{"id":28868,"date":"2025-10-23T11:47:18","date_gmt":"2025-10-23T14:47:18","guid":{"rendered":"https:\/\/www.inthemine.com.br\/site\/?p=28868"},"modified":"2025-10-23T17:52:45","modified_gmt":"2025-10-23T20:52:45","slug":"controle-quimico-de-pilhas-de-calcario","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.inthemine.com.br\/site\/controle-quimico-de-pilhas-de-calcario\/","title":{"rendered":"CONTROLE QU\u00cdMICO DE PILHAS DE CALC\u00c1RIO\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0"},"content":{"rendered":"
Por Luanne Ph\u00e2mella da Silva Henriques e Moreira1<\/sup> e Jos\u00e9 Margarida da Silva2<\/sup><\/h5>\n

A disserta\u00e7\u00e3o \u201cAn\u00e1lise do Controle de M\u00f3dulo Qu\u00edmico em uma Mina de Calc\u00e1rio para Fabrica\u00e7\u00e3o de Cimento\u201d, apresentada em 2023 ao Programa de P\u00f3s- Gradua\u00e7\u00e3o em Engenharia Mineral da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), como parte integrante dos requisitos para a obten\u00e7\u00e3o do t\u00edtulo de Mestre em Engenharia Mineral, consistiu em analisar o controle dos par\u00e2metros de constru\u00e7\u00e3o das pilhas de min\u00e9rio, discutindo o atual sistema de homogeneiza\u00e7\u00e3o de uma minera\u00e7\u00e3o de calc\u00e1rio destinado ao abastecimento de uma f\u00e1brica de cimento de m\u00e9dio porte. Por meio da compara\u00e7\u00e3o com cen\u00e1rios de variabilidades considerados ideais, o trabalho buscou demonstrar a import\u00e2ncia dos sistemas de homogeneiza\u00e7\u00e3o por pilhas.<\/p>\n

Durante a fabrica\u00e7\u00e3o de cimento o controle dos teores de subst\u00e2ncias, como CaO (\u00f3xido de c\u00e1lcio ou cal), Fe2O3 (\u00f3xido de ferro), Al2O3 (\u00f3xido de alum\u00ednio) e\u00a0SiO2 (di\u00f3xido de sil\u00edcio ou s\u00edlica), deve ser realizado desde as frentes de lavra at\u00e9 a estocagem do min\u00e9rio, buscando um blend que atenda \u00e0s demandas do processo. As pilhas de pr\u00e9\u2013homogeneiza\u00e7\u00e3o s\u00e3o utilizadas para reduzir os impactos nas varia\u00e7\u00f5es da composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica do min\u00e9rio. Nelas, a forma como o material \u00e9 disposto em camadas durante o empilhamento viabiliza sua blendagem e\/ou homogeneiza\u00e7\u00e3o durante a etapa de retomada para alimenta\u00e7\u00e3o da f\u00e1brica de cimento. As flutua\u00e7\u00f5es de teores s\u00e3o consideradas frequentes, uma vez que as jazidas n\u00e3o se disp\u00f5em de forma homog\u00eanea.<\/p>\n

Estudo de caso<\/strong><\/h2>\n

A an\u00e1lise foi realizada em uma mina de calc\u00e1rio pertencente a um grupo cimenteiro, localizada na regi\u00e3o do Campo das Vertentes, no Sul de Minas Gerais, com produ\u00e7\u00e3o de 1,7 Mtp<\/span>a. A jazida \u00e9 composta por calc\u00e1rio de baixo teor (64 a 75% de CaCO3<\/sub> \u2013 carbonato de c\u00e1lcio), m\u00e9dio teor (75 a 89% de CaCO3<\/sub>), e alto teor (acima de 90% de CaCO3<\/sub>). A mina iniciou sua opera\u00e7\u00e3o em 1976 e possui reservas de 169 Mt, com rela\u00e7\u00e3o est\u00e9ril\/min\u00e9rio de 0,21 t\/t. O desenvolvimento da cava foi definido por meio de simula\u00e7\u00f5es, considerando os m\u00f3dulos e teores interessantes \u00e0 produ\u00e7\u00e3o de cimento, e tem dimens\u00f5es aproximadas de 500 m x 600 m, com pit final de 131 m. A Figura 1, gerada por meio do software Micromine, simula a cava da mina como imagem tridimensional da situa\u00e7\u00e3o atual.<\/p>\n

Figura 1 (no alto da p\u00e1gina)- Modelo de blocos da mina em estudo-\u00a0Fonte: Moreira, 2023<\/h5>\n

O mapa de teores das frentes de lavra \u00e9 constantemente atualizado por meio de an\u00e1lises qu\u00edmicas do p\u00f3 dos furos realizados pelas perfuratrizes nas frentes de lavra. Essas an\u00e1lises permitem conhecer a composi\u00e7\u00e3o do material lavrado que alimentar\u00e1 a planta para permitindo verificar sua conformidade \u00e0s especifica\u00e7\u00f5es necess\u00e1rias.<\/p>\n

Na mina, o principal par\u00e2metro de controle realizado pelo equipamento de an\u00e1lise elementar \u00e9 o FSC (Fator de Satura\u00e7\u00e3o da Cal), que \u00e9 a rela\u00e7\u00e3o entre a quantidade de CaO presente e a quantidade m\u00e1xima te\u00f3rica poss\u00edvel de combinar-se com os demais elementos (Fe2<\/sub>O3<\/sub>, SiO2<\/sub>, Al2<\/sub>O3<\/sub>). A fim de garantir a propor\u00e7\u00e3o dos diferentes componentes qu\u00edmicos, \u00e9 comum a utiliza\u00e7\u00e3o de rela\u00e7\u00f5es que orientam a confec\u00e7\u00e3o da farinha e definem suas caracter\u00edsticas e comportamento durante a fase de clinqueriza\u00e7\u00e3o (o cl\u00ednquer \u00e9 a mat\u00e9ria-prima fundamental para a produ\u00e7\u00e3o\u00a0de\u00a0cimento, sendo cominu\u00eddo e misturado com gesso e outros materiais para formar o cimento final).<\/p>\n

Controle e empilhamento<\/strong><\/p>\n

A mina fica a cerca de 1,6 km de sua unidade fabril, o que garante a log\u00edstica do material lavrado at\u00e9 o p\u00e1tio de estocagem\/homogeneiza\u00e7\u00e3o. A extra\u00e7\u00e3o do min\u00e9rio acontece em bancadas por opera\u00e7\u00f5es unit\u00e1rias de perfura\u00e7\u00e3o, desmonte por explosivos, carregamento e transporte at\u00e9 o britador, pr\u00f3ximo da mina.<\/p>\n

O controle de qualidade do min\u00e9rio tem in\u00edcio na etapa de planejamento de lavra. Para a execu\u00e7\u00e3o do desmonte de rochas \u00e9 realizada uma programa\u00e7\u00e3o baseada no mapa de teores de frentes de calc\u00e1rio, a come\u00e7ar do levantamento das poss\u00edveis frentes para detona\u00e7\u00e3o, defini\u00e7\u00e3o da bancada a ser utilizada e perfura\u00e7\u00e3o hidr\u00e1ulica, por meio de equipamento com capacidade m\u00e9dia de perfura\u00e7\u00e3o de 24 m\/h. Em m\u00e9dia s\u00e3o executados 200 furos mensais, gerando aproximadamente 150 mil t de material desmontado.<\/p>\n

Durante a perfura\u00e7\u00e3o, s\u00e3o coletadas amostras de p\u00f3, cuja an\u00e1lise ir\u00e1 constatar a quantidade aproximada dos componentes presentes em cada bancada. As amostras passam por prepara\u00e7\u00e3o e an\u00e1lises qu\u00edmicas elementares dos minerais de interesse, como CaO, Fe2<\/sub>O3<\/sub>, Al2<\/sub>O3<\/sub> e SiO2<\/sub>. Os ensaios s\u00e3o executados pelo laborat\u00f3rio de controle da qualidade por meio de Fluoresc\u00eancia por Raios X (FRX).<\/p>\n

Ap\u00f3s a britagem, o min\u00e9rio com granulometria abaixo de 5\u201d \u00e9 transportado para o p\u00e1tio de pr\u00e9-homogeneiza\u00e7\u00e3o e empilhado, enquanto o min\u00e9rio acima de 5\u201d retorna ao britador. A m\u00e9dia di\u00e1ria de calc\u00e1rio britado pela UTM (Unidade de Tratamento de Min\u00e9rio) varia entre 6 e 7 mil t.<\/p>\n

Posteriormente, o material segue para a f\u00e1brica por meio de um transportador de correias de longa dist\u00e2ncia, que possui um analisador online (Sodern CNA) de teores e m\u00f3dulos acoplado. O equipamento produz leituras a cada dois minutos desde que exista um fluxo m\u00e1ssico igual ou superior a 400 t\/h. A an\u00e1lise de alta frequ\u00eancia do volume da mat\u00e9ria-prima, associada a uma balan\u00e7a de alta precis\u00e3o, n\u00e3o s\u00f3 possibilita inferir os m\u00f3dulos de interesse para o controle do processo, como o FSC, MA (M\u00f3dulo de Alumina), MS (M\u00f3dulo de S\u00edlica) e o desvio padr\u00e3o para FSC, como oferece uma alimenta\u00e7\u00e3o est\u00e1vel e precisa aos processos subsequentes, promovendo sua efici\u00eancia e estabilidade.<\/p>\n

O controle de alta frequ\u00eancia dispensa a necessidade de equipamentos de amostragem caros e pessoal de laborat\u00f3rio. Os limites de controle, utilizados no processo de confec\u00e7\u00e3o das pilhas de calc\u00e1rio b\u00e1sico da mina estudada, s\u00e3o representados na Tabela 1.<\/p>\n

\"tabela<\/a>
Tabela 1 – Limites de Controle para Produto e Processo – Pilhas de Calc\u00e1rio B\u00e1sico -Fonte: Moreira, 2023<\/figcaption><\/figure>\n

A disposi\u00e7\u00e3o do calc\u00e1rio \u00e9 feita em duas pilhas, uma em constru\u00e7\u00e3o e uma para retomada, pelo m\u00e9todo Chevron (pr\u00e9- homogeneiza\u00e7\u00e3o), em p\u00e1tios de estocagem abertos. O grau de homogeneiza\u00e7\u00e3o \u00e9 avaliado pela raz\u00e3o entre o desvio padr\u00e3o de um determinado par\u00e2metro na entrada e na sa\u00edda da pilha de homogeneiza\u00e7\u00e3o. As pilhas s\u00e3o formadas por uma stacker de lan\u00e7a fixa, com inclina\u00e7\u00e3o aproximada de 25\u00ba, cerca de 70 m de comprimento, capacidade de armazenamento entre 25 e 30 mil t, largura de 12 m e 10 m de altura. O retomador \u00e9 bidirecional, tipo ancinho. O tempo m\u00e9dio de forma\u00e7\u00e3o de uma pilha \u00e9 de aproximadamente 3,5 dias, enquanto a retomada dura em torno de 4 dias.<\/p>\n

\"Figura2Calc\u00e1rio\"<\/a>
Figura 2 \u2013 Esquema da disposi\u00e7\u00e3o de calc\u00e1rio em pilhas de pr\u00e9-homogeneiza\u00e7\u00e3o na mina – Fonte: Moreira, 2023<\/figcaption><\/figure>\n

Resultados<\/strong><\/p>\n

No per\u00edodo avaliado, foram confeccionadas 24 pilhas de calc\u00e1rio b\u00e1sico com diferentes massas e diferentes tamanhos, devido \u00e0 alta demanda de produ\u00e7\u00e3o de cimento pela f\u00e1brica, fazendo com que o calc\u00e1rio tenha baixo tempo de resid\u00eancia no p\u00e1tio de pr\u00e9-homogeneiza\u00e7\u00e3o, justificando assim a forma\u00e7\u00e3o de pilhas com massas menores que as desej\u00e1veis, no caso 25 mil t.<\/p>\n

Os m\u00f3dulos dos desvios\u2013padr\u00e3o do FSC se apresentaram com valores distintos devido \u00e0s pilhas serem formadas por diferentes frentes de lavra. De acordo com os par\u00e2metros de qualidade utilizados para a produ\u00e7\u00e3o de cimento, os m\u00f3dulos de FSC devem estar entre 95 e 105, pois valores discrepantes desses tendem alterar o processo, acarretando desequil\u00edbrios de qualidade e viabilidade econ\u00f4mica. Para facilitar a visualiza\u00e7\u00e3o dos dados levantados foi realizada a divis\u00e3o das pilhas estudadas em 2 grupos: o 1\u00ba contendo pilhas com massas variando entre 6 e 12 mil t e o 2\u00ba contendo pilhas com massas variando entre 13 mil e 17 mil t.<\/p>\n

Para cada grupo, foi gerado um gr\u00e1fico relacionando a massa das pilhas (t) e o desvio\u2013padr\u00e3o do FSC, que demonstram que pilhas com massas menores apresentam valores de desvio\u2013padr\u00e3o de FSC mais altos, em virtude da maior variabilidade nos valores de FSC. Em contrapartida, pilhas com massas maiores apresentam menores desvios e consequentemente menor variabilidade de FSC. Pode\u2013se observar tamb\u00e9m, que algumas pilhas com grandes massas apresentaram desvios superiores quando comparadas \u00e0s de massas menores, o que pode estar relacionado \u00e0 forma de blendagem nas frentes de lavra e de disposi\u00e7\u00e3o do material na moega do britador.<\/p>\n

A efici\u00eancia da mistura pode ser melhorada aumentando-se o volume do estoque ou a velocidade de empilhamento (ou seja, empilhando mais camadas). Altos valores de FSC provocam maior quantidade de CaO livre, queima dif\u00edcil da farinha, maior consumo de combust\u00edvel, aumento da expansibilidade do cimento pela maior chance de conter CaO livre no cl\u00ednquer e podem aumentar a quantidade de C3S (silicato tric\u00e1lcito ou alita), que tende a proporcionar uma maior resist\u00eancia ao cimento produzido, com menor quantidade de C2S (silicato dic\u00e1lcico), por consequ\u00eancia. Em contrapartida, baixos valores de FSC tendem a proporcionar\u00a0queima mais f\u00e1cil da farinha, baixo consumo de combust\u00edvel e menor quantidade de C3S produzido, o que afeta a resist\u00eancia do cimento.<\/p>\n

Conclus\u00f5es<\/strong><\/p>\n

A homogeneiza\u00e7\u00e3o \u00e9 importante para garantir que o min\u00e9rio com par\u00e2metros qu\u00edmicos, f\u00edsicos e granulom\u00e9tricos diferentes possa ser utilizado em conformidade com os padr\u00f5es de qualidade do processo o qual est\u00e1 ligado. O sistema tende a garantir e ampliar o aproveitamento da reserva mineral e a reduzir substancialmente a variabilidade do min\u00e9rio. O controle de qualidade na prepara\u00e7\u00e3o das mat\u00e9rias primas \u00e9 uma etapa de grande influ\u00eancia na qualidade final do cimento e em seus custos de produ\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Na mina em estudo, pilhas com massas maiores, atreladas a uma blendagem eficiente do min\u00e9rio das frentes de lavra, proporcionam bons efeitos de homogeneiza\u00e7\u00e3o que, consequentemente, podem gerar ganhos operacionais expressivos. Conclui-se, ainda, que o uso do analisador online de teores \u00e9 uma estrat\u00e9gia importante no processo de forma\u00e7\u00e3o das pilhas, devido \u00e0 grande facilidade de interface mina, beneficiamento e amostragem, sendo uma tecnologia de extrema aplicabilidade quando se trata de amostragens em tempo real. A amostragem nas diversas etapas de transforma\u00e7\u00e3o do min\u00e9rio em produto \u00e9, portanto, uma atividade crucial ao acesso e avalia\u00e7\u00e3o da variabilidade de cada etapa. Trabalhar com valores dentro das faixas aceit\u00e1veis e adotar medidas de atenua\u00e7\u00e3o dessas varia\u00e7\u00f5es deve ser uma pr\u00e1tica comum em busca de melhores resultados.<\/p>\n

Refer\u00eancias<\/strong><\/p>\n

Moreira, Luanne Ph\u00e2mella da Silva Henriques.\u00a0 2023. An\u00e1lise do Controle de M\u00f3dulo Qu\u00edmico em uma Mina de Calc\u00e1rio para Fabrica\u00e7\u00e3o de Cimento. Disserta\u00e7\u00e3o. Mestrado. Programa de P\u00f3s- Gradua\u00e7\u00e3o em Engenharia Mineral da Universidade Federal de Ouro Preto<\/p>\n

1<\/sup>Engenheira de Minas e Mestre em Engenharia Mineral e 2<\/sup>Vice-coordenador do Programa de P\u00f3s-Gradua\u00e7\u00e3o em Engenharia Mineral \u2013 UFOP<\/h5>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Estudo analisa homogeneiza\u00e7\u00e3o de min\u00e9rio em mina para produ\u00e7\u00e3o de cimento, mostrando ganhos operacionais e redu\u00e7\u00e3o de variabilidade qu\u00edmica<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":28871,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[5646,18],"tags":[],"class_list":["post-28868","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-geologia","category-pesquisa"],"yoast_head":"\nCONTROLE QU\u00cdMICO DE PILHAS DE CALC\u00c1RIO\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 - Revista In The Mine<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Estudo analisa homogeneiza\u00e7\u00e3o de min\u00e9rio em mina para produ\u00e7\u00e3o de cimento, mostrando ganhos operacionais e redu\u00e7\u00e3o de variabilidade qu\u00edmica\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, 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