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By H. Wotruba, L. von Ketelhodt, M. Kowalzcyk, M. Robben

ABSTRACT Decreasing reserves, water shortages, increasing energy costs, and environmental and social constraints are challenges to the gold mining industry that must be met with innovative machines and methods. This paper introduces the principles of sensor-based sorting and installations that demonstrate the technical and financial viability of the method. The scenarios discussed highlight the potential and advantages of this dry processing technology that requires little infrastructure. Case studies are presented for different ore types using optical- and X-ray transmission–based sorting. Current research is discussed in terms of the potential of near-infrared spectroscopy and X-ray fluorescence sorting for gold applications.

Jan 1, 2013

By C. M. F. Vieira

Crushed fired brick waste, known as grog, screened at two different particle size, 840 (20 mesh) and 180 µm (80 mesh), was used in mixtures with clayey body to make typical red ceramics for bricks. The effect of the grog addition up to 20 wt.% on the properties of bricks fired at 700oC was evaluated. The results indicated that both the particle size and the amount of grog addition changed the fired properties of the clayey body. Additions above 5 wt.% of grog, with a coarser particle size, decreased the mechanical strength of both the dry body and the fired ceramic pieces. By contrast, grog with a finer particle size may be used up to 10% wt. without deteriorate the properties and corresponding microstructure of the clayey body.

Jan 1, 2009

By J D. Pease, J M. I Tuppurainen, P D. Munro

This paper examines how legislation and regulation can be external drivers of technical change in mineral processing and extractive metallurgy and how the industry can respond. Two examples are considered; the production of copper metal from concentrates and the cyanide process for gold production.The Clean Air Act (1970) in the USA initiated a wave of attempted innovations in the extractive metallurgy of processing copper sulfide concentrates to meet forthcoming standards on sulfur dioxide emissions. Interestingly, a satisfactory technical solution existed (flash smelting and gas capture) but had not been widely adopted.Nearly fifty years later the primary copper industry finds itself with new challenges. One major challenge is how to deal with the increasing level of arsenic in copper concentrates. Most countries impose an upper limit on arsenic in imported concentrate; typically, 0.5% As or less. Higher arsenic concentrates can be blended with cleaner ones to meet the limit, but this tactic cannot be used indefinitely as the average arsenic level of global concentrates rises inexorably. Further, smelters (often in urban locations) cannot be expected to deal with both ever-increasing arsenic in the feed and stricter restrictions on emissions and disposal. A rising “inventory” of primary copper deposits are already constrained from development by high arsenic concentrate. These deposits will need to be developed if future copper demand is to be met. An economic and technical solution to arsenic is needed. The gold industry may also face challenges in the use of cyanide, by far the dominant lixiviant used in gold and silver production. Public perception has driven restrictions on the use or transport of cyanide in some jurisdictions. History suggests that such pressure is only likely to increase. While there are several alternative lixiviants, none can yet match the utility and economics of cyanide.Such important issues will not be resolved by incremental change or new equipment items. They require development of new process technology - a tectonic event rather than an incremental change. It requires sustained effort (and expenditure) over decades and is very unlikely to result from “business as usual” for producers, suppliers or academics. Past major process developments were driven by a dire need for economic survival or by legislative change. What will drive the future changes?CITATION:Munro, P D, Pease, J D and Tuppurainen, J M I, 2017. Technology change by regulation – a cresting wave?, in Proceedings MetPlant 2017, pp 45–58 (The Australasian Institute of Mining and Metallurgy: Melbourne).

Sep 11, 2017

By Foluke Salgado de Assis

O presente trabalho tem como objetivo analisar as propriedades em blocos de cerâmica vermelha. O diferencial e originalidade em relação ao que já existe em termos científicos são as evidencias de que gradientes de umidade são mais significativos em secagem rápida o que provoca a presença de tensões residuais, como também em termos da porosidade em temperaturas de queima diferentes e conformação sob condições de presença e ausência de vácuo na produção dos blocos. Nestes casos, danos estruturais como trincas, deformações e fraturas podem surgir no produto final ou durante o carregamento de serviço devido à diminuição dos valores de resistência mecânica. Os resultados evidenciam que corpos de prova submetidos à secagem rápida em comparação a secagem lenta, bem como a diminuição da temperatura de queima e ausência de vácuo durante o processo produtivo, decrescem a propriedade mecânica citada..

Oct 30, 2017

Since mid-July, most domestic producers have been marketing 99.5 percent unalloyed aluminum ingot at 53-57 cents per pound. Dealers in the United States have recently quoted ingot at 52.3-52.8 cents. On October 2, London Metal Exchange will trade aluminum, selling contracts on a cash and a 3-month basis. New York dealers were quoting August ingot at 52.3 52.8 cents. The Bonneville Power Administration announced that, effective December 20. 1978, electric power rates charged primary aluminum producers in the Pacific Northwest would be increased The increase (equivalent to about 4 cents per pound of aluminum produced) will raise the average rate to about 8.7 mills per kw-hr compared to 3.2 mills per kw-hr.

Jan 1, 1978

By Fernando de Oliveira Boechat

As maiores pressões e temperaturas atualmente empregadas a fim de aumentar a produtividade de fornos de DRI têm resultado em um subproduto indesejado: o aumento da geração de clusters. Estes clusters prejudicam o fluxo da carga e a permeabilidade do leito. A fim de limitar o tamanho destes aglomerados o forno MIDREX dispõe de três conjuntos de quebradores localizados em diferentes posições do forno após a redução da carga. A interação entre clusters e esses quebradores, entretanto, pode também prejudicar o fluxo da carga e aumentar a geração de finos. O trabalho utilizou o método dos elementos discretos (DEM) para avaliar as energias e forças resultantes da interação entre os clusters formados e os quebradores. A descrição dos clusters foi realizada usando o bonded-particle model, disponível no EDEM. Simulações mostraram que a presença de clusters altera as forças e velocidades no entorno dos quebradores que tenderiam a aumentar a geração de finos no reator.

Aug 16, 2017

By William T. Jr. Renfroe, Donald C. Gipe

INTRODUCTION Historically, pollution control in the metal-ore mining industry has been very limited. Unless mine water contained large quantities of solids, it was generally discharged without any treatment. If treatment was used to control solids, it was principally the provision of a settling basin in the form of a tailings impoundment used in conjunction with an associated metal ore dressing facility. Recently, however, a growing awareness of the adverse environmental impacts of mine drainage, coupled with strict environmental laws, has prompted the mining industry to look at new technologies and to refine the existing methods to further treat the wastes generated. This industry is unique in that waste loadings are extremely variable, and a "typical facility with typical waste loads" does not exist. Consequently, one waste- water treatment system cannot be utilized on an industry wide basis; rather, each treatment system must be designed specifically for the pollutants in each individual discharge. Public Law 92-500, the Federal Water Pollution Control Act (FWPCA) Amendments of 1972, became effective on Oct. 18, 1972. This law completely restructured Federal laws and philosophies underlying the Federal approach to water pollution control. Prior to the 1972 amendments, the principal Federal regulatory tool had been water-quality standards based on a designated use for a particular body of water. The concept was that waste disposal into water bodies is a desirable and acceptable use of the water body if it does not interfere with other beneficial uses. This had the effect of requiring various degrees of treatment and, consequently, various economic hardships on industries de- pendent upon their location. In many waterways. it is very difficult to quantitatively relate discharges to water quality. The 1972 amendments changed the basic philosophy, as stated in the Senate Committee report on the bill, to ". . . no one has the right to pollute . . . that pollution continues because of technological limits, not because of any inherent right to use the nation's waterways for the purpose of disposing of wastes." Pursuant to Sections 301, 304(b), and 306 of the FWPCA Amendments of 1972, the US Environmental Protection Agency (EPA) was required to establish effluent standards applicable to all industrial discharges. These standards must be based upon the application of the "best practicable control technology currently avail- able" (BPT) and the application of the "best available technology economically achievable" (BAT). The BPT and BAT levels must be achieved industry-wide by July 1, 1977, and July 1, 1983, respectively. WASTE SOURCES The waste-water situation in the mining segment of the ore mining and dressing industry is unlike that encountered in most other industries. Most industries (e.g., the milling segment of this industry) utilize water in the specific processes they employ. This water frequently becomes contaminated during the process and must be treated prior to discharge. However, in the mining segment, process water normally is not utilized in the actual mining of ores (exceptions are hydraulic mining operations and dust control), but it is a natural occurrence that interferes with mining activities and must be removed before mining can commence. Water enters mines by ground-water infiltration and surface runoff, and it comes into contact with materials in the host rock, ore, and overburden. The underground mine must pump large quantities of ground water to prevent flooding of the mine. Water from surface mining operations generally occurs as a result of surface runoff of rainwater. Generally, mining operations control surface runoff through the use of diversion ditching and grading to prevent, as much as possible, excess water from entering the working area. Nevertheless, some surface runoff does come into contact with the working area and may become contaminated. The quantity of water from an .ore mine is unrelated, or only indirectly related, to production quantities. De- pending upon its quality, the mine water may require treatment before it can be discharged into the surface drainage network. The variability of water quality from mines can best be demonstrated by looking at Table 1. This table shows the range of pollutant concentrations in untreated discharges from three different categories of mines (as categorized by EPA in the development of BPT and BAT effluent standards for the metal-mining industry). Data for this table were obtained during EPA's preparation of effluent standards for this industry. The parameters shown on the table are the pollutant parameters of primary interest in this industry; blanks in the table indicate that data were not available, and the parameter is not expected to be present in significant quantities. Other pollutant parameters are present in mining waste water, but they are either incidentally removed in the treatment process or are found only in trace amounts. The three categories comprise more than 90% of the metal production value in the United States and approximately 95% of the total mine discharges. It is important to note that not all parameters are found in significant concentrations at all locations. IMPACT ON WATER QUALITY One of the most troublesome mine-drainage problems is acidity. Although generally associated with coal mining, acid mine drainage frequently occurs from other types of mines. Although the exact mechanism of acid mine drainage is not fully understood, it generally is believed that pyrite (iron sulfide, FeS,) is oxidized by oxygen (Eq. 1) or ferric iron (Eq. 2) to produce ferrous sulfate (FeSO4) and sulfuric acid (H2SO4) . The mining of ores associated with pyritic material exposes the pyrites to water and oxygen and grossly accelerates the natural oxidation processes, resulting in the significant production of acid mine drainage.

Jan 1, 1982

By C. W. Whitten

Solis from an abandoned Pb battery processing facility were characterized prior to the selection of the extraction technique. Reflected light microscopy and electron beam methods were used to locate Pb-bearing phases and to quantify the compositions of the phases. It was found that the soils are composed primarily of quartz and feldspars with minor amounts of iron and titanium oxides. Lead is primarily present as an oxide or sulfate that is associated with the silicate minerals. Specific phases identified were PbO; Pb02; cerrusite, PbCO3; angleslte, PbSO4; galena, PbS; and magnetoplumbite, 2PbO3Fe2O3; or plumboferrite PbO2Fe2O3?

Jan 1, 1989

By Anderson de Farias Pereira

Estudos recentes sugerem que a produção de nanocompósitos de MgH2 com nanomateriais de morfologia 1D baseados em TiO2 produzidos via moagem reativa promovem aumento significativo na cinética de absorção-dessorção de hidrogênio deste material, o que favoreceria sua aplicação em tecnologias de armazenamento de hidrogênio em estado sólido. A proposta deste trabalho é avaliar o efeito da energia de moagem na integridade das nanopartículas e seu desdobramento nas cinéticas de sorção do material. Para tal, amostras de MgH2 com 5%p. de nanobastões de TiO2 (NR-550) foram produzidas em moinho de bolas planetário a 100, 200 e 300 rpm, respectivamente. Difração de Raios X (DRX) foi utilizada para caracterizar a estrutura cristalina e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) associada com EDS para analisar o tamanho e morfologia dos catalisadores em meio ao hidreto. Os resultados até o momento indicam que o processo de moagem a 100 rpm não ocasionou variação significativa na distribuição de tamanho e razão de aspecto comparado ao aditivo puro (com valor médio de 35 nm e 2,70 respectivamente). Ensaios de cinética de sorção de hidrogênio ainda estão em andamento.

Oct 30, 2017

By Rafael Utsch Braga

Neste trabalho foi analisada a influência da microestrutura de diferentes composições químicas de aço de alta resistência (HSS, do inglês High Strength Steel) na resistência à corrosão sob tensão assistida por sulfetos (SSC, do inglês Sulfide Stress Corrosion). Quatro aços ao boro com quantidades variáveis de V e Ti foram tratados termicamente para atingir propriedades mecânicas de aços de alta resistência. A resistência à corrosão do material foi avaliada de acordo com a norma NACE-TM0177 Método D, utilizando corpos de prova do tipo DCB. A microestrutura dos aços foi caracterizada utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV) através da análise de réplicas de carbono, por meio das quais foram determinados o tamanho e a distribuição dos precipitados, cuja composição química foi avaliada através de espectroscopia por dispersão de energia (EDS). Foi observada uma influência do teor de V, sendo o acréscimo de V favorável ao aumento da resistência à corrosão. O aumento do tamanho médio de precipitados de CrMo através do coalescimento dos mesmos também mostrou-se eficaz para melhorar a resistência a corrosão sob tensão em meio contendo H2S. As propriedades mecânicas e o tamanho de grão foram também avaliados, no entanto sem encontrar correlação com a resistência a corrosão sob tensão.

Aug 7, 2018

By Aldo Henrique de Almeida Barbosa

Os modelos de tratamento de galvannealing, com encharque isotérmico após o aquecimento indutivo, permitem otimizar o aporte térmico para a formação de compostos intermetálicos Fe-Zn, o que contribui significativamente para a obtenção de revestimentos galvannealed-GA de elevada qualidade. Nesse estudo foi avaliado o efeito das condições de galvannealing na formação do revestimento GA sobre aços bake hardenable-BH. Foram realizadas, em escala de laboratório, simulações variandose o modelo de galvannealing, com ciclos isotérmicos e resfriamento imediatamente após o aquecimento indutivo, a temperatura de aquecimento, entre 525°C e 570°C, e o tempo de encharque, até 20 segundos. Em todas as simulações, além dos ciclos completos foram realizadas, também, interrupções do tratamento ao longo da etapa de encharque, através de resfriamento brusco das amostras, com o objetivo de se avaliar a microestrutura do revestimento ao longo de todo o tratamento. Para a caracterização dos revestimentos foram realizadas análises de composição química, microestrutura, perfil de composição ao longo da camada e de aderência. Os resultados permitiram determinar as características da formação do revestimento GA sobre os aços BH e estabelecer condições de galvannealing para o processamento desses aços, de forma a obter microestruturas otimizadas para as aplicações mais exigentes.

Aug 16, 2017

By Cristiano Simplício Guimarães de Almeida

Este trabalho teve como objetivo melhorar o baixo desempenho apresentado em classificadores espirais do processo de beneficiamento mineral. Fez-se necessário uma análise das causas das manutenções corretivas nos mancais submersos e espiras para melhorar a disponibilidade física (DF). Foi realizado um brainstorming para relacionar as causas mais prováveis, utilizando o sistema de controle informatizado das manutenções corretivas, locais e duração para sua execução. Após o registro das causas do baixo desempenho, foi elaborado um plano de ação para eliminar as não conformidades do processo, implementando melhorias através da Metodologia de Análise e Solução de Problemas (MASP), verificando uma melhora no desempenho dos mancais submersos e espiras dos classificadores, aumentando a disponibilidade física e vida útil de seus componentes.

Oct 30, 2017

By Joelma Krugel Brites

Com a perspectiva do uso de aços API em ambientes sour service, o controle de inclusões e precipitados é essencial para bom desempenho. A precipitação de carbonetos e nitretos de Nb e Ti, assim como a formação do MnS foram analisados criticamente em aços de alta resistência e baixa liga – HSLA- com Mn entre 0,3 e 1,6%, Nb 0,02-0,1%, S 0,001-0,005% e Ti 0-0,02% em peso. Os valores da temperatura de precipitação do MnS, Nb(C,N) e Ti(C,N) foram obtidos por meio do software ThermoCalc™. A partir desses resultados, possíveis tendências da precipitação foram discutidas e relacionadas com a temperatura de não-recristalização, traçando um comparativo entre temperaturas de processo e precipitação. Três aços produzidos com a composição estudada atenderam os requisitos mecânicos de tração da norma API 5L X65M.

Oct 30, 2017

By João Júnio Pereira Lino

Este trabalho tem como objetivo demonstrar a aplicação das técnicas de laminação termomecânica de aços microligados para obtenção de propriedades mecânicas elevadas em um laminador Steckel. O processamento de um aço com composição química favorável à obtenção de propriedades mecânicas compatíveis com o grau X60 especificado na norma API 5L é demonstrado. Foram alcançados limites de escoamento a 0,5% de deformação e a resistência à tração mínimos de 473MPa e 549MPa respectivamente, alongamento médio de 38%, razão elástica em 86% e temperatura de transição dúctil frágil em torno de -50°C atendendo às especificações da norma.

Aug 17, 2017

By William J. Wuest

The technical analysis of parameters that can influence roof and rib reinforcement is important to the operation of safe and profitable underground mines. One such parameter, studied in this U.S. Bureau of Mines investigation, is the effect of time on untensioned, resin-grouted bolt anchorage characteristics. A group of seventy-three 4-ft-long bolts with three different grout column lengths were I installed in a stable coal mine roof. The bolts were then subjected to standardized pull tests at various intervals throughout a 37-month period. For each test, load-deformation data were reduced to determine axial stiffness and yield point. The magnitudes of these two anchorage characteristics at the time of installation were compared with results from subsequent pull tests to determine if anchorage capacity deteriorated. Bolts with 18-in grout columns were studied over 9 months, and no measurable loss occurred. Bolts with 48-and 24-in grout columns were studied over 37 months and also exhibited no measurable loss.

Jan 1, 2010

By Patrícia de Fátima Rodrigues

Neste trabalho, a técnica de ensaios de torção a quente foi utilizada na simulação física do processo de laminação a quente do produto fio-máquina. Foram realizados ensaios em dois tipos de aços, a saber, um aço baixo carbono (BC) e outro aço ultrabaixo carbono (UBC). A realização dos ensaios de torção a quente, sob condições próximas ao processamento industrial, ou seja, utilizando parâmetros de processo como taxa de deformação, temperatura e tempo entre passes, fornecidos pelo fabricante do laminador, possibilitou evidenciar os mecanismos de amaciamento destes aços. Foram obtidas as curvas de escoamento para as condições propostas e realizadas análises metalográficas para avaliar as microestruturas resultantes. A partir dos resultados obtidos pode-se concluir que ambos os aços apresentaram bom desempenho na laminação do fio-máquina. Em particular, o aço ultrabaixo carbono mostrou-se capaz de suportar as condições de processamento impostas nas simulações, o que torna viável sua possível aplicação no mercado de produtos de aços longos.

Aug 16, 2017

By Marlon José Zanotto

O objetivo deste trabalho é comparar o uso da liga~mãe Al-5Ti-1B e dos sais de fluortitanato de potássio (K2TiF6) e fluorborato de potássio (KBF4) no refino de uma liga de alumínio de pureza comercial. Os resultados demostram a eficiência da liga-mãe no refino de grão quando adicionada em quantidades acima de 0,6% em peso. No entanto, para o sal de boro, não houve refino de grão na mesma quantidade e no dobro da porcentagem. Já para o sal de titânio ocorreu refino de grão, provavelmente devido à presença de boro residual no alumínio puro comercial.

Aug 17, 2017

By Henrique Gobbi Soares

Chapas expandidas são conhecidas como um material metálico com orifícios em forma de losango, cuja produção ocorre em uma máquina que utiliza corte sobre pressão e processos de alongamento para transformar chapas em metal expandido. Estas chapas são usualmente fabricadas em aço carbono, mas em função de serem susceptíveis a fenômenos de corrosão, estudos têm sido conduzidos com o objetivo de se avaliar a viabilidade de substituição destes aços comuns por inoxidáveis. Este trabalho consistiu em caracterizar e testar mecanicamente amostras representativas de chapas expandidas de aços inoxidáveis ferríticos (AISI 410D e AISI 444A) e uma de aço carbono ABNT 1010 com espessura superior às demais. A caracterização estrutural revelou que as estruturas de todas as amostras são influenciadas pelo processo de expansão, apresentando grãos com níveis de deformação e encruamento predominantemente nas hastes. Observou-se a presença de inclusões em diferentes níveis em todas as amostras analisadas, sendo os maiores níveis verificados no aço ABNT 1010. Os resultados obtidos mostraram que as chapas expandidas confeccionados de aços inoxidáveis apresentaram os melhores índices de resistência mecânica quando comparadas à chapa de aço ABNT 1010, mesmo este possuindo maior espessura.

Aug 7, 2018

By Thiago Pinto Wandekoken

Vazamentos de água em painéis refrigerados apresentam grandes riscos operacionais e de segurança nos processos de fabricação do aço, principalmente nos Fornos Elétricos a Arco. A detecção precoce de vazamentos de água pode minimizar e/ou até eliminar grandes riscos operacionais, de segurança e patrimônio. A Tecnologia ELD, desenvolvida pela Lumar Metals, traz uma proposta inovadora de monitoramento dos painéis do FEA, que através da combinação e análise de dados coletados individualmente nos painéis refrigerados é capaz de detectar vazamentos de 0,2 l/min em até 10 segundos após sua ocorrência. A coleta de dados é realizada de forma contínua nos painéis refrigerados e transmitida via wireless. Testes em escala laboratorial foram realizados, onde os vazamentos de água foram simulados através da abertura de válvulas solenoides. Nos testes em escala industrial o sistema pôde ser avaliado em suas condições reais de operação, ficando exposto ao calor, poeira, ruídos e campos eletromagnéticos. Em todas as etapas de testes realizadas a Tecnologia ELD foi capaz de detectar os menores vazamentos de água, credenciando a tecnologia para inserção no mercado.

Jul 29, 2018

By Pedro Henrique Barbosa Souza

A Aperam é uma grande consumidora de gases do ar, principalmente Argônio. A produção de Argônio é feita através de coluna de destilação, onde são também extraídos Oxigênio e Nitrogênio. A modalidade de contrato adotada pela Aperam é do tipo take-or-pay para todos os gases, porém nem todo Oxigênio produzido era consumido. A Aperam então desenvolveu um projeto visando aproveitar esta “sobra” de Oxigênio no seu forno Walking Beam, para enriquecimento do ar de combustão. A utilização de Oxigênio permite reduzir, de maneira indireta, o consumo de Gás Natural neste forno. Após a implantação do projeto a Aperam está apta a consumir acima da capacidade de Oxigênio produzida, sendo necessário implementar uma estratégia de controle que permita limitar a máxima velocidade deste gás na tubulação (risco de explosões) e reduzir a interferência entre os diversos consumidores, o que poderia provocar desarmes ou oscilações na estequiometria dos gases. Para isto foi aplicado técnicas de controle antecipatório. Este trabalho irá abordar as estratégias de controle utilizadas, sua sintonia e os resultados obtidos.

Jul 30, 2018