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Otimização de briquetes produzidos a partir de resíduos finos do processo produtivo de ferroligas de manganês.
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1187958
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Reis, Érica Linhares | - |
| Autor(es): dc.contributor | Reis, Érica Linhares | - |
| Autor(es): dc.contributor | Faria, Geraldo Lúcio de | - |
| Autor(es): dc.contributor | Alves, Vladimir Kronemberger | - |
| Autor(es): dc.contributor | Cota, Tiany Guedes | - |
| Autor(es): dc.contributor | Silva, Guilherme Liziero Ruggio da | - |
| Autor(es): dc.creator | Cheloni, Leticia Maria de Melo Silva | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2026-08-11T11:24:12Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2026-08-11T11:24:12Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-10-30 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2023 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/21018 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1187958 | - |
| Descrição: dc.description | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. | - |
| Descrição: dc.description | Matérias-primas finas não podem ser alimentadas nos fornos elétricos de redução utilizados na fabricação de ferroligas de manganês, uma vez que impactam na permeabilidade do leito. Diante disso, técnicas de aglomeração podem ser empregadas para minimizar os impactos ambientais e econômicos que a estocagem desse material demanda. Neste sentido, a briquetagem se apresenta como uma técnica vantajosa uma vez que permite a união de partículas sem a necessidade de utilização de altas temperaturas, além de ser versátil sob o ponto de vista granulométrico. Este trabalho teve como objetivo elaborar briquetes com finos de duas tipologias de minério de manganês: silicatada e oxidada, com adição de pó de despoeiramento do britador da liga de FeSiMn, moinha de carvão vegetal, bem como três diferentes aglomerantes: bentonita, amido pré-gelatinizado e cal hidratada + melaço. Inicialmente, foi realizada a caracterização química, física e mineralógica das matérias-primas utilizadas na elaboração dos briquetes. Em seguida, a resistência à compressão dos briquetes foi otimizada, considerando as variáveis independentes (i) pressão de compactação, (ii) tempo de cura e (iii) % em peso de aglomerante, por meio de planejamentos experimentais multivariados, em que consistiu inicialmente de um estudo de triagem usando planejamento fatorial completo 23 , posteriormente, foi utilizada a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), por planejamento composto central esférico. Os resultados foram avaliados por meio da análise de variância e um modelo de regressão foi estabelecido. A partir das condições otimizadas de briquetagem, foram realizados ensaios adicionais de resistência mecânica, porosidade e absorção de água nos briquetes e nos minérios granulados, para fins comparativos. Ensaios metalúrgicos de crepitação, degradação sob redução e redutibilidade foram conduzidos tanto para os briquetes nas condições otimizadas quanto para os minérios granulados. Por fim, uma caracterização microestrutural dos briquetes foi realizada antes e após os ensaios de redutibilidade. Para os aglomerados com finos de minérios silicatados de manganês, o estudo constatou que briquetes com bentonita exibiram uma resistência à compressão otimizada prevista (RCP) de 4,02MPa, alcançada com uma pressão de compactação de 67,55MPa, tempo de cura de 11 dias e 12,71% de bentonita. Para briquetes com amido pré- gelatinizado, obteve-se RCP de 7,04MPa com uma pressão de compactação de 67,52MPa, um tempo de cura de 19,51 dias e 8,07% de amido pré-gelatinizado. Para briquetes aglomerados usando cal hidratada + melaço, uma pressão de compactação de 27,09MPa e um tempo de cura de 23,27 dias resultaram em RCP de 1,63MPa. Com relação aos aglomerados contendo o fino de minério de manganês oxidado, o estudo demonstrou que os briquetes com bentonita apresentaram uma RCP otimizada de 2,54MPa, com um tempo de cura de 11 dias e 11,5% de bentonita. Os briquetes com cal hidratada + melaço obtiveram uma RCP de 3,70MPa, com uma pressão de compactação de 62,12MPa, um tempo de cura de 24 dias e uma adição de 16,2% de cal hidratada + melaço. Briquetes com aglomerantes orgânicos exibiram maiores valores de crepitação e índice de degradação por redução. Para todas as composições de briquetes, o índice de redutibilidade foi superior ao dos minérios granulados. Após os testes de redutibilidade, briquetes com finos de minério oxidado apresentaram maior quantidade de manganosita, em comparação com os briquetes de finos silicatados. Além disso, transformações de fase nos constituintes dos briquetes foram observadas durante o processo de redução. Os resultados indicaram a viabilidade dos briquetes como substitutos para minérios granulados em fornos elétricos de redução, especialmente os briquetes aglomerados com bentonita, em comparação com aqueles feitos com cal hidratada + melaço e amido pré-gelatinizado, independentemente do tipo de finos de minério de manganês utilizado. Dessa forma, o estudo permitiu avaliar o uso dos briquetes como potencial substituto dos minérios granulados, trazendo benefícios em termos de eficiência e sustentabilidade. | - |
| Descrição: dc.description | Fine raw materials cannot be fed into the electric reduction furnaces used in the production of manganese ferroalloys, as they impact on bed permeability. Therefore, agglomeration techniques can be employed to minimize the environmental and economic impacts of storing this material. In this context, briquetting presents itself as an advantageous technique since it allows the bonding of particles without the need for high temperatures, and it is versatile from a granulometric standpoint. This work aimed to produce briquettes using fines from two types of manganese ore: silicated and oxidized, along with dust from FeSiMn alloy crusher, charcoal fines, and three different binders: bentonite, pregelatinized starch, and slaked lime + molasses. Initially, the chemical, physical, and mineralogical characterization of the raw materials used in the briquette production was carried out. Next, the compressive strength of the briquettes was optimized by considering the independent variables: (i) compaction pressure, (ii) curing time, and (iii) binder weight percentage, through multivariate experimental designs. It initially consisted of a screening study using a full factorial 23 design, followed by the application of Response Surface Methodology (RSM) with a central composite design. The results were evaluated through analysis of variance and a regression model was established. Based on the optimized briquetting conditions, additional tests were conducted to assess the mechanical strength, porosity, and water absorption of the briquettes and lump ores for comparative purposes. Metallurgical tests for decrepitation, reduction degradation, and reducibility were also performed on both the optimized briquettes and the lump ores. Finally, a microstructural characterization of the briquettes was carried out before and after the reducibility tests. For the briquettes made with silicate manganese ore fines, the study found that briquettes with bentonite exhibited an optimized predicted compressive strength (PCS) of 4.02 MPa, achieved with a compaction pressure of 67.55 MPa, a curing time of 11 days, and 12.71% bentonite. For briquettes with pre-gelatinized starch, a PCS of 7.04 MPa was obtained with a compaction pressure of 67.52 MPa, a curing time of 19.51 days, and 8.07% pre-gelatinized starch. For briquettes agglomerated using slaked lime + molasses, a compaction pressure of 27.09 MPa and a curing time of 23.27 days resulted in a PCS of 1.63 MPa. Regarding the briquettes containing oxidized manganese ore fines, the study demonstrated that briquettes with bentonite exhibited an optimized PCS of 2.54 MPa, with a curing time of 11 days and 11.5% bentonite. Briquettes with slaked lime + molasses achieved a PCS of 3.70 MPa, with a compaction pressure of 62.12 MPa, a curing time of 24 days, and an addition of 16.2% slaked lime + molasses. Briquettes with organic binders exhibited higher values of decrepitation and reduction degradation index. For all briquette compositions, the reducibility index was higher than that of lump ores. After the reducibility tests, briquettes with oxidized ore fines presented a higher amount of manganosite compared to briquettes with silicated fines. Additionally, phase transformations in the briquette constituents were observed during the reduction process. The results indicated the feasibility of briquettes as substitutes for lump ores in electric reduction furnaces, especially briquettes agglomerated with bentonite, compared to those made with slaked lime + molasses and pre- gelatinized starch, regardless of the type of manganese ore fines used. Thus, the study enabled the evaluation of briquettes as a potential substitute to lump ores, offering benefits in terms of efficiency and sustainability. | - |
| 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 01/10/2024 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 | Beneficiamento de minério | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Minérios de manganês | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Briquetagem | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Ferroligas | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Fornos elétricos | - |
| Título: dc.title | Otimização de briquetes produzidos a partir de resíduos finos do processo produtivo de ferroligas de manganês. | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - UFOP | |
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