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Melhorando a cominuição

Como uma indústria que extrai as matérias-­primas do nosso planeta se torna mais sustentável? Para que mudanças significativas aconteçam, é hora de enfrentar um dos maiores consumidores de energia do mundo: a cominuição.

Há um esforço em todos os setores de mineração para reduzir emissões. Mas, à medida que a população mundial aumenta e a urbanização se mantém como tendência global, a demanda por matérias-primas continua crescendo. O acesso a essas matérias-primas está se tornando cada vez mais desafiador, elevando a importância de práticas sustentáveis.

O desenvolvimento econômico, ambiental e social sustentável é vital para atender as necessidades atuais sem comprometer as gerações futuras. Para manter nosso estilo de vida, mais matérias-primas precisam ser extraídas e processadas, consumindo energia e água e produzindo resíduos. Com a mineração cada vez mais profunda e de materiais de qualidade inferior, o problema se agrava. Equilibrar a necessidade de extrair mais materiais, reduzir o uso de energia e economizar água é um grande desafio à sustentabilidade. Embora o conceito, em uma indústria que extraia matérias-primas, seja um paradoxo, algumas melhorias ambientais são possíveis na mineração. A cominuição, que é um dos maiores consumidores de energia do mundo, é um bom ponto de partida.

A cominuição — o processo de redução do tamanho das rochas – é necessária para extrair minerais valiosos para processamento e adequação do minério para aplicações industriais. Começa com o desmonte seguido pela britagem ou moagem da rocha extraída. A mineração é um setor de alto consumo de energia, utilizando cerca de 7% do total gerado no mundo (dos quais quase metade vai para a cominuição). É necessário inovação para reduzir o consumo de energia da cominuição, que atualmente é ineficiente.

Se o produto britado for reduzido de 12 para 6 milímetros, será possível diminuir o consumo de energia na moagem em 20%.

Como um grande parceiro de tecnologia para o setor, a Sandvik desempenha um papel importante na liderança da mudança. Desde 2011, o Dr. Hamid-Reza Manouchehri trabalha na Sandvik para melhorar a ecoeficiência e a produtividade em relação ao uso de energia e água na cominuição. Ele acredita que, para um processo mais eficiente, é preciso olhar para toda a cadeia de valor, e isso começa antes mesmo da perfuração. “Com 2% do consumo de energia, mas com 15% do custo operacional total, o desmonte é o processo de cominuição mais eficiente em termos de energia”, destaca Manouchehri. “Mas ainda podemos fazer melhorias que beneficiem os processos posteriores. Uma detonação de qualidade cria uma boa fragmentação, o que reduz o custo de transporte e torna a britagem mais eficiente e produtiva.”

A Sandvik Mining and Rock Technology lançou um novo adaptador para melhorar a precisão da perfuração, com resultados promissores até o momento. A perfuração mais retilínea preserva energia e reduz custos, proporcionando melhor fragmentação, enquanto até mesmo um leve desvio faz com que seja preciso perfurar e trabalhar mais. Um estudo detalhado revelou que, ao longo de uma vida útil de oito anos, o adaptador pode reduzir a necessidade de perfuração em até 8 km e melhorar a qualidade do desmonte, diminuindo o custo de transporte e o consumo de energia nos processos de cominuição subsequentes.

<p>A Sandvik Mining and Rock Technology projetou uma tecnologia de britagem com automação inteligente que permite o ajuste automático do britador para lidar com rochas duras, o que pode aumentar a produtividade em até 4%.</p>

A Sandvik Mining and Rock Technology projetou uma tecnologia de britagem com automação inteligente que permite o ajuste automático do britador para lidar com rochas duras, o que pode aumentar a produtividade em até 4%.

Outra área para melhoria é obter dados da perfuratriz em relação à rocha. A Sandvik desenvolveu a tecnologia de Medição Durante a Perfuração (MWD – Measurement While Drilling) para revelar informações sobre a composição química da rocha e melhorar o processo de planejamento. Esses dados permitem um desmonte inteligente. “Projetar um padrão de detonação com base nos aspectos químicos e físicos da rocha faz com que você consiga fragmentos menores do minério de alta qualidade e o restante com granulação mais grossa”, explica Manouchehri. “O peneiramento ou separação inteligente pode remover as partículas maiores, reduzindo a quantidade de material a ser britado, moído e processado. Isso reduz o consumo de energia e aumenta a recuperação nos processos posteriores, beneficiando a produtividade e os custos.”

A moagem e a fresagem são caras e ineficientes em termos de energia (não mais do que 5%), especialmente quando comparadas à britagem, que pode ser pelo menos dez vezes mais eficiente e também mais econômica. Do ponto de vista da sustentabilidade e do custo, é mais lógico trocar o processo de cominuição por desmonte ou britagem sempre que for tecnicamente possível. Isso abre uma grande janela de oportunidade para a Sandvik Mining and Rock Technology desenvolver soluções para essas áreas.

A Sandvik projetou uma tecnologia inovadora de britagem com sistemas de automação inteligentes para melhorar a produtividade e a eficiência durante a britagem de finos. O sistema de automação permite o ajuste automático do britador para lidar com rochas duras, o que pode aumentar a produtividade em até 4%. Novos britadores potentes, como o Sandvik CH860i e o Sandvik CH865i, podem transferir pressão mais alta (30% a mais do que modelos de classes similares) para lidar com as rochas resistentes. Ao gerar um tamanho menor para o estágio de moagem, uma quantidade considerável de energia é economizada. Se o produto britado for reduzido de 12 para 6 milímetros, será possível diminuir o consumo de energia na moagem em 20%. Isso também ajuda a minimizar o desgaste, reduzindo os custos operacionais.

Em busca de um futuro sustentável

A Sandvik está liderando ou envolvida em vários projetos de pesquisas internacionais com universidades e empresas de mineração para aumentar a sustentabilidade no processamento de rochas. Isso inclui avaliar e testar tecnologias de pré-enfraquecimento por microondas para que os processos de britagem e moagem consumam menos energia e desenvolver um conceito comprovado para processos de cominuição a seco ecoeficientes.

Também foram feitos testes para desenvolver fluxogramas eficientes utilizando diferentes tecnologias como irradiação de microondas, pulso elétrico de alta energia, tratamento ultrassônico e até uma implementação de tecnologia de plasma para pré-enfraquecimento de rochas. “A tecnologia de microondas ou pulso elétrico de alta tensão pode criar micro-fraturas na rocha, enfraquecendo-a para reduzir o consumo de energia dos processos de britagem e moagem”, ressalta Manouchehri. “Acredito que veremos um rápido desenvolvimento da tecnologia de microondas no setor de mineração nos próximos anos.”

Embora reduzir o uso de energia seja crucial, não é o único problema de sustentabilidade. A cominuição também requer grandes quantidades de água. Enquanto muitas minas utilizam estações de tratamento de efluentes, a melhor opção é reduzir a necessidade de água. “Nos últimos 70 anos, a disponibilidade média anual de água caiu de cerca de 4.000 m3 por pessoa para apenas 1.000 m3”, conta Manouchehri. “No entanto, a mineração usa entre 6 e 8 bilhões de m3 de água por ano. Grande parte é usada para auxiliar a moagem, por ser eficaz e fácil de manusear. No entanto, a escassez de água e o potencial de poluição dos efluentes durante o processo fazem que que haja uma clara tendência da indústria em direção à cominuição a seco.”

A Sandvik Mining and Rock Technology está trabalhando com parceiros europeus para comprovar o conceito de processo de cominuição ecoeficiente. “Acredito que esse processo a seco chegue ao mercado e encontre seu lugar no setor”, diz. “No entanto, para obter uma cominuição totalmente ecoeficiente, cada processo – desde a detonação até a moagem fina – deve ser integrado e considerado como uma cadeia.”

Com o acesso aos recursos disponíveis no planeta cada vez mais difícil e caro, parte do setor está mirando um futuro distante a fim de responder as questões de sustentabilidade atuais. Os avanços na indústria de petróleo e gás e em áreas relacionadas, como a eólica, podem tornar a mineração submarina economicamente viável em um futuro próximo. E a mineração de asteróides poderia deixar de ser ficção científica para se tornar uma possibilidade real. Para que sejam viáveis, são necessários projetos complexos multidisciplinares de pesquisa e desenvolvimento.

Obviamente, também são necessárias soluções de curto prazo, mas mesmo hoje as respostas podem estar fora do ambiente de pesquisa em mineração. “Precisamos ser mais inovadores para fazer alianças além da atual infraestrutura de pesquisa em mineração”, ressalta. “A natureza do setor pode fornecer uma estrutura para criar uma abordagem multidisciplinar para P&D e inovação de sucesso.”

Medição durante a perfuração com OptiMine

O Sandvik OptiMine Drill Plan Visualizer mostra os planos existentes e os resultados da perfuração em um formato 3D, incluindo dados de Medição Durante a Perfuração (MWD), quando disponíveis. Os dados MWD também estão disponíveis em gráficos 2D para análises alternativas mais detalhadas dos resultados. A edição de novos planos de perfuração é conveniente e rápida.