MEDIDAS PARA REDUÇÃO DO DESPERDÍCIO DE ÓXIDO DE MAGNÉSIO NA MINERAÇÃO¶

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\section*{Resumo}

\retirarecuo Este estudo tem por objetivo realizar a caracterização qualitativa e quantitativa de resíduo gerado em uma planta de sínter magnesiano e óxido de magnésio e propor rota para reduzir a geração desse resíduo. Levantou-se o histórico da geração de resíduo, caracterização dos resíduos nos diferentes pontos de geração, inspeção visual, fluorescência de raios-X e difração de raios-X. Foram também aplicadas ferramentas da Qualidade e da Engenharia de Produção para auxiliar e direcionar no desenvolvimento dos trabalhos e aplicar soluções de caráter simples e objetivo para redução da geração dos resíduos. Foi constatada uma redução de 46\% dos resíduos em 2017, comparadas ao ano de 2016, e até abril de 2018, cerca de 63\%.

\retirarecuo \textbf{Palavras chave}: Reaproveitamento. Meio Ambiente. Geração de Resíduos.

\vspace{-0.7cm} \section*{1. Introdução }

A geração de resíduos é um dos vilões do processamento mineral. Além do não aproveitamento total dos recursos disponíveis, faz-se necessário arcar com custos para sua adequada destinação. A indústria mineral motiva-se para o desenvolvimento de novas soluções que agreguem valor aos resíduos (OLIVEIRA, 2001). Com a redução de desperdício de resíduos de óxido de magnésio (classe II-B) gerados em uma mineradora de sínter magnesiano e óxido de magnésio no interior da Bahia, pensou-se o presente estudo.

\section*{2. Metodologia}

O período deste estudo foi entre janeiro de 2017 e abril de 2018. A planta estudada tem 4 linhas de produção de sínter magnesiano e óxido de magnésio similares entre si, e cada linha compõe a calcinação, briquetagem e sinterização. Fez-se um plano de amostragem global (teoria de Pierre Gy) dos resíduos gerados, coletando-se 3 amostras de 3 kg/cada para cada uma das 4 linhas do processo, total de 12 amostras (uma amostra de cada etapa). As amostras foram homogeneizadas e quarteadas com quarteador do tipo Johnes e submetidas a análises químicas e mineralógicas. Foram encontrados, principalmente, SiO\textsubscript{2}, Al\textsubscript{2}O\textsubscript{3}, Fe\textsubscript{2}O\textsubscript{3}, MnO, CaO e MgO, com caracterização qualitativa por inspeção visual, caracterização química por Fluorescência de raios-X (FRX) e a mineralógica, Difração de Raios-X (DRX).

Realizou-se uma quantificação da taxa de geração com levantamentos temporais dos principais pontos de desperdícios das 4 linhas de produção. Pesando-se o resíduo gerado em 24 horas, identificaram-se os pontos que mais contribuem nesse processo, comparando as taxas de geração de resíduo de cada ponto. A Figura 1 ilustra algumas das ferramentas aplicadas.

%Figura 1 -- Ferramentas da Qualidade e Engenharia de Produção %utilizadas.

\section*{3. Resultados e Discussão}

Como produto das análises da Qualidade e da Engenharia de Produção, obtiveram-se as priorizações, e identificaram-se 8 principais pontos comuns de cada linha de produção, total de 32 pontos, que geram os resíduos (\textasciitilde{} 60\% da geração total de resíduo da planta).

As amostras dos 8 principais pontos comuns de cada linha de produção foram analisadas com conhecimento do processo e por inspeção visual. Constatou-se que os pontos (1) e (2) são resíduos de carbonato de magnésio (MgCO3) gerados na etapa de alimentação dos fornos de calcinação (grupo A). O ponto (3) é óxido de magnésio (MgO) \emph{underflow} dos ciclones de exaustão dos fornos de calcinação que retorna para os fornos como carga circulante (grupo B). Os pontos (4), (5), (6), (7) e (8) são MgO provenientes da parte inferior dos elevadores de canecas e calhas classificadoras/transportadoras da briquetagem (grupo C).

%Figura 2 -- Aspecto visual dos resíduos gerados (1º estágio de %caracterização dos resíduos).

Figura (2A) carbonato de magnésio (MgCO\textsubscript{3}) e figuras (2B) e (2C) óxido de magnésio (MgO).

A composição química de todas as 8 amostras de resíduos apresenta características similares em todos os elementos analisados, evidenciando que não há contaminações nos resíduos gerados nos diferentes pontos, pois não existe etapa de transformação química nesse processo.

%Tabela I -- Resultados das análises químicas (FRX) dos principais pontos %de geração de resíduos.

Foram realizadas análise do percentual de umidade de cada amostra coletada, e nestas fica evidente que as amostras do grupo A de carbonato de magnésio apresentam umidade elevada comparando com os demais pontos de geração de resíduo. Esta informação é importante, pois sugere a não mistura dos resíduos do grupo A em algum eventual reprocessamento dos resíduos, de modo a não hidratar os resíduos dos demais pontos que são caracterizados como óxido de magnésio, e se hidratados se transformam em hidróxido de magnésio perdendo assim sua capacidade de reaproveitamento no processo.

Mechi e Sanches (2010) sugerem que o aproveitamento dos resíduos da mineração teria maior sucesso se os diferentes tipos de resíduos fossem mapeados e dispostos de forma selecionada de acordo com as características comuns para não inviabilizar técnica e economicamente o reaproveitamento desses resíduos.

Somente foi possível a análise por DRX nas amostras do grupo A, pois correspondem a substâncias minerais (minério de magnesita) de estrutura cristalina definida. Os demais, por serem óxido de magnésio de estrutura amorfa, não se aplicam a tal técnica. A mineralogia do grupo A manteve a condição original de matéria-prima. O difratograma mostra picos característicos do minério de magnesita (MgCO3), quartzo (SiO2) e outros argilominerais em menor proporção. A análise quantitativa foi realizada por levantamento temporal da geração de resíduos nos pontos priorizados, com resultados na Tabela II.

Os resíduos gerados no grupo A foram caracterizados como MgCO3 sem qualquer contaminação, mesma condição da matéria-prima da alimentação. Logo, a opção mais objetiva de redução da geração de resíduo desses pontos foi retornar com esses materiais para alimentar a etapa de calcinação com as próprias correias transportadoras que alimentam a planta. A causa raiz da geração desses dois pontos de resíduos era a deficiência dos raspadores/limpadores de correias, posicionados nas duas extremidades das correias transportadoras. Implementou-se uma melhoria nos raspadores para minimizar a geração desses resíduos, mesmo tendo sido especificado um modelo de raspador/limpador primário mais eficiente, tipo lâmina.

%Tabela II -- Taxa de geração de resíduos nos pontos trabalhados.

O resíduo gerado do grupo B foi caracterizado como óxido de magnésio em carga circulante da etapa de calcinação. O \emph{underflow} da ciclonagem de exaustão dos fornos de calcinação retorna como carga circulante através de transportadores helicoidais, onde notou-se que a geração desse resíduo estava acontecendo na parte traseira dos transportadores em função do acentuado grau de inclinação dos transportadores helicoidais, aproximadamente 25°. Dessa forma, foi solicitada a equipe de engenharia de manutenção que reprojetasse esse sistema e o mesmo foi modificado para aproximadamente 10° de inclinação, eliminando assim a geração de resíduo do grupo B, em cada forno de calcinação.

Para minimizar a geração de resíduos dos pontos do grupo C, foi implantada na parte superior de uma vagoneta metálica, com capacidade de 5 toneladas, uma tela com malha de ⅜ pol. de abertura, formando uma peneira de um \emph{deck} fixo. Esse dispositivo foi utilizado para realizar o peneiramento nos resíduos gerados do grupo C, pois são óxidos de magnésio gerados na etapa de briquetagem e apresentam características similares entre si. O objetivo dessa etapa de limpeza é retirar eventuais corpos estranhos desses resíduos, deixando os materiais em condição de retorno na etapa de briquetagem e/ou ser comercializados para uso em tratamento primário de esgoto no saneamento básico e como fertilizante agrícola.

Os dois primeiros meses do ano de 2017 apresentaram geração de resíduo na mesma ordem de grandeza da geração média realizado em 2016, 208 ton/mês. A partir de março, obteve-se uma redução expressiva (-44\%) em função do início dos testes de reprocessamento, etapa de limpeza, do resíduo de óxido de magnésio gerado nos pontos do grupo C, usando o dispositivo da tela fixa de classificação na vagoneta metálica.

%Gráfico 1 -- Histórico da geração de resíduos no ano de 2017 e média %realizada no ano de 2016.

O Gráfico na Figura \eqref{img46} evidencia que, desde o ano de 2013, ações vêm sendo tomadas no sentido de reduzir a geração de resíduo na planta. A redução ficou estável nos anos de 2015 e 2016. No entanto, com a intensificação das ações apresentadas nesse trabalho, a redução da geração de resíduos em 2017 comparado com 2016 foi de 46\% e a redução até abril 2018 comparada com 2016 foi de 63\%.

%Gráfico 2 -- Histórico da geração de resíduos nos últimos 5 anos e até %abril de 2018.

\section*{4. Considerações Finais}

As soluções propostas foram simples, objetivas e sugeridas, sobretudo, pelos operadores da planta. Comparando a geração média de resíduos de 2017 com a de 2016, foi obtida uma redução de 46\% e uma redução até abril 2018 comparada com 2016 de 63\% dos resíduos gerados. Além de aproveitar os recursos, reduzir desperdício, agir sustentavelmente, essa redução de resíduos gerou uma redução no custo de limpeza industrial de 30\%.

\section*{Referências Bibliográficas}

\retirarecuo MECHI, A., SANCHES, D.L. \textbf{Impactos ambientais da mineração no Estado de São Paulo}. Estudos avançados 24 (68), 2010.

\retirarecuo OLIVEIRA JÚNIOR.; J. B. \textbf{Desativação de empreendimentos mineiros}: Estratégia para diminuir o passivo ambiental. Tese apresentada na USP, 2001.