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By Steven J. Schatzel, Kayode M. Ajayi, Marcia M. Harris, Zoheir Khademian

Predicting rockmass permeability is critical in evaluating various engineering designs, including estimating gas inflow to a longwall mine in the case of a hypothetical breach in the gas well. This study conducted field permeability measurements to validate a geomechanical model capable of predicting rockmass permeability during longwall mining. A series of slug permeability tests were conducted in an active mine in Pennsylvania. A model of the mine was constructed in 3DEC numerical modeling software, and permeabilities were calculated. The modeling results agreed well with the pre- and post-mining permeability measurements, showing the applicability of this tool to evaluate gas well stability near mine workings.

Feb 1, 2024

By Mariana Boger Netto

O fósforo é um elemento crítico para a qualidade dos aços, tornando a redução dos teores desse elemento uma exigência para a indústria siderúrgica. Uma forma de se medir a eficiência da desfosforação é através do coeficiente de partição do fósforo (Lp=%P(escória)/%P(aço)). O objetivo principal deste trabalho é avaliar escórias de um forno elétrico a arco através da comparação entre o Lp real com o Lp calculado por simulação termodinâmica, avaliando, também, o comportamento da partição de fósforo com relação à composição química. A partir de dados de composição química de amostras de escória e aço de uma usina siderúrgica, foram feitas simulações termodinâmicas utilizando o software FactSage. Com base nesses resultados, concluiu-se que o cálculo computacional através do software descreve bem o comportamento termodinâmico, mas tende a superestimar o Lp, provavelmente por questões cinéticas e/ou de transferência de massa e calor.

Aug 17, 2017

By H. Zhong, S. Wang, Q. Lin

To improve the flotation performance of chalcopyrite collector, 2-(tert-butoxy)ethyl xanthate (TBEX) and its derivative O-(2-(tert-butoxy)ethyl)-N-ethyl-thionocarbamate (TBEETC) were designed and prepared by the introduction of a 2-(tert-butoxy) ethyl group into xanthate and thionocarbamate. TBEX and TBEETC were both prepared via the one-pot method with superior efficiency, which has significant commercial implications. The micro-flotation tests demonstrated that compared with sodium isobutyl xanthate (SIBX) and O-isopropyl-N-ethyl-thionocarbamate (Z-200), TBEX and TBEETC both possessed better collecting ability and selectivity for chalcopyrite. DFT calculations and XPS were utilised to investigate the flotation mechanism involving TBEX or TBEETC and chalcopyrite. The results demonstrate that although 2-(tert-butoxy) ethyl group does not interact with minerals directly, its introduction reduces the energy of HOMO, so that they can better accept electrons instead of donating electrons which leads to better interaction with copper atoms rather than iron atoms. Keywords: Chalcopyrite, flotation, thionocarbamate, xanthate, synthesis

Jan 1, 2020

By AKIHIRO YOSHIMURA, HIDEKAZU KATO, KOTA TAKATORI, YASUNARI MATSUNO

Chalcopyrite (CuFeS2) is the most refractory copper mineral when treated in conventional sulfate media leaching systems. This is the first study to examine the use of a dimethyl sulfoxide (CH3SOCH3, DMSO) solution containing copper chloride (CuCl2) for the leaching of chalcopyrite. Leaching experiments for a copper concentrate composed mainly of chalcopyrite were conducted at ambient pressure at 313–413 K. The leaching fractions of Cu, Fe, S, Au, and As were investigated. It was found that 90% of the Cu was extracted in 2 h, and 94% was extracted in 4 h at 373 K, which is competitive with other conventional processes. A DMSO solution containing CuCl2 could selectively dissolve the valuable metals Cu and Au from chalcopyrite, but leave minerals with little economic value such as pyrite (FeS2) and As in the residue. Chalcopyrite is oxidized by cupric ion in proportion to the stoichiometric ratio of Cu in the concentrate to the initial cupric ion in the DMSO solution, which is enhanced by the presence of oxygen below 373 K.

Mar 12, 2021

By Ivan José de Santana

Neste trabalho, as diferentes microestruturas, as propriedades mecânicas e a soldabilidade do ferro fundido submetido aos processos de soldagem SMAW, com a utilização de eletrodos de Fe-Ni, e GMAW mecanizado, com a aplicação de arame de Fe-Ni e proteção de Ar-25%CO2, foram investigadas e comparadas. Dentro deste contexto, após a realização de testes de soldagem, com e sem a aplicação de pré-aquecimento, utilizando diferentes parâmetros de soldagem, os cordões de solda foram avaliados por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, assim como pela análise dos perfis de micro-dureza e da composição química do arame e do material depositado. Foi possível avaliar a influência da aplicação de diferentes parâmetros elétricos de soldagem, a utilização ou não de pré-aquecimento nas microestruturas geradas nas zonas fundidas, parcialmente fundidas e termicamente afetadas dos cordões obtidos, assim como as propriedades mecânicas.

Aug 8, 2018

By Cyro Takano

A degradação durante o processo de redução de minérios de ferro é bastante conhecida pelos fenômenos de crepitação e inchamento. Em aglomerados a frio, auto-redutores utilizando cimento como aglomerante, há também degradação pela decomposição de hidratos que conferem resistência a frio, além de aumentar os vazios deixados pelo consumo do redutor. Outro fenômeno que afeta na velocidade da reação de redução é a formação de escória. Esses aspectos são analisados neste trabalho e principalmente em processos de auto-redução.

Oct 30, 2017

By Claudemir Ribeiro

A lança de injeção de carvão pulverizado (PCI) é um método consolidado na indústria siderúrgica, que possibilita a redução do consumo de carvão vegetal ou de coque de carvão metalúrgico enfornado, além do ganho de produtividade. A seleção de materiais adequados para a lança de injeção é de suma importância para agregar ainda mais valor ao método. A finalidade deste trabalho é nortear a seleção das ligas aplicadas em alta temperatura, visando o melhor custo benefício, por meio das análises da resistência à corrosão, fluência e estabilidade estrutural. Foram realizados testes em uma usina siderúrgica chinesa com as ligas Sandvik 253 MA™ (UNS S30815) e UNS S32109. A experiência demonstrou como as siderúrgicas podem obter ganhos com a seleção adequada da liga. O custo-benefício do 253MA que é ligado ao Cério, Silício e Nitrogênio, mostra-se como uma ótima alternativa para o processo de injeção de carvão, devido a sua alta resistência à oxidação, à fluência e à erosão. Outras ligas como UNS S30403, UNS S31009 e UNS N08810, que são muito utilizadas em alta temperatura nas indústrias em geral, também foram analisadas como comparativo.

Aug 17, 2017

By Rosana Rocha Cunha

Estudou-se as propriedades de filmes finos de TiO2 depositados em substratos de vidro.Os filmes foram obtidos pelos métodos Sol-gel e Evaporação por feixe de elétrons (e-beam) visando obter a propriedade autolimpante. Essa propriedade dos filmes de TiO2 está relacionada à hidrofilicidade fotoinduzida e pode viabilizar várias aplicações tecnológicas como a obtenção de vidros autolimpantes para módulos fotovoltaicos. O tetraisopropóxido de titânio foi utilizado como precursor no método sol-gel com deposição dip-coating. Na evaporação e-beam, partiu-se do TiO2 sólido. Os filmes passaram por diferentes tratamentos térmicos e as propriedades dos filmes obtidos pelas duas técnicas de deposição. A cristalinidade da fase anatásio foi identificada por DRX de baixo ângulo. A espessura foi medida por perfilometria e Microscopia de Força Atômica, obtendo-se valores próximos de 170 nm. Parâmetros como topografia, rugosidade e tamanho dos cristais de anatásio foram avaliados. A transmitância das placas de vidro com os filmes depositados foi medida por espectrofotometria UV-Vis. O caráter hidrofílico dos filmes finos foi comprovado por meio de medidas do ângulo de contato com água. Os filmes obtidos por ambas as técnicas apresentaram boa capacidade autolimpante devido ao efeito da hidrofilicidade fotoinduzida sob radiação UV.

Aug 16, 2017

By André Kraszczuk

Esse trabalho avaliou a microestrutura e a microdureza do aço inoxidável martensítico AISI 440B nitretado a plasma em reator de fonte DC pulsada, a 480ºC, por 6 horas e pressão da câmara de 3,3 Torr. Foram utilizadas técnicas de difração de raios-X, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microdureza. A camada nitretada apresentou aproximadamente 24 µm de espessura, não tendo sido observada a formação de camada branca, constituída exclusivamente por nitretos de ferro ou de cromo. Entretanto, notou-se, na zona de difusão, a presença de nitretos nos contornos de grão, possivelmente, de cromo. O endurecimento superficial do aço AISI 440B, atingiu valores entre 1417 - 1677 HV0,025, ao passo que o a matriz metálica do aço temperado apresentou durezas de aproximadamente 54HRc.

Aug 17, 2017

By Leandro Brunholi Ramos

Foi estudado o efeito da temperatura no comportamento à corrosão sob tensão do aço inoxidável dúplex AISI 318 em solução contendo 115.000 ppm de cloreto, pH4 a temperatura ambiente e a 70°C. Ensaios de tração com baixa de taxa de deformação foram realizados. Foi avaliada a susceptibilidade do aço inoxidável dúplex AISI 318 à corrosão sob tensão no potencial de circuito aberto e em vários potenciais anódicos e catódicos. Os resultados mostraram que a redução do alongamento variou com o potencial aplicado. Os resultados experimentais mostraram que o aço AISI 318 ficou imune à corrosão sob tensão em potencial entre -750 mVECS e 1.000 mVECS na temperatura ambiente e entre -650 e -100mVECS para a temperatura de 70°C. Em potenciais maiores que o potencial de pite observou-se uma redução drástica no alongamento em ambas as temperaturas. No entanto, quando os potenciais aplicados foram abaixo de -650 mVECS para a temperatura de 70°C e -750mVECS para a temperatura ambiente, houve uma redução no alongamento final até a ruptura, provavelmente através do processo de fragilização por hidrogênio.

Aug 8, 2018

By Thiago de Souza Amaral

Os aços de alta resistência microligados ao nióbio tem se demonstrado uma solução ótima na fabricação de aços para utilização em perfis estruturais utilizando os conceitos já desenvolvidos para a indústria de gás e óleo. O nióbio com seu efeito refinador de grãos, com redução da temperatura de transformação entre austenitaferrita, endurecimento por precipitação e retardamento da recristalização da austenita, usado em equilíbrio com titânio, manganês e silício e os novos processos de produção com resfriamento controlado torna possível a obtenção de aços com microestrutura bainítica, baixo carbono e alta resistência mecânica. Este trabalho demonstra os pontos de destaque referentes ao projeto de estruturas utilizando estes aços, bem como uma avaliação quanto ao processo de soldagem durante a fabricação das mesmas. É possível evidenciar que a estrutura final se torna ideal para aplicação em diversos ambientes devido a sua baixa temperatura de transição dúctil-frágil, produção de uma estrutura com cerca de 10% a menos em peso, 5% a menos em custo e com excelente soldabilidade.

Aug 17, 2017

By Jarinson Ribeiro Rodrigues

Os aços resistentes à abrasão da classe 450 HB foram desenvolvidos para operações em ambientes onde ocorre desgaste excessivo, sendo estes aços martensiticos de elevada dureza e uma difícil soldabilidade. Este trabalho propôs-se a otimizar os parâmetros de soldagem do processo FCAW (Flux Cored Arc Welding) através da análise do projeto de experimentos (Design of Experiments - DOE) utilizando a Metodologia de Superfície de Resposta (Response Surface Methodology – RSM). Após a determinação dos parâmetros de soldagem ideais, foi realizado a caracterização mecânica e metalúrgica de uma junta soldada com estes parâmetros a fim de certificar-se das propriedades da junta com parâmetros de soldagem otimizados.

Aug 16, 2017

By Benito Barbabela e Silva

O pelotamento é a mais complexa etapa de aglomeração de finos de minério de ferro. Sua resposta é naturalmente oscilante, sendo bastante influenciada pelas características físicas obtidas nos processos de beneficiamento mineral que a precedem e tem papel crucial para a etapa de tratamento térmico de sinterização à jusante. O presente trabalho aborda o processo de classificação de pelotas verdes, sólidos singulares de aspecto deformável e pegajoso, em peneiras de rolos por modelamento por aplicação de Método dos Elementos Discretos. Esta técnica mostra-se como uma importante ferramenta pois supera as limitações impostas na modelagem física (quantificação e identificação de fluxos por ausência de instrumentação em escala industrial, amostragem sem representatividade) ao reproduzir de forma verossímil as repostas do sistema para importantes variáveis de controle: comprimento de gap, umidade, dispersão de tamanhos e resistência das pelotas.

Oct 30, 2017

By Daniel Paulo Santos, João José dos Santos Carvalho, Leonardo Passos Perdigão, Alexandre Santos Tardin, Filipe Sathler, Leonardo Barbosa de Oliveira Mello, Odilon José da Silva, Marcelo Tardin Alves

A estabilidade operacional do alto-forno depende da qualidade de suas matérias-primas, sendo a resistência mecânica do coque após a reação – Coke Strength after Reaction (CSR) um dos principais parâmetros de controle da qualidade do coque para verificar a degradação granulométrica do coque após sua reação com CO2. O desafio das empresas siderúrgicas está em produzir um coque de baixo custo e elevada qualidade com resultados precisos e consistentes para atendimento às especificações requeridas pelo alto-forno. Neste trabalho em particular, utilizando a metodologia Seis Sigma, foi desenvolvido e validado uma equação matemática (modelo de regressão linear múltipla) para previsão do CSR produzido pela coqueria da ArcelorMittal Tubarão, a partir de dados estatísticos correlacionados à parâmetros da mistura de carvão (teor de cinzas totais, enxofre médio e a composição química das cinzas expresso pelo índice de basicidade).

Oct 1, 2019

By W. R. Ingalls

THE main objective of everybody, individually and collectively as the people of nations, is to earn their living and improve the scale thereof as much and as rapidly as possible. We are able to earn" our living only by working and producing. We I are able to rise to higher standards of comfort only by increasing our production of goods, or diminishing the waste of those that we do produce, or both. This statement is trite. It is equally trite to dwell upon the importance of increased production to be derived from increased efficiency of labor and improved manage-ment; and the good results that would accrue to every-body if employers and employees would work together to secure the maximum of production at the minimum of cost. All of this is nothing more than platitude, to which every intelligent person subscribes in the abstract; but what concerns us especially, and what is neither so easy nor so understandable, is to translate the expres-sion of the abstract principle into formulas for action. The national net income obviously may be increased in two ways, or by both together. One is to diminish the waste of the goods that we already have made available. The other is to increase the supply of goods. .Increasing the supply of goods may involve the elimina-tion of waste, but a distinction is to be drawn between the waste of things that we have and the failure to obtain those that we might have. If we limit the term "waste" to the careless and profligate use of the materials that have come into our possession, together with the absorption of labor in doing obviously unnecessary things; and if we character-ize by the term "inefficiency" the failure to accomplish in our industrial operations the best of which we are capable, we shall create a distinction that will be pro-motive of clear thinking. In this paper I am going to deal with inefficiency, not waste, observing the distinc-tion, arbitrary if you please, that I have made. Without any doubt the greatest inefficiency that exists in our economic affairs is that which causes hundreds of thousands, perhaps millions, of men to be idle a good deal of the time. The major reasons for such idleness are two-fold. One of them is the conse-quence of what for convenience may be called business cycles, although I do not hold to the hypothesis of business cycles as it is now being rather widely expounded. That hypothesis involves the idea of rhyth-mic undulations due to causes unknown, but which it is hoped may be ascertained. The movement of busi-ness in waves up and down is undeniable, but that there are recurrences of cycles every so often is purely imag-inary, I think. It is unnecessary-to digress into that subject. The extents of the rises and falls above and below a median line undoubtedly is less than is commonly supposed.

Jan 3, 1922

By Ebbe Pehrssom

El presente texto describe la geología, disposición de la mina, perforación de la exploración, métodos de minado, perforación, carga de explosivos, limpieza y transporte, soporte del techo y servicio de mina, organización y futuro de la mina subterránea sueca Stekenjokk perteneciente a Boliden Mineral AB, productor sueco de metales no férreos.

Oct 14, 1980

By Peter Edmunds

Durante mucho tiempo, la perforación subterránea se adaptaba a la energía eléctrica. Actualmente, la transición se sufre en la perforación de la superficie. En este sentido, el presente texto describe algunos aspectos de la perforadora hidraúlica de percusión -en tanto posible perforadora del futuro. Las aplicaciones posibles de las perforadoras hidráulicas de percusión en la perforación de superficie son: la perforación de banqueo de alta producción en canteras, perforación secundaria en minas metálicas a cielo abierto, explotación de minas de carbón a cielo abierto, construcciones importantes y otras obras de ingeniería civil. Asimismo, este tipo de perforación tiene futuro donde la productividad es alta y los costos de rendimiento bajos. De otro lado, al comparar las ventajas de la energía hidráulica y la neumática en la perforación de superficie, se considera como productiva la primera -en tanto existe una mayor capacidad, un mejor ambiente laboral y unos costos de operación más bajos.

Jan 1, 1980

By C. G. Harris, R. Sluyter

The purpose of an undercut is to undermine a block of ore which will then proceed to cave into draw holes just below the undercut. Undercut-ting is the final and most vital phase in the development of an ore block. Since its purpose is to undermine and induce caving into a block of ore, great care must be exercised to avoid premature caving by removing only enough rock to permit undercut development to proceed. Several undercutting methods, used over a twenty-year period, are re-viewed and their suitability is com-pared with ideal requirements.

Jan 1, 1960

By JOHN R. SUMAN

TONIGHT I want to speak of the current problems and the postwar difficulties facing American industry. American industry has done an outstanding job in adjusting its operations to wartime necessity. The national income for 1942 was nearly $120,000,090,000 and of this outlay approximately $55,000,000,000 went for war material. The enormity of the expenditures for war material is indicated by the fact that the expenditures for war purposes alone were greater than the annual gross national income in the period 1931-34. This tremendous production job in turning out a record output of war products was accomplished by industry in spite of a large number of restraining and hampering influences, and I want to mention several of the more important problems.

Jan 1, 1943

Adaptive processing is often related to the mineral composition of the mining block currently processed. The portions of waste, ore and secondary product minerals considered are always positive and typically sum to 100% (i.e. a composition). A typical solution to predict block averages of spatially dependent quantities would be block kriging. However, kriging is based on spatial correlations and it has been repeatedly shown that correlations of compositional data are spurious and blurred by the constant sum constraint. Aitchison (1982) proposed a general solution for compositional problems, based on transforming the compositional data to a set of logarithms of ratios of components, and analysing the transformed scores. The transform is chosen to be invertible to ensure that no information is lost in the process. This methodology avoids spurious correlation problems and ensures coherence between results obtained with different subcompositions. Pawlowsky-Glahn and Olea (2004) adapted the approach for point-support geostatistics, allowing the prediction of point compositions from spatially neighbouring data, without the artefacts induced by standard multivariate cokriging. Unfortunately upscaling the results of this approach with block cokriging is not straightforward, because of the nonlinearity of logratio transforms. Furthermore, we have to consider those nonlinearities created by the dependence on the block composition of extraction efficiency and processing costs of the possible processing choices. This paper proposes a solution for predicting the conditional expectations of the benefit of processing the block with each processing choice using geostatistical simulations of the local values of the composition and the resulting block integrals. The computation for a large number of blocks can be done efficiently using Cholesky decomposition. The approach also allows the calculation of prediction errors for expected compositions and expected benefit at almost no additional computational cost. Such compositional approach is necessary, for example when processing choices depend on proportions of certain minerals after other components have been removed; or if processing alters the composition in a multiplicative way, by partially removing a portion of some components.

Aug 1, 2013