Objetivos e métodos de estocagem de minério de ferro

Para operação de forma eficiente das plantas de beneficiamento mineral, são necessárias combinações de vários fatores como rendimento operacional, regulagem eficaz da usina, estabilidade de alimentação dos processos, entre outros.

Dentro do ínterim estabilidade de processos, é essencial a utilização de pilhas pulmão (reguladoras) e pilhas de homogeneização para mitigar variabilidade das características granulo-químicas de alimentação das plantas de processamento mineral. Os circuitos de britagem podem ser alimentados por várias frentes de lavra distintas de forma simultânea, e oscilações nos teores de ferro, nas litologias e nos seus contaminantes, além da granulometria, afetam a recuperação em massa, metálica e a taxa de alimentação das etapas de concentração.

As pilhas pulmão são utilizadas a fim de estocar material útil para posteriormente homogeneizá-lo, ou seja, estas são uma espécie de estoque intermediário, e podem ser formadas após a etapa de britagem primária ou secundária. Esse estoque será utilizado posteriormente para alimentar as pilhas de homogeneização.

Foto aérea de pilhas pulmão em britagens de minério de ferro

As pilhas de homogeneização visam garantir uma alimentação mais homogênea e controlada nas usinas de beneficiamento. Elas são constituídas pelo minério lavrado e britado nas etapas secundária ou terciária de cominuição, posteriormente estocadas utilizando diversos métodos de empilhamento e recuperação que assegurem melhor homogeneidade deste material.

O empilhamento do minério pode ser feito através dos seguintes equipamentos:

-Empilhadeira com lança fixa e única: é a configuração mais comum quando o empilhamento é feito através do sistema chevron e o material não causa o levantamento de pó; -Empilhadeira com lança única, com torre fixa, e movimento apenas no plano vertical (para cima e para baixo): basicamente o mesmo campo de atuação do equipamento descrito acima, só que aplicável para materiais onde o levantamento de pó ou a degradação granulométrica são críticas; -Empilhadeira com lança dupla: pode ser encontrada nas duas categorias equivalentes aos equipamentos descritos nos dois itens anteriores, sendo provavelmente o equipamento mais utilizado em sistemas com pilhas múltiplas; -Empilhadeira com lança única e torre giratória: é mais versátil do que os equipamentos do terceiro item, tendo, no entanto, maior custo de aquisição.

Para o manuseio em pátios, a maior parte delas translada sobre trilhos, a não ser nas situações em que a pilha seja extremamente larga ou que a adoção de máquinas sobre trilhos não se justifique. Estas máquinas, entretanto são mais lentas e pesadas e a operação acaba tornando-se mais complicada. Existem vários métodos de empilhamento que são utilizados, cada qual com a sua peculiaridade para homogeneizar o minério heterogêneo oriundo das fases de britagem anteriores:

Método Cone Shell: geralmente utilizado em casos em que a homogeneização não é essencial, ou seja, a pilha é formada pelo depósito do material em um único cone de posição fixa. Quando atinge a cota máxima, a empilhadeira se move para uma nova posição e um novo cone é formado. Este processo continua na direção longitudinal da pilha até o estoque ser completado. O equipamento é o mais simples possível, com a lança completamente fixa, sem movimento nem sequer vertical. Como vantagens esse método reduz o desgaste dos equipamentos, trilhos e cabos elétricos.

Método Chevron: o material é depositado pela empilhadeira em movimento da esquerda para a direita, sobre a linha central da pilha. Este causa segregação do material com finas partículas na parte central da pilha e partículas mais grossas na superfície e no fundo da pilha. Para que se garanta uma boa mistura, a mesma é recuperada a partir da face, trabalhando toda a seção transversal.

A automação dos movimentos da máquina de empilhamento é mais simples que nos demais métodos. Sendo a correção da qualidade do lote mais fácil que nos outros métodos e a retomada dos cones extremos é mais simples do que nos demais métodos. É um método básico de empilhamento, por ser satisfatório em termos de homogeneização e o mais barato. A sua desvantagem é a segregação granulométrica na seção transversal da pilha, eventualmente não controlável, dependendo do tipo de equipamento utilizado na retomada da pilha. Se a segregação for, por alguma razão, um aspecto crítico para o processo posterior, e o método de retomada apresentar variações inaceitáveis, então outro método de empilhamento deve ser adotado.

Método Windrow: consiste no empilhamento de cordões elementares sucessivos ao lado e sobre os anteriormente construídos, na direção longitudinal da pilha. Este evita segregação e garante ainda mais distribuição de partículas finas e grossas em toda a pilha. É preferido em casos em que a recuperadora é somente operada em uma parte da seção transversal por vez ou em casos onde a segregação faria uma abertura inaceitável na base.

As vantagens deste método são a melhor homogeneização e maior massa específica. E as desvantagens são: a correção se necessária da variabilidade da pilha pode ficar ineficiente devido a adição de material corretivo ocorrer somente em partes específicas da secção transversal; é necessária uma empilhadeira com lança giratória mais longa, para atingir a extremidade oposta da pilha; caso a área disponível para a instalação de homogeneização seja limitada, ocorre perda no volume de estocagem; a automação dos movimentos do stacker é bem mais complexa, requerendo computador ou controlador programável, capaz de acionar a elevação da lança e a sua movimentação lateral ao fim de cada passada.

Método Windrow-Chevron: também conhecido como Multichevron, cada cordão é formado por mais de uma camada e o número total de cordões pode variar entre 3 e 20. Assim como o método Windrow, é necessária a aplicação de uma empilhadeira de lança com movimento de elevação e giro devido à complexidade da operação e automação do processo. Neste método, pode-se afirmar que basicamente reúne as mesmas vantagens e desvantagens do método Windrow. Além das similaridades, este método apresenta como vantagens melhor homogeneização e diminuição da segregação granulométrica. Como comentário geral, é importante citar que em locais onde há um alto índice de chuvas, recomenda-se o método de empilhamento Chevron, uma vez que já foi constatado que durante o empilhamento Windrow-Chevron, a água da chuva tende a ficar confinada entre os cordões das pilhas, criando um acúmulo indesejável de água.

Método strata: o stacker inicia a construção da primeira pilha com a lança na sua posição mais baixa, percorre toda a extensão do pátio construindo a pilha prismática inicial. Levanta a lança e retorna, depositando uma camada inclinada sobre a face interna da pilha inicial, de tal modo que a face externa coincida com a da camada anterior. Quando chega a extremidade oposta, levanta a lança mais uma vez e retorna, depositando outra camada sobre a face interna até atingir a altura desejada. O stacker se movimenta o tempo inteiro e a degradação granulométrica é mínima, sendo necessário baixo índice de automação.

Enfim, o método de empilhamento deve ser escolhido de acordo com as especificações de cada planta de beneficiamento, tipo de empilhadeira disponível, nível de automação da máquina, granulometria do minério empilhado, etc. Fato é que a efetividade dos processos de concentração é amplificada quando as usinas são alimentadas através de pilhas bem homogeneizadas, gerando previsibilidade nas regulagens dos processos e qualidade nos produtos finais.