Beneficiamento de carvão utilizando espirais : funcionamento, limitações e aspectos ambientais

Abstract

Espirais concentradoras têm sido largamente empregadas no beneficiamento de finos de carvão no Brasil. O objetivo geral deste trabalho foi estudar do beneficiamento de carvão em uma espiral, avaliando a eficiência do beneficiamento do carvão da Camada Barro Branco e caracterizando seus produtos. Ênfase foi dada ao rejeito, avaliando as possibilidades de aproveitamento do material e o seu potencial de geração de acidez. A metodologia do trabalho incluiu a caracterização da alimentação e dos produtos de uma espiral em termos de análise imediata e enxofre; estudo da lavabilidade do carvão de alimentação; avaliação da eficiência do beneficiamento e a caracterização do rejeito em termos ambientais. Em valores médios, a alimentação das espirais apresenta um teor de cinzas de 67,5%, um teor de enxofre de 5,2% e um poder calorífico superior de 2377 cal/g. O concentrado apresentou um teor de cinzas de 50,5%, um teor de enxofre de 1,7% e um poder calorífico superior de 3978 cal/g; enquanto que o rejeito um teor de cinzas 78,2%, um teor de enxofre de 7,5% e um poder calorífico superior de 1364 cal/g. A recuperação mássica de concentrado é de aproximadamente 40%. O concentrado atende as especificações da termoelétrica em relação ao teor de enxofre e matéria volátil, mas não atende as especificações de cinzas e poder calorífico. O concentrado das espirais consegue destinação uma vez que é misturado a carvões de melhor qualidade produzidos pela mesma ou outras mineradoras. Quanto a lavabilidade, na densidade de corte de 2,0, o valor do NGM foi de 15%, caracterizando o material como moderadamente difícil ou de difícil separação. A eficiência do beneficiamento na espiral é baixa. O valor do Desvio Provável Médio (EPM), Imperfeição (I) e a Área de Erro foram, respectivamente, de 0,30, 0,30 e 178,13 cm2. Esses parâmetros apontam que o equipamento não apresenta uma boa precisão de separação. O rejeito de carvão descartado da espiral apresenta um NNP de – 209 kg CaCO3/t, indicando um alto potencial de geração de drenagem ácida. Deve-se somar a isso a baixa granulometria (entre 0,1 e 2,0 mm) e a alta área superficial (41 m2/g) do material, que propiciará taxas mais altas de geração de acidez que o rejeito grosso. Analisando os dados, as espirais, mesmo com a baixa precisão, estão exercendo sua função de forma satisfatória para a empresa no sentido de produção de um carvão energético com teor de S aceitável.

Spiral concentrators have been widely used to process coal fines in Brazil. The aim of this work was to study coal beneficiation in a spiral, evaluating its performance for the “Barro Branco” seam. Emphasis was given to the waste material, evaluating a potential use and the acid generation. The methodology of this project included the characterization of the feed and the products of the spiral in terms of immediate analysis, washability curve of coal, and the equipment efficiency in terms of Tromp Curve. The feed material has an ash content of 67.5%, a sulfur content of 5.2%, and a gross calorific value of 2377 cal/g. The concentrate showed an ash content of 50.5%, a sulfur content of 1.7% and gross calorific value of 3978 cal/g; while the reject one had an ash content of 78.2%, a sulfur content of 7.5%, and a gross calorific value of 1364 cal/g. The recovery of the concentrated weight is approximately 40%. The concentrated meets the thermal specifications related to sulfur content and volatile matter, but it does not meet the specifications of ashes and calorific values. So, it is mixed with coals of better quality to attend the thermoelectric standards. Concerning the wash ability, in the cut density of 2.0, the NGM was 15%, characterizing the material as moderately difficult or difficult to separate. Analyzing the Tromp Curve, the value of the deviation probable medium (EPM), Imperfection (I) and the Error Area were, respectively, 0.30, 0.30 and 178.13 cm2. These parameters indicate that the equipment does not show a good precision of separation. The rejected material on the spiral showed a NNP of - 209 kg CaCO3/t, indicating a high potential for acid drainage generation. It should be considered that the material presented a fine particle size (0.1 to 2.0 mm) and a high surface area (41 m2/g), which certainly will provide high pyrite oxidations rates. Analyzing the data as a whole, spirals, even with the low precision, is exercising their function to provide an energetic coal with an acceptable sulphur content, leaving no doubt about its applicability.