Ensaios e Desenvolvimento de Tecnologias de Moagem de Minerais no CETEM
Análise técnico-científica e operacional do serviço público oferecido pelo Centro de Tecnologia Mineral, abrangendo moagem em escala laboratorial e piloto, índice de trabalho de Bond, circuitos de cominuição, contratação, fluxo de atendimento, integração com outras etapas do beneficiamento e aplicações em geometalurgia e minerais estratégicos.
1. Enquadramento institucional e papel estratégico na cadeia mineral
O Centro de Tecnologia Mineral — CETEM — é uma unidade de pesquisa vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação — MCTI. A própria instituição se apresenta como a única instituição pública de pesquisa dedicada à tecnologia mineral e às questões ambientais relacionadas, desempenhando papel estratégico no desenvolvimento de soluções para o aproveitamento sustentável dos recursos minerais brasileiros.
Da pesquisa à aplicação industrial
A atuação do CETEM conecta pesquisa científica, desenvolvimento tecnológico, inovação e aplicação em processos minerais. Essa infraestrutura pode apoiar mineradoras, startups, instituições de pesquisa, universidades, cooperativas, empreendimentos regionais e projetos de desenvolvimento tecnológico.
Processamento e Tecnologias Minerais
A Coordenação de Processamento e Tecnologias Minerais — COPTM — possui atribuições relacionadas ao planejamento e à execução de estudos, pesquisas e desenvolvimento tecnológico em processamento de minérios e minerais.
Por que a moagem é estratégica?
A moagem integra o circuito de cominuição e promove a redução controlada do tamanho das partículas após etapas anteriores de preparação e britagem. Seu objetivo não é simplesmente produzir material mais fino: o processo deve gerar uma granulometria adequada para que as espécies minerais de interesse possam ser liberadas da ganga e posteriormente submetidas aos processos de concentração, separação ou caracterização.
Quando a fragmentação é insuficiente, pode ocorrer submoagem, mantendo fases minerais ainda associadas e prejudicando a recuperação. No extremo oposto, a supermoagem pode produzir quantidade excessiva de partículas muito finas, dificultar etapas posteriores e consumir energia sem ganho proporcional de recuperação.
A otimização da moagem pode contribuir para reduzir o consumo específico de energia, melhorar o dimensionamento de equipamentos e fornecer dados mais confiáveis para decisões relacionadas a investimento de capital — CAPEX — e despesas operacionais — OPEX.
2. Escopo técnico, infraestrutura e metodologias de cominuição
O serviço oficial denominado “Solicitar Ensaios e Desenvolvimento de Tecnologias de Moagem de Minerais” tem como finalidade avaliar o comportamento de materiais minerais, determinar parâmetros operacionais e apoiar o desenvolvimento de rotas de cominuição em escala laboratorial ou piloto.
Dependendo do projeto, a investigação pode envolver comportamento de moagem, distribuição granulométrica, consumo específico de energia, parâmetros necessários ao escalonamento e integração com outras operações unitárias do beneficiamento mineral.
| Escala / ambiente | Infraestrutura ou metodologia | Capacidade | Aplicações principais |
|---|---|---|---|
| Laboratório | Ensaios de moagem em bancada, incluindo determinação de índice de trabalho em moinho padrão quando previsto no escopo, além de preparação e caracterização granulométrica complementar. | Definida conforme amostra, metodologia e proposta técnico-comercial. | Moabilidade, BWI/WI, cinética de moagem, distribuição granulométrica, geração de parâmetros para dimensionamento e comparação de materiais. |
| Planta piloto de moagem | Planta SAG/AG recomissionada pelo CETEM, com moinho Koppers, britador de mandíbulas para ensaios em configuração SABC, moinho de bolas, correias de alimentação e instalações hidráulicas. | A Carta de Serviços de moagem não publica uma vazão nominal única. A condição operacional deve ser definida no projeto. | Validação de circuitos, estudos SAG/AG e SABC, simulação de condições industriais, avaliação de parâmetros de processo e escalonamento. |
| Integração com flotação | Mini planta e planta piloto de flotação disponíveis no CETEM para integração de rotas de beneficiamento após a preparação granulométrica. | Na flotação, o CETEM informa mini planta de 5 a 15 kg/h, planta piloto próxima de 50 kg/h e colunas com capacidades de 10 a 100 kg/h. | Ensaios contínuos, avaliação integrada moagem–flotação, recuperações metalúrgicas e validação de fluxogramas. |
Moinhos de barras, peneiras, granulometria por diferentes técnicas e outros recursos laboratoriais podem ser relevantes em estudos de cominuição; entretanto, a página oficial específica do serviço de moagem não apresenta um inventário exaustivo de todos os equipamentos disponíveis. A infraestrutura efetivamente empregada deve, portanto, ser validada pela equipe técnica na definição do escopo.
3. Índice de Trabalho de Bond — BWI
O que o BWI representa?
O Bond Ball Work Index — BWI — é um parâmetro amplamente utilizado na engenharia de processamento mineral para caracterizar a resistência de um material à moagem e subsidiar estimativas de energia associadas ao dimensionamento e à avaliação de circuitos de moinhos de bolas.
ABNT NBR 11376
A ABNT NBR 11376 é identificada como “Moinho de bolas — Determinação do índice de trabalho — Método de ensaio”. A literatura técnica do próprio CETEM descreve o procedimento experimental do WI com moinho padrão e operação em circuito fechado.
O teste tradicional é executado em ciclos sucessivos até o estabelecimento de condições de equilíbrio definidas pela metodologia. O resultado obtido pode ser utilizado juntamente com a distribuição de tamanho da alimentação e do produto para avaliações de consumo energético e para estudos de dimensionamento.
Aplicação geometalúrgica
Em projetos de geometalurgia, ensaios de BWI realizados em amostras representativas de diferentes domínios do depósito podem auxiliar na construção de modelos de variabilidade de competência e moabilidade. Isso permite antecipar mudanças de desempenho ao longo do planejamento de lavra e compreender seus efeitos sobre capacidade e energia da usina.
4. Quem pode utilizar o serviço e como funciona a contratação?
Segundo a Carta de Serviços do Governo Federal, podem apresentar demandas ao CETEM diferentes segmentos vinculados à pesquisa, inovação e atividade mineral.
Setor produtivo
Empresas de mineração e metalurgia, startups de base mineral, cooperativas e empreendimentos minero-industriais.
Pesquisa e inovação
Pesquisadores, grupos de Pesquisa e Desenvolvimento — P&D — e instituições de ensino e pesquisa.
Instituições
Organizações públicas e privadas que necessitem de desenvolvimento tecnológico ou avaliação de processos minerais.
Gratuidade e contrapartida
A página do Gov.br classifica o serviço como gratuito para o cidadão. Ao mesmo tempo, a própria descrição oficial esclarece que a contratação de projetos pode ocorrer mediante contrapartida financeira ou por instrumentos de parceria, como acordo, contrato ou convênio, de acordo com o enquadramento e com a política de inovação do CETEM.
Quando o CETEM pode não aceitar a solicitação?
Incompatibilidade técnica
A demanda exige especialidades, técnicas ou tecnologias que não integram o escopo de atuação ou a capacidade disponível do Centro.
Falta de alinhamento estratégico
A proposta não apresenta aderência suficiente à expertise e às competências centrais da instituição.
Capacidade operacional limitada
Em períodos de demanda elevada, novos compromissos podem ser recusados para preservar os prazos e a qualidade dos projetos já em andamento.
5. Fluxo operacional do serviço
O procedimento oficial é estruturado em quatro etapas principais, desde a apresentação da demanda até o recebimento do relatório técnico.
Solicitação
Descrição da demanda, material, objetivo e volume de amostras.
Formalização
Proposta técnico-comercial, aceite e instrumento jurídico aplicável.
Execução
Ensaios laboratoriais e/ou testes piloto conforme o projeto aprovado.
Resultados
Relatório técnico com metodologia, condições, desempenho e recomendações.
| Etapa | Ação do solicitante | Atuação do CETEM | Canal | Prazo |
|---|---|---|---|---|
| 1. Solicitar | Informar demanda técnica, tipo de material mineral, objetivo do ensaio e volume de amostras, quando disponível. | Avaliar capacidade laboratorial, disponibilidade de escala piloto e necessidade de informações complementares. |
ematiolo@cetem.gov.br hcouto@cetem.gov.br |
Não estimado oficialmente. |
| 2. Formalizar | Aceitar a proposta e providenciar assinatura do instrumento jurídico e pagamento ou contrapartida pactuada, quando aplicável. | Estruturar proposta técnico-comercial e a forma de contratação correspondente ao projeto. | Comunicação por e-mail com COPTM/SEDPI. | Não estimado oficialmente. |
| 3. Executar | Disponibilizar e encaminhar as amostras nas condições definidas pela equipe técnica. | Realizar ensaios laboratoriais, testes piloto, avaliações de desempenho e demais atividades definidas no projeto. | Av. Pedro Calmon, 900, Ilha da Cidade Universitária, CEP 21941-908, Rio de Janeiro/RJ. | Espera presencial informada: até 10 minutos. Duração dos ensaios: conforme projeto. |
| 4. Receber resultados | Receber e avaliar a documentação técnica produzida. | Emitir relatório com metodologia, parâmetros e condições operacionais, desempenho e recomendações de escala industrial. | Via e-mail informado durante o atendimento. | Não estimado oficialmente. |
O que informar já no primeiro contato?
6. Atendimento, acessibilidade e direitos do usuário
O atendimento descrito na Carta de Serviços está submetido às diretrizes da Lei Federal nº 13.460/2017, que disciplina a participação, proteção e defesa dos direitos do usuário dos serviços públicos.
Qualidade
Urbanidade, respeito, cortesia, eficiência e ética.
Igualdade e boa-fé
Igualdade no atendimento e presunção da boa-fé do usuário.
Acessibilidade e segurança
Atendimento em condições adequadas, acessíveis, seguras, sinalizadas e compatíveis com o serviço prestado.
7. Integração com outras tecnologias e serviços do CETEM
A moagem normalmente é apenas uma parte de uma rota tecnológica mais ampla. A qualidade do estudo depende tanto da preparação adequada do material que entra no moinho quanto da caracterização dos produtos gerados e de sua resposta às operações de concentração posteriores.
Preparação e caracterização
O CETEM disponibiliza serviço específico de desenvolvimento de processos de britagem, cujo objetivo pode incluir a redução do material a granulometrias inferiores a 3,36 mm para etapas posteriores.
A caracterização também pode ser complementada por análises químicas, FTIR, microscopia e outras técnicas conforme a necessidade do estudo.
Caracterização e concentração
Os produtos moídos podem seguir para análise granulométrica, determinação de massa específica e ensaios relacionados ao comportamento físico-químico das partículas.
Dependendo da rota, também podem ser avaliados em flotação, separação gravítica, separação magnética e outras operações unitárias.
Química de interfaces e comportamento das polpas
A redução granulométrica modifica significativamente a área superficial disponível e pode alterar a resposta das partículas aos reagentes e às condições do meio. Para aprofundar esse diagnóstico, o portfólio do CETEM inclui serviços como:
Potencial Zeta
Auxilia na avaliação da carga superficial e da estabilidade de suspensões e dispersões minerais.
Ângulo de contato
Permite avaliar molhabilidade, hidrofobicidade e interação entre superfícies sólidas e líquidos.
Tensão superficial
Apoia estudos envolvendo interfaces líquidas, tensoativos, formulações e processos de flotação.
Determinação de pH
Parâmetro fundamental em flotação, dispersão, floculação, lixiviação e condicionamento de polpas.
Massa específica
Pode ser empregada em caracterização, balanços de massa, simulação e estudos de concentração mineral.
AFM
A Microscopia de Força Atômica permite investigar morfologia, rugosidade e propriedades superficiais em escala nanométrica.
8. Formação técnica, biblioteca e produção científica
O conhecimento desenvolvido pelo CETEM também é difundido por cursos e por sua infraestrutura de informação científica.
Cursos de curta duração
O programa de capacitação do CETEM contempla temas de tratamento de minérios, incluindo cominuição — britagem e moagem —, peneiramento e classificação, concentração gravítica, magnética e eletrostática, flotação e simulação de processamento de minérios.
Mineralis e Biblioteca
O Mineralis reúne, preserva e disponibiliza a produção técnica e científica da instituição. A biblioteca especializada do CETEM apoia pesquisas nas áreas de tecnologia mineral, processos minerometalúrgicos e tecnologia ambiental.
9. Geometalurgia, eficiência energética e transição mineral
A redução progressiva dos teores de determinados depósitos e a maior complexidade mineralógica de novas jazidas tornam a caracterização da competência do minério e a otimização dos circuitos de cominuição cada vez mais relevantes para a viabilidade técnica e econômica dos projetos.
Na abordagem geometalúrgica, parâmetros de moagem podem ser correlacionados aos diferentes domínios geológicos de um depósito e incorporados ao planejamento da lavra. A finalidade é prever como variações mineralógicas e mecânicas poderão afetar taxa de processamento, granulometria, consumo específico de energia e resposta das operações subsequentes.
O BWI é particularmente útil nesse contexto, porém seu uso em modelos de blocos exige cautela porque a resposta de misturas com diferentes competências mecânicas pode ser não linear. Ensaios representativos reduzem o risco de extrapolar para a usina um comportamento que não foi adequadamente reproduzido em laboratório.
Minerais críticos e estratégicos
A importância da infraestrutura do CETEM também cresce no contexto da transição energética e do fortalecimento das cadeias nacionais de minerais críticos. O Centro desenvolve projetos relacionados a materiais como lítio, terras-raras, níquel e cobalto, entre outros recursos necessários à mobilidade elétrica, armazenamento de energia e tecnologias de alta intensidade mineral.
Fosfatos e outras matérias-primas minerais destinadas a fertilizantes também integram agendas tecnológicas relevantes para a segurança de insumos do país. O desenvolvimento de rotas de processamento adequadas depende, em muitos casos, da integração entre preparação, cominuição, concentração, transformação mineral e caracterização.
10. Perguntas frequentes
O CETEM realiza ensaios de moagem para empresas?
O serviço de moagem é gratuito?
Qual é o prazo para realização dos ensaios?
Quais e-mails são utilizados para solicitar o serviço?
Onde os ensaios são executados?
O CETEM possui planta piloto SAG/AG?
O BWI pode ser utilizado diretamente como média dos diferentes minérios de uma jazida?
Precisa avaliar um serviço tecnológico ou organizar a documentação da sua empresa?
O Direto Legaliza pode auxiliar na análise do enquadramento da demanda, identificação dos canais oficiais, organização das informações empresariais e documentais e orientação sobre os procedimentos administrativos relacionados ao atendimento. A execução dos ensaios e a definição da metodologia técnico-científica permanecem sob responsabilidade do CETEM.
Falar com o Direto LegalizaFontes consultadas
- Gov.br — Solicitar Ensaios e Desenvolvimento de Tecnologias de Moagem de Minerais .
- CETEM — Coordenações Técnicas .
- CETEM — Reinício da Planta Piloto de Moagem SAG/AG .
- Gov.br — Ensaios e Desenvolvimento de Tecnologias de Flotação de Minerais .
- CETEM / Mineralis — Tratamento de Minérios: Práticas Laboratoriais .
- Gov.br — Desenvolvimento de Processos de Britagem para Amostras Minerais .
- Gov.br — Análise Granulométrica de Minerais .
- Gov.br — Determinação de Potencial Zeta em Processamento Mineral .
- Gov.br — Ensaio de Tensão Superficial .
- Gov.br — Ensaios de Ângulo de Contato .
- Gov.br — Determinação de pH para Processamento Mineral .
- Gov.br — Ensaios de Separação Magnética .
- Gov.br — Desenvolvimento de Processos de Separação Gravítica .
- CETEM — Cursos de Curta Duração .
- CETEM — Biblioteca e Repositório Institucional Mineralis .
- CETEM — Atuação em minerais críticos e estratégicos .
- Australian Government — Energy.gov.au — Mining / Comminution .
- Presidência da República — Lei nº 13.460/2017 .
