Vladmir Kronemberger Alves

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Produções bibliográficas

• CASTRO, GABRIEL GAVA DE ; ALVES, VLADMIR KRONEMBERGER ; CIRILO, PAULO HENRIQUE ; ULIANA, ALEXANDRO . Simulação do circuito de remoagem de bolas da Samarco Mineração. CADERNO PEDAGÓGICO (LAJEADO. ONLINE) , v. 22, p. e13590, 2025.

• OLIVEIRA, TONIMAR MENDES DE ; PEREIRA, CARLOS ALBERTO ; ALVES, VLADMIR KRONEMBERGER . Peneiramento de bauxita à umidade natural em escala piloto. CADERNO PEDAGÓGICO (LAJEADO. ONLINE) , v. 22, p. e15756, 2025.

• MAGALHAES, L. F. N. ; ALVES, V. K. ; SANTOS, R. C. P. ; PUPERI, FERNANDO BARROS . Uso de splines cúbicas naturais para interpolação de curvas de sedimentação em proveta. CADERNO PEDAGÓGICO (LAJEADO. ONLINE) , v. 22, p. 1-24, 2025.

• SILVA, MATEUS DOS ANJOS ; ALVES, VLADMIR KRONEMBERGER ; PUPERI, FERNANDO BARROS . Estimativa de parâmetros de função seleção e função quebra de moinhos de bolas em escala de bancada. CADERNO PEDAGÓGICO (LAJEADO. ONLINE) , v. 22, p. e21294, 2025.

• MAGALHÃES, LUIS FILLIPE NUNES ; ALVES, VLADMIR KRONEMBERGER ; SANTOS, RITA DE CÁSSIA PEDROSA E ; PUPERI, FERNANDO BARROS . A teoria da sedimentação e construção de software para aplicação do método de Talmadge e Fitch. CADERNO PEDAGÓGICO (LAJEADO. ONLINE) , v. 22, p. e21720, 2025.

• COSTA E SILVA, EVANDRO ; ALVES, VLADMIR KRONEMBERGER ; LIMA, HERNANI MOTA DE . Caracterização metalúrgica de carvões coqueificáveis produzidos a partir de rejeitos. PEER REVIEW , v. 6, p. 225-247, 2024.

• ALVES, VLADMIR KRONEMBERGER ; PUPERI, FERNANDO BARROS . Software for estimating the parameters of the ore breakage function. CONCILIUM (ENGLISH LANGUAGE EDITION) , v. 24, p. 525-535, 2024.

• SILVA, DANIEL HENRIQUE CORDEIRO ; ALVES, VLADMIR KRONEMBERGER ; SOUZA, ERNANDES SAVIO . Machine learning for particle size prediction in iron ore grinding process. PEER REVIEW , v. 6, p. 157-177, 2024.

• ALVES, VLADMIR KRONEMBERGER ; SANTOS, RITA DE CÁSSIA PEDROSA ; PUPERI, FERNANDO BARROS . Diferentes metodologias do teste de Bond para determinação de work index para moinho de bolas (BWI) com elevada concentração de finos. CADERNO PEDAGÓGICO (LAJEADO. ONLINE) , v. 21, p. e12840, 2024.

• ALVES, VLADMIR KRONEMBERGER ; CASTRO, GABRIEL GAVA DE ; THUMS, VANESSA LUIZA . Guia de determinação do work index de moinho de bolas. RESEARCH, SOCIETY AND DEVELOPMENT , v. 12, p. e5712842843, 2023.

• MACHADO, NAYARA RILLA DE SOUZA ; CABRAL, IVO EYER ; ALVES, VLADMIR KRONEMBERGER ; ASSIS, BÁRBARA DORNELAS DE . MODELAGEM DO FLUXO DE MINÉRIO DA BRITAGEM E CARREGAMENTO DE PRODUTOS DE UMA MINA NO SOFTWARE ARENA®. HOLOS (NATAL. ONLINE) , v. 7, p. 1/16, 2023.

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• MAZZINGHY, DOUGLAS BATISTA ; ALVES, VLADMIR KRONEMBERGER ; SCHNEIDER, CLAUDIO LUIZ ; GALÉRY, ROBERTO . PREVISÃO DE DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA DE PRODUTO DE MOINHO VERTIMILL. HOLOS (NATAL. ONLINE) , v. 4, p. 126, 2014.

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• MAZZINGHY, DOUGLAS BATISTA ; ROSA, MARCO ANTÔNIO NANKRAN ; MENDONÇA, ANDERSON MIRANDA ; MACHADO, LUIS CLAUZIO DE RENNO ; OLIVEIRA, GEOVAN OLAVO DAMASIO DE ; SOUZA, MARLON G. DE ; ALVES, VLADMIR KRONEMBERGER . APLICAÇÃO DE MÉTODO SIMPLIFICADO DE DETERMINAÇÃO DE WI NA PREVISÃO DE DESEMPENHO DOS MOINHOS DE BOLAS DA USINA DO SOSSEGO. TECNOLOGIA EM METALURGIA, MATERIAIS E MINERAÇÃO (IMPRESSO) , v. 10, p. 318-323, 2013.

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• ALVES, V. K. ; SANTOS, R. C. P. ; PUPERI, FERNANDO BARROS . METODOLOGIA PARA DETERMINAÇÃO DO WORK INDEX DE MOINHO DE BOLAS (BWI) PARA MINÉRIOS COM ELEVADA CONCENTRAÇÃO DE FINOS. Research methods in the social sciences. 1ed.: Editora Studies Publicações, 2025, v. , p. 434-452.

• Gonçalves, Luiz Carlos ; SANTOS, RITA DE CÁSSIA PEDROSA ; Areces, Enrique Álvarez ; ALVES, VLADMIR KRONEMBERGER ; Santos, Reginato Fernandes dos ; Junior, Walter Albergaria . TECNOLOGIA NA MINERAÇÃO: O USO DE TECNOLOGIAS DE BAIXO CUSTO PARA IDENTIFICAÇÃO, RASTREAMENTO E MONITORAMENTO DE VEÍCULOS E EQUIPAMENTOS EM ATIVIDADES DE MINERAÇÃO A CÉU ABERTO. Building bridges to learning: Innovation and pedagogical practices. 1ed.: Editora Observatório de la Economía Latino Americano, 2024, v. , p. 274-285.

• Fagundes, J.T ; Cheloni, L.M.M.S. ; PRADO, J.M. ; SANTOS, F.R.T.C. ; ALVES, V. K. . REUTILIZAÇÃO DE REJEITOS DE MINÉRIOS DE FERRO NO BRASIL: UMA REVISÃO. In: XXIX Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa, 2022, Búzios. XXIX Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa, 2022.

• SILVA, E. C. E. ; ALVES, V. K. ; DELBONI JUNIOR, H. ; CHIEREGATI, A. C. . Pre-processing to increase the capacity of SAG mill circuits - Case study. In: Procemin-Geomin 2021, 2021, Santiago. Procemin-Geomin 2021. Santiago: Gecamin, 2021. v. 1. p. 147-149.

• ALVES, V. K. ; FONSECA, A. M. V. ; SANTOS, E. A. R. ; HENRIQUES, A. B. ; PEREIRA, C. A. . PAPEL DA ORIENTAÇÃO ACADÊMICA NO ACOLHIMENTO AOS CALOUROS DA ENGENHARIA DE MINAS. In: XLVII Congresso Brasileiro de Educação em Engenharia (COBENGE) e 2º Simpósio Internacional de Educação em Engenharia da ABENGE, 2019, Fortaleza. XLVII Congresso Brasileiro de Educação em Engenharia (COBENGE) e 2º Simpósio Internacional de Educação em Engenharia da ABENGE. Brasília: ABENGE, 2019. v. 1.

• MAZZINGHY, D. B. ; SHNEIDER, C. L. ; ALVES, V. K. ; GALERY, R. . Vertical Agitated Media Mill Scale-up and Simulation. In: Comminution'14, 2014, Cidade do Cabo. Comminution'14. Fallmouth: MEI, 2014.

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• SHNEIDER, C. L. ; BATISTA MAZZINGHY, DOUGLAS ; ALVES, V. K. ; REIS, L. H. ; CHACANA, R. A. . Avaliação do regime de transporte de polpa de moinho IsaMill em escala de laboratório. In: VIII Meeting of the Southern Hemisphere on Mineral Technology, 2013, Goiânia. Proceedings of the VIII Meeting of the Southern Hemisphere on Mineral Technology, 2013. v. 1. p. 443-450.

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• ALVES, V. K. ; SHNEIDER, C. L. ; FONSECA, A. . METODOLOGIA PARA DIMENSIONAMENTO E MAPEAMENTO GEOMETALÚRGICO DE CIRCUITOS DE COMINUIÇÃO. In: 68º Congresso Anual da ABM - Internacional, 2013, Belo Horizonte. Proceedings of 68º Congresso Anual da ABM - Internacional. São Paulo: ABM, 2013.

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• ALVES, V. K. . Estudo De Avaliação Dos Parâmetros Que Influenciam De Maneira Significativa Nos Resultados De Ensaio De Wi De Bond.. In: XXII ENTMME / VII MSHMT, 2007, Ouro Preto. XXII ENTMME / VII MSHMT, 2007.

• SCHNEIDER ; ALVES, V. K. ; GOBBO ; GONÇALVES . Cálculo de Parâmetros de Modelo de Sedimentação para Simulação e Escalonamento de Espessadores de Polpa. In: In: VII Simpósio Brasileiro de Minério de Ferro, 2006, Ouro Preto. VII Simpósio Brasileiro de Minério de Ferro. São Paulo: Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, 2006. v. 2. p. 527-537.

• ALVES, V. K. ; GONÇALVES . Methodology For Scale Up Of Grinding And Flotation Circuits Of CVRD?s New Projects. In: Canadian Mineral Processors, 2005, Ottawa. CMP, 2005.

• ALVES, V. K. ; GALERY ; PERES, A. E. C. ; SCHNEIDER . Estudo de otimização de carga de moinho utilizando tecnoilogia de simulação. In: In: XX Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa, 2004, FLORIANÓPOLIS. Anais do XX Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa. Criciúma: UNESC, 2004. v. 2. p. 227-234.

• SILVA, DANIEL HENRIQUE CORDEIRO ; ALVES, V. K. ; SAVIO, ERNANDES . Machine Learning for Particle Size Prediction in Iron Ore Grinding Process. In: COMMINUTION 25, 2025, Cape Town. COMMINUTION ?25 Conference & Exhibition. Falmouth, Cornwall, UK: MEI, 2025. v. 1. p. 622-633.

• PUPERI, FERNANDO BARROS ; ALVES, V. K. . Comparison between different methods, calculations and corrections of Work Index for Ball Mill (BWI) for ores with high concentration of fines. In: COMMINUTION 25, 2025, Cape Town. COMMINUTION ?25 Conference & Exhibition. Falmouth, Cornwall, UK: MEI, 2025. v. 1. p. 578-581.

• ALVES, V. K. . Studies of Optimization of Coal Grinding Circuit From Vale - Tubarão. 2011. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• ALVES, V. K. ; FREITAS, R. ; VIEIRA, J. ; COSTA, E. ; BEZERRA, H. . ESTUDO DE OTIMIZAÇÃO DO CIRUITO DE MOAGEM DE ANTRACITO DA V ALE - PLANTA II. 2009. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ALVES, V. K. . ESTUDO DE AVALIAÇÃO DOS PARÂMETROS QUE INFLUENCIAM DE MANEIRA SIGNIFICATIVA NOS RESULTADOS DE ENSAIO DE WI DE BOND. 2007. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ALVES, V. K. ; SCHNEIDER . Implementação de um modelo para simulação e escalonamento de prensas de rolos de alta pressão. 2007. (Apresentação de Trabalho/Seminário).

• ALVES, V. K. ; SCHNEIDER . Previsão do Resultado do Ensaio Completo de Bond a Partir de Parâmetros de Balanço Populacional Medidos em Simples Ensaios de Batelada Nas Condições Padrão do Ensaio de Bond. 2007. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ALVES, V. K. ; SCHNEIDER ; GOBBO ; GONÇALVES . Cálculo de Parâmetros de Modelo de Sedimentação para Simulação e Escalonamento de Espessadores de Polpa. 2006. (Apresentação de Trabalho/Simpósio).

• ALVES, V. K. ; GONÇALVES . METHODOLOGY FOR SCALE UP OF GRINDING AND FLOTATION CIRCUITS OF CVRD?S NEW PROJECTS. 2006. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ALVES, V. K. ; MONTENEGRO ; GALERY ; PERES . ESTADO DA ARTE ENVOLVENDO AS TECNOLOGIAS UTILIZADAS PARA O DIMENSIONAMENTO, MODELAGEM, SIMULAÇÃO E OTIMIZAÇÃO DE PROCESSOS DE FRAGMENTAÇÃO. 2005. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ALVES, V. K. . Metodologia para dimensionamento de circuitos de moagem e flotação para novos projetos da CVRD. 2005. (Apresentação de Trabalho/Outra).

• ALVES, V. K. . Estado da Arte Envolvendo as Tecnologias Utilizadas Para o Dimensionamento, Modelagem, Simulação e Otimização de Processos de Fragmentação. 2005. (Apresentação de Trabalho/Outra).

• ALVES, V. K. . Mill charge optimization by simulation. In: 1st international symposium on iron ore. 2004. (Apresentação de Trabalho/Simpósio).

• ALVES, V. K. . Estudo da Otimização de carga de moinho utilizando tecnologia de simulação. 2004. (Apresentação de Trabalho/Outra).

• ALVES, V. K. . Mill Charge Optimization by Simulation: a Case Study. 2004. (Apresentação de Trabalho/Simpósio).

• ALVES, V. K. ; SCHNEIDER ; PERES ; GALERY, R. . Optimization Of Mill Charge Using Simulation. 2004. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ALVES, V. K. ; GALERY, R. . Simulação de Moagem. 1997. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

Outras produções

Projetos de pesquisa

• 2020 - Atual

  Estudo para definição de metodologia para estimativa de custo de capital de infraestrutura de usinas de beneficiamento mineral, Descrição: Este projeto visa definir uma metodologia para estimativa de custo de capital de infraestrutura baseada em parâmetros de equipamentos de usina de beneficiamento de minérios e índices publicados anualmente para correção dos valores.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Thais de Souza Pereira - Integrante.

• 2020 - Atual

  Estudo para definição de metodologia para estimativa de custo de capital de investimento (CAPEX) de equipamentos de usinas de beneficiamento mineral., Descrição: Este projeto visa definir uma metodologia para estimativa de CAPEX baseada em parâmetros de equipamentos de usina de beneficiamento de minérios e índices publicados anualmente para correção dos valores.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / GABRIELA PEREIRA BALBINO SILVA - Integrante.

• 2019 - Atual

  Avaliação da influencia da porcentagem de sólidos na estimação da função seleção em escala de bancada, Descrição: Resumo Serão realizados ensaios em escala de bancada em um moinho de 200 mm x 205 mm de diâmetro e comprimento respectivamente, utilizando-se diferentes porcentagens de sólidos. Para cada teste serão levantadas a função seleção e quebra do minério, posteriormente será definido um modelo matemático que estimará a função seleção para diferentes porcentagens de sólidos baseados em um único ensaios de moagem, sem necessitada de realização de ensaios com diferentes porcentagens de sólidos. Palavra Chave Moagem de bolas, simulação, modelagem matemática. Introdução O processo de cominuição constitui uma etapa importante na recuperação de bens minerais. Tanto da parte econômica como da adequação de suas propriedades físicas e mineralógicas, o produto do moinho determina a eficiência das etapas de separação, concentração ou adequação da granulometria de produtos subsequentes. O elevado consumo de energia, característico de todas as distintas metodologias de fragmentação atualmente em prática, constitui?se, sem dúvida, num dos principais itens de custo do processo extrativo. Tal situação permite concluir que existe a necessidade de pesquisa e desenvolvimento de novas alternativas operacionais que agreguem melhorias concretas na eficiência global do processo de moagem, utilizando para isso as mais avançadas metodologias de avaliação. Nesse contexto, a formulação de modelos matemáticos e sua posterior incorporação a um simulador serve como uma poderosa ferramenta para avaliação das mais diversas alternativas operacionais. O presenta trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia para previsão da distribuição granulométrica do produto de moinhos de bolas em escala de bancada via modelo matemático, sem a necessidade da realização de ensaios com diferentes porcentagens de sólidos. Objetivo Este trabalho visa avaliar a possibilidade de otimização de um moinho de bolas, utilizando ferramentas de modelamento matemático e simulação de moagem. Justificativa / Relevância. Em decorrência dos custos elevados de capex, estão sendo desenvolvidas e aprimoradas ferramentas para um melhor dimensionamento e previsão de desempenho de circuitos de cominuição. Uma ferramenta muito poderosa, que vem sendo implantada em novos projetos e operações existentes, são os estudos de variabilidade de processo, onde através de ensaios simplificados com amostras de diferentes regiões da mina é feita a previsão do desempenho da planta, com a utilização de correlações ou modelos empíricos de equipamentos (Alves & Gonçalves., 2005; Alves & Schneider., 2010; Alves & Schneider., 2010; Alves & Schneider., 2010; Schneider et al., 2013; Alves & Schneider., 2013; Schneider et al. ,2014; Alves et al., 2015). Outra ferramenta muito utilizada, com melhor previsão de desempenho dos equipamentos industriais, é a modelagem matemática e simulação (Alves, 2006; Schneider et al., 2008; Alves, 2011; Mazzinghy & Alves., 2012; Mazzinghy et al., 2014). Modelos muito robustos com uma excelente exatidão e precisão já foram desenvolvidos e vem sendo aprimorados a cada dia (Herbst et al., 1968; Whiten, 1972; Herbst et al., 1973; Lynch, 1977; Herbst & Fuerstenau., 1980; Austin et al., 1984; Andersen & Napier-Munn., 1988; Alves, 2006; Schneider et al., 2008; Bueno et al., 2010; Alves, 2011; Mazzinghy et al., 2012; Mazzinghy et al., 2014). A previsão via simulação, com a utilização de amostras da alimentação do circuito de cominuição, obtém resultados com erros menores que 5%, quando comparado o resultado real da planta com o previsto pelo simulador (Alves, 2006; Alves, 2011; Mazzinghy et al., 2014). A grande pergunta é: como prever o desempenho do circuito de cominuição utilizando-se diferentes porcentagens de sólidos baseado somente em um ensaio de bancada? Considera-se que é de extrema relevância e utilidade o desenvolvimento de uma metodologia de previsão de desempenho de circuitos de. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Lais Marliere e Lima - Integrante / Vagner Carvalho Fernades - Integrante.

• 2019 - Atual

  MODELO MULTICOMPONENTE PARA SIMULAÇÃO DE MOINHO DE BOLAS, Descrição: Para definição desta metodologia, baseada em ensaios em escala de laboratório, serão escolhidos dois minérios homogêneos e dois minérios heterogêneos, todos de work indexes diferentes. Também serão estimados os parâmetros das funções seleção e quebra de britagem e moagem de cada minério individualmente e de diferentes blendagens, utilizando como base para o cálculo as distribuições granulométricas completas da alimentação e produto de cada ensaio. Em seguida, será definida uma metodologia de previsão de desempenho destes equipamentos sendo alimentados com diferentes blends, baseada nos valores de paramentos de quebra de cada minério individual e sua proporção utilizada na mistura. Todo o estudo será desenvolvido em escala de bancada, pois, a metodologia de escalonamento utilizando valores de parâmetros de quebra levantados em laboratório já está consolidada e aplicada amplamente. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Anderson Fillipe Nascimento Batalha - Integrante / VITOR MOREIRA CANGUSSU - Integrante.

• 2009 - 2012

  Modelagem matemática e simulação de Vertimill e Isamill, Descrição: O Vertimill é utilizado com sucesso, já há algum tempo, na remoagem de minérios. Nesta aplicação, o Vertimill é mais eficiente que o moinho de bolas. Neste contexto, serão realizados testes com material grosseiro em um Vertimill com o objetivo de verificar a sua aplicabilidade nesta condição. O Isamill tem sido aplicado na moagem fina com sucesso. Testes em escala de laboratório serão realizados com o objetivo de modelar este equipamento e verificar a sua aplicabilidade em projetos da Vale. O objetivo deste projeto é desenvolver modelos para escalonamento e simulação de Vertimill e Isamill. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Douglas B. Mazzinghy - Integrante / Claudio Luiz Shneider - Integrante / L. H. REIS - Integrante.

Projetos de desenvolvimento

• 2007 - 2012

  Modelagem matemática e simulação de liberação, Descrição: De forma a capacitar a CVRD a utilizar estas ferramentas efetivamente, é proposto aqui um estudo de caso, com a amostragem e caracterização dos fluxos da planta de Sossego. Além das amostras de fluxo, uma amostra de alimentação da planta será utilizada para a obtenção dos parâmetros de Andrews e Mika. O método de amostragem de plantas e auditoria é bem conhecido. As amostras obtidas serão caracterizadas também para análise de liberação, e calibração de um simulador dos processos de cominuição e concentração da planta de Sossego. Este será o produto principal deste projeto. De forma a possibilitar a simulação do processo de liberação, na moagem, é necessário parametrizar o diagrama de Andrews e Mika para o minério em questão. A metodologia utilizada consiste em um teste de moagem em batelada de uma amostra mono-tamnho, na faixa 2 mm x 1 mm, aproximadamente. Esta é uma fração onde não ocorre liberação da fase de interesse. A amostra é separada em líquido denso para produzir amostras de frações mono-teor. Estas amostras são moídas em moinho de batelada, e os produtos da moagem peneirados. Cada amostra de tamanho no produto e alimentação do teste de moagem é caracterizada para liberação, em MEV, obtendo-se assim diagramas de Andrews e Mika. Os diagramas de Andrews e Mika obtidos para o minério, são utilizados para o cálculo de parâmetros de liberação que podem ser utilizados no Modsim. Assim, o simulador pode ser utilizados para obter dados de recuperação e teor na etapa de flotação, em função da distribuição de tamanhos obtida na moagem, e possibilitando a otimização da etapa de cominuição.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Parâmetros que influenciam no resultado do ensaio de bancada para determinação do Work Index de Bond, Descrição: O Wi de Bond é um ensaio em escala de laboratório que mede a resistência do minério em relação à moagem de bolas. Corresponde numericamente ao trabalho, expresso em kWh, necessário para reduzir uma tonelada de minério, desde um tamanho teoricamente infinito, até 80% da massa passante em 100 #. Sua determinação consiste em moer uma quantidade fixa de minério previamente britado a 100% passante em 3,36mm, em um moinho de 12"x12", em condições operacionais padronizadas. Após determinado tempo de moagem, a massa é retirada, peneirada e a fração passante na peneira substituída por igual massa de alimentação nova. O ciclo se repete até que se obtenha um equilíbrio do processo em termos de massa de minério moído por rotação do moinho. O valor Wi é apresentado em kWh/t, obtido através de fórmula empírica que correlaciona a abertura da malha de classificação (Am), a massa moída abaixo desta malha por rotação (Mob) e as aberturas das peneiras que permitem a passagem de 80% da massa de alimentação (A) e do produto (P), como mostrado a seguir: Wi = (44,5) / (Am 0,23 x Mob 0,82 x 10 x [(P) -0,5 - (A) -0,5])*1,1 Este procedimento encontra-se padronizado pela ABNT . O presente trabalho visa comparar a metodologia de ensaio de WI realizado pela CVRD com outros laboratórios de renome mundial e será composto pelas seguintes etapas: a) Seleção, preparação de amostras e remessa de alíquotas para os laboratórios estipulados, b) Execução dos ensaios de WI em cada laboratório; c) Análise rigorosa de procedimentos de preparação de amostras, equipamentos e materiais empregados, execução dos testes, procedimentos de tratamento das amostras e cálculos para obtenção de resultados; d) Análise estatística comparativa entre os resultados obtidos; Emissão de relatório contendo pareceres conclusivos sobre a validação de testes de WI conduzidos na CVRD, bem como recomendações para adequação de possíveis não-conformidades. O Consultor será responsável por executar as etapas c, d, e. A CVRD deverá providenciar a seleção de pelo menos 4 amostras de minérios com massa mínima de 600 kg. Essas amostras deverão apresentar diferenças significativas de resistência à moagem. A título de orientação recomenda-se que sejam obtidas as seguintes amostras: (a) bauxita de Paragominas, (b) minério do Salobo, (c) minério do Sossego e (d) minério de Timbopeba. Cada laboratório deverá assim receber um total de 6 alíquotas, das quais 4 serão selecionadas para execução de testes de WI e as demais duas (uma tal-qual e uma preparada) deverão ser arquivadas no próprio laboratório de destino. No caso da CVRD serão executados apenas dois ensaios com as alíquotas preparadas (duas alíquotas dentre A2D, A2I e A2N) e as demais alíquotas arquivadas (A1D, A1I e A1N). De acordo com o esquema proposto, cada um dos 3 laboratórios externos executará um total de 16 testes de WI de Bond para moinhos de bolas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / LUCAS HENRIQUE REIS - Integrante / Airtron Fonseca - Integrante.

• 2006 - 2012

  Remoagem, Descrição: Um dos problemas associados a remoagem para preparação de pellet feed é a ausência de informações granulométricas nas faixas de tamanho menores, abaixo de 45 micrômetros, e que controlam largamente a geração de área superficial nos produtos da moagem. Partículas pequenas têm energias de fratura bastante elevadas, e a probabilidade de quebra por impacto nestas faixas é baixa. O mecanismo de cominuição por atrição passa a ganhar importância no processo de moagem nas partículas menores, e para os tamanhos mais finos é, provavelmente, o mecanismo predominante. O atrito é favorecido, até um certo ponto, elevando-se a fração volumétrica de sólidos no moinho. Este procedimento se chama de moagem de pasta. Isto é praticado nos moinhos de produção de pellet feed, e é praxe alimentar moinhos com 80% de sólidos em peso. Os modelos de balanço populacional existentes para moagem de bolas não incluem um procedimento de escalonamento para fenômenos de transporte mais complexos, como a variação da % de sólidos na alimentação. Sabe-se que os moinhos podem ser operados na faixa de 65% de sólidos até 100% de sólidos, com uma transição reológica importante ocorrendo entre 85% e 95% de sólidos, quando o transporte é extremamente problemático. Os valores exatos dependem das propriedades reológicas do material, mas podem ser determinados experimentalmente. Como a moagem a seco não precisa ser levada em consideração, já que é menos eficiente que a moagem a úmido, os fenômenos reológicos só necessitam de modelamento nas faixas utilizadas na região da moagem de pasta. Os fatores que contribuem, portanto, são a distribuição de tamanhos dos corpos moedores na carga do moinho e a porcentagem de sólidos na alimentação. O primeiro fator já foi modelado, e está disponível no modelo de escalonamento de moinhos do ModSim. Quanto a reologia, esta pode ser modelada através dos fenômenos de classificação no modelo de transporte, e da função quebra. Sabe-se que para polpas diluídas, a classificação é mais intensa, e os valores dos parâmetros da função quebra se aproximam dos valores correspondentes à quebra por impacto. Para polpas menos diluídas, os fenômenos de classificação são mais incipientes, e a polpa é transportada uniformemente através do moinho. No entanto, os parâmetros da função quebra variam para refletir a maior contribuição do atrito, principalmente pela diminuição do parâmetro . Esta variação é acompanhada pela diminuição da taxa de quebra, como se fosse um fenômeno compensador. Assim, se o objetivo é gerar uma superfície específica pré-determinada, a otimização da moagem deve levar em consideração: Fenômenos de transporte associados a reologia Contribuição da cominuição por atrito para geração de superfície específica Contribuição da cominuição por atrito para o consumo de aço Variações nas taxas de quebra Distribuição de tamanhos dos corpos moedores A relação custo/benefício é portanto complexa. Os estudos reológicos podem ser feitos experimentalmente, e um modelo pode ser desenvolvido sem maiores dificuldades contanto que existam dados suficientes e de boa qualidade. O problema maior é com respeito às variações da função quebra nas faixas mais finas de tamanho, e determinar os valores corretos dos parâmetros para cada reologia. Em outras palavras, é necessário obter-se distribuições de tamanhos de partículas até 1 ou 2 micrômetros nos testes de moagem sob diferentes condições, e com bastante acuracidade. Recentemente foi desenvolvida uma alternativa ao cyclosizer que poderá suprir estas informações de forma rápida e eficiente. O procedimento é baseado em medições com difratômetro a LASER, e um software para conversão de tamanhos equivalentes de esferas para distribuições de peneiras, Diffract2Mesh, baseado em técnicas de conversão estereológica.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Modelamento e escalonamento de High Pressure Grinding Rolls ? HPGR, Descrição: Existe um potencial muito grande de aplicação deste tipo de equipamento nas etapas anteriores à moagem, em substituição a britadores e até mesmo a moagem em SAG. No entanto, este tipo de aplicação ainda não se tornou uma realidade, porque os ganhos energéticos são de difícil quantificação e comprovação. É necessário portanto desenvolver-se uma metodologia laboratorial que permita o escalonamento seguro, não só de um moinho HPGR, mas simultaneamente do impacto que qualquer danificação que possa contribuir para a redução do consumo de energia em processos subseqüentes. Uma série de ensaios de moagem HPGR pode ser executada para uma estimativa da performance deste tipo de equipamento, e técnicas de escalonamento adequadas já foram desenvolvidas pelos fabricantes, com base nesta metodologia, destacando-se o procedimento de escalonamento da Krupp-Polysius, que foi desenvolvida em conjunto com o consultor Prof. Leonard G. Austin. Esta metodologia já se encontra implementada no simulador de plantas Modsim. Um problema que tem sido estudado com bastante afinco em centros de pesquisa no mundo é o da previsão da distribuição de tamanhos de partículas nos produto de um HPGR, em função das características intrínsecas do minério, e das condições operacionais. Os HPGRs tem sido utilizados na CVRD para preparação de pellet feed moído, e a previsão da distribuição de tamanhos no produto cai, novamente, no problema das medidas de distribuição de tamanhos em faixas de até 1 micrômetro ou até mesmo sub-micrômetros. (Ver proposta de trabalho referente à moagem fina, ultrafina). Para aplicações antes das etapas de moagem, um modelo baseado em técnicas de balanço populacional já tem sido proposto, e isto necessita de implementação, neste caso no Modsim. Este modelo deve ser, em uma etapa subseqüente, expandido para um modelo de escalonamento, que permita o dimensionamento de HPGRs com o cálculo da distribuição de tamanhos no produto, em função da alimentação e das condições operacionais. O segundo problema a ser abordado, é o da quantificação dos efeitos de danificação observados no HPGR em etapas subseqüentes de moagem. Isto requer a produção de quantidades relativamente grandes de minério moído, no HPGR. Os produtos do HPGR podem ser caracterizados de várias formas, e na literatura, invariavelmente, testes de WI de Bond são executados para a quantificação dos ganhos energéticos. Como se sabe, e isto é o elo fraco no problema, o método de Bond tem acuracidade limitada, e o erro associado não tem permitido um escalonamento suficientemente confiável para determinar-se o ganho energético de danificação no HPGR. Se quantidades relativamente grandes de produtos danificados forem disponibilizadas, as técnicas modernas de escalonamento, Austin e Herbst-Fuesternau, podem ser utilizadas, em laboratório, para uma estimativa acurada de ganhos energéticos potencias por danificação. Testes em escala piloto, de moagem de bolas, com os produtos de HPGR como alimentação, também podem ser executados de forma a produzirem dados ainda mais acurados, para um tipo de minério específico, e as técnicas de escalonamento poderiam ser utilizadas para previsões da performance de circuitos de moagem completos, com o HPGR em qualquer etapa do processo. Estudo de Variabilidade O objetivo fundamental é desenvolver uma metodologia apropriada para testes de variabilidade. Esta metodologia deverá ser testada compreensivamente em pelo menos duas instalações industriais existentes. O programa de testes deverá incluir a monitoração da performance energética, condições operacionais e distribuição de tamanhos na alientação e produto dos moinhos industriais. Durante um período relativamente longo de operação (dias ou meses) com monitoramento intensivo, amostras deverão ser obtidas da alimentação.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2005 - 2012

  Escalonamento e Otimização de Espessadores, Descrição: O espessamento é um processo importante de desaguamento parcial de polpas comparativamente densas. A maioria dos processos de tratamento de minérios é executada a úmido, e invariavelmente pelo menos uma etapa de separação sólido-líquido é necessária nos fluxos de produtos da maioria das plantas de tratamento de minérios. Quando partículas muito finas estão presentes, o processo de espessamento deve ser utilizado em lugar de simples drenagem, ou ciclonagem, uma vez que o espessamento permite a eliminação da maior parte das partículas sub-micrométricas da água de processo, antes da sua reutilização no processo, ou da sua devolução ao ambiente. O processo de escalonamento de espessadores requer dados de sedimentação, que são obtidos no laboratório. Ensaios de sedimentação são padronizados, e bem estabelecidos. Existem diversos métodos de escalonamento, porém o método baseado na construção de Kynch, que é o modelo implementado no ModSim, será, em princípio, utilizado neste projeto. No entanto, outros métodos poderão ser considerados, e eventualmente implementados. A ligação entre o ensaio de sedimentação em batelada, e o método de escalonamento de Kynch, é uma série de parâmetros que definem uma equação de sedimentação, conhecidos como parâmetros de Wilhelm-Nade. O escalonamento de um espessador, passa portanto pela determinação dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, a partir dos resultados do ensaio de sedimentação em batelada. A equação de Wilhelm-Nade contém um número variável de parâmetros, e é importante obter-se uma interpolação com o número correto de parâmetros significativos. Este processo não pode ser executado de forma eficiente em planilhas eletrônicas do tipo Excel. Os testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em duplicata, e os problemas associados à parte experimental são: 1. Testes com partículas finas, sem floculante: os testes são demorados e podem requerer várias horas. A obtenção de dados precisos é dificultada devido à ausência de um operador durante a duração do teste, e devido à necessidade de agendar operadores para o tempo de duração do teste. 2. Testes com floculantes. Ocasionalmente, dependendo das condições pré-estabelecidas, o teste de sedimentação em batelada é extremamente rápido, e a obtenção de dados precisos é difícil, mesmo com a repetição do teste. A otimização do espessador requer uma correlação entre investimento de capital (tamanho do espessador) e custos operacionais (fixos e variáveis), sendo o fator relevante, em ambos os casos, a concentração de floculante a ser utilizada. Com isto, testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em diversas concentrações de floculante. O número de testes requeridos é portanto grande. Para contornar estes problemas, sugere-se: Etapa 1: Desenvolvimento de um aplicativo para o cálculo dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, com precisão máxima, e com parâmetros que possam ser utilizados diretamente no ModSim. O aplicativo deve ser intuitivo e conveniente para uso por técnicos treinados, nos mesmos moldes do que é feito com o BatchMill TM Etapa 2: Estudo de caso com aplicação do modelo implementado no ModSim Etapa 3: Aquisição de equipamento de captura de imagem para medição de velocidade da interface.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (1) Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / GOBBO, O. - Integrante / GONÇALVES, K. - Integrante / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2007 - 2012

  Modelagem matemática e simulação de liberação, Descrição: De forma a capacitar a CVRD a utilizar estas ferramentas efetivamente, é proposto aqui um estudo de caso, com a amostragem e caracterização dos fluxos da planta de Sossego. Além das amostras de fluxo, uma amostra de alimentação da planta será utilizada para a obtenção dos parâmetros de Andrews e Mika. O método de amostragem de plantas e auditoria é bem conhecido. As amostras obtidas serão caracterizadas também para análise de liberação, e calibração de um simulador dos processos de cominuição e concentração da planta de Sossego. Este será o produto principal deste projeto. De forma a possibilitar a simulação do processo de liberação, na moagem, é necessário parametrizar o diagrama de Andrews e Mika para o minério em questão. A metodologia utilizada consiste em um teste de moagem em batelada de uma amostra mono-tamnho, na faixa 2 mm x 1 mm, aproximadamente. Esta é uma fração onde não ocorre liberação da fase de interesse. A amostra é separada em líquido denso para produzir amostras de frações mono-teor. Estas amostras são moídas em moinho de batelada, e os produtos da moagem peneirados. Cada amostra de tamanho no produto e alimentação do teste de moagem é caracterizada para liberação, em MEV, obtendo-se assim diagramas de Andrews e Mika. Os diagramas de Andrews e Mika obtidos para o minério, são utilizados para o cálculo de parâmetros de liberação que podem ser utilizados no Modsim. Assim, o simulador pode ser utilizados para obter dados de recuperação e teor na etapa de flotação, em função da distribuição de tamanhos obtida na moagem, e possibilitando a otimização da etapa de cominuição.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Remoagem, Descrição: Um dos problemas associados a remoagem para preparação de pellet feed é a ausência de informações granulométricas nas faixas de tamanho menores, abaixo de 45 micrômetros, e que controlam largamente a geração de área superficial nos produtos da moagem. Partículas pequenas têm energias de fratura bastante elevadas, e a probabilidade de quebra por impacto nestas faixas é baixa. O mecanismo de cominuição por atrição passa a ganhar importância no processo de moagem nas partículas menores, e para os tamanhos mais finos é, provavelmente, o mecanismo predominante. O atrito é favorecido, até um certo ponto, elevando-se a fração volumétrica de sólidos no moinho. Este procedimento se chama de moagem de pasta. Isto é praticado nos moinhos de produção de pellet feed, e é praxe alimentar moinhos com 80% de sólidos em peso. Os modelos de balanço populacional existentes para moagem de bolas não incluem um procedimento de escalonamento para fenômenos de transporte mais complexos, como a variação da % de sólidos na alimentação. Sabe-se que os moinhos podem ser operados na faixa de 65% de sólidos até 100% de sólidos, com uma transição reológica importante ocorrendo entre 85% e 95% de sólidos, quando o transporte é extremamente problemático. Os valores exatos dependem das propriedades reológicas do material, mas podem ser determinados experimentalmente. Como a moagem a seco não precisa ser levada em consideração, já que é menos eficiente que a moagem a úmido, os fenômenos reológicos só necessitam de modelamento nas faixas utilizadas na região da moagem de pasta. Os fatores que contribuem, portanto, são a distribuição de tamanhos dos corpos moedores na carga do moinho e a porcentagem de sólidos na alimentação. O primeiro fator já foi modelado, e está disponível no modelo de escalonamento de moinhos do ModSim. Quanto a reologia, esta pode ser modelada através dos fenômenos de classificação no modelo de transporte, e da função quebra. Sabe-se que para polpas diluídas, a classificação é mais intensa, e os valores dos parâmetros da função quebra se aproximam dos valores correspondentes à quebra por impacto. Para polpas menos diluídas, os fenômenos de classificação são mais incipientes, e a polpa é transportada uniformemente através do moinho. No entanto, os parâmetros da função quebra variam para refletir a maior contribuição do atrito, principalmente pela diminuição do parâmetro . Esta variação é acompanhada pela diminuição da taxa de quebra, como se fosse um fenômeno compensador. Assim, se o objetivo é gerar uma superfície específica pré-determinada, a otimização da moagem deve levar em consideração: Fenômenos de transporte associados a reologia Contribuição da cominuição por atrito para geração de superfície específica Contribuição da cominuição por atrito para o consumo de aço Variações nas taxas de quebra Distribuição de tamanhos dos corpos moedores A relação custo/benefício é portanto complexa. Os estudos reológicos podem ser feitos experimentalmente, e um modelo pode ser desenvolvido sem maiores dificuldades contanto que existam dados suficientes e de boa qualidade. O problema maior é com respeito às variações da função quebra nas faixas mais finas de tamanho, e determinar os valores corretos dos parâmetros para cada reologia. Em outras palavras, é necessário obter-se distribuições de tamanhos de partículas até 1 ou 2 micrômetros nos testes de moagem sob diferentes condições, e com bastante acuracidade. Recentemente foi desenvolvida uma alternativa ao cyclosizer que poderá suprir estas informações de forma rápida e eficiente. O procedimento é baseado em medições com difratômetro a LASER, e um software para conversão de tamanhos equivalentes de esferas para distribuições de peneiras, Diffract2Mesh, baseado em técnicas de conversão estereológica.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Parâmetros que influenciam no resultado do ensaio de bancada para determinação do Work Index de Bond, Descrição: O Wi de Bond é um ensaio em escala de laboratório que mede a resistência do minério em relação à moagem de bolas. Corresponde numericamente ao trabalho, expresso em kWh, necessário para reduzir uma tonelada de minério, desde um tamanho teoricamente infinito, até 80% da massa passante em 100 #. Sua determinação consiste em moer uma quantidade fixa de minério previamente britado a 100% passante em 3,36mm, em um moinho de 12"x12", em condições operacionais padronizadas. Após determinado tempo de moagem, a massa é retirada, peneirada e a fração passante na peneira substituída por igual massa de alimentação nova. O ciclo se repete até que se obtenha um equilíbrio do processo em termos de massa de minério moído por rotação do moinho. O valor Wi é apresentado em kWh/t, obtido através de fórmula empírica que correlaciona a abertura da malha de classificação (Am), a massa moída abaixo desta malha por rotação (Mob) e as aberturas das peneiras que permitem a passagem de 80% da massa de alimentação (A) e do produto (P), como mostrado a seguir: Wi = (44,5) / (Am 0,23 x Mob 0,82 x 10 x [(P) -0,5 - (A) -0,5])*1,1 Este procedimento encontra-se padronizado pela ABNT . O presente trabalho visa comparar a metodologia de ensaio de WI realizado pela CVRD com outros laboratórios de renome mundial e será composto pelas seguintes etapas: a) Seleção, preparação de amostras e remessa de alíquotas para os laboratórios estipulados, b) Execução dos ensaios de WI em cada laboratório; c) Análise rigorosa de procedimentos de preparação de amostras, equipamentos e materiais empregados, execução dos testes, procedimentos de tratamento das amostras e cálculos para obtenção de resultados; d) Análise estatística comparativa entre os resultados obtidos; Emissão de relatório contendo pareceres conclusivos sobre a validação de testes de WI conduzidos na CVRD, bem como recomendações para adequação de possíveis não-conformidades. O Consultor será responsável por executar as etapas c, d, e. A CVRD deverá providenciar a seleção de pelo menos 4 amostras de minérios com massa mínima de 600 kg. Essas amostras deverão apresentar diferenças significativas de resistência à moagem. A título de orientação recomenda-se que sejam obtidas as seguintes amostras: (a) bauxita de Paragominas, (b) minério do Salobo, (c) minério do Sossego e (d) minério de Timbopeba. Cada laboratório deverá assim receber um total de 6 alíquotas, das quais 4 serão selecionadas para execução de testes de WI e as demais duas (uma tal-qual e uma preparada) deverão ser arquivadas no próprio laboratório de destino. No caso da CVRD serão executados apenas dois ensaios com as alíquotas preparadas (duas alíquotas dentre A2D, A2I e A2N) e as demais alíquotas arquivadas (A1D, A1I e A1N). De acordo com o esquema proposto, cada um dos 3 laboratórios externos executará um total de 16 testes de WI de Bond para moinhos de bolas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / LUCAS HENRIQUE REIS - Integrante / Airtron Fonseca - Integrante.

• 2006 - 2012

  Modelamento e escalonamento de High Pressure Grinding Rolls ? HPGR, Descrição: Existe um potencial muito grande de aplicação deste tipo de equipamento nas etapas anteriores à moagem, em substituição a britadores e até mesmo a moagem em SAG. No entanto, este tipo de aplicação ainda não se tornou uma realidade, porque os ganhos energéticos são de difícil quantificação e comprovação. É necessário portanto desenvolver-se uma metodologia laboratorial que permita o escalonamento seguro, não só de um moinho HPGR, mas simultaneamente do impacto que qualquer danificação que possa contribuir para a redução do consumo de energia em processos subseqüentes. Uma série de ensaios de moagem HPGR pode ser executada para uma estimativa da performance deste tipo de equipamento, e técnicas de escalonamento adequadas já foram desenvolvidas pelos fabricantes, com base nesta metodologia, destacando-se o procedimento de escalonamento da Krupp-Polysius, que foi desenvolvida em conjunto com o consultor Prof. Leonard G. Austin. Esta metodologia já se encontra implementada no simulador de plantas Modsim. Um problema que tem sido estudado com bastante afinco em centros de pesquisa no mundo é o da previsão da distribuição de tamanhos de partículas nos produto de um HPGR, em função das características intrínsecas do minério, e das condições operacionais. Os HPGRs tem sido utilizados na CVRD para preparação de pellet feed moído, e a previsão da distribuição de tamanhos no produto cai, novamente, no problema das medidas de distribuição de tamanhos em faixas de até 1 micrômetro ou até mesmo sub-micrômetros. (Ver proposta de trabalho referente à moagem fina, ultrafina). Para aplicações antes das etapas de moagem, um modelo baseado em técnicas de balanço populacional já tem sido proposto, e isto necessita de implementação, neste caso no Modsim. Este modelo deve ser, em uma etapa subseqüente, expandido para um modelo de escalonamento, que permita o dimensionamento de HPGRs com o cálculo da distribuição de tamanhos no produto, em função da alimentação e das condições operacionais. O segundo problema a ser abordado, é o da quantificação dos efeitos de danificação observados no HPGR em etapas subseqüentes de moagem. Isto requer a produção de quantidades relativamente grandes de minério moído, no HPGR. Os produtos do HPGR podem ser caracterizados de várias formas, e na literatura, invariavelmente, testes de WI de Bond são executados para a quantificação dos ganhos energéticos. Como se sabe, e isto é o elo fraco no problema, o método de Bond tem acuracidade limitada, e o erro associado não tem permitido um escalonamento suficientemente confiável para determinar-se o ganho energético de danificação no HPGR. Se quantidades relativamente grandes de produtos danificados forem disponibilizadas, as técnicas modernas de escalonamento, Austin e Herbst-Fuesternau, podem ser utilizadas, em laboratório, para uma estimativa acurada de ganhos energéticos potencias por danificação. Testes em escala piloto, de moagem de bolas, com os produtos de HPGR como alimentação, também podem ser executados de forma a produzirem dados ainda mais acurados, para um tipo de minério específico, e as técnicas de escalonamento poderiam ser utilizadas para previsões da performance de circuitos de moagem completos, com o HPGR em qualquer etapa do processo. Estudo de Variabilidade O objetivo fundamental é desenvolver uma metodologia apropriada para testes de variabilidade. Esta metodologia deverá ser testada compreensivamente em pelo menos duas instalações industriais existentes. O programa de testes deverá incluir a monitoração da performance energética, condições operacionais e distribuição de tamanhos na alientação e produto dos moinhos industriais. Durante um período relativamente longo de operação (dias ou meses) com monitoramento intensivo, amostras deverão ser obtidas da alimentação.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2005 - 2012

  Escalonamento e Otimização de Espessadores, Descrição: O espessamento é um processo importante de desaguamento parcial de polpas comparativamente densas. A maioria dos processos de tratamento de minérios é executada a úmido, e invariavelmente pelo menos uma etapa de separação sólido-líquido é necessária nos fluxos de produtos da maioria das plantas de tratamento de minérios. Quando partículas muito finas estão presentes, o processo de espessamento deve ser utilizado em lugar de simples drenagem, ou ciclonagem, uma vez que o espessamento permite a eliminação da maior parte das partículas sub-micrométricas da água de processo, antes da sua reutilização no processo, ou da sua devolução ao ambiente. O processo de escalonamento de espessadores requer dados de sedimentação, que são obtidos no laboratório. Ensaios de sedimentação são padronizados, e bem estabelecidos. Existem diversos métodos de escalonamento, porém o método baseado na construção de Kynch, que é o modelo implementado no ModSim, será, em princípio, utilizado neste projeto. No entanto, outros métodos poderão ser considerados, e eventualmente implementados. A ligação entre o ensaio de sedimentação em batelada, e o método de escalonamento de Kynch, é uma série de parâmetros que definem uma equação de sedimentação, conhecidos como parâmetros de Wilhelm-Nade. O escalonamento de um espessador, passa portanto pela determinação dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, a partir dos resultados do ensaio de sedimentação em batelada. A equação de Wilhelm-Nade contém um número variável de parâmetros, e é importante obter-se uma interpolação com o número correto de parâmetros significativos. Este processo não pode ser executado de forma eficiente em planilhas eletrônicas do tipo Excel. Os testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em duplicata, e os problemas associados à parte experimental são: 1. Testes com partículas finas, sem floculante: os testes são demorados e podem requerer várias horas. A obtenção de dados precisos é dificultada devido à ausência de um operador durante a duração do teste, e devido à necessidade de agendar operadores para o tempo de duração do teste. 2. Testes com floculantes. Ocasionalmente, dependendo das condições pré-estabelecidas, o teste de sedimentação em batelada é extremamente rápido, e a obtenção de dados precisos é difícil, mesmo com a repetição do teste. A otimização do espessador requer uma correlação entre investimento de capital (tamanho do espessador) e custos operacionais (fixos e variáveis), sendo o fator relevante, em ambos os casos, a concentração de floculante a ser utilizada. Com isto, testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em diversas concentrações de floculante. O número de testes requeridos é portanto grande. Para contornar estes problemas, sugere-se: Etapa 1: Desenvolvimento de um aplicativo para o cálculo dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, com precisão máxima, e com parâmetros que possam ser utilizados diretamente no ModSim. O aplicativo deve ser intuitivo e conveniente para uso por técnicos treinados, nos mesmos moldes do que é feito com o BatchMill TM Etapa 2: Estudo de caso com aplicação do modelo implementado no ModSim Etapa 3: Aquisição de equipamento de captura de imagem para medição de velocidade da interface.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (1) Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / GOBBO, O. - Integrante / GONÇALVES, K. - Integrante / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2007 - 2012

  Modelagem matemática e simulação de liberação, Descrição: De forma a capacitar a CVRD a utilizar estas ferramentas efetivamente, é proposto aqui um estudo de caso, com a amostragem e caracterização dos fluxos da planta de Sossego. Além das amostras de fluxo, uma amostra de alimentação da planta será utilizada para a obtenção dos parâmetros de Andrews e Mika. O método de amostragem de plantas e auditoria é bem conhecido. As amostras obtidas serão caracterizadas também para análise de liberação, e calibração de um simulador dos processos de cominuição e concentração da planta de Sossego. Este será o produto principal deste projeto. De forma a possibilitar a simulação do processo de liberação, na moagem, é necessário parametrizar o diagrama de Andrews e Mika para o minério em questão. A metodologia utilizada consiste em um teste de moagem em batelada de uma amostra mono-tamnho, na faixa 2 mm x 1 mm, aproximadamente. Esta é uma fração onde não ocorre liberação da fase de interesse. A amostra é separada em líquido denso para produzir amostras de frações mono-teor. Estas amostras são moídas em moinho de batelada, e os produtos da moagem peneirados. Cada amostra de tamanho no produto e alimentação do teste de moagem é caracterizada para liberação, em MEV, obtendo-se assim diagramas de Andrews e Mika. Os diagramas de Andrews e Mika obtidos para o minério, são utilizados para o cálculo de parâmetros de liberação que podem ser utilizados no Modsim. Assim, o simulador pode ser utilizados para obter dados de recuperação e teor na etapa de flotação, em função da distribuição de tamanhos obtida na moagem, e possibilitando a otimização da etapa de cominuição.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Modelamento e escalonamento de High Pressure Grinding Rolls ? HPGR, Descrição: Existe um potencial muito grande de aplicação deste tipo de equipamento nas etapas anteriores à moagem, em substituição a britadores e até mesmo a moagem em SAG. No entanto, este tipo de aplicação ainda não se tornou uma realidade, porque os ganhos energéticos são de difícil quantificação e comprovação. É necessário portanto desenvolver-se uma metodologia laboratorial que permita o escalonamento seguro, não só de um moinho HPGR, mas simultaneamente do impacto que qualquer danificação que possa contribuir para a redução do consumo de energia em processos subseqüentes. Uma série de ensaios de moagem HPGR pode ser executada para uma estimativa da performance deste tipo de equipamento, e técnicas de escalonamento adequadas já foram desenvolvidas pelos fabricantes, com base nesta metodologia, destacando-se o procedimento de escalonamento da Krupp-Polysius, que foi desenvolvida em conjunto com o consultor Prof. Leonard G. Austin. Esta metodologia já se encontra implementada no simulador de plantas Modsim. Um problema que tem sido estudado com bastante afinco em centros de pesquisa no mundo é o da previsão da distribuição de tamanhos de partículas nos produto de um HPGR, em função das características intrínsecas do minério, e das condições operacionais. Os HPGRs tem sido utilizados na CVRD para preparação de pellet feed moído, e a previsão da distribuição de tamanhos no produto cai, novamente, no problema das medidas de distribuição de tamanhos em faixas de até 1 micrômetro ou até mesmo sub-micrômetros. (Ver proposta de trabalho referente à moagem fina, ultrafina). Para aplicações antes das etapas de moagem, um modelo baseado em técnicas de balanço populacional já tem sido proposto, e isto necessita de implementação, neste caso no Modsim. Este modelo deve ser, em uma etapa subseqüente, expandido para um modelo de escalonamento, que permita o dimensionamento de HPGRs com o cálculo da distribuição de tamanhos no produto, em função da alimentação e das condições operacionais. O segundo problema a ser abordado, é o da quantificação dos efeitos de danificação observados no HPGR em etapas subseqüentes de moagem. Isto requer a produção de quantidades relativamente grandes de minério moído, no HPGR. Os produtos do HPGR podem ser caracterizados de várias formas, e na literatura, invariavelmente, testes de WI de Bond são executados para a quantificação dos ganhos energéticos. Como se sabe, e isto é o elo fraco no problema, o método de Bond tem acuracidade limitada, e o erro associado não tem permitido um escalonamento suficientemente confiável para determinar-se o ganho energético de danificação no HPGR. Se quantidades relativamente grandes de produtos danificados forem disponibilizadas, as técnicas modernas de escalonamento, Austin e Herbst-Fuesternau, podem ser utilizadas, em laboratório, para uma estimativa acurada de ganhos energéticos potencias por danificação. Testes em escala piloto, de moagem de bolas, com os produtos de HPGR como alimentação, também podem ser executados de forma a produzirem dados ainda mais acurados, para um tipo de minério específico, e as técnicas de escalonamento poderiam ser utilizadas para previsões da performance de circuitos de moagem completos, com o HPGR em qualquer etapa do processo. Estudo de Variabilidade O objetivo fundamental é desenvolver uma metodologia apropriada para testes de variabilidade. Esta metodologia deverá ser testada compreensivamente em pelo menos duas instalações industriais existentes. O programa de testes deverá incluir a monitoração da performance energética, condições operacionais e distribuição de tamanhos na alientação e produto dos moinhos industriais. Durante um período relativamente longo de operação (dias ou meses) com monitoramento intensivo, amostras deverão ser obtidas da alimentação.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Remoagem, Descrição: Um dos problemas associados a remoagem para preparação de pellet feed é a ausência de informações granulométricas nas faixas de tamanho menores, abaixo de 45 micrômetros, e que controlam largamente a geração de área superficial nos produtos da moagem. Partículas pequenas têm energias de fratura bastante elevadas, e a probabilidade de quebra por impacto nestas faixas é baixa. O mecanismo de cominuição por atrição passa a ganhar importância no processo de moagem nas partículas menores, e para os tamanhos mais finos é, provavelmente, o mecanismo predominante. O atrito é favorecido, até um certo ponto, elevando-se a fração volumétrica de sólidos no moinho. Este procedimento se chama de moagem de pasta. Isto é praticado nos moinhos de produção de pellet feed, e é praxe alimentar moinhos com 80% de sólidos em peso. Os modelos de balanço populacional existentes para moagem de bolas não incluem um procedimento de escalonamento para fenômenos de transporte mais complexos, como a variação da % de sólidos na alimentação. Sabe-se que os moinhos podem ser operados na faixa de 65% de sólidos até 100% de sólidos, com uma transição reológica importante ocorrendo entre 85% e 95% de sólidos, quando o transporte é extremamente problemático. Os valores exatos dependem das propriedades reológicas do material, mas podem ser determinados experimentalmente. Como a moagem a seco não precisa ser levada em consideração, já que é menos eficiente que a moagem a úmido, os fenômenos reológicos só necessitam de modelamento nas faixas utilizadas na região da moagem de pasta. Os fatores que contribuem, portanto, são a distribuição de tamanhos dos corpos moedores na carga do moinho e a porcentagem de sólidos na alimentação. O primeiro fator já foi modelado, e está disponível no modelo de escalonamento de moinhos do ModSim. Quanto a reologia, esta pode ser modelada através dos fenômenos de classificação no modelo de transporte, e da função quebra. Sabe-se que para polpas diluídas, a classificação é mais intensa, e os valores dos parâmetros da função quebra se aproximam dos valores correspondentes à quebra por impacto. Para polpas menos diluídas, os fenômenos de classificação são mais incipientes, e a polpa é transportada uniformemente através do moinho. No entanto, os parâmetros da função quebra variam para refletir a maior contribuição do atrito, principalmente pela diminuição do parâmetro . Esta variação é acompanhada pela diminuição da taxa de quebra, como se fosse um fenômeno compensador. Assim, se o objetivo é gerar uma superfície específica pré-determinada, a otimização da moagem deve levar em consideração: Fenômenos de transporte associados a reologia Contribuição da cominuição por atrito para geração de superfície específica Contribuição da cominuição por atrito para o consumo de aço Variações nas taxas de quebra Distribuição de tamanhos dos corpos moedores A relação custo/benefício é portanto complexa. Os estudos reológicos podem ser feitos experimentalmente, e um modelo pode ser desenvolvido sem maiores dificuldades contanto que existam dados suficientes e de boa qualidade. O problema maior é com respeito às variações da função quebra nas faixas mais finas de tamanho, e determinar os valores corretos dos parâmetros para cada reologia. Em outras palavras, é necessário obter-se distribuições de tamanhos de partículas até 1 ou 2 micrômetros nos testes de moagem sob diferentes condições, e com bastante acuracidade. Recentemente foi desenvolvida uma alternativa ao cyclosizer que poderá suprir estas informações de forma rápida e eficiente. O procedimento é baseado em medições com difratômetro a LASER, e um software para conversão de tamanhos equivalentes de esferas para distribuições de peneiras, Diffract2Mesh, baseado em técnicas de conversão estereológica.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Parâmetros que influenciam no resultado do ensaio de bancada para determinação do Work Index de Bond, Descrição: O Wi de Bond é um ensaio em escala de laboratório que mede a resistência do minério em relação à moagem de bolas. Corresponde numericamente ao trabalho, expresso em kWh, necessário para reduzir uma tonelada de minério, desde um tamanho teoricamente infinito, até 80% da massa passante em 100 #. Sua determinação consiste em moer uma quantidade fixa de minério previamente britado a 100% passante em 3,36mm, em um moinho de 12"x12", em condições operacionais padronizadas. Após determinado tempo de moagem, a massa é retirada, peneirada e a fração passante na peneira substituída por igual massa de alimentação nova. O ciclo se repete até que se obtenha um equilíbrio do processo em termos de massa de minério moído por rotação do moinho. O valor Wi é apresentado em kWh/t, obtido através de fórmula empírica que correlaciona a abertura da malha de classificação (Am), a massa moída abaixo desta malha por rotação (Mob) e as aberturas das peneiras que permitem a passagem de 80% da massa de alimentação (A) e do produto (P), como mostrado a seguir: Wi = (44,5) / (Am 0,23 x Mob 0,82 x 10 x [(P) -0,5 - (A) -0,5])*1,1 Este procedimento encontra-se padronizado pela ABNT . O presente trabalho visa comparar a metodologia de ensaio de WI realizado pela CVRD com outros laboratórios de renome mundial e será composto pelas seguintes etapas: a) Seleção, preparação de amostras e remessa de alíquotas para os laboratórios estipulados, b) Execução dos ensaios de WI em cada laboratório; c) Análise rigorosa de procedimentos de preparação de amostras, equipamentos e materiais empregados, execução dos testes, procedimentos de tratamento das amostras e cálculos para obtenção de resultados; d) Análise estatística comparativa entre os resultados obtidos; Emissão de relatório contendo pareceres conclusivos sobre a validação de testes de WI conduzidos na CVRD, bem como recomendações para adequação de possíveis não-conformidades. O Consultor será responsável por executar as etapas c, d, e. A CVRD deverá providenciar a seleção de pelo menos 4 amostras de minérios com massa mínima de 600 kg. Essas amostras deverão apresentar diferenças significativas de resistência à moagem. A título de orientação recomenda-se que sejam obtidas as seguintes amostras: (a) bauxita de Paragominas, (b) minério do Salobo, (c) minério do Sossego e (d) minério de Timbopeba. Cada laboratório deverá assim receber um total de 6 alíquotas, das quais 4 serão selecionadas para execução de testes de WI e as demais duas (uma tal-qual e uma preparada) deverão ser arquivadas no próprio laboratório de destino. No caso da CVRD serão executados apenas dois ensaios com as alíquotas preparadas (duas alíquotas dentre A2D, A2I e A2N) e as demais alíquotas arquivadas (A1D, A1I e A1N). De acordo com o esquema proposto, cada um dos 3 laboratórios externos executará um total de 16 testes de WI de Bond para moinhos de bolas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / LUCAS HENRIQUE REIS - Integrante / Airtron Fonseca - Integrante.

• 2005 - 2012

  Escalonamento e Otimização de Espessadores, Descrição: O espessamento é um processo importante de desaguamento parcial de polpas comparativamente densas. A maioria dos processos de tratamento de minérios é executada a úmido, e invariavelmente pelo menos uma etapa de separação sólido-líquido é necessária nos fluxos de produtos da maioria das plantas de tratamento de minérios. Quando partículas muito finas estão presentes, o processo de espessamento deve ser utilizado em lugar de simples drenagem, ou ciclonagem, uma vez que o espessamento permite a eliminação da maior parte das partículas sub-micrométricas da água de processo, antes da sua reutilização no processo, ou da sua devolução ao ambiente. O processo de escalonamento de espessadores requer dados de sedimentação, que são obtidos no laboratório. Ensaios de sedimentação são padronizados, e bem estabelecidos. Existem diversos métodos de escalonamento, porém o método baseado na construção de Kynch, que é o modelo implementado no ModSim, será, em princípio, utilizado neste projeto. No entanto, outros métodos poderão ser considerados, e eventualmente implementados. A ligação entre o ensaio de sedimentação em batelada, e o método de escalonamento de Kynch, é uma série de parâmetros que definem uma equação de sedimentação, conhecidos como parâmetros de Wilhelm-Nade. O escalonamento de um espessador, passa portanto pela determinação dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, a partir dos resultados do ensaio de sedimentação em batelada. A equação de Wilhelm-Nade contém um número variável de parâmetros, e é importante obter-se uma interpolação com o número correto de parâmetros significativos. Este processo não pode ser executado de forma eficiente em planilhas eletrônicas do tipo Excel. Os testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em duplicata, e os problemas associados à parte experimental são: 1. Testes com partículas finas, sem floculante: os testes são demorados e podem requerer várias horas. A obtenção de dados precisos é dificultada devido à ausência de um operador durante a duração do teste, e devido à necessidade de agendar operadores para o tempo de duração do teste. 2. Testes com floculantes. Ocasionalmente, dependendo das condições pré-estabelecidas, o teste de sedimentação em batelada é extremamente rápido, e a obtenção de dados precisos é difícil, mesmo com a repetição do teste. A otimização do espessador requer uma correlação entre investimento de capital (tamanho do espessador) e custos operacionais (fixos e variáveis), sendo o fator relevante, em ambos os casos, a concentração de floculante a ser utilizada. Com isto, testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em diversas concentrações de floculante. O número de testes requeridos é portanto grande. Para contornar estes problemas, sugere-se: Etapa 1: Desenvolvimento de um aplicativo para o cálculo dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, com precisão máxima, e com parâmetros que possam ser utilizados diretamente no ModSim. O aplicativo deve ser intuitivo e conveniente para uso por técnicos treinados, nos mesmos moldes do que é feito com o BatchMill TM Etapa 2: Estudo de caso com aplicação do modelo implementado no ModSim Etapa 3: Aquisição de equipamento de captura de imagem para medição de velocidade da interface.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (1) Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / GOBBO, O. - Integrante / GONÇALVES, K. - Integrante / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

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  Modelagem matemática e simulação de liberação, Descrição: De forma a capacitar a CVRD a utilizar estas ferramentas efetivamente, é proposto aqui um estudo de caso, com a amostragem e caracterização dos fluxos da planta de Sossego. Além das amostras de fluxo, uma amostra de alimentação da planta será utilizada para a obtenção dos parâmetros de Andrews e Mika. O método de amostragem de plantas e auditoria é bem conhecido. As amostras obtidas serão caracterizadas também para análise de liberação, e calibração de um simulador dos processos de cominuição e concentração da planta de Sossego. Este será o produto principal deste projeto. De forma a possibilitar a simulação do processo de liberação, na moagem, é necessário parametrizar o diagrama de Andrews e Mika para o minério em questão. A metodologia utilizada consiste em um teste de moagem em batelada de uma amostra mono-tamnho, na faixa 2 mm x 1 mm, aproximadamente. Esta é uma fração onde não ocorre liberação da fase de interesse. A amostra é separada em líquido denso para produzir amostras de frações mono-teor. Estas amostras são moídas em moinho de batelada, e os produtos da moagem peneirados. Cada amostra de tamanho no produto e alimentação do teste de moagem é caracterizada para liberação, em MEV, obtendo-se assim diagramas de Andrews e Mika. Os diagramas de Andrews e Mika obtidos para o minério, são utilizados para o cálculo de parâmetros de liberação que podem ser utilizados no Modsim. Assim, o simulador pode ser utilizados para obter dados de recuperação e teor na etapa de flotação, em função da distribuição de tamanhos obtida na moagem, e possibilitando a otimização da etapa de cominuição.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

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  Modelamento e escalonamento de High Pressure Grinding Rolls ? HPGR, Descrição: Existe um potencial muito grande de aplicação deste tipo de equipamento nas etapas anteriores à moagem, em substituição a britadores e até mesmo a moagem em SAG. No entanto, este tipo de aplicação ainda não se tornou uma realidade, porque os ganhos energéticos são de difícil quantificação e comprovação. É necessário portanto desenvolver-se uma metodologia laboratorial que permita o escalonamento seguro, não só de um moinho HPGR, mas simultaneamente do impacto que qualquer danificação que possa contribuir para a redução do consumo de energia em processos subseqüentes. Uma série de ensaios de moagem HPGR pode ser executada para uma estimativa da performance deste tipo de equipamento, e técnicas de escalonamento adequadas já foram desenvolvidas pelos fabricantes, com base nesta metodologia, destacando-se o procedimento de escalonamento da Krupp-Polysius, que foi desenvolvida em conjunto com o consultor Prof. Leonard G. Austin. Esta metodologia já se encontra implementada no simulador de plantas Modsim. Um problema que tem sido estudado com bastante afinco em centros de pesquisa no mundo é o da previsão da distribuição de tamanhos de partículas nos produto de um HPGR, em função das características intrínsecas do minério, e das condições operacionais. Os HPGRs tem sido utilizados na CVRD para preparação de pellet feed moído, e a previsão da distribuição de tamanhos no produto cai, novamente, no problema das medidas de distribuição de tamanhos em faixas de até 1 micrômetro ou até mesmo sub-micrômetros. (Ver proposta de trabalho referente à moagem fina, ultrafina). Para aplicações antes das etapas de moagem, um modelo baseado em técnicas de balanço populacional já tem sido proposto, e isto necessita de implementação, neste caso no Modsim. Este modelo deve ser, em uma etapa subseqüente, expandido para um modelo de escalonamento, que permita o dimensionamento de HPGRs com o cálculo da distribuição de tamanhos no produto, em função da alimentação e das condições operacionais. O segundo problema a ser abordado, é o da quantificação dos efeitos de danificação observados no HPGR em etapas subseqüentes de moagem. Isto requer a produção de quantidades relativamente grandes de minério moído, no HPGR. Os produtos do HPGR podem ser caracterizados de várias formas, e na literatura, invariavelmente, testes de WI de Bond são executados para a quantificação dos ganhos energéticos. Como se sabe, e isto é o elo fraco no problema, o método de Bond tem acuracidade limitada, e o erro associado não tem permitido um escalonamento suficientemente confiável para determinar-se o ganho energético de danificação no HPGR. Se quantidades relativamente grandes de produtos danificados forem disponibilizadas, as técnicas modernas de escalonamento, Austin e Herbst-Fuesternau, podem ser utilizadas, em laboratório, para uma estimativa acurada de ganhos energéticos potencias por danificação. Testes em escala piloto, de moagem de bolas, com os produtos de HPGR como alimentação, também podem ser executados de forma a produzirem dados ainda mais acurados, para um tipo de minério específico, e as técnicas de escalonamento poderiam ser utilizadas para previsões da performance de circuitos de moagem completos, com o HPGR em qualquer etapa do processo. Estudo de Variabilidade O objetivo fundamental é desenvolver uma metodologia apropriada para testes de variabilidade. Esta metodologia deverá ser testada compreensivamente em pelo menos duas instalações industriais existentes. O programa de testes deverá incluir a monitoração da performance energética, condições operacionais e distribuição de tamanhos na alientação e produto dos moinhos industriais. Durante um período relativamente longo de operação (dias ou meses) com monitoramento intensivo, amostras deverão ser obtidas da alimentação.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

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  Parâmetros que influenciam no resultado do ensaio de bancada para determinação do Work Index de Bond, Descrição: O Wi de Bond é um ensaio em escala de laboratório que mede a resistência do minério em relação à moagem de bolas. Corresponde numericamente ao trabalho, expresso em kWh, necessário para reduzir uma tonelada de minério, desde um tamanho teoricamente infinito, até 80% da massa passante em 100 #. Sua determinação consiste em moer uma quantidade fixa de minério previamente britado a 100% passante em 3,36mm, em um moinho de 12"x12", em condições operacionais padronizadas. Após determinado tempo de moagem, a massa é retirada, peneirada e a fração passante na peneira substituída por igual massa de alimentação nova. O ciclo se repete até que se obtenha um equilíbrio do processo em termos de massa de minério moído por rotação do moinho. O valor Wi é apresentado em kWh/t, obtido através de fórmula empírica que correlaciona a abertura da malha de classificação (Am), a massa moída abaixo desta malha por rotação (Mob) e as aberturas das peneiras que permitem a passagem de 80% da massa de alimentação (A) e do produto (P), como mostrado a seguir: Wi = (44,5) / (Am 0,23 x Mob 0,82 x 10 x [(P) -0,5 - (A) -0,5])*1,1 Este procedimento encontra-se padronizado pela ABNT . O presente trabalho visa comparar a metodologia de ensaio de WI realizado pela CVRD com outros laboratórios de renome mundial e será composto pelas seguintes etapas: a) Seleção, preparação de amostras e remessa de alíquotas para os laboratórios estipulados, b) Execução dos ensaios de WI em cada laboratório; c) Análise rigorosa de procedimentos de preparação de amostras, equipamentos e materiais empregados, execução dos testes, procedimentos de tratamento das amostras e cálculos para obtenção de resultados; d) Análise estatística comparativa entre os resultados obtidos; Emissão de relatório contendo pareceres conclusivos sobre a validação de testes de WI conduzidos na CVRD, bem como recomendações para adequação de possíveis não-conformidades. O Consultor será responsável por executar as etapas c, d, e. A CVRD deverá providenciar a seleção de pelo menos 4 amostras de minérios com massa mínima de 600 kg. Essas amostras deverão apresentar diferenças significativas de resistência à moagem. A título de orientação recomenda-se que sejam obtidas as seguintes amostras: (a) bauxita de Paragominas, (b) minério do Salobo, (c) minério do Sossego e (d) minério de Timbopeba. Cada laboratório deverá assim receber um total de 6 alíquotas, das quais 4 serão selecionadas para execução de testes de WI e as demais duas (uma tal-qual e uma preparada) deverão ser arquivadas no próprio laboratório de destino. No caso da CVRD serão executados apenas dois ensaios com as alíquotas preparadas (duas alíquotas dentre A2D, A2I e A2N) e as demais alíquotas arquivadas (A1D, A1I e A1N). De acordo com o esquema proposto, cada um dos 3 laboratórios externos executará um total de 16 testes de WI de Bond para moinhos de bolas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / LUCAS HENRIQUE REIS - Integrante / Airtron Fonseca - Integrante.

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  Remoagem, Descrição: Um dos problemas associados a remoagem para preparação de pellet feed é a ausência de informações granulométricas nas faixas de tamanho menores, abaixo de 45 micrômetros, e que controlam largamente a geração de área superficial nos produtos da moagem. Partículas pequenas têm energias de fratura bastante elevadas, e a probabilidade de quebra por impacto nestas faixas é baixa. O mecanismo de cominuição por atrição passa a ganhar importância no processo de moagem nas partículas menores, e para os tamanhos mais finos é, provavelmente, o mecanismo predominante. O atrito é favorecido, até um certo ponto, elevando-se a fração volumétrica de sólidos no moinho. Este procedimento se chama de moagem de pasta. Isto é praticado nos moinhos de produção de pellet feed, e é praxe alimentar moinhos com 80% de sólidos em peso. Os modelos de balanço populacional existentes para moagem de bolas não incluem um procedimento de escalonamento para fenômenos de transporte mais complexos, como a variação da % de sólidos na alimentação. Sabe-se que os moinhos podem ser operados na faixa de 65% de sólidos até 100% de sólidos, com uma transição reológica importante ocorrendo entre 85% e 95% de sólidos, quando o transporte é extremamente problemático. Os valores exatos dependem das propriedades reológicas do material, mas podem ser determinados experimentalmente. Como a moagem a seco não precisa ser levada em consideração, já que é menos eficiente que a moagem a úmido, os fenômenos reológicos só necessitam de modelamento nas faixas utilizadas na região da moagem de pasta. Os fatores que contribuem, portanto, são a distribuição de tamanhos dos corpos moedores na carga do moinho e a porcentagem de sólidos na alimentação. O primeiro fator já foi modelado, e está disponível no modelo de escalonamento de moinhos do ModSim. Quanto a reologia, esta pode ser modelada através dos fenômenos de classificação no modelo de transporte, e da função quebra. Sabe-se que para polpas diluídas, a classificação é mais intensa, e os valores dos parâmetros da função quebra se aproximam dos valores correspondentes à quebra por impacto. Para polpas menos diluídas, os fenômenos de classificação são mais incipientes, e a polpa é transportada uniformemente através do moinho. No entanto, os parâmetros da função quebra variam para refletir a maior contribuição do atrito, principalmente pela diminuição do parâmetro . Esta variação é acompanhada pela diminuição da taxa de quebra, como se fosse um fenômeno compensador. Assim, se o objetivo é gerar uma superfície específica pré-determinada, a otimização da moagem deve levar em consideração: Fenômenos de transporte associados a reologia Contribuição da cominuição por atrito para geração de superfície específica Contribuição da cominuição por atrito para o consumo de aço Variações nas taxas de quebra Distribuição de tamanhos dos corpos moedores A relação custo/benefício é portanto complexa. Os estudos reológicos podem ser feitos experimentalmente, e um modelo pode ser desenvolvido sem maiores dificuldades contanto que existam dados suficientes e de boa qualidade. O problema maior é com respeito às variações da função quebra nas faixas mais finas de tamanho, e determinar os valores corretos dos parâmetros para cada reologia. Em outras palavras, é necessário obter-se distribuições de tamanhos de partículas até 1 ou 2 micrômetros nos testes de moagem sob diferentes condições, e com bastante acuracidade. Recentemente foi desenvolvida uma alternativa ao cyclosizer que poderá suprir estas informações de forma rápida e eficiente. O procedimento é baseado em medições com difratômetro a LASER, e um software para conversão de tamanhos equivalentes de esferas para distribuições de peneiras, Diffract2Mesh, baseado em técnicas de conversão estereológica.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

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  Escalonamento e Otimização de Espessadores, Descrição: O espessamento é um processo importante de desaguamento parcial de polpas comparativamente densas. A maioria dos processos de tratamento de minérios é executada a úmido, e invariavelmente pelo menos uma etapa de separação sólido-líquido é necessária nos fluxos de produtos da maioria das plantas de tratamento de minérios. Quando partículas muito finas estão presentes, o processo de espessamento deve ser utilizado em lugar de simples drenagem, ou ciclonagem, uma vez que o espessamento permite a eliminação da maior parte das partículas sub-micrométricas da água de processo, antes da sua reutilização no processo, ou da sua devolução ao ambiente. O processo de escalonamento de espessadores requer dados de sedimentação, que são obtidos no laboratório. Ensaios de sedimentação são padronizados, e bem estabelecidos. Existem diversos métodos de escalonamento, porém o método baseado na construção de Kynch, que é o modelo implementado no ModSim, será, em princípio, utilizado neste projeto. No entanto, outros métodos poderão ser considerados, e eventualmente implementados. A ligação entre o ensaio de sedimentação em batelada, e o método de escalonamento de Kynch, é uma série de parâmetros que definem uma equação de sedimentação, conhecidos como parâmetros de Wilhelm-Nade. O escalonamento de um espessador, passa portanto pela determinação dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, a partir dos resultados do ensaio de sedimentação em batelada. A equação de Wilhelm-Nade contém um número variável de parâmetros, e é importante obter-se uma interpolação com o número correto de parâmetros significativos. Este processo não pode ser executado de forma eficiente em planilhas eletrônicas do tipo Excel. Os testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em duplicata, e os problemas associados à parte experimental são: 1. Testes com partículas finas, sem floculante: os testes são demorados e podem requerer várias horas. A obtenção de dados precisos é dificultada devido à ausência de um operador durante a duração do teste, e devido à necessidade de agendar operadores para o tempo de duração do teste. 2. Testes com floculantes. Ocasionalmente, dependendo das condições pré-estabelecidas, o teste de sedimentação em batelada é extremamente rápido, e a obtenção de dados precisos é difícil, mesmo com a repetição do teste. A otimização do espessador requer uma correlação entre investimento de capital (tamanho do espessador) e custos operacionais (fixos e variáveis), sendo o fator relevante, em ambos os casos, a concentração de floculante a ser utilizada. Com isto, testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em diversas concentrações de floculante. O número de testes requeridos é portanto grande. Para contornar estes problemas, sugere-se: Etapa 1: Desenvolvimento de um aplicativo para o cálculo dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, com precisão máxima, e com parâmetros que possam ser utilizados diretamente no ModSim. O aplicativo deve ser intuitivo e conveniente para uso por técnicos treinados, nos mesmos moldes do que é feito com o BatchMill TM Etapa 2: Estudo de caso com aplicação do modelo implementado no ModSim Etapa 3: Aquisição de equipamento de captura de imagem para medição de velocidade da interface.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (1) Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / GOBBO, O. - Integrante / GONÇALVES, K. - Integrante / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2007 - 2012

  Modelagem matemática e simulação de liberação, Descrição: De forma a capacitar a CVRD a utilizar estas ferramentas efetivamente, é proposto aqui um estudo de caso, com a amostragem e caracterização dos fluxos da planta de Sossego. Além das amostras de fluxo, uma amostra de alimentação da planta será utilizada para a obtenção dos parâmetros de Andrews e Mika. O método de amostragem de plantas e auditoria é bem conhecido. As amostras obtidas serão caracterizadas também para análise de liberação, e calibração de um simulador dos processos de cominuição e concentração da planta de Sossego. Este será o produto principal deste projeto. De forma a possibilitar a simulação do processo de liberação, na moagem, é necessário parametrizar o diagrama de Andrews e Mika para o minério em questão. A metodologia utilizada consiste em um teste de moagem em batelada de uma amostra mono-tamnho, na faixa 2 mm x 1 mm, aproximadamente. Esta é uma fração onde não ocorre liberação da fase de interesse. A amostra é separada em líquido denso para produzir amostras de frações mono-teor. Estas amostras são moídas em moinho de batelada, e os produtos da moagem peneirados. Cada amostra de tamanho no produto e alimentação do teste de moagem é caracterizada para liberação, em MEV, obtendo-se assim diagramas de Andrews e Mika. Os diagramas de Andrews e Mika obtidos para o minério, são utilizados para o cálculo de parâmetros de liberação que podem ser utilizados no Modsim. Assim, o simulador pode ser utilizados para obter dados de recuperação e teor na etapa de flotação, em função da distribuição de tamanhos obtida na moagem, e possibilitando a otimização da etapa de cominuição.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Remoagem, Descrição: Um dos problemas associados a remoagem para preparação de pellet feed é a ausência de informações granulométricas nas faixas de tamanho menores, abaixo de 45 micrômetros, e que controlam largamente a geração de área superficial nos produtos da moagem. Partículas pequenas têm energias de fratura bastante elevadas, e a probabilidade de quebra por impacto nestas faixas é baixa. O mecanismo de cominuição por atrição passa a ganhar importância no processo de moagem nas partículas menores, e para os tamanhos mais finos é, provavelmente, o mecanismo predominante. O atrito é favorecido, até um certo ponto, elevando-se a fração volumétrica de sólidos no moinho. Este procedimento se chama de moagem de pasta. Isto é praticado nos moinhos de produção de pellet feed, e é praxe alimentar moinhos com 80% de sólidos em peso. Os modelos de balanço populacional existentes para moagem de bolas não incluem um procedimento de escalonamento para fenômenos de transporte mais complexos, como a variação da % de sólidos na alimentação. Sabe-se que os moinhos podem ser operados na faixa de 65% de sólidos até 100% de sólidos, com uma transição reológica importante ocorrendo entre 85% e 95% de sólidos, quando o transporte é extremamente problemático. Os valores exatos dependem das propriedades reológicas do material, mas podem ser determinados experimentalmente. Como a moagem a seco não precisa ser levada em consideração, já que é menos eficiente que a moagem a úmido, os fenômenos reológicos só necessitam de modelamento nas faixas utilizadas na região da moagem de pasta. Os fatores que contribuem, portanto, são a distribuição de tamanhos dos corpos moedores na carga do moinho e a porcentagem de sólidos na alimentação. O primeiro fator já foi modelado, e está disponível no modelo de escalonamento de moinhos do ModSim. Quanto a reologia, esta pode ser modelada através dos fenômenos de classificação no modelo de transporte, e da função quebra. Sabe-se que para polpas diluídas, a classificação é mais intensa, e os valores dos parâmetros da função quebra se aproximam dos valores correspondentes à quebra por impacto. Para polpas menos diluídas, os fenômenos de classificação são mais incipientes, e a polpa é transportada uniformemente através do moinho. No entanto, os parâmetros da função quebra variam para refletir a maior contribuição do atrito, principalmente pela diminuição do parâmetro . Esta variação é acompanhada pela diminuição da taxa de quebra, como se fosse um fenômeno compensador. Assim, se o objetivo é gerar uma superfície específica pré-determinada, a otimização da moagem deve levar em consideração: Fenômenos de transporte associados a reologia Contribuição da cominuição por atrito para geração de superfície específica Contribuição da cominuição por atrito para o consumo de aço Variações nas taxas de quebra Distribuição de tamanhos dos corpos moedores A relação custo/benefício é portanto complexa. Os estudos reológicos podem ser feitos experimentalmente, e um modelo pode ser desenvolvido sem maiores dificuldades contanto que existam dados suficientes e de boa qualidade. O problema maior é com respeito às variações da função quebra nas faixas mais finas de tamanho, e determinar os valores corretos dos parâmetros para cada reologia. Em outras palavras, é necessário obter-se distribuições de tamanhos de partículas até 1 ou 2 micrômetros nos testes de moagem sob diferentes condições, e com bastante acuracidade. Recentemente foi desenvolvida uma alternativa ao cyclosizer que poderá suprir estas informações de forma rápida e eficiente. O procedimento é baseado em medições com difratômetro a LASER, e um software para conversão de tamanhos equivalentes de esferas para distribuições de peneiras, Diffract2Mesh, baseado em técnicas de conversão estereológica.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Modelamento e escalonamento de High Pressure Grinding Rolls ? HPGR, Descrição: Existe um potencial muito grande de aplicação deste tipo de equipamento nas etapas anteriores à moagem, em substituição a britadores e até mesmo a moagem em SAG. No entanto, este tipo de aplicação ainda não se tornou uma realidade, porque os ganhos energéticos são de difícil quantificação e comprovação. É necessário portanto desenvolver-se uma metodologia laboratorial que permita o escalonamento seguro, não só de um moinho HPGR, mas simultaneamente do impacto que qualquer danificação que possa contribuir para a redução do consumo de energia em processos subseqüentes. Uma série de ensaios de moagem HPGR pode ser executada para uma estimativa da performance deste tipo de equipamento, e técnicas de escalonamento adequadas já foram desenvolvidas pelos fabricantes, com base nesta metodologia, destacando-se o procedimento de escalonamento da Krupp-Polysius, que foi desenvolvida em conjunto com o consultor Prof. Leonard G. Austin. Esta metodologia já se encontra implementada no simulador de plantas Modsim. Um problema que tem sido estudado com bastante afinco em centros de pesquisa no mundo é o da previsão da distribuição de tamanhos de partículas nos produto de um HPGR, em função das características intrínsecas do minério, e das condições operacionais. Os HPGRs tem sido utilizados na CVRD para preparação de pellet feed moído, e a previsão da distribuição de tamanhos no produto cai, novamente, no problema das medidas de distribuição de tamanhos em faixas de até 1 micrômetro ou até mesmo sub-micrômetros. (Ver proposta de trabalho referente à moagem fina, ultrafina). Para aplicações antes das etapas de moagem, um modelo baseado em técnicas de balanço populacional já tem sido proposto, e isto necessita de implementação, neste caso no Modsim. Este modelo deve ser, em uma etapa subseqüente, expandido para um modelo de escalonamento, que permita o dimensionamento de HPGRs com o cálculo da distribuição de tamanhos no produto, em função da alimentação e das condições operacionais. O segundo problema a ser abordado, é o da quantificação dos efeitos de danificação observados no HPGR em etapas subseqüentes de moagem. Isto requer a produção de quantidades relativamente grandes de minério moído, no HPGR. Os produtos do HPGR podem ser caracterizados de várias formas, e na literatura, invariavelmente, testes de WI de Bond são executados para a quantificação dos ganhos energéticos. Como se sabe, e isto é o elo fraco no problema, o método de Bond tem acuracidade limitada, e o erro associado não tem permitido um escalonamento suficientemente confiável para determinar-se o ganho energético de danificação no HPGR. Se quantidades relativamente grandes de produtos danificados forem disponibilizadas, as técnicas modernas de escalonamento, Austin e Herbst-Fuesternau, podem ser utilizadas, em laboratório, para uma estimativa acurada de ganhos energéticos potencias por danificação. Testes em escala piloto, de moagem de bolas, com os produtos de HPGR como alimentação, também podem ser executados de forma a produzirem dados ainda mais acurados, para um tipo de minério específico, e as técnicas de escalonamento poderiam ser utilizadas para previsões da performance de circuitos de moagem completos, com o HPGR em qualquer etapa do processo. Estudo de Variabilidade O objetivo fundamental é desenvolver uma metodologia apropriada para testes de variabilidade. Esta metodologia deverá ser testada compreensivamente em pelo menos duas instalações industriais existentes. O programa de testes deverá incluir a monitoração da performance energética, condições operacionais e distribuição de tamanhos na alientação e produto dos moinhos industriais. Durante um período relativamente longo de operação (dias ou meses) com monitoramento intensivo, amostras deverão ser obtidas da alimentação.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Parâmetros que influenciam no resultado do ensaio de bancada para determinação do Work Index de Bond, Descrição: O Wi de Bond é um ensaio em escala de laboratório que mede a resistência do minério em relação à moagem de bolas. Corresponde numericamente ao trabalho, expresso em kWh, necessário para reduzir uma tonelada de minério, desde um tamanho teoricamente infinito, até 80% da massa passante em 100 #. Sua determinação consiste em moer uma quantidade fixa de minério previamente britado a 100% passante em 3,36mm, em um moinho de 12"x12", em condições operacionais padronizadas. Após determinado tempo de moagem, a massa é retirada, peneirada e a fração passante na peneira substituída por igual massa de alimentação nova. O ciclo se repete até que se obtenha um equilíbrio do processo em termos de massa de minério moído por rotação do moinho. O valor Wi é apresentado em kWh/t, obtido através de fórmula empírica que correlaciona a abertura da malha de classificação (Am), a massa moída abaixo desta malha por rotação (Mob) e as aberturas das peneiras que permitem a passagem de 80% da massa de alimentação (A) e do produto (P), como mostrado a seguir: Wi = (44,5) / (Am 0,23 x Mob 0,82 x 10 x [(P) -0,5 - (A) -0,5])*1,1 Este procedimento encontra-se padronizado pela ABNT . O presente trabalho visa comparar a metodologia de ensaio de WI realizado pela CVRD com outros laboratórios de renome mundial e será composto pelas seguintes etapas: a) Seleção, preparação de amostras e remessa de alíquotas para os laboratórios estipulados, b) Execução dos ensaios de WI em cada laboratório; c) Análise rigorosa de procedimentos de preparação de amostras, equipamentos e materiais empregados, execução dos testes, procedimentos de tratamento das amostras e cálculos para obtenção de resultados; d) Análise estatística comparativa entre os resultados obtidos; Emissão de relatório contendo pareceres conclusivos sobre a validação de testes de WI conduzidos na CVRD, bem como recomendações para adequação de possíveis não-conformidades. O Consultor será responsável por executar as etapas c, d, e. A CVRD deverá providenciar a seleção de pelo menos 4 amostras de minérios com massa mínima de 600 kg. Essas amostras deverão apresentar diferenças significativas de resistência à moagem. A título de orientação recomenda-se que sejam obtidas as seguintes amostras: (a) bauxita de Paragominas, (b) minério do Salobo, (c) minério do Sossego e (d) minério de Timbopeba. Cada laboratório deverá assim receber um total de 6 alíquotas, das quais 4 serão selecionadas para execução de testes de WI e as demais duas (uma tal-qual e uma preparada) deverão ser arquivadas no próprio laboratório de destino. No caso da CVRD serão executados apenas dois ensaios com as alíquotas preparadas (duas alíquotas dentre A2D, A2I e A2N) e as demais alíquotas arquivadas (A1D, A1I e A1N). De acordo com o esquema proposto, cada um dos 3 laboratórios externos executará um total de 16 testes de WI de Bond para moinhos de bolas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / LUCAS HENRIQUE REIS - Integrante / Airtron Fonseca - Integrante.

• 2005 - 2012

  Escalonamento e Otimização de Espessadores, Descrição: O espessamento é um processo importante de desaguamento parcial de polpas comparativamente densas. A maioria dos processos de tratamento de minérios é executada a úmido, e invariavelmente pelo menos uma etapa de separação sólido-líquido é necessária nos fluxos de produtos da maioria das plantas de tratamento de minérios. Quando partículas muito finas estão presentes, o processo de espessamento deve ser utilizado em lugar de simples drenagem, ou ciclonagem, uma vez que o espessamento permite a eliminação da maior parte das partículas sub-micrométricas da água de processo, antes da sua reutilização no processo, ou da sua devolução ao ambiente. O processo de escalonamento de espessadores requer dados de sedimentação, que são obtidos no laboratório. Ensaios de sedimentação são padronizados, e bem estabelecidos. Existem diversos métodos de escalonamento, porém o método baseado na construção de Kynch, que é o modelo implementado no ModSim, será, em princípio, utilizado neste projeto. No entanto, outros métodos poderão ser considerados, e eventualmente implementados. A ligação entre o ensaio de sedimentação em batelada, e o método de escalonamento de Kynch, é uma série de parâmetros que definem uma equação de sedimentação, conhecidos como parâmetros de Wilhelm-Nade. O escalonamento de um espessador, passa portanto pela determinação dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, a partir dos resultados do ensaio de sedimentação em batelada. A equação de Wilhelm-Nade contém um número variável de parâmetros, e é importante obter-se uma interpolação com o número correto de parâmetros significativos. Este processo não pode ser executado de forma eficiente em planilhas eletrônicas do tipo Excel. Os testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em duplicata, e os problemas associados à parte experimental são: 1. Testes com partículas finas, sem floculante: os testes são demorados e podem requerer várias horas. A obtenção de dados precisos é dificultada devido à ausência de um operador durante a duração do teste, e devido à necessidade de agendar operadores para o tempo de duração do teste. 2. Testes com floculantes. Ocasionalmente, dependendo das condições pré-estabelecidas, o teste de sedimentação em batelada é extremamente rápido, e a obtenção de dados precisos é difícil, mesmo com a repetição do teste. A otimização do espessador requer uma correlação entre investimento de capital (tamanho do espessador) e custos operacionais (fixos e variáveis), sendo o fator relevante, em ambos os casos, a concentração de floculante a ser utilizada. Com isto, testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em diversas concentrações de floculante. O número de testes requeridos é portanto grande. Para contornar estes problemas, sugere-se: Etapa 1: Desenvolvimento de um aplicativo para o cálculo dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, com precisão máxima, e com parâmetros que possam ser utilizados diretamente no ModSim. O aplicativo deve ser intuitivo e conveniente para uso por técnicos treinados, nos mesmos moldes do que é feito com o BatchMill TM Etapa 2: Estudo de caso com aplicação do modelo implementado no ModSim Etapa 3: Aquisição de equipamento de captura de imagem para medição de velocidade da interface.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (1) Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / GOBBO, O. - Integrante / GONÇALVES, K. - Integrante / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

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  Modelagem matemática e simulação de liberação, Descrição: De forma a capacitar a CVRD a utilizar estas ferramentas efetivamente, é proposto aqui um estudo de caso, com a amostragem e caracterização dos fluxos da planta de Sossego. Além das amostras de fluxo, uma amostra de alimentação da planta será utilizada para a obtenção dos parâmetros de Andrews e Mika. O método de amostragem de plantas e auditoria é bem conhecido. As amostras obtidas serão caracterizadas também para análise de liberação, e calibração de um simulador dos processos de cominuição e concentração da planta de Sossego. Este será o produto principal deste projeto. De forma a possibilitar a simulação do processo de liberação, na moagem, é necessário parametrizar o diagrama de Andrews e Mika para o minério em questão. A metodologia utilizada consiste em um teste de moagem em batelada de uma amostra mono-tamnho, na faixa 2 mm x 1 mm, aproximadamente. Esta é uma fração onde não ocorre liberação da fase de interesse. A amostra é separada em líquido denso para produzir amostras de frações mono-teor. Estas amostras são moídas em moinho de batelada, e os produtos da moagem peneirados. Cada amostra de tamanho no produto e alimentação do teste de moagem é caracterizada para liberação, em MEV, obtendo-se assim diagramas de Andrews e Mika. Os diagramas de Andrews e Mika obtidos para o minério, são utilizados para o cálculo de parâmetros de liberação que podem ser utilizados no Modsim. Assim, o simulador pode ser utilizados para obter dados de recuperação e teor na etapa de flotação, em função da distribuição de tamanhos obtida na moagem, e possibilitando a otimização da etapa de cominuição.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

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  Remoagem, Descrição: Um dos problemas associados a remoagem para preparação de pellet feed é a ausência de informações granulométricas nas faixas de tamanho menores, abaixo de 45 micrômetros, e que controlam largamente a geração de área superficial nos produtos da moagem. Partículas pequenas têm energias de fratura bastante elevadas, e a probabilidade de quebra por impacto nestas faixas é baixa. O mecanismo de cominuição por atrição passa a ganhar importância no processo de moagem nas partículas menores, e para os tamanhos mais finos é, provavelmente, o mecanismo predominante. O atrito é favorecido, até um certo ponto, elevando-se a fração volumétrica de sólidos no moinho. Este procedimento se chama de moagem de pasta. Isto é praticado nos moinhos de produção de pellet feed, e é praxe alimentar moinhos com 80% de sólidos em peso. Os modelos de balanço populacional existentes para moagem de bolas não incluem um procedimento de escalonamento para fenômenos de transporte mais complexos, como a variação da % de sólidos na alimentação. Sabe-se que os moinhos podem ser operados na faixa de 65% de sólidos até 100% de sólidos, com uma transição reológica importante ocorrendo entre 85% e 95% de sólidos, quando o transporte é extremamente problemático. Os valores exatos dependem das propriedades reológicas do material, mas podem ser determinados experimentalmente. Como a moagem a seco não precisa ser levada em consideração, já que é menos eficiente que a moagem a úmido, os fenômenos reológicos só necessitam de modelamento nas faixas utilizadas na região da moagem de pasta. Os fatores que contribuem, portanto, são a distribuição de tamanhos dos corpos moedores na carga do moinho e a porcentagem de sólidos na alimentação. O primeiro fator já foi modelado, e está disponível no modelo de escalonamento de moinhos do ModSim. Quanto a reologia, esta pode ser modelada através dos fenômenos de classificação no modelo de transporte, e da função quebra. Sabe-se que para polpas diluídas, a classificação é mais intensa, e os valores dos parâmetros da função quebra se aproximam dos valores correspondentes à quebra por impacto. Para polpas menos diluídas, os fenômenos de classificação são mais incipientes, e a polpa é transportada uniformemente através do moinho. No entanto, os parâmetros da função quebra variam para refletir a maior contribuição do atrito, principalmente pela diminuição do parâmetro . Esta variação é acompanhada pela diminuição da taxa de quebra, como se fosse um fenômeno compensador. Assim, se o objetivo é gerar uma superfície específica pré-determinada, a otimização da moagem deve levar em consideração: Fenômenos de transporte associados a reologia Contribuição da cominuição por atrito para geração de superfície específica Contribuição da cominuição por atrito para o consumo de aço Variações nas taxas de quebra Distribuição de tamanhos dos corpos moedores A relação custo/benefício é portanto complexa. Os estudos reológicos podem ser feitos experimentalmente, e um modelo pode ser desenvolvido sem maiores dificuldades contanto que existam dados suficientes e de boa qualidade. O problema maior é com respeito às variações da função quebra nas faixas mais finas de tamanho, e determinar os valores corretos dos parâmetros para cada reologia. Em outras palavras, é necessário obter-se distribuições de tamanhos de partículas até 1 ou 2 micrômetros nos testes de moagem sob diferentes condições, e com bastante acuracidade. Recentemente foi desenvolvida uma alternativa ao cyclosizer que poderá suprir estas informações de forma rápida e eficiente. O procedimento é baseado em medições com difratômetro a LASER, e um software para conversão de tamanhos equivalentes de esferas para distribuições de peneiras, Diffract2Mesh, baseado em técnicas de conversão estereológica.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

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  Modelamento e escalonamento de High Pressure Grinding Rolls ? HPGR, Descrição: Existe um potencial muito grande de aplicação deste tipo de equipamento nas etapas anteriores à moagem, em substituição a britadores e até mesmo a moagem em SAG. No entanto, este tipo de aplicação ainda não se tornou uma realidade, porque os ganhos energéticos são de difícil quantificação e comprovação. É necessário portanto desenvolver-se uma metodologia laboratorial que permita o escalonamento seguro, não só de um moinho HPGR, mas simultaneamente do impacto que qualquer danificação que possa contribuir para a redução do consumo de energia em processos subseqüentes. Uma série de ensaios de moagem HPGR pode ser executada para uma estimativa da performance deste tipo de equipamento, e técnicas de escalonamento adequadas já foram desenvolvidas pelos fabricantes, com base nesta metodologia, destacando-se o procedimento de escalonamento da Krupp-Polysius, que foi desenvolvida em conjunto com o consultor Prof. Leonard G. Austin. Esta metodologia já se encontra implementada no simulador de plantas Modsim. Um problema que tem sido estudado com bastante afinco em centros de pesquisa no mundo é o da previsão da distribuição de tamanhos de partículas nos produto de um HPGR, em função das características intrínsecas do minério, e das condições operacionais. Os HPGRs tem sido utilizados na CVRD para preparação de pellet feed moído, e a previsão da distribuição de tamanhos no produto cai, novamente, no problema das medidas de distribuição de tamanhos em faixas de até 1 micrômetro ou até mesmo sub-micrômetros. (Ver proposta de trabalho referente à moagem fina, ultrafina). Para aplicações antes das etapas de moagem, um modelo baseado em técnicas de balanço populacional já tem sido proposto, e isto necessita de implementação, neste caso no Modsim. Este modelo deve ser, em uma etapa subseqüente, expandido para um modelo de escalonamento, que permita o dimensionamento de HPGRs com o cálculo da distribuição de tamanhos no produto, em função da alimentação e das condições operacionais. O segundo problema a ser abordado, é o da quantificação dos efeitos de danificação observados no HPGR em etapas subseqüentes de moagem. Isto requer a produção de quantidades relativamente grandes de minério moído, no HPGR. Os produtos do HPGR podem ser caracterizados de várias formas, e na literatura, invariavelmente, testes de WI de Bond são executados para a quantificação dos ganhos energéticos. Como se sabe, e isto é o elo fraco no problema, o método de Bond tem acuracidade limitada, e o erro associado não tem permitido um escalonamento suficientemente confiável para determinar-se o ganho energético de danificação no HPGR. Se quantidades relativamente grandes de produtos danificados forem disponibilizadas, as técnicas modernas de escalonamento, Austin e Herbst-Fuesternau, podem ser utilizadas, em laboratório, para uma estimativa acurada de ganhos energéticos potencias por danificação. Testes em escala piloto, de moagem de bolas, com os produtos de HPGR como alimentação, também podem ser executados de forma a produzirem dados ainda mais acurados, para um tipo de minério específico, e as técnicas de escalonamento poderiam ser utilizadas para previsões da performance de circuitos de moagem completos, com o HPGR em qualquer etapa do processo. Estudo de Variabilidade O objetivo fundamental é desenvolver uma metodologia apropriada para testes de variabilidade. Esta metodologia deverá ser testada compreensivamente em pelo menos duas instalações industriais existentes. O programa de testes deverá incluir a monitoração da performance energética, condições operacionais e distribuição de tamanhos na alientação e produto dos moinhos industriais. Durante um período relativamente longo de operação (dias ou meses) com monitoramento intensivo, amostras deverão ser obtidas da alimentação.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Parâmetros que influenciam no resultado do ensaio de bancada para determinação do Work Index de Bond, Descrição: O Wi de Bond é um ensaio em escala de laboratório que mede a resistência do minério em relação à moagem de bolas. Corresponde numericamente ao trabalho, expresso em kWh, necessário para reduzir uma tonelada de minério, desde um tamanho teoricamente infinito, até 80% da massa passante em 100 #. Sua determinação consiste em moer uma quantidade fixa de minério previamente britado a 100% passante em 3,36mm, em um moinho de 12"x12", em condições operacionais padronizadas. Após determinado tempo de moagem, a massa é retirada, peneirada e a fração passante na peneira substituída por igual massa de alimentação nova. O ciclo se repete até que se obtenha um equilíbrio do processo em termos de massa de minério moído por rotação do moinho. O valor Wi é apresentado em kWh/t, obtido através de fórmula empírica que correlaciona a abertura da malha de classificação (Am), a massa moída abaixo desta malha por rotação (Mob) e as aberturas das peneiras que permitem a passagem de 80% da massa de alimentação (A) e do produto (P), como mostrado a seguir: Wi = (44,5) / (Am 0,23 x Mob 0,82 x 10 x [(P) -0,5 - (A) -0,5])*1,1 Este procedimento encontra-se padronizado pela ABNT . O presente trabalho visa comparar a metodologia de ensaio de WI realizado pela CVRD com outros laboratórios de renome mundial e será composto pelas seguintes etapas: a) Seleção, preparação de amostras e remessa de alíquotas para os laboratórios estipulados, b) Execução dos ensaios de WI em cada laboratório; c) Análise rigorosa de procedimentos de preparação de amostras, equipamentos e materiais empregados, execução dos testes, procedimentos de tratamento das amostras e cálculos para obtenção de resultados; d) Análise estatística comparativa entre os resultados obtidos; Emissão de relatório contendo pareceres conclusivos sobre a validação de testes de WI conduzidos na CVRD, bem como recomendações para adequação de possíveis não-conformidades. O Consultor será responsável por executar as etapas c, d, e. A CVRD deverá providenciar a seleção de pelo menos 4 amostras de minérios com massa mínima de 600 kg. Essas amostras deverão apresentar diferenças significativas de resistência à moagem. A título de orientação recomenda-se que sejam obtidas as seguintes amostras: (a) bauxita de Paragominas, (b) minério do Salobo, (c) minério do Sossego e (d) minério de Timbopeba. Cada laboratório deverá assim receber um total de 6 alíquotas, das quais 4 serão selecionadas para execução de testes de WI e as demais duas (uma tal-qual e uma preparada) deverão ser arquivadas no próprio laboratório de destino. No caso da CVRD serão executados apenas dois ensaios com as alíquotas preparadas (duas alíquotas dentre A2D, A2I e A2N) e as demais alíquotas arquivadas (A1D, A1I e A1N). De acordo com o esquema proposto, cada um dos 3 laboratórios externos executará um total de 16 testes de WI de Bond para moinhos de bolas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / LUCAS HENRIQUE REIS - Integrante / Airtron Fonseca - Integrante.

• 2005 - 2012

  Escalonamento e Otimização de Espessadores, Descrição: O espessamento é um processo importante de desaguamento parcial de polpas comparativamente densas. A maioria dos processos de tratamento de minérios é executada a úmido, e invariavelmente pelo menos uma etapa de separação sólido-líquido é necessária nos fluxos de produtos da maioria das plantas de tratamento de minérios. Quando partículas muito finas estão presentes, o processo de espessamento deve ser utilizado em lugar de simples drenagem, ou ciclonagem, uma vez que o espessamento permite a eliminação da maior parte das partículas sub-micrométricas da água de processo, antes da sua reutilização no processo, ou da sua devolução ao ambiente. O processo de escalonamento de espessadores requer dados de sedimentação, que são obtidos no laboratório. Ensaios de sedimentação são padronizados, e bem estabelecidos. Existem diversos métodos de escalonamento, porém o método baseado na construção de Kynch, que é o modelo implementado no ModSim, será, em princípio, utilizado neste projeto. No entanto, outros métodos poderão ser considerados, e eventualmente implementados. A ligação entre o ensaio de sedimentação em batelada, e o método de escalonamento de Kynch, é uma série de parâmetros que definem uma equação de sedimentação, conhecidos como parâmetros de Wilhelm-Nade. O escalonamento de um espessador, passa portanto pela determinação dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, a partir dos resultados do ensaio de sedimentação em batelada. A equação de Wilhelm-Nade contém um número variável de parâmetros, e é importante obter-se uma interpolação com o número correto de parâmetros significativos. Este processo não pode ser executado de forma eficiente em planilhas eletrônicas do tipo Excel. Os testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em duplicata, e os problemas associados à parte experimental são: 1. Testes com partículas finas, sem floculante: os testes são demorados e podem requerer várias horas. A obtenção de dados precisos é dificultada devido à ausência de um operador durante a duração do teste, e devido à necessidade de agendar operadores para o tempo de duração do teste. 2. Testes com floculantes. Ocasionalmente, dependendo das condições pré-estabelecidas, o teste de sedimentação em batelada é extremamente rápido, e a obtenção de dados precisos é difícil, mesmo com a repetição do teste. A otimização do espessador requer uma correlação entre investimento de capital (tamanho do espessador) e custos operacionais (fixos e variáveis), sendo o fator relevante, em ambos os casos, a concentração de floculante a ser utilizada. Com isto, testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em diversas concentrações de floculante. O número de testes requeridos é portanto grande. Para contornar estes problemas, sugere-se: Etapa 1: Desenvolvimento de um aplicativo para o cálculo dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, com precisão máxima, e com parâmetros que possam ser utilizados diretamente no ModSim. O aplicativo deve ser intuitivo e conveniente para uso por técnicos treinados, nos mesmos moldes do que é feito com o BatchMill TM Etapa 2: Estudo de caso com aplicação do modelo implementado no ModSim Etapa 3: Aquisição de equipamento de captura de imagem para medição de velocidade da interface.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (1) Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / GOBBO, O. - Integrante / GONÇALVES, K. - Integrante / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2007 - 2012

  Modelagem matemática e simulação de liberação, Descrição: De forma a capacitar a CVRD a utilizar estas ferramentas efetivamente, é proposto aqui um estudo de caso, com a amostragem e caracterização dos fluxos da planta de Sossego. Além das amostras de fluxo, uma amostra de alimentação da planta será utilizada para a obtenção dos parâmetros de Andrews e Mika. O método de amostragem de plantas e auditoria é bem conhecido. As amostras obtidas serão caracterizadas também para análise de liberação, e calibração de um simulador dos processos de cominuição e concentração da planta de Sossego. Este será o produto principal deste projeto. De forma a possibilitar a simulação do processo de liberação, na moagem, é necessário parametrizar o diagrama de Andrews e Mika para o minério em questão. A metodologia utilizada consiste em um teste de moagem em batelada de uma amostra mono-tamnho, na faixa 2 mm x 1 mm, aproximadamente. Esta é uma fração onde não ocorre liberação da fase de interesse. A amostra é separada em líquido denso para produzir amostras de frações mono-teor. Estas amostras são moídas em moinho de batelada, e os produtos da moagem peneirados. Cada amostra de tamanho no produto e alimentação do teste de moagem é caracterizada para liberação, em MEV, obtendo-se assim diagramas de Andrews e Mika. Os diagramas de Andrews e Mika obtidos para o minério, são utilizados para o cálculo de parâmetros de liberação que podem ser utilizados no Modsim. Assim, o simulador pode ser utilizados para obter dados de recuperação e teor na etapa de flotação, em função da distribuição de tamanhos obtida na moagem, e possibilitando a otimização da etapa de cominuição.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Modelamento e escalonamento de High Pressure Grinding Rolls ? HPGR, Descrição: Existe um potencial muito grande de aplicação deste tipo de equipamento nas etapas anteriores à moagem, em substituição a britadores e até mesmo a moagem em SAG. No entanto, este tipo de aplicação ainda não se tornou uma realidade, porque os ganhos energéticos são de difícil quantificação e comprovação. É necessário portanto desenvolver-se uma metodologia laboratorial que permita o escalonamento seguro, não só de um moinho HPGR, mas simultaneamente do impacto que qualquer danificação que possa contribuir para a redução do consumo de energia em processos subseqüentes. Uma série de ensaios de moagem HPGR pode ser executada para uma estimativa da performance deste tipo de equipamento, e técnicas de escalonamento adequadas já foram desenvolvidas pelos fabricantes, com base nesta metodologia, destacando-se o procedimento de escalonamento da Krupp-Polysius, que foi desenvolvida em conjunto com o consultor Prof. Leonard G. Austin. Esta metodologia já se encontra implementada no simulador de plantas Modsim. Um problema que tem sido estudado com bastante afinco em centros de pesquisa no mundo é o da previsão da distribuição de tamanhos de partículas nos produto de um HPGR, em função das características intrínsecas do minério, e das condições operacionais. Os HPGRs tem sido utilizados na CVRD para preparação de pellet feed moído, e a previsão da distribuição de tamanhos no produto cai, novamente, no problema das medidas de distribuição de tamanhos em faixas de até 1 micrômetro ou até mesmo sub-micrômetros. (Ver proposta de trabalho referente à moagem fina, ultrafina). Para aplicações antes das etapas de moagem, um modelo baseado em técnicas de balanço populacional já tem sido proposto, e isto necessita de implementação, neste caso no Modsim. Este modelo deve ser, em uma etapa subseqüente, expandido para um modelo de escalonamento, que permita o dimensionamento de HPGRs com o cálculo da distribuição de tamanhos no produto, em função da alimentação e das condições operacionais. O segundo problema a ser abordado, é o da quantificação dos efeitos de danificação observados no HPGR em etapas subseqüentes de moagem. Isto requer a produção de quantidades relativamente grandes de minério moído, no HPGR. Os produtos do HPGR podem ser caracterizados de várias formas, e na literatura, invariavelmente, testes de WI de Bond são executados para a quantificação dos ganhos energéticos. Como se sabe, e isto é o elo fraco no problema, o método de Bond tem acuracidade limitada, e o erro associado não tem permitido um escalonamento suficientemente confiável para determinar-se o ganho energético de danificação no HPGR. Se quantidades relativamente grandes de produtos danificados forem disponibilizadas, as técnicas modernas de escalonamento, Austin e Herbst-Fuesternau, podem ser utilizadas, em laboratório, para uma estimativa acurada de ganhos energéticos potencias por danificação. Testes em escala piloto, de moagem de bolas, com os produtos de HPGR como alimentação, também podem ser executados de forma a produzirem dados ainda mais acurados, para um tipo de minério específico, e as técnicas de escalonamento poderiam ser utilizadas para previsões da performance de circuitos de moagem completos, com o HPGR em qualquer etapa do processo. Estudo de Variabilidade O objetivo fundamental é desenvolver uma metodologia apropriada para testes de variabilidade. Esta metodologia deverá ser testada compreensivamente em pelo menos duas instalações industriais existentes. O programa de testes deverá incluir a monitoração da performance energética, condições operacionais e distribuição de tamanhos na alientação e produto dos moinhos industriais. Durante um período relativamente longo de operação (dias ou meses) com monitoramento intensivo, amostras deverão ser obtidas da alimentação.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Remoagem, Descrição: Um dos problemas associados a remoagem para preparação de pellet feed é a ausência de informações granulométricas nas faixas de tamanho menores, abaixo de 45 micrômetros, e que controlam largamente a geração de área superficial nos produtos da moagem. Partículas pequenas têm energias de fratura bastante elevadas, e a probabilidade de quebra por impacto nestas faixas é baixa. O mecanismo de cominuição por atrição passa a ganhar importância no processo de moagem nas partículas menores, e para os tamanhos mais finos é, provavelmente, o mecanismo predominante. O atrito é favorecido, até um certo ponto, elevando-se a fração volumétrica de sólidos no moinho. Este procedimento se chama de moagem de pasta. Isto é praticado nos moinhos de produção de pellet feed, e é praxe alimentar moinhos com 80% de sólidos em peso. Os modelos de balanço populacional existentes para moagem de bolas não incluem um procedimento de escalonamento para fenômenos de transporte mais complexos, como a variação da % de sólidos na alimentação. Sabe-se que os moinhos podem ser operados na faixa de 65% de sólidos até 100% de sólidos, com uma transição reológica importante ocorrendo entre 85% e 95% de sólidos, quando o transporte é extremamente problemático. Os valores exatos dependem das propriedades reológicas do material, mas podem ser determinados experimentalmente. Como a moagem a seco não precisa ser levada em consideração, já que é menos eficiente que a moagem a úmido, os fenômenos reológicos só necessitam de modelamento nas faixas utilizadas na região da moagem de pasta. Os fatores que contribuem, portanto, são a distribuição de tamanhos dos corpos moedores na carga do moinho e a porcentagem de sólidos na alimentação. O primeiro fator já foi modelado, e está disponível no modelo de escalonamento de moinhos do ModSim. Quanto a reologia, esta pode ser modelada através dos fenômenos de classificação no modelo de transporte, e da função quebra. Sabe-se que para polpas diluídas, a classificação é mais intensa, e os valores dos parâmetros da função quebra se aproximam dos valores correspondentes à quebra por impacto. Para polpas menos diluídas, os fenômenos de classificação são mais incipientes, e a polpa é transportada uniformemente através do moinho. No entanto, os parâmetros da função quebra variam para refletir a maior contribuição do atrito, principalmente pela diminuição do parâmetro . Esta variação é acompanhada pela diminuição da taxa de quebra, como se fosse um fenômeno compensador. Assim, se o objetivo é gerar uma superfície específica pré-determinada, a otimização da moagem deve levar em consideração: Fenômenos de transporte associados a reologia Contribuição da cominuição por atrito para geração de superfície específica Contribuição da cominuição por atrito para o consumo de aço Variações nas taxas de quebra Distribuição de tamanhos dos corpos moedores A relação custo/benefício é portanto complexa. Os estudos reológicos podem ser feitos experimentalmente, e um modelo pode ser desenvolvido sem maiores dificuldades contanto que existam dados suficientes e de boa qualidade. O problema maior é com respeito às variações da função quebra nas faixas mais finas de tamanho, e determinar os valores corretos dos parâmetros para cada reologia. Em outras palavras, é necessário obter-se distribuições de tamanhos de partículas até 1 ou 2 micrômetros nos testes de moagem sob diferentes condições, e com bastante acuracidade. Recentemente foi desenvolvida uma alternativa ao cyclosizer que poderá suprir estas informações de forma rápida e eficiente. O procedimento é baseado em medições com difratômetro a LASER, e um software para conversão de tamanhos equivalentes de esferas para distribuições de peneiras, Diffract2Mesh, baseado em técnicas de conversão estereológica.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Parâmetros que influenciam no resultado do ensaio de bancada para determinação do Work Index de Bond, Descrição: O Wi de Bond é um ensaio em escala de laboratório que mede a resistência do minério em relação à moagem de bolas. Corresponde numericamente ao trabalho, expresso em kWh, necessário para reduzir uma tonelada de minério, desde um tamanho teoricamente infinito, até 80% da massa passante em 100 #. Sua determinação consiste em moer uma quantidade fixa de minério previamente britado a 100% passante em 3,36mm, em um moinho de 12"x12", em condições operacionais padronizadas. Após determinado tempo de moagem, a massa é retirada, peneirada e a fração passante na peneira substituída por igual massa de alimentação nova. O ciclo se repete até que se obtenha um equilíbrio do processo em termos de massa de minério moído por rotação do moinho. O valor Wi é apresentado em kWh/t, obtido através de fórmula empírica que correlaciona a abertura da malha de classificação (Am), a massa moída abaixo desta malha por rotação (Mob) e as aberturas das peneiras que permitem a passagem de 80% da massa de alimentação (A) e do produto (P), como mostrado a seguir: Wi = (44,5) / (Am 0,23 x Mob 0,82 x 10 x [(P) -0,5 - (A) -0,5])*1,1 Este procedimento encontra-se padronizado pela ABNT . O presente trabalho visa comparar a metodologia de ensaio de WI realizado pela CVRD com outros laboratórios de renome mundial e será composto pelas seguintes etapas: a) Seleção, preparação de amostras e remessa de alíquotas para os laboratórios estipulados, b) Execução dos ensaios de WI em cada laboratório; c) Análise rigorosa de procedimentos de preparação de amostras, equipamentos e materiais empregados, execução dos testes, procedimentos de tratamento das amostras e cálculos para obtenção de resultados; d) Análise estatística comparativa entre os resultados obtidos; Emissão de relatório contendo pareceres conclusivos sobre a validação de testes de WI conduzidos na CVRD, bem como recomendações para adequação de possíveis não-conformidades. O Consultor será responsável por executar as etapas c, d, e. A CVRD deverá providenciar a seleção de pelo menos 4 amostras de minérios com massa mínima de 600 kg. Essas amostras deverão apresentar diferenças significativas de resistência à moagem. A título de orientação recomenda-se que sejam obtidas as seguintes amostras: (a) bauxita de Paragominas, (b) minério do Salobo, (c) minério do Sossego e (d) minério de Timbopeba. Cada laboratório deverá assim receber um total de 6 alíquotas, das quais 4 serão selecionadas para execução de testes de WI e as demais duas (uma tal-qual e uma preparada) deverão ser arquivadas no próprio laboratório de destino. No caso da CVRD serão executados apenas dois ensaios com as alíquotas preparadas (duas alíquotas dentre A2D, A2I e A2N) e as demais alíquotas arquivadas (A1D, A1I e A1N). De acordo com o esquema proposto, cada um dos 3 laboratórios externos executará um total de 16 testes de WI de Bond para moinhos de bolas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / LUCAS HENRIQUE REIS - Integrante / Airtron Fonseca - Integrante.

• 2005 - 2012

  Escalonamento e Otimização de Espessadores, Descrição: O espessamento é um processo importante de desaguamento parcial de polpas comparativamente densas. A maioria dos processos de tratamento de minérios é executada a úmido, e invariavelmente pelo menos uma etapa de separação sólido-líquido é necessária nos fluxos de produtos da maioria das plantas de tratamento de minérios. Quando partículas muito finas estão presentes, o processo de espessamento deve ser utilizado em lugar de simples drenagem, ou ciclonagem, uma vez que o espessamento permite a eliminação da maior parte das partículas sub-micrométricas da água de processo, antes da sua reutilização no processo, ou da sua devolução ao ambiente. O processo de escalonamento de espessadores requer dados de sedimentação, que são obtidos no laboratório. Ensaios de sedimentação são padronizados, e bem estabelecidos. Existem diversos métodos de escalonamento, porém o método baseado na construção de Kynch, que é o modelo implementado no ModSim, será, em princípio, utilizado neste projeto. No entanto, outros métodos poderão ser considerados, e eventualmente implementados. A ligação entre o ensaio de sedimentação em batelada, e o método de escalonamento de Kynch, é uma série de parâmetros que definem uma equação de sedimentação, conhecidos como parâmetros de Wilhelm-Nade. O escalonamento de um espessador, passa portanto pela determinação dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, a partir dos resultados do ensaio de sedimentação em batelada. A equação de Wilhelm-Nade contém um número variável de parâmetros, e é importante obter-se uma interpolação com o número correto de parâmetros significativos. Este processo não pode ser executado de forma eficiente em planilhas eletrônicas do tipo Excel. Os testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em duplicata, e os problemas associados à parte experimental são: 1. Testes com partículas finas, sem floculante: os testes são demorados e podem requerer várias horas. A obtenção de dados precisos é dificultada devido à ausência de um operador durante a duração do teste, e devido à necessidade de agendar operadores para o tempo de duração do teste. 2. Testes com floculantes. Ocasionalmente, dependendo das condições pré-estabelecidas, o teste de sedimentação em batelada é extremamente rápido, e a obtenção de dados precisos é difícil, mesmo com a repetição do teste. A otimização do espessador requer uma correlação entre investimento de capital (tamanho do espessador) e custos operacionais (fixos e variáveis), sendo o fator relevante, em ambos os casos, a concentração de floculante a ser utilizada. Com isto, testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em diversas concentrações de floculante. O número de testes requeridos é portanto grande. Para contornar estes problemas, sugere-se: Etapa 1: Desenvolvimento de um aplicativo para o cálculo dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, com precisão máxima, e com parâmetros que possam ser utilizados diretamente no ModSim. O aplicativo deve ser intuitivo e conveniente para uso por técnicos treinados, nos mesmos moldes do que é feito com o BatchMill TM Etapa 2: Estudo de caso com aplicação do modelo implementado no ModSim Etapa 3: Aquisição de equipamento de captura de imagem para medição de velocidade da interface.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (1) Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / GOBBO, O. - Integrante / GONÇALVES, K. - Integrante / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2007 - 2012

  Modelagem matemática e simulação de liberação, Descrição: De forma a capacitar a CVRD a utilizar estas ferramentas efetivamente, é proposto aqui um estudo de caso, com a amostragem e caracterização dos fluxos da planta de Sossego. Além das amostras de fluxo, uma amostra de alimentação da planta será utilizada para a obtenção dos parâmetros de Andrews e Mika. O método de amostragem de plantas e auditoria é bem conhecido. As amostras obtidas serão caracterizadas também para análise de liberação, e calibração de um simulador dos processos de cominuição e concentração da planta de Sossego. Este será o produto principal deste projeto. De forma a possibilitar a simulação do processo de liberação, na moagem, é necessário parametrizar o diagrama de Andrews e Mika para o minério em questão. A metodologia utilizada consiste em um teste de moagem em batelada de uma amostra mono-tamnho, na faixa 2 mm x 1 mm, aproximadamente. Esta é uma fração onde não ocorre liberação da fase de interesse. A amostra é separada em líquido denso para produzir amostras de frações mono-teor. Estas amostras são moídas em moinho de batelada, e os produtos da moagem peneirados. Cada amostra de tamanho no produto e alimentação do teste de moagem é caracterizada para liberação, em MEV, obtendo-se assim diagramas de Andrews e Mika. Os diagramas de Andrews e Mika obtidos para o minério, são utilizados para o cálculo de parâmetros de liberação que podem ser utilizados no Modsim. Assim, o simulador pode ser utilizados para obter dados de recuperação e teor na etapa de flotação, em função da distribuição de tamanhos obtida na moagem, e possibilitando a otimização da etapa de cominuição.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Parâmetros que influenciam no resultado do ensaio de bancada para determinação do Work Index de Bond, Descrição: O Wi de Bond é um ensaio em escala de laboratório que mede a resistência do minério em relação à moagem de bolas. Corresponde numericamente ao trabalho, expresso em kWh, necessário para reduzir uma tonelada de minério, desde um tamanho teoricamente infinito, até 80% da massa passante em 100 #. Sua determinação consiste em moer uma quantidade fixa de minério previamente britado a 100% passante em 3,36mm, em um moinho de 12"x12", em condições operacionais padronizadas. Após determinado tempo de moagem, a massa é retirada, peneirada e a fração passante na peneira substituída por igual massa de alimentação nova. O ciclo se repete até que se obtenha um equilíbrio do processo em termos de massa de minério moído por rotação do moinho. O valor Wi é apresentado em kWh/t, obtido através de fórmula empírica que correlaciona a abertura da malha de classificação (Am), a massa moída abaixo desta malha por rotação (Mob) e as aberturas das peneiras que permitem a passagem de 80% da massa de alimentação (A) e do produto (P), como mostrado a seguir: Wi = (44,5) / (Am 0,23 x Mob 0,82 x 10 x [(P) -0,5 - (A) -0,5])*1,1 Este procedimento encontra-se padronizado pela ABNT . O presente trabalho visa comparar a metodologia de ensaio de WI realizado pela CVRD com outros laboratórios de renome mundial e será composto pelas seguintes etapas: a) Seleção, preparação de amostras e remessa de alíquotas para os laboratórios estipulados, b) Execução dos ensaios de WI em cada laboratório; c) Análise rigorosa de procedimentos de preparação de amostras, equipamentos e materiais empregados, execução dos testes, procedimentos de tratamento das amostras e cálculos para obtenção de resultados; d) Análise estatística comparativa entre os resultados obtidos; Emissão de relatório contendo pareceres conclusivos sobre a validação de testes de WI conduzidos na CVRD, bem como recomendações para adequação de possíveis não-conformidades. O Consultor será responsável por executar as etapas c, d, e. A CVRD deverá providenciar a seleção de pelo menos 4 amostras de minérios com massa mínima de 600 kg. Essas amostras deverão apresentar diferenças significativas de resistência à moagem. A título de orientação recomenda-se que sejam obtidas as seguintes amostras: (a) bauxita de Paragominas, (b) minério do Salobo, (c) minério do Sossego e (d) minério de Timbopeba. Cada laboratório deverá assim receber um total de 6 alíquotas, das quais 4 serão selecionadas para execução de testes de WI e as demais duas (uma tal-qual e uma preparada) deverão ser arquivadas no próprio laboratório de destino. No caso da CVRD serão executados apenas dois ensaios com as alíquotas preparadas (duas alíquotas dentre A2D, A2I e A2N) e as demais alíquotas arquivadas (A1D, A1I e A1N). De acordo com o esquema proposto, cada um dos 3 laboratórios externos executará um total de 16 testes de WI de Bond para moinhos de bolas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / LUCAS HENRIQUE REIS - Integrante / Airtron Fonseca - Integrante.

• 2006 - 2012

  Modelamento e escalonamento de High Pressure Grinding Rolls ? HPGR, Descrição: Existe um potencial muito grande de aplicação deste tipo de equipamento nas etapas anteriores à moagem, em substituição a britadores e até mesmo a moagem em SAG. No entanto, este tipo de aplicação ainda não se tornou uma realidade, porque os ganhos energéticos são de difícil quantificação e comprovação. É necessário portanto desenvolver-se uma metodologia laboratorial que permita o escalonamento seguro, não só de um moinho HPGR, mas simultaneamente do impacto que qualquer danificação que possa contribuir para a redução do consumo de energia em processos subseqüentes. Uma série de ensaios de moagem HPGR pode ser executada para uma estimativa da performance deste tipo de equipamento, e técnicas de escalonamento adequadas já foram desenvolvidas pelos fabricantes, com base nesta metodologia, destacando-se o procedimento de escalonamento da Krupp-Polysius, que foi desenvolvida em conjunto com o consultor Prof. Leonard G. Austin. Esta metodologia já se encontra implementada no simulador de plantas Modsim. Um problema que tem sido estudado com bastante afinco em centros de pesquisa no mundo é o da previsão da distribuição de tamanhos de partículas nos produto de um HPGR, em função das características intrínsecas do minério, e das condições operacionais. Os HPGRs tem sido utilizados na CVRD para preparação de pellet feed moído, e a previsão da distribuição de tamanhos no produto cai, novamente, no problema das medidas de distribuição de tamanhos em faixas de até 1 micrômetro ou até mesmo sub-micrômetros. (Ver proposta de trabalho referente à moagem fina, ultrafina). Para aplicações antes das etapas de moagem, um modelo baseado em técnicas de balanço populacional já tem sido proposto, e isto necessita de implementação, neste caso no Modsim. Este modelo deve ser, em uma etapa subseqüente, expandido para um modelo de escalonamento, que permita o dimensionamento de HPGRs com o cálculo da distribuição de tamanhos no produto, em função da alimentação e das condições operacionais. O segundo problema a ser abordado, é o da quantificação dos efeitos de danificação observados no HPGR em etapas subseqüentes de moagem. Isto requer a produção de quantidades relativamente grandes de minério moído, no HPGR. Os produtos do HPGR podem ser caracterizados de várias formas, e na literatura, invariavelmente, testes de WI de Bond são executados para a quantificação dos ganhos energéticos. Como se sabe, e isto é o elo fraco no problema, o método de Bond tem acuracidade limitada, e o erro associado não tem permitido um escalonamento suficientemente confiável para determinar-se o ganho energético de danificação no HPGR. Se quantidades relativamente grandes de produtos danificados forem disponibilizadas, as técnicas modernas de escalonamento, Austin e Herbst-Fuesternau, podem ser utilizadas, em laboratório, para uma estimativa acurada de ganhos energéticos potencias por danificação. Testes em escala piloto, de moagem de bolas, com os produtos de HPGR como alimentação, também podem ser executados de forma a produzirem dados ainda mais acurados, para um tipo de minério específico, e as técnicas de escalonamento poderiam ser utilizadas para previsões da performance de circuitos de moagem completos, com o HPGR em qualquer etapa do processo. Estudo de Variabilidade O objetivo fundamental é desenvolver uma metodologia apropriada para testes de variabilidade. Esta metodologia deverá ser testada compreensivamente em pelo menos duas instalações industriais existentes. O programa de testes deverá incluir a monitoração da performance energética, condições operacionais e distribuição de tamanhos na alientação e produto dos moinhos industriais. Durante um período relativamente longo de operação (dias ou meses) com monitoramento intensivo, amostras deverão ser obtidas da alimentação.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Remoagem, Descrição: Um dos problemas associados a remoagem para preparação de pellet feed é a ausência de informações granulométricas nas faixas de tamanho menores, abaixo de 45 micrômetros, e que controlam largamente a geração de área superficial nos produtos da moagem. Partículas pequenas têm energias de fratura bastante elevadas, e a probabilidade de quebra por impacto nestas faixas é baixa. O mecanismo de cominuição por atrição passa a ganhar importância no processo de moagem nas partículas menores, e para os tamanhos mais finos é, provavelmente, o mecanismo predominante. O atrito é favorecido, até um certo ponto, elevando-se a fração volumétrica de sólidos no moinho. Este procedimento se chama de moagem de pasta. Isto é praticado nos moinhos de produção de pellet feed, e é praxe alimentar moinhos com 80% de sólidos em peso. Os modelos de balanço populacional existentes para moagem de bolas não incluem um procedimento de escalonamento para fenômenos de transporte mais complexos, como a variação da % de sólidos na alimentação. Sabe-se que os moinhos podem ser operados na faixa de 65% de sólidos até 100% de sólidos, com uma transição reológica importante ocorrendo entre 85% e 95% de sólidos, quando o transporte é extremamente problemático. Os valores exatos dependem das propriedades reológicas do material, mas podem ser determinados experimentalmente. Como a moagem a seco não precisa ser levada em consideração, já que é menos eficiente que a moagem a úmido, os fenômenos reológicos só necessitam de modelamento nas faixas utilizadas na região da moagem de pasta. Os fatores que contribuem, portanto, são a distribuição de tamanhos dos corpos moedores na carga do moinho e a porcentagem de sólidos na alimentação. O primeiro fator já foi modelado, e está disponível no modelo de escalonamento de moinhos do ModSim. Quanto a reologia, esta pode ser modelada através dos fenômenos de classificação no modelo de transporte, e da função quebra. Sabe-se que para polpas diluídas, a classificação é mais intensa, e os valores dos parâmetros da função quebra se aproximam dos valores correspondentes à quebra por impacto. Para polpas menos diluídas, os fenômenos de classificação são mais incipientes, e a polpa é transportada uniformemente através do moinho. No entanto, os parâmetros da função quebra variam para refletir a maior contribuição do atrito, principalmente pela diminuição do parâmetro . Esta variação é acompanhada pela diminuição da taxa de quebra, como se fosse um fenômeno compensador. Assim, se o objetivo é gerar uma superfície específica pré-determinada, a otimização da moagem deve levar em consideração: Fenômenos de transporte associados a reologia Contribuição da cominuição por atrito para geração de superfície específica Contribuição da cominuição por atrito para o consumo de aço Variações nas taxas de quebra Distribuição de tamanhos dos corpos moedores A relação custo/benefício é portanto complexa. Os estudos reológicos podem ser feitos experimentalmente, e um modelo pode ser desenvolvido sem maiores dificuldades contanto que existam dados suficientes e de boa qualidade. O problema maior é com respeito às variações da função quebra nas faixas mais finas de tamanho, e determinar os valores corretos dos parâmetros para cada reologia. Em outras palavras, é necessário obter-se distribuições de tamanhos de partículas até 1 ou 2 micrômetros nos testes de moagem sob diferentes condições, e com bastante acuracidade. Recentemente foi desenvolvida uma alternativa ao cyclosizer que poderá suprir estas informações de forma rápida e eficiente. O procedimento é baseado em medições com difratômetro a LASER, e um software para conversão de tamanhos equivalentes de esferas para distribuições de peneiras, Diffract2Mesh, baseado em técnicas de conversão estereológica.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2005 - 2012

  Escalonamento e Otimização de Espessadores, Descrição: O espessamento é um processo importante de desaguamento parcial de polpas comparativamente densas. A maioria dos processos de tratamento de minérios é executada a úmido, e invariavelmente pelo menos uma etapa de separação sólido-líquido é necessária nos fluxos de produtos da maioria das plantas de tratamento de minérios. Quando partículas muito finas estão presentes, o processo de espessamento deve ser utilizado em lugar de simples drenagem, ou ciclonagem, uma vez que o espessamento permite a eliminação da maior parte das partículas sub-micrométricas da água de processo, antes da sua reutilização no processo, ou da sua devolução ao ambiente. O processo de escalonamento de espessadores requer dados de sedimentação, que são obtidos no laboratório. Ensaios de sedimentação são padronizados, e bem estabelecidos. Existem diversos métodos de escalonamento, porém o método baseado na construção de Kynch, que é o modelo implementado no ModSim, será, em princípio, utilizado neste projeto. No entanto, outros métodos poderão ser considerados, e eventualmente implementados. A ligação entre o ensaio de sedimentação em batelada, e o método de escalonamento de Kynch, é uma série de parâmetros que definem uma equação de sedimentação, conhecidos como parâmetros de Wilhelm-Nade. O escalonamento de um espessador, passa portanto pela determinação dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, a partir dos resultados do ensaio de sedimentação em batelada. A equação de Wilhelm-Nade contém um número variável de parâmetros, e é importante obter-se uma interpolação com o número correto de parâmetros significativos. Este processo não pode ser executado de forma eficiente em planilhas eletrônicas do tipo Excel. Os testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em duplicata, e os problemas associados à parte experimental são: 1. Testes com partículas finas, sem floculante: os testes são demorados e podem requerer várias horas. A obtenção de dados precisos é dificultada devido à ausência de um operador durante a duração do teste, e devido à necessidade de agendar operadores para o tempo de duração do teste. 2. Testes com floculantes. Ocasionalmente, dependendo das condições pré-estabelecidas, o teste de sedimentação em batelada é extremamente rápido, e a obtenção de dados precisos é difícil, mesmo com a repetição do teste. A otimização do espessador requer uma correlação entre investimento de capital (tamanho do espessador) e custos operacionais (fixos e variáveis), sendo o fator relevante, em ambos os casos, a concentração de floculante a ser utilizada. Com isto, testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em diversas concentrações de floculante. O número de testes requeridos é portanto grande. Para contornar estes problemas, sugere-se: Etapa 1: Desenvolvimento de um aplicativo para o cálculo dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, com precisão máxima, e com parâmetros que possam ser utilizados diretamente no ModSim. O aplicativo deve ser intuitivo e conveniente para uso por técnicos treinados, nos mesmos moldes do que é feito com o BatchMill TM Etapa 2: Estudo de caso com aplicação do modelo implementado no ModSim Etapa 3: Aquisição de equipamento de captura de imagem para medição de velocidade da interface.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (1) Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / GOBBO, O. - Integrante / GONÇALVES, K. - Integrante / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2007 - 2012

  Modelagem matemática e simulação de liberação, Descrição: De forma a capacitar a CVRD a utilizar estas ferramentas efetivamente, é proposto aqui um estudo de caso, com a amostragem e caracterização dos fluxos da planta de Sossego. Além das amostras de fluxo, uma amostra de alimentação da planta será utilizada para a obtenção dos parâmetros de Andrews e Mika. O método de amostragem de plantas e auditoria é bem conhecido. As amostras obtidas serão caracterizadas também para análise de liberação, e calibração de um simulador dos processos de cominuição e concentração da planta de Sossego. Este será o produto principal deste projeto. De forma a possibilitar a simulação do processo de liberação, na moagem, é necessário parametrizar o diagrama de Andrews e Mika para o minério em questão. A metodologia utilizada consiste em um teste de moagem em batelada de uma amostra mono-tamnho, na faixa 2 mm x 1 mm, aproximadamente. Esta é uma fração onde não ocorre liberação da fase de interesse. A amostra é separada em líquido denso para produzir amostras de frações mono-teor. Estas amostras são moídas em moinho de batelada, e os produtos da moagem peneirados. Cada amostra de tamanho no produto e alimentação do teste de moagem é caracterizada para liberação, em MEV, obtendo-se assim diagramas de Andrews e Mika. Os diagramas de Andrews e Mika obtidos para o minério, são utilizados para o cálculo de parâmetros de liberação que podem ser utilizados no Modsim. Assim, o simulador pode ser utilizados para obter dados de recuperação e teor na etapa de flotação, em função da distribuição de tamanhos obtida na moagem, e possibilitando a otimização da etapa de cominuição.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Parâmetros que influenciam no resultado do ensaio de bancada para determinação do Work Index de Bond, Descrição: O Wi de Bond é um ensaio em escala de laboratório que mede a resistência do minério em relação à moagem de bolas. Corresponde numericamente ao trabalho, expresso em kWh, necessário para reduzir uma tonelada de minério, desde um tamanho teoricamente infinito, até 80% da massa passante em 100 #. Sua determinação consiste em moer uma quantidade fixa de minério previamente britado a 100% passante em 3,36mm, em um moinho de 12"x12", em condições operacionais padronizadas. Após determinado tempo de moagem, a massa é retirada, peneirada e a fração passante na peneira substituída por igual massa de alimentação nova. O ciclo se repete até que se obtenha um equilíbrio do processo em termos de massa de minério moído por rotação do moinho. O valor Wi é apresentado em kWh/t, obtido através de fórmula empírica que correlaciona a abertura da malha de classificação (Am), a massa moída abaixo desta malha por rotação (Mob) e as aberturas das peneiras que permitem a passagem de 80% da massa de alimentação (A) e do produto (P), como mostrado a seguir: Wi = (44,5) / (Am 0,23 x Mob 0,82 x 10 x [(P) -0,5 - (A) -0,5])*1,1 Este procedimento encontra-se padronizado pela ABNT . O presente trabalho visa comparar a metodologia de ensaio de WI realizado pela CVRD com outros laboratórios de renome mundial e será composto pelas seguintes etapas: a) Seleção, preparação de amostras e remessa de alíquotas para os laboratórios estipulados, b) Execução dos ensaios de WI em cada laboratório; c) Análise rigorosa de procedimentos de preparação de amostras, equipamentos e materiais empregados, execução dos testes, procedimentos de tratamento das amostras e cálculos para obtenção de resultados; d) Análise estatística comparativa entre os resultados obtidos; Emissão de relatório contendo pareceres conclusivos sobre a validação de testes de WI conduzidos na CVRD, bem como recomendações para adequação de possíveis não-conformidades. O Consultor será responsável por executar as etapas c, d, e. A CVRD deverá providenciar a seleção de pelo menos 4 amostras de minérios com massa mínima de 600 kg. Essas amostras deverão apresentar diferenças significativas de resistência à moagem. A título de orientação recomenda-se que sejam obtidas as seguintes amostras: (a) bauxita de Paragominas, (b) minério do Salobo, (c) minério do Sossego e (d) minério de Timbopeba. Cada laboratório deverá assim receber um total de 6 alíquotas, das quais 4 serão selecionadas para execução de testes de WI e as demais duas (uma tal-qual e uma preparada) deverão ser arquivadas no próprio laboratório de destino. No caso da CVRD serão executados apenas dois ensaios com as alíquotas preparadas (duas alíquotas dentre A2D, A2I e A2N) e as demais alíquotas arquivadas (A1D, A1I e A1N). De acordo com o esquema proposto, cada um dos 3 laboratórios externos executará um total de 16 testes de WI de Bond para moinhos de bolas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (2) Graduação: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / LUCAS HENRIQUE REIS - Integrante / Airtron Fonseca - Integrante.

• 2006 - 2012

  Remoagem, Descrição: Um dos problemas associados a remoagem para preparação de pellet feed é a ausência de informações granulométricas nas faixas de tamanho menores, abaixo de 45 micrômetros, e que controlam largamente a geração de área superficial nos produtos da moagem. Partículas pequenas têm energias de fratura bastante elevadas, e a probabilidade de quebra por impacto nestas faixas é baixa. O mecanismo de cominuição por atrição passa a ganhar importância no processo de moagem nas partículas menores, e para os tamanhos mais finos é, provavelmente, o mecanismo predominante. O atrito é favorecido, até um certo ponto, elevando-se a fração volumétrica de sólidos no moinho. Este procedimento se chama de moagem de pasta. Isto é praticado nos moinhos de produção de pellet feed, e é praxe alimentar moinhos com 80% de sólidos em peso. Os modelos de balanço populacional existentes para moagem de bolas não incluem um procedimento de escalonamento para fenômenos de transporte mais complexos, como a variação da % de sólidos na alimentação. Sabe-se que os moinhos podem ser operados na faixa de 65% de sólidos até 100% de sólidos, com uma transição reológica importante ocorrendo entre 85% e 95% de sólidos, quando o transporte é extremamente problemático. Os valores exatos dependem das propriedades reológicas do material, mas podem ser determinados experimentalmente. Como a moagem a seco não precisa ser levada em consideração, já que é menos eficiente que a moagem a úmido, os fenômenos reológicos só necessitam de modelamento nas faixas utilizadas na região da moagem de pasta. Os fatores que contribuem, portanto, são a distribuição de tamanhos dos corpos moedores na carga do moinho e a porcentagem de sólidos na alimentação. O primeiro fator já foi modelado, e está disponível no modelo de escalonamento de moinhos do ModSim. Quanto a reologia, esta pode ser modelada através dos fenômenos de classificação no modelo de transporte, e da função quebra. Sabe-se que para polpas diluídas, a classificação é mais intensa, e os valores dos parâmetros da função quebra se aproximam dos valores correspondentes à quebra por impacto. Para polpas menos diluídas, os fenômenos de classificação são mais incipientes, e a polpa é transportada uniformemente através do moinho. No entanto, os parâmetros da função quebra variam para refletir a maior contribuição do atrito, principalmente pela diminuição do parâmetro . Esta variação é acompanhada pela diminuição da taxa de quebra, como se fosse um fenômeno compensador. Assim, se o objetivo é gerar uma superfície específica pré-determinada, a otimização da moagem deve levar em consideração: Fenômenos de transporte associados a reologia Contribuição da cominuição por atrito para geração de superfície específica Contribuição da cominuição por atrito para o consumo de aço Variações nas taxas de quebra Distribuição de tamanhos dos corpos moedores A relação custo/benefício é portanto complexa. Os estudos reológicos podem ser feitos experimentalmente, e um modelo pode ser desenvolvido sem maiores dificuldades contanto que existam dados suficientes e de boa qualidade. O problema maior é com respeito às variações da função quebra nas faixas mais finas de tamanho, e determinar os valores corretos dos parâmetros para cada reologia. Em outras palavras, é necessário obter-se distribuições de tamanhos de partículas até 1 ou 2 micrômetros nos testes de moagem sob diferentes condições, e com bastante acuracidade. Recentemente foi desenvolvida uma alternativa ao cyclosizer que poderá suprir estas informações de forma rápida e eficiente. O procedimento é baseado em medições com difratômetro a LASER, e um software para conversão de tamanhos equivalentes de esferas para distribuições de peneiras, Diffract2Mesh, baseado em técnicas de conversão estereológica.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2006 - 2012

  Modelamento e escalonamento de High Pressure Grinding Rolls ? HPGR, Descrição: Existe um potencial muito grande de aplicação deste tipo de equipamento nas etapas anteriores à moagem, em substituição a britadores e até mesmo a moagem em SAG. No entanto, este tipo de aplicação ainda não se tornou uma realidade, porque os ganhos energéticos são de difícil quantificação e comprovação. É necessário portanto desenvolver-se uma metodologia laboratorial que permita o escalonamento seguro, não só de um moinho HPGR, mas simultaneamente do impacto que qualquer danificação que possa contribuir para a redução do consumo de energia em processos subseqüentes. Uma série de ensaios de moagem HPGR pode ser executada para uma estimativa da performance deste tipo de equipamento, e técnicas de escalonamento adequadas já foram desenvolvidas pelos fabricantes, com base nesta metodologia, destacando-se o procedimento de escalonamento da Krupp-Polysius, que foi desenvolvida em conjunto com o consultor Prof. Leonard G. Austin. Esta metodologia já se encontra implementada no simulador de plantas Modsim. Um problema que tem sido estudado com bastante afinco em centros de pesquisa no mundo é o da previsão da distribuição de tamanhos de partículas nos produto de um HPGR, em função das características intrínsecas do minério, e das condições operacionais. Os HPGRs tem sido utilizados na CVRD para preparação de pellet feed moído, e a previsão da distribuição de tamanhos no produto cai, novamente, no problema das medidas de distribuição de tamanhos em faixas de até 1 micrômetro ou até mesmo sub-micrômetros. (Ver proposta de trabalho referente à moagem fina, ultrafina). Para aplicações antes das etapas de moagem, um modelo baseado em técnicas de balanço populacional já tem sido proposto, e isto necessita de implementação, neste caso no Modsim. Este modelo deve ser, em uma etapa subseqüente, expandido para um modelo de escalonamento, que permita o dimensionamento de HPGRs com o cálculo da distribuição de tamanhos no produto, em função da alimentação e das condições operacionais. O segundo problema a ser abordado, é o da quantificação dos efeitos de danificação observados no HPGR em etapas subseqüentes de moagem. Isto requer a produção de quantidades relativamente grandes de minério moído, no HPGR. Os produtos do HPGR podem ser caracterizados de várias formas, e na literatura, invariavelmente, testes de WI de Bond são executados para a quantificação dos ganhos energéticos. Como se sabe, e isto é o elo fraco no problema, o método de Bond tem acuracidade limitada, e o erro associado não tem permitido um escalonamento suficientemente confiável para determinar-se o ganho energético de danificação no HPGR. Se quantidades relativamente grandes de produtos danificados forem disponibilizadas, as técnicas modernas de escalonamento, Austin e Herbst-Fuesternau, podem ser utilizadas, em laboratório, para uma estimativa acurada de ganhos energéticos potencias por danificação. Testes em escala piloto, de moagem de bolas, com os produtos de HPGR como alimentação, também podem ser executados de forma a produzirem dados ainda mais acurados, para um tipo de minério específico, e as técnicas de escalonamento poderiam ser utilizadas para previsões da performance de circuitos de moagem completos, com o HPGR em qualquer etapa do processo. Estudo de Variabilidade O objetivo fundamental é desenvolver uma metodologia apropriada para testes de variabilidade. Esta metodologia deverá ser testada compreensivamente em pelo menos duas instalações industriais existentes. O programa de testes deverá incluir a monitoração da performance energética, condições operacionais e distribuição de tamanhos na alientação e produto dos moinhos industriais. Durante um período relativamente longo de operação (dias ou meses) com monitoramento intensivo, amostras deverão ser obtidas da alimentação.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (4) Graduação: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

• 2005 - 2012

  Escalonamento e Otimização de Espessadores, Descrição: O espessamento é um processo importante de desaguamento parcial de polpas comparativamente densas. A maioria dos processos de tratamento de minérios é executada a úmido, e invariavelmente pelo menos uma etapa de separação sólido-líquido é necessária nos fluxos de produtos da maioria das plantas de tratamento de minérios. Quando partículas muito finas estão presentes, o processo de espessamento deve ser utilizado em lugar de simples drenagem, ou ciclonagem, uma vez que o espessamento permite a eliminação da maior parte das partículas sub-micrométricas da água de processo, antes da sua reutilização no processo, ou da sua devolução ao ambiente. O processo de escalonamento de espessadores requer dados de sedimentação, que são obtidos no laboratório. Ensaios de sedimentação são padronizados, e bem estabelecidos. Existem diversos métodos de escalonamento, porém o método baseado na construção de Kynch, que é o modelo implementado no ModSim, será, em princípio, utilizado neste projeto. No entanto, outros métodos poderão ser considerados, e eventualmente implementados. A ligação entre o ensaio de sedimentação em batelada, e o método de escalonamento de Kynch, é uma série de parâmetros que definem uma equação de sedimentação, conhecidos como parâmetros de Wilhelm-Nade. O escalonamento de um espessador, passa portanto pela determinação dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, a partir dos resultados do ensaio de sedimentação em batelada. A equação de Wilhelm-Nade contém um número variável de parâmetros, e é importante obter-se uma interpolação com o número correto de parâmetros significativos. Este processo não pode ser executado de forma eficiente em planilhas eletrônicas do tipo Excel. Os testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em duplicata, e os problemas associados à parte experimental são: 1. Testes com partículas finas, sem floculante: os testes são demorados e podem requerer várias horas. A obtenção de dados precisos é dificultada devido à ausência de um operador durante a duração do teste, e devido à necessidade de agendar operadores para o tempo de duração do teste. 2. Testes com floculantes. Ocasionalmente, dependendo das condições pré-estabelecidas, o teste de sedimentação em batelada é extremamente rápido, e a obtenção de dados precisos é difícil, mesmo com a repetição do teste. A otimização do espessador requer uma correlação entre investimento de capital (tamanho do espessador) e custos operacionais (fixos e variáveis), sendo o fator relevante, em ambos os casos, a concentração de floculante a ser utilizada. Com isto, testes de sedimentação em batelada devem ser feitos em diversas concentrações de floculante. O número de testes requeridos é portanto grande. Para contornar estes problemas, sugere-se: Etapa 1: Desenvolvimento de um aplicativo para o cálculo dos parâmetros da equação de Wilhelm-Nade, com precisão máxima, e com parâmetros que possam ser utilizados diretamente no ModSim. O aplicativo deve ser intuitivo e conveniente para uso por técnicos treinados, nos mesmos moldes do que é feito com o BatchMill TM Etapa 2: Estudo de caso com aplicação do modelo implementado no ModSim Etapa 3: Aquisição de equipamento de captura de imagem para medição de velocidade da interface.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (1) Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Vladmir Kronemberger Alves - Coordenador / GOBBO, O. - Integrante / GONÇALVES, K. - Integrante / Claudio Luiz Shneider - Integrante.

Prêmios