de ouro solúvel em
polpa. Testes laboratoriais exploratórios foram realizados com água contendo residual de ouro solúvel, obtendo
assim resultados bastante satisfatórios.
A idéia inicial era adaptar o tanque de água de processo – 4410 TQ 01 para receber o carvão ativado. Um estudo
preliminar foi realizado pela equipe de engenharia da empresa e constatou-se que para tal modificação/melhoria
seriam necessários cerca de R$ 800.000,00.
Na atualidade, com a necessidade de melhorias contínuas, o objetivo do Setor de Processos da empresa é
aumentar a lucratividade, diminuindo assim o custo de extração do ouro.
Com a premissa de “fazer mais com menos” a equipe de processos da Mineração Turmalina Ltda analisou o
comportamento dos parâmetros de processo dos últimos seis meses, e observou uma grande estabilidade das
variáveis de controle – ouro solúvel no rejeito e ouro sólido no rejeito. A partir dai surgiu a idéia de adaptar um
tanque já existente no circuito para tal melhoria, desde que não alterassem as variáveis de controle.
Em conjunto com a equipe de supervisores operação/manutenção e operadores foi realizado um brainstorming.
A partir desta “chuva de idéias” foi escolhido um dos tanques do circuito do CIP (Carbon in Pulp) onde as
modificações a serem feitas fossem as mínimas possíveis e que toda a água de processo contendo elevados teores
de ouro solúvel passaria. O projeto foi batizado de CIW – Carbon in Water
Foi então contratada uma equipe de caldeiraria para realizar as modificações propostas. O valor de investimento
ficou na ordem de R$ 50.000,00 para caldeiraria e R$ 24.000,00 para carga inicial de carvão.
Os resultados alcançados podem ser observados nas figuras a seguir.
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-200#
CICLONAGEM
+200#
Alimentação
t/h
Água de
Processo
MOAGEM
ESPESSADOR
BOMBA DA
MOAGEM
Água de
Processo
m3/h





CIP
Detox
Eluição
Eletrodeposição
Paste Fill
LIXIVIAÇÃO
TANQUE DE
ÁGUA DE
PROCESSO
Água de
Retorno
m3/h
BARRAGEM
FIGURA 2 – Fluxo do Processo em Estudo pela Engenharia de Processo
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4. RESULTADOS
A FIGURA 3, abaixo mostra a variação de ouro solúvel presente na agua de processo – overflow espessador. Até
maio/2013 o valor médio era de 0,42 ppm. Foi estabelecido como meta a redução para 0,05 ppm a fim de
possibilitar a máxima recuperação de ouro presente.
No período de 01 a 15/06/2013 pode-se observar a variação diária, com média do período de 0,48 ppm.
FIGURA 3 – Variação de ouro solúvel (ppm) na água de processo- Overflow do Espessador
O projeto teve seu start-up em 17/06/2013 e conforme a FIGURA 4 observa-se a redução significativa do
ouro solúvel, ou seja, menor do que o esperado. Apesar da redução observada, o período de 17 a 21/06/2013 foi
considerada como fase de ajuste do processo.
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FIGURA 4 – Variação de ouro solúvel (ppm) na agua de processo- Overflow do Espessador antes e depois da
implantação CIW.
No período compreendido entre 17/06, data da implantação e 16/08/2013 obteve-se a recuperação
de 13.223 g de ouro, ou seja, uma média de 6.612 g de ouro/mês. A FIGURA 5 mostra um gráfico
comparativo do faturamento antes e depois da implantação do projeto.
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FIGURA 5 – Evolução dos resultados
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5. CONCLUSÃO
Os resultados obtidos, a integração e o envolvimento da equipe superaram as expectativas. Pode-se
observar que houve uma redução significativa do ouro solúvel presente na água de processo.
Esta redução permitiu a recuperação de 13.223 gramas de ouro no período de 17/06 a 16/08/2013.
A atuação da equipe possibilitou um aumento no faturamento da empresa na ordem de R$ 1.300.000,00 (R$
102,47/g de Au – agosto/2013).
A projeção anual está na casa de R$ 8.000.000,00.
Em 2013 recuperação total de ouro através do projeto foi de 65.429 gr.
Mesmo com os excelentes resultados obtidos os gestores da Mineração Turmalina Ltda em comum acordo
com as equipes de processo e planejamento preferiram serem mais conservadores, não inserindo a recuperação do
ouro presente na água de processo no plano de produção.
O ouro recuperado será tratado como melhoria de processo. Isto se deve ao fato de que não se sabe ainda
quando se dará a estabilização do teor do ouro solúvel presente na água.
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6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
http://www.scielo.br/pdf/rem/v62n4/v62n4a08.pdf, aceso em 22/001/2014 as 09:50 hs.
CETEM - http://www.cetem.gov.br/files/docs/livros/2010/trat_minerio_5a_edicao.pdf, acesso em 22/01/2014 às
10:20 hs.
http://www.meiofiltrante.com.br/materias.asp?id=254, acesso em 22/01/2014 as 13:20 hs.
7. ANEXOS
ANEXO 1 – MASP – Metodologia de Analise e Solução de Problema – Perda de Ouro Solúvel Presente no
Overflow do Espessador
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