Custos crescentes e preocupações ambientais tornam a água um recurso cada dia mais valorizado em todo o mundo, fazendo com que as tecnologias capazes de minimizar seu uso sejam cada vez mais necessárias. Atentos a esse movimento, os fornecedores de equipamentos para cominuição e peneiramento de minérios aplicam esforços – e recursos – crescentes na oferta e desenvolvimento de soluções nas quais a utilização de água seja otimizada.

A fabricante FLSmidth, por exemplo, como destaca seu diretor comercial para a indústria de mineração, Flávio Augusto Storolli, mantém diversas linhas de pesquisa destinadas a reduzir o uso da água nos processos de seus clientes, desde equipamentos que consumam menos esse insumo até tecnologias de beneficiamento a seco, que dispensem totalmente seu uso. Não obstante, alguns processos de mineração devem obrigatoriamente recorrer à água. “Mesmo com peneiras de alta frequência, a água ainda é fundamental para a eficiência de peneiramentos em frações inferiores a 1 mm”, especifica Storolli.

Na cominuição, a água é empregada basicamente na moagem, um processo de fragmentação destinado à obtenção de frações menores que as provenientes da britagem (em média, abaixo de 15 mm). Ou, mais especificamente, na “moagem a úmido”, que, embora demande esse precioso insumo, apresenta diferenciais favoráveis frente ao processo “a seco”, sendo ainda utilizada em ampla escala.

Isso se explica. O professor associado do Departamento de Minas e Petróleo da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli/USP), José Renato Baptista de Lima, explica que a moagem a úmido consome cerca de 30% a menos de energia que o processo a seco, reduzindo ainda o problema da poeira. Já existem, como ele ressalta, tecnologias para a moagem de minérios em suas umidades naturais – e em tamanhos bastante reduzidos –, cujo consumo energético pode ser até mesmo inferior ao da moagem úmida (embora não eliminem problemas como a poeira). “É o caso, por exemplo, das chamadas roller press, ou prensas de rolo”, cita o professor.

Todavia, o acadêmico lembra que os processos seguintes à cominuição – como a flotação, destinada à concentração de minérios como cobre, chumbo, zinco e fosfatos –, podem exigir água, muitas vezes em grandes quantidades. Por isso, diz ele, a decisão sobre a moagem a seco ou úmida não decorre apenas da análise dos custos ou da economia de água na moagem. “Se o processo posterior de concentração e separação for úmido, quase necessariamente a moagem também o será, pois não haverá vantagem em moer a seco, com custos mais elevados de energia, operacionais e de controle de poeira, se o minério tiver de ser molhado na sequência”, argumenta.

Consonante, Storolli reforça a observação. “Nem sempre a moagem por via úmida consome menos energia que o processo a seco. Isso depende muito das características de cada processo”, adverte. Desse modo, meramente substituir processos úmidos por opções secas, como notam os especialistas, não constitui necessariamente um avanço do ponto de vista ambiental. E a saída, como sempre, é o uso da tecnologia. As plantas de tratamento de minérios mais modernas, diz ele, já recirculam cerca de 90% da água que utilizam – e esse índice vêm melhorando continuamente –, sendo eventualmente interessante para elas tratar os rejeitos de forma a evitar a necessidade de barragens, que demandam grandes áreas, oferecem riscos e desperdiçam grandes volumes de água.

Além disso, já é possível realizar o armazenamento a seco dos rejeitos de minérios, por meio de uma tecnologia que gera uma “pasta” passível de ser armazenada verticalmente. “Relativamente recente, essa tecnologia combina uso de produtos químicos e filtração para produzir a pasta, e já vem sendo utilizada nas novas plantas de mineração, especialmente de ferro e de alumínio”, conta Lima.

PROCESSOS

No segmento de moinhos, alguns fabricantes vêm projetando a ampliação da presença das tecnologias de moagem seca nas plantas de mineração, como é o caso da própria FLSmidth, que fornece equipamentos para praticamente todos os processos da mineração, com exceção das etapas de lavra e desmonte.

Isso inclui britadores, moinhos, peneiras, transportadores de correia, células de flotação e hidrociclones, dentre outros. “Na mineração, acredito na implantação paulatina dos moinhos verticais de rolos, atualmente utilizados na indústria do cimento e que requerem processos secos”, afirma Storolli.

Como contraponto, ele ressalta que a mineração trabalha com minérios mais duros e abrasivos que os utilizados por produtores de cimento, o que, portanto, requer moinhos verticais construídos com materiais mais resistentes ao desgaste e às exigências mecânicas. “Estamos testando diversas alternativas, mas acredito que o moinho vertical de rolos tem excelente potencial de utilização na mineração, complementando ou até substituindo os atuais moinhos tubulares, geralmente utilizados em processos via úmida”, diz o executivo.

Mas a questão se estende para outros processos. Assim como na moagem úmida, o peneiramento de minérios também pode demandar grandes volumes de água. O peneiramento do ferro, por exemplo, vale-se desse insumo não apenas para agilizar o processo, mas também para retirar impurezas prejudiciais às operações da siderurgia, como no caso específico do silício. Porém, de acordo com o professor Lima, há um intenso trabalho de desenvolvimento de tecnologias para produção de concentrados de minério – notadamente de ferro – peneirados a seco, embora ainda sejam menos limpos que os peneirados a úmido. “Os próprios compradores vêm se adaptando a minérios peneirados a seco, pois veem vantagens no preço menor de tais concentrados”, destaca o professor.

SOLUÇÕES

Nessa linha, a multinacional de origem alemã Haver & Boecker é um exemplo de fabricante de peneiras que aposta na expansão do peneiramento do ferro em sua umidade natural, aplicação para a qual disponibiliza uma peneira vibratória de acionamento excêntrico que, diferentemente das peneiras convencionais (que a empresa também fornece), não se apoia sobre molas, mas sim sobre o próprio eixo de acionamento. “Essa característica lhe permite manter constantes a aceleração e a condição dinâmica, independentemente da carga à qual o equipamento é submetido, assegurando sua performance mesmo sem adição de água ao processo”, ressalta Denilson Moreno, engenheiro de aplicação e vendas da fabricante para a América Latina.

Segundo ele, o uso de água ainda é muito comum no peneiramento de ferro, mas a opção de peneiramento na umidade natural do minério vem se expandindo rapidamente, pois permite reduzir tanto os investimentos em equipamentos e operação como os impactos ambientais. “Além do ferro, a peneira vibratória de acionamento excêntrico também pode ser utilizada para o peneiramento de diferentes minérios de difícil manuseio – como argilosos, que possuem alta umidade e porcentagem de finos –, assim como níquel e bauxita”, acrescenta Moreno.

E as opções vêm se ampliando. Baseada em Chattanooga, nos EUA, a fabricante Astec exibiu na M&T Expo 2018 a recém-lançada solução Vari Vibe – nome comercial de uma peneira de alta frequência capaz de permitir a eliminação de água no peneiramento de cortes muito finos, como ocorre na produção de areia de brita, por exemplo. “Geralmente, utiliza-se água para facilitar esse processo, mas a Vari Vibe possibilita que o peneiramento de cortes muito finos (inferiores a 1 mm) seja feito a seco, proporcionando uma economia significativa de água”, destaca André Oliveira, engenheiro de aplicação da empresa. “Já contamos com ao menos 12 desses equipamentos em operação no Brasil, especialmente na indústria de agregados.”

De acordo com o especialista, as novas peneiras da Astec operam na frequência de vibradores hidráulicos, com rotação de até 4.200 rpm, podendo ser utilizadas também na mineração, para cortes menores de ferro de 1 ou 2 mm, por exemplo.

Aliás, o peneiramento a seco do ferro, como observa o professor Lima, é facilitado por não gerar muita poeira, além de proporcionar outras vantagens, tanto financeiras como ambientais. “Essa técnica reduz o manuseio de água e lama e os processos de separação sólido-líquido para a recuperação da água, minimizando a necessidade de imensas bacias de decantação, cada vez menos desejáveis devido ao risco de acidentes, como o observado recentemente no trágico rompimento das barragens em Mariana e em Brumadinho”, finaliza.