Mineração
Iron ore review 1990-1998
Wilson Trigueiro de Sousa
Mineral Engineering Graduate Program
Federal University at Ouro Preto-UFOP, Brazil
E-mail: [email protected]
Luiz Henrique de Campos Merschmann
COPPE Graduate Program
Federal University at Rio de Janeiro-UFRJ, Brazil
E-mail: [email protected]
José Thomaz Gama da Silva
Mineral Engineering Graduate Program
Federal University at Ouro Preto-UFOP, Brazil
E-mail: [email protected]
Resumo
Uma das maiores reservas de minério de ferro do mundo está localizada no Brasil. O país é um dos mais importantes produtores e exportadores de minério de ferro, contando com minas modernas, uma malha eficiente de ferrovias e portos, além de mão-de-obra mineira qualificada. Um estudo engolobando aspectos gerais do minério de ferro é a seguir apresentado: definições, geologia, recursos e reservas mundiais, especificações granulométricas, lavra, tratamento, transporte e uma análise do mercado mundial na década de 1990.
Palavras-chave: minério de ferro, lavra, transporte transoceânico.
Abstract
Uma das maiores reservas de minério de ferro do mundo encontra-se no Brasil. O país é um importante produtor e exportador de minério de ferro devido às minas modernas, a uma rede ferroviária e portuária eficiente e a pessoal qualificado no sector mineiro. Uma revisão desta realidade é apresentada neste artigo. Esta revisão considera os aspectos gerais do minério de ferro, tais como definições, geologia, recursos e reservas mundiais, especificações de tamanho do minério, mineração, tratamento e transporte do minério. Além disso, resume o mercado mundial de minério de ferro na década de 1990.
Palavras-chave: minério de ferro, mineração, transporte transoceânico de minério.
1. Definições
O ferro ocorre como óxidos, carbonatos, sulfuretos e silicatos. Comercialmente, os óxidos são mais importantes. Os principais minerais que contêm ferro são:
- Magnetite: Fe3O4, com 72,4% de teor de ferro.
- Hematite: Fe2O3, com 69,9% de teor de ferro.
- Siderite: FeCO3, com 42,8% de teor de ferro.
- Limonite e Goethite: Fe2O3.H2O, com 62,9% de teor de ferro.
- Pirita: FeS2, com 46,5% de teor de ferro.
Magnetite, apesar de alojar a maior percentagem de ferro, tem pouco valor de mercado, enquanto a hematite, que contém uma menor percentagem de ferro, é mais amplamente utilizada. A limonite, siderite e outros minerais de ferro têm pouca aplicação devido à sua pequena qualidade de ferro.
2. Geologia do ferro
Depósitos estratiformes constituem a maior parte dos depósitos de ferro no mundo. Estão divididos em três tipos principais: Algoma, Superior e Minette. Esta caracterização corresponde ao local onde foram definidos pela primeira vez.
Muitos outros tipos de depósitos, apesar de serem localmente importantes, não podem ser comparados com os depósitos do tipo Superior à escala mundial. Os depósitos do tipo Superior encontram-se no Lago Superior (EUA e Canadá), Labrador (Canadá), no distrito de Krivoy Rog (antiga União Soviética), Hammersley Range e Iron Knob (Austrália). Os depósitos do tipo Minette encontram-se no leste dos EUA, Europa (Inglaterra, França e Espanha), China e Kerch (ex-União Soviética). Os principais depósitos do tipo Algoma ocorrem em Ontário (Canadá). Os depósitos do tipo vulcânico podem localizar-se no oeste dos EUA (Iron Springs e Mt. Eagle), Suécia (Kirunavara, Svapavara e Gallivare), Austrália (Savage River) e a antiga União Soviética (Magnitogorski).
No Brasil, as maiores jazidas de minério de ferro estão localizadas no Quadrilátero Ferrífero, Estado de Minas Gerais. São depósitos do tipo Superior, e foram originados no início da Era Proterozóica. Existem depósitos significativos do tipo Superior na região de Carajás (Sul do Estado do Pará) e na região de Corumbá (Estado do Mato Grosso do Sul). Os depósitos do tipo Algoma em Minas Gerais são próximos das cidades de Ganhães, Nova Era e Ipatinga.
Nos principais distritos produtores de minério de ferro do Brasil, a descrição da formação de ferro é a seguinte:
- No Quadrilátero Ferrífero, os leitos são rochas metamórficas do Grupo Minas (contendo o Grupo Caraça, o Grupo Itabira e o Grupo Piracicaba, de baixo para cima).
- Em Mato Grosso do Sul, os leitos de minério da formação Urucum têm uma espessura de 300 metros.
- Em Marabá, Pará, os jazigos de minério de ferro da Província Metalogénica de Carajás, estão associados a planaltos. A sequência ferífera difere das de outros distritos feríferos, e ocorre apenas em óxidos de fácies (itabirite) associados a duas sequências de rochas vulcânicas básicas. A sequência químico-vulcânica, chamada Grupo Grão Pará, encontra-se directamente no subsolo. Existem pelo menos 200 metros de rocha básica inferior grossa, 250 metros de itabirite e 200 metros de rocha básica superior.
3 Reservas de Minério de Ferro no Mundo
Reservas mundiais de minério de ferro estão estimadas em mais de 800 mil milhões de toneladas métricas, das quais 306 mil milhões de toneladas métricas são medidas e as reservas indicadas. O Brasil contém 6,4% das reservas mundiais e está entre os seis principais países que retêm grandes reservas de minério de ferro. A tabela 1 mostra as reservas mundiais de minério de ferro em 1998. Tabela 1 – Reservas mundiais de minério de ferro em 1998.
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4. Especificações de tamanho
Sobre 97% do consumo de ferro no Brasil é utilizado para a fabricação de ferro gusa, 2% é utilizado para a fabricação de ferro esponja e 1% para a fabricação de outras mercadorias, tais como cimento, material médio pesado, etc. A tabela 2 mostra o consumo de minério de ferro no Brasil no período 1986-2000. Tabela 2 – Consumo de minério de ferro no Brasil 1986-2000 Unidade:103t
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>p> Tabela 3 – Especificações do tamanho do minério de ferro.
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O tamanho da partícula é uma variável muito importante no comércio do minério de ferro. Os principais tipos de minério de ferro expedidos no comércio internacional consistem principalmente em:
- minério granulado: partículas de 1/4 polegada ou maiores,
- alimentos de Inverno: finos maiores que 100 mesh,
- alimentos de peletes: finos menores que 100 mesh.
minério de embarque directo é minério a granel que é comercializado sem processamento ou com processamento mínimo, tais como trituração e peneiração. Os concentrados finos ou minério natural são aglomerados para facilitar o transporte e a fundição. Os principais processos de aglomeração utilizados são a sinterização e a peletização, quando o minério de ferro é constituído por partículas com dimensões inferiores a 1/4 de polegada.
A aglomeração é feita para melhorar a permeabilidade da carga do forno e para evitar a perda de finos na pilha. As partículas entre 1/4 de polegada e 100 mesh são sinterizadas. Na maioria dos países, o sinter é a principal alimentação dos altos-fornos, com alto rendimento. A sinterização é um processo importante porque utiliza minérios finos que anteriormente não tinham qualquer valor económico. A sinterização é um processo feito com concentrado finamente moído.
5. A extracção, tratamento e transporte de minério de ferro
O minério de ferro passa por uma fase de tratamento para aumentar o seu teor de ferro e diminuir o teor de impurezas, de acordo com a necessidade. O grau de processamento depende dos tipos de depósito e de considerações económicas. Os minérios de alto grau são tratados para obter produtos de tamanho uniforme, para eliminar finos e principalmente para reduzir as impurezas. Os minérios de baixa qualidade são tratados para obter concentrados que podem competir no mercado com os minérios de alta qualidade.
A libertação de minerais valiosos dos seus resíduos de minerais de ganga é necessária para o tratamento do minério. Em primeiro lugar, o minério é submetido a uma operação de redução de tamanho (cominuição – trituração e moagem). Devido ao elevado custo da operação de redução (a moagem é muitas vezes o maior consumidor de energia), o processo de moagem deve ser controlado. O excesso é evitado através da separação de tamanhos (peneiração, classificadores hidráulicos). Uma vez realizada a libertação mineral do minério, este pode ser submetido a processos de separação, o que, através do procedimento mais simples, resulta num concentrado e num desperdício.
As operações de concentração consistem em separar fisicamente os grãos de minerais valiosos dos minerais da ganga. Os métodos físicos mais importantes para a concentração de minério são:
- Separação que depende de propriedades ópticas e radioactivas.
- Separação que utiliza diferenças de gravidade específicas.
- Separação que aplica a diferença de propriedades de superfície dos minerais.
- Separação que depende das propriedades magnéticas.
- Separação que aplica as propriedades de condutividade eléctrica.
Com poucas excepções, a maioria dos processos de separação de minerais envolve a utilização de quantidades substanciais de água. O concentrado final tem de ser separado de uma pasta na qual a relação água/sólido pode ser elevada.
Desaguamento ou separação sólido-líquido produz um concentrado relativamente seco para expedição, que pode requerer secagem térmica para produzir o produto final de cerca de 95% de sólido em peso.
Um exemplo de tratamento é diagramado na Figura 1.
Figura 1- Fluxograma simplificado do tratamento do minério de ferro em Carajás – Brasil.
Sobre 85% da produção mundial de minério de ferro é obtida a partir de minas a céu aberto e o resto provém de minas subterrâneas. O método de extracção depende da acessibilidade do corpo do minério, do tamanho do minério e da forma do depósito.
O sistema de transporte representa o principal componente no preço do minério de ferro. Assim, a maioria das minas utiliza o sistema mina/caminho-de-ferro/porto para permitir o comércio transoceânico.
6. Um estudo do mercado de minério de ferro dos anos 90
O mercado de minério de ferro atingiu o seu melhor desempenho em 1997, ultrapassando mesmo as perspectivas mais optimistas para esse ano. A produção mundial de aço mostrou uma rápida expansão nos últimos seis anos, principalmente na Ásia, Europa Ocidental e América do Norte, acompanhando o aumento do consumo.
Pela primeira vez, a produção de minério de ferro atingiu o nível de 900 Mt. As exportações mundiais atingiram o nível de mais de 470 Mt.
Como consequência das mudanças na procura de aço, a produção mundial de minério de ferro diminuiu cerca de -1,8% em 1998, em comparação com o seu nível recorde em 1997. Para atingir o objectivo de 1997, foi utilizada uma maior capacidade de produção e uma melhor utilização da tecnologia existente. Após uma diminuição em 1991 e 1992, a produção mundial de minério de ferro acumulou uma expansão de 12% nos três anos seguintes.
Os maiores ganhos de produção permaneceram nos países que consomem a maior parte da sua produção interna (EUA, Federação Russa e China) e naqueles cujas exportações excedem largamente o consumo interno (Brasil, Austrália e Venezuela).
Brasil manteve a posição de maior produtor de minério comercializável. A China, apesar de ser um grande produtor, tem minério de baixa qualidade e é assim incapaz de competir significativamente no mercado internacional.
Uma grande parte do aumento da produção brasileira deveu-se à produção adicional da mina de Carajás da CVRD. Na Austrália, o aumento da produção deveu-se basicamente à expansão da mina de Yandi da BHP. A expansão da produção de minério de ferro no Brasil e na Austrália causou um aumento significativo nas exportações.
A produção chinesa de minério de ferro aumentou para 260 Mt. em 1998. Esta produção adicional foi destinada à exportação. Na Índia, a produção de minério de ferro continuou a aumentar e atingiu 70 Mt. Isto foi obtido através da optimização da operação nas minas existentes. Devido a modificações políticas na antiga União Soviética, a produção de minério de ferro russo diminuiu. Esta situação foi finalmente invertida em 1995 e caiu novamente nos anos seguintes. Nos EUA, a velocidade operacional da indústria siderúrgica causou um aumento da capacidade de produção de minério de ferro. A produção sueca de minério de ferro aumentou 8% em meados da década, atingindo níveis históricos na segunda metade da década, devido ao crescimento da produção de minério de ferro em pellets. A África do Sul não teve um aumento significativo da produção.
Quadro 4 mostra a produção de minério de ferro pelos principais países produtores de 1990 a 1998. Durante este período, os quatro principais países produtores aumentaram lentamente a sua quota da produção mundial. Em 1990, estes quatro países produziram 65,8% do total da produção mundial e em 1998 alcançaram apenas 66,2%. Contudo, os dois principais países aumentaram grandemente a sua quota da produção mundial, de 30,1% em 1990 para 38,1% em 1998.
Quadro 4 – Produção de minério de ferro pelos principais países produtores 1990-1998.
7. Comércio de minério de ferro transoceânico
p>O comércio de minério de ferro tem produzido taxas positivas. Em 1997 atingiu um novo recorde de 472 Mt de minério exportado. Após a crise do mercado do ferro de 1992, o comércio transoceânico acumulou um aumento para os três anos seguintes. A grande expansão das exportações foi causada por um aumento da procura de minério de ferro nos maiores mercados importadores da Ásia (Japão, China e Coreia) e da União Europeia. O crescimento da procura ficou a dever-se principalmente à expansão da produção de aço nestes mercados. O Japão continua a ser líder nas importações, representando mais de 25% do total das importações mundiais, atingindo o nível de 120 Mt. A União Europeia permaneceu como um importante mercado de importação de minério de ferro. A Alemanha lidera as importações da União Europeia como o segundo país importador de minério de ferro do mundo. A China e a Coreia são importantes países importadores de minério de ferro de alta qualidade.
Quadro 5 mostra as importações de minério de ferro pelos principais países importadores de 1990 a 1998. Durante este período, os quatro principais países importadores aumentaram a sua quota nas importações mundiais. Em 1990, estes países importaram 51,5% das importações mundiais totais e em 1998 alcançaram 55,9%. Tabela 5 – Importações de minério de ferro pelos principais países importadores de 1990-1998.
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Tabela 6 mostra as exportações de minério de ferro pelos principais países exportadores de 1990 a 1998. Durante este período, o Brasil e a Austrália têm, ano após ano, aumentado a sua quota no mercado mundial. Em 1990 ambos os países exportaram 53,9% do total das exportações mundiais e em 1998 alcançaram 62,6%. No entanto, as exportações sul-africanas alcançaram o maior aumento nos últimos anos.
Quadro 6 – Exportações de minério de ferro pelos principais países exportadores 1990-1998.
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A actual situação do mercado de minério de ferro tem de enfrentar preços baixos, excesso de oferta, redução da procura e baixa produção de aço bruto. Como consequência desta situação, devem ser tomadas medidas para permanecer competitivo. A principal opção visível tem sido os actuais processos de fusão entre as principais empresas mineiras brasileiras e australianas, resultando em menos e maiores empresas.
Acreditações
Os autores reconhecem a FAPEMIG, a agência que patrocina a investigação científica no Estado de Minas Gerais, Brasil. A sua ajuda financeira forneceu um importante apoio a este estudo.
ANUÁRIO ESTATÍSTICO. Instituto Brasileiro de Siderurgia. Rio de Janeiro, 1997.
CATATIVIDADE ANUAL dos carregamentos de minério de ferro por empresas. Skillings’ Mining Review, v. 84, n. 26, p. 4-6, 1 de Julho de 1995.
Anual Review. Metals & Minerals, p. 50-1, 1996.
BONDI, W. As riquezas minerais do Brasil e a Organização Philips, 1985.
QUARESMA, L.F. Ferro. Sumário Mineral, v.16, p. 50-1, 1996.
SOUSA, G. S. A dinâmica do mercado transoceânico de minério de ferro: evolução histórica e perspectivas no ano 2000. Campinas: Geosciences Institute, Campinas State University. 1991. 150 p. (MSc. Dissertation)
SOUSA, W. T. Substituição do aço por polímeros e compósitos na indústria automobilística do Brasil: determinantes e conseqüências para o mercado de minério de ferro. São Paulo: Escola Politécnica, São Paulo University. 1995. 156 p. (PhD. Thesis).