O minério de manganês, como matéria-prima essencial na produção de aço, fabrico de baterias e indústrias químicas, impacta diretamente os custos da cadeia de abastecimento e os benefícios ambientais através da sua eficiência de processamento. No entanto, os modelos de processamento tradicionais enfrentam múltiplos desafios, incluindo dificuldades no manuseamento de minérios de baixo teor, elevado consumo de energia, desgaste rápido dos equipamentos e controlo complexo da poluição. Este artigo descreve sistematicamente o caminho prático para soluções inteligentes, integrando fluxos de processos típicos, configurações de equipamentos e tecnologias inovadoras.
I. Fluxo de Trabalho e Principais Desafios do Processamento de Minério de Manganês
1. Fluxo de Processamento Típico e Parâmetros Técnicos
Etapa de Britagem e Peneiração: A utilização da combinação "britador de mandíbulas (britagem primária) + britador cónico (britagem secundária/terciária)" reduz o tamanho das partículas do minério de ≤750 mm para 30-50 mm. Por exemplo, o britador de maxilas PE-750×1060 atinge uma capacidade de processamento de 150-220 t/h, enquanto o britador cónico hidráulico HPT300 controla o tamanho das partículas de descarga em 10-30 mm.
Estágio de Moagem: Os moinhos de bolas (por exemplo, MQY3785) e os moinhos verticais (LM3700) trabalham em conjunto para moer o minério até à malha 80-200. Entre eles, os moinhos de rolos de alta pressão, como novos equipamentos de eficiência energética, reduzem o consumo de energia em 20-30% em comparação com os moinhos de bolas tradicionais, tornando-os a escolha ideal para a fase de moagem fina.
Estágio de Beneficiação: Dependendo das propriedades do minério, os processos incluem a separação por gravidade, a separação magnética (intensidade do campo magnético de 800-1600 kA), a flotação ou métodos combinados. Por exemplo, um projeto indonésio atingiu teores de concentrado de 46-50% utilizando um processo de "britagem + gabarito em três fases"; um projeto sul-africano obteve um processamento eficiente utilizando uma combinação de britador de maxilas C6X + britador cónico HST + máquina de areia VSI6X.
2. Principais Desafios Técnicos
Processamento de minério de baixo teor: Os métodos tradicionais apresentam uma eficiência de separação insuficiente para minérios com um teor de manganês abaixo dos 15%, levando ao desperdício de recursos.
Elevado Consumo de Energia: O consumo de energia do moinho de bolas representa mais de 30% dos custos de processamento, necessitando de atualizações tecnológicas urgentes para poupança de energia.
Desgaste do equipamento: A dureza Mohs de 5-6 do minério de manganês reduz a vida útil do martelo do britador e do revestimento do moinho para 60% da dos minérios convencionais.
Poluição ambiental: Cada tonelada de sulfato de manganês produzida gera 0,8 a 1 tonelada de escória de manganês, que pode contaminar o solo e os corpos de água se for tratada de forma inadequada.
Complexidade do controlo do processo: Requer a coordenação de mais de 10 parâmetros, incluindo pressão diferencial (500-800 Pa), valores de vibração (<2 mm/s) e temperatura (80-120 °C), com taxas de erro de operação manual até 15%.
II. Configuração do Equipamento Principal e Atualizações Inteligentes
1. Otimização do Sistema de Britagem
Equipamento de Britagem Grossa: britador de mandíbulas PE-750×1060 com tamanho de alimentação ≤750 mm e capacidade de processamento de 150-220 t/h, acoplado a um alimentador vibratório 960×3800 para um fornecimento uniforme de material.
Equipamento de Britagem Médio-Fino: britador cónico hidráulico HPT300 com um tamanho de descarga de 10-30 mm e uma capacidade de processamento de 80-150 t/h, formando um sistema de peneiramento em circuito fechado com uma peneira vibratória circular de 2500×8000.
Aplicação inovadora: A estação de britagem móvel apresenta um design modular, reduzindo o tempo de instalação em 50% e adaptando-se a terrenos de mineração complexos.
2. Inovação no sistema de moagem e classificação
Moinho de bolas: Moinho de bolas de transbordo MQY3785 com uma capacidade de 80-120 t/h, combinado com um classificador espiral de 2400x9000 para formar um sistema de circuito fechado, aumentando a eficiência de moagem em 20%.
Moinho vertical: O modelo LM3700 é adequado para o processamento de pó fino, com uma capacidade de 15-30 t/h. A finura do produto pode atingir os 80% a -200 mesh.
Moinho de rolos de alta pressão: Utilizando o princípio de britagem laminar, o consumo de energia é reduzido em 25% em comparação com os moinhos de bolas tradicionais, e a sobremoagem é reduzida em 30%.
3. Modernização de Equipamentos de Processamento de Minerais
Equipamentos de Separação Magnética: Os ímanes permanentes de terras raras aumentam a intensidade do campo magnético para 1,5 T, proporcionando uma poupança de energia de 40% em comparação com os separadores eletromagnéticos tradicionais.
Separador Flutuante: A tecnologia de geração de microbolhas aumenta as taxas de recuperação de minerais de manganês de grão fino em 10-15%.
Processo Combinado: Os minérios multimetálicos utilizam um processo integrado de "separação magnética-flotação", conseguindo taxas de recuperação de manganês superiores a 85%.
III. Análise de Casos Típicos de Linhas de Produção
1. Configuração de 300 t/h (Planta Nacional)
Sistema de Alimentação: Combinação de alimentador vibratório 960×3800 + equipamento de alimentação 600×600, melhorando a uniformidade da alimentação em 30%.
Sistema de Britagem: 2 britadores de mandíbula PE600×900 + 2 britadores de mandíbula 250×1000, atingindo uma capacidade de processamento de 320 t/h.
Sistema de Classificação: Classificador espiral 2400×9000 atinge uma distribuição granulométrica de 75% a 200 mesh.
Sistema de Separação Magnética: Separador magnético de alta intensidade acoplado a um tanque de agitação 3000×3000, atingindo um teor de concentrado de 42%.
2. Configuração de 3.000 toneladas por dia (estudos de caso internacionais)
Projeto na Indonésia: Utilizou-se um processo de britagem de três estágios (“britador de mandíbula + britador cónico + britador fino”) combinado com equipamento de jigging, alcançando um teor de concentrado de 46-50% e reduzindo o consumo de energia por tonelada de minério em 18%.
Projeto na África do Sul: Equipado com britador de maxilas C6X, britador cónico HST e máquina de produção de areia VSI6X, reduzindo a taxa de avarias do equipamento para menos de 5%.
IV. Tendências de Desenvolvimento Tecnológico e Percursos Inteligentes
1. Tendências de Controlo Inteligente
Aplicação do Sistema DCS: O ajuste automatizado de parâmetros como a pressão de britagem (500-800 Pa) e a concentração de moagem (65-75%) através de sistemas de controlo distribuídos reduz a intervenção manual em 70%.
Algoritmos de Otimização de IA: Os modelos de redes neuronais treinados com base em dados históricos preveem falhas nos equipamentos e ajustam preventivamente os parâmetros do processo, reduzindo o tempo de inatividade em 40%.
2. Tecnologias de Fabrico Verde
Utilização Abrangente de Rejeitos: Equipado com espessadores de alta eficiência de 200 t/h, atingindo uma taxa de empilhamento a seco de rejeitos de 90% para utilização como materiais de construção ou aterro.
Adoção de Equipamentos com Eficiência Energética: Os moinhos de rolos de alta pressão, os moinhos verticais e outros equipamentos de poupança de energia representam agora 60% das instalações, reduzindo o consumo de energia por unidade de produto em 25%.
3. Modularização e Produção Flexível
Estação Móvel de Britagem: Integra as funções de britagem, peneiramento e transporte, com instalação e comissionamento concluídos em 7 dias para satisfazer as exigências de locais de mineração remotos.
Sistema de troca rápida de matrizes: utiliza dispositivos hidráulicos de troca rápida para substituir diferentes especificações de malha de tela em 10 minutos, aumentando a eficiência do ajuste do tamanho das partículas do produto em 5 vezes.
V. Considerações sobre a Selecção e Recomendações da Indústria
1. Compatibilidade com o Tipo de Minério
Minério de Óxido de Manganês: Dar prioridade às máquinas de lavagem em espiral + peneiras vibratórias para remover as impurezas de argila, aumentando a eficiência da lavagem em 30%.
Minério de Carbonato de Manganês:
Melhorar a moagem fina para atingir uma granulometria de 80% a 200 mesh, utilizando um processo de circuito fechado com moinhos verticais + classificadores.
Minério Polimetálico:
Recomendar o processo combinado de "separação magnética-flotação", aumentando a recuperação de manganês em 15% em comparação com os métodos de processo único.
2. Equilíbrio Ambiental e Económico
Tratamento de Rejeitos: Selecionar um espessador de alta eficiência com capacidade de 200 t/h, em conjunto com filtros-prensa para reutilização de água, obtendo uma poupança de água de 80%.
Gestão do Ciclo de Vida do Equipamento: Adotar revestimentos de liga de alto teor de crómio para prolongar a vida útil do martelo triturador para 1200 horas, reduzindo os custos de manutenção em 40%.
3. Caminho de Atualização Inteligente
Implementação por Fases: Dar prioridade à implementação de sistemas DCS e equipamentos de monitorização online, introduzindo gradualmente módulos de manutenção preditiva com IA.
Tomada de Decisão Baseada em Dados: Estabelecer modelos gémeos digitais das operações de mineração para otimizar os parâmetros do processo através da simulação, reduzindo os custos de tentativa e erro.
A indústria de processamento de minério de manganês está a passar por uma transformação de operações "extensivas" para "inteligentes e verdes". Soluções inovadoras, como a tecnologia de moagem por rolos de alta pressão, sistemas de controlo DCS e design modular, abordam eficazmente desafios como o processamento de minério de baixa qualidade, o elevado consumo de energia e o desgaste do equipamento. Olhando para o futuro, a integração das tecnologias 5G e da internet industrial permitirá a automatização de ponta a ponta e a eficiência de recursos no processamento de minério de manganês, fornecendo fornecimentos sustentáveis de matéria-prima às indústrias globais.
