[001 ] A presente invenção refere-se a um processo para a recupera- ção a seco de finos de óxido de ferro (Fe203 e / ou Fe304 = FeO.Fe203) contida em rochas compactas do tipo minério de ferro itabirítico compacto, minério de óxido de ferro jaspeiítico, minério de óxido de ferro taconítico e minério de óxido de ferro magnetítico. Para efetuar a recuperação destes óxidos de ferro (Fe203 e / ou Fe304) é necessário efetuar uma moagem até que os minerais de óxido de ferro estejam liberados da canga. O nível de liberação é específico para cada tipo de minério. Geralmente, a granulome- tria de moagem é inferior a 150 mícrons, podendo chegar até 38 mícrons.

[002] No contexto da presente invenção, entendem-se como finos, os minerais de óxido de ferro abaixo de 150 mícrons. Pelos processos existen- tes até o presente momento, a recuperação de finos é efetuada na presença de água através da conjugação de um sistema de separação magnética com um sistema de flotação (reversa da sílica ou flotação direta do óxido de ferro), ou, somente por um sistema de flotação reversa para a sílica e/ou flotação direta para óxido de ferro. Pela presente invenção, este processo é efe- tuado por um processo de recuperação a seco.

[003] Neste sentido, a presente invenção objetiva inovar e simplificar o processo de recuperação de finos de óxidos de ferro (Fe203 e / ou Fe304) contidos nos referidos minérios de óxidos de ferro compacto, particularmente nos minérios de óxido de ferro de itabirito compacto, minério de óxido de ferro jaspeiítico, minério de óxido de ferro taconítico, e minério de óxido de ferro magnetítico, devidamente moídos na granulometria de liberação, de modo a proporcionar elevadas recuperações metalúrgica e de massa.

[004] Em consequência da presente invenção, por meio de um processo totalmente a seco, pode ser obtido um concentrado de óxido de ferro comercialmente superior, mais precisamente, recuperado de minério de óxido de ferro itabirítico compacto, minério de óxido de ferro jaspeiítico, minério de óxido de ferro magnetítico com teor acima de 64% de Fe, podendo com uma simples regulagem, definir o teor final do concentrado de ferro em até 66% de Fe,

[005] Com efeito, é possível ainda alcançar um avanço significativo do ponto de vista ambiental, principalmente pela não utilização de água no pro- cesso de beneficiamento, proporcionando uma grande economia desta substância cada vez mais escassa. Outra relevante consequência desta invenção reside na ausência de instalação de barragens de rejeitos. A este respeito, basta considerar o indesejado histórico de rompimentos de barragens deste tipo ocorridos na indústria de mineração no Brasil e no mundo, ocasionando desastres ambientais de grandes magnitudes.

[006] Portanto, dentre as características inovadoras desta rota de processo, além dos benefícios acima citados, o processamento de minérios de ferro compacto apresenta baixa porcentagem de umidade, proporcionada pelo fato de que as rochas compactas (tais como minério de óxido de ferro de itabirito compacto, minério de óxido de ferro jaspelítico, minério de óxido de ferro taconítico e minério de ferro magnetítico) apresentam uma estrutura cristalina densamente fechada e, consequentemente, não permitem que a parte interna absorva umidade. Esta característica diminui nas etapas de processo que é a secagem, quando comparada ao processo de recuperação de finos e superfinos de ferro contidos em barragens de rejeitos e/ou de processo a úmido de recuperação de finos e superfinos de minério de óxido de ferro compacto, como, por exemplo, utilizados nas minas em operação nos EUA, que exploram o minério de óxido ferro taconítico. Assim, a umidade residual de 2 a 3% pode ser eliminada no processo de moagem fina, realiza- da em conformidade com o tipo de minério de óxido de ferro compacto em questão.

Descrição do Estado da Técnica

[007] Nas rotas convencionais de beneficiamento de minérios de óxido de ferro compacto, os processos de cominuição (em que o material é frag- mentado em pequenas partículas, normalmente abaixo de 150 micrômetros) e os processos de concentração são inteiramente realizados na presença de água. As etapas iniciais do processo, tanto nas rotas a úmido e a seco, são realizadas na presença de umidade natural. Estas etapas correspondem à britagem primária, secundária e terciária, de acordo com o tipo de minério e a rota de beneficiamento estabelecida. Em seguida, na rota a úmido, o processo de moagem é efetuado em moinhos de bolas e moinhos verticais com bolas de aço, sempre na presença de água.

[008] Na rota de processo a úmido, bolas de ferro são utilizadas como agentes moedores em moinhos de bola. Tanto em moinho de bolas como em moinho vertical (por exemplo, Vertimiii), a classificação granuiométrica, ou seja, o controle de granulometria de moagem, é realizada por meio da classificação por hidrociclones, em que os parâmetros de vortex e apex são ajustados para um corte granuiométrico definido no processo de hidrociclo- nagem. Assim, o "over flow" corresponde a uma fração fina moída de acordo com a granulometria de liberação, e o "under flow" corresponde à fração mais grossa, fora da faixa granuiométrica de liberação, a qual realimenta o moinho.

[009] A descarga do moinho de bolas alimenta uma bomba de polpa que, por sua vez, alimenta um conjunto de hidrociclones. Eventualmente, dependendo do corte granuiométrico, são necessárias mais uma ou duas etapas de reprocessamento tanto do "under flow" como do "over flow". Con- sequentemente, para cada uma destas etapas de processamento, são necessários mais uma bomba de polpa, mais um conjunto de hidrociclones resultando na adição de mais água, o que pode tornar o projeto ainda mais complexo e com maior volume de utilização de água.

[0010] Além disso, o "over flow" possui baixo percentual de sólidos, que necessita ser espessado para aumentar os níveis de porcentagem de sólido. Este processo normalmente é efetuado por um espessador. Em seguida, a polpa espessada deve ser enviada para as demais etapas de processamento, que podem ser separação magnética de alta intensidade e/ou separação magnética de baixa intensidade seguida de alta intensidade, sendo que a fração magnética (concentrado de óxido de ferro) é, em seguida, encaminhada a etapas de fiotação (etapa cieaner / limpeza) reversa ou direta. En~ tende-se como fiotação reversa, fiotar o elemento contaminante, por exem- pio, a sílica. Eníende-se como flotação direta, flotar os minerais de óxido de ferro. Neste reprocessamento do "over flow", uma fração típica de 20 μηι ou 10 μπΊ é descartada, a qual pode ser enviada ao espessador e depois para a barragem de rejeito.

[001 1 ] O processo de patente BR 102012008340-0 revela um processo e um sistema para a recuperação a seco de finos e superfinos de minério de óxidos de ferro de bacias de rejeito de mineração de ferro. Contudo, verifi- cou-se que a solução revelada naquela invenção não se aplica à recuperação a seco de finos de ferro em rochas compactas portadoras de óxido de ferro em minério de óxido de ferro itabirítico compacto, minério de óxido de ferro jaspeiítico, minério de óxido de ferro taconítico e minério de óxido de ferro magnetítico.

Objetivos e Vantagens da Invenção

[0012] Diante da situação acima exposta, a presente invenção tem por objetivo prover um sistema e um processo para a recuperação a seco de finos de óxidos de ferro em rochas compactas portadoras de óxidos de ferro em minério de óxidos de ferro de itabiritico compacto, minério de óxido de ferro jaspeiítico, minério de óxido de ferro taconítico e minério de óxido de ferro magnetítico, devidamente moídos na granuiometria de liberação.

[0013] Tais objetivos são alcançados de forma absolutamente eficaz com a eliminação de risco ambiental na implantação do sistema, com a promoção de um uso racionai dos recursos naturais, com a produção de produto concentrado de óxido de ferro, e aproveitamento dos rejeitos na indústria da construção civil, com uma grande economia de água, pois na tecnologia de acordo com a presente invenção, não se utiliza água.

[0014] Em tempos de demandas ambientais crescentes, a presente invenção constitui uma resposta definitiva ao desafio de gerar resultados económicos de forma ambientalmente sustentável, caracterizada principalmente por:

[0015] Não utilização de água para o processo de recuperação de óxido de ferro, preservando mananciais e aquíferos;

[0016] Separação mais eficiente com geração de rejeito mais limpo; [0017] Aproveitamento total dos rejeitos na indústria da construção civil.

[0018] Maior recuperação em massa e metálica de óxido de ferro;

[0019] Recuperação de finos de minério de óxidos de ferro em frações

< 100 mesh (<0, 15 mm) sem perdas por arraste;

[0020] Ausência de resíduos de combustão;

[0021 ] Inexistência de efluentes atmosféricos;

[0022] Otimização logística com tratamento localizado;

[0023] Eliminação dos riscos de acidentes com barragens;

[0024] Diminuição do espaço físico destinado à implantação;

[0025] Baixo consumo energético;

[0028] Modularidade e flexibilidade do sistema;

[0027] Aumento da vida útil das minas;

[0028] Independência funcional em minas já em funcionamento.

[0029] No caso da presente invenção, a ausência de resíduos de com- bustão e a inexistência de efluentes atmosféricos se deve ao fato de que no beneficiamento de minérios de óxidos de ferro compacto, a secagem não é necessária, assim como, não ocorre a geração de pó fino no processo de combustão.

[0030] No processo a seco de acordo com a presente invenção, a moa- gem ocorre em moinhos verticais, ou em moinhos de pista, ou em moinhos de bola, todos equipados com sistema de aerociassificador - a presença do aeroclassificador dinâmico tem a finalidade de efetuar o corte granuiométrico na malha em função do diâmetro estabelecido peio grau de liberação, em que o diâmetro pode variar de acordo com cada tipo de minério portador de óxido de ferro.

[0031 ] Será observado que minérios de óxidos de ferro compacto com baixa umídade não necessitam de secagem peio fato de apresentarem baixos níveis de umidade, de modo que no processo de moagem, o atrito entre os minerais e os corpos moedores tende a gerar o calor necessário para promover a secagem residual da umidade presente no material.

Descrição Detalhada da Primeira Etapa - Britagem [0032] Antes de iniciar a descrição da invenção, convém salientar que as grandezas aqui expostas são meramente exemplificativas, de modo que não devem ser compreendidas como limitativas do escopo de proteção da presente invenção. Um técnico no assunto, diante do conceito ora revelado, saberá determinar as grandezas adequadas ao caso concreto, de modo a atingir os objetivos da presente invenção. Assim como são apresentados pelo menos três arranjos e opções de britagem primária, secundária e terciária, as combinações são efetuadas entre as britagens secundárias e terciárias, e os equipamentos que combinaram entre si são:

[0033] Rebritador de mandíbula como britagem secundária HPGR (sigla em inglês para Rolos de Moagem de Alta Pressão)

[0034] Rebritador de mandíbula como britagem secundária x britador cónico como britagem terciária.

[0035] As ditas etapas unitárias de redução de tamanho por britagem são comuns em todos os processos de mineração.

Opção 1 de Britagem (Figuras 1 e 2 )

[0036] No fluxograma da figura 1 e no diagrama esquemático da figura 2, são apresentadas as etapas unitárias do processo de britagem primária para o beneficiamento de óxido de minério de ferro a seco, com a britagem primária em britador de mandíbula e secundária em rebritadores de mandíbula e terciária em moinhos de rolo de alta pressão (HPGR ou similar).

[0037] A extração do minério compacto 1 , devido à sua alta resistência por ser uma rocha compacta, tem seu desmonte realizado por fogo (por exemplo, por meio de explosivo). Em seguida, o minério compacto é retirado da lavra, por exemplo, por meio de uma escavadeira 2 e disposto na caçamba de um caminhão 3. O caminhão caçamba 3 alimenta um silo ou tremonha 4 com o minério que daí é conduzido para um britador de mandíbula primária 5, podendo ser conjugado com um rebritador 8 que, em seguida, alimenta mais uma etapa de redução de tamanho de partículas no equipamento co- nhecido como HPGR 7 (sigla em inglês para Rolos de Moagem de Aita Pressão) reduzindo o material a uma granuíometria inferior a ¼" (6,4 mm), [0038] O britador 5 e o rebriíador 6 proporcionam uma quebra inicia! dos minérios a uma granuiometria de +/- 75 mm. Após o britador de mandíbula 5 e caso seja inserido um rebritador 6, a granuiometria finai é de +/- 30 mm. Em seguida, após processar no HPGR 7, a granuiometria é reduzida até +/- ¼" (8,4 mm) sendo o material transferido para um silo pulmão. A necessidade ou ausência do silo pulmão, assim como a sua capacidade, é uma questão de decisão na concepção do projeto.

Opção 2 de Britagem (Figura 3 e 4)

[0039] No fluxograma da figura 3 e no diagrama esquemático da figura 4, são apresentadas as etapas unitárias do processo de britagem primária para o beneficiamento de óxido de minério de ferro a seco, com a britagem primária em britador de mandíbula e secundária em rebritadores de mandíbula e terciária em britador cónico.

[0040] A extração do minério compacto 1 , devido à sua alta resistência por ser uma rocha compacta, tem seu desmonte realizado por fogo (por exemplo, por meio de explosivo). Em seguida é retirado da lavra, por exemplo, por meio de uma escavadeira 2 e disposto na caçamba de um caminhão 3. O caminhão 3 alimenta um silo ou tremonha 4 com o minério que daí é conduzido para um britador de mandíbula primária 5 e deste segue para um rebritador secundário 6 e o material ali processado segue para mais uma etapa de redução de tamanho, um britador cónico 7' reduzindo o material a uma granuiometria inferior a ¼" (6,4 mm), que pode ser depositado em uma pilha pulmão 8.

[0041 ] Portanto, esta primeira etapa da presente invenção é composta por processos unitários de redução de tamanho, através de britador 5, rebritador 6 e moinhos cónico 7', que já são conhecidos do estado da técnica.

[0042] A seguir, são descritas as etapas unitárias seguintes ao processo de britagem, que são moagem, aeroclassificação em diferentes faixas de granuiometria e separação magnética de alta intensidade em cada uma das faixas de granuiometria, que combinadas com as etapas anteriores, proporcionam os efeitos pretendidos peia presente invenção.

Descrição Detalhada do Processo da Presente Invenção [0043] O processo inventivo está baseado ainda nas seguintes etapas unitárias:

[0044] Etapa unitária de moagem fina na granuiornetria de liberação dos minerais de óxido de ferro x canga, com corte granulométrico efetuado por aerodassificador dinâmico.

[0045] Etapa unitária de aerociassificação estática, em ciclones, onde são efetuados cortes granulométricos intermediários de 10 a 5 micrômetros sendo a fração fina retida nos filtros de manga.

[0046] Separação magnética de alta intensidade magnética em cada uma das faixas granulométricas classificadas pelo processo de cíclonagem do tipo aerociassificação estática,

[0047] Para a etapa unitária de moagem, vários tipos de equipamentos podem ser utilizados, de acordo com a presente invenção, tais como:

[0048] Moinho vertical;

[0049] Moinho pendular;

[0050] Moinho de bolas, devidamente transformado para o processamento a seco.

Etapa unitária de moagem com moinho vertical

[0051 ] Atualmente este tipo de equipamento é largamente utilizado na indústria de cimento para moagem do ciinker a uma granuiornetria menor que 45 micrômetros. Este equipamento tem apresentado uma performance superior aos demais moinhos existentes na indústria do cimento e atualmente a maioria das cimenteiras adota este tipo de moinho em substituição aos modelos anteriores. Uma das inovações tecnológicas da presente invenção consiste em prover a rota de processo que é de domínio na indústria cimen- teira para a mineração primária de beneficiamento de óxido de ferro de rochas compactas em um processo executado a seco,

[0052] No processo a seco de acordo com a presente invenção, da pilha pulmão 8, o material segue para o moinho vertical 10 no qual a moagem é efetuada. O moinho vertical 10 introduzido no sistema e no processo da presente invenção é mostrado em detalhes na figura 5.

[0053] Descrição dos principais constituintes do moinho vertical 10. [0054] 10.1 Ponto de alimentação do minério;

[0055] 10.2 Pista móvel: é acionado por um motor elétrico; a potência é calculada de acordo com a capacidade produtiva;

[0058] 10.3 Rolo de moagem: o moinho vertical pode estar equipado 5 por dois ou mais rolos de moagem em função do tamanho e da capacidade produtiva; os rolos exercem uma pressão sobre a pista de moagem e todo minério presente sob o rolo de moagem e sobre a pista de moagem tende a se fragmentar por compressão;

[0057] 10.4 Descarga da fração grossa: o material que não foi devida- 10 mente reduzido cai pela lateral da pista móvel, que por sua vez é direciona- do para o ponto de descarga. Em seguida é coletado e redirecionado ao ponto de alimentação, fechando o ciclo de moagem.

[0058] 10.5 Aerociassificador dinâmico é constituído por um rotor com várias palhetas. Quanto maior o número de palhetas, mais fino o corte grai s nulométrico, e este sendo regulado de acordo com a granulometria de liberação de cada tipo de minério compacto. O aerociassificador cria uma depressão interna no moinho que é responsável peia remoção das partículas finamente moídas;

[0059] 10.6 Retorno do material não classificado: o material com granu- 0 lometria mais grossa, rejeitado pelo aerociassificador dinâmico, é coletado por um cone direcionando o material novamente ao centro da pista móvel, juntando com o material originai;

[0060] 10.7 Saída do material classificado: todo material abaixo da granulometria de liberação coletada pelo aerociassificador é direcionado para 5 os classificadores estáticos, conhecidos como ciclones.

Etapa unitária de moagem com moinho de bolas

[0061 ] Atualmente este tipo de equipamento é largamente utilizado na indústria de matérias-primas industriais, tais como calcário, feldspato, sílica e outros minerais industriais, que podem ser reduzidos a uma granulometria, 0 que podem variar desde 100 micrômetros a 45 micrômetros, podendo ir até 20 micrômetros. Uma das inovações tecnológicas, de acordo com a presente invenção foi de prover esta rota de processo que é de domínio na indústria de minerais industriais em um processo de mineração primária de benefici- amento de óxido de ferro de rochas compactas executado a seco,

[0082] No processo a seco de acordo com a presente invenção, da pilha pulmão 8 o material segue para moinho de bolas nos quais a moagem é 5 efetuada. O moinho de bolas 9 introduzido no sistema e no processo da presente invenção é mostrado em detalhes na figura 6.

Descrição dos principais constituintes do Moinho de Bolas:

[0063] 9.1 Ponto de alimentação do minério;

[0064] 9.2 Corpo do moinho com bolas de aço, devidamente dimensio- 10 nado para a granulometria de entrada x a granulometria de moagem final;

[0065] 9.3 Aberturas no corpo do moinho, destinadas a promover a descarga de material previamente moído, a uma granulometria mais grosseira do tipo 4 mm a 0 mm. Os finos são arrastados pela depressão criada peio aeroclassificador dinâmico e os mais grossos são coietados e descarregai s dos por uma rosca sem-fim 9.8;

[0066] 9.4 Descarga pelo final do moinho é constituída por uma capela com dois pontos de descarga para a fração grossa e fina. Para uma fração grossa, o material, que não foi devidamente reduzido, cai pela parte inferior da capela e é coletado peia rosca sem-fim 9.8. A fração fina é canalizada 0 pela parte superior da capela, que é arrastada pela depressão criada pelo aeroclassificador dinâmico;

[0067] 9.5 Aeroclassificador dinâmico é constituído por um rotor com várias palhetas; quanto maior número de palhetas, mais fino o corte granu- lométrico, e este sendo regulado de acordo com a granulometria de iibera- 5 ção de cada tipo de minério compacto. O aeroclassificador cria uma depressão interna no moinho que é responsável pela remoção das partículas finamente moídas;

[0068] 9.6 Retorno do material não classificado. O material de granulometria mais grossa, rejeitado peio aeroclassificador dinâmico, é coletado por 30 uma rosca sem-fim direcionando o material novamente ao ponto de alimentação, juntando com o material original; [0069] 9.7 Saída do matéria! classificado. Todo material abaixo da gra- nulometria de liberação coletada pelo aeroclassificador é direcionado para os classificadores estáticos, conhecidos como ciclone.

Etapa unitária de moagem com moinho pendular

[0070] Trata-se de um equipamento de capacidade produtiva menor que as do moinho vertical e moinho de bolas, o qual também é largamente utilizado na indústria de matérias-primas industriais, tais como calcário, feldspato, sílica e outros minerais industriais, que podem ser reduzidos a uma granulometria, que podem variar desde 100 micrômetros a 45 micrômetros, podendo ir até 20 micrômetros. Uma das inovações da presente invenção consiste em combinar esta rota de processo que é de domínio na indústria de minerais industriais para dentro da mineração primária de beneficiamento de óxido de ferro de rochas compactas em um processo executado a seco.

[0071 ] No processo a seco de acordo com a presente invenção, da pi- lha pulmão 8 o material segue para o moinho pendular 21 no qual a moagem é efetuada. O moinho pendular 21 introduzido no sistema e no processo da presente invenção é mostrado em detalhes na figura 7, e apresenta as seguintes partes:

Descrição dos principais constituintes do Moinho Pendular 21

[0072] 21 .1 Ponto de alimentação do minério;

[0073] 21 .2 Pista fixa de distribuição do material alimentado entre os pêndulos;

[0074] 21 .3 Pêndulos giratórios que promovem a cominuição do material alimentado na pista fixa;

[0075] 21 .4 Aeroclassificador que aspira o material cominuído;

[0078] 21 .5 Retorno do material grosseiro, rejeitado peio aeroclassificador, para a pista fixa, juntamente com o material original proveniente do ponto de alimentação;

[0077] 21 .6 Saída do material classificado, todo material abaixo da gra- nulometria de liberação coletada pelo aeroclassificador é direcionado para os classificadores estáticos, conhecidos como ciclone. [0078] De acordo com a presente invenção, por meio de ciclones, são efetuados cortes granulométricos intermediários até 10 a 5 micrômetros e a fração fina abaixo deste corte é retida nos filtros de manga,

[0079] O aeroclassificador dinâmico é acoplado na saída do moinho. Este cria uma depressão, que arrasta todas as partículas de diferentes tamanhos em encontro com o rotor, constituído por uma série de palhetas, que tem a finalidade de dispersar as partículas para a lateral do aeroclassificador. As partículas são submetidas a três forças: força centrífuga (Fc) impulsionada pelo rotor, corrente de ar produzida pela depressão do rotor (Fd), e a gravidade (Fg). A resultante (R) refere-se a quando Fc + Fg for menor que a força de depressão (Fd), e corresponde às partículas finas que são arrastadas para dentro do rotor e a resultante (G) refere-se a quando Fc + Fg for maior que a força de depressão (Fd), e corresponde às partículas grossas que são direcionadas para baixo. Ilustrativamente, a atuação destas forças dentro do aeroclassificador dinâmico pode ser observada na figura 8, que mostra o Detalhe das Forças de Depressão (Fd), Força Centrífuga (Fc) e Força da Gravidade (Fg) em que:

[0080] R (0 fino) = Fd > Fg + Fc e G (0 grosso) = Fd < Fg + Fc

[0081 ] Deste modo, após a etapa de moagem e aeroclassificação, ape- nas a fração com granulometria menor que a de liberação, composta de partículas finas, ou seja, quando R (0 fino) = Fd > Fg + Fc, segue para as demais etapas do processo.

[0082] Comparando o processo de controle granuiométrico de moagem a seco efetuado por um aeroclassificador e o processo de moagem a úmido onde são efetuados por um conjunto de hidrociclone, o aeroclassificador dinâmico é uma unidade muito mais simples e de menor valor de capex e opex, em relação ao processo de classificação por granulometria por hidro- ciclones, conforme indicado na seção dedicada à descrição do estado da técnica. Tal aeroclassificação promove a remoção do material moído na gra- nulometria de liberação, com a rejeição do material grosso para o mesmo equipamento, que é submetido a mais uma etapa de moagem, fechando o circuito de moagem e classificação de partículas por tamanho. [0083] Ainda em termos do consumo energético, a operação realizada pela rota seca com aeroclassificadores se mostra vantajosa, tendo em vista que na classificação de granulometria por hidrociclonagem é necessário operar com uma grande quantidade de água, com uma proporção de pelo menos duas partes de água para uma parte de minério. Além disso, para uma boa classificação de granulometria de moagem é necessário pelo menos mais de uma ou duas etapas adicionais de hidrociclonagem, que corresponde a reprocessar a fração "under", para que o máximo de finos seja retirado e/ou mais uma etapa de hidrociclonagem na fração "over", com finali- dade de garantir o corte granulométrico. Portanto, considerando estas etapas adicionais de reprocessamento, são necessárias até três partes adicionais de água para uma parte de minério, enquanto que no processo a seco a movimentação é somente do material.

Etapa unitária de aeroclassificação estática

[0084] Na etapa seguinte à moagem e à classificação peio aerociassifi- cador dinâmico, a fração menor que a granulometria de liberação, preestabelecida no estudo de caracterização físico/químico, deve passar por mais três etapas de classificação granuiométrica: a primeira com um corte granulométrico correspondente a cerca de +/- 30 μηι, a segunda com um corte granulométrico de +/- 20 m e a terceira com um corte granulométrico de +/- 10 μιτι, a qual é realizada por meio de um conjunto de três ciclones estáticos, interligados em série entre si (figura 9). Estes valores de corte em mi- crômetros são uma mera referência e podem variar de acordo com a regula- gem do sistema de exaustão.

[0085] Na figura 9, a fração "over flovv" do aeroclassificador dinâmico é direcionado ao primeiro ciclone estático 1 1 . Este retém partículas menores que a granulometria de liberação, por exemplo, 45 micrometros, que são descarregadas peio under do primeiro ciclone. A fração -30 micrometros sai pelo over do primeiro ciclone e alimenta o segundo ciclone estático 12. O segundo ciclone retém partículas menores que 30 micrômetros e maiores que 20 micrômetros, que são descarregadas pelo under do segundo ciclone. A fração -20 micrômetros sai pelo over do segundo ciclone e alimenta o ter- ceiro ciclone estático 13. O terceiro ciclone retém partículas menores que 20 micrômetros e maiores que 10 micrômetros, que são descarregadas pelo under do terceiro ciclone, A fração -10 micrômetros sai pelo over do terceiro ciclone e alimenta o conjunto de filtros de manga 14, que devem coietar toda a fração inferior a 10 μηι. Os valores dos cortes granulométricos referem-se a ordens de grandeza que podem variar tanto para cima quanto para baixo de acordo com a reguiagem da velocidade do exaustor.

[0086] Os materiais coietados em cada um dos ciclones (under do ciclone) alimentam os separadores magnéticos de alta intensidade, com os rolos inclinados, devidamente regulados para cada uma das granulometrias, [0087] Uma etapa unitária de separação magnética, tal como aquela descrita no processo de reivindicação de patente BR 102012008340-0 (aqui incorporado a título de referência) se presta a processar toda a fração inferior ao corte granuiométrico preestabelecido derivada do grau de liberação e superior a 10 μηη por meio de unidades de separação magnética.

[0088] A partir da possibilidade de efetuar a britagem terciária por dois meios, um através do HPGR (rolos de alta pressão) e a moagem final por três diferentes equipamentos, é possível estabelecer seis rotas de processos diferentes.

[0089] A primeira modalidade de rota mostrada na figura 10 e no fluxo- grama da figura 1 1 é formada por britagem primária por britador de mandíbula, britagem secundária por rebritador de mandíbula, britagem terciária com HPGR (rolos de alta pressão) e moagem em moinho vertical.

[0090] Assim, o minério compacto 1 devido à sua alta resistência por ser uma rocha, tem seu desmonte realizado por fogo (explosivo), em seguida é retirado da lavra, por exemplo, por meio de uma escavadeira 2 e disposto na caçamba de um caminhão 3. O caminhão 3 alimenta um silo ou tremonha 4 e daí o material é conduzido para um britador de mandíbula primária 5 e deste em seguida realimenta, para um rebritador de mandíbula secundária 8 e o material ali processado segue para mais uma etapa de redução de tamanho, em moinho de rolos do tipo HPGR (rolos de alta pressão) 7 reduzindo o material a uma granuiometria inferior a ¼" (6,4 mm). A fração inferior a ¼" alimenta um separador magnético de rolo (diâmetro 235 mm) de alta intensidade e de alta produtividade, gerando um produto magnético que pode ou não ser estocado em uma pilha pulmão 8; a fração não magnética, isenta praticamente de óxido de ferro é destinada à aplicação na indústria de construção civil, como carga para concreto e/ou fabricação de agregados cimentícios, por exemplo, blocos e pavers. O material depositado na pilha alimenta o moinho vertical 10, a moagem é efetuada através do movimento da mesa comprimindo o material sob os rolos. A moagem é efetuada por cisaihamento e devido ao formato cónico dos rolos é possível obter diferentes níveis de moagem. O material de granulometria mais grossa é removido do moinho vertical e é direcionada novamente ao ponto de alimentação, fechando o ciclo de moagem. O material moído é capitado pelo aero- classificador dinâmico disposto na parte superior do moinho vertical 10. O material moído que ainda não atingiu a granulometria de liberação retorna ao centro da mesa para novamente ser moído, e o material moído que já atingiu a granulometria de liberação é lançado para fora do moinho vertical e captado pelo sistema de exaustão.

[0091 ] O sistema de exaustão é composto por três ciclones em série 1 1 , 12 e 13 na figura 10, sendo que o primeiro ciclone 1 1 capta todo o rnate- rial lançado peio moinho vertical e classifica em urna granulometria de aproximadamente 30 micrômetros; a fração maior que 30 micrômetros, denominada de under, é coletada na base inferior do ciclone. A fração over do primeiro ciclone 1 1 alimenta o segundo ciclone 12, devidamente dimensionado para captar toda a fração maior que 20 micrômetros e a fração inferior a 20 micrômetros do segundo ciclone 12 alimenta o terceiro ciclone 13, dimensionado para captar toda a fração maior que 10 micrômetros rejeitando a fração menor que 10 micrômetros para o conjunto de filtros de manga 14. Os filtros de manga 14 têm como finalidade reter todas as partículas que não foram classificadas ou retidas nos conjuntos de ciclones. Os valores de cortes gra- nulométricos não são valores específicos, podendo variar de acordo com cada projeto. Faz-se importante salientar que esta classificação em três dife- rentes diâmetros de granulometria é fundamental para obter a melhor performance de separação magnética para os finos.

[0092] A segunda modalidade de rota mostrada na figura 12 e no fluxo- grama da figura 13 é formada por britagem primária por meio de britador de mandíbula, britagem secundária por rebritador de mandíbula e britagem terciária com britador cónico e moagem em moinho vertical.

[0093] O minério compacto 1 devido à sua alta resistência por ser uma rocha, tem seu desmonte realizado por fogo (explosivo), em seguida é retirado da lavra, por exemplo, por meio de uma escavadeira 2 e disposto na caçamba de um caminhão 3. O caminhão 3 alimenta um silo ou uma tremo- nha 4 que daí é conduzido para um britador de mandíbula primária 5 e deste em seguida reaiimenta, um rebritador de mandíbula secundária 6 e o material ali processado segue para mais uma etapa de redução de tamanho em britador cónico 7' reduzindo o material a uma granulometria inferior a ¼" (6,4 mm). O material depositado na pilha pulmão 8 alimenta o moinho vertical 10. A moagem é efetuada através do movimento da mesa comprimindo o material sob os rolos. A moagem é efetuada, portanto, por císaihamento e devido ao formato cónico dos rolos é possível obter diferentes níveis de moagem. O material de granulometria mais grossa é removido do moinho vertical e ali- menta um separador magnético de rolo 20 (diâmetro 235 mm) de alta intensidade e de alta produtividade, gerando um produto magnético que pode ou não ser estocado em uma pilha pulmão. A fração não magnética, isenta praticamente de óxido de ferro, é destinada à aplicação na indústria de construção civil, como carga para concreto e/ou fabricação de agregados cimentí- cios, por exemplo, blocos e pavers. A fração magnética é direcionada novamente ao ponto de alimentação, fechando o ciclo de moagem. O material moído é captado peio aeroclassificador dinâmico disposto na parte superior do moinho vertical 10, e o material moído que ainda não atingiu a granulometria de liberação retorna ao centro da mesa para novamente ser moído. O material moído que já atingiu a granulometria de liberação é lançado para fora do moinho vertical e captado pelo sistema de exaustão. [0094] O sistema de exaustão é composto por três ciclones em série 1 1 , 12 e 13, sendo que o primeiro ciclone 1 1 capta todo material lançado pelo moinho vertical e classifica em uma granulometria de aproximadamente 30 micrômetros. A fração maior que 30 micrômetros, denominada de under, é coletada na base inferior do ciclone. A fração over do primeiro ciclone 1 1 alimenta o segundo ciclone 12, devidamente dimensionado para captar toda a fração maior que 20 micrômetros e a fração inferior a 20 micrômetros do segundo ciclone 12 alimenta o terceiro ciclone 13, otimizado para captar toda a fração maior que 10 micrômetros e rejeitar a fração menor que 10 mi- crômetros para o conjunto de filtros de manga 14. Os filtros de manga 14 têm como finalidade reter todas as partículas que não foram classificadas ou retidas nos conjuntos de ciclones. Os valores de cortes granulométricos não são valores específicos, podendo variar de acordo com cada projeto. Faz-se importante salientar que esta classificação em três diferentes diâmetros de granulometria é fundamental para obter a melhor performance de separação magnética para as partículas finas.

[0095] A terceira modalidade de rota mostrada na figura 14 e no fluxo- grarna da figura 15 é formada por britagem primária por meio de britador de mandíbula, britagem secundária por rebritador de mandíbula, britagem terci- ária com HPGR (rolos de alta pressão) e moagem em moinho de bolas.

[0098] O minério compacto 1 devido à sua alta resistência por ser uma rocha, tem seu desmonte realizado por fogo (explosivo), em seguida é extraído/retirado da lavra, por exemplo, por meio de uma escavadeira 2 e disposto na caçamba de um caminhão 3. O caminhão 3 alimenta um silo ou uma tremonha 4 que daí é conduzido para um britador de mandíbula primária 5 e deste em seguida realimenta, para um rebritador de mandíbula secundária 6 e o material ali processado segue para mais uma etapa de redução de tamanho, em britador de rolos do tipo HPGR 7 (rolos de alta pressão) reduzindo o material a uma granulometria inferior a ¼" (6,4 mm). A fração inferior a ¼" alimenta um separador magnético de rolo (diâmetro 235 mm) de alta intensidade e de alta produtividade, gerando um produto magnético que pode ou não ser estocado em uma pilha pulmão 8. O material depositado na pilha alimenta o moinho de bolas 9, A moagem é efetuada através do movimento do corpo do moinho, carregado com uma carga de bolas de aço que pode variar entre 35 a 40% do volume interno. As bolas de aço formam um efeito cascata: as partículas são submetidas ao impacto das bolas e o atrito com as bolas promove a redução das partículas. A parte superior do moinho, conectado à capeia de descarga, um aerociassificador promove uma depressão dentro do moinho de bolas, arrastando as partículas maiores e menores para fora do moinho. As partículas maiores caem por gravidade na parte inferior da capela. Estas, por sua vez, colefadas por uma rosca sem-fim, ali- mentam um separador magnético de rolo (diâmetro 235 mm) de alta intensidade e de alta produtividade, gerando um produto magnético que pode ou não ser estocado em uma pilha pulmão e redirecionado até a alimentação do moinho de bolas. A fração não magnética, isenta praticamente de óxido de ferro, é destinada à aplicação na indústria de construção civil, como carga para concreto e/ou fabricação de agregados cimentícios, como por exemplo, blocos e pavers. Na parte superior da descarga da capeia, os finos são arrastados até o rotor do aerociassificador dinâmico, que por sua vez classifica o material moído na granuiometria de liberação. O material acima da granu- lometria de liberação é direcionado para fora do aerociassificador dinâmico e coletado por uma rosca sem-fim que o redireciona ao ponto de alimentação. O material moído abaixo da granuiometria de liberação é lançado para fora do moinho aerociassificador e captado peio sistema de exaustão.

[0097] O sistema de exaustão é composto por três ciclones em série 1 1 , 12 e 13, sendo que o primeiro ciclone 1 1 capta todo material lançado pelo moinho vertical e classifica em uma granuiometria de aproximadamente 30 micrômetros. A fração maior que 30 rnícrômetros, denominada de under, é coietada na base inferior do ciclone, A fração over do primeiro ciclone 1 1 alimenta o segundo ciclone 12, devidamente dimensionado para captar toda a fração maior que 20 micrômetros, e a fração inferior a 20 micrômetros do segundo ciclone 12 alimenta o terceiro ciclone 13, dimensionado para captar toda a fração maior que 10 micrômetros rejeitando a fração menor que 10 micrômetros para o conjunto de filtros de manga 14. Os filtros de manga 14 têm como finalidade reter todas as partículas que não foram classificadas ou retidas nos conjuntos de ciclones. Os valores de cortes granulométricos não são valores específicos, podendo variar de acordo com cada projeto. Faz-se importante salientar que esta classificação em três diferentes diâmetros de granulometria é fundamental para obter a melhor performance de separação magnética para os finos.

[0098] A quarta modalidade de rota da presente invenção, mostrada na figura 16 e no fluxograma 17 é formada por britagem primária por meio de britador de mandíbula, britagem secundária por rebritador de mandíbula, e britagem terciária com britador cónico e moagem em moinho de bolas,

[0099] O minério compacto 1 , devido à sua alta resistência por ser uma rocha, tem seu desmonte realizado por fogo (explosivo). Em seguida, é extraído/retirado da lavra, por exemplo, por meio de uma escavadeira 2 e disposto na caçamba de um caminhão 3. O caminhão 3 alimenta um silo ou uma tremonha 4 que daí é conduzido para um britador de mandíbula primária 5 e deste em seguida realimenta um rebritador de mandíbula secundária 6 e o material ali processado segue para mais uma etapa de redução de tamanho em britador cónico 7' reduzindo o material a uma granulometria inferior a ¼" (6,4 mm). O material depositado na pilha pulmão 8 alimenta o moi- nho de bolas 9. A moagem é efetuada através do movimento do corpo do moinho, carregado com uma carga de bolas de aço que pode variar entre 35 a 40% do volume interno. As bolas de aço formam um efeito cascata: as partículas sofrem impacto das bolas caindo e o atrito bola com bola promove a redução das partículas. Na parte superior do moinho, conectado à capeia de descarga do moinho, um aerociassificador promove uma depressão dentro do moinho de bolas, arrastando as partículas maiores e menores para fora do moinho, as partículas maiores caem por gravidade na parte inferior da capela, e por sua vez são coietadas por urna rosca sem-fim, que alimenta um separador magnético de rolo 20 (diâmetro 235 mm) de alta intensidade e de alta produtividade, e são redirecionadas até a alimentação do moinho de bolas. A fração não magnética, isenta praticamente de óxido de ferro, é destinada à aplicação na indústria de construção civil, como carga para concreto e/ou fabricação de agregados cimentícíos, por exemplo, blocos e pavers. Na parte superior da descarga da capela, os finos são arrastados até o rotor do aeroclassificador dinâmico, que por sua vez classifica os materiais moídos na granulometria de liberação. O material acima da granulometria de libera- ção é direcionado para fora do aeroclassificador dinâmico, coletado por uma rosca sem~fim e redirecionado ao ponto de alimentação. O material moído abaixo da granulometria de liberação é lançado para fora do moinho aeroclassificador e captado peio sistema de exaustão.

[00100] O sistema de exaustão é composto por três ciclones em série 1 1 , 12 e 13, sendo que o primeiro ciclone 1 1 capta todo material lançado pelo moinho vertical e classifica em uma granulometria de aproximadamente 30 micrômetros. A fração maior que 30 micrômetros, denominada de under, é coietada na base inferior do ciclone. A fração over do primeiro ciclone 1 1 alimenta o segundo ciclone 12, devidamente dimensionado para captar toda a fração maior que 20 micrômetros e a fração inferior a 20 micrômetros do segundo ciclone 12 alimenta o terceiro ciclone 13, dimensionado para captar toda a fração maior que 10 micrômetros rejeitando a fração menor que 10 micrômetros para o conjunto de filtros de manga 14. Os filtros de manga 14 têm como finalidade reter todas as partículas que não foram classificadas ou retidas nos conjuntos de ciclones. Os valores de cortes granulométricos não são valores específicos, podendo variar de acordo com cada projeto. Faz-se importante salientar que esta classificação em três diferentes diâmetros de granulometria é fundamental para obter a melhor performance de separação magnética para os finos.

[00101 ] A quinta rota de acordo com a presente invenção, mostrada na figura 18 e no fluxograma 19 é formada por britagem primária realizada por meio de britador de mandíbula, britagem secundária por rebritador de mandíbula, e britagem terciária com HPGR (rolos de alfa pressão) e moagem em moinho pendular.

[00102] O minério compacto 1 , devido à sua alta resistência por ser uma rocha, tem seu desmonte realizado por fogo (explosivo). Em seguida, é extraído/retirado da lavra, por exemplo, por meio de uma escavadeira 2 e dis- posto na caçamba de um caminhão 3. O caminhão 3 alimenta um silo ou uma tremonha 4 e daí é conduzido para um britador de mandíbula primária 5 e deste em seguida realimenta um rebritador de mandíbula secundária 6 e o material ali processado segue para mais uma etapa de redução de tamanho, 5 em britador de rolo do tipo HPGR (rolos de alta pressão) 7 reduzindo o material a uma granuiometria inferior a ¼" (6,4 mm). A fração inferior a ¼" alimenta um separador magnético de rolo 8 (diâmetro 235 mm) de alta intensidade e de alta produtividade, gerando um produto magnético que pode ou não ser depositado em uma pilha pulmão 9. A fração não magnética, isenta pratica- l o mente de óxido de ferro, é destinada à aplicação na indústria de construção civil, como carga para concreto e/ou fabricação de agregados cimentícios, como por exemplo, blocos e pavers. O material depositado na pilha alimenta o moinho pendular 21 . A moagem é efetuada através do movimento dos rolos com a pista, sendo a moagem efetuada, portanto, por cisalhamento. O 15 material moído é captado peio aerodassificador dinâmico disposto na parte superior do moinho pendular 21 . O material moído que ainda não atingiu a granuiometria de liberação retorna à zona de moagem para novamente ser moído. O material moído que já atingiu a granuiometria de liberação é lançado para fora do moinho pendular e captado pelo sistema de exaustão.

0 [00103] O sistema de exaustão é composto por três ciclones em série 1 1 , 12 e 13, sendo que o primeiro ciclone 1 1 capta todo material lançado pelo moinho vertical e classifica em uma granuiometria de aproximadamente 30 micrômetros. A fração maior que 30 micrometros, denominada de under, é coletada na base inferior do ciclone. A fração over do primeiro ciclone 1 1 5 alimenta o segundo ciclone 12, devidamente dimensionado para captar toda a fração maior que 20 micrometros e a fração inferior a 20 micrometros do segundo ciclone 12 alimenta o terceiro ciclone 13, dimensionado para captar toda a fração maior que 10 micrômetros rejeitando a fração menor que 10 micrômetros para o conjunto de filtros de manga 14. Os filtros de manga 14 0 têm como finalidade reter todas as partículas que não foram classificadas ou retidas nos conjuntos de ciclones. Os valores de cortes granulométricos não são valores específicos, podendo variar de acordo com cada projeto. Faz-se importante salientar que esta classificação em três diferentes diâmetros de granulometria é fundamental para obter a melhor performance de separação magnética para os finos,

[00104] A sexta rota de acordo com a presente invenção, mostrada na figura 20 e no fluxograma 21 , é formada por britagem primária realizada por meio de britador de mandíbula, britagem secundária por rebritador de mandíbula, e britagem terciária com britador cónico e moagem em moinho pendular,

[00105] O minério compacto 1 devido à sua alta resistência por ser uma rocha, tem seu desmonte realizado por fogo (explosivo). Em seguida, é extraído/retirado da lavra, por exemplo, por meio de uma escavadeira 2 e disposto na caçamba de um caminhão 3. O caminhão 3 alimenta um silo ou uma tremonha 4 e daí, o minério é conduzido para um britador de mandíbula primário 5 e deste em seguida realimenta um rebritador de mandíbula se- cundário 6 e o material ali processado segue para mais uma etapa de redução de tamanho em britador cónico 7' reduzindo o material a uma granulometria inferior a ¼" (6,4 mm). O material depositado na pilha alimenta o moinho pendular 21 . A moagem é efetuada através do movimento dos rolos com a pista sendo, portanto, efetuada por cisalhamento. Devido ao formato arre- dondado dos rolos é possível obter diferentes níveis de moagem. O material após moído é captado peio aeroclassificador dinâmico disposto na parte superior do moinho pendular 21 . O material moído que ainda não atingiu a granulometria de liberação retorna para a zona de moagem para novamente ser moído. O material moído que já atingiu a granulometria de liberação é lança- do para fora do moinho pendular e captado pelo sistema de exaustão.

[00106] O sistema de exaustão é composto por três ciclones em série 1 1 , 12 e 13, sendo que o primeiro ciclone 1 1 capta todo material lançado pelo moinho vertical e classifica em uma granulometria de aproximadamente 30 micrômetros. A fração maior que 30 micrômetros, denominada de under, é coietada na base inferior do ciclone. A fração over do primeiro ciclone 1 1 alimenta o segundo ciclone 12, devidamente dimensionado para captar toda a fração maior que 20 micrômetros e a fração inferior a 20 micrômetros do segundo ciclone 12 alimenta o terceiro ciclone 13, dimensionado para captar toda a fração maior que 10 micrômetros rejeitando a fração menor que 10 micrômetros para o conjunto de filtros de manga 14. Os filtros de manga 14 têm como finalidade reter todas as partículas que não foram classificadas ou retidas nos conjuntos de ciclones. Os valores de cortes granulométricos não são valores específicos, podendo variar de acordo com cada projeto. Faz-se importante salientar que esta classificação em três diferentes diâmetros de granulometria é fundamental para obter a melhor performance de separação.

[00107] Os meios de separação magnética 15, 16 e 17 dispostos no un- der de cada um dos ciclones 1 1 , 12 e 13 compreendem separadores de rolo de ímã permanente de alta intensidade de terras raras dispostos com uma inclinação de modo a aumentar a força resultante entre as forças centrífuga e gravitacional que atuam sobre os finos não magnéticos de óxido de ferro, para evitar o seu arrastamento com a fração magnética e contaminação de um concentrado de óxido de ferro.

[00108] Embora a presente invenção tenha sido descrita com relação às suas características particulares, é claro que numerosas outras formas e modificações da invenção serão óbvias para os versados na técnica.

[00109] Obviamente, a invenção não está limitada às concretizações mostradas nas figuras ou reveladas na descrição acima, de modo que poderá ser modificada dentro do escopo das reivindicações em anexo.