Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.20222748
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original – Edição especial 75th ABM Annual Congress

Optimization of magnetic separation of hematite contained in the depressed product from vazante mine’s zinc ore flotation

Otimização da separação magnética da hematita contida no produto deprimido da flotação do minério de zinco da mina de vazante

André Bonal Rayes, Caroline de Melo Fantato, Caio Moreira Van Deursen, Maurício Guimarães Bergerman, Arthur Pinto Chaves, Jorge Alberto Tenório

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Abstract

The mining industry has seen a significant decline in mill feed grade in recent years, resulting in an ongoing build-up of materials not recovered at the mineral processing plants whose economic value has not yet been determined. Tailings dams have been the preferred method of disposal of such materials. However, recent dam breach events and the growing demand for mineral goods have enhanced the appeal of a more effective use of mined materials to prevent tailings accumulation and reduce social and environmental impacts, in line with the environmental, social and governance (ESG) principles that most companies have adopted. Different techniques can be used to recover economically valuable minerals contained in such materials, among which magnetic separation stands out for reasons of cost, production capacity, and recent developments of new equipment and matrices for wet high-intensity magnetic separators. The outcome includes gains in capacity, grade, and recovery yield. This paper assessed the use of a matrix developed by the company Gaustec, called BigFlux, in the magnetic separation of depressed product from the flotation process at Nexa Resources’s Vazante mine. Laboratory-scale magnetic separation tests were conducted using standard and an optimized matrix. For a 59% iron concentrate, the metallurgical recovery using such optimized matrix reached 72.6%, up 4% from the figure resulting from the use of the standard matrix, thus indicating that the use of the optimized matrix can improve the magnetite recovery process of the studied material.
 

Keywords

Magnetic separation; Zinc; Iron; Hematite; ESG

Resumo

O setor mineral tem observado nos últimos anos quedas significativas dos teores de alimentação das usinas, o que leva a um acúmulo cada vez maior de materiais não recuperados no processo de beneficiamento, que ainda não tiveram a sua economicidade identificada. O método tradicional de disposição destes são as barragens. Com os acidentes recentes e a demanda cada vez maior por bens minerais, a busca pela maior utilização daquilo que é lavrado possui um apelo cada vez maior, pois assim se evita seu acúmulo, reduzindo impactos socioambientais, em linha com as ações de governança ambiental, social e corporativa (ESG) que as empresas têm buscado. A recuperação de minerais com valor econômico contido nestes fluxos é realizada por diferentes técnicas, dentre as quais a separação magnética se destaca, principalmente devido ao custo, capacidade de produção e ao desenvolvimento recente de novos equipamentos e diferentes matrizes para os separadores magnéticos a úmido de alta intensidade, que levam a ganhos de capacidade, teores e recuperação. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de uma matriz denominada BigFlux, desenvolvida pela empresa Gaustec, na etapa de separação magnética do produto deprimido da flotação da mina de Vazante, da Nexa Resources. Ensaios de separação magnética em escala laboratorial foram realizados com as matrizes standard e a matriz otimizada. Os resultados indicam que, para um mesmo teor de concentrado de aproximadamente 59% de ferro, a recuperação metalúrgica com a matriz alternativa foi de 72,6%, resultado 4% superior ao obtido com a matriz standard, indicando assim que o uso da matriz otimizada pode trazer ganhos ao processo de recuperação da magnetita do material estudado.
 

Palavras-chave

Separação magnética; Zinco; Ferro; Hematita; ESG

Referências

1 Vinhal JT, Costa RH, Coleti JL, Espinosa DCR. Iron recovery from zinc mine tailings by magnetic separation followed by carbothermal reduction of self-reducing briquettes. Canadian Journal of Chemical Engineering. 2021;99(1):166-177. http://dx.doi.org/10.1002/cjce.23845.

2 Bearman RA. Step change in the context of comminution. Minerals Engineering. 2013;43–44:2-11. http://dx.doi.org/10.1016/j.mineng.2012.06.010.

3 Gomes RB, De Tomi G, Assis PS. Iron ore tailings dry stacking in Pau Branco mine, Brazil. Journal of Materials Research and Technology. 2016;5(4):339-344. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmrt.2016.03.008.

4 Koppe JC. Lessons learned from the two major tailings dam accidents in Brazil. Mine Water and the Environment. 2021;40(1):166-173. http://dx.doi.org/10.1007/s10230-020-00722-6.

5 Lishchuk V, Koch PH, Ghorbani Y, Butcher AR. Towards integrated geometallurgical approach: Critical review of current practices and future trends. Minerals Engineering. 2020;145:106072. http://dx.doi.org/10.1016/j.mineng.2019.106072.

6 Araya N, Kraslawski A, Cisternas LA. Towards mine tailings valorization: recovery of critical materials from Chilean mine tailings. Journal of Cleaner Production. 2020;263:121555. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121555.

7 Chaves AP, Bergerman MG, Abreu CAV, Bigogno N. Concentration of bauxite fines via gravity concentration. REM. Revista Escola de Minas. 2009;62(3):277-281. http://dx.doi.org/10.1590/S0370-44672009000300004.

8 Silveira ABM, Mazzinghy DB, Figueired RAM. Developing a one-part geopolymer cement containing iron ore tailings from Minas Gerais state in Brazil. Tecnologica em Metalurgia, Materiais e Mineração. 2022;19(1):e2541. http://dx.doi.org/10.4322/2176-1523.20222541.

9 Pascoal AL, Paulo APAA, Gonçalves FM, Alexandrino JS, Rossoni HAV. Technological characterization of iron ore tailing from mineração congonhas beneficiation plant, Brazil: an identification of optimum process route. Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração. 2019;16:447-452.

10 Figueiredo RAM, Oliveira SJ, Silva GFS, Vieira CB, Pinto MA, Carneiro LM, et al. Characterization of flotation tailings from Samarco and other varieties of sand for use in sand molding in the foundry industry. Tecnologica em Metalurgia, Materiais e Mineração. 2019;16(2):246-254. http://dx.doi.org/10.4322/2176-1523.20191770.

11 São José F, Oliveira CG, Pereira CA. Recuperação de ferro a partir do rejeito de espirais da mina de água limpa por meio de separação magnética. Tecnologica em Metalurgia, Materiais e Mineração. 2016;13(4):296-301. http://dx.doi.org/10.4322/2176-1523.1084.

12 Moraes SL, Motta FG, Massola CP, Saccoccio EM, Cabral M Jr. Rejeitos de mineração: um olhar do cenário Brasileiro - parte I: Cadeia produtiva. In: Anais do 18º Simpósio de Mineração; 2017; São Paulo. São Paulo: Editora Blucher; 2017. p. 228-240. http://dx.doi.org/10.5151/2594-357X-30523.

13 Moraes SL, Motta FG, Massola CP, Saccoccio EM, Cabral M Jr. Rejeitos de mineração: um olhar do cenário Brasileiro - parte II: tecnologias para aproveitamento e novos usos. In: Anais do 18º Simpósio de Mineração; 2017; São Paulo. São Paulo: Editora Blucher; 2017. p. 241-255. http://dx.doi.org/10.5151/2594-357X-30524.

14 Turrer HGD, Menezes KB, Gonzaga FHP, Silva JC, Almeida JA, Magalhães CR, et al. Concentração magnética para recuperação do ferro contido no rejeito da flotação. In: Seminários de Redução, Minério de Ferro e Aglomeração; 2013. São Paulo: ABM; 2013.

15 Gomes ACF, Papini RM. Magnetic concentration route for recovering pellet feed fines stored in a mining dam. REM - International Engineering Journal. 2022;75(3):267-274. http://dx.doi.org/10.1590/0370-44672021750085.

16 Innis S, Kunz NC. The role of institutional mining investors in driving responsible tailings management. The Extractive Industries and Society. 2020;7(4):1377-1384. http://dx.doi.org/10.1016/j.exis.2020.10.014.

17 Agência Nacional de Mineração – ANM. Anuário Mineral Brasileiro: principais substâncias metálicas. Brasilia; 2021 [cited 2022 Jun 14]. Available at: https://www.gov.br/anm/pt-br/centrais-de-conteudo/publicacoes/serieestatisticas-e-economia-mineral/anuario-mineral/anuario-mineral-brasileiro/amb-2021-ano-base-2020.pdf

18 Lins FAF. Tecnologia mineral: pesquisa, desenvolvimento e inovação. Panorama na mineração brasileira. In: Academia Brasileira de Ciências, editor. Recursos minerais no Brasil problemas e desafios. Rio de Janeiro: ABC; 2016 [cited 2022 Jun 14]. Available at: http://abc.org.br/IMG/pdf/doc-7006.pdf

19 Olivo GR, Monteiro LVS, Baia F, Slezak P, Carvalho I, Fernandes N, et al. The proterozoic vazante hypogene zinc silicate district, Minas Gerais, Brazil: A review of the ore system applied to mineral exploration. Minerals. 2018;8(1):22. http://dx.doi.org/10.3390/min8010022.

20 Bechir JLC, Baptista JR, Souza AD, Martins E. Determination of maximum zinc recovery of Vazante mine ore by flotation process. REM - International Engineering Journal. 2019;72(2):315-320. http://dx.doi.org/10.1590/0370-44672018720069.

21 Peres AEC, Borges AAM, Galery R. The effect of the dispersion degree on the floatability of an oxidased zinc ore. Minerals Engineering. 1994;7(11):1435-1439. http://dx.doi.org/10.1016/0892-6875(94)00081-6.

22 José D No, Bergerman MG, Young AS, Petter CO. Pre-concentration potential evaluation for a silicate zinc ore by density and sensor-based sorting methods. REM - International Engineering Journal. 2019;72(2):335-343. http://dx.doi.org/10.1590/0370-44672018720155.

23 Demuner LR, Bechir JLC, Souza AD, Pina P, Metsavaht V, Rocha V. Estudo de recuperação de zinco das barragens de rejeito de vazante. In: Anais do XXVIII Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa; 2019; Belo Horizonte. Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais; 2019. p. 8.

24 Vinhal JT, Costa RH, Botelho AB Jr, Espinosa DCR, Tenório JAS. Gravity separation of Zinc mine tailing using wilfley shaking table to concentrate hematite. In: Chen X, Zhong Y, Zhang L, Howarter JA, Baba AA, Wang C, et al., editors. Energy technology 2020: recycling, carbon dioxide management, and other technologies. Cham: Springer; 2020. p. 347-355. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-36830-2_33.

25 Costa RH, Vinhal JT, Espinosa DCR, Tenório JAS. Caracterização do resíduos da flotação do minério de zinco. In: Anais do 20° Simpósio de Mineração; 2019; São Paulo. São Paulo: Editora Blucher; 2019. p. 17-25. http://dx.doi.org/10.5151/2594-357X-33193.

26 Costa RH. Recovery of magnesium sulfate from a zinc ore flotation tailing using hydrometallurgical route [dissertação]. São Paulo: University of Sao Paulo; 2020 [cited 2022 Jun 14]. Available at: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-20052021-113607/

27 Martin RV, Nazarre DJ, Bulhões E O, Nogueira AMM. Caracterização magnética de rejeitos de mineração de ferro. In: 45º Ironmaking/16º Iron Ore/3º Agglomeration; 2015; Rio de Janeiro. São Paulo: ABM; 2015. p. 197-205.

28 Ribeiro JP, Ribeiro CHT. New mega-sized wet high intensity magnetic separator: a cost-effective solution to reclaim iron ore fines from tailing dams. REM. Revista Escola de Minas. 2013;66(4):529-533. http://dx.doi.org/10.1590/S0370-44672013000400019.

29 Makhula MJ, Falcon RMS, Bergmann CP, Bada SO. Statistical analysis and concentration of iron ore using Longi LGS 500 WHIMS. International Journal of Mining Science and Technology. 2016;26(5):769-775. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijmst.2016.05.052.

30 Chen L, Qian Z, Wen S, Huang S. High-gradient magnetic separation of ultrafine particles with rod matrix. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2013;34(5):340-347. http://dx.doi.org/10.1080/08827508.2012.695304.

31 Svoboda J, Fujita T. Recent developments in magnetic methods of material separation. Minerals Engineering. 2003;16(9):785-792. http://dx.doi.org/10.1016/S0892-6875(03)00212-7.

32 Silva MB, Luz JAM. Magnetic scavenging of ultrafine hematite from itabirites. REM. Revista Escola de Minas. 2013;66(4):499-505. http://dx.doi.org/10.1590/S0370-44672013000400015.

33 Menezes KB, Gonçalves AVM, Rodrigues OMS, Reis ÉL. Development of innovation routes for iron ore using high intensity magnetic separators. REM - International Engineering Journal. 2022;75(2):167-175. http://dx.doi.org/10.1590/0370-44672021750076.

34 Han L, Cheng Z, Lu D. Separation analysis of new magnetic separator for pre-concentration of ilmenite particles. Minerals. 2022;12(7):837. http://dx.doi.org/10.3390/min12070837.

35 Quast K, Skinner W. Influence of matrix type on WHIMS performance in the magnetic processing of iron ores. Minerals Engineering. 2020;152:106346. http://dx.doi.org/10.1016/j.mineng.2020.106346.

36 Rocha RB, Reis ÉL, Ribeiro JP. Wet High-Intensity Magnetic Separators (WHIMS) for recovering iron from tailings deposited in dams. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2021;42(1):17-23.. http://dx.doi.org/10.1080/08827508.2019.1672061.

37 Ribeiro JP, Ribeiro CHT, Pinto PF, Rocha RB. The challenge to scavenge IRON from tailings produced by flotation a new approach: the super-WHIMS & the bigFlux magnetic matrix. REM - International Engineering Journal. 2017;70(3):357-363. http://dx.doi.org/10.1590/0370-44672017700106.

38 Rocha RB, Ribeiro JP, Ribeiro CH. 4 soluções para separação magnética de alta intensidade (WHIMS): recuperação de rejeitos e finos. In: Anais do 20° Simpósio de Mineração; 2019; São Paulo. São Paulo: Editora Blucher; 2019. p. 391-402. http://dx.doi.org/10.5151/2594-357X-33796.

39 Ribeiro JP, Ribeiro CHT, Vieira EG. The BigFLUX magnetic matrix technology. REM - International Engineering Journal. 2022;75(3):275-278. http://dx.doi.org/10.1590/0370-44672022750035.


Submetido em:
14/06/2022

Aceito em:
16/02/2023

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