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Caracterização química e mineralógica do minério de pirocloro e de seus produtos : roadmap do fósforo na cadeia produtiva da CBMM.
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1014649
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Vieira, Cláudio Batista | - |
| Autor(es): dc.contributor | Vieira, Cláudio Batista | - |
| Autor(es): dc.contributor | Testa, Francisco Gregianin | - |
| Autor(es): dc.contributor | Coleti, Jorge Luís | - |
| Autor(es): dc.contributor | Araújo, Fernando Gabriel da Silva | - |
| Autor(es): dc.creator | Carvalho Filho, Helder Campos de | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-08-21T15:26:12Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-08-21T15:26:12Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-12-18 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-12-18 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2023 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/19335 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1014649 | - |
| Descrição: dc.description | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. | - |
| Descrição: dc.description | O nióbio é encontrado na natureza na forma de minerais oxidados e geralmente em pequenas concentrações (<3% Nb2O5). Para que se obtenha os produtos comercializáveis, é necessário processamento industrial dos minérios que contêm o metal, envolvendo etapas de beneficiamento mineral (com concentração por flotação), sinterização, redução carbotérmica em forno elétrico a arco, e aluminotermia em forno elétrico a arco. O principal elemento deletério que o minério apresenta é o fósforo. O teor deste contaminante é um importante diferencial competitivo das ligas de FeNb e requerimento básico para a aplicação nas aciarias. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo a construção do roadmap do fósforo desde o minério até o produto final, passando por todos os produtos intermediários da linha de produção de FeNb. Para o estudo, foram realizadas amostragens nas plantas industriais e análises identificando a forma de ocorrência do fósforo. As caracterizações químicas e mineralógicas utilizadas mostram como principais minerais portadores de fósforo no minério os minerais gorceixita, goethita e monazita. Os testes de flotação mostram que são esses minerais responsáveis pelo carreamento do elemento fósforo para a linha de produção do FeNb. Verificou-se que, no beneficiamento mineral, a natureza das fases minerais são preservadas e estão presentes no concentrado de nióbio produzido. Também, nesta etapa, ocorre a grande eliminação de fósforo presente no minério de pirocloro. O concentrado do minério de nióbio segue para a etapa de sinterização. Nesse processo, a exposição ao calor provoca a descaracterização destas fases minerais, dando origem à duas principais fases: a primeira, niobato de bário, e a segunda, óxido de nióbio ferro e titânio, ambas portadoras de fósforo, observou-se monazita preservada como fonte secundária de fósforo. O conteúdo total de fósforo é inalterado no processo de sinterização; ocorre espalhamento do elemento nas duas fases formadas. O sínter de nióbio segue para a redução carbotérmica em forno elétrico a arco. No processo de redução, são gerados dois produtos principais. O primeiro, uma escória de elevado valor agregado, portadora do óxido de nióbio, que mantém como constituintes as mesmas duas fases presentes no sínter, com a diminuição dos teores de ferro e fósforo. Também presença de monazita preservada. O segundo, uma liga FeP, coproduto do processo, onde é acumulada a maior parte do fósforo; esta é a principal forma de eliminação do contaminante após o beneficiamento mineral. A redução aluminotérmica é última etapa da fabricação do FeNb, envolve a redução do nióbio através da adição de pó de alumínio. O produto FeNb possui, além das impurezas, duas fases principais contendo nióbio. A principal, uma fase FeNb plaqueta, e a segunda uma fase eutética (rica em nióbio). Concluiu-se que o fósforo está presente nas duas fases e que este processo não elimina o contaminante. O roadmap do fósforo mostra-se importante ferramenta para entendimento do fluxo de fósforo em toda a linha de produção e base para trabalhos futuros de melhoria de performance operacional. | - |
| Descrição: dc.description | Niobium is found in nature in the form of oxidized minerals and generally in small concentrations (<3% Nb2O5). In order to obtain marketable products, industrial processing of the ores containing the metal is necessary, involving stages of mineral beneficiation (with concentration by flotation), sintering, carbothermic reduction in an electric arc furnace, and aluminothermic in an electric arc furnace. The main deleterious element present in the ore is phosphorus. The content of this contaminant is an important competitive advantage of FeNb alloys and a basic requirement for application in steel mills. In this context, this work aims to build a phosphorus roadmap from the ore to the final product, passing through all intermediate products of the FeNb production line. For the study, sampling was carried out in the industrial plants and analyses were carried out to identify the form of occurrence of phosphorus. The chemical and mineralogical characterizations used show that the main phosphorus-bearing minerals in the ore are gorceixite, goethite and monazite. Flotation tests show that these minerals are responsible for transporting the phosphorus element to the FeNb production line. It was found that, during mineral beneficiation, these mineral phases are preserved and are present in the niobium concentrate produced. Also, at this stage, a large amount of phosphorus present in the pyrochlore ore is eliminated. The niobium ore concentrate is then sent to the sintering stage. In this process, exposure to heat causes the decharacterization of these mineral phases, giving rise to two main phases: the first, barium niobate, and the second, niobium iron and titanium oxide, both containing phosphorus. Preserved monazite was observed as a secondary source of phosphorus. The total phosphorus content is unchanged during the sintering process; the element is dispersed in the two phases formed. The niobium sinter is then sent to carbothermic reduction in an electric arc furnace. Two main products are generated during the reduction process. The first is a high-value slag containing niobium oxide, which maintains the same two phases present in sinter as constituents, with reduced iron and phosphorus contents. There is also the presence of preserved monazite. The second is an FeP alloy, a by-product of the process, where most of the phosphorus accumulates; this is the main way of eliminating the contaminant after mineral beneficiation. Aluminothermic reduction is the last step in the manufacture of FeNb, involving the reduction of niobium through the addition of aluminum powder. The FeNb product has, in addition to impurities, two main phases containing niobium. The main one is a FeNb platelet phase, and the second is a eutectic phase (rich in niobium). It was concluded that phosphorus is present in both phases and that this process does not eliminate the contaminant. The phosphorus roadmap is an important tool for understanding the flow of phosphorus throughout the production line and a basis for future work to improve operational performance. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Direitos: dc.rights | aberto | - |
| Direitos: dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | - |
| Direitos: dc.rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | - |
| Direitos: dc.rights | Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 10/12/2024 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação. | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Nióbio | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Fósforo | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Minérios | - |
| Título: dc.title | Caracterização química e mineralógica do minério de pirocloro e de seus produtos : roadmap do fósforo na cadeia produtiva da CBMM. | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - UFOP | |
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