Inovação Tecnológica no Processo de Cominuição da Pelotização: Substituição da Moagem a Úmido Por Multiprensagem a Umidade Natural
| Ano de defesa: | 2021 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Espírito Santo
BR Mestrado Profissional em Engenharia e Desenvolvimento Sustentável Centro Tecnológico UFES Programa de Pós-graduação em Engenharia e Desenvolvimento Sustentável |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufes.br/handle/10/15141 |
Resumo: | The pelletizing process of Vale S.A.'s pelletizing plants is composed of different unit operations, among them, the comminution, or fragmentation, of iron ore particles, traditionally carried out by wet ball mills, known to have low energy efficiency, and highpressure grinding roll (HPGR), commonly associated with higher fragmentation efficiency equipment. Due to the operation of a wet grinding, dewatering operations such as thickening and filtration are necessary to adjust the moisture of the particles for the agglomeration process. The development of dry or natural moisture grinding routes can simplify the pelletizing process, promoting opportunities for gains such as reduction of operating expenses, environmental gains and reduction of risks associated with pumping and transport of pulps. The present work analyzed on a pilot scale the replacement of the traditional route by the route performed by multiple pressings, analyzing its application potential in Vale S.A.'s Plants 1 and 2. The results of the new route demonstrated a 53% reduction in operating expenses, environmental benefits with the reduction of 457,250 l of water, which represents the elimination of new water consumption in the comminution process, 89,292 l of lubricating oil, 6,480 kg of mineral grease and 29,760 MWh of electricity per year, equivalent to 98,4, 66,7 and 18,3% reduction, respectively. The fired pellets of the new route showed good compressive strength and a minor abrasion increase, demonstrating viability regarding their physical quality. On the other hand, there was a slight loss of metallurgical quality (lower metallization and reducibility) that may be associated with a lower moisture of the green pellets (necessary for the formation of the pellets of the new route), and greater degradation after reduction, which can be addressed in a greater degree of deepening in future studies, to increase the reliability and attractiveness of this new route of comminution. |
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The development of dry or natural moisture grinding routes can simplify the pelletizing process, promoting opportunities for gains such as reduction of operating expenses, environmental gains and reduction of risks associated with pumping and transport of pulps. The present work analyzed on a pilot scale the replacement of the traditional route by the route performed by multiple pressings, analyzing its application potential in Vale S.A.'s Plants 1 and 2. The results of the new route demonstrated a 53% reduction in operating expenses, environmental benefits with the reduction of 457,250 l of water, which represents the elimination of new water consumption in the comminution process, 89,292 l of lubricating oil, 6,480 kg of mineral grease and 29,760 MWh of electricity per year, equivalent to 98,4, 66,7 and 18,3% reduction, respectively. The fired pellets of the new route showed good compressive strength and a minor abrasion increase, demonstrating viability regarding their physical quality. On the other hand, there was a slight loss of metallurgical quality (lower metallization and reducibility) that may be associated with a lower moisture of the green pellets (necessary for the formation of the pellets of the new route), and greater degradation after reduction, which can be addressed in a greater degree of deepening in future studies, to increase the reliability and attractiveness of this new route of comminution.O processo de pelotização das usinas de pelotização da Vale S.A. é composto por diferentes operações unitárias, dentre elas, a cominuição, ou fragmentação, das partículas de minério de ferro, realizada tradicionalmente por moinhos de bolas a úmido, conhecidos por apresentarem baixa eficiência energética, e a prensa de rolos de alta pressão (HPGR, do inglês high pressure grinding roll), comumente associada a equipamentos de maior eficiência de fragmentação. Em virtude da operação de uma moagem a úmido, operações de desaguagem como espessamento e filtragem são necessárias para adequar a umidade das partículas para o processo de aglomeração. O desenvolvimento de rotas de cominuição à umidade natural são capazes de simplificar o processo de pelotização, promovendo oportunidades de ganhos como redução de gastos operacionais, ganhos ambientais e redução de riscos associados ao bombeamento e ao transporte de polpas. O presente trabalho analisou em escala piloto a substituição da rota tradicional pela rota realizada por múltiplas prensagens, avaliando seu potencial de aplicação nas Usinas 1 e 2 da Vale S.A. na Unidade Industrial Tubarão, em Vitória, ES. Os resultados da nova rota demonstraram uma diminuição de 53% dos gastos operacionais, benefícios ambientais com a redução anual de 457.250 l de água, o que representa a eliminação do consumo de água nova no processo de cominuição, 89.292 l de óleo lubrificante, 6.480 kg de graxa mineral e 29.760 MWh de energia elétrica, equivalentes a 98,4, 66,7 e 18,3% de redução, respectivamente. As pelotas queimadas da nova rota apresentaram boa resistência à compressão e pequeno aumento da abrasão, demonstrando viabilidade quanto à qualidade física destas. Por outro lado, houve pequena perda de qualidade metalúrgica (menor metalização e redutibilidade) que pode estar associada a uma menor umidade das pelotas cruas (necessária para formação das pelotas da nova rota) e maior degradação após redução, tópico este que pode ser endereçado com maior grau de aprofundamento em estudos futuros, de modo a elevar a confiabilidade e atratividade desta nova rota de cominuição.Universidade Federal do Espírito SantoBRMestrado Profissional em Engenharia e Desenvolvimento SustentávelCentro TecnológicoUFESPrograma de Pós-graduação em Engenharia e Desenvolvimento SustentávelCunha, Carla Cesar Martinshttps://orcid.org/0000000298378807http://lattes.cnpq.br/4872949979695909https://orcid.org/http://lattes.cnpq.br/6984562798673217Felipe, Ednilson Silvahttps://orcid.org/0000000241472069http://lattes.cnpq.br/4003290201240274Athayde, Mayconhttps://orcid.org/0000-0003-0025-0352http://lattes.cnpq.br/9009032455641594Vianna, Igor Quaresma2024-05-30T00:50:01Z2024-05-30T00:50:01Z2021-09-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisTextapplication/pdfhttp://repositorio.ufes.br/handle/10/15141porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2024-10-24T10:24:06Zoai:repositorio.ufes.br:10/15141Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082024-10-24T10:24:06Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false |
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