[001] A presente invenção refere-se a um processo técnico e economicamente viável de recuperação dos conteúdos metálicos e não metálicos relevantes de resíduos de mineração, e em particular o resíduo de bauxita, utilizando-o em de forma integral. Tal rota de processo utiliza energia de micro-ondas, lixiviação assistida e um sequenciamento lógico de etapas para que seja possível retirar com viabilidade técnica e econômica os componentes do resíduo de bauxita, particularmente aquele provindo do processo Bayer. O emprego de radiação eletromagnética no espectro das micro-ondas permite maior eficiência no tratamento e beneficiamento destes materiais e resíduos. A presente invenção também prevê um reator de micro-ondas cuja construção e funcionamento são particularmente eficientes para a aplicação em recuperação de resíduos de mineração, e mais particularmente o resíduo de bauxita provindo do processo Bayer.

[002] A presente invenção se refere ainda um reator de micro-ondas para aquecimento de produtos de mineração, o qual é especialmente adaptado para aquecimento de resíduos de mineração para recuperação de materiais de interesse, e é aplicável para execução do processo de recuperação de materiais derivados de resíduo de bauxita supracitado.

Descrição do Estado da Técnica

[003] No âmbito tecnológico de produtos derivados de processos de mineração, um dos processos mais conhecidos e utilizados pela indústria de mineração para extração de alumina do minério de ferro (bauxita) é o processo Bayer.

[004] O processo Bayer foi desenvolvido em 1888 e é o mais utilizado no mundo para a produção de alumina. O mesmo consiste em fazer uma digestão da bauxita sob temperatura e pressão utilizando como agente lixi- viante o hidróxido de sódio. O processo de digestão faz com que o alumínio contido na bauxita na forma de gibbsita, boehmita e o diásporo reajam com o hidróxido de sódio formando o composto solúvel aluminato de sódio. Desta forma, é possível separar esse licor carregado de aluminato de sódio do resíduo do processo Bayer através de espessamento e decantação. O licor segue para uma etapa de cristalização para recuperação da alumina e o material proveniente dos decantadores são rejeitos do processo Bayer que são depositados em lagoas de deposição.

[005] Este resíduo decorrente do processo Bayer (conhecido como resíduo de bauxita ou “Red Mud”) é composto principalmente de conteúdos de ferro na forma de hematita e goethita, alumínio na forma de gibbsita e sodalita Bayer, titânio na forma de anatásio e alguns elementos menores como escândio, urânio, tório, zircônio, dentre outros. Este rejeito do processo Bayer é insolúvel na etapa de digestão, e é resultado da precipitação da caulinita na forma de Sodalita Bayer. Esta sodalita, além de conter alumínio, contém ferro, sódio e hidróxido. Este rejeito contém ainda uma gama de metais estratégicos e de interesse industrial, tais como zircônio, escândio e titânio.

[006] Ocorre que o resíduo de bauxita gerado no beneficiamento da alumina através do processo Bayer é altamente poluente: é reativo e corrosivo devido ao seu alto pH; contém metais pesados, principalmente urânio e tório; é fino e leve, devendo ser constantemente monitorado, irrigado e compactado; e é necessária a impermeabilização do solo para evitar contaminação. Portanto, tal resíduo de bauxita implica em altos custos de manutenção, é altamente prejudicial ao meio ambiente e pode resultar em catástrofes ambientais tais como aquelas observadas na planta de Ajka, na Hungria. [007] Dito isso, o estado da técnica busca oferecer soluções para tratamento de produtos e resíduos para posterior obtenção de materiais de interesse, incluindo processamento do resíduo de bauxita. Entretanto, tais processos atualmente conhecidos carecem de eficiência na eliminação do resíduo e são limitados naquilo que é possível se extrair como material de interesse, conforme será explicado a seguir. [008] Conceitualmente, grande parte das soluções de tratamento de produtos de mineração e recuperação de materiais de interesse compreendem a conversão ou beneficiamento do produto ou resíduo, para permitir a sua posterior separação através de outros procedimentos (por exemplo, separação magnética ou lixiviação), permitindo assim extrair daquele produto ou resíduo aquilo que é de interesse.

[009] A conversão do produto ou resíduo emprega, convencionalmente, a aplicação de calor para forçar a mudança de fases dos elementos ali presentes e possibilitar sua separação e aproveitamento. Tal calor é usualmente proveniente da queima de carvão, o qual também é usualmente utilizado como agente redutor nos processos de conversão. Daqui se desprende um primeiro problema do estado da técnica que é o uso de calor para conversão proveniente de fontes poluentes como o carvão, cuja queima produz CO2, conhecidamente prejudicial ao meio ambiente.

[0010] O estado da técnica propõe soluções baseadas no uso de micro-ondas para fornecimento de energia e consequente aquecimento dos produtos e resíduos. Em tese, desta maneira, eliminar-se-ia a necessidade de queima de carvão para geração do calor necessário à conversão e somente o redutor seria utilizado na conversão e redução, sendo possível operar próximo da estequiometria.

[0011] Exemplos de documentos do estado da técnica que exploram o uso de micro-ondas para aquecimento de produtos de mineração são analisados a seguir.

[0012] O documento de patente americano US6277168 propõe o uso de uma câmara de micro-ondas para conversão e fusão de um minério, para eventual obtenção de um metal fundido convertido na base da câmara. Entretanto, US6277168 não ensina ou menciona nada acerca de procedimentos de recuperação de derivados de interesse de produtos de mineração ou resíduos, ou seja, sua aplicação é limitada à conversão direta de minério e obtenção subsequente de metal fundido sem a possibilidade de selecionar elementos específicos do produto tratado para separação. O uso do sistema de US6277168, portanto, não é viável para tratamento de resíduos como o resíduo de bauxita, visto que tais materiais não são apropriados para obtenção de ligas de metal apenas pela etapa de conversão.

[0013] Outro exemplo é o documento de patente americano US8034320, que prevê o uso de micro-ondas para conversão de pelotas de ferro magnético (magnetita) para hematita. Também neste caso, o documento US8034320 nada ensina ou menciona sobre a possibilidade de recuperação de materiais de interesse pelo tratamento/beneficiamento do produto base; na verdade, ao propor a transformação de magnetita para hematita, o documento US8034320 se afasta da possibilidade de seleção de derivados de interesse, pois dificulta o beneficiamento do ferro através de separadores magnéticos.

[0014] Ainda outro exemplo é o documento de patente americano US4311520, o qual revela um processo de recuperação de níquel, cobalto e manganês de seus óxidos e silicatos, incluindo níquel laterítico. Ocorre que o documento US4311520 ensina apenas sobre o uso de micro-ondas para redução dos produtos base para possibilitar a extração dos materiais posteriormente, ao invés do uso de fornos ou procedimentos químicos, objetivando uma redução de gasto de energia e recursos na redução. Entretanto, dado ao baixíssimo teor de elementos de interesse contidos em alguns dos tipos de produto que US4311520 se propõe a abranger (por exemplo, a zona laterítica dos depósitos de níquel), o uso de micro-ondas para redução não é suficiente para tornar o procedimento vantajoso do ponto de vista econômico.

[0015] Além dos documentos citados acima, esforços acadêmicos estão sendo constantemente dispendidos para determinação de possíveis soluções de tratamento do resíduo de bauxita provindo do processo Bayer. Por exemplo, pode-se citar o artigo científico intitulado “Investigation of carbotherm icmicrowave reduction followed by acid leaching for recovery of iron and aluminum values from Indian red mud”, por S. Agrawal e N. Dhawan, o qual sugere experimentalmente a possibilidade de redução carbotérmica do resíduo de bauxita por uso de micro-ondas e a subsequente lixiviação deste resíduo reduzido para extração de ferro e alumínio. Outras publicações aca- dêmicas revelam teor similar ao do artigo acima, sugerindo um processo pi- rometalúrgico de redução do resíduo por micro-ondas acompanhado de tratamento químico para extração de ferro e alumina, e por vezes terras raras. [0016] Entretanto, como é sabido, o resíduo proveniente do processamento da bauxita (particularmente o resíduo do processo Bayer) contém múltiplos outros materiais de interesse além do ferro e da alumina. Pode-se citar, por exemplo, o dióxido de titânio, o qual é outro material de interesse industrial que é contido no resíduo do processo Bayer, o qual as publicações patentárias e acadêmicas falham em abranger. Portanto, o estado da técnica não é capaz de antecipar um processo completo de extração destes demais componentes de interesse, tal que a eficiência conhecida para os processos de recuperação até o momento é baixa, resultando ainda em altos níveis daquilo que é considerado rejeito do processo. Desta forma, o estado da técnica não é capaz de solucionar completamente um dos principais problemas relacionados ao resíduo de bauxita, qual seja o grande volume de rejeito que é gerado pelo tratamento da bauxita, particularmente pelo processo Bayer.

[0017] Ademais, as referidas publicações acadêmicas, por sua própria natureza, se tratam de meras idealizações, não sendo capazes de sugerir um processo concreto que compreenda etapas lógicas e sequenciais que permitam, efetivamente, a extração eficiente de múltiplos materiais de interesse do resíduo de bauxita. Isto é particularmente notável neste âmbito do resíduo de bauxita derivado do processo Bayer, onde a manipulação do resíduo para extração de um único produto de interesse influencia no potencial de extração de todos os demais produtos contidos no resíduo. Sendo assim, até o presente momento, não é possível se desprender do estado da técnica um processo adequado e completo para recuperação do resíduo de bauxita de maneira eficiente, incluindo a recuperação de múltiplos materiais de interesse além do ferro e da alumina.

[0018] Adicionalmente, o estado da técnica também não é capaz de sugerir um equipamento reator de micro-ondas que seja especificamente projetado para utilização na recuperação de resíduo de bauxita, que com- preenda alta eficiência para esta aplicação. Embora o estado da técnica preveja o uso de micro-ondas para tratamento de resíduo, observa-se que os micro-ondas utilizados são de natureza genérica, experimental ou laboratorial, e não são capazes de alcançar uma eficiência adequada para este tipo de aplicação desejada de recuperação de resíduo de bauxita.

Objetivos da Invenção

[0019] Considerando os problemas do estado da técnica citados acima, um primeiro objetivo da presente invenção é prover um processo eficiente de recuperação de derivados de resíduo de bauxita, especificamente o resíduo químico proveniente da produção de alumina pelo processo Bayer.

[0020] Um segundo objetivo da presente invenção prover um processo de recuperação de derivados do resíduo de bauxita que compreenda uma sequência lógica de etapas concretas que permitam extração de múltiplos elementos do processo além da simples extração de ferro e alumina.

[0021] Um terceiro objetivo da presente invenção é prover um processo de recuperação de derivados do resíduo de bauxita que aproveite os benefícios do processo pirometalúrgico de conversão carbotérmica do resíduo por micro-ondas em conjunto com uma sequência lógica e particular de etapas posteriores de beneficiamento químico para permitir uma extração de particular eficiência dos elementos de interesse do resíduo.

[0022] Um quarto objetivo da presente invenção é prover um reator de micro-ondas para aquecimento de produtos de mineração que seja particularmente eficiente para o aquecimento e conversão de resíduos de mineração, tal como o resíduo de bauxita, e possa ser aplicado para execução do processo de recuperação de derivados do resíduo de bauxita aqui proposto.

Breve Descrição da Invenção

[0023] A presente invenção trata de um processo de recuperação de materiais derivados de resíduo de bauxita que compreende as etapas de misturar o resíduo de bauxita a um agente redutor para obter uma mistura de resíduo; aquecer a mistura de resíduo em um reator de micro-ondas para obter um resíduo de bauxita reduzido; separar magneticamente o resíduo de bauxita reduzido para obtenção de porções de material magnético e não- magnético; lixiviar a porção de material não-magnético para obtenção de urn licor de lixiviação, e subsequentemente decantar e filtrar o referido licor de lixiviação para extração de sílica; precipitar o licor subproduto da lixiviação para obtenção de dióxido de titânio; evaporar o licor subproduto da precipitação para obtenção de um licor saturado e de um retido sólido rico em alumina; e calcinar o retido sólido rico em alumina obtido da evaporação para obtenção de alumina.

[0024] Em uma concretização possível do processo de recuperação de materiais derivados de resíduo de bauxita aqui proposto, o agente redutor compreende tamanho de partícula menor que 75 pm, a mistura ocorrendo entre 10 a 30 minutos até que forme uma mistura carbotérmica de resíduo de bauxita e redutor nas proporções entre 5 e 50% de redutor.

[0025] Em outra concretização possível do processo de recuperação de materiais derivados de resíduo de bauxita aqui proposto, dito processo compreende uma etapa de pelotização da mistura de resíduo obtida da etapa de mistura, antes da etapa de aquecimento.

[0026] Em outra concretização possível do processo de recuperação de materiais derivados de resíduo de bauxita aqui proposto, na etapa de aquecimento o resíduo de bauxita é irradiado entre 10kW.h a WOkW.h de energia por tonelada de mistura carbotérmica por um tempo de 2 a 18 minutos, mantendo a temperatura em valores acima de 80% da temperatura de conversão a fases magnéticas por no mínimo o dobro do tempo levado para atingir a temperatura de conversão a fases magnéticas.

[0027] Em outra concretização possível do processo de recuperação de materiais derivados de resíduo de bauxita aqui proposto, dito processo compreende as etapas de realizar uma primeira moagem do subproduto da etapa de aquecimento; executar uma separação por tamanho do resíduo de bauxita moído na primeira moagem para obtenção de uma porção grossa e uma porção fina de resíduo; executar separação magnética na porção grossa de resíduo para obtenção de porções grossas magnética e não- magnética; executar uma segunda moagem na porção fina de resíduo; e executar separação magnética na porção fina de resíduo moída para obtenção de porções finas magnética e não-magnética.

[0028] Em outra concretização possível do processo de recuperação de materiais derivados de resíduo de bauxita aqui proposto, a primeira separação por tamanho compreende enviar do resíduo de bauxita provindo da primeira moagem a um primeiro separador ciclônico que separa o resíduo de bauxita em porções de material com tamanho menor e maior que #100; enviar a porção de material menor que #100 separada pelo primeiro separador ciclônico a um segundo separador ciclônico; separar, através do segundo separador ciclônico, a porção de material menor que #100 recebida em porções maior e menor que #200, sendo a porção menor que #200 uma porção fina; e juntar a porção maior que #100 separada pelo primeiro separador ciclônico à porção maior que #20 separada pelo segundo separador ciclônico para obtenção de uma porção grossa.

[0029] Em outra concretização possível do processo de recuperação de materiais derivados de resíduo de bauxita aqui proposto, a lixiviação ocorre numa razão sólido-líquido de 1 a 10 gramas de porção não-magnética para 10ml_ de solução de ácido sulfúrico em concentração de 2 mol/L a 6 mol/L.

[0030] Em outra concretização possível do processo de recuperação de materiais derivados de resíduo de bauxita aqui proposto, a lixiviação ocorre num tempo de 30 a 120 minutos e a temperatura de 30° a 90°C, com velocidade de agitação entre 400 a 600RPM.

[0031] Em outra concretização possível do processo de recuperação de materiais derivados de resíduo de bauxita aqui proposto, a precipitação compreende adicionar uma semente de TiO2 ao licor; e ajustar o pH da solução com hidróxido de sódio até pH entre 1 ,5 e 2,5 para precipitar o dióxido de titânio.

[0032] Em outra concretização possível do processo de recuperação de materiais derivados de resíduo de bauxita aqui proposto, a precipitação corre numa agitação a velocidade entre 50 a 200RPM em temperatura entre 10° a 90°C, por um tempo entre 30 a 120 minutos. [0033] Em outra concretização possível do processo de recuperação de materiais derivados de resíduo de bauxita aqui proposto, a evaporação compreende evaporar a solução de licor rica em sulfato de alumínio até uma densidade entre 10 a 16 graus Baumé; e adicionar quantidades estequiomé- tricas de sulfato de sódio e ajustar o pH do licor entre 6 e 12 com solução de hidróxido de sódio 50%.

[0034] Em outra concretização possível do processo de recuperação de materiais derivados de resíduo de bauxita aqui proposto, a calcinação compreende calcinar o retido sólido em temperatura entre 400° a 800°C, por um tempo entre 30 a 120 minutos.

[0035] A presente invenção também contempla um reator de microondas para aquecimento de produtos de mineração que compreende carcaça composta por material isolante térmico e transparente a micro-ondas, ao menos uma parede susceptora composta por material susceptor; e ao menos uma placa refletora composta por material refletor de ondas eletromagnéticas; sendo que a região delimitada pela carcaça e por ao menos uma parede susceptora configura ao menos uma câmara de aquecimento.

[0036] Em uma concretização possível do reator de micro-ondas para aquecimento de produtos de mineração aqui proposto, o material que compõe a carcaça é um concreto celular com alto teor de alumina.

[0037] Em outra concretização possível do reator de micro-ondas para aquecimento de produtos de mineração aqui proposto, a carcaça é composta por um concreto celular com 75% a 95% de AI2O3 na composição.

[0038] Em outra concretização possível do reator de micro-ondas para aquecimento de produtos de mineração aqui proposto, a carcaça é composta concreto celular de baixa densidade.

[0039] Em outra concretização possível do reator de micro-ondas para aquecimento de produtos de mineração aqui proposto, a carcaça é composta concreto celular com densidade de 0,7 a 1 ,2 gramas por centímetro cúbico.

[0040] Em outra concretização possível do reator de micro-ondas para aquecimento de produtos de mineração aqui proposto, o material susceptor da parede susceptora é ao menos um dentre carbeto de silício, luminita e titânio metálico.

[0041] Em outra concretização possível do reator de micro-ondas para aquecimento de produtos de mineração aqui proposto, a placa refletora compreende ao menos uma superfície escovada voltada para a câmara de aquecimento.

[0042] A presente invenção ainda contempla um método de aquecimento de um produto de mineração que compreende a etapa de emitir micro-ondas sobre um reator de micro-ondas de modo que as mesmas atravessem uma carcaça do reator de micro-ondas composta por material iso- lante térmico e transparente a micro-ondas, e de modo que referidas microondas atinjam ao menos uma parede susceptora.

[0043] Em uma concretização possível do método de aquecimento de um produto de mineração aqui proposto, referido método compreende a etapa de refletir as micro-ondas sobre uma placa refletora.

[0044] Em outra concretização possível do método de aquecimento de um produto de mineração aqui proposto, a etapa de emitir micro-ondas sobre um reator de micro-ondas envolve o aquecimento do material por 2 a 18 minutos para atingir uma temperatura de conversão a fases magnéticas, e a manutenção da temperatura em valores acima de 80% da temperatura de conversão a fases magnéticas por no mínimo o dobro do tempo levado para atingir a temperatura de conversão a fases magnéticas.

[0045] Descrição Resumida dos Desenhos

[0046] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:

[0047] Figura 1 - é uma vista superior do reator de micro-ondas da presente invenção em uma configuração preferencial;

[0048] Figura 2 - é um fluxograma do processo de recuperação de derivados de resíduo de bauxita em uma concretização preferencial; [0049] Figura 2A - é um fluxograma do processo de separação de porções finas e grossas do resíduo de bauxita em uma concretização preferencial do processo de recuperação;

[0050] Figura 3 - é um gráfico que mostra a conversão de múltiplas fases do ferro contido no resíduo de bauxita em função do tempo durante o processo de recuperação de resíduo de bauxita da presente invenção;

[0051] Figura 4 - é um gráfico que mostra a conversão de sodalita em nefelina em função do tempo durante o processo de recuperação de resíduo de bauxita da presente invenção;

[0052] Figura 5 - é um fluxograma do processo de recuperação de derivados de finos de minério em uma concretização preferencial; e

[0053] Figura 6 - é um fluxograma do processo de recuperação de derivados de resíduo de bauxita em uma concretização preferencial.

Descrição Detalhada das Figuras

[0054] Primeiramente, cumpre notar que o termo “preferencial” aqui utilizado não deve ser entendido como “imperativo” ou “obrigatório”. O termo “preferencial” trata de caracterizar uma concretização de particular eficiência da invenção dentre as múltiplas possíveis, sendo o escopo da invenção limitado tão somente pelas suas características absolutamente essenciais para obtenção dos efeitos técnicos propostos.

[0055] Ademais, o termo “resíduo de bauxita” utilizado no decorrer desta descrição deve ser entendido como o resíduo decorrente do beneficia- mento do minério de bauxita, particularmente pelo processo Bayer, cuja composição compreende ferro na forma de hematita e goethita, alumínio na forma de gibbsita e sodalita Bayer, titânio na forma de anatásio, escândio, urânio, tório e zircônio, podendo ou não conter outros elementos adicionais.

[0056] Adicionalmente, para melhor entendimento da invenção, o termo “mesh” aqui utilizado (e denotado pelo símbolo “#”) é utilizado para definir intervalos de tamanho de uma partícula. Um técnico no assunto entenderá que a denominação de “mesh” aqui denotada por um único número não significa que cada partícula do produto ou resíduo trabalhado tem exatamente esse tamanho, mas que o indicador de tamanho de “mesh” representa apro- ximadamente o tamanho médio ou média do intervalo de partículas naquela categoria.

PROCESSO DE RECUPERAÇÃO - RESÍDUO DE BAUXITA

[0057] Um primeiro processo contemplado pela presente invenção é o processo de recuperação de materiais de resíduo de bauxita, especificamente o resíduo do processo Bayer.

[0058] Desta maneira, a presente invenção propõe um processo de recuperação de materiais de interesse do resíduo de bauxita de maneira eficiente pelo uso de aquecimento através de micro-ondas, cuja concretização preferencial é ilustrada na figura 2.

[0059] O processo da presente invenção compreende, preferencialmente, as etapas pirometalúrgicas iniciais de misturar 100 o resíduo de bauxita a um agente redutor para obter uma mistura de resíduo; pelotizar 101 a mistura obtida; e; aquecer 110 a mistura de resíduo em um reator de microondas 1 para obter um resíduo de bauxita reduzido.

ETAPA DE MISTURA (100)

[0060] A etapa de mistura 100 tem por objetivo a adição de um agente redutor para permitir a posterior conversão/redução de determinados materiais de interesse no interior do produto de mineração por aquecimento, ob- tendo-se assim o que se denomina aqui de resíduo de bauxita reduzido. O agente redutor pode ser, por exemplo, o coque, entretanto, pode-se utilizar diversos redutores como finos de carvão mineral e vegetal, lignina, serragem, dentre outros, visto a versatilidade da redução via micro-ondas. Importante notar que o coque é utilizado exclusivamente para permitir a conversão dos materiais presentes no resíduo de bauxita, e não para queima e aquecimento do resíduo em si, visto que este aquecimento é feito pelas microondas. Desta maneira, o processo aqui proposto emite menos gases do efeito estufa e é mais eficiente que os processos industriais para redução do ferro baseados em carbono do estado da técnica.

[0061] De maneira preferencial, o redutor deverá ser previamente moído abaixo de 75 pm em caso de redutor sólido e misturado em um equipa- mento do tipo Ribbon Blender entre 10 e 30 minutos, preferencialmente entre 15 e 25 minutos, até que forme uma mistura carbotérmica de resíduo de bauxita e redutor nas proporções entre 5 e 50%, preferencialmente entre 10 e 20% de redutor mais preferencialmente na proporção de 11 % de redutor. A mistura do redutor com o resíduo de bauxita, formando a mistura carbotérmica, é enviado de forma integral para próxima operação unitária, qual seja a etapa de pelotização 101 .

ETAPA DE PELOTIZAÇÃO (101)

[0062] A etapa de pelotização 101 é opcional, sendo possível fazer a etapa de redução metalúrgica com o pó solto dentro do micro-ondas. Não obstante, a pelotização objetiva a aglomeração das partículas finas, deixan- do-as coesas, impedindo que gases as arrastem e facilita a difusão de gases redutores na pelota, tal que a maior difusividade provinda da pelotização diminui o tempo necessário para a reaçã, gerando uma conversão mais rápida. Caso seja feita a pelotização 101 , a inclinação e rotação deverá ser parametrizada a partir das características do resíduo de bauxita como umidade, conteúdo de hidróxido de sódio e composição. Teores de sódio preferenciais são entre 4 e 8%, preferencialmente entre 5 e 6%, tal que não exigem aglomerantes para pelotização, fazendo com que a composição da própria pelota suficiente para esta etapa. As pelotas de mistura carbotérmica são enviadas de forma integral para próxima operação unitária, qual seja a de aquecimento 110.

ETAPA DE AQUECIMENTO (110)

[0063] Na etapa de aquecimento 110 por micro-ondas, a reação ocorre em reator com uma fonte geradora de micro-ondas de 100kW de potência, sendo irradiado entre 10kW.h a WOkW.h de energia por tonelada de mistura carbotérmica, preferencialmente entre 20kW.h e 60kW.h por tonelada de mistura carbotérmica. O reator de micro-ondas utilizado para a etapa de aquecimento 110 acima descrita pode ser, por exemplo, o reator de microondas 1 proposto pela presente invenção, para obtenção de uma eficiência particularmente alta de aquecimento. Referido reator 1 será descrito mais adiante. Neste sentido, o tempo de aquecimento pode variar, preferencial- mente, de 2 a 18 minutos, mantendo a temperatura em valores acima de 80% da temperatura de conversão a fases magnéticas por no mínimo o dobro do tempo levado para atingir a temperatura de conversão a fases magnéticas, mais preferencialmente 4 minutos de irradiação e manter o calor por 10 minutos. A título de exemplo, a temperatura de conversão a fases magnéticas a ser aplicada por ser entre 300°C e 1000°C.

[0064] Neste sentido, o uso de micro-ondas para aquecimento de produtos de minério traz múltiplas vantagens e efeitos positivos ao processo. Em primeiro lugar, o micro-ondas faz uma transferência de energia, não de calor, desta forma ocorre aquecimento e uma transformação de fases de modo mais eficaz. Ademais, as ondas eletromagnéticas do espectro do micro-ondas fazem com que haja uma mudança na estrutura da molécula; a rotação dos dipolos elétricos e magnéticos fazem com que a estrutura do mineral que passa pelo micro-ondas deixe de ser cristalina, facilitando assim processos de beneficiamento. Portanto, o pré-tratamento do minério com o micro-ondas proporciona uma recuperação de metais com menor consumo de reagentes.

[0065] O beneficiamento do rejeito do processo Bayer em micro-ondas gera inúmeras vantagens se comparado as outras formas de redução e aquecimento como alto forno, forno rotativo, dentre outros. Isto acontece pois o aquecimento via ondas eletromagnéticas, que o equipamento de micro-ondas proporciona, transfere energia e não calor, fazendo com que o aquecimento aconteça de dentro para fora, de forma atômica. A onda eletromagnética altera os estados de rotação dos átomos, fazendo-os vibrar e rotacionar, aumentando a energia cinética média e, consequentemente, a temperatura. Além disto, altera-se a estrutura atômica dos compostos contidos neste resíduo, por exemplo, sodalita transformando em nefelina, anatá- sio em amorfo ou rutilo, dentre outros.

[0066] Esta interação com a onda eletromagnética ocorre de forma desigual nos materiais contidos neste resíduo, sendo a constante dielétrica, real e imaginária, a propriedade que controla a intensidade desta interação. Materiais como a magnetita tem altas constantes dielétricas e, desta forma, haverá mais interação com a onda eletromagnética e dissipará mais energia. Esta interação desigual promoverá de forma única, além da redução das fases de ferro, a liberação dos minerais, facilitando assim a separação destes e aumentando a reatividade.

[0067] Por exemplo, o titânio na forma de anatásio é um material bastante inerte. Ao ser irradiado por micro-ondas, a vibração o toma amorfo, e isto faz com que o material passe a reagir com ácidos minerais, possibilitando assim sua solubilização e posterior recuperação, como será visto adiante. [0068] Daí derivam os efeitos benéficos do uso de um reator de microondas 1 para conversão e aquecimento do produto de mineração de interesse. Obtém-se um aquecimento mais rápido, mais eficiente, com separação prévia de materiais pela vibração desigual e, não menos importante, sem a necessidade de queima de combustíveis poluentes como o carvão, através de um reator de micro-ondas é possível utilizar quantidades estequi- ométricas de redutor. Adicionalmente, cabe salientar que tais benefícios podem ser observados, mutatis mutandis, para todos os processos da presente invenção aqui descritos que se utilizam de um reator de micro-ondas para redução/conversão do produto de mineração.

[0069] A título de esclarecimento do que ocorre durante o aquecimento do produto de mineração no processo da presente invenção, explica-se que a hematita e goetita, fases presentes no resíduo de bauxita (tempo 0), vão se convertendo rapidamente pela energia do micro-ondas e pelo CO presente no coque através da reação de Bourdouard. Com isso, as fases magnéticas do ferro, ferro metálico e magnetita, vão crescendo ao longo dos minutos, conforme melhor visto na figura 3. Outros materiais contidos no resíduo, tal como a Sodalita, também sofrem conversão. Para melhor ilustrar a conversão sofrida pelo resíduo, apresenta-se a Tabela 1 abaixo que mostra as fases do resíduo de bauxita à medida que ele é aquecido via micro-ondas:

FOLHAS DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26)

Tabela 1 A - fases do resíduo de bauxita à medida que vai sendo aquecido pelo reator de micro-ondas

[0070] Neste sentido, importante notar ainda que a Sodalita do resíduo de bauxita, à medida que aquecida via micro-ondas, vai se transformando em Nefelina, como podemos ver na figura 4. No final da conversão, toda Sodalita é transformada em nefelina. Esta transformação possibilita a lixiviação química desse composto além de diminuir o caráter básico do resíduo.

PRIMEIRA ETAPA DE MOAGEM (120) [0071] O processo de recuperação de resíduo de bauxita em questão ainda compreende, em uma concretização possível, a etapa de executar ao

FOLHAS DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) menos uma iteração de moagem 120, 121 sob o resíduo de bauxita reduzido.

[0072] Mais especificamente, o processo em questão pode envolver ao menos uma iteração de moagem 120, 121 para desagregação das fases magnéticas do resíduo de bauxita reduzido a serem concentradas pelos separadores magnéticos. A moagem 120, 121 pode ser realizada, por exemplo, por um moinho de barras ou bolas, preferencialmente moinho de bolas.

[0073] De forma preferencial, realiza-se inicialmente uma primeira etapa de moagem 120 para uma primeira desagregação do resíduo. Mais detalhes das etapas de moagem 120, 121 , e particularmente da segunda etapa de moagem 121 , serão apresentados adiante, no contexto das demais etapas relacionadas.

ETAPA DE SEPARAÇÃO POR TAMANHO (111)

[0074] Subsequentemente a esta primeira etapa de moagem 120, o processo em questão compreende preferencialmente ao menos uma etapa de executar uma separação por tamanho 111 do resíduo de bauxita para obtenção de uma porção grossa Gr e uma porção fina Fi de resíduo. Referida separação por tamanho 111 pode ser realizada, por exemplo, através de um ou mais separadores ciclônicos.

[0075] Mais preferencialmente, a separação por tamanho 111 é executada por dois separadores ciclônicos em série, como mais bem visto na figura 2A. Um primeiro separador ciclônico SC1 recebe o resíduo de bauxita RB provindo da primeira etapa de moagem 120 e o separa em porções de material com tamanho menor e maior que #100 (-#100 e +#100, respectivamente), enviando a porção de material menor que #100 a um segundo separador ciclônico SC2, o qual separa a porção recebida em porções maior e menor que #200 (-#200 e +#200, respectivamente). A porção maior que #100 separada pelo primeiro separador ciclônico SC1 é juntada à porção maior que #200 separada pelo segundo separador ciclônico SC2 e dá origem à porção grossa Gr. A porção menor que #200 separada pelo segundo separador ciclônico SC2 dá origem à porção fina Fi. ETAPA DE SEPARAÇÃO MAGNÉTICA (130) DA PORÇÃO GROSSA (Gr)

Após a separação por tamanho 111 , a porção grossa Gr passa diretamente à etapa de separação magnética 130, na qual se obtém uma primeira porção magnética Mag. I e uma primeira porção não-magnética N.Mag I. Referida separação magnética 130 da porção grossa Gr é preferencialmente realizada em separador magnético com velocidade entre 300 a 800RPM e campo magnético de baixa intensidade de aproximadamente 300 Gauss. Esta primeira porção não-magnética N.Mag I é posteriormente combinada com uma segunda porção não-magnética N.Mag II, conforme será visto adiante.

SEGUNDA ETAPA DE MOAGEM (121)

[0076] Por sua vez, a porção fina Fi de resíduo passa por uma segunda etapa de moagem 121. Neste sentido, esclarece-se que na porção grossa Gr já está contido o ferro reduzido e liberado, podendo ser facilmente concentrado a partir apenas de uma separação magnética 130, como proposto acima. Já a porção fina Fi do resíduo está agregada com outros minerais e, portanto, é vantajosa uma moagem adicional para liberação das partículas magnéticas e para permitir uma posterior separação magnética adequada.

ETAPA DE SEPARAÇÃO MAGNÉTICA (131) DA PORÇÃO FINA (Fi)

[0077] A porção fina Fi de resíduo moída passa, então, por uma nova etapa de separação magnética 131. Esta nova etapa de separação magnética 131 tem por objetivo separar a porção fina Fi em duas novas porções, quais sejam uma porção não-magnética super-fina N.Mag II (preferencialmente acima de #500) e uma porção magnética super-fina Mag. II. Esta etapa pode ser realizada por separador magnético possuindo preferencialmente velocidade entre 900 a 1100RPM e campo magnético de aproximadamente 800 Gauss de intensidade.

[0078] A partir da separação magnética realizada, obtém-se as porções magnéticas Mag. I e Mag. II, tal que o ferro metálico e a magnetita, que são materiais de interesse contidos no resíduo de bauxita, podem ser efetivamente extraídos para aproveitamento posterior. A título de exemplo, a Tabela 2 abaixo revela uma razão entre os tamanhos (frações) do resíduo de bauxita desagregado e o teor (%) das mesmas pelo uso do processo de recuperação de resíduo de bauxita da presente invenção:

Tabela 2 - razões entre frações e teor (%)

[0079] A Tabela 2 traz informações sobre o ferro contido em cada fração do resíduo de bauxita após tratamento no reator de micro-ondas. A primeira coluna mostra a faixa granulométrica do minério em escala da série Tyler, a segunda coluna é referente a porcentagem em peso retido em cada tela, a terceira coluna é o teor de ferro medido em cada fração, a quarta coluna é referente ao ferro contido naquela fração, calculada pelo produto da porcentagem de peso, coluna 2 e teor, coluna 3. A quinta coluna é referente a distribuição de ferro em cada uma das frações, calculada a partir da quantidade de ferro contido na fração dividido pelo ferro total.

[0080] Assim, o processo de tratamento pirometalúrgico e separação magnética aqui propostos permite obter porções magnéticas Mag. I e Mag. II contendo ferro metálico e a magnetita, as quais configuram um primeiro produto de valor agregado extraído pelo processo da presente invenção.

[0081] Já a porção não magnética super-fina N.Mag II é combinada com a porção não magnética N.Mag I obtida da porção grossa Gr, obtendo- se uma porção não-magnética combinada N.Mag l+ll que segue para as etapas de beneficiamento químico para extração de outros materiais de interesse, conforme será visto adiante. [0082] Acerca do beneficiamento químico, o processo de recuperação de derivados de resíduo de bauxita da presente invenção compreende as seguintes etapas, as quais devem ser realizadas sequencialmente e na ordem indicada, de maneira a possibilitar a correta extração dos materiais de interesse:

[0083] (i) lixiviar 140 a porção de material não-magnético para obtenção de um licor de lixiviação, e subsequentemente decantar e filtrar o referido licor de lixiviação para extração de sílica SiO2;

[0084] (ii) precipitar 150 o licor subproduto da lixiviação 140 para obtenção de dióxido de titânio TiO2;

[0085] (iii) evaporar 160 o licor subproduto da precipitação 150 para obtenção de um licor saturado e de um retido sólido rico em alumina; e

[0086] (iv) calcinar 170 o retido sólido rico em alumina obtido da evaporação 160 para obtenção de alumina.

[0087] As etapas de tratamento acima são realizadas para recuperação de materiais específicos da porção não-magnética N.Mag I + II do resíduo a partir do ácido sulfúrico. Adiante, serão detalhadas cada uma das etapas acima.

ETAPA DE LIXIVIAÇÃO (140)

[0088] A lixiviação 140 é realizada a partir da adição da porção não- magnética N.Mag I + II a um tanque de lixiviação, com adição de ácido sulfúrico ao tanque.

[0089] A lixiviação ocorre numa razão sólido-líquido de 1 a 10 gramas de não magnético para 10mL de solução de ácido sulfúrico podendo variar em concentração de 2 mol/L até 6 mol/L, preferencialmente 4 mol/L. O tempo de lixiviação pode variar de 30 a 120 minutos, preferencialmente entre 50 e 75 minutos. A temperatura pode variar de 30° a 90°C, preferencialmente entre 50° e 70°C com um eixo com velocidade de agitação entre 400 e 600 RPM, preferencialmente entre 500 e 550 RPM para evitar zonas mortas.

[0090] Nestas condições, a sílica do não magnético, que é inerte ao ácido sulfúrico, permanece no estado sólido, sendo possível decantar e filtrar este elemento, sendo possível extrair desta forma a sílica amorfa SiO2 do resíduo de bauxita. O licor de lixiviação proveniente, em fase aquosa, está rico e carregado em sulfato de alumínio, sulfato de titanila e sulfato de sódio.

ETAPA DE PRECIPITAÇÃO (150)

[0091] Após a lixiviação 140, o licor rico em sulfato de alumínio e sulfato de titanila e isento de silica é hidrolisado e precipitado 150 em um tanque de precipitação. Para tanto, é adicionada uma semente de TiO2 e o pH da solução ajustado com hidróxido de sódio até pH entre 1 ,5 e 2,5, preferencialmente entre 1 ,8 e 2,2, agitando com velocidade do rotor entre 50 e 200 RPM, preferencialmente entre 100 e 150 RPM em temperatura entre 10 e 90 graus, preferencialmente entre 30 e 40 graus por um tempo de 30 minutos a 120 minutos, preferencialmente entre 60 e 80 minutos. Isto força a precipitação do dióxido de titânio TiO2, o qual é posteriormente extraído do licor, por exemplo, através de um filtro-prensa e secador.

ETAPA DE EVAPORAÇÃO (160)

[0092] A evaporação 160 é realizada a partir da adição do subproduto da agitação 150 a um evaporador. Referida evaporação consiste em evaporar a solução de licor rica em sulfato de alumínio até a densidade entre 10 e 16 graus Baumé, preferencialmente entre 11 ° a 13° Baumé, para obtenção de um retido sólido rico em alumina. Para tanto, adiciona-se quantidades estequiométricas de sulfato de sódio para aumentar o pH entre 6 e 12, preferencialmente entre 7 e 8 com solução de hidróxido de sódio 50%. O precipitado de alumínio deverá ser decantado e filtrado. O licor saturado é recir- culado ao precipitador.

ETAPA DE CALCINAÇÃO (170)

[0093] A calcinação 170 é realizada a partir da adição do subproduto da evaporação 160 extraído do filtro prensa a um calcinador. O retido sólido obtido da evaporação 160 é calcinado em temperatura entre 400 e 800 graus, preferencialmente entre 550 e 650°C, por um tempo entre 30 e 120 minutos, preferencialmente entre 40 e 70 minutos para obtenção da alumina AI2O3. [0094] O calcinador também pode ser utilizado para obtenção de Dióxido de Enxofre SO2 e Trióxido de Enxofre SO3, que poderão ser extraídos na exaustão do calcinador. Referidos gases que podem ser utilizados para regeneração ácida, caso desejável.

[0095] Desta maneira, o processo de recuperação de resíduo de bauxi- ta aqui proposto permite a obtenção de múltiplos materiais de interesse através do aquecimento via micro-ondas e subsequentes etapas de benefi- ciamento químico de maneira eficiente e rápida, ao seguir uma sequência de etapas específicas cuja lógica garante a possibilidade de extração de elementos que vão além de apenas ferro e alumina.

[0096] Além da velocidade vantajosa promovida pela conversão por micro-ondas, o processo de recuperação de resíduo de bauxita aqui proposto permite a recuperação de múltiplos materiais presentes no resíduo para seu adequado aproveitamento, e não apenas de ferro e alumina, mas também incluindo estes em proporção vantajosa de recuperação. A tabela 3 abaixo mostra a porcentagem de recuperação global esperada de cada material pelo uso do processo de recuperação de resíduo de bauxita da presente invenção:

Tabela 3 - % de recuperação global

REATOR DE MICRO-ONDAS E MÉTODO DE AQUECIMENTO

[0097] Dito isso, a figura 1 revela uma concretização preferencial do reator de micro-ondas 1 da presente invenção. Como já esclarecido, o processo de recuperação de resíduo de bauxita descrito anteriormente pode fazer uso do reator 1 aqui descrito para uma eficiência particularmente vantajosa do processo.

[0098] Referido reator 1 compreende uma carcaça 10 composta por material isolante térmico e transparente a micro-ondas. A carcaça 10 pode possuir qualquer geometria adequada para confinamento do produto de minério a ser aquecido em seu interior, incluindo uma geometria cúbica, para- lelepipédica ou cilíndrica. A carcaça 10 pode ser configurada através de um conjunto do paredes ou de uma única parece (por exemplo, no caso de uma geometria cilíndrica).

[0099] Em uma concretização possível, a carcaça 10 pode ser composta por um concreto celular com alto teor de alumina, preferencialmente entre 75% de 95% de AI2O3 na composição, mais preferencialmente entre 85% e 92% de AI2O3 na composição, e mais preferencialmente 92% de AI2O3 em sua composição.

[00100] Referida carcaça 10 é ainda preferencialmente composta por concreto celular com densidade baixa, preferencialmente de 0,5 a 2 gramas por centímetro cúbico, mais preferencialmente entre 0,7 e 1 ,2 gramas por centímetro cúbico, e mais preferencialmente 0,9 gramas por centímetro cúbico. Este deverá ser feito em processo que gere bolhas em sua estrutura da forma que ele fique aerado, para que, mesmo quando aquecido, continue transparente a irradiação eletromagnética de micro-ondas. Outros materiais possíveis para a composição da carcaça são lã de vidro e fibra, como a de vidro.

[00101] O reator 1 compreende ainda ao menos uma parede susceptora 20, 21 , 22 composta por material susceptor. Em uma concretização possível, o reator 1 compreende múltiplas paredes susceptoras 20, 21 , 22 que cobrem ao menos uma porção interna da carcaça 10. O material suspector que compõe a parede susceptora deve ser tal que permita a absorção adequada das ondas eletromagnéticas e converta em sua energia em calor. O material da parede susceptora 20, 21 , 22 deverá ter uma alta constante di- elétrica e alto momento magnético e, ao mesmo tempo resistência química, térmica e mecânica. A parede susceptora 20, 21 , 22, em uma concretização possível, é composta por ao menos um dentre carbeto de silício, ilmenita e titânio metálico. O material escolhido deverá, preferencialmente, permitir o aquecimento máximo do produto de mineração com o menor tempo possível, podendo variar, preferencialmente, de 2 a 18 minutos, mantendo a temperatura em valores acima de 80% da temperatura de conversão a fases magnéticas por no mínimo o dobro do tempo levado para atingir a temperatura de conversão a fases magnéticas, mais preferencialmente 4 minutos de irradiação e manter o calor por 10 minutos, considerando a construção e capacidade do reator 1. Estes intervalos preferenciais são aplicáveis a todos os processos que se utilizam do reator de micro-ondas para conversão de quaisquer produtos de mineração, e particularmente aplicáveis para os processos descritos adiante (recuperação de materiais de resíduo de bauxita, finos de minério e níquel laterítico).

[00102] De maneira preferencial, a espessura desta parede susceptora 20, 21 , 22 deverá ser entre 1 e 10 mm de espessura, mais preferencialmente entre 3 e 7mm, e mais preferencialmente 5mm. A partir desta concretização possível, cerca de 40 a 50% das ondas eletromagnéticas serão absorvidas pela parede, e o restante pela mistura do resíduo do processo Bayer com o redutor, fazendo com que o processo aproveite ao máximo a energia transferida.

[00103] De maneira preferencial, a região delimitada pela carcaça 10 e por ao menos uma parede susceptora 20 configura ao menos uma câmara de aquecimento A, B. A configuração da câmara de aquecimento A, B pode ser realizada de múltiplas formas. Por exemplo, em caso de uma configuração cilíndrica da carcaça 10 e uma configuração anelar da parede susceptora 20, uma câmara de aquecimento seria configurada na região interna delimitada tanto pela carcaça 10 quanto pela parede susceptora 20. No exemplo de reator 1 da figura 1 , observa-se a configuração de duas câmaras de aquecimento A, B através da delimitação conjunta da carcaça 10 e das paredes susceptoras 20, 21 e 21 , 22 para formação de câmaras A, B retangulares. A câmara de aquecimento A, B é configurada para recebimento e con- finamento do produto a ser aquecido no reator 1. O tamanho e número das câmaras é função da capacidade de transferência de calor do produto a ser aquecido e do fluxo de aquecimento desejado.

[00104] Em uma concretização possível, o reator 1 compreende ao menos uma placa refletora 30 composta por material refletor de ondas eletromagnéticas, por exemplo, um aço inoxidável ou qualquer outro metal reflexivo brilhante, tal como o alumínio. De maneira preferencial, a placa refletora 30 compreende ao menos uma superfície escovada 31 voltada para a câmara de aquecimento A, B, para permitir a reflexão eficiente das ondas eletromagnéticas sobre as câmaras A, B e sobre as paredes susceptoras 20, 21 , 22. Mais preferencialmente, o reator 1 compreende um par de placas refletoras 30 dispostas nas extremidades longitudinais opostas da carcaça 10. Ainda preferencialmente, a placa refletora 30 compreende espessura entre 0,5mm e 5mm, mais preferencialmente entre 1 e 3mm, e mais preferencialmente 2mm.

[00105] Esclarece-se que o reator de micro-ondas 1 da presente invenção é particularmente eficiente para aplicação no aquecimento de materiais com o intuito de posterior recuperação de elementos de interesse destes materiais posteriormente. O reator 1 aqui proposto permite um aquecimento rápido do produto de mineração para sua conversão/redução e posterior recuperação de seus elementos. Em particular, o reator de micro-ondas 1 da presente invenção faz uso de carcaça 10 com material transparente a ondas eletromagnéticas, permitindo o rápido e homogêneo aquecimento do produto sem necessidade de aberturas específicas para entrada das ondas. A disposição de paredes susceptoras 20, 21 , 22 e carcaça 10 para formação das câmaras A, B permite um aquecimento eficiente do produto. A aplicação opcional das placas refletoras 30 aumenta ainda mais esta eficiência pela reflexão das ondas eletromagnéticas na direção das câmaras A, B e das paredes susceptoras 20, 21 , 22.

[00106] Em concordância com a descrição do reator de micro-ondas acima, a presente invenção ainda prevê um método de aquecimento de um produto por micro-ondas que compreende a etapa de emitir micro-ondas sobre um reator de micro-ondas 1 de modo que as mesmas atravessem uma carcaça 10 do reator de micro-ondas 1 composta por material isolante térmico e transparente a micro-ondas 10, e de modo que referidas micro-ondas atinjam ao menos uma parede susceptora 20. Em uma concretização possível, o método pode compreender ainda a etapa de refletir as micro-ondas sobre uma placa refletora 30.

[00107] Dito isso, a presente invenção ainda contempla processos para recuperação de materiais derivados de resíduos de mineração.

PROCESSO DE RECUPERAÇÃO - FINOS DE MINÉRIO DE FERRO

[00108] A presente invenção ainda contempla um processo de recuperação de materiais de finos de minério. Finos de minério são minérios de ferro pobres em teor com baixo valor agregado, constituindo a fração fina derivada do processo de mineração. A fração fina é geralmente descartada ou necessita de excessivo beneficiamento, e não pode ser utilizada em conversão tradicional de ferro (Alto Forno) sem ser beneficiada e aglomerada por pelotização ou sinterização, pela sua natureza de pequeno tamanho e composição pobre.

[00109] Portanto, a presente invenção propõe um processo de recuperação de finos de minério de ferro que não necessite de beneficiamento ou aglomeração prévia, e seja capaz de extrair materiais de interesse deste produto de mineração. Uma concretização preferencial deste processo é ilustrada na figura 5.

[00110] O processo de recuperação de finos de minério compreende a etapa de:

[00111] - aquecer 210 os finos de minério de ferro em um reator de micro-ondas 1 para obtenção de finos de minério de ferro reduzidos.

[00112] Esta etapa de aquecimento permite a conversão do material no interior dos finos de minério sem a necessidade de pelotização ou aglomeração prévia. A conversão ocorre de maneira similar ao já esclarecido para o processo de recuperação de resíduo de bauxita, considerando, neste caso, os materiais contidos nos finos de minério de ferro. [00113] Em uma concretização possível, o processo em questão pode compreender ainda as etapas de:

[00114] - misturar 200 os finos de minério de ferro a finos de um agente redutor para obter uma mistura de finos; e

[00115] - aquecer 210 a mistura de finos em um reator de micro-ondas 1 para obtenção de finos de minério de ferro reduzidos.

[00116] As etapas acima têm por objetivo permitir a conversão dos materiais contidos nos finos durante o aquecimento. O agente redutor, neste caso, também é introduzido na forma de finos. Por exemplo, o agente redutor pode ser finos de carvão. Novamente, esclarece-se que, no caso de uso de finos de carvão, o carvão é utilizado apenas como agente redutor e não como combustível para aquecimento, visto que o aquecimento é feito diretamente através das micro-ondas.

[00117] Em uma concretização possível, o processo em questão pode compreender ainda as etapas de:

[00118] - executar ao menos uma iteração de moagem 220 e de separação magnética 240 obtenção de porções de material magnético Mag. I’ e não-magnético N.Mag I’.

[00119] A moagem 220 pode ser realizada após o aquecimento 210 através de um moinho de bolas, e a separação magnética pode ser realizada por qualquer separador magnético adequado.

[00120] De maneira preferencial, o processo pode compreender ainda a etapa de executar, entre a iteração de moagem 220 e de separação magnética 240, ao menos uma iteração de separação por tamanho 230. A separação por tamanho 230 pode ser realizada através de um separador de ciclone. Mais preferencialmente, o processo compreende ainda a etapa de retornar 231 uma fração fina Fin dos finos de minério de ferro obtidos da separação por tamanho 230 à etapa de mistura 200. Neste sentido, esclarece-se que a fração fina é recirculada para aproveitamento total do redutor que não foi queimado na primeira passagem bem como aproveitamento da hematita e magnetita não convertida a ferro metálico Utilizando a recirculação em processo fechado, a tendência de conversão total dos finos aproxima-se de 100%. A fração grossa, referente ao ferro convertido a metal, é separado pelo ciclone saindo na parte inferior do ciclone e as frações do ferro não convertidas juntamente com o redutor que não reagiu saem pela parte superior voltando para o estágio de redução.

[00121] A porção de material magnético Mag. I’ extraído dos finos de minério de ferro compreende ferro gusa, e a porção de material não- magnético N.Mag I’ compreende elementos como sílica, alumínio e carvão, que poderão ser reaproveitados em processos relacionados.

[00122] Desta maneira, o processo de recuperação de derivados de finos de minério de ferro aqui proposto permite a conversão dos finos e extração dos materiais de interesse de maneira eficiente, sem a necessidade de sinterização ou pelotização dos finos para tanto.

[00123] A título exemplificativo, a Tabela 4 abaixo revela testes de composição (principais compostos) de diferentes frações de finos de minério de ferro obtidas pelo processo de recuperação da presente invenção, em uma condição de 50% de hematita e 50% de carvão mineral:

Tabela 4 - composição de diferentes frações de finos de minério obtidos pelo processo da presente invenção

[00124] Como pode ser visto na Tabela 4, onde se vê o resultado da redução em micro-ondas, moagem e peneiramento em telas da escala Tyler, uma primeira etapa de redução em micro-ondas produz ferro metálico com pureza comercial nas frações acima de 270#. A fração abaixo de 270# será recirculada por uma corrente na parte superior do ciclone para aumento de teor e tamanho, e o restante do material contido nas frações abaixo de 270# é referente ao redutor não convertido nesta primeira etapa, que também será recirculado para aumento de eficiência do processo.

PROCESSO DE RECUPERAÇÃO - NÍQUEL LATERÍTICO

[00125] A presente invenção também contempla um processo de recuperação de materiais derivados de níquel latéritico. O níquel laterítico é a fração de capeamento do depósito de Níquel. Esta fração não é utilizada pelas refinarias de níquel e ferro níquel atualmente, pois o teor é inadequado para o processo de fusão em forno convencional e lixiviação sob pressão e temperatura. Atualmente, as mineradoras estocam essa fração à espera de uma tecnologia de beneficiamento para enriquecimento de ferro-níquel e posterior aproveitamento. Os depósitos são de classe mundial, principalmente na zona intertropical, e as maiores jazidas do Brasil e Mundo têm grandes quantidades de níquel laterítico. Portanto, torna clara a importância da obtenção de um processo que permita a recuperação de materiais de interesse deste produto de mineração.

[00126] A presente invenção propõe um processo de recuperação de derivados de níquel laterítico que faz uso de etapas particulares para obtenção de um concentrado de ferro níquel, e etapas posteriores para permitir o tratamento deste concentrado para recuperação de materiais de interesse.

[00127] O processo em questão compreende as etapas de:

[00128] - realizar atrição 300 do níquel laterítico para obtenção de níquel latéritico desaglomerado;

[00129] - separar por tamanho 310 o níquel laterítico desaglomerado em ao menos uma fração fina FF e em ao menos uma fração grossa FG; e [00130] - separar magneticamente 320 a fração grossa FG para obtenção de uma fração magnética FM.

[00131] A etapa de atrição 300 tem por objetivo beneficiar fisicamente o níquel laterítico para desfazer os aglomerados de ferro-níquel deste produto de mineração. A subsequente etapa de separação por tamanho 310 permite obter frações fina FF e grossa FG do níquel laterítico. A etapa de atrição 300 pode ser realizada, por exemplo, em um tromel de atrição intensiva, e a eta- pa de separação por tamanho 310 pode ser realizada por um separador de ciclone.

[00132] Foi identificado que uma etapa de atrição 300 conforme proposta para o processo em questão permite o enriquecimento do teor de níquel contido na fração fina do níquel laterítico. A título de exemplo, as Tabelas 5 a 8 abaixo mostram um comparativo entre o aumento de tempo de atrição e o teor de níquel da fração fina obtida:

Tabelas 5 a 8 - comparativos entre o aumento de tempo de atrição (5 min., 20 min.) e o teor de níquel da fração fina obtida.

[00133] As quatro amostras que passaram pelo scrubber, ambas do per- fil laterítico com teores de 0,5% de Níquel, 0,9% de Níquel, 1 ,2 % de Níquel e 1 ,4% de Níquel, nomeadas respectivamente na Tabela 5 como 0,5% Ni, 0,9% Ni, 1 ,2% Ni e 1 ,4%Ni, aumentaram de teor com aumento de tempo de exposição à atrição intensiva do scrubber. A atrição faz com que aglomerados de níquel que recobrem as partículas bem como o níquel fino que en- capsula outras partículas sejam liberadas e concentradas na fração fina.

Observando a distribuição de níquel, em todas as frações testadas obteve- se aumento na fração fina com o aumento de tempo de exposição ao scrubber. [00134] Ademais, a tabela 6 abaixo mostra a composição do níquel late- rítico após a atrição de 20 minutos na fração fina, onde se pode observar considerável concentração de ferro e níquel:

Tabela 6 - composição do níquel laterítico após atrição de 20 minutos [00135] A fração grossa FG obtida na etapa de separação por tamanho

310 é subsequentemente separada magneticamente 320 para obtenção de uma fração magnética FM. A fração não-magnética é considerada rejeito.

[00136] Em uma concretização possível, o processo em questão compreende ainda a etapa de combinar a fração magnética FM com a fração fina FF para obtenção de um concentrado de ferro-níquel CN. A fração fina FF não é beneficiada via separação magnética pois está com teor suficiente de ferro e níquel.

[00137] A partir deste ponto, o processo em questão pode percorrer dois caminhos distintos, sendo possível (i) a lixiviação do concentrado CN para obtenção de uma primeira gama de materiais de interesse ou (ii) o tratamento do concentrado CN para obtenção de ferro-níquel.

[00138] Em ambas as possibilidades (i) e (ii) acima, o processo pode ainda compreender o aquecimento 330 do concentrado de ferro-níquel CN em um reator de micro-ondas 1 para obtenção de um concentrado reduzido. O reator de micro-ondas 1 pode ser aquele aqui descrito ou qualquer outro que seja adequado para aquecimento de produtos de minério. Cabe notar que, caso seja escolhida a possibilidade (i) de lixiviação do concentrado CN, a lixiviação pode ser assistida ou não por aquecimento 330 por micro-ondas. [00139] No caso da escolha pela lixiviação (i), em uma concretização possível, o processo em questão compreende ainda a etapa de:

[00140] - lixiviar 340 o concentrado de ferro-níquel CN para obter ao menos um material derivado CSN.

[00141] O material derivado obtido do processo de lixiviação é, por exemplo, um concentrado de sulfato de níquel e cobalto grau bateria CSN. A lixiviação 340 pode ser seguida, por exemplo, por beneficiamento em filtro prensa para obtenção dos derivados de interesse.

[00142] No caso da escolha pelo tratamento (ii) para obtenção de ferro- níquel, em uma concretização possível, o processo compreende ainda as etapas de:

[00143] - moer 350 e separar magneticamente 360 o concentrado de ferro-níquel CN para obtenção de ao menos um material derivado FeN.

[00144] O material derivado obtido por estas etapas adicionais é o ferro- níquel FeN. A moagem 350 pode ser realizada através de um moedor de bolas e a separação magnética 360 pode ser realizada por qualquer separador magnético adequado.

[00145] Desta maneira, o processo de recuperação de derivados de níquel laterítico permite a obtenção de materiais de interesse deste produto de mineração através de uma sequência de etapas que permite a obtenção de um concentrado de ferro-níquel, para subsequente extração dos derivados através de beneficiamento posterior, dependendo do material de interesse desejado. [00146] Importante notar que o processo de recuperação de derivados de níquel laterítico aqui proposto pode ser empregado em toda a zona laterí- tica, desde a limonita vermelha, passando pela limonita amarela até o início do saprólito. Em alguns casos, a etapa de atrição intensiva pode ser substituída ou complementada por moagem (por exemplo, quando trabalhando com saprólito).

[00147] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.