Filtração se torna imprescindível à eficiência operacional e sustentabilidade na mineração
Por Cristiane Rubim
Edição Nº 132 - Janeiro/Fevereiro 2025 - Ano 23
O tratamento de rejeitos de mineração enfrenta regulamentações ambientais rigorosas e restrição ao uso de barragens. Em paralelo, a disposição a seco vira protagonista na mineração e torna o processo de filtração fundamental à sustentabilidade
O tratamento de rejeitos de mineração enfrenta regulamentações ambientais rigorosas e restrição ao uso de barragens. Em paralelo, a disposição a seco vira protagonista na mineração e torna o processo de filtração fundamental à sustentabilidade e eficiência operacional do setor. “O tratamento adequado dos rejeitos gerados na mineração se destaca como uma das práticas mais eficazes para mitigar os impactos ambientais” – aponta Gabriela Couto, engenheira de produto da Valmet América do Sul para filtro prensa.
“A meta de todas as mineradoras instaladas em território nacional é eliminar as barragens com os rejeitos de minério” – afirma Felipe Crusco, coordenador de produto filtro de processo da Hydac.
Contingência
Rejeitos eram simplesmente descartados em barragens. “Com a imposição de mudanças e sendo filtragem a melhor opção em custos e tempo, as mineradoras se viram, de uma hora para outra, na contingência de adotá-la. Esse desafio se estende aos fabricantes de filtros, que, sem prévia experiência, tiveram que adaptar seus equipamentos para essa função” – conta Eustáquio Barbosa, diretor de operações da Brasfelt. Para Barbosa, tudo ainda é incipiente, porém inevitável que absorvam as novas tecnologias. “Os filtros são equipamentos robustos que atuam mecanicamente, entretanto, seus sistemas de controle estão sendo digitalizados e conectados via internet” – comenta.
Brasil protagonista
A mineração pode situar o Brasil entre os protagonistas globais da inovação tecnológica e da transição para ‘economia verde’. “Os resultados são processos produtivos mais sustentáveis, com melhores índices de produtividade, melhores relações com as comunidades do entorno e aumento da preservação ambiental” – destaca Aline Nunes, gerente de assuntos minerários do Instituto Brasileiro de Mineração (Ibram).
Na avaliação do Ibram, os dados levantados (ver Quadro 2024/2023) sinalizam perspectivas positivas ao setor de mineração para 2025 e anos seguintes. “As demandas crescentes por minerais críticos e o cenário geopolítico internacional do Brasil situa a mineração como setor estratégico para que o País possa cumprir seus objetivos, com destaque para a transição energética, a descarbonização e o desenvolvimento tecnológico da indústria nacional” – afirma Aline Nunes da Ibram.
O fato é que a mineração atrai cada vez mais investimentos. Dados da Agência Nacional de Mineração (ANM) apontam que a mineração responde por 4% do PIB nacional. E as mineradoras planejam investir US$ 64,5 bilhões entre 2024 e 2028 no Brasil, segundo o estudo do Ibram, que confirmou a relevância econômica do setor. A sustentabilidade será foco principal com a indústria prevendo aumentar em 62,7% os recursos para projetos socioambientais até 2028.
Nova unidade
A Valmet está investindo na construção de nova unidade que triplicará a capacidade produtiva da planta Brasil, uma das nove no mundo. Localizada em Belo Horizonte (MG), fabricará desde tecidos até elementos filtrantes e sua conclusão está prevista até o primeiro trimestre de 2026. Com essa estratégia, a multinacional se destaca ainda mais no setor de mineração do Brasil.
O mercado de mineração global cresce, especialmente na América do Sul, o que motivou a Valmet a otimizar suas ofertas. Seus produtos são utilizados por empresas que extraem, processam e refinam materiais, como aço, ouro, níquel e cobre, lítio e cobalto. A companhia vem realizando investimentos significativos para expandir seu market share no Brasil e ampliou seu foco na mineração ao longo dos anos. A filtragem é usada na concentração, tratamento e deposição de rejeitos.
2024/2023
Dados publicados pelo Ibram em sua última coletiva de imprensa:
* CFEM - Compensação Financeira pela Exploração Mineral.
Alternativas
Segundo Rogerio Ueno, diretor-geral da Sefar, a maioria das mineradoras busca reduzir os impactos ambientais hoje por três alternativas:
• Implantar a filtração de rejeitos com filtros prensa ou mesmo filtros de disco ou filtros horizontais de esteira a vácuo quando as condições de processo permitem;
• Otimizar o processo existente em etapas anteriores à filtração de rejeitos no estudo de rota mais eficiente, no uso de reagentes menos agressivos ou até biodegradáveis que tragam maior recuperação metalúrgica e menor geração de rejeitos;
• No processamento a seco, o minério é cominuído e beneficiado a seco, o que reduz ou até elimina uso de água, evitando utilizar barragens de rejeito líquido, o que dependerá do teor da reserva mineral e da recuperação de metalúrgica obtida com esta alternativa.
Para Barbosa, da Brasfelt, os impactos na extração de minerais podem ser reduzidos com o retorno dos rejeitos secos às cavas e, depois, reconstituir o solo e a vegetação existentes.
Estratégias
Reduzir os impactos ambientais na mineração exige integrar tecnologias de tratamento de rejeitos, recuperação de água, matérias-primas sustentáveis e cadeia de suprimentos responsável. “Implementá-las preserva o meio ambiente e garante uma mineração mais eficiente, econômica e alinhada com as exigências globais de sustentabilidade” – enfatiza Gabriela, da Valmet.
O uso da filtração e de tecnologias avançadas para desidratação e disposição segura produz rejeitos secos, reduzindo a necessidade de barragens e diminuindo o risco de contaminação do solo e da água. “Além disso, recuperar e reutilizar materiais presentes nos rejeitos diminuem o impacto ambiental” – ressalta.
Recuperar e reutilizar a água do processo de filtração de rejeitos reduz o consumo de recursos hídricos. “Aliado à disposição segura dos rejeitos, o tratamento adequado dos efluentes industriais evita a contaminação de rios e lençóis freáticos” – aponta Gabriela.
A crescente demanda por matérias-primas sustentáveis impulsiona a indústria da mineração a adotar soluções que minimizem o impacto ambiental. “O uso de materiais reciclados, que substituam a extração de novas fontes, e a escolha de processos que gerem menos resíduos são essenciais” – diz.
Ao selecionar fornecedores que adotam práticas sustentáveis e éticas, as mineradoras conseguem reduzir os impactos negativos em suas operações. “Incluindo a escolha de materiais e tecnologias que minimizem os resíduos gerados e que sejam menos agressivos ao meio ambiente durante a extração e o beneficiamento” – menciona Gabriela.
Variações
Há dificuldade para prever a variação das características dos rejeitos. “Além da variação, comum nos depósitos minerais, têm-se necessidades iminentes e imediatas de adequações de rotas de processos em várias plantas devido a eventos climáticos, mercado, entre outros fatores” – explica Aline Nunes, do Ibram.
“A variabilidade dos materiais processados é característica da mineração. Rejeitos com diferentes granulometrias, propriedades químicas e comportamentos reológicos exigem elementos filtrantes altamente adaptáveis” – comenta Gabriela. Para atender a essa demanda, a Valmet realiza testes laboratoriais, como o Filtratest, que simula condições reais de operação, avaliando a eficiência do desaguamento e au xiliando na escolha do elemento filtrante mais adequado para cada tipo de rejeito.
Após visita e conversa com diversos profissionais que atuam em uma usina de beneficiamento mineral. “Foram observados desafios em comum na maioria das mineradoras que são resultado de variações técnicas no material beneficiado, além de questões econômicas e ambientais” – aponta Rogerio Ueno, da Sefar, que destaca:
• O rejeito a ser filtrado sofre variação devido à mudança nas características químicas, mineralógicas, granulometria do produto e demais parâmetros de processo que podem mudar em etapas anteriores ao da filtração;
• O que hoje é produto com pouco valor comercial pode se tornar produto valioso ou ser fonte de renda adicional para uma mineradora. Porém, a filtração talvez tenha que ser implementada, alterada ou sofrer melhorias para atingir requisitos técnicos e/ou comerciais;
• A capacidade de um sistema de filtração poder lidar com grandes volumes de rejeitos a um custo operacional aceitável pelas empresas e evitar que a escolha equivocada de fornecedor cause desvios nos prazos de implantação e nas capacidades de produção contratadas;
• Custo de manutenção dos equipamentos e custo-benefício no uso do elemento filtrante adequado. Apesar de parecem semelhantes, as tecnologias de filtros para rejeitos podem impactar no resultado final para o cliente caso o projeto mecânico e seu uso funcional não sejam robustos ou a manutenção for complexa ou onerosa demais, levando a um custo operacional mais elevado do que o esperado.
Algumas características dos rejeitos dificultam bastante a filtragem. “Com prejuízo da umidade, que pode não atingir os valores para seu empilhamento. Existem ainda as dificuldades dos próprios equipamentos, na maioria das vezes, para alcance de umidades mais baixas, elevados consumos energéticos e produtividades limitadas” – aponta Aline.
É preciso garantir a continuidade das operações e evitar paradas não planejadas. “Essas interrupções podem transformar a planta de filtração em um gargalo operacional, comprometendo o empilhamento dos rejeitos e a eficiência produtiva. Para superá-las, o uso de elementos filtrantes de alta qualidade é indispensável” – menciona Gabriela. Os elementos filtrantes da Valmet são projetados para resistir a materiais abrasivos. “Manutenção preventiva e escolha adequada de elementos filtrantes asseguram a robustez do sistema de filtração” – pontua.
O tratamento de rejeitos finos tem tendência de colmatação, que pode reduzir a eficiência do filtro e prolongar os ciclos de operação. “Para superá-la, é essencial combinar o uso de elementos filtrantes têxteis de propriedades adequadas com lavagens regulares, bom controle operacional e manutenção eficiente” – orienta Gabriela.
Eficazes
O sucesso de uma instalação de filtração de rejeitos se inicia nos testes piloto com amostras e resultados que possam ser replicados em escala industrial. “Análise técnica dos equipamentos e sistemas e troca de experiências com usuários que já passaram por este tipo de implantação podem livrar a mineradora de experiências indesejadas” – orienta Rogerio Ueno.
Ueno recomenda sempre contratar profissionais ou empresas de Engenharia com experiência comprovada na análise, desenvolvimento e execução de projetos de filtração em usinas de beneficiamento mineral. “Já no dia a dia, com os equipamentos instalados e operando, é essencial que as empresas possam treinar seus colaboradores e contar com o apoio dos fabricantes de equipamentos e fornecedores de meios filtrantes qualificados a prestar suporte constante e com fundamentos técnicos” – diz.
Ueno cita entre as várias possibilidades de uso de tecnologias digitais associados aos filtros:
• Monitoramento dos filtros e seus elementos filtrantes por sensores instalados nos equipamentos na saída do filtrado;
• Manutenção preventiva e preditiva, visando reduzir paradas de máquinas;
• Ajuste dos parâmetros de operação dos filtros com base nos dados do produto a ser filtrado e seu comportamento de variação;
• Uso de gêmeos digitais: criação de modelo virtual do equipamento e da planta para simular as condições de operação, permitindo testes virtuais, averiguar novos cenários, antecipar problemas e gargalos e treinar a operação do cliente.
Filtros prensa
Os filtros prensa são amplamente reconhecidos como técnicas mais eficazes para o tratamento de rejeitos. Operando em altas pressões, produzem tortas com baixo teor de umidade, facilitando o empilhamento a seco. Para otimizar sua eficiência, a Valmet destaca:
• Uso de sistemas de alimentação projetados para reduzir os tempos de ciclo;
• Implantação de sensores e softwares de monitoramento para corrigir falhas em tempo real;
• Seleção de elementos filtrantes adequados às condições específicas de abrasividade e composição química dos rejeitos.
Barbosa, da Brasfelt, cita que as técnicas de filtragem mais eficazes de resultados e volume processado são por filtro de disco a vácuo e por filtro prensa.
Lonas
Os efluentes da mineração precisam ser tratados antes de serem descartados. As lonas de filtro prensa separam sólidos dos líquidos e devem ter características técnicas apropriadas ao processo para que a torta tenha menor teor de umidade para secagem dos rejeitos, encaminhamento e descarte correto.
A Processo Industrial dispõe de diversos recortes de lonas para filtro prensa. Lona simples retangular de peça única não tem interligação central e envolve os dois lados da placa. Enquanto a lona simples com reforço emborrachado ou feltro amplia a vedação e contribui na estanqueidade. A lona dupla é quadrada, retangular ou circular e interliga na área central ou superior, unindo um pano ao outro. No filtro prensa, cada lona fica de um lado para revestir a placa. A lona dupla com reforço nos pontos de contato no fechamento evita vazamentos e aumenta resistência à abrasão.
A lona acompanha ainda acessórios de interligação de tecido ou borracha; fechamento em velcron; vedações laterais em feltro ou emborrachadas; reforços nos pontos de apoio; ilhoses moldados no ultrassom; ilhoses metálicos etc.
Digitais
Soluções e estratégias que hoje reduzem os impactos ambientais da extração e beneficiamento de minerais. Aline, do Ibram, cita vários exemplos:
• Busca por bens minerais com pesquisa mineral que utiliza técnicas aeroespaciais de detecção;
• Monitoramento por tecnologias móveis de cada operação tanto de lavra quanto de beneficiamento de minérios;
• Equipamentos autônomos em diversas operações para evitar a presença humana em locais com riscos mais acentuados;
• Intensificação de sensores e da tecnologia da informação para banco de dados tanto dos recursos minerais quanto de movimentações de materiais, de pessoas e do consumo de insumos, como água e energia;
• Análise de dados (Big Data) e Internet das Coisas (IoT), análises por radar, análise de imagens por satélite e sensores integrados a software de video analytics, drones autônomos com sensores e veículos aéreos não tripulados (VANT), entre outros, na gestão de riscos de estruturas de disposição de rejeitos.
As tecnologias digitais têm transformado a filtração e o tratamento de rejeitos na mineração com ganhos em eficiência e sustentabilidade. O Smart Cloth Monitoring, desenvolvido pela Valmet, utiliza princípios da Indústria 4.0 para monitorar o desempenho das telas filtrantes, rastreando desgastes, frequência de trocas e estoque disponível. O sistema opera 24/7 e integra os dados coletados a aplicativos móveis que oferecem relatórios detalhados e identifica antecipado problemas, reduzindo o risco de paradas inesperadas e otimizando a gestão operacional.
Principais benefícios para o desempenho operacional:
• Maior produtividade: redução de paradas não planejadas e melhoria no ciclo de filtração;
• Redução de custos: manutenções preditivas e melhor aproveitamento dos recursos;
• Melhor qualidade do rejeito seco: ajustes automáticos garantem tortas com teores de umidade mais uniformes;
• Sustentabilidade: menor geração de resíduos e maior controle ambiental, alinhando-se às exigências regulatórias.
Tecnologia de mídia
O setor de mineração tem aplicado filtração no tratamento e deposição de rejeitos. Cada tecido da Valmet é customizado para atender aos processos e equipamentos em plantas nas indústrias de mineração. Esses tecidos suportam altas temperaturas, ambientes químicos complexos e variedade de polpas.
Os elementos filtrantes preferenciais são tecidos feitos de materiais sintéticos que operam em meios líquidos com diferentes produtos químicos e diversos graus de acidez/alcalinidade. “Devem apresentar também resistência mecânica à tração e à abrasão e ter baixa permeabilidade para reter melhor os sólidos finos e superfinos encontrados nos rejeitos” – ressalta Barbosa, da Brasfelt.
A Hydac utiliza nestas aplicações elementos metálicos em aço inoxidável laváveis de alta durabilidade aptos para operar em condições severas com partículas abrasivas e aderentes (ver fotos da Hydac). “A tecnologia de mídia e a abertura do elemento serão selecionadas de acordo com as características do processo e da aplicação” – diz Felipe Crusco.
O tratamento de rejeitos na mineração exige soluções sustentáveis. Desenvolver elementos filtrantes é complexo e requer conhecimento técnico. A Valmet fabrica elementos filtrantes sob medida. “A personalização dos elementos filtrantes é essencial para a eficiência e a durabilidade do sistema de filtração” – afirma Gabriela.
Entre os fatores levados em conta na fabricação, destacam-se:
• Materiais com alta resistência à abrasão e resistência mecânica: para lidar com rejeitos abrasivos e prolongar a vida útil do filtro;
• Adaptação à variabilidade do processo: tecidos com padronagens apropriadas para diferentes granulometrias e composições químicas.
A mineração requer soluções flexíveis e de alto desempenho devido à instabilidade dos materiais processados. A Valmet acompanha as tendências do mercado e oferece diferentes matérias-primas, padronagens, permeabilidades, gramaturas e tratamentos de superfície. “A escolha do elemento filtrante adequado, combinada com tecnologias avançadas, otimiza o processo de filtração e garante maior eficiência e confiabilidade nas operações de mineração” – salienta Gabriela.
Otimização
O mercado tem soluções otimizadas. “Os aprimoramentos na filtragem, com avanços em equipamentos e técnicas, têm permitido ao setor a disposição de rejeitos em empilhamentos, minimizando o uso de barragens” – avalia Aline, do Ibram.
Para atingir padrões viáveis de eficiência e sustentabilidade, os processos de produção na mineração integram tecnologias avançadas, práticas operacionais bem planejadas e abordagens sustentáveis. Tecnologias avançadas de filtração, como filtros prensa, e tecnologias digitais de monitoramento melhoram a eficiência do tratamento de rejeitos. A Valmet otimiza os processos de filtração e tratamento de rejeitos na mineração. “Oferecemos soluções de filtração de alta performance, reduzindo a necessidade de barragens e melhorando a gestão de resíduos” – destaca Gabriela.
“Para otimizar os processos existentes, pode-se substituir equipamentos de menor porte por tecnologia que opere único equipamento de maior porte ou com maior eficiência de filtração” – sugere Ueno, da Sefar.
Avaliar o uso de filtro a vácuo contínuo no lugar de filtro prensa que trabalha por batelada. “Esta alternativa é viável somente em casos que o produto a ser filtrado se enquadre na aplicação de filtro a vácuo” – pontua.
Por meio de testes de laboratório e testes pilotos, sempre avaliar as características do material a ser filtrado e comparar com os dados de quando o equipamento foi adquirido e a situação atual. “Em vários casos, observamos materiais a serem filtrados cuja granulometria se tornou mais fina, o que demandará ajuste do equipamento e seleção de tecido filtrante adequado à nova condição” – exemplifica Ueno.
Os volumes a serem processados no tratamento de rejeitos são muito grandes. “Um dos equipamentos que melhor entrega resultados de volume/hora são os filtros de disco a vácuo. Os filtros prensa processam melhor materiais mais finos, mas não com a mesma produtividade dos filtros de disco. Por isso, as soluções hoje encontradas são as de misturar em proporções diversas rejeitos finos e grossos para se obter ‘blending’ que possibilite a filtragem em filtros de disco” – explica Barbosa, da Brasfelt.
Economia de 2 milhões litros/ano de água
Em sua matriz na Alemanha, a Hydac investe no desenvolvimento do HWRS (Hydac Water Regeneration System), que reutiliza a água retirada dos espessadores de minério usados para reprocessar os rejeitos. Instalado no overflow do espessador, o HWRS abate o minério residual para usar a água em outros processos industriais dentro da mina, tais como refrigeração com trocadores de calor, torres de resfriamento e em selagem de bombas.
A estação de filtração HWRS reutiliza a água que seria destinada a uma Estação de Tratamento de Efluentes (ETE). O reaproveitamento da água elimina produtos químicos para seu tratamento e posterior uso ou descarte e reduz o volume de água nova captada de rios, represas ou poços artesianos. Usuários relataram economizar mais de 2 milhões de litros de água durante um ano de operação na mina.
A estação de filtração elimina e concentra os contaminantes sólidos presentes na água e opera somente com ATF ou ATF + RF3 conforme a característica do processo ou aplicação. Ambas as soluções mantêm o fluxo do filtrado constante mesmo durante a autolimpeza. A solução é viável com payback em um ano de operação.
Para atuar no overflow do espessador, o HWRS possui dois filtros automáticos: primeiro, o hidrociclone, AutoFilt ATF; e o segundo, de retrolavagem, AutoFilt RF3. A Estação de Filtração HWRS com AutoFilt Twist Flow (ATF) usa dois estágios de filtração: o primeiro, por separação centrífuga, vaso do filtro tem entrada de fluido tangencial; e o segundo, elemento filtrante com abertura calibrada realiza barreira física que mantém a eficiência de filtração. A limpeza contínua e o descarte do particulado acumulado no filtro são automáticos.
O AutoFilt RF3 possui múltiplos elementos filtrantes tipo cartucho de formato cônico, design que propicia limpeza efetiva dos elementos filtrantes para capturar novos particulados após retrolavagem automática. Este filtro realiza polimento na água, retirando as partículas menores do sistema.
O controle pode ser integrado ao SDCD (Sistema Digital de Controle Distribuído) do usuário ou ao SFC (Smart Fluid Connection), da Hydac, que disponibiliza dados da estação para nuvem (cloud), que o usuário acessa a qualquer momento. Com auxílio da Inteligência Artificial, a plataforma gera também curvas de tendência para prever o comportamento do sistema.
Contato das empresas
Brasfelt: www.brasfelt.com.br
Hydac: www.hydac.com
Ibram: www.ibram.org.br
Processo Industrial: www.processoindustrial.com.br
Sefar: www.sefar.com
Valmet: www.valmet.com