Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.20243093
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Original Article

Relationship between solids density and the PFD80 transportable moisture limit of hematite-rich and goethite-rich iron ore fines

Relação entre densidade dos sólidos e o TML PFD80 de finos de minério de ferro hematíticos e goethíticos

Rodrigo Fina Ferreira; Rosa Malena Fernandes Lima

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Abstract

The Transportable Moisture Limit (TML) is a relevant regulatory parameter for the mining industry, as it prevents the occurrence of mineral cargoes liquefaction aboard vessels, and represents a regulatory/technical restriction on shipments, requiring accurate moisture content control by the shipper. Determined through laboratory tests, the TML value varies with ore characteristics. This study investigated experimentally the influence of solids density on the TML of hematitic iron ore fines, using the Modified Proctor/Fagerberg Test for Iron Ore Fines, which defines TML as the moisture content at 80% saturation after compacting the test material applying a compaction energy of 27.59 kJ/m3 . The results showed that, for the same void ratio at 80% saturation, which is governed by a number of ore characteristics as particle size distribution, the lower the solids density, the higher the TML, which implies that ores with the same volumetric relationship between solids, water and voids, but with different mineralogical compositions, will have different TML values simply due to their different solids densities

Keywords

Iron ore fines; Transportable Moisture Limit; Solids density

Resumo

O Limite de Umidade Transportável (TML) é um parâmetro regulatório relevante para a indústria de mineração, pois previne a ocorrência de liquefação de cargas minerais a bordo de navios, representando uma restrição regulatória/técnica para embarques, exigindo controle preciso da umidade pelo embarcador. Determinado por meio de ensaios laboratoriais, o valor do TML varia de acordo com as características do minério. Este estudo investigou experimentalmente a influência da densidade dos sólidos no TML de finos de minério de ferro hematíticos e goethíticos. O Ensaio de Proctor/Fagerberg Modificado para Finos de Minério de Ferro foi utilizado, o qual define o TML como a umidade correspondente a 80% de saturação após a compactação do material aplicando-se uma energia de compactação de 27,59 kJ/m3 . Os resultados mostraram que, para um mesmo índice de vazios em 80% de saturação, o qual é governado por diversas características do minério, como a distribuição granulométrica, quanto menor a densidade dos sólidos, maior o TML. Isso implica que minérios com a mesma relação volumétrica entre sólidos, água e vazios, mas com diferentes composições mineralógicas, terão valores de TML diferentes, simplesmente devido às diferentes densidades de sólidos.

Palavras-chave

Finos de minério de ferro; Limite de Umidade Transportável; Densidade dos sólidos

References

1 International Maritime Organization. International Maritime Solid Bulk Cargoes Code. London: International Maritime Organization – IMO; 2022.

2 International Maritime Consultative Organization. The Bulk Cargoes Code. London: International Maritime Consultative Organization – IMCO; 1965.

3 Ferreira RF, Pereira TM, Lima RMF. A model for estimating the PFD80 transportable moisture limit of iron ore fines. Powder Technology. 2019;345:329-337.

4 Ferreira RF, Lima RMF. Relationship between particle size distribution and the PFD80 transportable moisture limit of iron ore fines. Powder Technology. 2023;414:118072.

5 Fagerberg B. Hazards of shipping granular ore concentrates – Part I. Canadian Mining Journal. 1965:53-57.

6 Fagerberg B. Hazards of shipping granular ore concentrates – Part II. Canadian Mining Journal. 1965:81-86.

7 Fagerberg B, Stavang A. Determination of critical moisture contents in ore concentrates carried in cargo vessels. In: Proceedings of the 1st International Symposium on Transport and Handling of Minerals; 1971 October; Vancouver, Canada. San Francisco: Miller Freeman; 1971. p. 174-185.

8 Munro MC, Mohajerani A. Determination of the transportable moisture limit of iron ore fines for the prevention of liquefaction in bulk carriers. Marine Structures. 2015;40:193-224.

9 Williams K, Honeyands T, Holmes R, Orense R, Roberts A, Pender M, et al. Maritime bulk cargo transportable moisture limit requirements for iron ore shipments. In: The Australasian Institute of Mining and Metallurgy, organizador. Proceedings of the Iron Ore Conference; 2015 Jul 13-15; Perth, Australia. Melbourne: AUSIMM; 2015. p. 399-410.

10 Rose TP. Solid bulk shipping: cargo shift, liquefaction and the transportable moisture limit [dissertation]. Oxford: University of Oxford; 2014.

11 AMIRA International. P1097 - Systematic evaluation of transportable moisture limit measurement methods for iron ore fines bulk cargoes — public final report. Perth: AMIRA; 2014.

12 International Maritime Organization - Iron Ore Fines Technical Working Group. Submission for evaluation and verification: iron ore Proctor Fagerberg test. London: International Maritime Organization - Iron Ore Fines Technical Working Group (IOFTWG); 2013.

13 ASTM International. ASTM D5550-14: Standard test method for specific gravity of soil solids by gas pycnometer. West Conshohocken: ASTM International; 2014.

14 Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR ISO 3082: Minérios de ferro – procedimentos de amostragem e preparação de amostras. Rio de Janeiro: ABNT; 2011 [in Portuguese].

15 Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR ISO 3087: Minérios de ferro – determinação do teor de umidade de um lote (corrected version: 2016). Rio de Janeiro: ABNT; 2012 [in Portuguese].

16 Mckinney W. Data structures for statistical computing in Python. In: Proceedings of the 9th Python in Science Conference; 2010 June 28-July 3; Austin, USA. Austin: SciPy; 2010. p. 51-56.

17 Harris CR, Millman KJ, van Der Walt SJ, Gommers R, Virtanen P, Cournapeau D, et al. Array programming with NumPy. Nature. 2020;585:357-362.

18 Hunter JD. Matplotlib: a 2D graphics environment. Computing in Science & Engineering. 2007;9(3):90-95.

19 Waskom ML. Seaborn: statistical data visualization. Journal of Open Source Software. 2021;6(60):3021.


Submitted date:
03/10/2024

Accepted date:
08/31/2024

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