Dissertações/Teses

2024
Dissertações
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  • ADRIELE MÉRCIA ALVES SANTOS
  • AVALIAÇÃO DE REAGENTES ALTERNATIVOS NA FLOTAÇÃO ANIÔNICA DE MINÉRIO FOSFÁTICO UTILIZANDO PLANEJAMENTO FATORIAL

  • Orientador : NATAL JUNIO PIRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUCAS CAIXETA GONTIJO
  • LEANDRO HENRIQUE SANTOS
  • MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • NATAL JUNIO PIRES
  • Data: 05/02/2024
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  • Sendo o minério fosfático o principal componente para produção de fertilizantes fosfatados, o mesmo apresenta como mineral minério a apatita, onde é acompanhado por minerais de ganga, como os carbonatos. Para a produção de fertilizantes, o minério fosfático é submetido a etapas unitárias dentro do tratamento de minérios, dentre elas, a concentração, para que o concentrado fosfático seja formado. Dentre os principais métodos de concentração deste minério, está a flotação. Contudo, algumas tipologias de minério fosfático apresentam dificuldade de flotação devido, principalmente à similaridade entre a apatita, dolomita e calcita. Diante disso, são realizados vários estudos que procuram encontrar rotas, seja analisando reagentes, seja analisando outras variáveis de flotação para obter uma operação eficiente, e assim produzir um concentrado fosfático adequado. Dentro desse contexto, esse trabalho tem como objetivo avaliar alguns reagentes de flotação, bem como outras variáveis, através do planejamento fatorial fracionado e completo, finalizando com a obtenção de uma superfície de resposta. Para isso, a amostra mineral, que se apresentava pré-preparada, foi peneirada em uma peneira de 20#, e posteriormente em 65#, deslamada, realizada sua analise granulométrica como peneiramento à úmido e picnometria.  Após essa etapa inicial, será realizado ensaios de flotação baseados no planejamento fatorial fracionado 24-1, a fim de realizar uma avaliação quantitativa à cerca das variáveis selecionadas para o estudo (tipo de coletor, dosagem de coletor, dosagem de depressor e pH). Com esses ensaios, será realizado a análise química e estatística, conduzindo assim a segunda fase de ensaios. Essa fase constitui também em ensaios de flotação baseados no planejamento fatorial completo, analisando qualitativamente e quantitativamente as variáveis selecionadas na análise estatística da 1a fase. Posteriormente, será realizado a análise química e estatística dos resultados obtidos, prosseguindo para a obtenção da superfície de resposta. Com essas etapas de flotação, pretende-se obter as variáveis que realmente influenciam no processo de flotação, avaliando suas condições de dosagem ótima, além de avaliar o pH ideal para isso, e assim produzir um concentrado fosfático com teor de fosfato, além de outras relações, dentro dos parâmetros industriais.


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  • Since phosphate ore is the main component for the production of phosphate fertilizers, it has apatite
     as a mineral ore, where it is accompanied by gangue minerals, such as carbonates. 
    For the production of fertilizers, the phosphate ore is subjected to unit steps within 
    the treatment of minerals, including concentration, so that the phosphate concentrate 
    is formed. Among the main methods of concentration of this ore is flotation. 
    However, some types of phosphate ore present difficulties in flotation, mainly 
    due to the similarity between apatite, dolomite and calcite. In view of this, several 
    studies are carried out that seek to find routes, either by analyzing reagents or by 
    analyzing other flotation variables to obtain an efficient operation, and thus produce 
    an adequate phosphate concentrate. Within this context, this work aims to evaluate 
    some flotation reagents, as well as other variables, through fractional and complete 
    factorial design, ending with obtaining a response surface. For this, the mineral sample, 
    which was pre-prepared, was sieved through a 20# sieve, and subsequently through
     a 65# sieve, deslimed, and its granulometric analysis carried out with wet
     sieving and pycnometry. After this initial stage, flotation tests will be carried out
     based on the 24-1 fractional factorial design, in order to carry out a quantitative 
    evaluation about the variables selected for the study (type of collector, collector dosage,
     depressant dosage and pH). With these tests, the chemical and statistical analysis 
    will be carried out, thus conducting the second phase of tests. This phase also consists 
    of flotation tests based on the complete factorial design, qualitatively and quantitatively
     analyzing the variables selected in the statistical analysis of the 1st phase. Subsequently, 
    the chemical and statistical analysis of the results obtained will be carried out, 
    proceeding to obtain the response surface. With these flotation steps, it is intended
     to obtain the variables that really influence the flotation process, evaluating its 
    optimal dosing conditions, in addition to evaluating the ideal pH for this, and thus
     producing a phosphate concentrate with phosphate content, in addition to other 
    relationships, within industrial parameters. 
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  • GILBERTO XAVIER JÚNIOR
  • EQUIVALÊNCIA DO PROTOCOLO DE REJEITOS DO TOWARDS SUSTAINABLEMINING EM RELAÇÃO AO GISTM E A NORMA ISO 14001:2015

  • Orientador : ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
  • ALLAN ERLIKHMAN MEDEIROS SANTOS
  • JOSIMAR DOS REIS DE SOUZA
  • Data: 05/02/2024
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  • A atividade mineradora, de significativa relevância econômica em diversos países, tem suscitado consideráveis impactos ambientais, notadamente na esfera da geração e gestão de rejeitos. Dentro desse cenário, o programa canadense Towards Sustainable Mining (TSM), o Global Industry Standard on Tailings Management (GISTM) e a norma ISO 14001:2015 têm emergido como instrumentos adotados por empresas do setor para elevar os padrões de gestão ambiental em suas operações. Contudo, a implementação independente dessas normas é uma prática comum, resultando em lacunas na gestão ambiental. Este trabalho propõe uma abordagem visando a integração do Protocolo de Rejeitos do TSM, GISTM e ISO 14001 em projetos de mineração, com o propósito de aprimorar a gestão ambiental e mitigar impactos negativos. A metodologia empregada envolveu um comparativo de equivalência entre os critérios do checklist do Protocolo de Rejeitos do TSM em relação ao GISTM e à norma ISO 14001:2015. Os objetivos delineados ao longo deste estudo foram atingidos com sucesso, evidenciando uma notável equivalência entre os requisitos e critérios do TSM, GISTM e ISO 14001:2015. Essa equivalência não apenas valida a viabilidade de uma abordagem integrada, mas também aponta para uma oportunidade estratégica, permitindo que as organizações otimizem seus esforços na implementação e manutenção desses sistemas.


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  • Mining activity, of significant economic importance in various countries, has raised substantial environmental concerns, particularly in the realm of waste generation and management. Within this context, the Canadian program Towards Sustainable Mining (TSM), the Global Industry Standard on Tailings Management (GISTM), and the ISO 14001:2015 standard have emerged as tools adopted by mining companies to elevate environmental management standards in their operations. However, the independent implementation of these standards is a common practice, resulting in gaps in environmental management. This work proposes an approach aiming at the integration of the TSM, GISTM, and ISO 14001 Tailings Management Protocol in mining projects, with the purpose of enhancing environmental management and mitigating negative impacts. The methodology employed involved a comparative analysis of equivalence between the criteria of the TSM Tailings Management Protocol checklist in relation to the GISTM and ISO 14001:2015. The objectives outlined throughout this study were successfully achieved, revealing a significant equivalence between the requirements and criteria of TSM, GISTM, and ISO 14001:2015. This equivalence not only validates the feasibility of an integrated approach but also points to a strategic opportunity, allowing organizations to optimize their efforts in the implementation and maintenance of these systems.

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  • ISADORA FERREIRA
  • ESTUDO DA UTILIZAÇÃO DOS INSUMOS NO PROCESSO DE PELOTIZAÇÃO DO MINÉRIO DE FERRO

  • Orientador : FABIO DE SAO JOSE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
  • DANIEL GERALDO DA CRUZ
  • FABIO DE SAO JOSE
  • Data: 29/02/2024
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  • A pelotização é o principal processo de aglomeração de finos de minério de ferro, porém com a redução das reservas de minérios de ferro de alta qualidade, crescente geração de ultrafinos e a necessidade de aumentar a produtividade exoge constate atualização e busca por melhorias de processo. Assim, o projeto teve como principal propósito investigar a influência de insumos na pelotização do minério de ferro, além de articular uso dos insumos, análise de teor, concentração de óxidos, resistência e umidade das pelotas finais. Nesse sentido, esperou-se com a pesquisa, a otimização da aglomeração com os insumos escolhidos, buscando os melhores resultados, por meio de comparação de acordo com cada teste realizado. Para tanto, foram utilizadas amostras de pellet feed (dividida em lotes 1, 2 e 3) proveniente da empresa Herculano Mineração, Itabirito-MG, bentonita, calcário calcítico, calcário dolomítico e coque disponibilizados pela empresa Vallourec, Nova Lima-MG. Quanto a ensaios, foram realizadas caracterização química e granulométrica das amostras, ensaios de bancada no laboratório de tratamento de minério da PUC/MG Coração Eucarístico, o processo de pelotização foi realizado em um prato pelotizador da marca CDC, determinação de umidade de pelotas e teste de queda para determinar a resistência mecânica a queda. As amostras de pellet feed possuem em média um teor de ferro de aproximadamente 64%, Os lotes atingiram percentuais de PCC próximos do alvo de 3,56%; 3,84%; 4,19%, respectivamente, e granulometria 100% abaixo de 150 μm. Já o produto, as pelotas cruas, apresentaram umidade de 8%, um valor médio de de resistência à queda de 1,18 ± 0,06 kgf/pelota (2 quedas até a fissura). As pelotas do lote 1, utilizando o calcário calcítico, passaram a ter um maior percentual de CaO, aumento do percentual de Fe e teor de Fe₂O₃ de aproximadamente 93%, esse mesmo lote foi o que melhor interagiu com o aglomerante. Em relação à basicidade, os lotes 1 e 2 obtiveram um índice entre 0,06 e 0,08, ou seja, consideradas ácidas, e no lote três, por utilizar os dois fundentes juntos, teve um aumento no concentração de óxido de cálcio, e atingiu o percentual de 0,19% consideradas pelotas de baixa basicidade, todas são utilizadas na redução direta para produção de ferro esponja.


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  • Pelletizing is the main process for agglomerating iron ore fines, but with the reduction in reserves of high quality iron ore, the growing generation of ultrafines and the need to increase productivity, there is a need for constant updating and the search for process improvements. Thus, the main purpose of the project was to investigate the influence of inputs on the pelletization of iron ore, in addition to combining the use of inputs, analysis of content, oxide concentration, strength and moisture of the final pellets. The aim of the research was to optimize agglomeration with the chosen inputs, seeking the best results by comparing them according to each test carried out. To this end, samples of pellet feed (divided into lots 1, 2 and 3) from the company Herculano Mineração, Itabirito-MG, bentonite, calcitic limestone, dolomitic limestone and coke made available by the company Vallourec, Nova Lima-MG, were used. As for the tests, the samples were chemically and granulometrically characterized, bench tests were carried out in the ore treatment laboratory at PUC/MG Coração Eucarístico, the pelletizing process was carried out on a CDC pelletizing plate, the pellet moisture content was determined and a drop test was carried out to determine the mechanical resistance to dropping. The pellet feed samples have an average iron content of approximately 64%. The batches achieved PCC percentages close to the target of 3.56%; 3.84%; 4.19%, respectively, and 100% grain size below 150 μm. The product, the raw pellets, had a moisture content of 8% and an average drop resistance value of 1.18 ± 0.06 kgf/pellet (2 drops to crack). The pellets from batch 1, using calcitic limestone, had a higher percentage of CaO, an increase in the percentage of Fe and a Fe₂O₃ content of approximately 93%, and this batch was the one that interacted best with the binder. With regard to basicity, batches 1 and 2 obtained an index between 0.06 and 0.08, i.e. considered acidic, and batch three, because it used both fluxes together, had an increase in the concentration of calcium oxide, and reached a percentage of 0.19%, considered low basicity pellets, all of which are used in direct reduction for the production of sponge iron.

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  • CARLOS MURILO DA SILVA FILHO
  • AVALIAÇÃO DA PRODUTIVIDADE DO CIRCUITO DE FILTRAGEM DE REJEITOS

  • Orientador : MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FRANCISCO GREGIANIN TESTA
  • MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • NATAL JUNIO PIRES
  • Data: 29/02/2024
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  • As mineradoras têm buscado, cada dia mais, eliminar a disposição de rejeito em barragens devido aos grandes acidentes que aconteceram na última década. Uma das formas utilizadas, para atender esta demanda, tem sido a disposição do rejeito à seco, que ocorre após um detalhado processo de filtragem. Esta tecnologia, ajuda a manter a produtividade, a recirculação de água no processo e, também, realizar a disposição do rejeito de forma segura. Apesar da filtragem ser uma tecnologia conhecida, o domínio das variáveis de processo, para determinadas litologias, ainda não foi estabelecido, sendo necessários estudos detalhados e uma melhor compreensão. Uma forma de auxiliar a produtividade dos filtros, além das características dos meios filtrantes, é a utilização de auxiliares químicos de filtragem, que podem reduzir a umidade do rejeito a ser depositado, aumentando assim a recirculação de água de processo e aumento da taxa unitária de filtragem. Neste sentido, o presente trabalho visou alcançar os melhores resultados para atingir a umidade ótima e a maior taxa unitária de filtragem (massa seca/tempo/área de filtragem) possível, utilizando auxiliares químicos de filtragem e modelos diferentes de tecidos. Para concluir estes objetivos, testes de filtragem em bancada (Leaf Tests), com filtro a vácuo, foram performados utilizando água de processo, água comum, filtros de papel, tecidos e auxiliares químicos de filtragem, fornecidos por empresas atuantes na mineração nacional e internacional. Uma amostra de rejeito, proveniente da empresa AngloGold Ashanti, localizada na cidade de Crixás, no estado de Goiás, foi utilizada durante toda a pesquisa. Os testes foram realizados no laboratório de Tratamento de Minérios do CEFET – MG e a análise estatística dos resultados foi realizada utilizando o Minitab Statistical Software®. Os resultados alcançados, utilizando os reagentes e os tecidos, com os testes em bancada, foram satisfatórios, obtendo 13,7% de umidade (base úmida) no cake, atingindo a umidade ótima realizada pelo teste de compactação e uma TUF (taxa unitária de filtragem) média de 280 kg/h/m², acima da TUF alcançada pelos testes sem adição de reagentes. Separadamente, os testes de otimização com utilização do auxiliar de filtragem Floticor FA 18899, mostraram um ganho de 4% em produtividade, enquanto os testes de otimização com a utilização do tecido fabricado com 100% de poliamida, permeabilidade entre 84,9 e 135,9 m³/h e gramatura 348 g/cm² mostraram um ganho de 7,7% em produtividade. A utilização dos auxiliares químicos de filtragem e dos tecidos mostraram que é possível atingir a umidade ótima para escala industrial, bem como aumentar a taxa unitária de filtragem.


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  • Mining companies are increasingly seeking alternatives to tailings dams due to major accidents in the last decade. One of the ways used to meet this demand has been the dry disposal of the tailings, which occurs after a detailed filtration process. This technology helps to maintain productivity, water recirculation in the process and to dispose of the tailings safely. Although filtration is a known technology, the domain of process variables for certain lithologies has not yet been established, requiring detailed studies and a better understanding. One way to help the productivity of the filters, in addition to the characteristics of the filter clothes, is the use of chemical filtration assistants, which can reduce the tailings moisture to be deposited, thus increasing the recirculation of process water, and increasing the filtration rate. In this sense, the present work aimed to achieve the best results to achieve the optimal moisture and the highest possible filtration rate (dry mass/time/filtration area), using chemical filtration assistants and different filter clothes. To conclude these objectives, bench filtration tests (Leaf Tests), with vacuum filters, were performed using process water, common water, paper filters, filter clothes and chemical filtration assistants, supplied by companies operating in national and international mining. A tailings sample, from the company AngloGold Ashanti, located in the city of Crixás, in the state of Goiás, was used throughout the research. The tests were carried out at The Mineral Treatment Laboratory of CEFET – MG and the statistical analysis of the results was performed using Minitab Statistical Software®. The results achieved, using the reagents and filter clothes, with the bench tests, were satisfactory, obtaining 13.7% moisture (wet base) in the cake, reaching the optimal moisture performed by the compaction test and an average TUF (filtration rate) of 280 kg/h/m², above the TUF achieved by the tests without the addition of reagents. Separately, the optimization tests with the use of the reagent Flocticor FA 18899 showed a gain of 4% in productivity, while the optimization tests with the use of filter cloth made with 100% polyamide, permeability between 84.9 and 135.9 m³/h and grammage of 348 g/cm² showed a gain of 7.7% in productivity. The use of chemical filtration assistants and filter clothes has demonstrated the feasibility of achieving optimal moisture levels on an industrial scale while also increasing the filtration rate. 

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  • MAYARA BRUNO DA CUNHA
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    TESTE DE CAMINHÃO AUTÔNOMO EM UMA MINA A CÉU ABERTO


     

     
  • Orientador : MARCELIO PRADO FONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MICHEL MELO OLIVEIRA
  • MARCELIO PRADO FONTES
  • GERALDO DUTRA NETO
  • Data: 11/03/2024
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  • Para acompanhar o crescimento do setor, a transformação e os desafios de mercado que estão surgindo, a mineração vem adotando cada vez mais a automação. Como ferramenta para uma maior segurança e produtividade em suas operações o transporte autônomo tem se mostrado uma boa alternativa. Embora os caminhões autônomos já estejam em operação em algumas minas no Brasil, a aquisição de uma frota autônoma ainda requer grande investimento, para isso uma decisão de aquisição requer anteriormente uma validação operacional. Esta validação pode ocorrer através de testes em campo, de forma a criar evidências técnicas para uma tomada de decisão segura acerca da mudança, analisando a viabilidade de aplicação da tecnologia ou produto na realidade operacional de cada mina. Este trabalho teve como foco a realização roteirizada e padronizada de teste de caminhões autônomos em uma mina a céu aberto, mapeando e implementando parâmetros de monitoramento e indicadores de performance, bem como a infraestrutura necessária para execução do teste. Através do direcionamento do fluxograma de processos gerado foi possível mapear os indicadores necessários para o teste, eliminando oito paradas operacionais desnecessárias e a criação de oito novos indicadores cruciais para medir o desempenho do AHS (Autonomous Haulage System) Foi possível identificar que a tecnologia apresentada ainda precisa de melhorias nas ferramentas de coleta de dados, para que estes possam munir o estudo de viabilidade econômica de um AHS. Desenvolveu-se importantes reflexões em relação aos desafios operacionais e de infraestrutura envolvidos na implantação de uma área autônoma, sendo a comunicação de rede um ponto crucial. O projeto também trouxe ganhos em relação a maturidade da equipe em relação ao transporte autônomo


     

     

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  • To keep up with the growth of the sector, the transformation and market challenges that are emerging, mining has increasingly adopted automation as a safety and productivity factor in its operations, where autonomous transport has proven to be a good alternative. Although autonomous trucks are already in operation in some mines in Brazil, the acquisition of an autonomous fleet still requires a large investment, so an acquisition decision requires prior operational validation, through field tests, in order to create technical evidence for safe decision-making about the change, analyzing the feasibility of applying the technology or product in the operational reality of each mine. This work focused on carrying out a scripted and standardized validation test for autonomous trucks in an open pit mine, mapping and implementing monitoring parameters and performance indicators, as well as the infrastructure necessary to carry out the test. By directing the process flowchart generated, it was possible to map the indicators necessary to validate, eliminating eight unnecessary operational stops in the test and creating eight new crucial indicators to measure AHS (Autonomous Haulage System) performance. It was possible to identify that the technology presented still needs improvements in data collection tools, so that they can support the economic feasibility study of an AHS. Important reflections were developed regarding the operational and infrastructure challenges involved in the implementation of an autonomous area, with network communication being a crucial point. The project also brought gains in terms of the team's maturity in relation to autonomous transport.

     
2023
Dissertações
1
  • ALESSANDRO FIDELIS DOS SANTOS
  • ANÁLISE BIDIMENSIONAL E TRIDIMENSIONAL DE ESTABILIDADE GEOTÉCNICA DE CAVA DE MINERAÇÃO

     
     
  • Orientador : THIAGO BOMJARDIM PORTO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • THIAGO BOMJARDIM PORTO
  • MARCELIO PRADO FONTES
  • HILDOR JOSE SEER
  • THIAGO CRUZ BRETAS
  • LUMA ALVARENGA CARVALHO DE VASCONCELOS
  • Data: 28/02/2023
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  • As análises de estabilidade de taludes comumente utilizadas na prática da engenharia geotécnica são bidimensionais. Porém, a avaliação tridimensional tende a ser mais “rigorosa”, devido a consideração da forma geométrica 3D da superfície de ruptura, representando, portanto, a condição real mais provável de ocorrer em campo. No entanto, o sucesso de uma análise numérica de estabilidade geotécnica de talude depende da disponibilidade e qualidade de dados de entrada no modelo, não se limitando a: topografia original do terreno, nível da água, geometria final do talude georreferenciada, parâmetros geológios-geotécnicos, dentre outros. Quanto mais sofisticado é uma análise numérica, mais dados de entrada são exigidos ao engenheiro e o tempo de processamento computacional é maior. O uso de dados imprecisos ou superficialmente estimados podem desencadear resultados ruins, não validando o resultado obtido na análise de estabilidade. O estudo de caso deste trabalho é uma mina a céu aberto situada dentro do Complexo Mineral de Patrocínio-MG, que iniciou suas atividades em 2017. Trata-se de depósito econômico de fosfato que ocorre na área central de Salitre I. O projeto foi inicialmente concebido para ter uma vida útil de 85 anos, com uma previsão final de produção de 950 milhões de toneladas ROM (Run of Mine). O perímetro da cava final está previsto para ter 7,6 km e a altura máxima da cava é na ordem de 300 metros, valores estes revisados anualmente pela equipe de geologia e planejamento de lavra da mineradora. Para setorização do trecho crítico do talude da cava desta pesquisa, utilizou-se a ferramenta de busca automática do Software Slide3 da empresa Rocscience. O método de estabilidade adotado para a presente pesquisa foi o Método do Equilíbrio Limite Geral proposto por Morgenstern e Price em 1965 para problemas bidimensionais com lamelas de 1 metro de espessura, posteriormente adaptado para problemas tridimensionais, onde as lamelas 2D foram substituidas por colunas 3D, generalizando, assim, sua utilização. Os resultados preliminares desta pesquisa mostram similaridades nos valores do FS obtidos em análises 2D e 3D, sendo as análises bidimensionais mais conservadoras, justificando assim, seu uso no dia a dia de projetos geotécnicos.

     
     

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  • The stability analyses of slope commonly used in the practice of geotechnical engineering are two-dimensional. However, the three-dimensional evaluation tends to be more "rigorous", due to the consideration of the 3D geometric shape of the rupture surface, thus representing the actual condition most likely to occur in the field. However, the success of a numerical analysis of geotechnical stability of slope depends on the availability and quality of input data in the model, not limited to: original topography of the terrain, water level, final geometry of the georeferenced slope, geological parameters cos-geotechnical, among others.  The more sophisticated a numerical analysis is, the more input data is required of the engineer and computational processing time is longer. The use of inaccurate or superficially estimated data can trigger poor results, not validating the result obtained in the stability analysis. The case study of this work is an open pit mine located within the Mineral Complex of Patrocínio-MG, which began its activities in 2017.  This is an economical phosphate deposit that occurs in the central area of Saltpeter I. The project was initially designed to have a useful life of 85 years, with a final production forecast of 950 million tons ROM (Run of Mine). The perimeter of the final pit is expected to be 7.6 km and the maximum height of the pit is in the order of 300 meters, values that are reviewed annually by the mining team's geology and mining planning team. For sectorization of the critical stretch of the pit of this research, the automatic search tool of the Slide3 Software company Rocscience was used. The stability method adopted for the present research was the Limit Equilibrium Method (LEM) proposed by Morgenstern and Price in 1965 for two-dimensional problems with 1-meter-thick lamellae, later adapted to three-dimensional problems, where 2D lamellae were replaced by 3D columns, thus generalizing their use. The preliminary results of this research show similarities in the Values of SF obtained in 2D and 3D analyses, and the two-dimensional analyses are more conservative, thus justifying their daily use of geotechnical projects.

     
     
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  • DANIELLE FERREIRA MAGALHÃES
  • ANÁLISE DE ESTABILIDADE GEOTÉCNICA DE PILHA DE FOSFOGESSO

  • Orientador : THIAGO BOMJARDIM PORTO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALLAN ERLIKHMAN MEDEIROS SANTOS
  • HILDOR JOSE SEER
  • TEREZINHA DE JESUS ESPOSITO BARBOSA
  • THIAGO BOMJARDIM PORTO
  • Data: 28/02/2023
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  • O presente trabalho tem como objetivo analisar a estabilidade geotécnica de uma pilha de fosfogesso localizada no Estado de Minas Gerais, utilizando-se dados geológico-geotécnicos obtidos através de investigações de laboratório e de campo, bem como informações obtidas através de instrumentos de monitoramento da respectiva estrutura geotécnica, destacando-se: marcos superficiais, piezometros, indicadores de nível de água (INA), outlets, dentre outros. Deste modo, é possível observar os deslocamentos, subpressão, nível freático, vazões de percolação, deformações do maciço, níveis de tensões insitu e coeficiente de permeabilidade, possibilitando, assim, avaliar se a análise de estabilidade geotécnica deve ser feita em termos de tensões totais (parâmetros não drenados) ou em termos de tensões efetivas (parâmetros drenados). A campanha de investigação de campo é formada por ensaios SPT, CPT, CPTu e ensaios de permeabilidade. Os ensaios de laboratório convencionais utilizados foram: granulometria, massa específica real dos grãos, massa específica natural, índice de vazios máximos e mínimos, limites de consistencia (Atterberg), teor de umidade e compressão simples. Os ensaios de laboratório especiais utilizados foram: adensamento, cisalhamento direto (saturado e não saturado) e ensaios triaxiais (CD e CU). O estudo de caso deste trabalho iniciou suas atividades em 1979. O projeto foi inicialmente concebido para ter 85 metros. Atualmente o trecho mais alto da pilha já possui cerca de 85 metros de altura e uma área estimada de 160 hectares, valores estes revisados anualmente pela equipe de projetos da mineradora. Para setorização do trecho crítico do talude da pilha desta pesquisa, utilizou-se a seção transversal mais íngreme e com parâmetros geotécnicos conservadores. O método de estabilidade adotado para a presente pesquisa foi o Método do Equilíbrio Limite Geral proposto por Morgenstern e Price. A escolha do mesmo, deve-se ao seu rigor físico-matemático que possibilita fazer uma análise em termos de equilíbrio de forças e momentos concomitantemente. Discute-se neste trabalho também a magnitude dos parâmetros geotécnicos (coesão, angulo de atrito, peso específico e coeficiente de permeabilidade) obtidos nas bases de dados pesquisadas. Para tanto, uma análise sensibilistica dos mesmo será realizada, apresentando seus valores mais prováveis. A escolha referente ao tema deste trabalho foi motivada pela busca do entedimento do comportamento de uma estrutura geotécnica única no Brasil que até então era classificada pelo orgãos fiscalizadores como barragem, e recentemente reclassificada como empilhamento drenado.


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  • The present work aims to analyze the geotechnical stability of a phosphogypsum stack located in the State of Minas Gerais, using geological-geotechnical data obtained through laboratory and field investigations, as well as information obtained through monitoring instruments of the respective geotechnical structure, highlighting: surface landmarks, piezometers, water level indicators, outlets, among others. In this way, it is possible to observe the displacements, underpressure, water table, seepage flows, deformations of the massif, levels of insitu stresses and permeability coefficient, thus making it possible to assess whether the analysis of geotechnical stability should be done in terms of total stresses (undrained parameters) or in terms of effective stresses (drained parameters). The field investigation campaign consists of SPT, CPT, CPTu tests and permeability tests. The conventional laboratory tests used were: granulometry, real grain density, natural density, maximum and minimum void index, consistency limits (Atterberg), moisture content and simple compression. The special laboratory tests used were: consolidation, direct shear (saturated and unsaturated) and triaxial tests (CD and CU). The case study of this work started its activities in 1979. The project was initially conceived to have 85 meters. Currently, the highest section of the stack is already about 85 meters high and has an estimated area of 160 hectares, values that are reviewed annually by the mining company's project team. For the sectorization of the critical section of the slope of the stack in this research, the steepest cross-section was used, with conservative geotechnical parameters. The stability method adopted for the present research was the General Limit Equilibrium Method proposed by Morgenstern and Price. Its choice is due to its physical-mathematical rigor that makes it possible to carry out an analysis in terms of balance of forces and moments at the same time. This work also discusses the magnitude of the geotechnical parameters (cohesion, friction angle, specific weight and permeability coefficient) obtained in the researched databases. Therefore, a sensibilistic analysis will be carried out, presenting their most probable values. The choice regarding the theme of this work was motivated by the search for an understanding of the behavior of a unique geotechnical structure in Brazil that until then was classified by the supervisory bodies as a dam, and recently reclassified as a drained stack.

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  • GUILHERME SILVA
  • DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DE UMA PROPOSTA METODOLÓGICA DE REQUISITOS OBJETIVOS PARA A AVALIAÇÃO DO PLANO DE AÇÃO DE EMERGÊNCIA PARA BARRAGENS DE MINERAÇÃO

  • Orientador : THIAGO BOMJARDIM PORTO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
  • LUCAS SAMUEL SANTOS BRASIL
  • TEREZINHA DE JESUS ESPOSITO BARBOSA
  • THIAGO BOMJARDIM PORTO
  • Data: 10/03/2023
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  • Em virtude dos acidentes em grande proporção ocorridos em Minas Gerais envolvendo barragens para acumulação de rejeitos de mineração, Mariana (2015) e Brumadinho (2019) respectivamente, por meio de instrumentos legais, o estado têm buscado um nível de maturidade no que tange a gestão de barragens objetivando erradicar acidentes dessas proporções. Assim sendo, atualmente, a obtenção ou renovação de licenças de instalação e operação, no estado de Minas, está ligada à uma aprovação formal do órgão competente do PAEBM. Muitos requisitos foram publicados para nortear a elaboração, análise e aprovação deste documento extenso e complexo. A avaliação com precisão e imparcialidade dos documentos no estado é, portanto, um desafio imensurável, haja vista o número de informações geradas e as diversas áreas que permeiam o objetivo do PAEBM em atendimento à Política Estadual de Segurança de Barragens. Este trabalho tem o objetivo de apresentar diretrizes que possibilitem auxiliar tecnicamente os órgãos de controle na análise de Planos de Ação de Emergência para Barragens de Mineração (“PAEBM”) em conformidade com a Resolução nº 95, de 7 de fevereiro de 2022, que consolida os atos normativos que dispõem sobre segurança de barragens de mineração, bem como, outras complementares e específicas, como a Política Estadual de Segurança Barragens - Lei. 23.291 de 25 de fevereiro de 2019. Para tanto, pretende-se desenvolver e aplicar metodologia desenvolvida na pesquisa em um estudo de caso real de uma barragem localizada no Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais, apontado as oportunidades de melhorias.


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  • Due to the large proportion of accidents that occurred in Minas Gerais involving dams for the accumulation of mining tailings, Mariana (2015) and Brumadinho (2019) respectively, through legal instruments, the state has sought a level of maturity in terms of management of dams with the aim of eradicating accidents of these proportions. Therefore, currently, obtaining or renewing installation and operation licenses in the state of Minas is linked to formal approval by the competent PAEBM body. Many requirements have been published to guide the preparation, review and approval of this extensive and complex document. The accurate and impartial evaluation of documents in the state is, therefore, an immeasurable challenge, given the amount of information generated and the various areas that permeate the objective of the PAEBM in compliance with the State Policy on Dam Safety. This work aims to present guidelines that make it possible to technically assist the control bodies in the analysis of Emergency Action Plans for Mining Dams ("PAEBM") in accordance with Resolution No. 95, of February 7, 2022, which consolidates the normative acts that provide for the safety of mining dams, as well as other complementary and specific ones, such as the State Policy on Dam Safety - Law. 23,291 of February 25, 2019. To this end, it is intended to develop and apply methodology developed in the research in a real case study of a dam located in the Iron Quadrangle of Minas Gerais, pointing out opportunities for improvement.

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  • MARLOS ELIAS BORGES
  • MODELAGEM GEOLÓGICO-GEOFÍSICA DA ANOMALIA MAGNÉTICA DE PRATINHA I E SUAS IMPLICAÇÕES


  • Orientador : HILDOR JOSE SEER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
  • ALLAN ERLIKHMAN MEDEIROS SANTOS
  • HILDOR JOSE SEER
  • PAULO ROBERTO ANTUNES ARANHA
  • Data: 18/05/2023
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  • A Província Ígnea do Alto Paranaíba (PIAP) é uma região do sudeste do Brasil onde ocorre um conjunto de estruturas circulares alinhadas que resultaram de magmatismo alcalino ocorrido no Cretáceo Superior. Os processos intrusivos modificaram a geometria das estruturas rúpteis e dúcteis impressas nas rochas da Faixa Brasília desde tempos pré-cretáceos. A PIAP possui intrusões alcalino-carbonatíticas que se caracterizam pela presença de anomalias magnéticas associadas. A anomalia magnética de Pratinha, foco desta dissertação, é uma destas intrusões alcalinas, que apresenta uma anomalia magnética tripolar de cerca de 50 Km de diâmetro e que não possui um corpo ígneo aflorante. Deste modo, a melhor forma de abordar esta anomalia e compreender sua origem e dimensão é através de métodos indiretos, como a geofísica, e por meio de observação direta de afloramentos, através da geologia estrutural. O estudo da geologia estrutural tenta entender como, ou se, a intrusão causou alterações na geometria de estruturas rúpteis e dúcteis nas proximidades da intrusão, mesmo esta se localizando em profundidade, além de poder servir de base para futuros trabalhos, caso o corpo venha a ser explorado. O estudo da geologia estrutural envolveu a utilização de modelo digital de elevação e imagens de satélite para a coleta de dados de fraturamento rúptil regional e foi complementado com trabalho de campo para coleta de dados de deformação rúptil e dúctil próximos da anomalia. O estudo geofísico utiliza inversão de dados magnéticos para determinar a profundidade assim como a dimensão da intrusão. Três modelos de inversão foram gerados variando o tamanho de célula com dimensões de 1000x1000 m, 500x500 m e 250x250 m. A primeira inversão retornou 2 corpos como responsáveis pela anomalia, seus topos estariam a 1400 metros abaixo da superfície e seu volume seria de cerca de 253 Km³. Os outros modelos, por sua vez, retornaram um único corpo responsável pela anomalia a cerca 2 Km da superfície e possuindo volume de aproximadamente 700 Km³.


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  • The Alto Paranaíba Igneous Province (APIP) is a region in southeastern Brazil where a set of aligned circular structures occurs that resulted from alkaline magmatism that occurred in the Upper Cretaceous. Intrusive processes have modified the geometry of brittle and ductile structures imprinted on the rocks of the Brasília Belt since pre-Cretaceous times. APIP has alkaline-carbonatite intrusions that are characterized by the presence of associated magnetic anomalies. The Pratinha magnetic anomaly, the focus of this dissertation, is one of these alkaline intrusions, which presents a tripolar magnetic anomaly of about 50 km in diameter and which does not have an outcropping igneous body. Thus, the best way to approach this anomaly and understand its origin and dimension is through indirect methods, such as geophysics, direct observation of outcrops, through structural geology. The study of structural geology tries to understand how, or if, the intrusion caused changes in the geometry of brittle and ductile structures in the vicinity of the intrusion, even if it is located in depth, in addition to being able to serve as a basis for future work, in case the body comes to be explored. The structural geology study involved the use of digital elevation model and satellite images to collect regional brittle fracturing and foliation ductile data and was complemented with fieldwork to collect brittle deformation data close to the anomaly. The geophysical study uses magnetic data inversion to determine the depth as well as the size of the intrusion. Three inversion models were generated varying the cell size with dimensions of 1000x1000 m, 500x500 m and 250x250 m. The first inversion returned 2 bodies as responsible for the anomaly, their tops would be 1400 meters below the surface and their volume would be about 253 Km³. The other models, in turn, returned a single body responsible for the anomaly about 2 km from the surface and having a volume of approximately 700 km³.

     

     

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  • LUIZ GUSTAVO MORAES DE MACÊDO
  • DESEMPENHO DE CORTINAS DE TURBIDEZ EM SISTEMA DE DRENAGEM PLUVIAL APLICADAS EM PILHAS DE ESTÉRIL

     

     
     
     
  • Orientador : MARIA DAS GRAÇAS GARDONI ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARIA DAS GRAÇAS GARDONI ALMEIDA
  • HERSILIA DE ANDRADE E SANTOS
  • ENNIO MARQUES PALMEIRA
  • KARLA CRISTINA ARAUJO PIMENTEL MAIA
  • Data: 04/08/2023
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    Nos empreendimentos de mineração as águas pluviais são direcionadas para os corpos hídricos mais próximos, buscando evitar acúmulo e infiltração de água nas estruturas minerárias. No entanto, pouca atenção é dada à minimização da turbidez no efluente gerado, com a utilização de estruturas de barramentos à jusante para estabilizar e clarificar este efluente. Contudo, tendo em vista os desastres ambientais ocorridos nos últimos anos, os órgãos ambientais vêm impondo restrições severas para a criação de novas estruturas. Com isto a mineração tem buscado outras tecnologias na tentativa de solucionar o problema da elevada turbidez dos rios por sedimentos finos. Dessa forma, o conceito das cortinas de turbidez (floating silt curtain) e a avaliação do seu desempenho por meio de experimentos em estrutura de contenção de sedimentos suscetível a picos de vazão de grande escala, vem sendo aplicados. O presente trabalho consiste na avaliação do desempenho de cortinas de turbidez aplicadas em sistema de drenagem de depósito de estéril de uma mineração de rocha fosfática no Alto Paranaíba, que não dispõe de uma estrutura de barramento que promova a clarificação de forma efetiva do efluente pluvial. Os primeiros dados coletados demonstraram uma eficácia acima do esperado com eficiência de 92.19% para a estrutura vertendo com presença de fluxo hídrico constante (ambiente lótico), e 60.83% sem aporte hídrico e com água relativamente parada (ambiente lêntico), não apresentando nenhuma avaria face as chuvas torrenciais que caíram na região. Nos meses subsequentes foi evidenciado uma redução significativa da eficiência das cortinas em função da geometria de instalação adotada, períodos curtos de estiagem e alteração do regime hídrico, favorecendo a geração de fluxo reverso no interior do ponde degradando a eficiência do sistema.

     

     
     
     

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  • In mining, it is common to direct rainwater to the nearest water bodies, seeking to avoid accumulation and infiltration of water in mining structures. However, little is discussed about the minimization of turbidity in the generated effluent because is usual are dams downstream of structures, which stabilize and clarify this effluent. Because the environmental disasters have occurred in recent years, the environmental agencies have been imposing severe restrictions on the creation of new structures. With this, mining has sought other technologies for this purpose to solve the problem of high turbidity of rivers by fine sediments. Thus, it is necessary to import the concept of floating silt curtains to mining and evaluate the performance of these curtains through an experiment in a real structure to sediment containment, susceptible to flow peaks. The present work consists in the evaluation of the performance of turbidity curtains applied in a drainage system of a waste rock deposit of a phosphate rock mining in Alto Paranaíba, which does not have a dam structure that promotes the clarification of the rain effluent in an effective way. The first data collected showed effectiveness above the expected with 92.19% efficiency for the pouring structure (constant flow in lotic environment) and 60.83% with the structure in a lentic environment condition, without damage due to torrential rains. In the following months, a significant reduction in the efficiency of the curtains was evidenced due to the installation geometry adopted, short periods of drought and alteration of the water regime, favoring the generation of reverse flow inside the pond, degrading the efficiency of the system.


     
     
     
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  • LUCAS ANDRADE E SOUZA
  • AVALIAÇÃO GEOTÉCNICA DA ESTABILIDADE DE UMA BARRAGEM DE REJEITOS POR MÉTODOS PROBABILÍSTICOS E DETERMINÍSTICOS

  • Orientador : THIAGO BOMJARDIM PORTO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALBERTO DE SAMPAIO FERRAZ JARDIM SAYÃO
  • ANDREA NASCIMENTO VECCI
  • ARMANDO BELATO PEREIRA
  • GUILHERME PEREIRA PINTO
  • LAYS CRISTINA BARCELOS DE SOUZA D'HYPPOLITO
  • THIAGO BOMJARDIM PORTO
  • Data: 15/08/2023
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  • A análise de estabilidade tem como objetivo verificar a possibilidade de ocorrência de ruptura do maciço em um talude artificial ou natural. A análise é realizada por meio da comparação entre as tensões cisalhantes mobilizadas e a resistência ao cisalhamento ao longo de uma superfície potencial de ruptura, a partir de vários cenários de projeto. A abordagem determinística utiliza uma estimativa para cada parâmetro de entrada, porém, constata-se que, na natureza, as propriedades dos materiais tendem a ser heterogêneas. Frente a esta heterogeneidade, oscilações podem ocorrer nos valores adotados para os parâmetros geotécnicos. A incorporação de métodos probabilísticos se torna uma importante ferramenta para lidar com os riscos inerentes às obras geotécnicas, posto que incorporam a variabilidade dos parâmetros dos projetos, baseando-se nas distribuições estatísticas que consideram a frequência de ocorrências de dados e possibilitam calcular a Probabilidade de Ruptura (PR) e o Índice de Confiabilidade (β) das es ruturas. Esta pesquisa pretende reavaliar a segurança de uma barragem de rejeitos que rompeu em 2019 no quadrilátero ferrífero de Minas Gerais, com o uso de análises determinísticas e probabilísticas. As análises de estabilidade foram realizadas por dois métodos determinísticos (Morgenstern-Price e Spencer) e probabilísticos (FOSM e Monte Carlo). Os resultados indicam que a posição da linha freática influencia significativamente nos valores de PR e β. A escolha da superfície de ruptura é de extrema importância para o cálculo do Fator de Segurança. Nessa pesquisa, a superfície não circular foi mais crítica do que a circular para os dois métodos probabilísticos considerados. O método FOSM apresentou respostas mais conservadoras quando comparado ao de Monte Carlo, independentemente da posição do nível d’água no interior da barragem.


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  • The stability analysis aims to verify the possibility of failure of the massif in an artificial or natural slope. The analysis is performed by comparing mobilized shear stresses and shear strength along a potential failure surface, from various design scenarios. The deterministic approach uses an estimate for each input parameter, however, it appears that, in nature, the properties of materials tend to be heterogeneous. Faced with this heterogeneity, oscillations may occur in the values adopted for the geotechnical parameters. The incorporation of probabilistic methods becomes an important tool to deal with the risks inherent to geotechnical works, since they incorporate the variability of project parameters, based on statistical distributions that consider the frequency of data occurrences and make it possible to calculate the probability of Rupture (PR) and the Reliability Index (β) of the structures. This research intends to reassess the safety of a tailings dam that broke in 2019 in the Iron Quadrangle of Minas Gerais, using deterministic and probabilistic analyses. Stability analyzes were performed using two deterministic (Morgenstern-Price and Spencer) and probabilistic (FOSM and Monte Carlo) methods. The results indicate that the position of the water table significantly influences the PR and β values. The choice of rupture surface is extremely important for calculating the Factor of Safety. In this research, the non-circular surface was more critical than the circular one for the two probabilistic methods considered. The FOSM method presented more conservative responses when compared to Monte Carlo, regardless of the position of the water level inside the dam.

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  • FELICIO DE FREITAS SIMÕES
  • AVALIAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE APATITA UTILIZANDO ETAPAS DE FLOTAÇÃO E SEPARAÇÃO MAGNÉTICA DE ALTO CAMPO

     

  • Orientador : MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FRANCISCO GREGIANIN TESTA
  • LEANDRO HENRIQUE SANTOS
  • MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • NATAL JUNIO PIRES
  • ROBERTO GALERY
  • Data: 25/08/2023
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  • Atualmente, a utilização de etapa de separação magnética de alto campo em minérios de fosfato é aplicada após a etapa de flotação, no concentrado. Essa aplicação tem o objetivo de retirar minerais que contenham ferro para melhorar a qualidade do concentrado fosfático e reduzir impactos no processo químico subsequente de produção de fertilizantes. Com o objetivo de remover minerais contaminantes que prejudicam a recuperação de P2O5 na flotação, este trabalho avaliou a aplicação de uma etapa de separação magnética de alta intensidade (SMAI) na rota de beneficiamento do minério de fosfato antecedendo a flotação. A amostra empregada foi o minério fosfático de uma mina localizada em Patrocínio/MG. Para isso, foram realizados testes comparativos avaliando três situações: flotação sem SMAI; flotação com posterior SMAI; flotação com etapa prévia de SMAI. Para a separação magnética de alto campo, foi utilizada matriz de 3mm e foram avaliados três campos magnéticos diferentes – 11.500, 13.500 e 15.500 Gauss. A separação magnética de alta intensidade, aplicada como etapa anterior à flotação apresentou resultados estatisticamente satisfatórios quando comparada aos resultados considerando esta operação após a etapa de flotação. Na condição de otimização da resposta obteve-se 92,31% de recuperação metalúrgica com 35% de P2O5 no concentrado que também é um resultado superior a recuperação metalúrgica do circuito sem considerar a etapa de SMAI que foi de 89,4%. A remoção de minerais contaminantes ilmenita, rutilo, perovskita, óxidos de ferro resultaram em uma melhor recuperação de apatita na flotação do produto não magnético. O estudo realizado demonstrou potencial ganho de desempenho industrial com a instalação de etapa de separação magnética de alto campo antes da flotação de apatita.


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  • The use of the Wet High Intensity Magnetic Separator (WHIMS) stage in phosphate ores has been currently applied in the concentrate after the flotation stage. This application aims to remove minerals containing iron in order to improve the quality of the phosphate concentrate and reduce the impacts on the subsequent chemical process of the production of fertilizers. Aiming to remove contaminating minerals that impair the recovery of P2O5 during flotation, this work assessed the application of a WHIMS stage in the phosphate ore beneficiation route prior to flotation. A sample of phosphate ore from a mine located in Patrocínio/MG was hereby utilized. For this, comparative tests evaluating three situations were carried out: flotation without a WHIMS stage; flotation with a subsequent WHIMS stage; flotation with a previous WHIMS stage. To carry out the WHIMS, a 3mm matrix will be used and three different magnetic fields will be evaluated – 11,500, 13,500 and 15,500 Gauss. The high-intensity magnetic separation, applied as a stage prior to flotation, showed statistically satisfactory results when compared to the those considering this operation after the flotation stage. As for the response optimization, 92.31% of metallurgical recovery was obtained with 35% of P2O5 in the concentrate, which is also a result superior to the metallurgical recovery of the circuit without considering the WHIMS stage, which was of 89.4%. The removal of the contaminating minerals ilmenite, rutile, perovskite, iron oxides resulted in a better recovery of apatite in the flotation of the non-magnetic product. The study carried out demonstrated a potential gain toward industrial performance with the installation of a high-intensity magnetic separation stage prior to apatite flotation.

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  • FELIPE TEIXEIRA DE OLIVEIRA
  • MODELO GEOMETALÚRGICO PARA PREDIÇÃO DE APATITA A PARTIR DE ANÁLISES QUÍMICAS DE ÓXIDOS POR FLUORESCÊNCIA DE RAIOS-X

     

     
     
  • Orientador : NATAL JUNIO PIRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • NATAL JUNIO PIRES
  • MARIO GUIMARAES JUNIOR
  • MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • LEANDRO HENRIQUE SANTOS
  • Data: 25/08/2023
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  • A Geometalurgia é uma combinação de informações geológicas e metalúrgicas provenientes da
    mina, incluindo análises químicas, capaz de predizer o comportamento de um minério, visando
    à maximização do Valor Presente Líquido (VPL), que é um importante indicador financeiro. Esta
    otimização pode ser alcançada via elevação da recuperação metalúrgica e ou via redução de
    custos operacionais, principalmente àqueles relacionados ao consumo de reagentes. Atualmente,
    a geometalurgia na empresa tem sido realizada pela equipe de geologia, que classifica
    o minério em 5 (cinco) tipologias baseadas em descrições de furos e análises químicas. Cada
    tipologia é indexada com informações metalúrgicas (recuperação, consumo de reagente, lama
    natural e teores de cada óxido). No entanto, dentro de uma mesma tipologia é possível observar
    diferenças metalúrgicas. Por essa razão, uma nova abordagem é proposta neste trabalho.
    Com um banco de dados, obtidos a partir de furos de sonda, o qual contém informações de
    análises química e mineralógica, utilizando o software Minitab foi possível a obtenção de um
    modelo de regressão linear com um R2(pred) de 92,76%, capaz de prever o percentual de fósforo
    (P), proveniente de apatitas (P-apatítico) de cada amostra. Esta abordagem, diferentemente
    da anterior que classificam o minério em classes, determina numericamente o p-apatítico de
    cada bloco de minério por meio de análise química. Na sequência é verificado se o P-apatítico
    obtido pelo modelo apresenta efeito significativo para o modelo geometalúrgico via testes laboratoriais.
    Os testes de flotação em laboratório foram realizados, em colunas de bancada,
    utilizando o P-apatítico como fator, juntamente com outros fatores importantes para testes de
    flotação que são eles dosagem de reagente e pH. Como resultado desses testes o P-apatítico
    mostrou-se com efeito significativo tanto para a recuperação metalúrgica, com uma contribuição
    de 33,65%, quanto para o teor de P2O5 no concentrado, com uma contribuição de 66,84%.
    O modelo geometalúrgico idealizado com informações do P-apatítico apresentou um R2(pred)
    de 94,03% para a recuperação metalúrgica e 62,83% para o teor. Esses valores de R2 mostram
    a relevância estatística dessa nova abordagem proposta, uma vez que existe uma evidência
    concreta de que o P-apatítico é um fator estatisticamente relevante para um futuro modelo
    geometalúrgico.

     

  • Mostrar Abstract
  • Geometallurgy is a combination of geological and metallurgical information from the mine, including
    chemical analysis, capable of predicting the behavior of an ore, aiming at maximizing
    the Net Present Value (NPV), which is an important financial indicator. This optimization can
    be achieved via protection of metallurgical recovery and/or via reduction of operating costs,
    mainly related to the consumption of reagents. Currently, geometallurgy at the company has
    been carried out by the geology team, which classifies the ore into 5 (five) typologies monitored
    in hole monitoring and chemical analysis. Each typology is indexed with metallurgical
    information (recovery, reagent consumption, natural mud and contents of each oxide). However,
    within the same typology it is possible to observe metallurgical differences. For this reason,
    a newapproach is proposed in thiswork. With a database, obtained from drill holes, which contains
    information from chemical and mineralogical analyses, using the Minitab software it was
    possible to obtain a linear regression model with an R2(pred) of 92.76%, capable of predicting the
    percentage of phosphorus (P) from apatites (P-apatite) in each sample. This approach, unlike
    the previous one which classified the ore into classes, numerically determines the P-apatite
    of each ore block through chemical analysis. Next, it is checked whether the P-apatite obtained
    by the model has a significant effect on the geometallurgical model via laboratory tests.
    The laboratory flotation tests were carried out, in bench columns, using P-apatite as a factor,
    along with other important factors for flotation tests, which are reagent dosage and pH. As a
    result of these tests, P-apatite showed a significant effect both for metallurgical recovery, with
    a contribution of 33.65%, and for the non-concentrated P2O5 content, with a contribution of
    66.84%. The geometallurgical model idealized with information from the P-apatite presented
    an R2(pred) of 94.03% for the metallurgical recovery and 62.83% for the grade. These R2 values
    show the statistical similarity of this proposed new approach, since there is concrete evidence
    that p-apatite is a statistically relevant factor for a future geometallurgical model.

     
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  • ANTONIO FERNANDO MARTINS
  • Análise técnica do peneiramento a seco do minério de pirocloro (ROM)

  • Orientador : FABIO DE SAO JOSE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABIO DE SAO JOSE
  • MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • RAFAEL DE SOUZA RODRIGUES
  • LEANDRO DIAS DA SILVA
  • Data: 14/09/2023
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  • Peneiras vibratórias são equipamentos amplamente utilizados nos circuitos de beneficiamento mineral em várias funções, na separação primária processando grandes blocos ou até mesmo em escalpe de finos para um britador, também pode ser usado em um processo de desaguamento, processando polpas. O peneiramento de minérios ainda é um processo marcado por um escasso volume de informações específicas e pouca pesquisa desenvolvida. A maioria dos modelos e as relações entre as variáveis e parâmetros conhecidos surgiram a partir de testes de laboratório ou por métodos empíricos na industrial. Embora as funções do peneiramento sejam de fácil entendimento, o processo para dimensionar e selecionar os equipamentos é muito complexo. Quando a umidade do material é elevada, os cálculos podem apresentar muitos desvios e simplesmente não funcionar. Esse trabalho propõe levantar as condições do minério ROM (run of mine) fazendo sua correlação com os parâmetros de desenvolvimento de peneiras para o peneiramento em umidade natural e verificar se esse peneiramento pode ser viável nessas condições. Dados de dimensões destes equipamentos, variáveis operacionais e do próprio material foram utilizados para os cálculos de dimensionamento de uma peneira ideal, e foram utilizados métodos clássicos de peneiramento. Dois métodos foram usados para este trabalho, o de Allis-Chalmers, resultando em uma área de 13,5 m2 e o método de Peter King (MPK), resultando em uma área de 19,13 m2. A peneira de escalpe com área menor pode ser usada, porém com redução da eficiência do peneiramento para 82%. O peneiramento a seco do material se mostra viável, tecnicamente, dentro da abertura de tela sugerida e de acordo com as tecnologias propostas tais como peneira tipo banana, movimento elíptico e uso de telas autolimpantes. 


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  • Vibrating screens are equipment widely used in mineral beneficiation circuits in various functions, in primary separation processing large blocks or even fine scalping for a crusher, it can also be used in a dewatering process, processing slurries. Ore screening is still a process marked by a scarce volume of specific information and little research carried out. Most of the models and relationships between known variables and parameters have emerged from laboratory tests or based on trial and error in industrial experience. Although screening functions are easy to understand, the process for sizing and selecting equipment is very complex. When material humidity is considered high, the calculations may have many deviations and simply not work. This work proposes to survey the conditions of the ROM ore (run-off-mine) making its correlation with the development parameters of screens for screening in natural humidity and verify if this screening can be viable under these conditions. Finally, it was raised how new technologies can help in this screening. Dimensional data of these equipment, operational variables and the material itself were used to calculate the dimension of an ideal sieve, using classic sieving methods. Two methods were used for this work, the Allis-Chalmers method resulting in an area of 13.5 m2 and the Peter King method (MPK) resulting in an area of 19.13 m2. A scalping screen with a smaller area can be used, but with a reduction of the screening efficiency to 82%. The dry sieving of the material is technically feasible within the suggested screen opening and according to the proposed technologies such as banana sieve, elliptical movement and use of self-cleaning screens.

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  • MARIANA DE CASTRO PINTO
  • Aplicação de rejeitos de mineração na produção de tijolos de solo-cimento

     
  • Orientador : ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARKSSUEL TEIXEIRA MARVILA
  • ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
  • DOMINGOS SAVIO DE RESENDE
  • LUCAS MARTINS GUIMARÃES
  • MARCELA MAIRA NASCIMENTO DE SOUZA SOARES
  • Data: 20/10/2023
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  • O beneficiamento mineral gera um alto volume de rejeitos, geralmente depositado em barragens. Essa forma de deposição desse material, pode apresentar custos elevados, impactos ambientais, sociais e situações de risco. Diante disso, as empresas de mineração vêm explorando e desenvolvendo alternativas e novas técnicas para aproveitar os rejeitos oriundos do beneficiamento do minério, tentando reduzir danos, o descarte no meio ambiente e o desperdício de materiais. Portanto, o objetivo desse trabalho foi estudar a viabilidade de utilização de rejeito proveniente da extração e processamento de fosfato na incorporação da formulação de tijolos solo-cimento, agregando valor a um subproduto da mineração aliando com a sustentabilidade. Com isto, além de uma destinação ambientalmente correta para o rejeito, espera-se propiciar material de baixo custo para o estímulo de novos negócios na comunidade impactada pela atividade mineradora. E, para viabilizar este estudo, foi realizada a caracterização dos materiais e posterior determinação dos traços para a fabricação dos tijolos de solo-cimento. A caracterização das amostras foi essencial para o desenvolvimento do trabalho porque poderia haver variações da composição mineralógica, da granulometria e da composição química que interferissem nos parâmetros dos tijolos e, após a fabricação dos mesmos, foram realizados ensaios de resistência à compressão e de absorção de água. Como resultado, foram obtidos tijolos com alta resistência à compressão e baixa absorção de água, atendendo os parâmetros mínimos exigidos pelas normas ABNT NBR 8491 (2012): Tijolo de solo cimento – requisitos e ABNT NBR 8492 (2012): Tijolo de solo-cimento – Análise dimensional, determinação da resistência à compressão e da absorção de água – Método de ensaio, provando serem compatíveis com os tijolos comumente fornecidos no mercado.

     

  • Mostrar Abstract
  • Mineral processing generates a high volume of waste, generally deposited in dams. This form of deposition of this material can present high costs, environmental and social impacts and risk situations. Given this, mining companies have been exploring and developing alternatives and new techniques to use waste from ore processing, trying to reduce damage, disposal in the environment and waste of materials. Therefore, the objective of this work was to study the feasibility of using waste from the extraction and processing of phosphate in the incorporation of the soil-cement brick formulation, adding value to a mining by-product while combining sustainability. With this, in addition to an environmentally correct disposal of the waste, it is expected to provide low-cost material to stimulate new business in the community impacted by mining activity. And, to make this study viable, the characterization of the materials was carried out and subsequent determination of the traits for the manufacture of soil-cement bricks. The characterization of the samples was essential for the development of the work because there could be variations in the mineralogical composition, granulometry and chemical composition that could interfere with the parameters of the bricks and, after their manufacture, compressive strength and moisture absorption tests were carried out. water. As a result, bricks with high compressive strength and low water absorption were obtained, meeting the minimum parameters required by standards ABNT NBR 8491 (2012): Tijolo de solo cimento – requisitos and ABNT NBR 8492 (2012): Tijolo de solo-cimento – Análise dimensional, determinação da resistência à compressão e da absorção de água – Método de ensaio, proving that they are compatible with bricks commonly supplied on the market.

     
     
    Mineral processing generates a high volume of waste, generally deposited in dams. This form of deposition of this material can present high costs, environmental and social impacts and risk situations. Given this, mining companies have been exploring and developing alternatives and new techniques to use waste from ore processing, trying to reduce damage, disposal in the environment and waste of materials. Therefore, the objective of this work was to study the feasibility of using waste from the extraction and processing of phosphate in the incorporation of the soil-cement brick formulation, adding value to a mining by-product while combining sustainability. With this, in addition to an environmentally correct disposal of the waste, it is expected to provide low-cost material to stimulate new business in the community impacted by mining activity. And, to make this study viable, the characterization of the materials was carried out and subsequent determination of the traits for the manufacture of soil-cement bricks. The characterization of the samples was essential for the development of the work because there could be variations in the mineralogical composition, granulometry and chemical composition that could interfere with the parameters of the bricks and, after their manufacture, compressive strength and moisture absorption tests were carried out. water. As a result, bricks with high compressive strength and low water absorption were obtained, meeting the minimum parameters required by standards ABNT NBR 8491 (2012): Tijolo de solo cimento – requisitos and ABNT NBR 8492 (2012): Tijolo de solo-cimento – Análise dimensional, determinação da resistência à compressão e da absorção de água – Método de ensaio, proving that they are compatible with bricks commonly supplied on the market.
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  • FERNANDA VIEIRA BORGES CAIXETA
  • CONTROLE TECNOLÓGICO EM OBRAS DE TERRAPLENAGEM: ESTUDO DE CASO APLICADO À BARRAGEM 

     
  • Orientador : DENISE DE CARVALHO URASHIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DENISE DE CARVALHO URASHIMA
  • LUIZ PINHEIRO DA GUIA
  • LUCAS DELEON FERREIRA
  • EDUARDO SOUZA CÂNDIDO
  • Data: 27/11/2023
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  • O controle tecnológico, frequentemente utilizado na gestão da qualidade para obras da construção civil com foco no atendimento aos procedimentos normativos, são utilizados para garantir a rastreabilidade das informações ao longo de todo período construtivo com o objetivo de determinar as causas e responsabilidades por falhas e posteriormente, evidenciar as tratativas com atendimento aos requisitos estabelecidos em projeto. Comumente, as obras de terras eram executadas de forma a seguir os procedimentos normativos em relação aos ensaios de solos, porém se limitava a estes registros, sem retroalimentação das informações do projeto na elaboração de as built e, com o acervo das informações mantida de modo temporário. As adequações referentes ao controle tecnológico e rastreabilidade das informações para as obras de terra foram implementadas, principalmente para as obras de terra destinadas a área de mineração para contenção de rejeitos, em virtude do atendimento de legislações e exigências estabelecidas na Política Nacional de Segurança em Barragens (PNSB), onde por meio de um dos seus instrumentos, o Plano de Segurança da Barragem (PSB), estabelece a periodicidade de execução ou atualização, qualificação dos responsáveis técnicos, conteúdo mínimo e o nível de detalhamento. Assim, a documentação técnica do empreendimento deve ser disponibilizada com as características técnicas do projeto e da construção; projetos (básico e ou executivo) e; projeto como construído no caso de barragens executadas. A pesquisa teve como objetivo principal apresentar os controles tecnológicos desenvolvidos para um estudo de caso de obra de adequação de barragem de mineração a fim de garantir a qualidade da estrutura e confiabilidade dos dados, perante os procedimentos normativos e especificações técnicas. Adicionalmente, evidenciou o uso da tecnologia, utilizada nos ramos da arquitetura, engenharia e construção industrial nos últimos anos a favor da rastreabilidade das informações por meio do Building Information Modeling (BIM), que possibilita a visualização dos dados em três dimensões. Os resultados obtidos foram controles assertivos, evidência e validação de todas as partes envolvidas na execução das atividades realizadas no aterro, elementos drenantes (filtro vertical e tapete horizontal), drenagens superficiais e alterações de projeto. Conclui-se que os controles desenvolvidos e compilados no BIM são promissores para assegurar a rastreabilidade e confiabilidade das informações de maneira célere, visto que os metadados estão disponíveis em três dimensões (3D) de forma a facilitar a visualização dos resultados.

     

  • Mostrar Abstract
  • Technological control, frequently used in quality management for civil construction works with a focus on compliance with regulatory procedures, is used to ensure the traceability of information throughout the entire construction period with the aim of determining the causes and responsibilities for failures and subsequently, highlight the negotiations that meet the requirements established in the project. Commonly, land works were carried out in order to follow the normative procedures in relation to soil tests, but it was limited to these records, without feedback of project information in the preparation of as built and, with the collection of information maintained in a temporary. The adjustments relating to technological control and traceability of information for earthworks were implemented, mainly for earthworks intended for the mining area to contain tailings, due to compliance with legislation and requirements established in the National Dam Safety Policy (PNSB), where through one of its instruments, the Dam Safety Plan (PSB), establishes the periodicity of execution or updating, qualification of those responsible, minimum content and level of detail. Therefore, the project's technical documentation must be made available with the technical characteristics of the project and construction; projects (basic and/or executive) and; project as built in the case of constructed dams. The main objective of the research was to present the technological controls developed for a case study of a mining dam adaptation work in order to guarantee the quality of the structure and reliability of the data, in light of regulatory procedures and technical specifications. Additionally, it highlighted the use of technology, used in the fields of architecture, engineering and industrial construction in recent years, in favor of information traceability through Building Information Modeling (BIM), which makes it possible to visualize data in three dimensions. The results obtained were assertive controls, evidence and validation of all parties involved in the execution of activities carried out at the landfill, drainage elements (vertical filter and horizontal mat), surface drainage and design changes. It is concluded that the controls developed and compiled in BIM are promising for ensuring the traceability and reliability of information quickly, as the metadata is available in three dimensions (3D) in order to facilitate the visualization of the results.

     
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  • ISABELA VASCONCELOS LEITE DE FREITAS
  • MONITORAMENTO DE BARRAGEM DE REJEITOS DE MINERAÇÃO DE FERRO:
    CORRELAÇÕES ENTRE DADOS GEOFÍSICOS E GEOTÉCNICOS

     
     
     
  • Orientador : HERSILIA DE ANDRADE E SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HERSILIA DE ANDRADE E SANTOS
  • NATAL JUNIO PIRES
  • LUCIANO MOZER DE ASSIS
  • Data: 21/12/2023
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  • As barragens de rejeitos de minério de ferro devem ser constantemente monitoradas para fins de segurança. Entre os aspectos monitorados tradicionalmente estão os aspectos geoténicos como por exemplo níveis piezométricos ao longo do barramento. Recentemente, a geofísica, ciência que estuda entre outras aspectos processos dinâmicos da Terra, tem contribuido para monitoramento não invasivo por meio dos métodos de eletrorresistividade. Os métodos geofísicos fornecem uma quantidade elevada de dados em amostragem relativamente rápidas mas há pouca informação sobre a integração das técnicas tradicionais de geotecnia com as geofísicas. Este trabalho portanto teve como objetivo avaliar a relação entre dados geofísicos, monitorados entre maio de 2022 e março de 2023 a cada 15 dias, com dados geotécnicos de uma barragem de rejeitos de minério de ferro localizada no Quadrilátero Ferrífero. O método geofísico empregado foi imageamento elétrico bidimensional com arranjo Schlumberger e foram empregadas análises de variância e regressão múltipla para avaliar a relação entre valores de resistividade, nível de piezômetro, tempo da amostragem e pluviometria. A eletrorresistividade foi explicada significativamente pela piezometria Já o tempo de amostragem e a pluviometria não explicou significativamente  a eletrorresistividade. Portanto, os padrões eletrorresistividos da barragem não sofreram alteração significativa com o tempo e a chuva local não implica numa resposta imediata da resistividade. Essas conclusões podem subsidiar novas direções em decisões sobre o monitoramento de barragens de rejeito de minério de ferro e portanto contribuir para avanços na segurança de barragens no setor da mineração.

     
     
     

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  • Iron ore tailings dams must be constantly monitored for safety purposes. Among the aspects traditionally monitored are geotechnical aspects such as piezometric levels along the dam. Recently, geophysics, a science that studies, among other things, dynamic processes in the Earth, has contributed to non-invasive monitoring using electro-resistivity methods. Geophysical methods provide a large amount of data in relatively quick samples, but there is little information on the integration of traditional geotechnical and geophysical techniques. This work therefore aimed to evaluate the relationship between geophysical data, monitored every 15 days between May 2022 and March 2023, and geotechnical data from an iron ore tailings dam located in the Iron Quadrangle. The geophysical method used was two-dimensional electrical imaging with a Schlumberger array and analysis of variance and multiple regression were used to evaluate the relationship between resistivity values, piezometer level, sampling time, and rainfall. Electroresistivity was significantly explained by piezometry while sampling time and rainfall did not significantly explain electroresistivity. Therefore, the dam's electroresistivity patterns have not changed significantly over time and local rainfall does not imply an immediate response in resistivity. These conclusions can support new directions in decisions about monitoring iron ore tailings dams and therefore contribute to advances in dam safety in the mining sector.

     
     
     
2022
Dissertações
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  • PATRICK TEIXEIRA OLIVEIRA
  • AUMENTO DA PRODUTIVIDADE DA OPERAÇÃO UNITÁRIA DE TRANSPORTE ATRAVÉS DO USO DE TELEMETRIA PARA UMA MINA NA REGIÃO DO ALTO PARANAÍBA - MG

  • Orientador : MARCELIO PRADO FONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUCIANO NUNES CAPPONI
  • MARCELIO PRADO FONTES
  • MICHEL MELO OLIVEIRA
  • WALTER SCHMIDT FELSCH JUNIOR
  • 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
  • CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO (CAD) COM UTILIZAÇÃO DE REJEITO MAGNÉTICO DE MINÉRIO FOSFÁTICO

     
     
  • Orientador : MARCELA MAIRA NASCIMENTO DE SOUZA SOARES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCELA MAIRA NASCIMENTO DE SOUZA SOARES
  • AUGUSTO CESAR DA SILVA BEZERRA
  • ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
  • FLAVIA SPITALE JACQUES POGGIALI
  • DAYANA CRISTINA SILVA GARCIA
  • 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.

     

  • Mostrar Abstract
  • 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
  • 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

     
     
     
     
     
     
     
  • Orientador : MARIO GUIMARAES JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARIO GUIMARAES JUNIOR
  • MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • JOÃO RODRIGO COIMBRA NOBRE
  • CORDÉLIA ALVES RIOS
  • 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.

     
     
     
     
     

  • Mostrar Abstract
  • 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 (R
    2(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
  • Estudo da viabilidade de argamassa com adição de filítico

  • Orientador : ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
  • DELMA PEREIRA CAIXETA
  • FABIO DE SAO JOSE
  • MARCELA MAIRA NASCIMENTO DE SOUZA SOARES
  • 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
  • AVALIAÇÃO DOS REAGENTES MAGNAFLOC E ALGINATO DE SÓDIO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE MINERAL DE EMPRESAS DE FERTILIZANTES UTILIZANDO FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO

     
  • Orientador : NATAL JUNIO PIRES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • NATAL JUNIO PIRES
  • ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
  • MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • FERNANDO BRANDAO RODRIGUES DA SILVA
  • LEANDRO HENRIQUE SANTOS
  • 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.

     

  • Mostrar Abstract
  • 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
  • SEGURANÇA DE BARRAGENS A PARTIR DE CONTROLES OPERACIONAIS ESTATÍSTICOS 

     
  • Orientador : THIAGO BOMJARDIM PORTO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • THIAGO BOMJARDIM PORTO
  • NATAL JUNIO PIRES
  • RONDERSON QUEIROZ HILÁRIO
  • MARCOS ANTÔNIO LEMOS JÚNIOR
  • JOÃO FRANCISCO ALVES SILVEIRA
  • 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
  • Flotação Reativa Como Alternativa Sustentável Para Remoção De Ganga Carbonática Presente Em Minérios Fosfáticos

     
     
     
  • Orientador : MARIO GUIMARAES JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTÔNIO EDUARDO CLARK PERES
  • LÍLIAN LIS DE ANDRADE CANTUÁRIO COSTA
  • HENRIQUE GONÇALVES TEIXEIRA
  • MARIO GUIMARAES JUNIOR
  • MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • 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
  • METODOLOGIA DE ANÁLISE DE CUSTOS DE DIMENSIONAMENTO DE FROTAS DE CARREGAMENTO E TRANSPORTE EM UMA MINA A CÉU ABERTO

  • Orientador : HENRIQUE JOSE AVELAR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HENRIQUE JOSE AVELAR
  • MICHEL MELO OLIVEIRA
  • WALTER SCHMIDT FELSCH JUNIOR
  • 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
  • DEFORMAÇÃO ASSOCIADA À INTRUSÃO ALCALINO-CARBONATITICA DE TAPIRA, MINAS GERAIS

     
     
  • Orientador : HILDOR JOSE SEER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARIA EUGÊNIA SILVA DE SOUZA
  • ALLAN ERLIKHMAN MEDEIROS SANTOS
  • CARLOS HUMBERTO SILVA
  • HILDOR JOSE SEER
  • 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
  • Avaliação da dispersão na deslamagem e flotação de minério fosfático

  • Orientador : MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABIO DE SAO JOSE
  • LUCIANO FERNANDES DE MAGALHAES
  • MARIO GUIMARAES JUNIOR
  • MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • 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
  • DESEMPENHO FOTOCATALÍTICO DE MATERIAL ÁLCALI ATIVADO À BASE DE LAMA VERMELHA E ESCÓRIA DE ALTO FORNO

  • Orientador : AUGUSTO CESAR DA SILVA BEZERRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AUGUSTO CESAR DA SILVA BEZERRA
  • DOMINGOS SAVIO DE RESENDE
  • MARCELA MAIRA NASCIMENTO DE SOUZA SOARES
  • GUILHERME JORGE BRIGOLINI SILVA
  • 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
  • Modelagem Hidrogeotécnica de uma Barragem de Rejeitos Alteada pela Linha de Centro. 

     
  • Orientador : DENISE DE CARVALHO URASHIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DENISE DE CARVALHO URASHIMA
  • EDUARDO SOUZA CÂNDIDO
  • LUCAS DELEON FERREIRA
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • 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
  • Orientador : DOMINGOS SAVIO DE RESENDE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
  • DOMINGOS SAVIO DE RESENDE
  • MARCELA MAIRA NASCIMENTO DE SOUZA SOARES
  • AUGUSTO CESAR DA SILVA BEZERRA
  • ANTONIO MARIA CLARET GOUVEIA
  • Data: 31/10/2022
  • Visualizar Dissertação/Tese  
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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).


  • Mostrar Abstract
  • 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
  • EFEITO DE FLOCULANTES NO ESPESSAMENTO E REOLOGIA DE POLPAS DE REJEITO DE MINÉRIO DE FERRO

  • Orientador : MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MICHELLY DOS SANTOS OLIVEIRA
  • NATAL JUNIO PIRES
  • FRANCISCO GREGIANIN TESTA
  • SILVIA CRISTINA ALVES FRANÇA
  • 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
  • INCORPORAÇÃO DE REJEITO MAGNÉTICO EM MATERIAIS ÁLCALI ATIVADOS

     
  • Orientador : DOMINGOS SAVIO DE RESENDE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DOMINGOS SAVIO DE RESENDE
  • MARCELA MAIRA NASCIMENTO DE SOUZA SOARES
  • ALEXANDER MARTIN SILVEIRA GIMENEZ
  • AUGUSTO CESAR DA SILVA BEZERRA
  • ANTONIO MARIA CLARET GOUVEIA
  • 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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