BR112021009466A2

BR112021009466A2 - método e aparelho para processamento de magnetita

Info

Publication number: BR112021009466A2
Application number: BR112021009466-0A
Authority: BR
Inventors: Andrew Graham Hamilton; Gerald Michael Larosa
Original assignee: IB Operations Pty Ltd
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2021-08-10
Also published as: ZA202103247B; AU2019312557B2; US20220008933A1; US11806724B2; AU2021200900A1; WO2020097668A1; AU2019312557A1; EP3880855A1; CN113260725A; CL2021001269A1; EP3880855A4

Abstract

MÉTODO E APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MAGNETITA. Um aparelho para processamento de minério de ferro magnetita, incluindo uma peneira disposta para enviar material de tamanho maior para um moinho de remoagem e material de tamanho menor para um espessador de concentrado de alto grau e inclui um sistema do tipo espessador por CCD para aprimorar o grau do produto.

Description

“MÉTODO E APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MAGNETITA” Campo da Invenção

[001] A presente invenção se refere a um método e aparelho para processamento de magnetita e, mais especificamente, mas não exclusivamente, a um método e aparelho para processamento de magnetita com melhor custo-benefício por meio da redução no consumo de energia durante o processamento da magnetita em uma forma adequada para envio internacional.

Histórico

[002] A mineração de minério de ferro para a produção de aço e similares é bem conhecida. O minério de ferro é uma das exportações mais significativas da Austrália, no entanto, o requerente identificou um problema em que alguns minérios de ferro hematita podem estar sujeitos a menor demanda e preço no mercado internacional devido à qualidade do produto de minério de ferro e, em particular, a pureza do produto em peso (ou seja, a porcentagem do produto em peso que é na verdade ferro).

[003] Os minérios de ferro são rochas e minerais dos quais o ferro metálico pode ser extraído economicamente. O próprio ferro é geralmente encontrado na forma de magnetita (Fe3O4, 72,4% Fe), hematita (Fe2O3, 69,9% Fe), goetita (FeO(OH), 62,9% Fe), limonita (FeO(OH)·n(H2O), 55% de Fe) ou siderita (FeCO3, 48,2% de Fe). Embora o ferro seja o quarto elemento mais abundante na crosta terrestre, compreendendo cerca de 5%, a grande maioria está ligada a silicatos ou, mais raramente, a minerais carbonatados. As barreiras termodinâmicas para separar o ferro puro desses minerais são enormes e consomem muita energia, portanto, todas as fontes de ferro usadas pela indústria humana exploram minerais de óxido de ferro comparativamente mais raros, principalmente hematita.

[004] O requerente identificou que o grau dos depósitos de minério de ferro de envio direto (Direct-Shipping iron-Ore - DSO) (tipicamente composto de hematita) está piorando à medida que os recursos estão sendo progressivamente usados, este grau inferior sendo um forte contribuinte para o declínio na atratividade e nos preços. Em contrapartida, o requerente identificou que os graus de concentrado de magnetita são geralmente superiores a 66% de ferro em peso e geralmente têm baixo teor de fósforo, baixo teor de alumínio, baixo teor de titânio e baixo teor de sílica e exigem um preço superior. No entanto, existe um problema em que o processamento da magnetita, em geral, não apresenta uma boa relação custo-benefício, pois requer uma grande quantidade de energia e água. Os exemplos da presente invenção buscam proporcionar um método de processamento de minério de ferro magnetita que tenha um melhor custo-benefício através do uso de menos energia e/ou água.

Sumário

[005] De acordo com um aspecto da presente invenção, um método de processamento de minério de ferro magnetita é proporcionado, o qual inclui a etapa de usar uma prensa de rolos de alta pressão (HPGR) para triturar/britar a magnetita.

[006] Preferencialmente, a etapa de usar uma prensa de rolos de alta pressão tritura a magnetita de uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de pelo menos 80 mm para uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de 8 mm. Mais preferencialmente, a etapa de usar uma prensa de rolos de alta pressão tritura a magnetita de uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de pelo menos 80 mm, 100% de passagem (F10080mm), para uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de 8 mm, 100% de passagem (F1008mm).

[007] No caso de pelo menos uma marca/ modelo particular de máquina, a etapa de usar uma prensa de rolos de alta pressão inclui o uso da prensa de rolos de alta pressão com um rolo de 2,4 m de diâmetro x 2,2 m de largura funcionando a uma pressão de 4N/mm2 e velocidade de rolo de 2,7 m/s.

[008] Preferencialmente, inclui ainda a etapa de usar uma tela/peneira para gerar um produto consistente e a etapa de usar uma unidade de separação magnética a seco (DMS) para descartar materiais não magnéticos. Mais preferencialmente, a unidade de separação magnética a seco tem um tambor de construção de material compósito. De forma alternativa, o tambor pode ser formado a partir de outros materiais, como fibra de carbono ou kevlar.

[009] É preferível que o método inclua ainda a etapa de passar as partículas através de um classificador de ar que separa as partículas finas que são alimentadas em um filtro de manga (bag house) das partículas grossas que são realimentadas a uma prensa de rolos de alta pressão adicional para moer as partículas de F1006-8 mm a P8060-100 µm.

[0010] De acordo com outro aspecto da presente invenção, um aparelho para processamento de minério de ferro magnetita é proporcionado, o qual inclui uma unidade de separação magnética a seco (DMS) tendo um tambor de fabricação de compósito, a unidade de separação magnética a seco sendo para descartar materiais não magnéticos.

[0011] Preferencialmente, o aparelho para processamento do minério de ferro magnetita inclui uma prensa de rolos de alta pressão (HPGR) para britar a magnetita. Mais preferencialmente, o aparelho para processamento do minério de ferro magnetita inclui uma peneira seca para separar as partículas de tamanho menor das partículas de tamanho maior que são recicladas de volta através da prensa de rolos de alta pressão.

[0012] Ainda mais preferencialmente, o aparelho para processamento de minério de ferro magnetita inclui uma prensa de rolos de alta pressão (HPGR) adicional para moer as partículas de F1006-8 mm a P8060-100 µm e um classificador de ar para separar o material que deve ser extraído do material que deve ser realimentado a outra prensa de rolos de alta pressão para moagem adicional.

[0013] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, um aparelho para processamento de minério de ferro magnetita é proporcionado, o qual inclui uma primeira prensa de rolos de alta pressão para britar a magnetita, uma peneira seca para realimentar seletivamente o material para a primeira prensa de rolos de alta pressão, um classificador de ar para alimentar seletivamente material grosso para a segunda prensa de rolos de alta pressão, uma segunda prensa de rolos de alta pressão para moagem adicional da magnetita, retorno do material para o classificador de ar e uma unidade de separação magnética a seco (DMS) para descartar materiais não magnéticos, em que a unidade de separação magnética a seco está fora dos dois circuitos de realimentação associados às primeira e segunda prensas de rolos de alta pressão.

[0014] Também é divulgado um aparelho para processamento do minério de ferro magnetita, incluindo um ciclone a montante e um moinho para moer partículas, em que o ciclone a montante é disposto para operar como um divisor pelo desvio do material de overflow do ciclone a montante para contornar o moinho e pela alimentação do material de underflow do ciclone a montante para o moinho.

[0015] Preferencialmente, o moinho tem a forma de um Moinho de Remoagem de Alta Intensidade (HIGmill).

[0016] É preferível que o moinho seja disposto no aparelho sem nenhum caminho de realimentação para o moinho.

[0017] Em uma forma, o ciclone é disposto para desviar aproximadamente 25% do material para contornar o moinho.

[0018] Preferencialmente, o ciclone é disposto para desviar o material finamente moído em torno do moinho para evitar a moagem excessiva do material de alimentação e, assim, reduzir o consumo geral de energia do moinho.

[0019] Em uma forma preferencial, o moinho é configurado para operar em um modo de moagem de baixa energia comparável, onde as partículas difíceis podem passar através da configuração de circuito aberto acima do tamanho de moagem alvo para serem processadas e/ou descartadas através das etapas de processamento posteriores.

[0020] Preferencialmente, o aparelho inclui um espessador de lamas (deslime thickener) a jusante, em que o espessador de lamas a jusante é alimentado com material do moinho e do overflow de ciclone a montante. Mais preferencialmente, o espessador de lamas a jusante é disposto para deslamagem do material do moinho e do overflow de ciclone a montante a uma taxa crescente para descartar sílica e materiais não magnéticos.

[0021] Preferencialmente, o espessador de lamas a jusante é disposto para deslamagem do material do moinho e do overflow de ciclone a montante a uma taxa crescente para descartar sílica e materiais não magnéticos com perdas de material magnético relativamente baixas em comparação com a perda de massa. Mais preferencialmente, o espessador de lamas a jusante é disposto para deslamagem do material do moinho e do overflow de ciclone a montante a uma alta taxa crescente de 8-10 m/h para descartar sílica e materiais não magnéticos com perdas de material magnético relativamente baixas em comparação com a perda de massa.

[0022] É preferível que o espessador de lamas a jusante seja disposto de modo que um overflow do espessador de lamas a jusante seja desviado para uma instalação de armazenamento de rejeitos, enquanto um underflow do espessador de lamas a jusante é alimentado para processamento posterior.

[0023] Preferencialmente, o aparelho inclui um separador magnético disposto para enviar o material magnético para o referido ciclone cons e para desviar o material não magnético para a instalação de armazenamento de rejeitos. Mais preferencialmente, o referido separador magnético fornece separação magnética a úmido.

[0024] Também é divulgado um aparelho para processamento do minério de ferro magnetita, incluindo um moinho para moer partículas de minério, em que o moinho está na forma de Moinho com Agitação Vertical (VSM).

[0025] Em uma forma preferencial, o segundo circuito moe o material mais difícil que passou através do primeiro circuito do moinho; o produto do moinho oriundo do primeiro circuito do moinho é posteriormente processado para remover materiais não magnéticos (por meio dos espessadores de lamas e separadores magnéticos de cleaner), onde o fluxo de concentrado magnético é posteriormente dimensionado por meio de ciclones (para remover as partículas finas) e peneiras vibratórias de baixa amplitude e alta frequência, onde o fluxo de partículas de tamanho maior da peneira vibratória de baixa amplitude e alta frequência serve como alimentação para o sistema de moinho de circuito aberto de segundo estágio.

[0026] Mais preferencialmente, embora o sistema de moinho de circuito aberto de segundo estágio seja operado em um modo de moagem de energia mais alta do que o circuito de primeiro estágio, a alimentação para o circuito de segundo estágio é de apenas 12-18% do fluxo de alimentação para o circuito de moinho de primeiro estágio, minimizando assim o consumo total de energia do moinho, moendo apenas o material maior, de menor vazão e mais difícil.

[0027] Também é divulgado um aparelho para processamento do minério de ferro magnetita, incluindo um ciclone cons disposto para enviar o material de underflow para a peneira vibratória de alta frequência e o material de overflow para o espessador de lamas por CCD a jusante.

[0028] Também é divulgado um aparelho para processamento do minério de ferro magnetita, incluindo uma peneira disposta para enviar o material de tamanho maior para um moinho de remoagem e o material de tamanho menor para um espessador de concentrado de alto grau.

[0029] Preferencialmente, o espessador de concentrado de alto grau é disposto para desviar o overflow para uma instalação de armazenamento de rejeitos e para alimentar o underflow para um tanque de alimentação de filtro. Mais preferencialmente, todo o material do moinho de remoagem é alimentado para um separador magnético que desvia o material não magnético para a instalação de armazenamento de rejeitos e alimenta o material magnético para um ou mais espessadores de lamas por CCD.

[0030] Em uma forma preferencial, um ou mais espessadores de lamas são dispostos para desviar o overflow para a instalação de armazenamento de rejeitos e para alimentar o underflow para o tanque de alimentação de filtro. Mais preferencialmente, o aparelho inclui um separador ciclônico disposto para alimentar o overflow para os referidos um ou mais espessadores de lamas, e para alimentar o underflow para a referida peneira para o peneiramento. Ainda mais preferencialmente, o aparelho fornece um circuito de melhoramento de produto, pelo qual a porcentagem em teor de massa de ferro pode ser aumentada para garantir um grau específico.

[0031] Preferencialmente, o aparelho fornece um circuito de melhoramento de produto, pelo qual a porcentagem em teor de massa de ferro pode ser aumentada para garantir um grau de pelo menos 67% em peso de teor de ferro (Fe).

[0032] Em uma forma, o espessador de concentrado de alto grau é capaz de fornecer um produto de magnetita de alto grau, por exemplo, 25% do produto total com um grau de Fe de pelo menos 68%.

[0033] Preferencialmente, o circuito de melhoramento de produto minimiza a moagem adicional ao processar apenas 15-20% do material alimentado ao separador ciclônico cons e ao garantir que um produto concentrado final esteja a P 98 de 45 µm (peneira) para atingir o grau alvo de pelo menos 67% de Fe e menos de 6% de SiO 2.

[0034] Também é divulgado um método de remoção de água da magnetita, o qual inclui a etapa de extrair água da magnetita em virtude do magnetismo da magnetita, pelo qual a magnetita se junta sob atração magnética, espremendo, desse modo, a água para fora e para longe da magnetita.

[0035] Preferencialmente, o método inclui a etapa de usar um tambor magnético para fazer com que a magnetita se comprima em direção ao tambor, expelindo, desse modo, a água da magnetita. Mais preferencialmente, o tambor é disposto de modo que o material de magnetita se desprenda do tambor magnético sob a força gravitacional após a expulsão da água. Ainda mais preferencialmente, a magnetita é alimentada ao longo de uma correia filtrante que permite que a água saia da magnetita e através da correia filtrante.

[0036] Também é divulgado um aparelho para remoção de água da magnetita, incluindo um tambor magnético disposto de modo a fazer com que a magnetita se comprima em direção ao tambor, expelindo, desse modo, a água da magnetita.

[0037] Preferencialmente, o aparelho inclui uma correia filtrante transportadora disposta de modo que a magnetita transportada ao longo de uma superfície superior da correia filtrante se comprima para baixo sob a atração magnética dentro da magnetita de modo que a água seja expelida da magnetita e drenada através da correia filtrante transportadora.

[0038] Mais preferencialmente, o aparelho é configurado para atingir um teor de umidade alvo menor ou igual a 10% p/p.

[0039] De acordo com outro aspecto da presente invenção, um aparelho para processamento do minério de ferro magnetita é proporcionado, o qual inclui uma primeira prensa de rolos de alta pressão (HPGR) para britar o minério de ferro magnetita em partículas e uma segunda prensa de rolos de alta pressão (HPGR) para moer as partículas.

[0040] Preferencialmente, a primeira prensa de rolos de alta pressão tritura o minério de ferro magnetita de uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de pelo menos 80 mm, 100% de passagem (F10080mm), para uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de 8 mm, 100% de passagem (F1008mm).

[0041] Em uma forma preferencial, a segunda prensa de rolos de alta pressão tritura as partículas de uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de pelo menos 80 mm, 100% de passagem (F10080mm), para uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de 8 mm, 100% de passagem (F1008mm)

[0042] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de processamento de um corpo de minério magnetita de baixa umidade por meio de um circuito HPGR de dois estágios que permite a otimização da HPGR para trabalhar a partir do tamanho superior de 80 mm para produzir um produto P 80 de 80 µm para reduzir o consumo de energia.

[0043] Preferencialmente, um primeiro circuito HPGR está em circuito fechado com uma peneira e um segundo circuito HPGR é fechado com um sistema Classificador de Ar/ Filtro de manga.

[0044] Mais preferencialmente, os dois circuitos são separados por Separação Magnética a Seco, para remover o material residual não magnético antes do segundo circuito, reduzindo assim a saída/vazão e a moagem adicional para o segundo circuito HPGR.

[0045] De acordo com outro aspecto da presente invenção, um aparelho para processamento do minério de ferro magnetita é proporcionado, o qual inclui um ciclone a montante e um moinho para moer partículas, em que o ciclone a montante é disposto para operar como um divisor pelo desvio do material em um overflow do ciclone a montante para contornar o moinho e pela alimentação do material em um underflow do ciclone a montante para o moinho, e em que o aparelho inclui um separador magnético disposto para enviar o material magnético para o referido ciclone a montante e para desviar o material não magnético.

[0046] Preferencialmente, o separador magnético é disposto para desviar o material não magnético para uma instalação de armazenamento de rejeitos.

[0047] De acordo com outro aspecto da presente invenção, um aparelho usado para processar o minério de ferro magnetita é proporcionado, o aparelho incluindo uma peneira disposta para enviar o material de tamanho maior para um moinho de remoagem e o material de tamanho menor para um espessador de concentrado de alto grau e incluindo um sistema do tipo espessador por Decantação em Contracorrente (CCD) para aprimorar o grau do produto.

[0048] Preferencialmente, o aparelho fornece um circuito de melhoramento de produto, pelo qual o teor de massa de ferro pode ser aumentado para garantir um grau de pelo menos 67% em peso de teor de ferro (Fe) de 64 a 65% em peso dos fluxos de alimentação de magnetita de Fe total com mínimo de perda pela remoção das lamas (ciclone cons) antes do processamento de hidrosseparação adicional e pela limitação do material de +45 micra em < 2% em peso no fluxo de produto final por meio de peneiras Derrick seguidas por moinhos de remoagem e separadores magnéticos para limitar a perda de massa de tamanho maior.

[0049] De acordo com outro aspecto da presente invenção, um aparelho de processamento de minério de ferro magnetita é proporcionado, o aparelho incluindo uma peneira disposta para enviar o material de tamanho maior para um moinho de remoagem e o material de tamanho menor para um espessador de concentrado de alto grau, o aparelho incluindo um sistema do tipo espessador por Decantação em Contracorrente (CCD) para aprimorar o grau do produto.

[0050] Preferencialmente, o aparelho inclui um separador ciclônico disposto para alimentar o overflow para um ou mais espessadores de lamas por CCD e para alimentar o underflow à referida peneira para o peneiramento, o aparelho também inclui um circuito de melhoramento de produto que minimiza a moagem adicional ao processar apenas 15-20% do material alimentado ao separador ciclônico e ao garantir que um produto concentrado final esteja a P98 de 45 µm (peneira) para atingir o grau alvo de pelo menos 67% de Fe e menos de 6% de SiO2.

[0051] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de remoção de água do concentrado de magnetita fina (P80L ≤ 45μm ou mais especificamente P80L de 25μm - 35μm) a ≤ 10% p/p de teor de umidade, com um aparelho para remoção de água da magnetita como descrito acima, onde a magnetita desaguada é descarregada do tambor e adicionalmente desaguada usando uma correia filtrante transportadora disposta de modo que a magnetita transportada ao longo da superfície superior da correia filtrante se comprima para baixo sob a atração magnética dentro da magnetita de modo que a água seja expelida ainda mais da magnetita e drenada através da correia filtrante transportadora.

Breve Descrição dos Desenhos

[0052] Uma concretização preferencial da invenção será descrita, a título de exemplo não limitativo apenas, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0053] Figura 1 é um fluxograma de processamento geral do “Estágio 2”, incluindo os Módulos 1 a 7;

[0054] Figura 2 ilustra os Módulos 1 e 2;

[0055] Figura 3 ilustra o Módulo 3;

[0056] Figura 4 ilustra o Módulo 4;

[0057] Figura 5 ilustra o Módulo 5, incluindo os Módulos 5A, 5B e 5C;

[0058] Figura 6 ilustra o Módulo 6;

[0059] Figura 7 ilustra o Módulo 7;

[0060] Figura 8 ilustra os Módulos 3 e 4 combinados;

[0061] Figura 9 ilustra os Módulos 5A e 5B combinados;

[0062] Figura 9a ilustra um fluxograma alternativo que se expande ainda mais na Figura 9 para demonstrar o segundo circuito para moer o material mais difícil que passou através do primeiro circuito do moinho;

[0063] Figura 10 ilustra o Módulo 5C; e

[0064] Figuras 11 a 18 ilustram uma alternativa à filtração hiperbárica, os tambores magnéticos de remoção de água sendo seguidos pelas correias filtrantes.

Descrição Detalhada

[0065] Ilustram-se, com referência às Figuras 1 a 18, um método e aparelho para processamento de magnetita de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção.

[0066] A Figura 1 ilustra o processamento do Estágio 2 em sua totalidade, enquanto a Figura 2 mostra a britagem primária e a britagem secundária nos Módulos 1 e 2. Em relação à Figura 3, um método de processamento de minério de ferro magnetita é mostrado, o qual inclui a etapa de usar a prensa de rolos de alta pressão (HPGR) 10 para britar a magnetita. Deve-se notar que a prensa de rolos de alta pressão 10 é usada em um modo de trituração/britagem terciária em vez de em um modo de moagem.

[0067] No exemplo representado, a etapa de usar uma prensa de rolos de alta pressão 10 tritura a magnetita de uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de pelo menos 80 mm para uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de 8 mm. Mais preferencialmente, a etapa de usar uma prensa de rolos de alta pressão 10 tritura a magnetita de uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de pelo menos 80 mm, 100% de passagem (F10080mm), para uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de 8 mm, 100% de passagem (F1008mm).

[0068] No caso de uma marca/ modelo particular de máquina, a etapa de usar uma prensa de rolos de alta pressão 10 pode incluir o uso da prensa de rolos de alta pressão 10 com um rolo de 2,4 m de diâmetro x 2,2 m de largura funcionando a uma pressão de 4N/mm2 e velocidade de rolo de 2,7 m/s.

[0069] O método pode incluir ainda a etapa de usar uma peneira seca 12 para gerar um produto consistente e a etapa de usar uma unidade de separação magnética a seco (DMS) 14 para descartar materiais não magnéticos. A unidade de separação magnética a seco 14 pode ter um tambor de fabricação de compósito para evitar o superaquecimento causado por um fenômeno de corrente de fuga em um tambor de aço.

[0070] Em relação à Figura 4, o método pode incluir ainda a etapa de passar as partículas através de um classificador de ar 16 que separa as partículas finas que são alimentadas para um filtro de manga 18 das partículas grossas que são realimentadas a uma outra prensa de rolos de alta pressão 20 para moer as partículas de F 1006-8 mm a P8060-100 µm.

[0071] Em outro aspecto, um aparelho para processamento de minério de ferro de magnetita é proporcionado, o qual inclui uma unidade de separação magnética a seco (DMS) 14 com um tambor de fabricação de compósito, a unidade de separação magnética a seco 14 sendo para eliminar materiais não magnéticos.

[0072] Na Figura 3, o aparelho para processamento de minério de ferro de magnetita inclui uma prensa de rolos de alta pressão (HPGR) 10 para britar a magnetita. O aparelho para processamento de minério de ferro magnetita inclui uma peneira seca 12 para separar as partículas de tamanho menor das partículas de tamanho maior que são recicladas de volta através da prensa de rolos de alta pressão 10.

[0073] Na Figura 4, o aparelho para processamento do minério de ferro magnetita inclui uma outra prensa de rolos de alta pressão (HPGR) 20 para moer as partículas de F1006-8 mm a P8060-100 µm e um classificador de ar 16 para separar o material que deve ser extraído do material que deve ser realimentado para a prensa de rolos de alta pressão adicional 20 para moagem adicional.

[0074] Em relação à Figura 8, que mostra os Módulos 3 e 4 combinados, em outro aspecto, um aparelho para processamento do minério de ferro magnetita é proporcionado, o qual inclui uma primeira prensa de rolos de alta pressão 10 para britar a magnetita, uma peneira seca 12 para realimentar seletivamente o material para a primeira prensa de rolos de alta pressão 10, um classificador de ar 16, para realimentar seletivamente o material grosso para a segunda pressão alta moagem rolo 20, uma segunda prensa de rolos de alta pressão 20 para moer ainda mais o material de magnetita para retornar ao classificador de ar 16, e uma unidade de separação magnética a seco (DMS) 14 para descartar materiais não magnéticos, em que a unidade de separação magnética a seco 14 está fora dos dois circuitos de realimentação associados as primeira e segunda prensas de rolos de alta pressão 10,

20.

[0075] Com referência à Figura 9, um aparelho para processamento de minério de ferro de magnetita na forma dos Módulos 5A e 5B é proporcionado, o qual inclui um ciclone a montante 22 e um moinho 24 para moer partículas, em que o ciclone a montante 22 é disposto de modo a operar como um divisor pelo desvio do material em um overflow do ciclone a montante 22 para contornar o moinho 24 e pela alimentação do material em um underflow do ciclone a montante 22 para o moinho 24.

[0076] O moinho 24 pode ter a forma de um moinho de Remoagem de Alta Intensidade (HIGmill). O moinho 24 pode ser disposto no aparelho sem nenhum caminho de realimentação para o moinho 24.

[0077] Em uma forma, o ciclone 22 é disposto para desviar aproximadamente 25% do material para contornar o moinho 24. O ciclone 22 pode ser disposto para desviar o material finamente moído em torno do moinho para evitar a moagem excessiva do material de alimentação e, assim, reduzir o consumo geral de energia do moinho. O moinho pode ser configurado para operar em um modo de moagem de baixa energia comparável, onde as partículas difíceis podem passar através da configuração de circuito aberto acima do tamanho de moagem alvo para serem processadas e/ou descartadas através das etapas de processamento posteriores.

[0078] Como mostrado na Figura 9, o aparelho inclui um espessador de lamas a jusante 26 (e possivelmente mais de um), em que o espessador de lamas a jusante 26 é alimentado com material do moinho 24 e do overflow de ciclone a montante. Mais preferencialmente, o espessador de lamas a jusante 26 é disposto para deslamagem do material do moinho 24 e do overflow de ciclone a montante 22 a uma taxa crescente para descartar sílica e materiais não magnéticos.

[0079] Em uma forma particular, o espessador de lamas a jusante é disposto para deslamagem do material do moinho 24 e do overflow de ciclone a montante 22 a uma taxa crescente para descartar sílica e materiais não magnéticos com perdas de material magnético relativamente baixas em comparação com a perda de massa. Especificamente, o espessador de lamas a jusante 26 pode ser disposto para deslamagem do material do moinho 24 e do overflow de ciclone a montante 22 a uma alta taxa crescente de 8-10 m/h para descartar sílica e materiais não magnéticos com perdas de material magnético relativamente baixas em comparação à perda de massa.

[0080] O espessador de lamas a jusante pode ser disposto de modo que um overflow do espessador de lamas a jusante 26 seja desviado para uma instalação de armazenamento de rejeitos 28, enquanto um underflow do espessador de lamas a jusante 26 é alimentado adiante para processamento posterior.

[0081] Assim como mostrado na Figura 9, o aparelho inclui um separador magnético 30 disposto para enviar o material magnético para o referido ciclone a montante 22 e para desviar o material não magnético para a instalação de armazenamento de rejeitos 28. Mais preferencialmente, o referido separador magnético 30 fornece separação magnética a úmido.

[0082] Em outro aspecto, há um aparelho para processar minério de ferro magnetita, incluindo um moinho 24 para moer partículas de minério, em que o moinho 24 está na forma de um moinho de Remoagem de Alta Intensidade (HIGmill).

[0083] Com referência ao Módulo 5C mostrado na Figura 10, um aparelho para processamento de minério de ferro magnetita também é divulgado aqui, o qual inclui uma peneira 32 (que pode ser na forma de uma peneira de Vibração de Alta Frequência) disposta para enviar o material de tamanho maior para um moinho de remoagem 34 e o material de tamanho menor para um espessador de concentrado de alto grau 36.

[0084] O espessador de concentrado de alto grau 36 é disposto de modo a desviar o overflow para a instalação de armazenamento de rejeitos 28 e a alimentar o underflow para um tanque de alimentação de filtro 38. Todo o material proveniente do moinho de remoagem 34 é alimentado a um separador magnético 40 que desvia o material não magnético para a instalação de armazenamento de rejeitos 28 e alimenta o material magnético para um ou mais espessadores de lamas 42.

[0085] O um ou mais espessadores de lamas por CCD 42 são dispostos para desviar o overflow para a instalação de armazenamento de rejeitos 28 e para alimentar o underflow para o tanque de alimentação de filtro 38. O aparelho inclui um separador ciclônico 44 disposto para alimentar o overflow ao referido um ou mais espessadores de lamas 42 e para alimentar o underflow à referida peneira 32 para o peneiramento. O aparelho fornece, consequentemente, um circuito de melhoramento de produto, por meio do qual a porcentagem em teor de massa de ferro pode ser aumentada para garantir um grau específico.

[0086] Em uma forma, o aparelho pode fornecer um circuito de melhoramento de produto pelo qual a porcentagem em teor de massa de ferro pode ser aumentada para garantir um grau de pelo menos 67% em peso de teor de ferro (Fe).

[0087] O espessador de concentrado de alto grau 36 pode ser capaz de fornecer um produto de magnetita de alto grau, por exemplo, 25% de produto total com um grau de Fe de pelo menos 68%.

[0088] O circuito de melhoramento de produto é capaz de minimizar a moagem adicional ao processar apenas 15-20% do material alimentado ao separador ciclônico 44 e ao garantir que um produto concentrado final esteja a P98 de 45 µm (peneira) para atingir o grau alvo de pelo menos 67% de Fe e menos de 6% de SiO 2.

[0089] Com referência às Figuras 11 a 18, um método de remoção de água da magnetita 46 também é divulgado aqui, o qual inclui a etapa de extrair água da magnetita 46 em virtude do magnetismo da magnetita 46, pelo qual a magnetita 46 se junta sob atração magnética, espremendo, desse modo, a água para fora e para longe da magnetita 46. A Figura 11 mostra um recipiente 47, onde o método pode ser realizado, enquanto as Figuras 12 a 18 mostram mais detalhes do aparelho de remoção de água.

[0090] O método pode incluir a etapa de usar um tambor magnético 48 (vide Figuras 13 e 15) para fazer com que a magnetita 46 se comprima em direção ao tambor 48, expelindo, desse modo, a água da magnetita 46. O tambor 48 pode ser disposto de modo que o material de magnetita 46 se desprenda do tambor magnético 48 sob a força gravitacional após a expulsão da água. Em uma forma, a magnetita 46 pode ser alimentada ao longo de uma correia filtrante 50 que permite que a água saia da magnetita 46 e através da correia filtrante 50.

[0091] Também é divulgado um aparelho para drenar magnetita, que inclui um tambor magnético 48 disposto para fazer com que a magnetita se comprima em direção ao tambor 48, expelindo, desse modo, a água da magnetita.

[0092] O aparelho pode incluir uma correia filtrante transportadora 50 disposta de modo que a magnetita transportada ao longo de uma superfície superior da correia filtrante 50 se comprima para baixo sob a atração magnética dentro da magnetita de modo que a água seja expelida da magnetita e drenada através da correia filtrante transportadora 50.

[0093] Mais preferencialmente, o aparelho é configurado para atingir um teor de umidade alvo menor ou igual a 10% p/p.

Exemplo

1. GLOSSÁRIO TABELA 1: Glossário de termos Abreviação Definição BBWi Índice de Trabalho de Bond CCD Decantação em Contracorrente CHF Instalação de Manuseio de Concentrado COS Pilha de Estocagem de Minério Bruto CWi Índice de Trabalho de Britagem DMS Separação Magnética a Seco dt/h Toneladas Secas por Hora DTR Recuperação de Tubo Davis Distribuição de Tamanho de Partícula de Alimentação - 80% F80 de passagem Fe Ferro FORTESCUE/FMG Fortescue Metals Group Ltd G Gauss g/t Gramas por Tonelada

HPGR Prensa de Rolos de Alta Pressão kg Quilogramas km Quilômetro kW Quilowatts kWh/t Quilowatt-hora por tonelada μm Micrômetros m Metros m3/h Metros cúbicos por hora mFe Ferro Magnético mm Milímetro

Pa Pascals

Mtpa Milhões de toneladas por ano dMtpa Milhões de toneladas secas por ano

O/F Overflow

O/S Partícula/ Material de Tamanho Maior

Distribuição de Tamanho de Partícula de Produto - 80% de P80 passagem

Distribuição de Tamanho de Partícula de Produto - 98% de P98 passagem

ROM Run of Mine rpm Revoluções por minuto

SiO2 Sílica t/h Toneladas por Hora

Toneladas por metro quadrado por hora, referente à taxa de t/m2h Decantação/Assentamento específico

TSF Instalação de Armazenamento de Rejeitos

U/F Underflow

U/S Partícula/ Material de Tamanho Menor VS Velocidade Variável VSD Acionamento de Velocidade Variável w/w Peso/peso WMS Separação Magnética a Úmido VSD Velocidade variável

2. PLANTA DE ESTÁGIO 2 DO NORTH STAR

[0094] A planta de Estágio 2 é projetada para processar 62,5 Mtpa de alimentação de ROM em uma DTR MR de 32% para produzir 20 dMtpa de produto concentrado de magnetita contendo 67,1% de Fe e 5,6% de SiO 2 a uma P80 nominal de 30 μm, com uma recuperação de Fe magnético de 100% (em comparação com os resultados do teste de laboratório DTR da alimentação de ROM).

[0095] A Planta de Processo principal consiste nas seguintes instalações de planta seca e úmida: • Britagem Primária • Britagem secundária • Peneiramento/ Britagem terciária por HPGR • Classificação de ar / Moagem por HPGR • Moagem fina com separação magnética e deslamagem • Circuito de melhoramento de concentrado CMS • Espessamento de concentrado e rejeitos • Tubulação terrestre para a porta • Filtração de concentrado e instalação de armazenamento na porta.

2.1. Fluxograma Geral do Processo

[0096] Extensos programas de trabalho de teste e modelagem de processos foram conduzidos ao longo de mais de 5 anos para estabelecer e validar a base do projeto para o fluxograma de processo. Este teste utilizou material de perfuração de núcleo diamantado, bem como operações iniciais de mineração. Extensos testes laboratoriais e de fornecedores foram validados e confirmados pela operação da planta de demonstração do Estágio 1 e da planta piloto no local configurado para o fluxograma do Estágio 2.

[0097] Os corpos de minério de baixa umidade da North Star, Eastern Limb e Glacier Valley permitem um processo a seco usando britagem de dois estágios, HPGRs, peneiramento e classificadores de ar, substituindo o processo úmido mais convencional (e de alto consumo de energia) de moagem de bolas e ciclonagem. O uso de moinhos de remoagem agitados de maior eficiência para processamento úmido subsequente reduz ainda mais o consumo de energia.

[0098] Com base nos dados operacionais da planta de demonstração do Estágio 1 e extenso trabalho de teste em laboratórios de fornecedores e na planta piloto da North Star, o fluxograma do Estágio 2 foi desenvolvido, designando a planta nas seguintes sete áreas modulares: • Módulo 1 - Britagem Primária • Módulo 2 - Britagem Secundária • Módulo 3 - Britagem Terciária • Módulo 4 - Moagem • Módulo 5 - Moagem Fina • Módulo 6 - Rejeitos • Módulo 7 - Remoção de água (porta)

[0099] O fluxograma geral de processamento do Estágio 2 é mostrado na Figura 1.

2.2. Planta de Processo

[00100] A planta de processo do Estágio 2 é projetada para processar 62,5 Mtpa de alimentação de ROM em uma DTR MR de alimentação de ROM de 32% para produzir 20 Mtpa de produto concentrado de magnetita contendo 67,1% de Fe e 5,6% de SiO 2.

[00101] A Tabela 3 mostra um resumo dos principais equipamentos da Planta do Estágio 2. TABELA 3: Resumo dos Principais Equipamentos do Estágio 2 Potência Número instalada Equipamento Detalhes de (kW) por Unidades unidade Britadores Primários Britador giratório semimóvel de 63"- 2 1.500 130" (1,6 m - 3,3 m) para tamanho máximo de alimentação de 1.250 mm

Britadores Britadores cônicos de 1.050 kW 6 1.050 Secundários para tamanho máximo de alimentação de 400 mm Peneiras Peneiras banana de 3,6 m de 10 90 largura x 7,3 m de comprimento HPGRs de Britagem rolo de 2,4 m de diâmetro x 2,2 m 4 2 x 5.100 ou Terciária de largura funcionando a uma 5.700 pressão de 4N/mm2 e velocidade de rolo de 2,7 m/s Separadores Tambor único de 1,22 m de 20 7.5 Magnéticos a Seco diâmetro x 4,0 m, 3000 Gauss

Classificadores de ar - 6,1 m de diâmetro, 0,76 Mm3/h 12 2.520 estáticos/dinâmicos

Filtros de manga Tamanho completo - 25.000 m2 de 6 1.056 área de tecido

HPGRs de Moagem rolo de 2,2 m de diâmetro x 2,0 m 8 2 x 3.400 Primária de largura funcionando a uma pressão de 4N/mm2 e velocidade de rolo de 2,0 – 2,2 m/s Separadores Tambor único de 1,2 m de diâmetro 64 11 Magnéticos a Úmido x 3,05 m, 1150 Gauss de Rougher Ciclones a Montante 250 mm de diâmetro, 8 grupos de 128 N/A 16 ciclones cada Moinhos de HIGmill 5000 (2,4m dia, 50.000 8 5.000 Remoagem Fina litros) Espessadores de 4 + 1 17m dia CCDs 5 N/A lamas Separadores Tambores triplos, cada um com 1,2 48 33 Magnéticos a Úmido m de diâmetro x 3,05 m, 1000 de Cleaner Gauss Ciclones Cons 250 mm de diâmetro, 4 grupos de 88 N/A 22 ciclones cada Peneiras Vibratórias Peneira vibratória de alta frequência 88 1,8 de Alta Frequência Multifeed 48-90MS-3 com três painéis tipo sanduíche de aço SWG48-30DF280 Moinhos de HIGmill 5000 (2,4m dia, 50.000 2 5.000 Remoagem litros)

Separadores Tambores triplos, cada um com 1,2 7 33 Magnéticos a Úmido m de diâmetro x 3,05 m, 1000 de ReCleaner Gauss Espessadores/ 2 + 1 17m dia CCDs 3 N/A Cleaner de Concentrado Espessador de Espessador de alta taxa de 26 m de 1 15 concentrado de alto diâmetro grau

Espessador de Espessador de alta taxa de 69m de 3 30 Rejeitos diâmetro Bombas de bombas centrífugas 10 1.680 transferência de rejeitos Bombas de bombas de deslocamento positivo 4 1.060 transferência de concentrado Espessador de Espessador de alta taxa de 50 m de 1 30 Concentrado (porta) diâmetro Filtros de concentrado Tambores de remoção de água 8 40 (porta) com correias filtrantes a vácuo

3. DESCRIÇÃO DO PROCESSO

3.1. Módulo 1 - Britagem Primária (F100 1,2m a P100 400mm)

[00102] Dos dedos de ROM preparados das operações de mineração, o minério ROM é carregado em caminhões de mineração Caterpillar 793F ou basculantes traseiros equivalentes e transportado para dois britadores primários do tipo giratório. Os britadores primários recebem minério com um tamanho médio de F 80 de 310 mm (baseado em modelagem de detonação ANFO pesado) e com uma umidade média de 0,6%. Com base em um desenho CWi de 21 kWh/t, dois britadores primários são capazes, cada um, de fornecer um produto triturado com um P 80 de 140-160 mm que é transportado para a britagem secundária a jusante no Módulo 2.

[00103] Na utilização on-stream de aproximadamente 76,5% (6700 h/a), cada britador primário processará nominalmente 4,630 t/h de material e terá uma taxa de transferência projetada de 6.600 t/h. Essa capacidade extra permite que a mineração alimente cada britador primário (e subsequentes britadores secundários a jusante) de uma proporção de 50/50 até uma proporção de 60/40 no máximo. Vide a Figura 2.

3.2. Módulo 2 - Britagem Secundária (F100 400 mm a P100 80 mm)

[00104] A britagem secundária visa reduzir o tamanho do produto do britador primário antes de enviar o material para as pilhas de estocagem de minério bruto (COS). Seis britadores secundários do tipo cone operam cada um a uma taxa de rendimento nominal de 1.540 t/h, com uma utilização on-stream de 76,5%. O minério é descarregado dos britadores a um P80 de 40 mm a 45 mm e enviado a COS. A COS é composta por quatro pilhas de estocagem que permitem que o material seja empilhado de acordo com as faixas de recuperação de massa alvo (baixa, média e alta). Um intervalo de tempo médio móvel dos dados da análise magnética on-line ajudará o empilhador radial a direcionar o material triturado para as pilhas correspondentes.

[00105] A COS serve como um ponto de interrupção entre os Módulos 1 e 2 a montante (utilização on-stream de 76,5%) do resto da planta, que opera com uma utilização on-stream de 84,5%, fornecendo até 12 horas de armazenamento ativo antes de exigir que os tratores empurrem o material para frente para o processamento a jusante. Quatro alimentadores de esteira sob a COS ajustam a mistura para garantir uma alimentação de recuperação de massa uniforme para o Módulo 3 a jusante. Vide a Figura 2: Módulos 1 e 2.

3.3. Módulo 3 - Britagem Terciária (F10080mm a P100 8 mm)

[00106] A britagem terciária por HPGR foi introduzida no fluxograma North Star 2 para permitir uma alimentação consistente e fina para a moagem primária. O minério triturado secundário da pilha de minério bruto (F10080mm) é alimentado ao circuito de britagem da HPGR para gerar um produto de menos 6 a 8 mm. Quatro HPGRs de britagem são fechados com dez peneiras banana secas de dois decks para gerar um produto consistente. Para o fluxograma de produção de concentrado de 20 Mtpa,

8.340 t/h de minério sai da peneira com tamanho inferior a um P80 de 4,2 mm após ser passado 2,25 vezes pelas HPGRs do Módulo 3 e triturado a partir de uma alimentação F80 de 43 mm.

[00107] O material de tamanho menor da peneira é então alimentado para vinte unidades de separação magnética a seco (DMS) para efetivamente descartar sílica e materiais não magnéticos antes de ser enviado para posterior moagem primária a jusante. O tamanho superior do fluxograma de 8 mm foi selecionado com base nos dados e testes da planta IBO. Consequentemente, a operação DMS processará a alimentação de MR de 32% em um tambor seco tipo terra-rara a 3000G e rejeitará 17% da massa total (principalmente sílica e outros não magnéticos) com uma baixa perda de material magnético de 1,5%. Vide a Figura 3.

[00108] Para o fluxograma de produção de concentrado de 20 dMtpa, os rejeitos DMS equivalem a 10,5 dMtpa de material com uma composição nominal de 16,3% de Fe e 51,8% de SiO2 sendo enviada para empilhamento de rejeitos secos. Vide Figura 3: Módulo 3.

3.4. Módulo 4 - Britagem Primária (F1006-8 mm a P8060-100 μm)

[00109] Oito HPGRs em serviço de moagem operam em circuito fechado com classificação de ar para produzir um produto P80 de 80 μm para alimentar a planta úmida. A descarga do produto de HPGR tem como meta 20% em massa do produto de descarga ser ≤ 80 μm ao receber uma alimentação com um BBWi de ≤ 20,8 kWh/t e operar a uma carga circulante de 490%.

[00110] O material do produto Módulo 3 de menos de 6 mm é transportado com produto moído da HPGR recirculado para o compartimento de alimentação do classificador de ar. Dez sistemas de classificação de ar operam em paralelo para remover partículas finas geradas a partir do produto HPGR visando um P80 de cerca de 80 μm. Para cada sistema AC, o minério é retirado da base do compartimento de alimentação AC por um alimentador vibratório de classificador de ar de velocidade variável para proporcionar uma taxa de alimentação constante para os separadores estáticos.

[00111] O sistema classificador de ar é um separador de três produtos, composto de separadores estáticos e dinâmicos. A seção estática separa um corte de “partículas finas mais grossas” do classificador de ar, que é então transportado para o separador dinâmico. Dentro do separador dinâmico, as partículas finas são refinadas ainda mais visando um produto de saída para o filtro de manga a um P80 de 80 μm e um tamanho superior de <2 mm. O material grosso descarregado das seções estáticas e dinâmicas dos classificadores de ar é combinado e enviado para os compartimentos de alimentação de moagem de HPGR.

[00112] A fração do produto do classificador dinâmico (P80 80 μm) é recuperada por meio de um sistema de filtro de manga e transportada por transportadores cobertos para seis tanques de polpa/lama grossa agitados, onde a água do processo é adicionada para misturar/empastar as partículas finas a uma densidade de sólidos de 50% p/p. A pasta é então bombeada para dois tanques de alimentação RMS agitados, onde é posteriormente diluída para uma densidade de sólidos de 30% p/p antes de ser alimentada para o Circuito de Separação Magnética a Úmido de Rougher. Vide a Figura 4.

3.5. Módulo 5 - Moagem Fina (F80 80 μm a P80 35 μm)

[00113] O Módulo 5 consiste na planta de concentração úmida, conforme ilustrado na Figura 5.

[00114] O Módulo é subdividido nos seguintes: • Módulo 5A - consiste na separação magnética a úmido de rougher (WMS) e classificação por ciclone • Módulo 5B - consiste em moagem fina e deslamagem • Módulo 5C - consiste em separação magnética a úmido de cleaner (WMS) e um circuito de melhoramento de produto concentrado

[00115] Dentro do Módulo 5A, as partículas finas do classificador de ar do Módulo 4 são bombeadas a uma densidade de sólidos de 30% p/p para as unidades Rougher WMS (RMS). As unidades RMS são tambores únicos com ímãs de ferrite de cerâmica operando a uma intensidade magnética de 1150 G. Para o fluxograma de produção de concentrado de 20 dMtpa, as unidades RMS rejeitam 38% da massa total em rejeitos, enquanto limitam as perdas de Fe magnético (mFe) a 1,8%. Os RMS cons são enviados para hidrociclones para remover material fino <P 80 de 35 μm (laser) antes de serem enviados para moinhos agitados que são projetados para moer até um tamanho de produto P80 de 35 μm (laser). Consequentemente, 25% do material enviado aos hidrociclones é encaminhado para overflow e contorna os moinhos agitados para reduzir o consumo de energia devido à moagem excessiva.

[00116] Dentro do Módulo 5B, moinhos agitados de circuito aberto são usados para moer o underflow do hidrociclone a um F80 de 105 μm (peneira) para produzir um produto P80 de 35 μm (laser) e consumir 9 kWh/t de energia. O produto de moagem fina é então combinado com o overflow do hidrociclone e enviado para o circuito de deslamagem.

[00117] Um circuito de deslamagem de 2 estágios opera em altas taxas crescentes (8 - 10 m/h com base em O/F) para permitir a remoção significativa de sólidos de baixa densidade e alto teor de sílica (até 22% de massa a uma concentração de 59 a 63% de SiO2) enquanto limita as perdas de mFe a 1,5% antes de ser enviado para o circuito CMS. Para o fluxograma de produção de concentrado de 20 dMtpa, cinco CCDs são propostos (4 em paralelo seguido por um em série) para o circuito de deslamagem devido ao seu menor diâmetro e subsequente consumo de água mais baixo.

[00118] Dentro do Módulo 5C, o produto sem lama do Módulo 5B é bombeado a uma densidade de sólidos de 20% p/p para as unidades WMS Cleaner (CMS). As unidades CMS são do tipo Stephenson de tambor triplo com ímãs de ferrite de cerâmica operando a uma intensidade magnética de 1000 G. Para o fluxograma de produção de concentrado de 20 Mtpa, as unidades CMS rejeitam 13% da massa total em rejeitos, enquanto limitam as perdas de Fe magnético (mFe) a 0,6%.

[00119] Dependendo do corpo de minério que está sendo processado, o concentrado de Cleaner estará na faixa de 64-67% de Fe. O trabalho de teste indicou uma diminuição significativa no teor de Fe em frações de tamanho > 45 μm para os depósitos North Star e Eastern Limb. Portanto, a parte restante do Módulo 5C é conhecida coletivamente como o circuito de melhoramento de produto concentrado, onde as etapas de processamento são empregadas para garantir que o produto concentrado final esteja a um P98 de 45 μm (peneira), a fim de atingir a meta de grau de produto final de 67,1% de Fe e 5,6% de SiO2. O equipamento dentro do circuito de melhoramento inclui: • Ciclones cons - o overflow contém aproximadamente 60% da massa cleaner cons de entrada a um P80 de 24 μm (laser) e é enviado para os cleaners do CCD; • Peneiras vibratórias de alta frequência - o underflow contém aproximadamente 60% do U/F do ciclone cons de entrada que é enviado para o espessador de concentrado de alto grau; • Espessador de concentrado de alto grau (HG) - melhora ainda mais a U/S da peneira vibratória de alta frequência em um espessador de alta taxa a um grau de produto de 68 - 69% de Fe; • Moinhos de Remoagem – moe novamente a O/S da peneira vibratória de alta frequência a uma F80 de 69 μm (peneira) para produzir um produto P80 de 26 - 30 μm (laser) e consumindo 12,2 kWh/t de potência; • Separadores magnéticos a úmido de Recleaner - processam o produto do moinho de remoagem a uma densidade de sólidos de 20% p/p através de unidades RCMS (Separação Magnética a Úmido de Recleaner) consistindo nos tipos Stephenson de tambor triplo com ímãs de ferrite de cerâmica operando a uma intensidade magnética de 1000 G. As unidades de RCMS rejeitam 16% da massa total em rejeitos, enquanto limitam as perdas de Fe magnético (mFe) a 1,5%.

• Cleaners por CCD - processa o O/F do ciclone cons e RCMS cons em um circuito de deslamagem de 2 estágios operando em altas taxas crescentes (8 - 10 m/h com base no O/F) para permitir a remoção adicional de sólidos com baixa densidade e sílica elevada (até 8% de massa a 45% de concentração de SiO 2) enquanto limita as perdas de mFe a 1,1%.

[00120] O circuito de melhoramento remove aproximadamente 7% da massa do concentrado do cleaner de entrada para atingir o grau de Fe de 67,2% com uma perda magnética estimada de 1%. Os produtos do espessador HG e CCD são combinados nos tanques de armazenamento de concentrado e subsequentemente bombeados para a porta do Módulo 7 por meio de um duto terrestre.

3.6. Módulo 6 - Rejeitos

[00121] Rejeitos úmidos do RMS, CMS e RCMS são combinados com o overflow dos fluxos de O/F da deslamagem RMS (RMS Deslime) e Cleaner por CCD e enviados para três espessadores de alta taxa de rejeitos antes do bombeamento para uma instalação de armazenamento de rejeitos (TSF). Os espessadores de rejeitos são projetados para atingir uma densidade de underflow de 62% p/p de sólidos enquanto operam a uma taxa de sedimentação específica de 0,3 t/m 2h e taxa crescente de 5 m/h. A adição de floculante foi projetada para 40 g/t com base no trabalho de teste e a adição de coagulante está sendo considerada como uma estratégia de mitigação para reduzir a quantidade de floculante residual na água de processo que fornece água de reposição para os circuitos de deslamagem. Vide a Figura 6.

[00122] Para o fluxograma de produção de concentrado de 20 dMtpa, sólidos de 32 Mtpa com uma composição estimada de 18% de Fe e 52% de SiO2 contendo 19,4 Gl/a de água são transportados por meio de um duto de pasta de 7 km para a TSF. Vide a Figura 6: Módulo 6.

3.7. Módulo 7 - Remoção de água (Porta)

[00123] 2.700 dt/h de pasta a uma densidade de 62% p/p de sólidos é bombeada aproximadamente a 135 km para a porta. Com base no trabalho de teste (Paterson & Cooke), tensão de escoamento de 1,8 Pa e viscosidade plástica de 40 mPa.s foram usadas para os cálculos de bombeamento. A pasta é bombeada a uma densidade de sólidos na faixa de 55% a 68% p/p, a uma velocidade de 1,7 a 1,8 m/s.

[00124] A instalação de filtração da porta é baseada em tambores magnéticos e correias filtrantes e inclui um espessador, tanques de alimentação de filtro, filtros e equipamentos auxiliares, conforme mostrado na Figura 7. Dezesseis tambores e 8 correias filtrantes operam a uma taxa de filtração para atingir um teor de umidade alvo de ≤ 10% p/p. Vide a Figura 7: Módulo 7. Observações: Fluxo do Processo

[00125] Áreas inovadoras e inventivas significativas a serem consideradas são Módulo 3/4 combinados, Módulo 5A/5B e Módulo 5C combinados. Módulo 3 Britagem Terciária e Módulo 4 Moagem: O novo fluxograma permite: • Otimizar para levar a HPGR a trabalhar mais para maximizar a HPGR a promover a microfissuração do material com menor consumo de energia onde: o O tamanho de alimentação de entrada para o Módulo 3 pode ser executado no tamanho superior de 80 mm preferencialmente (e potencialmente a 100 mm) para reduzir a carga na britagem secundária a montante o O tamanho de alimentação de saída do Módulo 4 a um P 80 de 80 μm (e potencialmente até 60 μm) para melhorar a liberação magnética e a redução de energia para os separadores a jusante e moinhos de torre magnéticos, respectivamente. • Separar magneticamente a seco ocorrendo fora dos dois circuitos permite que o tamanho ideal seja enviado ao DMS (tamanho superior de 6 - 8 mm) para descartar efetivamente sílica e materiais não magnéticos com baixas perdas magnéticas (17% de perda de massa com 1,5% de perda magnética). Além disso, com o DMS sendo externo aos circuitos, isso mitiga os efeitos das flutuações de recuperação de massa de ROM de alimentação de entrada para os dois circuitos independentes. Vide a Figura 8. Módulo 5a e 5b Moagem Fina: O novo fluxograma permite: • Otimizar a energia do moinho usando os ciclones a montante como um divisor de “energia”, desviando aproximadamente 25% do material no overflow do ciclone para os espessadores de lamas a jusante.

• Realizar a deslamagem dos produtos de magnetita do overflow do ciclone e moinho em altas taxas crescentes (10 m/h) para descartar efetivamente sílica e materiais não magnéticos com baixas perdas magnéticas (perda de massa de 22% com perda magnética de 1,5% (MFe)) para garantir um melhor desempenho de funcionamento saindo das unidades CMS a jusante. Vide a Figura 9.

[00126] Com referência à Figura 9a, é mostrado um fluxograma alternativo que expande ainda mais as reivindicações 1 a 14, conforme representado na Fig. 9, para demonstrar o segundo circuito para moer o material mais difícil que passou através do primeiro circuito do moinho (Item 24). O produto do moinho do Item 24 é posteriormente processado para remover materiais não magnéticos (por meio dos espessadores de lamas e separadores magnéticos de cleaner), onde o fluxo de concentrado magnético é posteriormente dimensionado por meio de ciclones (para remover partículas finas) e peneiras vibratórias de baixa amplitude e alta frequência onde o fluxo de partículas de tamanho maior da peneira vibratória de baixa amplitude e alta frequência serve como alimentação para o sistema de moinho de circuito aberto de segundo estágio. Embora este sistema de moinho de circuito aberto de segundo estágio seja operado em um modo de moagem de energia mais alta do que o circuito de primeiro estágio, a alimentação para o circuito de segundo estágio é de apenas 12- 18% do fluxo de alimentação para o circuito de moinho de primeiro estágio, minimizando assim o consumo total de energia do moinho, moendo apenas o material maior, de menor vazão e mais difícil. Módulo 5c Circuito de melhoramento de produto: O novo fluxograma permite: • Garantir o grau de Fe em 67+% para todos os corpos de minério considerados para o projeto. Melhoramento típico de 64+% de Fe de 67+% Fe com <10% de perda de massa da alimentação para Módulo 5c (ou 2-3% da alimentação ROM original). • O circuito de melhoramento minimiza a moagem adicional processando apenas 15 - 20% do material de CMS cons e garante que o produto concentrado final esteja a um P98 de 45 μm (peneira) para atingir o grau alvo de 67+% de Fe e < 6% de SiO2. • Potencial para proporcionar um produto de magnetita de alto grau, ou seja, 25% do produto total com um grau de Fe > 68%.

Vide a Figura 10.

[00127] Como será entendido mediante o exposto, um exemplo da invenção fornece um aparelho para processamento do minério de ferro magnetita, incluindo uma primeira prensa de rolos de alta pressão (HPGR) para britar o minério de ferro magnetita em partículas e uma segunda prensa de rolos de alta pressão (HPGR) para moer as partículas. Vantajosamente, o requerente determinou que a economia de energia é alcançada por ter uma primeira HPGR que realiza uma operação de britagem e uma segunda HPGR que faz uma operação de moagem. Não teria sido concebido anteriormente que uma HPGR pudesse ser usada para reduzir uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de 8 mm, 100% de passagem (F1008mm) para produzir um produto P80 de 80 µm devido às vibrações, ao produto ser muito fino, à ausência de espaços e ao estremecimento da máquina. O requerente identificou viscosidade no material, uma capacidade de a HPGR cisalhar o material de minério de ferro da sílica e aplicou inventividade para chegar a um arranjo que permite economia significativa de energia e custos. A presente invenção envolve um resultado inesperado que foi alcançado em virtude do conhecimento, experiência, engenhosidade e investimento de tempo dos inventores.

[00128] Em uma forma, a primeira prensa de rolos de alta pressão pode britar o minério de ferro magnetita de uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de pelo menos 80 mm, 100% de passagem (F10080mm), para uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de 8 mm, 100% de passagem (F1008mm). A segunda prensa de rolos de alta pressão tritura as partículas de uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de pelo menos 80 mm, 100% de passagem (F10080mm), para uma distribuição de tamanho de partícula de alimentação de 8 mm, 100% de passagem (F1008mm).

[00129] De forma vantajosa, proporciona-se um método de processamento de um corpo de minério magnetita de baixa umidade por meio de um circuito HPGR de dois estágios que permite a otimização da HPGR para trabalhar a partir do tamanho superior de 80 mm para produzir um produto P80 de 80 µm para reduzir o consumo de energia. Um primeiro circuito HPGR pode estar em circuito fechado com uma peneira e um segundo circuito HPGR pode ser fechado com um sistema Classificador de ar/ Filtro de manga. Os dois circuitos podem ser separados por separação magnética a seco, para remover material residual não magnético antes do segundo circuito, reduzindo assim a taxa de transferência e moagem adicional para o segundo circuito HPGR.

[00130] De forma vantajosa, os exemplos da presente invenção asseguram que o grau de 67% de Fe é alcançável a partir de fluxos de alimentação de magnetita de Fe total de 64-65% em peso com perda de massa mínima pela (a) remoção de lamas (ciclone cons) antes do processamento de hidrosseparação adicional; e (b) limitação do material de +45 micra a <2% em peso na corrente de produto final por meio de peneiras Derrick seguidas por moinhos de remoagem e separadores magnéticos para limitar a perda de massa de tamanho maior.

[00131] Vantajosamente, a presente invenção fornece um método de remoção de água de concentrado de magnetita fina (P80L ≤ 45μm ou mais especificamente P80L de 25μm - 35μm) a ≤ 10% p/p de teor de umidade, com um aparelho para drenar magnetita, onde a magnetita desaguada é descarregada do tambor e adicionalmente desaguada usando uma correia filtrante transportadora disposta de modo que a magnetita transportada ao longo da superfície superior da correia filtrante se comprima para baixo sob a atração magnética dentro da magnetita de modo que a água seja expelida ainda mais da magnetita e drenada através da correia filtrante transportadora.

[00132] Embora as várias concretizações da presente invenção tenham sido descritas acima, deve ser entendido que elas foram apresentadas a título de exemplo apenas, e não a título de limitação. Será evidente para um técnico no assunto relevante que várias mudanças na forma e nos detalhes podem ser realizadas sem se afastar do espírito e do escopo da invenção. Assim, a presente invenção não deve ser limitada por qualquer um dos exemplos de concretizações descritos acima.

[00133] A referência neste relatório descritivo a qualquer publicação anterior (ou informações derivadas desta), ou a qualquer assunto que seja conhecido, não é, e não deve ser considerada como um reconhecimento ou admissão ou qualquer forma de sugestão de que essa publicação anterior (ou informação derivado desta) ou matéria conhecida faça parte do conhecimento geral comum no campo de atuação ao qual este relatório descritivo se refere.

[00134] Ao longo deste relatório descritivo e das reivindicações que se seguem, a menos que o contexto exija o contrário, a palavra "compreende", e variações como "compreender" e "compreendendo", serão entendidas como implicando a inclusão de um número inteiro declarado ou etapa ou grupo de números inteiros ou etapas, mas não a exclusão de qualquer outro número inteiro ou etapa ou grupo de números inteiros ou etapas.

EXPLICAÇÃO DAS LETRAS DE REFERÊNCIA NOS DESENHOS Figura 1 A Britagem primária (x 2) B Britagem secundária (x 6) C Pilha de estocagem de minério bruto D Prensas de rolos de alta pressão (4) E Partículas finas F Classificadores de ar (x 10) G Linhas de manga (x 6) - 4 de tamanho total/2 de meio tamanho H Materiais magnéticos (Mags) I Partículas de tamanho maior J Partículas de tamanho menor K Peneiras secas (x 10) L Material grosso M Prensas de rolos de alta pressão (x 8) N Separação magnética a seco (x 20) O Pilha de estocagem de rejeitos brutos P Adição de água Q Tanques de transferência de material bruto (x 2) R Overflow do ciclone S Materiais magnéticos de RMS T Separação magnética a úmido de Rougher (x 58) U Materiais não magnéticos de RMS V Overflow do espessador de lamas de RMS W Underflow do ciclone

X Moinhos de remoagem fina (x 7) Y Espessadores de rejeitos (x 3) Z Para instalação de armazenamento de rejeitos Aa Overflow Ba Deslamagem RMS LFCUs (4 x 1) Ca Underflow de deslamagem RMS Da Separação magnética a úmido de Cleaner (x 44) Ea Materiais magnéticos de CMS Fa Overflow do Ciclone Ga Underflow do ciclone Ha Peneiras Derrick (x 80) Ia Partículas de tamanho maior Ja Partículas de tamanho menor Ka Moinho de remoagem (x 2) La Separação magnética a úmido Re-cleaner (x 6) Ma Materiais não magnéticos de CMS Na Materiais não magnéticos de RCMS Oa Espessador de concentrado de alto grau Pa Materiais magnéticos de RCMS Qa Overflow Ra Cleaner por CCD LFCUs (2 x 1) Sa Adição de água Ta Tanques de armazenamento de concentrado (x 4) Ua Tubo de concentrado para a porta Va Tanque de alimentação de filtro de concentrado (x 4) Wa Espessador de concentrado Xa Instalação de manuseio de concentrado da porta Ya Tambores de remoção de água (x 16) Za Filtros de concentrado (x 8) Ab Retorno de PW para OPF Bb Produto concentrado para armazenamento Figura 2

Cb Módulo 1 Db Britagem Primária Eb Módulo 2 Fb Britagem secundária (x 3) Gb Pilha de estocagem de minério bruto Figura 3 Hb Alimentação fresca da COS Ib Prensas de rolos de alta pressão Jb Peneira seca Kb Partículas de tamanho maior Lb Partículas de tamanho menor Mb Materiais magnéticos Nb Para Módulo 4 Ob Separação magnética a seco Pb Materiais não magnéticos Qb Rejeitos de DMS Figura 4 Rb do Módulo 3 Sb Classificador de ar (estático/ dinâmico) Tb Partículas finas Ub Materiais magnéticos Vb Material grosso Wb Filtro de manga Xb Tremonhas de transferência Yb Prensas de rolos de alta pressão Zb Adição de água Ac Tanque de alimentação de RMS Bc para Módulo 5A Figura 5 Cc do Módulo 4 Dc Módulo 5A Ec Overflow do ciclone

Fc Materiais magnéticos de RMS Gc Separação magnética a úmido de Rougher (x 58) Hc Adição de água Ic Tanque de alimentação de RMS Jc Overflow do espessador de lamas de RMS Kc Underflow do ciclone Lc materiais não magnéticos de RMS Mc Moinhos de remoagem fina (x 7) Nc deslamagem RMS LFCUs (4 x 1) Oc para Módulo 6 Pc Materiais magnéticos de CMS Qc Separação magnética a úmido de Cleaner (x 44) Rc Underflow de deslamagem RMS Sc Materiais não magnéticos de CMS Tc Módulo 5B Uc Moinho de remoagem Vc Cleaner por CCD LFCUs (2 x 1) Figura 6 Wc Módulo 5A - materiais não magnéticos de RMS Xc Módulo 5B - O/F de deslamagem RMS Yc Módulo 5C - materiais não magnéticos de CMS Zc Módulo 5C - materiais não magnéticos de RCMS Ad Módulo 5C - O/F de Cleaner por CCD Bd Espessadores de rejeitos (x 3) Cd para instalação de armazenamento de rejeitos Figura 7 Dd Tubo de concentrado para a porta Ed Espessador de concentrado Fd Tanque de alimentação de filtro de concentrado (x 4) Gd Tambores de remoção de água (x 16) Hd Instalação de manuseio de concentrado Id Filtros de Concentrado (x 8)

Jd Produto concentrado para armazenamento Figura 8 Kd Alimentação fresca Ld Módulo 3 Md Prensas de rolos de alta pressão Nd Módulo 4 Od Partículas de tamanho maior Pd Partículas de tamanho menor Qd Peneira seca Rd Materiais magnéticos Sd Classificador de ar (estático/ dinâmico) Td Partículas finas Ud Material grosso Vd Separação magnética a seco Wd Materiais não magnéticos Xd Rejeitos de DMS Yd Prensas de rolos de alta pressão Zd Filtro de Manga Ae Tremonhas de transferência Be Adição de água Ce Tanque de alimentação de RMS De para módulo 5A Figura 9 Ee Classificador de ar de partículas finas Fe Módulo 5a Ge Overflow do Ciclone He Módulo 5b Ie RMS cons Je Rejeitos de RMS Ke Separador magnético Le Ciclone a montante Me para o Módulo 6

Ne Underflow do ciclone Oe para tanque de alimentação do moinho Pe HIGmill Qe Tanque de produto do moinho Re Overflow Se para Rejeitos Te Adição de água Ue Underflow Ve CCD1 We CCD2 Xe Espessadores de lamas Ye para CMS Figura 9a Ze Figura 9 Af Separação magnética de Cleaner Bf Rejeitos de CMS Cf Overflow do ciclone cons Df Ciclone Cons Ef Underflow do ciclone cons Ff Peneira vibratória de baixa amplitude e alta frequência Gf Partícula de tamanho menor da peneira Hf Partícula de tamanho maior If Circuito de moinho de 2º estágio Jf Produto de moinho Figura 10 Kf do Módulo 5C Parte A Lf CMS Cons Mf Overflow do ciclone Nf Underflow do ciclone Of Partícula de tamanho maior Pf Peneira Derrick Qf Partícula de tamanho menor

Rf HG TH Overflow Sf Espessador de concentrado de alto grau Tf Moinho de Remoagem Uf Separação magnética a úmido de Recleaner Vf Rejeitos de RCMS Wf RCMS cons Xf para rejeitos, Módulo 6 Yf Overflow Zf Underflow Ag CCD1 Bg CCD2 Cg CCD3 Dg Adição de Água Eg Espessadores de lamas por CCD Fg Filtro Gg Tanque de alimentação Hg para Filtração, Módulo 7

Claims

Reivindicações

1. APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO MAGNETITA caracterizado por compreender uma peneira disposta para enviar material de tamanho maior para um moinho de remoagem e material de tamanho menor para um espessador de concentrado de alto grau e compreender um sistema do tipo espessador por Decantação em Contracorrente (CCD) para aprimorar o grau do produto.

2. APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO MAGNETITA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo espessador de concentrado de alto grau ser disposto para desviar o overflow para uma instalação de armazenamento de rejeitos e para alimentar o underflow para um tanque de alimentação de filtro.

3. APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO MAGNETITA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo material do moinho de remoagem ser alimentado para um separador magnético que desvia o material não magnético para a instalação de armazenamento de rejeitos e alimenta o material magnético para um ou mais espessadores de lamas por CCD.

4. APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO MAGNETITA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por um ou mais espessadores de lamas serem dispostos para desviar o overflow para a instalação de armazenamento de rejeitos e para alimentar o underflow para o tanque de alimentação de filtro.

5. APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO MAGNETITA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo aparelho compreender um separador ciclônico disposto para alimentar o overflow para os referidos um ou mais espessadores de lamas por CCD e para alimentar o underflow à referida peneira para o peneiramento.

6. APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO MAGNETITA, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo aparelho fornecer um circuito de melhoramento de produto, pelo qual a porcentagem em teor de massa de ferro pode ser aumentada para garantir um grau específico.

7. APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO MAGNETITA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo aparelho fornecer um circuito de melhoramento de produto, pelo qual a porcentagem em teor de massa de ferro pode ser aumentada para garantir um grau de pelo menos 67% em peso de teor de ferro (Fe).

8. APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO MAGNETITA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo espessador de concentrado de alto grau ser capaz de fornecer um produto de magnetita de alto grau, por exemplo, 25% do produto total com um grau de Fe de pelo menos 68%.

9. APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO MAGNETITA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo circuito de melhoramento de produto minimizar a moagem adicional ao processar apenas 15- 20% do material alimentado ao separador ciclônico e ao garantir que um produto concentrado final esteja a P98 de 45 µm (peneira) para atingir o grau alvo de pelo menos 67% de Fe e menos de 6% de SiO2.

10. APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO MAGNETITA caracterizado por compreender uma peneira disposta para enviar material de tamanho maior para um moinho de remoagem e material de tamanho menor para um espessador de concentrado de alto grau e compreender um sistema do tipo espessador por CCD para aprimorar o grau do produto.

11. APARELHO QUANDO USADO PARA PROCESSAMENTO DO MINÉRIO DE FERRO MAGNETITA, o aparelho caracterizado por compreender uma peneira disposta para enviar material de tamanho maior para um moinho de remoagem e material de tamanho menor para um espessador de concentrado de alto grau e compreender um sistema do tipo espessador por Decantação em Contracorrente (CCD) para aprimorar o grau do produto.

12. APARELHO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo aparelho fornecer um circuito de melhoramento de produto, pelo qual o teor de massa de ferro pode ser aumentado para garantir um grau de pelo menos 67% em peso de teor de ferro (Fe) de 64 a 65% em peso dos fluxos de alimentação de magnetita de Fe total com mínimo de perda pela remoção das lamas (ciclone cons) antes do processamento de hidrosseparação adicional e pela limitação do material de +45 micra em < 2% em peso no fluxo de produto final por meio de peneiras Derrick seguidas por moinhos de remoagem e separadores magnéticos para limitar a perda de massa de tamanho maior.

13. APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO MAGNETITA, o aparelho caracterizado por compreender uma peneira disposta para enviar material de tamanho maior para um moinho de remoagem e material de tamanho menor para um espessador de concentrado de alto grau, o aparelho incluindo um sistema do tipo espessador por Decantação em Contracorrente (CCD) para aprimorar o grau do produto.

14. APARELHO PARA PROCESSAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO MAGNETITA, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo aparelho compreender um separador ciclônico disposto para alimentar o overflow para um ou mais espessadores de lamas por CCD e para alimentar o underflow à referida peneira para o peneiramento, pelo aparelho também compreender um circuito de melhoramento de produto que minimiza a moagem adicional ao processar apenas 15- 20% do material alimentado ao separador ciclônico e ao garantir que um produto concentrado final esteja a P98 de 45 µm (peneira) para atingir o grau alvo de pelo menos 67% de Fe e menos de 6% de SiO2.