ARTÍCULOS ORIGINALES

 

Postergação de fechamento de minas de hierro, um estudo de caso no quadrilátero ferrífero (qf) - Brazil

 

Geraldo Yasujiro Omachi ¹, Adilson Curi² , Carlos Enrique Arroyo Ortiz^3
1Eng.de Minas, Mestrando do PPGEM, EM, UFOP
²Eng. de Minas, Doutor, PPGEM, EM, UFOPE-mail:curi@ufop.edu.br
³E-mail:carroyo@ufop.edu.br

 

 

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Resumo

O Quadrilátero Ferrífero (QF) sempre foi a principal província produtora de minério de ferro no Brasil. Dependendo da necessidade de matéria-prima para a siderurgia nacional e internacional, a lavra do minério hematita foi o grande diferencial para atender a demanda. Porém, para atender à demanda externa, tornou-se imprescindível a lavra de outros maciços rochosos com conteúdo de ferro em específico lavrar itabiritos. Este artigo é proposto com o objetivo de avaliar o aumento da vida útil de uma mina de minério de ferro localizada no Quadrilátero Ferrífero (MG). Para ilustrar a proposta foi feito um estudo comparativo real entre um Plano Diretor de Mineração (DMP) de material hematítico e um DMP de material itabirito para uma mesma mina em momentos diferentes, com base em seus respectivos Planos de Exploração Econômica (PAE's). A partir deste estudo busca-se avaliar as necessidades de aumento da vida útil das minas de minério de ferro e consequentemente postergar o fechamento de minas

Palavras-chave: minério de ferro, itabiritos, hematita, mina de vida.

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Abstract

The Iron Quadrangle (QF) has always been the main iron ore producing province in Brazil. Depending on the need for raw materials for the national and international steel industry, the mining of hematite ore has been the great differentiator in meeting demand. However, in order to meet foreign demand, it has become essential to mine other rock masses with iron content, specifically itabirites. The aim of this article is to evaluate the increase in the useful life of an iron ore mine located in the Iron Quadrangle (MG). To illustrate the proposal, a real comparative study was carried out between a Mining Master Plan (DMP) for hematite material and a DMP for itabirite material for the same mine at different times, based on their respective Economic Exploitation Plans (PAE's). The aim of this study is to assess the need to increase the useful life of iron ore mines and consequently postpone mine closures

Keywords: iron ore, itabirites, hematite, life mine.

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1. INTRODUÇÃO

Em virtude da exaustão das j azi das com alto teor de ferro, somada à nec essidade de atendimento ao mercado transoceânico têm-se a necessidade de lavrar material itabirítico, anteriormente considerado estéril. Apesar da queda do preço, há a necessidade em se manter o Market share baseando-se nas premissas de atendimento da qualidade do produto.

Dos anos 1940 ao fim da década de 1960, a primeira fase da mineração de ferro em Minas Gerais se baseou na explotação da hematita. A escassez desse tipo de jazimento nos anos 1970 impulsionou o aproveitamento dos chamados itabiritos friáveis.

A elevada explotação das reservas levou ao esgotamento dos minérios de alto teor de ferro em Minas Gerais, culminando com a necessidade de lavra dos itabiritos pobres. Alguns projetos têm sido desenvolvidos para o aproveitamento destes itabiritos, enquanto outros projetos são desenvolvidos para adequação de usinas existentes para tratamento dos itabiritos pobres do QF. (Carlos, J. G., at al 2013).

Todo Projeto Mineral necessita de um Plano Dretor de Lavra (PDL), que leve em consideração os parâmetros técnicos, econômicos, sociais e ambientais. E estes PDL's são apresentados a Agência nacional de Mineração (ANM). O PDL é apresentado na forma de um PAE. Neste estudo deseja-se apontar as principais diferenças entre dois PAE's de uma mesma mina em diferentes períodos.

 

2. METODOLOGIA

Revisão dos PAE's para levantamento dos dados de: recursos e reservas lavráveis (quantidade e qualidade), escala de produção, investimentos necessários, arranjo geral dos projetos, preço e qualidade dos produtos, índices econômicos dos projetos e evidenciar as principais diferenças dos empreendimentos.

 

3. DADOS DOS PAE'S

3.1 RECURSOS E RESERVAS LAVRÁVEIS

No PAE- I, conforme Tabela 1, "foi projetado a lavra de canga, rolados ricos e hematita friável; do itabirito friável será lavrado apenas a parte cuja remoção se faz necessária para liberar os tipos de minério acima citados. Esta parcela de reserva de itabirito friável será estocada na área da mina para posterior concentração, constituindo no plano de lavra, um material temporariamente considerado como estéril".

Tabela 1.- Recursos disponíveis no PAE-I

De acordo com o plano de lavra da Tabela 2, a reserva lavrável é de 79,23Mt, sendo necessária a remoção de 14,3 Mm³ de estéril franco e 6,4 Mm³ de estéril formação ferrífera que serão dispostos em separado de modo a viabilizar o seu aproveitamento futuro.

Tabela 2.- Reserva Lavrável do PAE-I

No PAE-II, visa o aproveitamento da jazida remanescente de itabiritos friáveis/pobres, que nas pesquisas complementares e atualização das reavaliações de recursos foram estimadas em aproximadamente 48 Mt de hematita e 1,04 Bt (bilhões de toneladas) de itabiritos, totalizando aproximadamente 1,1 Bt (bilhões de toneladas) de itabiritos, totalizando de minério de ferro, conforme Tabela 3.

Tabela 3.- Recurso disponível no PAE-II

No PAE-II, é considerada a lavra de hematitas e itabiritos, com uma nova planta de beneficiamento e disposição de parte do estéril dentro da área exaurida da cava. Ainda, contempla a alimentação em 4 destinos e disposição controlada. Na Tabela 4 constam os destinos, a massa, qualidades e REM.

PLI - Planta adaptada do PAEI

PLT - Planta de beneficiamento de outra mina em processo exaustão

PL ITA - Planta de beneficiamento do PAE-II

ESTOQUE IC - Material a ser estocado da litologia IC (Itabirito Compacto).

Tabela 4.- Tabela de Reserva, PAE-II.

3.2 ESCALA DE PRODUÇÃO

O programa de produção do PAE-I prevê o escalonamento da produção partindo de 460 mil t anuais até atingir 2,3 Mtpa, conforme Tabela 5.

Este plano considera um período de 20 anos de produção em que serão lavradas 22,9 Mt e REM geral de 0,80.

Tabela 5.- Programa de produção informado no PAE-I

A alimentação estimada do PAE-II está na ordem de 55 Mtpa com uma REM médio de 0,54 (t/t), a Tabela mostra a qualidade e massa do ROM.

Tabela 6.- Programa de produção informado no PAE-II

3.3. INVESTIMENTOS NECESSÁRIOS

Para o PAE-I, foram dimensionadas apenas as operações de lavra, portanto, as unidades de apoio são: escritório de campo, oficina de reparos de equipamentos móveis,

almoxarifado, vestiário, postos de serviços e captação de água. E as operações de benefici amento, estocagem e embarque de produtos suportados pelas instalações de apoio existentes na mina em operação nas proximidades.

Tabela 7.- Investimentos de capital, PAE-I

Para o PAE-II, o investimento será de grande monta, devido a instalação de uma nova planta de beneficiamento, barragem de rejeito, aquisição de equipamentos de médio e grande porte e área de estoque e expedição. O processo de beneficiamento necessita de cominuição por etapas sucessivas de britagem em britador de mandíbulas (britagem primária) e britador cônico nas etapas subsequentes (britagem secundária, britagem terciária e quaternária), a classificação

será realizado em peneiramentos vibratórios inclinadas, de alta frequência, hidrociclones, concentração em colunas de flotação e filtragem. Além dos testes em andamento com a inserção da etapa de separação magnética (CCM- Circuito Com separação Magnética). Isso se deve a qualidade do minério com baixo teor de ferro.

As etapas que envolvem a cominuição e classificação compreendem duplo estágio de moagem, dupla classificação, triplo estágio de deslamagem em hidrociclones, concentração por flotação em três estágios (Rougher, Cleaner e Recleaner), peneiramento de alta frequência para o concentrado, filtragem do concentrado, flotação do rejeito arenoso e espessamento de lamas.

No circuito CCM os rejeitos das flotações Rougher, Cleaner e Recleaner serão processados por concentração magnética, garantindo o teor de Fe no rejeito de no máximo 8%.

Será preciso a instalação de Pilha de Disposição de Estéril, barragem de rejeitos, uma nova planta de concentração, um mineroduto desde a planta de concentração até a planta de filtragem (nova) de produto, do pátio de produtos, da tubulação de retorno da água extraída na filtragem e da nova pera ferroviária de expedição.

Tabela 8.- Investimentos PAE2014

 

4. ARRANJO GERAL DOS PAE'S

Comparando os arranjos gerais, podemos observar a diferença na geometria da cava final, do tamanho da barragem de rejeitos, Taxa de câmbio do dólar em 2014. R$ 1,8/ US$ 1,00 necessidades da pilha de estéril em função da maior escala de movimentação necessária para o PAE2014, além do sistema de expedição necessária para o aumento da produção.

Segue na Figura o arranjo geral dos PAE's de 1995 e 2014.

Figura 1.- Arranjo comparativo entre os PAE's Cenario I e II.

4.1 PREÇO E QUALIDADE DOS PRODUTOS

No PAE-I o processo de beneficiamento consta essencialmente de cominuição por etapas sucessivas de britagem em britador de mandíbulas, britador de cone e britador de rolos, classifi cação por peneiramento em peneiramentos vibratórios inclinadas e classificador espiral e concentração em colunas de flotação. O rejeito é encaminhado para decantação na barragem de rejeitojá existente. Os produtos: granulado (NPO) e o sinter-feed (SF) são estocados em pilhas cônicas e o concentrado vendidas a empresas que adquirem finos de minério de ferro.

A produção e a recuperação em massa podem ser verificadas na Tabela 9. A qualidade dos produtos é evidenciada na Tabela.

Tabela 9.- Produção estimada no PAE 1995

Tabela 10.- Qualidade dos produtos PAE 1995

O preço dos produtos do PAE1995, mesmo atualizados com a inflação americana alcança valores pouco expressivos, por não considerar os aumentos significativos dos preços obtidos na evolução do mercado global do minério de ferro.

Tabela 11.- Preço dos produtos por tonelada, PAE 1995

No PAE 2014, o processo de beneficiamento à úmido produzirá 27 Mtpa de minério de ferro de alta qualidade na fração PFF (pelletfeed). A Tabela mostra a qualidade deste PFF.

Tabela 12.- Qualidade do Produto PAE 2014.

Apesar da necessidade de um desembolso de grande monta, a evolução do preço do minério de ferro alicerça o investimento, além da necessidade em atender a demanda do mercado mundial.

Tabela 13.- Preço do produto PAE 2014

4.2 ÍNDICES ECONÔMICOS DOS PAE'S

Os principais índices econômicos dos PAE 1995/ 2014 seguem na Tabela .

Tabela 14.- Índices econômicos dos PAE's

4.3 PRINCIPAIS DIFERENÇAS DOS EMPREENDIMENTOS

A diferença das escalas de produção é bastante significativa, justificadas pela mudança no volume necessário para atendimento ao mercado mundial global. Devido à exaustão ou a proximidade da exaustão, o teor de alimentação é reduzido, acarretando na diminuição da recuperação em massa e maior produção de rejeito, o que aumenta a área necessária para disposição. Isto reduz a REM, pois o material considerado estéril devido ao baixo teor de ferro passa a ser considerado minério, reduzindo o volume necessário para a disposição de estéril.

No novo cenário, é necessário que seja reavaliado o recurso remanescente dessa jazida, redimensionar os equipamentos de lavra e benefici amento, desenvolver rota de processo e a infraestrutura necessária para a execução de um novo projeto mineral.

O aumento na escala de produção aumenta o número de mão de obra em números absolutos, mas aumenta a produtividade (t/homem) do trabalhador.

O baixo teor de alimentação e o aumento na escala de produção se fazem necessário uma planta de beneficiamento com maiores equipamentos e aumento nas etapas de processamento, o que aumenta o investimento de capital.

Devido à localização necessita-se que seja utilizado um sistema de escoamentos como ferrovia para o porto exportador. Pois, quanto maior o volume de produção, mais se faz necessário uma estrutura de logística que possibilite o escoamento com maior produtividade e confiabilidade.

O estudo comparativo baseado nos valores financeiros torna-se extremamente complexo, pois seria necessário levar em consideração a inflação brasileira, a inflação americana (para os custos do dólar americano), o valor dos insumos e seus respectivos valores nas respectivas situações econômicas dos respectivos períodos (o minério de ferro há vinte anos não seria tão impactante na inflação brasileira quanto nos dias atuais, e para valorar o preço do minério em relação aos insumos, seriam necessárias outras considerações), desta forma, os números atualizados servem apenas de forma ilustrativa. O item financeiro que podemos comparar é a Taxa Interna de Retorno (TIR) nos seus respectivos empreendimentos, pois este item considera cada investimento de capital na situação econômica nos seus respectivos momentos. Deste modo, podemos considerar que o empreendimento PAE-I teve uma oportunidade de investimento de capital melhor que o PAE-II. A

Tabela apresenta os itens levantados nos dois PAE's.

Tabela 15.- Itens de comparação entre os PAE's

 

5. Conclusoes

Comparando as duas situações, podemos afirmar que para a continuidade de um empreendimento mineral aproveitando um recurso remanescente com mais baixo teor de ferro e maior escala de produção, seriam necessários:

*   investimento de capital de maior aporte, devido a: i) necessidade de equipamentos de maior porte; ii) instalação de tratamento de minério com mais etapas de processo; iii) instalação de sistemas de expedição e iv) maior sistema de rejeitos.

*  maior área superficial impactada pelas instalações de: i) sistemas de carregamento; ii) sistemas de rejeitos; iii) linhas de transmissão e iv) instalação de tratamento de minério.

Para que haja o aumento da vida útil de uma mina devem-se desenvolver tecnologias que viabilizem o aproveitamento de minérios de baixo teor, realizar pesquisas minerais para aumentar e conhecer os recursos. Os investimentos governamentais que podem incentivar são as melhorias nas infraestruturas disponíveis (logística de transporte/escoamento) e a implementação de uma política mineral favorável, entre outros.

A continuidade de um empreendimento mineral acarreta ainda em continuidade do retorno a sociedade, em função do número de empregos diretos, geração de recolhimento dos impostos (diretos e indiretos), fomento ao giro de capital na região do empreendimento, possibilitando desta maneira a continuidade nos investimentos sociais e ambientais.

 

REFERÊNCIAS

•   AMARAL, Antônio José Rodrigues do. & LIMA FILHO, Clóvis Ático. Mineração. In: Geologia e Mineração. Recife: 4^o Distrito do DNPM-Pernambuco. Disponível em: <http://dnpm-pe.gov.br/Geologia/Mineração.php> Acesso em: 29 de Agosto de 2014.        [ Links ]

•    CARLOS, J. G., NEYMAYER, P. L., NILTON, T., SELMIR, S., JOSEMAR, C. (2013). ROTA DE PROCESSO OTIMIZADA PARA CONCENTRAÇÃO DE ITABIRITOS POBRES DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO, MINÉRIOS & MINERALES.        [ Links ]

•    CHEMALE, F. e ROSIÉRE, C.A. (2008). ITABIRITOS E MINÉRIOS DE FERRO DE ALTO TEOR DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO - UMA VISÃO GERAL E DISCUSSÃO.        [ Links ]

•    SOUZA, N. (2010). ANÁLISE CRÍTICA DE ROTAS DE PROCESSAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO ITABIRÍTICOS. Projeto de Graduação - UFRJ / Escola Politécnica / Curso de Engenharia Metalúrgica, Rio de Janeiro.        [ Links ]

 

Artículo recibido en: 15.05.2024

Artículo aceptado: 04.06.2024