LAVRA E Beneficiamento

1. TIPOS DE LAVRA E BENEFICIAMENTO DE
MINÉRIO
Recursos Minerais
(0440413 )
UNIVERSIDADE DE
SÃO PAULO
Prof. Dr. Rafael Rodrigues de Assis
Departamento de Geologia Sedimentar e Ambiental (GSA – IGC, USP)
assis.rafael@usp.br

2. BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO
LAVRA
DEFINIÇÕES
DESENVOLVIMENTO
MINEIRO
Corresponde ao conjunto de operações coordenadas que visam o aproveitamento
industrial da jazida, desde a extração de suas substâncias minerais úteis, até o
beneficiamento das mesmas.
Consiste de operações, aplicadas aos bens minerais, que visam modificar a
granulometria, a concentração relativa das espécies minerais presentes ou a forma,
sem, contudo modificar a identidade química ou física dos materiais (concentração
do bem de interesse).

3. TIPOS DE LAVRAS
LAVRA A CÉU ABERTO
É a lavra feita em superfície, em cava ou em flanco, de uma massa mineral aflorante ou
recoberta por um capeamento de espessura tal que seja economicamente lavrável ou
feita em poços com a sonda sendo operada na superfície.
◄ LAVRAS
EM CAVA
LAVRAS EM
FLANCO ►

4. TIPOS DE LAVRAS
LAVRA A CÉU ABERTO
LAVRAS A CÉU ABERTO CONVENCIONAIS
Em inglês, o termo “pit” é genérico para mina a céu aberto, em flanco ou em cava.
Material desmontado desce pelos
taludes.
Material sobe (é transportado) pelos
taludes.

5. TIPOS DE LAVRAS
LAVRA A CÉU ABERTO
Utilizável para minas lavradas em flancos de montanhas ou, em casos em que a topografia
permite, para lavra em cava

6. TIPOS DE LAVRAS
LAVRA A CÉU ABERTO
Um ou mais poços verticais próximos da cava, são ligados aos bancos por travessas (galerias).
O minério desmontado em cada banco é transportado horizontalmente, até ao poço e
despejado em silos ou chutes.

7. Mina a céu aberto (em cava) no continente africano.

8. Mina em cava (a céu aberto) de diamante.

9. Exemplos de minas
em cava (a céu
aberto). Acima,
mina de Cu nas
rochosas, e abaixo,
de diamante.

10. Planta de mineração. Pedreira de mármore.
Mina a céu aberto.
Mina em flanco (a céu aberto) de mármore.

11. Exemplos de minas em flanco (a céu aberto).

12. TIPOS DE LAVRAS
LAVRA A CÉU ABERTO: Garimpos
É a lavra também é feita em superfície, no entanto, de modo manual (até mesmo
mecanizada) bastante rudimentar/rústica.
▲ (Acima) Garimpod e Au em Pontes e Lacerda (MT).
◄ (Abaixo) Garimpo de diamante em Roraima.
▲ Garimpo de Au em Paranaíta (MT).

13. Garimpo aurífero no continente africano.
(Mina a céu aberto)

14. Garimpo aurífero em Paranaíta (MT).
(Mina a céu aberto)

15. Extração de areia (na
forma de garimpos).

16. Em casos de corpos horizontais ou sensivelmente horizontais, de pequeno
capeamento, a lavra se processa em tiras, com equipamentos que simultaneamente
escavam e depois depositam o estéril em tiras já lavradas. Em inglês este tipo de
lavra é conhecido como “strip mining”.
TIPOS DE LAVRAS
LAVRA A CÉU ABERTO
Coal strip mining in the Powder River Basin

17. Mina de carvão mineral em strip mining.
(Mina a céu aberto)

18. LAVRA A CÉU ABERTO
Desmonte
MANUAL MECÂNICO HIDRÁULICO EXPLOSIVO
Fragmentação do maciço/material em fragmentos que possam ser transportados e,
portanto, beneficiados. Pode ocorrer de várias formas, a depender do tipo de lavra
em execução.
Sem emprego de
meios mecanizados,
no máximo, semi-
mecânicos. Trabalho
braçal.
Desmonte de rochas
sem o emprego de
explosivos,
possibilitando a
mineração em locais
próximos a zonas
urbanas. Ocorre em
meio mecanizado
(maquinário
específico).
Desmonte causado
pela energia
mecânica de jato de
água sobre maciços
de baixa/fraca
coesão.
Detonação (uso de
explosivos). Segue
três etapas:
perfuração,
desmonte e
remoção. Explosivos
são compostos
químicos que
liberam grande
quantidade de
energia
(fragmentação do
minério).
LEGISLAÇÃO.

19. DESMONTE MANUAL
▲ Garimpo de Au e platinóides
(Serra Pelada, PA)
Garimpo de aurífero no Pará ►
Garimpo de gemas na Paraíba.

20. Garimpo de Au e EGP (platonóides) em Serra Pelada (PA)

21. Garimpo de Au e EGP (platinóides) em Serra Pelada (PA)

22. ◄ Desmonte
mecânico com
retroescavadeira
(Mineração de brita)
◄ Desmonte
mecânico com
retroescavadeira
(Mineração de carvão)

23. Desmonte mecânico com retroescavadeira (Mineração de brita)

24. DESMONTE HIDRÁULICO
Usualmente utilizado em materiais friáveis e de baixa
coesão (sedimentos, solos, colúvio, manto de
alteração).

25. Desmonte explosivo de frentes de lavra a céu aberto

26. LAVRA A CÉU ABERTO
✓ Por questões de desmonte e manuseio do material, os corpos
espessos ou fortemente inclinados requerem, comumente,
uma divisão em tiras horizontais, separadamente trabalhadas.
✓ Tais tiras constituem os bancos, com uma longa face de desmonte (vertical
ou desaprumo inferior a 30º) e uma plataforma sensivelmente horizontal,
denominada de berma, praça ou nível.
✓ Esta praça constitui o plano de trabalho para desmonte da
frente, manuseio do material desmontado no banco, circulação
de pessoal e veículos, locação de valetas de drenagem, etc. No
caso de haver furação para detonação, a berma serve ao banco
inferior à mesma, para execução dos furos.

27. LAVRA A CÉU ABERTO
A largura da berma deve ser suficiente para boa circulação dos veículos e para
fácil operação das escavadeiras, carregadeiras frontais, perfuratrizes, bem como
para que o material desmontado na frente de trabalho não encubra a faixa de
rolamento.

28. LAVRA A CÉU ABERTO
O talude geral de lavra é
elemento de fundamental
importância, não só pela
influência na segurança
dos serviços, como por
determinar os limites cava,
influenciando a
economicidade da lavra e
a profundidade
economicamente
atingível.
cerca de 3 m na vertical para 1 m
na horizontal até face vertical.

29. DESVANTAGENS
VANTAGENS
✓ Geralmente de ordem econômica: grandes equipamentos, grandes
produções diárias;
✓ Baixo custo unitário;
✓ Desnecessidade de suporte de céu de mina;
✓ Facilidades de observação e supervisionamento dos serviços;
✓ Melhor higiene, iluminação, menores problemas de escoamento de água
e ventilação.
✓ Imobilização superficial com a lavra e depósitos de rejeitos;
✓ Influência climática nos serviços;
✓ Há crescente preocupação em se evitar os problemas ambientais
causados pela lavra a céu aberto.
LAVRA A CÉU ABERTO

30. LAVRA SUBTERRÂNEA
Depósitos de minério que ocorrem em profundidade são utilizados métodos
subterrâneos de lavra.
Na fase de pesquisa geológica são coletadas informações importantes ao
projeto de lavra, tais como: características físico-químicas das rochas,
informações geotécnicas e hidrogeológicas, informações de caráter
geográfico e ambiental, possível morfologia do minério, etc.
As técnicas utilizadas
na lavra dependem,
principalmente, da
forma e da posição
do corpo de minério.

31. Na lavra subterrânea o corpo mineralizado precisa ser muito bem delimitado
por sondagens e galerias. Os serviços de topografia devem ser muito
precisos.
A retirada da maior quantidade de
minério removendo a mínima
quantidade de rocha estéril na qual ele
está hospedado/inserido se constitui em
um enorme desafio do projeto de lavra.
Os materiais provenientes das aberturas
e acessos iniciais (desenvolvimento)
deveriam ser a única quantidade de
rocha estéril transportada à superfície.
LAVRA SUBTERRÂNEA

32. LAVRA SUBTERRÂNEA
1) Interpretações geológicas confiáveis (mapeamento, amostragem);
2) Alta qualidade e representatividade de amostras e análises;
3) Experiência de pessoal qualificado;
4) Técnicas geoestatistísticas, estatísticas, etc.
O desafio das
estimativas de
recursos e reservas:
Imagine várias agulhas
atravessando essa
sala...
(quanto da diversidade
desse ambiente essas
agulhas poderiam
amostrar?)

33. LAVRA SUBTERRÂNEA

34. LAVRA SUBTERRÂNEA
...utilizada quando:
... Os teores são mais elevados.
QUANDO ... ... O corpo do minério é muito inclinado;
... Os corpos de minério são profundos;
ENTRETANTO ...
Resulta em menor impacto ambiental
(rejeito pode ser utilizado para preencher os
espaços deixados pela retirada do minério)
São muito mais complexas;
São mais caras e perigosas;
Problemas de subsidência do terreno
(comum em minas subterrâneas de carvão).

35. LAVRA SUBTERRÂNEA
Ciclo de Vida da lavra
Explosão
Carregamento de
explosivos
Ventilação interna
(subterrânea)
Carregamento e
transporte
Escavação
(subterrânea)
Instalação de
suporte /
sustentação
Furos sondagem
para explosão
(chão)
Furos sondagem para
explosão (parede)

36. LAVRA SUBTERRÂNEA
Algumas máquinas e equipamentos necessários
Perfuratriz Jumbo
Perfuratriz Long Hole
Carregadeira LHD

37. LAVRA SUBTERRÂNEA
Algumas máquinas e equipamentos necessários
Bits de perfuração
(Brocas)

38. LAVRA SUBTERRÂNEA
Vídeos interessantes de serem assistidos:
https://www.youtube.com/watch?v=flePGEGtIAQ
https://www.youtube.com/watch?v=lAdSDh_NhuY
https://www.youtube.com/watch?v=D4yPsbkBg2M
https://www.youtube.com/watch?v=NG2Zinhpe9s
https://www.youtube.com/watch?v=PFVUqy3a6WQ
https://www.youtube.com/watch?v=wb9RPgs7oAQ

39. TRATAMENTO E BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO
BENEFICIAMENTO E TRATAMENTO DE MINÉRIO
Visa preparar granulometricamente, concentrar ou purificar minérios por métodos
físicos ou químicos sem alteração da constituição química dos minerais.

40. TRATAMENTO E BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO
Nem sempre os minerais de interesse (MINERAL DE MINÉRIO: valor econômico)
apresentam-se na natureza na forma em que serão consumidos pela indústria, quer
seja por suas granulometrias (tamanhos) quer por estarem associados a outros
minerais, que não têm interesse ou são indesejáveis para o processo industrial a que
se destinam. É exatamente para a adequação dos minerais aos processos industriais
que se utiliza o beneficiamento dos minérios.

41. FRAGMENTAÇÃO
✓ REDUÇÃO DO TAMANHO/DIMENSÃO do minério
✓ Vital importância no processo mineral => mineral de minério deve ser
fragmentado até que os minerais de interesse sejam FISICAMENTE
liberados dos minerais indesejáveis.
✓ Elevado consumo energético e baixa eficiência operacional (maior custo
no tratamento de minério).
✓ BRITAGEM (até 1mm) => MOAGEM (< 0,074mm)
(britadores) (moinhos)
TRATAMENTO E BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO

42. FRAGMENTAÇÃO
TRATAMENTO E BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO
Britadores de mandíbulas

43. FRAGMENTAÇÃO
TRATAMENTO E BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO
Moinhos de bolas

44. CLASSIFICAÇÃO
processo de separação
de partículas po
r tamanho.
TRATAMENTO E BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO
❖ Corresponde ao processo de separação das partículas por tamanho.
❖ Controla os tamanhos que são gerados no processo de fragmentação.
❖ OBJETIVOS: Partículas do minério dentro das especificações de mercado?
Verificar se a granulometria produzida nos equipamentos de
fragmentação atingiu o tamanho ideal de separação física entre minerais de
minério e minerais de ganga.

45. CLASSIFICAÇÃO
processo de separação
de partículas po
r tamanho.
TRATAMENTO E BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO
Telas para peneiramento (classificação
granulométrica do minério)

46. CLASSIFICAÇÃO
processo de separação
de partículas po
r tamanho.
TRATAMENTO E BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO
Conjunto de peneiras para classificação de areia.

47. CONCENTRAÇÃO
processo de separação
de partículas po
r tamanho.
TRATAMENTO E BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO
✓ Quando é preciso separar os minerais de interesse dos que não o são.
Necessidade de que o minério tenha passado pelas etapas anteriores.
✓ Necessidade de que os minerais de interesse não estejam fisicamente agregados
aos de não interesse.
✓ exige que haja uma diferença física ou físico-química entre o mineral de interesse
e os demais, que pode ser simples ou muito complexa (a depender do minério).
✓ DUAS DIFERENÇAS FÍSICAS PRINCIPAIS: (1) Densidade e;
(2) Susceptibilidade magnética.

48. CONCENTRAÇÃO
processo de separação
de partículas po
r tamanho.
TRATAMENTO E BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO
A razão de se dar ao processo de
separação de minerais contidos em um
minério o nome de CONCENTRAÇÃO
pode ser bem entendido se tomarmos
um exemplo prático... Por exemplo:
Concentração de ouro aluvionar.
Ao se tomar os sedimentos de um rio numa bateia, digamos 1kg, ele pode
conter apenas uma partícula de ouro de 0,5 grama. Neste caso diz-se que a
concentração de ouro é de 0,5g/kg. Quando numa primeira operação da
bateia essa massa inicial é reduzida para, por exemplo, 100 gramas,
mantendo no produto a mesma partícula de ouro de 0,5g, a relação
ouro/quartzo contida na bateia passa a ser de 0,5g/100g, ou seja: houve uma
concentração do ouro na bateia.

49. CONCENTRAÇÃO
processo de separação
de partículas po
r tamanho.
TRATAMENTO E BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO
PRINCIPAIS MÉTODOS DE CONCENTRAÇÃO:
(1) Separação/concentração gravítica ou gravimétrica
(2) Separação magnética (3) Flotação (4) Seleção manual
SEPARAÇÃO/CONCENTRAÇÃO GRAVÍTICA OU GRAVIMÉTRICA
▪ Separação por diferença de densidade existente entre os minerais presentes,
utilizando-se de um meio fluido.
▪ Método que apresenta bons resultados com baixo custo, e ambientalmente
menos agressivo.
▪ Equipamentos tradicionalmente utilizados são os jigues, mesas vibratórias,
espirais, cones e “sluices”.
▪ Adotado para produção de ouro, ilmenita, zirconita, monazita, cromita,
cassiterita etc.