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PATRICK TEIXEIRA OLIVEIRA
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AUMENTO DA PRODUTIVIDADE DA OPERAÇÃO UNITÁRIA DE TRANSPORTE ATRAVÉS DO USO DE TELEMETRIA PARA UMA MINA NA REGIÃO DO ALTO PARANAÍBA - MG
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Orientador : MARCELIO PRADO FONTES
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MEMBROS DA BANCA :
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LUCIANO NUNES CAPPONI
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MARCELIO PRADO FONTES
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MICHEL MELO OLIVEIRA
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WALTER SCHMIDT FELSCH JUNIOR
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Data: 10/02/2022
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A competividade que as empresas enfrentam no mercado se torna cada dia mais intensa, por isso, é de grande importância que os processos sejam executados com eficiência, minimizando perdas. Na mineração a fase de explotação permite redução dos custos com uma boa gestão das operações de carregamento e transporte de minério e estéril para as etapas subsequentes do processo produtivo. O transporte desses materiais é feito em sua grande maioria por caminhões, os quais a produtividade é diretamente influenciada pela velocidade média. Este trabalho definiu, criou ferramentas e dashboards para gestão da velocidade média. Sendo assim, possibilitando uma melhor gestão do desempenho da equipe, mapeamento e atuação em campo para melhorias nas condições dos acessos. Os resultados do trabalho mostraram um aumento de produtividade de 13% para a frota Caterpillar e 10,8% para a frota Komatsu, levando a uma economia de R$ 3,078 milhões nos custos operacionais. Também foram identificados melhoria nas condições de segurança e ergonomia das vias e direcionamento padronizado dos recursos de manutenção dos acessos.
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The competitiveness that companies face in the market becomes more and more intense, so it is of great importance that processes are carried out efficiently, minimizing losses. In mining, the exploration phase allows for cost reduction with good management of ore and waste loading and transport operations for the subsequent stages of the production process. The transport of these materials is mostly done by trucks, whose productivity is directly influenced by the average speed. This work defined, created tools and dashboards for managing average speed. Thus, enabling better management of team performance, mapping and field work to improve access conditions. The results of the work showed an increase in productivity of 13% for the Caterpillar fleet and 10.8% for the Komatsu fleet, leading to savings of R$3.078 million in operating costs. Improvements were also identified in the safety and ergonomics of the roads and standardized direction of access maintenance resources.
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GABRIELA BRENDA DE LIMA RIBEIRO
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CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO (CAD) COM UTILIZAÇÃO DE REJEITO MAGNÉTICO DE MINÉRIO FOSFÁTICO
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Orientador : MARCELA MAIRA NASCIMENTO DE SOUZA SOARES
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MEMBROS DA BANCA :
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MARCELA MAIRA NASCIMENTO DE SOUZA SOARES
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AUGUSTO CESAR DA SILVA BEZERRA
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ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
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FLAVIA SPITALE JACQUES POGGIALI
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DAYANA CRISTINA SILVA GARCIA
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Data: 27/06/2022
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A crescente quantidade de resíduos gerados nas atividades de mineração tem levantado o interesse de diversos pesquisadores em estudar maneiras adequadas de destinação desses materiais. Ao mesmo tempo, a busca por materiais sustentáveis fornece motivação para utilização de rejeito magnético como agregado miúdo em concreto. Este estudo desenvolveu três dosagens de concreto de alto desempenho (CAD), caracterizado por apresentar alta resistência à compressão e elevada durabilidade – um concreto referência e dois com substituição parcial do agregado miúdo, nas porcentagens de 50 e 100% da areia média, por rejeito magnético proveniente do processamento de rocha fosfática em Araxá-MG. Almejou-se melhorar a estrutura de poros do concreto através da otimização do empacotamento dos materiais granulares, a partir do modelo de Andreasen com auxílio do software Elkem Materials Mixture Analyzer (EMMA) e incorporação de adição mineral (sílica ativa), bem como adequar a trabalhabilidade com uso de aditivo químico (superplastificante). Foi realizada a caracterização física e química dos componentes do concreto, e a avaliação do comportamento da consistência no estado fresco através de ensaios de abatimento do tronco de cone. As propriedades dos concretos produzidos no estado endurecido foram avaliadas utilizando os ensaios de resistência mecânica à compressão, absorção de água para inferir condições de permeabilidade, massa específica e durabilidade frente ao ataque por ácido sulfúrico. A resistência à compressão foi superior à 60 MPa para todos os concretos e aumentou com o aumento da porcentagem da substituição proposta, sendo a melhor performance obtida com a substituição total. Todos os concretos apresentaram boa durabilidade, uma vez que absorção de água para todos foi inferior a 10% e a substituição proposta reduziu a vulnerabilidade do concreto ao ataque ácido. Quanto à massa específica, todos os concretos foram classificados como normal. A metodologia de dosagem aplicada foi eficaz, produzindo concretos de alto desempenho com incorporação de rejeito magnético.
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The increasing amount of tailings generated in mining activities has raised the interest of several researchers in providing an appropriate destination for them. At the same time, the pursuit of sustainable materials provides motivation for using magnetic tailings as a fine aggregate in concrete. This study aims to develop a high-performance concrete (HPC) with partial replacement of the fine aggregate by magnetic tailings derived from the phosphate rock beneficiation process in Araxá in the Alto Paranaíba Mesoregion of Minas Gerais. The purpose is to improve the pore structure of concrete by optimizing the packing of granular materials and incorporating mineral addition, as well as adjusting the workability using chemical additive. After determining the concrete mix, cylindrical specimens will be molded (10 cm × 20 cm), then they will remain in wet curing for 28 days. Following that, the properties of the concrete produced in the hardened state will be evaluated through the tests: compressive strength, modulus of elasticity, water absorption, specific weight and durability when exposed to sulfuric acid attack. The results will be compared with the reference concrete to evaluate the feasibility of the proposed replacement. It is expected to produce a concrete with a slump of approximately 150 mm, dense matrix, compressive strength greater than 60 MPa and that presents good durability.
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ANDRÉ RICARDO CALCIOLARI
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Avaliação da preparação de biocarvão a partir da pirólise da pele prata de café e sua viabilidade na remoção de íons Pb+2 de solução aquosa
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Orientador : MARIO GUIMARAES JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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MARIO GUIMARAES JUNIOR
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MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
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JOÃO RODRIGO COIMBRA NOBRE
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CORDÉLIA ALVES RIOS
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Data: 27/06/2022
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O setor mineral destaca-se como uma das atividades industriais que mais impactam o meio ambiente. Neste sentido, tem contribuído sobremaneira para a geração de uma grande quantidade de rejeitos e resíduos sólidos que podem conter uma ampla gama de metais tóxicos. Soma-se a isso, a geração de resíduos de outra natureza, oriundos de atividades agrícolas/agroindustriais que também impactam o meio ambiente quando descartados sem nenhum tratamento. Nessa perspectiva, a utilização do biocarvão vem sendo investigada como uma alternativa promissora para melhorar a qualidade da água e do solo. Suas propriedades adsortivas podem ser aperfeiçoadas por meio da otimização de suas condições de produção e/ou por ativação física ou química. No entanto, embora a ativação apresente várias vantagens, quase sempre resulta em custo elevado e geração de resíduos secundários. Esse trabalho teve como objetivo avaliar o potencial do biocarvão da pele prata de café (coffee silverskin) – BC, na remoção de íons Pb2+ de solução aquosa. O BC foi preparado em forno mufla com baixo teor de oxigênio, em cinco níveis de temperatura (338° C, 400° C, 550° C, 700° C e 768° C) e tempos de residência (95, 120, 180, 240 e 265 min) com taxa de aquecimento de 10° C/min. O design experimental teve origem no planejamento composto central 22, com 5 repetições no centro. Esse planejamento foi aplicado para investigar os efeitos das variáveis temperatura e tempo de residência sobre a capacidade de adsorção de azul de metileno (MB) e rendimento do BC. Estudos de cinética e de equilíbrio de adsorção de MB também foram realizados para se verificar o potencial adsorvente do material. O BC com o melhor desempenho foi selecionado e avaliado quanto à sua capacidade de remover íons Pb2+ de soluções aquosas. Este BC foi submetido a caracterizações adicionais quanto à sua área de superfície específica (Adsorção de N2), presença de grupos funcionais de superfície (FTIR), análise elementar (CHNS-O), carga superficial (Potencial de carga zero - PCZ), estabilidade térmica (TG/DTG), estrutura química e cristalinidade (Espectroscopia Raman/DRX). Os resultados obtidos pela metodologia de superfície de resposta (MSR) revelaram que a temperatura de pirólise exerceu efeitos significativos sobre a capacidade de adsorção e rendimento do BC. A combinação dos parâmetros que mais se aproximou das condições ótimas determinadas pela MSR foi relacionada ao BC preparado a 400 °C e 120 min (BC1). Os dados cinéticos e de equilíbrio foram melhores ajustados pelos modelos de Elovich (R2(aj.) = 0,998; χ2 = 5,495) e Langmuir (R2(aj.) = 0,952; χ2 = 106,714), respectivamente, sugerindo que a quimissorção foi o mecanismo dominante e que a adsorção ocorreu em monocamada. A capacidade máxima de adsorção teórica (Qmax), para o BC1, de 160,08 mg/g e o valor do fator de separação (RL), entre 0,58 e 0,03; indica que a adsorção de MB pelo BC1 foi favorável. A quantidade de chumbo remanescente foi quantificada pela técnica de espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por microondas (MIP-OES). O BC1 apresentou eficiência de 93,0% na remoção de íons Pb2+ da solução supracitada. Ensaios adicionais mostraram que a amostra BC7, pirolisada a 550 °C por 95 min, removeu até 96,6% de íons Pb2+ da mesma solução, mostrando um excelente ajuste e confiabilidade dos resultados. Portanto, os BC’s de PPC podem ser considerados adsorventes promissores para a descontaminação de íons de chumbo presentes em solução aquosa, podendo ser uma alternativa sustentável e mais acessível quando comparada ao carvão ativado.
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The mineral sector stands out as one of the industrial activities that most impact the environment. In this sense, it has contributed to the generation of a large of tailings and solid wastes that can contain a wide range of toxic metals. Added to this is the generation of waste of another nature from agricultural activities that also impact the environment when discarded without any treatment. From this perspective, biochar has been investigated as a promising alternative to improve water and soil quality. Its adsorptive properties can be enhanced by optimizing of its production conditions and/or by physical or chemical activation. However, although activation has several advantages, it almost always results in high cost and secondary waste generation. This work aimed to evaluate the potential of coffee silverskin biochar (BC) in the removal of the Pb2+ ions from in aqueous solution. The BC was prepared in a low-oxygen muffle furnace at five temperature levels (338 °C, 400 °C, 550 °C, 700 °C, and 768 °C) and residence times (95, 120, 180, 240, and 265 min) with a heating rate of 10 °C/min. The experimental design is based on the central composite design 22, with 5 repetitions in the center. The experimental design was applied to investigate the effects of temperature and residence time variables on methylene blue (MB) adsorption capacity and BC yield. Studies of kinetics and equilibrium of adsorption of MB were also carried out to verify the adsorbent potential of the material. The BC with the best adsorption performance was selected and evaluated egarding its ability to remove Pb2+ ions from aqueous solutions. This BC was subjected to additional characterizations regarding its specific surface area (N2 adsorption), surface functional groups (FTIR), elemental analysis (CHNS-O), surface charge (Zero point charge - ZPC), thermal stability (TG/DTG), chemical structure and crystallinity (Raman Spectroscopy/XRD). The results obtained from the response surface methodology (RSM) revealed that the pyrolysis temperature exerted significant effects on the adsorption capacity and yield of BC. The combination of parameters that came closest to the optimal conditions determined by the RSM was regarding the BC prepared at 400 °C and 120 min (BC1). The kinetic and equilibrium data were better fitted by the Elovich (R2(aj.) = 0.998; χ2 = 5.495) and Langmuir (R2(aj.) = 0.952; 2χ = 106.714) models, respectively, suggesting that chemisorption was the dominant mechanism and that the adsorption occurred in monolayer. The theoretical maximum adsorption capacity (Qmax), for BC1, of 160.08 mg/g and the value of the separation factor (RL), between 0.58 and 0.03; indicate that the adsorption of MB by BC1 was favorable. The amount of lead remaining was quantified by the microwave induced plasma optical emission spectrometry (MIP-OES) technique. The BC1 showed an efficiency of 93.0% in the removal of Pb2+ ions from the aforementioned solution. Additional tests showed that the BC7 sample, pyrolyzed at 550 °C for 95 min, removed up to 96.6% of Pb2+ ions from the same solution, showing an excellent fit and reliability of the results. Therefore, PPC BCs can be considered promising adsorbents for the decontamination of lead ions present in an aqueous solution and can be a sustainable and more affordable alternative when compared to activated carbon.
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Laura Borges Costa
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Estudo da viabilidade de argamassa com adição de filítico
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Orientador : ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
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MEMBROS DA BANCA :
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ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
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DELMA PEREIRA CAIXETA
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FABIO DE SAO JOSE
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MARCELA MAIRA NASCIMENTO DE SOUZA SOARES
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Data: 29/06/2022
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A mineração tem grande peso na economia mundial, sendo responsável pela geração de diversos empregos diretos e indiretos. Apesar disso, a indústria mineira esbarra com uma questão recorrente e inerente ao processo: a geração de resíduos. Ações de sustentabilidade ambiental vem sendo adotadas em diferentes linhas de produção a fim de reduzir os impactos envolvendo principalmente a geração e estocagem desses resíduos. Com isso, a proposta do trabalho é aplicar o filito, rocha abundante no Brasil, porém muitas vezes considerado estéril de mineração, em argamassas como substituinte de aglomerante (cal) e de agregado miúdo, sem que a presença do filito altere as propriedades da argamassa, objetivando a inserção no mercado de um novo produto com bom desempenho técnico e economicamente viável. Para isso foram realizados testes laboratoriais seguindo as normas nacionais, totalizando um traço padrão e cinco substituições em argamassa dosadas tradicionalmente nas proporções 1:1:6 em volume para cimento, cal e areia, nos quais 50% do agregado miúdo foi substituído por diferentes faixas granulométricas de filito e 37,5% e 75% as quantidades de filito inseridas como substituinte de cal. Corpos de prova cilíndricos de diâmetro por altura igual a 5x10 cm e cúbicos de 5x5x5 cm foram moldados a fim de performar testes de resistência à compressão uniaxial, permeabilidade, densidade no estado endurecido, bem como testes de retenção de água, densidade no estado fresco. Além disso a argamassa foi aplicada em parede chapiscada, a fim de analisar o seu desempenho e executar o teste de permeabilidade. A partir da realização dos testes foi possível constatar que a presença do filito na argamassa melhora as propriedades analisadas, tais como a resistência à compressão uniaxial, permeabilidade, densidade em estado fresco e endurecido, e retenção de água quando comparadas com a argamassa padrão, em especial nas substituições de nomenclatura C1A1 e C1A2.
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Mining has a huge influence on the world’s economy, being responsible for the generation of several direct and indirect jobs. However, mining collides with a recurrent and inherent process in the industry: waste generation. Environmental sustainability actions have been adopted in different production line aiming to reduce the impacts involved on the generation and storage of that waste materials. Therefore, the goal of this project is to apply phyllite, an abundant rock in Brazil, and often considered as a waste of mining, in mortars as a substitute for binder (lime) and fine aggregate, without changing the properties of the mortar due to the presence of the phyllite, and aiming inserting in the market a new product with good technical performance and economic viability. For this, laboratory tests were carried out following national standards, totaling a standard mix and five replacements in traditionally dosed mortar in the proportion of 1:1:6 in volume of cement, binder and sand, in which 50% of the fine aggregate was replaced by different granulometric ranges of phyllite and 37.5% and 75% of the quantities of phyllite inserted as a binder substitute. Cylindrical specimens of 5x10 cm and squares of 5x5x5 cm were molded in order to perform uniaxial compressive strength, permeability, hardened state density tests, as well as water retention tests, fresh density tests. Furthermore, the mortar was applied to a roughened wall in order to analyze its performance and perform the permeability test. Through the tests’ preformation, is possible to conclude that the presence of phyllite on the mortar improves the analyzed properties such as uniaxial compressive strength, permeability, hardened state density tests, water retention tests, fresh density tests when compared with the standard mortar, especially the substitutions C1A and C1A2.
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JOAO VICTOR DA SILVA ALVES
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AVALIAÇÃO DOS REAGENTES MAGNAFLOC E ALGINATO DE SÓDIO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE MINERAL DE EMPRESAS DE FERTILIZANTES UTILIZANDO FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO
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Orientador : NATAL JUNIO PIRES
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MEMBROS DA BANCA :
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NATAL JUNIO PIRES
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ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
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MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
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FERNANDO BRANDAO RODRIGUES DA SILVA
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LEANDRO HENRIQUE SANTOS
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Data: 30/06/2022
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A água é um recurso estratégico para a mineração, principalmente no beneficiamento de minérios. Com isso, o melhor aproveitamento deste recurso, incluindo a sua reutilização, é primordial dada sua escassez e restrições ambientais cada vez mais rigorosas. No entanto, o reuso da água, principalmente na flotação, pode reduzir a eficiência do processo, devido à presença dos vários íons nela dissolvidos. Para a flotação do minério fosfático, os íons magnésio, fluoreto, fosfato e cálcio ocorrem com frequência na água de reuso e podem impactar nos resultados da flotação. Neste sentido, este trabalho visou obter uma água de melhor qualidade através de coagulação, floculação e flotação por ar dissolvido (FAD), de forma a possibilitar o seu reuso e assim poder reutilizá-la na flotação de apatita. Para desenvolver este trabalho, foram coletadas amostras de água de reuso (Barragem de rejeitos), água nova e amostras de minério de uma empresa de fertilizantes localizada no Alto Paranaíba. Foi realizado um planejamento fatorial para avaliar o tratamento da água de reuso utilizando os reagentes Magnafloc e Alginato de sódio. Com isso, foi obtido uma água tratada de melhor qualidade podendo a mesma vir a ser utilizada na flotação de apatita. Também foram realizados testes de flotação de apatita usando água de reuso sem tratamento e água nova para que fosse possível comparar a eficiência da flotação. Com este trabalho, conseguiu-se que o tratamento de água de reuso via coagulação, floculação e FAD seja uma solução técnica para o tratamento deste efluente, tanto para o reuso na flotação de apatita quanto para a devolução aos mananciais.
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Water is a strategic resource for mining, especialy in the processing of ores. Thus, the best use of this resource, including its reuse, is essential given its scarcity and increasingly stringent environmental restrictions. However, the reuse of water, especialy in flotation, can reduce the efficiency of the process, due to the presence of the various ions dissolved in it. For phosphate ore flotation, magnesium, fluoride, phosphate and calcium ions frequently occur in reuse water and can impact flotation results. In this sense, this work aimed to obtain a better quality water through coagulation, flocculation and dissolved air flotation (FAD), in order to enable its reuse and thus be able to reuse it in the apatite flotation. To develop this work, samples of reused water (tailings dam), new water and ore samples were colected from a fertilizer company located in Alto Paranaíba. A factorial design was carried out to evaluate the treatment of reuse water using the reagents Magnafloc and Sodium Alginate. With this, a better quality treated water was obtained, which could be used in the apatite flotation. Apatite flotation tests were also carried out using untreated reuse water and fresh water so that it is possible to compare the flotation efficiency. With this work, it was achieved that the treatment of reuse water via coagulation, flocculation and FAD is a technical solution for the treatment of this effluent, whether for reuse in apatite flotation or for return to springs.
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JOÃO ANTÔNIO TEIXEIRA SOARES
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SEGURANÇA DE BARRAGENS A PARTIR DE CONTROLES OPERACIONAIS ESTATÍSTICOS
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Orientador : THIAGO BOMJARDIM PORTO
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MEMBROS DA BANCA :
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THIAGO BOMJARDIM PORTO
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NATAL JUNIO PIRES
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RONDERSON QUEIROZ HILÁRIO
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MARCOS ANTÔNIO LEMOS JÚNIOR
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JOÃO FRANCISCO ALVES SILVEIRA
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Data: 22/07/2022
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A fase de operação de barragens pode se estende por décadas e, por isso, as atividades de monitoramento e inspeção são fundamentais. A auscultação de barragens tem como objetivo principal a avaliação de condições de segurança e verificação das hipóteses de projeto. Este sistema gera uma enorme base de dados que precisa ser tratada para se obter informações acerca do comportamento da estrutura. A base de dados, desde que representativa, deve ser utilizada para análises estatísticas que possibilitem a identificação de padrões de comportamento, sazonalidades e, principalmente, a rápida identificação de mudança de comportamento da estrutura a partir de controles operacionais estatísticos. Para compreender o complexo desempenho e comportamento das barragens o monitoramento deve integrar as tecnologias de monitoramento, instrumentação automatizada, plataforma amigável e intuitiva para visualização de resultados e a implantação de controles operacionais determinísticos e estatísticos. Neste sentido, observou-se o potencial de desenvolvimento de um controle operacional estatístico a partir de modelos de Regressão Linear Múltipla (RLM), que é uma das técnicas mais utilizadas para modelar a relação linear entre uma variável dependente e uma, ou mais, variáveis independentes. Por isso, a utilização da RLM para identificação da posição da linha freática ou piezométrica (variável dependente) em relação às variáveis independentes: nível de água do reservatório, pluviometria diária e vazão efluente da drenagem interna. A base de dados para realização do estudo consiste em 20 indicadores de nível de água, 5 piezômetros, 1 régua linimétrica e 1 medidor de vazão num período entre 2017 e 2021. Após a criação dos modelos, foi possível caracterizar cenários de operação, como sazonalidades, e até mesmo anomalias do instrumento, como a infiltração de água de chuva. Dentre os 25 indicadores de nível de água e piezômetros, a RLM se mostrou satisfatória para 16 deles, com capacidade de predição de até 97%. Após a conclusão da pesquisa, certificou-se que a utilização de Regressão Linear Múltipla aplicada para controles operacionais estatísticos de segurança de barragens está em linha com as melhores práticas de monitoramento de barragens.
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The operation phase of dams can extend for decades and, therefore, monitoring and inspection activities are essential. Auscultation of dams aims the safety conditions assessment and checking of design assumptions. This system generates a huge database that needs to be processed to obtain information about the behavior of the structure. The representative database should be used to statistical analyses that enables the identification of standards about the soil behavior, seasonality and, mainly, the rapid identification of behavior changing of the structure based on statistical operational controls. To understand the complex performance and behavior of dams, the monitoring should integrate the monitoring technologies, automated instrumentation, friendly and intuitive platform to results visualization and the implantation of deterministic and statistical operational control. Therefore, was observed the potential of development of a statistical operational control using the Multiple Linear Regression (MLR), that is the one of most techniques used to model the linear correlation between a dependent variable and one, or more, independent variables. The utilization of MLR to identification of water table or piezometric line (dependent variable) in relation of independent variables: reservoir water level, rainfall and v-notch data. The database used in the study consist of 20 water level indicators, 5 piezometers, 1 reservoir level indicator and 1 v-notch wier according to a period between 2017 and 2021. After the development phase, was possible to characterize scenarios of operation like the seasonality and even anomalous scenarios like rainwater infiltration inside the instrument. Among the 25 instruments, the MLR proved to be satisfactory to 16 of them, with a prediction potential up to 97%. After the conclusion of the research, was certified that Multiple Linear Regression applied to statistical control levels of dam’s safety complies with the best practices of monitoring of dams.
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AMANDA APARECIDA CARNEIRO
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Flotação Reativa Como Alternativa Sustentável Para Remoção De Ganga Carbonática Presente Em Minérios Fosfáticos
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Orientador : MARIO GUIMARAES JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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ANTÔNIO EDUARDO CLARK PERES
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LÍLIAN LIS DE ANDRADE CANTUÁRIO COSTA
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HENRIQUE GONÇALVES TEIXEIRA
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MARIO GUIMARAES JUNIOR
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MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
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Data: 30/09/2022
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Os minerais dificilmente ocorrem de forma isolada. O minério fosfático, além de ser constituído por apatita, pode apresentar carbonatos associados. Assim, a concentração da apatita se faz necessária. No entanto, a flotação convencional é dificultada devido às similaridades nas propriedades superficiais destes minerais. Diante desse contexto, a flotação reativa surge no início dos anos 2000 como uma técnica alternativa, a qual se baseia na capacidade dos carbonatos produzirem CO2 em contato com um meio ácido, bem como na sua retenção quando se emprega um polímero recobridor. Diante dos resultados promissores, o trabalho investigou a flotação reativa do minério fosfático sílico-carbonatado, proveniente de Patrocínio (MG). Para isso, etapas de secagem, britagem, moagem, classificação granulométrica, separação magnética de baixo campo e deslamagem, seguida da caracterização por Fluorescência e Difração de Raio-X (FRX e DRX) e picnometria, foram realizadas. A separação em 4 faixas granulométricas -10# +20# (-1,70 mm +0,84 mm), -20# +65# (-0,84 mm +0,210 mm), -65# +200# (-0,210 mm +0,074 mm) e -200# (-0,074 mm), possibilitou priorizar o melhor resultado de flotação mediante ensaios preliminares em béquer. A partir destes ensaios investigou-se a influência da concentração e volume dos ácidos cloroacético (orgânico), sulfúrico e fosfórico (inorgânico) junto as amostras. O tempo de flotação e a forma de condicionamento também foram objetos de estudo. Para completar o processo investigativo, o surfactante lauril sulfato de sódio e o polímero termoplástico biodegradável, álcool polivinilico (PVA) foram averiguados, em diversas concentrações, visando o recobrimento da superfície dos minerais. Após definidos os parâmetros dos ensaios exploratórios, técnicas de otimização estatísticas, utilizando planejamentos fatoriais, foram utilizadas. De acordo com os resultados de FRX, todas as frações exibiram altos teores de MgO. As três primeiras faixas granulométricas apresentaram relação CaO/P2O5 acima de 1,6. Entretanto, análises de DRX confirmaram que somente as frações -10# +20# e -20# +65# continham carbonatos, e, por este motivo, apresentaram melhores respostas quando da utilização do álcool polivinílico e do ácido sulfúrico nas concentrações de 1% (m/v) e 3% (v/v), respectivamente. O aumento da concentração de ácido para 10% favoreceu a flotação, principalmente quando se trabalhou com o ácido fosfórico e sulfúrico. Entretanto, o ácido cloroacético não favoreceu a flotação das partículas, mesmo para altas concentrações (10% m/v). O lauril sulfato de sódio também não se mostrou uma alternativa ao PVA, pois não promoveu a flotação das partículas em nenhuma das concentrações utilizadas 1 e 3% (m/v). O método de condicionamento do PVA empregando borrifador favoreceu a flotação reativa. O tempo determinado como ideal para flotação ficou entre 4 e 6 horas. Nos ensaios de planejamento fatorial o ácido fosfórico favoreceu a redução da relação CaO/P2O5 e a elevação do teor de P2O5. Embora tenha-se conseguido atingir, em alguns testes, o parâmetro industrial para a relação CaO/P2O5, (inferiores a 1,6), não foi possível atingir teores inferiores a 1% para o MgO. Desta forma, para minimização da relação CaO/P2O5, deve-se trabalhar com 12% (v/v) de H3PO4 e 3% (m/v) de PVA. Os resultados se mostraram promissores, entretanto, a necessidade de novos estudos na busca por alternativas ainda mais sustentáveis, se faz extremamente necessário nos dias atuais
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TIAGO ALVES
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METODOLOGIA DE ANÁLISE DE CUSTOS DE DIMENSIONAMENTO DE FROTAS DE CARREGAMENTO E TRANSPORTE EM UMA MINA A CÉU ABERTO
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Orientador : HENRIQUE JOSE AVELAR
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MEMBROS DA BANCA :
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HENRIQUE JOSE AVELAR
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MICHEL MELO OLIVEIRA
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WALTER SCHMIDT FELSCH JUNIOR
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Data: 20/10/2022
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A constante disponibilização de novas tecnologias e o avanço da indústria 4.0 vem transformando o cenário da mineração em todo o mundo. A cada ano são disponibilizadas novas ferramentas, o porte dos equipamentos é maximizado e técnicas para ganhos de produtividade são implantadas nas operações. Em uma operação de mina as atividades de carregamento e transporte são responsáveis por grande parte das despesas totais, demandando máxima eficácia. Neste contexto se torna cada vez mais importante o correto dimensionamento dos equipamentos de uma operação de mina, buscando a otimização do custo-benefício e maximizando o retorno financeiro. Este trabalho apresenta técnicas para análise de dimensionamento de equipamentos de carga e transporte em operações de mina a céu aberto com foco de curto a longo prazo. Ao longo do trabalho são correlacionadas análises técnicas e estatísticas de modo a facilitar a composição dos cenários operacionais. O trabalho demonstra como uma ferramenta que incorpore essas técnicas pode trazer um resultado mais robusto e consistente para a tomada de decisão.
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The constant availability of new technologies and the advancement of industry 4.0 are transforming the mining scenario around the world. Every year new tools and functionalities are made available, the size of the equipment is maximized and techniques for productivity gains are implemented in the operations. In a mine operation, loading and transport activities are responsible for a large part of the total expenses and the dimensioning of the resources to be applied in them must be carried out with absolute criteria and with analyzes that make it possible to find the best scenario. It is in this context that the correct dimensioning of equipment in a mine operation becomes increasingly important, in order to obtain the best cost-benefit optimization, maximizing financial gains. This work presents techniques for analyzing and sizing loading and transport equipment in open pit mine operations, as well as demonstrating how the search for a combination of these equipment is essential for an efficient operation. In addition, the work presents and demonstrates how the development of a tool that correlates and groups the main resources and techniques necessary and available for the elaboration and analysis of sizing, can bring a more robust and consistent result for decision making.
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MARIA EUGÊNIA FERREIRA CAMPOS
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DEFORMAÇÃO ASSOCIADA À INTRUSÃO ALCALINO-CARBONATITICA DE TAPIRA, MINAS GERAIS
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Orientador : HILDOR JOSE SEER
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MEMBROS DA BANCA :
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MARIA EUGÊNIA SILVA DE SOUZA
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ALLAN ERLIKHMAN MEDEIROS SANTOS
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CARLOS HUMBERTO SILVA
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HILDOR JOSE SEER
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Data: 27/10/2022
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O Complexo Alcalino-Carbonatítico de Tapira, localizado no sudeste do Brasil, é uma intrusão ígnea do Cretáceo Superior em quartzitos e xistos do Neoproterozóico Pré-cambriano, com aproximadamente 6,5 km de diâmetro e 35 km² de área. A foliação regional metamórfica de baixo ângulo torna-se mais íngreme próximo à intrusão, e até mesmo subvertical, configurando uma estrutura de cúpula NNE alongada. A entrada de magma do manto superior pode ter sido facilitada pela reativação de alinhamentos regionais NW ativos desde o Pré- Cambriano. A acomodação final do magma ocorreu por dobramento forçado, possivelmente ao longo de fraturas Riedel tipo X na direção NNE, em um contexto de deformação regional por cisalhamento simples destral, induzida pelo movimento da Placa Sul-Americana ativa para oeste. Em seu entorno, foram observadas fraturas radiais e anulares cuja origem pode estar ligada ao processo intrusivo. Em alguns afloramentos, principalmente quartzitos fenitizados próximos ao complexo, observam-se padrões geométricos de fraturas bastante caóticos, gerados a partir de intensos fraturamentos hidráulicos. As principais famílias de fraturas apresentam padrão NNW e WE, sendo o padrão WE semelhante ao padrão regional obtido através dos fotolineamentos, podendo corresponder a reativações de fraturas mais antigas. As fraturas presentes no interior do complexo foram formadas após a intrusão ígnea e refletem as condições gerais do binário EW de cisalhamento destral que atua na região desde o Cretáceo Superior. Os diques foram localizados preferencialmente também ao longo das fraturas R' e X, obedecendo ao modelo regional de deformação por cisalhamento destral.
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The Tapira Alkaline-Carbonatitic Complex is a domic intrusion, with an elliptical shape on the surface, approximately 6.5km in diameter and 35km² in area, resulting from the amalgamation of two ultrabasic magma intrusions, five of carbonatite and one of syenite, occurring embedded in quartzites and pre-Cambrian shales of the Canastra Group. Located 35km southwest of Araxá, the Tapira complex has great economic relevance as it houses the largest phosphate rock mining in Brazil, also having residual deposits with no current economic use of niobium, titanium and rare earths, which are located in the mantle of weathering . This complex is the result of a regional magmatic event that gave rise to a set of intrusive circular structures aligned for more than 1000km in the NW-SE direction and pyroclastic flows of kamafugitic affiliation, known as the Alto Paranaíba Igneous Province (APIP). The structural features recognized in the surroundings of the complex show that the spatial attitude of the main foliation of the enclosing rocks, of Neoproterozoic origin, was modified by the intrusion process, where low angle dips to steep dips are observed, with ring patterns around the dome. The detailed structural mapping will allow to know the deformational effects caused by the process of igneous rise of the domic intrusion originating in the complex. Understanding the structural framework of the region's lithologies may be a subsidy for future studies on the hydrogeological behavior of fissured aquifers in the region, as well as for mine planning, construction of dams and other structures supported on the rock mass, especially those built by fertilizer mining company, currently MOSAIC.
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MARIA VIRGÍNIA DA CUNHA
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Avaliação da dispersão na deslamagem e flotação de minério fosfático
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Orientador : MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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FABIO DE SAO JOSE
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LUCIANO FERNANDES DE MAGALHAES
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MARIO GUIMARAES JUNIOR
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MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
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Data: 28/10/2022
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A deslamagem é uma das etapas do beneficiamento de minério fosfático, responsável pela retirada de finos e lamas. Sabe-se que a presença de finos pode acarretar inúmeros problemas na etapa de flotação, como o gasto excessivo de reagentes e o recobrimento de partículas grosseiras pelas lamas (slime coating). Dentro dessa linha de raciocínio, o presente trabalho se justifica pelos benefícios trazidos pela eliminação de partículas muito finas, o que favorece o aumento da seletividade e a recuperação de P2O5. A redução da quantidade de reagentes seguido do aumento da eficiência da etapa de deslamagem, também são hipóteses auspiciosas. Ademais, o projeto tem como propósito, investigar a influência da dispersão na deslamagem e na flotação de minério fosfático, além de articular a comparação de dispersantes e valores de pH, utilizando para esse desfecho o cálculo do grau de dispersão, da recuperação metalúrgica global, da razão de seletividade e a análise de teor na operação de deslamagem e flotação. Nesse sentido, espera-se com essa pesquisa, a otimização da deslamagem e também da flotação, buscando melhores resultados, por meio de técnicas de dispersão. Para alcançar esses objetivos, ensaios de flotação; deslamagem combinada com a flotação; dispersão combinada com deslamagem e flotação; e dispersão combinada com flotação, foram produzidos e verificados. Para tanto, foi utilizada uma amostra de minério fosfático proveniente de uma empresa localizada na região do Alto Paranaíba, no estado de Minas Gerais. Os ensaios de dispersão foram realizados por meio de tubo de dispersão e otimizados com auxílio do software Minitab. Os ensaios de flotação e de deslamagem foram realizados em célula mecânica. O uso de dispersantes mostrou ser eficiente para a deslamagem pois diminuiu o valor da perda metalúrgica. No entanto, os dispersantes adicionados previamente a flotação contribuíram para aumentar a recuperação metalúrgica, mas apenas um ensaio teve aumento no teor de P2O5. O reagente hexametafosfato de sódio na dosagem de 3000 g/t proporcionou o maior grau de dispersão, porém na flotação em bancada apresentou os menores valores de recuperação metalúrgica e teor de P2O5. Já o experimento utilizando silicato de sódio, com deslamagem e dosagem de 3000 g/t, foi a melhor condição tanto para a deslamagem quanto para a flotação. Por fim, quando se compara o ensaio de flotação e o de flotação com deslamagem (ambos sem adição de dispersantes), observa-se que apesar da diminuição da recuperação metalúrgica, há aumento no teor de P2O5 e nas razões de seletividade. Esses aumentos podem justificar a utilização de deslamagem precedendo a flotação.
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Deslaming is one of the stages of the processing of phosphatic ore, responsible for the removal of fines and slats. It is known that the presence of fines can cause numerous problems in the flotation stage, such as excessive expenditure of reagents and coating of coarse particles by slime coating. Within this line of reasoning, the present work is justified by the benefits brought by the elimination of very fine particles, which favors the increase of selectivity and the recovery of P2O5. The reduction in the amount of reagents followed by increased efficiency of the deslaming stage are also auspicious hypotheses. Furthermore, the purpose of the project is to investigate the influence of dispersion on deslamation and flotation of phosphotic ore, in addition to articulating the comparison of dispersants and pH values, using for this outcome the calculation of the degree of dispersion, global metallurgical recovery, the selectivity ratio and the analysis of content in the deslamation and flotation operation. In this sense, it is expected with this research, the optimization of deslamation and also flotation, seeking better results, through dispersion techniques. To achieve these goals, flotation tests; deslaming combined with flotation; dispersion combined with deslamion and flotation; and dispersion combined with flotation, were produced and verified. For this, a sample of phosphatic ore from a company located in the Alto Paranaíba region, in the state of Minas Gerais, was used. The dispersion tests were performed by means of a dispersion tube and optimized with the aid of the Minitab software. Flotation and deslamation assays were performed in mechanical cells. The use of dispersants proved to be efficient for deslaming because it decreased the value of metallurgical loss. However, dispersants previously added to flotation contributed to increase metallurgical recovery, but only one assay had an increase in P2O5 content. The sodium hexametaphosphate reagent at the dosage of 3000 g/t provided the highest degree of dispersion, but in the bench flotation presented the lowest values of metallurgical recovery and P2O5 content. The experiment using sodium silicate, with deslamion and dosage of 3000 g/t, was the best condition for both deslamation and flotation. Finally, when comcing the flotation assay and flotation assay with deslamation (both without adding dispersants), it is observed that despite the decrease in metallurgical recovery, there is an increase in P2O5 content and selectivity ratios. These increases may justify the use of deslamation preceding flotation.
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SARA NUZA OLIVEIRA DOS REIS GONÇALVES
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DESEMPENHO FOTOCATALÍTICO DE MATERIAL ÁLCALI ATIVADO À BASE DE LAMA VERMELHA E ESCÓRIA DE ALTO FORNO
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Orientador : AUGUSTO CESAR DA SILVA BEZERRA
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MEMBROS DA BANCA :
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AUGUSTO CESAR DA SILVA BEZERRA
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DOMINGOS SAVIO DE RESENDE
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MARCELA MAIRA NASCIMENTO DE SOUZA SOARES
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GUILHERME JORGE BRIGOLINI SILVA
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Data: 31/10/2022
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Uma das grandes preocupações da indústria da mineração é a grande quantidade de resíduos gerados na extração e no processamento mineral. Além de causar impactos ao meio ambiente, esses resíduos ocupam extensas áreas e podem acarretar problemas na sua disposição. Muitos estudos foram e estão sendo feitos no intuito de reutilizar estes passivos ambientais, visando diminuir os prejuízos causados ao meio ambiente. Embasado nisto, este trabalho buscou a partir do processo de álcali-ativação de resíduos industriais, produzir materiais alternativos ao cimento Portland. Em um segundo momento, estes materiais alternativos, denominados materiais álcali-ativados (MAAs), foram investigados com relação ao seu potencial em degradar soluções de corante de azul de metileno (AM) de efluentes sintéticos. Os materiais álcali ativados foram produzidos utilizando essencialmente lama vermelha (LV) e escória de alto forno (EAF). Esses materiais, LV e EAF, foram caracterizados por granulometria a laser, espectrometria de fluorescência de raios X (FRX) e difração de raios X (DRX). A revisão da literatura fundamentou a definição dos principais parâmetros de composição, dosagem e metodologias de produção dos MAAs. A eficácia da álcali-ativação foi determinada por meio dos ensaios de resistência à compressão e através da análise da microestrutura dos materiais elaborados. Em seguida, foi avaliado o traço no qual foi possível obter uma melhor resistência mecânica e um bom potencial descontaminante.
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One of the main concerns of the mining industry is the large amount of waste generated in mineral extraction and processing. In addition to causing impacts on the environment, these wastes occupy large areas and can cause problems in their disposal. Many studies have been and are being performed in order to reuse these environmental passives, aiming to reduce environmental damage. Based on this, this work seeks to produce alternative materials to Portland cement through the alkali activation process of industrial waste. On a second step, these alkali-activated materials (AAMs) will be investigated in relation to their degrading potential of solutions of methylene blue dye (MB) from synthetic effluents. The alkali activated materials will be produced essentially from red mud (RM) and blast furnace slag (BFS), which will be ground to pass 200 mesh sieves. These precursors will be characterized through laser granulometry, X-ray fluorescence spectrometry (XRF), X-ray diffraction (XRD), loss-on-ignition (LOI), thermogravimetry (TGA), adsorption and desorption of nitrogen gas (BET) and scanning electron microscopy (SEM). The literature review supported the AAMs definitions of main parameters of composition, dosage and production methodologies. The alkali-activation effectiveness will be determined through compression resistance and water absorption tests and microstructural analysis of the AAMs formed. Then, the mix in which it was possible to obtain better mechanical strength and good decontaminating potential will be evaluated.
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INGRID GUIMARÃES SILVEIRA E SILVA
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Modelagem Hidrogeotécnica de uma Barragem de Rejeitos Alteada pela Linha de Centro.
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Orientador : DENISE DE CARVALHO URASHIMA
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MEMBROS DA BANCA :
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DENISE DE CARVALHO URASHIMA
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EDUARDO SOUZA CÂNDIDO
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LUCAS DELEON FERREIRA
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Data: 31/10/2022
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No processo de beneficiamento de minérios são gerados rejeitos, que são comumente descartados na forma de polpa ou lama em estruturas como barragens ou diques. O processo de monitoramento e segurança de barragens de rejeitos apresenta complexidade hidrogeotécnica significativa, e em caso de rompimento da barragem, os rejeitos liberados podem causar elevados danos ambientais, sociais e econômicos. Neste contexto, este artigo apresenta um estudo de estabilidade de uma barragem de rejeitos fosfatados no qual foram modelados dois cenários. O cenário pré-obra mostrou alto grau de saturação no pé a jusante da barragem e indicou baixos fatores de segurança para a condição não drenada. O cenário pós-obra avaliou as melhorias dos fatores de segurança, após a execução de um projeto de estabilização da barragem de rejeitos de fosfato, que sugeriu o rebaixamento do lençol freático do reservatório e uma construção de reforço a jusante. A modelagem numérica foi realizada adotando-se os métodos de elementos finitos e equilíbrio limite utilizando o software SLIDE 2D versão 9.0, desenvolvido pela ROCSCIENCE®. Os parâmetros hidrodinâmicos e geotécnicos foram validados com os resultados de investigações geológicas/geotécnicas de campo e de laboratório. Como principais resultados, as seções geológico-geotécnicas transversais B-B’ e E-E' apresentaram, para a condição não drenada do cenário pré-obra, fatores de segurança globais iguais a 1,19 e 1,11, respectivamente. Em condições semelhantes, para o cenário pós-obra, os fatores de segurança globais aumentaram para 1,93 e 1,71, respectivamente. Os resultados indicaram que a obra de estabilização executada apresentou resultados satisfatórios para os trechos analisados, com fatores de segurança acima do mínimo recomendado pelas normas, bem como região seca a jusante da barragem.
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In the ore beneficiation process tailings that can be discarded in the form of pulp or mud, in structures such as dams or dykes are generated. In the event of a break, those tailings can cause high environmental, social and economic damage. Moreover, the process of monitoring and safety of tailings dams presents some hydro-geotechnical complexity. In this context, this research presents a stability study, through numerical modeling of a phosphate tailings dam raised by the centerline method. The modelling framework is based on the knowledge of the groundwater flow and seepage networks, which are applied to verify the safety factor of the structure in two different scenarios: the first considers a high water level (NA) and flooding in the downstream region of the dam and the second considers the execution of works that reinforce and drawdown of the reservoir water level. It is noteworthy that the second scenario complies with premises established by the Agência Nacional de Mineração (ANM) for the stability condition . Thus, this study is based on field and laboratory geological-geotechnicals investigations that were used to support the necessary inputs in the numerical modeling, carried out by the SLIDE software from ROCSCIENCE. From the database analysis, two geological-geotechnical sections were defined, called B-B' and E-E', as being the most representative of the dam under study. To represent the boundary conditions of the model, the average permeabilities of each constituent material of these sections were determined, as well as the elevations of piezometers and water level meters. For the stability analysis, preterits strength parameters are being used, which enabled the analysis of global and partial safety factors in drained and undrained conditions. A preliminary result of the geological-geotechnical section E-E', presents for the first scenario global safety factors equal to 2.06 and 1.32 for the drained and undrained condition, respectively. Partial safety factors equal to 1.96 and 1.32 for the drained and undrained condition, respectively, were found as well. Therefore, the undrained condition, for the first scenario of section E-E', did not meet the recommended in ABNT NBR 13.028:2017, which defines the safety factor greater than or equal to 1.50 for operation with seepage network in normal condition. The next stages of the research aim to compare the results of the first and second scenarios, from both geological-geotechnical sections B-B' and E-E', in order to numerically evaluate the efficiency of the corrective maintenance works performed.
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VITOR AFFONSO LOPES SILVEIRA
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Resíduo da Indústria de Cerâmica Sanitária como Material Cimentício Suplementar
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Orientador : DOMINGOS SAVIO DE RESENDE
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MEMBROS DA BANCA :
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ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
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DOMINGOS SAVIO DE RESENDE
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MARCELA MAIRA NASCIMENTO DE SOUZA SOARES
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AUGUSTO CESAR DA SILVA BEZERRA
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ANTONIO MARIA CLARET GOUVEIA
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Data: 31/10/2022
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O processo de fabricação da cerâmica sanitária acarreta na geração de resíduos industriais com diferentes características, obtidas em função das etapas do processamento a qual são gerados e dos produtos fabricados. A composição química desses materiais é similar ao de sua matéria prima, e suas propriedades físicas podem ser facilmente modificadas buscando sua reutilização. Dessa forma, diversos tem sido os trabalhos desenvolvidos no sentido de se valorizar materiais dessa natureza. Acredita-se que eles possam ser utilizados como matéria prima suplementar na produção de utensílios da construção civil, seja através de sua aplicação como agregados ou até em substituição parcial ao cimento Portland. Com objetivo de contribuir na pegada do carbono, bem como na preservação de recursos minerais, a indústria cimenteira tem utilizado os materiais cimentícios suplementares (MCS) como substituição parcial do clínquer no cimento Portland. Nesse sentido, o presente trabalho avaliou o potencial de reutilização do resíduo sólido acumulado em uma lagoa de decantação de uma indústria localizada no triangulo mineiro. Para isso, a amostra coletada foi caracterizada por meio de análise granulométrica, difração de raios X, fluorescência de raios X, microscopia e perda ao fogo. Para avaliação do resíduo como MCS foram realizados ensaios de calor de hidratação, condutividade elétrica em solução de hidróxido de cálcio e determinação do índice de desempenho com cimento Portland. Foram produzidas argamassas de concreto com substituição parcial (12,5% e 25%) de um cimento com adições reduzidas pelo resíduo. Essas argamassas foram avaliadas por meio da resistência à compressão aos sete e 28 dias, massa específica, índice de vazios, absorção de água e desempenho frente à ataque ácido. A composição química por FRX indicou os óxidos SiO2, CaO e Al2O3 e a análise por DRX aponta para a presença de quartzo, caulinita e bassanite como minerais predominantes. A aplicação do resíduo reduziu o calor de hidratação e a porosidade da argamassa, levando a um aumento de sua durabilidade. Embora os resultados de condutividade elétrica apontem para não pozolanicidade, a resistência à compressão não apresentou alterações significativas, o que sugere que o resíduo pode ser utilizado em composições de cimento pozolânico (CP IV).
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The manufacturing process of sanitary ceramics leads to the generation of industrial waste with different characteristics, obtained according to the processing steps in which they are generated and the products manufactured. The chemical composition of these materials are similar of their raw material, and their physical properties can be easily modified in order to reuse them. Thus, several works have been developed to value materials like this. It is believed that they can be used as a supplementary raw material in the production of civil construction objects, either through their application as aggregates or even as a partial replacement for Portland cement. To contribute to the carbon footprint, as well as the preservation of mineral resources, the cement industry has used supplementary cementitious materials (SCM) as a partial replacement of clinker in Portland cement. In this sense, the present work evaluated the reuse potential of solid waste accumulated in a settling pond of an industry located in the Minas Gerais triangle. For this, the collected sample was characterized by granulometric analysis, X-ray diffraction, X-ray fluorescence, microscopy, and loss on ignition. To evaluate the residue as SCM, tests of heat of hydration, electrical conductivity in calcium hydroxide solution and determination of the performance index with Portland cement were carried out. Concrete mortars were produced with partial replacement (12.5% and 25%) of a cement with reduced additions by the residue. These mortars were evaluated by means of compressive strength at seven and 28 days, specific mass, voids ratio, water absorption and performance against acid attack. The chemical composition by XRF indicated the oxides SiO2, CaO and Al2O3 and the XRD analysis points to the presence of quartz, kaolinite and bassanite as predominant minerals. The application of the residue reduced the heat of hydration and the porosity of the mortar, leading to an increase in its durability. Although the electrical conductivity results point to non-pozzolanicity, the compressive strength did not show significant changes, which suggests that the residue can be used in pozzolanic cement compositions (CP IV).
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MARINA MARTINS
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EFEITO DE FLOCULANTES NO ESPESSAMENTO E REOLOGIA DE POLPAS DE REJEITO DE MINÉRIO DE FERRO
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Orientador : MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
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NATAL JUNIO PIRES
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FRANCISCO GREGIANIN TESTA
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SILVIA CRISTINA ALVES FRANÇA
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Data: 31/10/2022
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O armazenamento de rejeitos em forma de polpa diluída, tem sido uma questão crítica para a indústria mineral, logo que as barragens de rejeito possuem dificuldade e alto custo de monitoramento. Diante disto, o desaguamento dos rejeitos torna-se uma alternativa para que as barragens possam conter menores volumes de água. O espessamento é a principal operação para o desaguamento dos rejeitos, sendo que, o uso de floculantes nesta etapa é fundamental para que as partículas finas possam sedimentar com maior eficiência. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência de diferentes floculantes no desaguamento e reologia de um rejeito de minério de ferro. Para isso, foram realizados ensaios de sedimentação em proveta com o intuito de obter a velocidade de sedimentação, turbidez do clarificado e % de sólidos no underflow. Para se avaliar a influência dos reagentes na reologia do material, foram realizados ensaios reológicos de slump e em um reômetro rotacional. Os reagentes avaliados foram as poliacrilamidas da linha Magnafloc, Alclar e Rheomax da BASF e também um amido residual de batata. Os resultados mostraram que os reagentes interferiram positivamente na sedimentação e reologia do rejeito. Dentre os reagentes sintéticos, o Rheomax 1050 na dosagem de 30g/t foi o que proporcionou melhores resultados com uma máxima velocidade de sedimentação de 0,76 cm/s, turbidez mínima do clarificado de 60,5 NTU E 53,75% de sólidos no underflow. A tensão máxima de escoamento da polpa de rejeito, 141 Pa, também foi conseguida para este mesmo reagente e na concentração mássica de sólidos de 75%, classificando o espessado como rejeito de alta densidade.
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The storage of tailings in the form of diluted pulp has been a critical issue for a mineral, as tailings dams are difficult and costly to monitor. In view of this, the dewatering of the tailings becomes an alternative so that the dams can contain smaller volumes of water. Thickening is the main process for dewatering the tailings, and the use of flocculants at this stage is essential so that the fine particles can settle more efficiently. This work aimed to evaluate the influence of different flocculants on the dewatering and rheology of an iron ore tailings. For this, sedimentation tests were carried out in proof in order to obtain the sedimentation velocity, turbidity of the clarified and % of solids in the underflow. To evaluate the influence of the reagents on the rheology of the material, rheological slump tests were carried out in a rotational rheometer. The accumulated reagents were polyacrylamides from the Magnafloc, Alclar and Rheomax lines from BASF and also a residual potato starch. The results showed that the reagents positively interfered in the sedimentation and rheology of the tailings. Among the improved synthetic reagents, Rheo 1050 at a dosage of 30g/t was the one that clarified the best results with a maximum sedimentation velocity of 0.76 cm/s, a minimum turbidity of 60.5N and 53.75% solids. no underflow. The maximum yield stress of the tailings slurry, 141 Pa, was also achieved for this same reagent and in the mass concentration of solids of 75%, classifying the thickened tailings as high density waste.
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FRANCISCO DE CASTRO VALENTE NETO
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INCORPORAÇÃO DE REJEITO MAGNÉTICO EM MATERIAIS ÁLCALI ATIVADOS
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Orientador : DOMINGOS SAVIO DE RESENDE
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MEMBROS DA BANCA :
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DOMINGOS SAVIO DE RESENDE
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MARCELA MAIRA NASCIMENTO DE SOUZA SOARES
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ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
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AUGUSTO CESAR DA SILVA BEZERRA
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ANTONIO MARIA CLARET GOUVEIA
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Data: 20/12/2022
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É de conhecimento geral que a indústria cimenteira é uma das maiores produtoras de CO2 do planeta, partindo da queima do combustível (carvão, óleo combustível ou gás) e da transformação do carbonato de cálcio em óxido de cálcio na formulação do clínquer, o cimento Portland comum. Desta forma, vários estudos são realizados para averiguar a redução e ou substituição desse cimento, uma delas é o processo de álcali ativação de materiais específicos para a formação do um composto com propriedades aglomerantes. Além disso, existe outro problema ambiental resultante dos rejeitos gerados pela mineração, que são, normalmente, depositados em barragens. Um desses rejeitos é o magnético, rejeito este constituído basicamente pelo mineral de magnetita, e que, até a atualidade, não se encontrou uma via técnica e econômica para sua utilização. Portanto, este trabalho visa incorporar o rejeito magnético em materiais álcali ativados com o intuito de estudar o comportamento físico e mecânico nesses compostos. Para isso foi utilizado o rejeito magnético, originado do beneficiamento de minério fosfatado de uma mina em Goiás e como precursor foi utilizado escória de alto forno oriunda da produção de ferro gusa. O rejeito magnético, tal qual foi recebido, foi seco em estufa e peneirado. A escória de alto forno foi recebida já seca e peneirada. Todos esses materiais foram caracterizados por Difratometria de Raios X (DRX), Fluorescência de Raios X (FRX). A escória de alto forno foi ativada com hidróxido de sódio PA. Foram confeccionados corpos de prova de 25 mm de diâmetro por 50 mm de altura somente com a escória álcali ativada (REF), com escória álcali ativada e areia (EA) e com escória álcali ativada e rejeito magnético (ERM). O período de cura foi de 7 e 28 dias, a partir do qual foram feitos ensaios de resistência à compressão, absorção de água, ataque por ácido sulfúrico. Foi verificado que o rejeito magnético contribuiu positivamente nas propriedades mecânicas estudadas. Desta forma espera-se contribuir para o melhor conhecimento do comportamento desse tipo de compósito.
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It is common knowledge that the cement industry is one of the largest producers of CO2 on the planet, starting from the burning of fuel (coal, fuel oil or gas) and the transformation of calcium carbonate into calcium oxide in the formulation of clinker, Portland cement. common. In this way, several studies are carried out to investigate the reduction and/or replacement of this cement, one of them is the alkali activation process of specific materials for the formation of a compound with agglomerating properties. In addition, there is another environmental problem resulting from the tailings generated by mining, which are usually deposited in dams. One of these wastes is magnetic waste, which basically consists of the mineral magnetite, and which, to date, no technical and economic way has been found for its use. Therefore, this work aims to incorporate the magnetic waste in alkali-activated materials in order to study the physical and mechanical behavior of these compounds. For this purpose, magnetic tailings were used, originating from the processing of phosphate ore from a mine in Goiás, and blast furnace slag from the production of pig iron was used as a precursor. The magnetic waste, as it was received, was dried in an oven and sieved. The blast furnace slag was received already dry and sieved. All these materials were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Fluorescence (FRX). The blast furnace slag was activated with sodium hydroxide PA. Specimens measuring 25 mm in diameter and 50 mm in height were made with activated alkali slag only (REF), with activated alkali slag and sand (EA) and with activated alkali slag and magnetic waste (ERM). The curing period was 7 and 28 days, from which tests were carried out on compressive strength, water absorption, and sulfuric acid attack. It was verified that the magnetic waste contributed positively to the studied mechanical properties. In this way, it is expected to contribute to a better understanding of the behavior of this type of composite.
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