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By R. B. Khumalo, M. S. Nyarela, R. C. Nemathithi

Palabora Mining Company is one of the largest low-grade copper mines globally. The mine uses block caving for the extraction of the orebody. This paper enumerates the drawpoint loading strategies for the overall head grade improvements, particularly for a block that is nearing depletion. A comprehensive literature review of various considerations relating to improving productivity in block caving is presented to contextualize the draw control in caving. From this study, an optimized draw control strategy is presented, which focuses on three parameters that include grade distribution, loading compliance, and tonnage splits per sector. An empirical method based on the relational study between various parameters is used to outline the key criteria to be used in the optimization of drawpoint loading in block caving.

Nov 30, 2022

By F. T. Cawood, M. N. M. Cudjoe

The ability to conduct real-time material tracking in mines has been a long-standing challenge. Technological innovations such as radio frequency identification technology (RFID) have over the years contributed to the effective tracking of material flow and reporting of metal content. This paper outlines the laboratory procedures and results from testing the suitability of microdot technology as a viable technique for real-time material tracking in mining. The paper clarifies the reasons for conducting the test and presents the material safety data sheet (MSDS) from a South African and Canadian perspective. Microdots from three aerosol systems were immersed in water, heated to 100°C, and crushed into coarse and fine material. These tests were used to ascertain if the technology could withstand mining conditions. A strength, weakness, opportunity, and threat (SWOT) analysis was used to evaluate and compare microdot technology with RFID. It was shown that microdot technology has some potential to track ore parcels because data integrity was retained after exposure to post-blast mining conditions. However, more improvement is required to digitally detect microdots before the technology can be implemented at scale in the mining industry.

Apr 2, 2022

By Martti Hagfors, Jussi Saavalainen

The underwater explosions has been used as a test method for the determination energy content of explosives. The test method is suitable for all kind of explosives; homogeneous, heterogeneous, wa-ter-resistant, no-water resistant, cap sensitive, booster sensitive, explosives with hard confinement, explosives without confinement etc. It is also the only test method by which shock, gas heave and to-tal energy values of the explosives can be measured separately. This feature makes it possible to use the test method to develop the explosives for different purposes; the military high explosives need more shock energy where as the gas heave energy is very important feature for the blasting and sea mine explosives.

Jan 1, 2010

By NIOSH NIOSH

This work explores application of a double alkaline leach method to extraction of alumina from Oregon ferruginous bauxitic materials. The process recovers a greater proportion of alumina from high-silica ores than is possible by a conventional single-leach method. This recovery is accomplished by calcining the ore, removing reactive silica in a preliminary dilute caustic soda leach, and then applying a second leach to dissolve alumina. Ores containing up to 15 percent Si~) 35 percent AI;:) Os, and 30 percent Os were examined. Under conditions of treatment established by experimentation, more than BO-percent alumina extraction was demonstrated. When and if conditions demand the use of low-grade materials, the double-leach process is capable of providing millions of tons of alumina from Oregon ferruginous bauxite.

Jan 1, 1963

By M. B. Shongwe, G. Freemantle, M. Botha, S. Brill, J. D. Steenkamp

During steelmaking, one important factor for production efficiency is the free opening of the ladle nozzle during continuous casting. Free opening occurs when the well filler sand and the steel flow freely when the slide gate is opened. Well filler sands are used for the slide gate of a ladle to separate the slide gate refractory and the molten steel. The well filler sand is partially sintered by the heat of the molten metal, which can result in the ladle nozzle failing to open if the sand is not sintered to an appropriate extent. It is therefore of great importance that the sintering behaviour of well filler sand is understood. We studied the effect of the well filler sand chemistry on its sintering properties. Samples of well filler sand with various chemical compositions were sintered in a high-temperature chamber furnace. Quantitative X-ray diffraction (XRD), inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICPOES), and wavelength dispersive spectrometry (WDS) by electron microprobe analysis (EMPA) were used to analyse the various well filler sand mixes. Points of analysis were indicated on backscattered electron (BSE) micrographs. Quantitative element mapping was undertaken by energy dispersive spectrometry (EDS). Thermodynamic calculations in FactSage predicted the percentage liquid phase present for the various well filler sand compositions at equilibrium conditions. The results of this work show that the degree of sintering of chromite-silica well filler sand depends strongly on the silica content. The amount of liquid phase formed increases with increasing silica content.

Feb 2, 2022

By Andrew Pontecorvo, Steven Lowe, David Sposito

Buildings with large height-to-width ratios require foundations with significant uplift resistance. This paper presents a case study of the permanent rock tiedowns installed for One Manhattan West, a sixty-seven-story office building in midtown Manhattan. Site access and schedule dictated the size of the equipment for installing the tiedowns would be limited to drilling a 16 inch (406 mm) diameter hole. A three bar configuration of 3 inch (76 mm) diameter high strength threaded bars was chosen to develop an allowable capacity of 923 tons (4060 kN) per tiedown. Although the quality of the rock at the site was generally high, a challenging geologic condition emerged during the installation of one of the tiedowns requiring a creative installation procedure. Although the three bar configuration performed relatively well there are challenges with loading and testing this bar arrangement. Unlike single bar tiedowns that are typically tested with a high success rate, testing of a multiple bar system can result in some unsatisfactory results. This may be attributed to the installation challenges, difficulty loading each bar uniformly and/or the method of monitoring the test. Understanding the complexities is necessary to improve the testing results and achieve similar reliabilities of single bar systems.

By Leandro de Jesus Jorge

O presente trabalho apresenta um comparativo da utilização de diferentes condições de tratamento térmico para soldagem do aço 80-HSLA. Neste experimento realizou-se soldagens multipasse utilizando o processo de eletrodo revestido, em diferentes condições de tratamento térmico adicionando ou retirando o pré ou pós-aquecimento de soldagem, a fim de se obter o comparativo dos efeitos nas propriedades mecânicas e metalúrgicas, encontradas em cada condição. Após a soldagem foram realizados ensaios não destrutivos para identificação de descontinuidades e ensaios mecânicos caracterizadores. Os resultados dos ensaios mecânicos e metalográficos foram conclusivos para afirmar que quaisquer tratamentos térmicos podem ser dispensados para a soldagem desse aço e, principalmente, o tratamento de pós-aquecimento de soldagem, e que a aplicação ou não desses tratamentos não alteraram significativamente a microestrutura do material e nem as suas características mecânicas.

Oct 30, 2017

By Constantino Capurro

For certain applications, coarse titanium nitride (TiN) precipitates can be deleterious for the final properties of the material. Hence, in order to better understand the mechanisms involved in the generation of these precipitates, a thorough characterization of the particles observed in steels with different titanium and nitrogen content was carried out. Samples from liquid steel (tundish), continuous casting billets and final product were evaluated using an Automatic Particle Analyzer (APA) coupled to a Scanning Electronic Microscope (SEM). The location, frequency, size distribution and composition of the different particles observed were assessed. While only few TiN precipitates were observed in liquid steel samples, the density of this type of particle significantly increased in the continuous casting billets samples. Particles ranging from 1 to 10 µm were mainly found in the interdendritic zones of the as-cast structure. The density of TiN particles observed in these samples did not change after re-heating and rolling operations. A model to predict TiN precipitation during solidification was developed. A reasonable agreement was found between model results and measured data. Results of this analysis confirmed that the precipitated fraction of TiN increases as the product of steel Ti and N contents rises.

Oct 30, 2017

By Sérgio Fernando Nunes

No presente estudo foi realizada uma investigação da influência do teor de hematita especular, percentual e granulometria da carga circulante do pelotamento nos parâmetros de qualidade física das pelotas cruas e queimadas de minério de ferro da Samarco Mineração. Preliminarmente foram executados testes exploratórios em escalas de laboratório e industrial objetivando avaliar o melhor teor de umidade, área superficial específica do pellet feed e carga circulante do pelotamento. Após essa fase exploratória, foi feito o projeto de experimentos dos ensaios de pelotamento e de queima no pot grate, empregando três fatores em dois níveis com ponto central e réplica. A resistência á compressão a úmido e a seco, diâmetro médio e bulk density, foram os parâmetros de qualidade física avaliados para as pelotas cruas. A resistência á compressão, índice de tamboramento e abrasão, porosidade e bulk density, foram os parâmetros de qualidade física avaliados para as pelotas queimadas. O atributo percentual de pelotas nucleadas queimadas também foi avaliado. Concluiu-se que a mineralogia, granulometria do pellet feed e composição da carga circulante influenciam fortemente na qualidade física das pelotas cruas e queimadas.

Aug 1, 2018

By Renzon Daniel Cosme Pecho

O consumo do carvão mineral no mundo se encontra em aumento nos últimos anos, devido ao aumento dos preços dos combustíveis fósseis. No caso do Brasil, o carvão mineral é de baixa qualidade contendo, por exemplo, elevado teor de cinzas. Desta forma, o beneficiamento do carvão mineral gera uma quantidade grande de rejeito (RJ) que em contato com a água da chuva é responsável pela conhecida formação da drenagem acido. Alguns trabalhos vêm sendo propostos para contornar este inconveniente, alguns voltados para o aproveitamento do enxofre contido, outros pensando na geração de um possível condicionador de solos ou ainda na obtenção de absorventes para tratamento de efluentes. Dentro deste contexto, o presente trabalho estuda uma possível utilização do rejeito de carvão mineral do sul de Brasil através da extração de Ácido Húmico (AH) e a subsequente utilização deste no tratamento de efluentes. O trabalho reporta o uso da eletrooxidação do RJ seguido da caracterização do AH obtido por analise elementar e espectroscopia de 13C RMN CP/MAS. A etapa de aplicação do AH foi conduzida através de uma avaliação sobre a remoção de Pb+2 contido em uma solução sintética. A extração do AH consumiu cerca dos 12% da massa do RJ e a sua caracterização indicou um componente aromático de 54%, seguido pelos grupos alifáticos (34%). A proporção de grupos contendo oxigênio foi relativamente da ordem de 6% de O-alquilo, 3% de COO- e 3% de C=O.

Aug 8, 2018

By Priscila Graziela Melo Martins

O tamanho de grão austenítico é um parâmetro que influencia o desempenho de tratamentos térmicos em aços, assim como suas propriedades. Neste contexto, este trabalho investigou o uso de um reativo para ataque por imersão (240ml de água destilada, 2ml de HCl, 2g de ácido pícrico e 5 gotas de detergente neutro) para avaliar a influência da temperatura e do tempo de austenitização sobre o tamanho de grão austenítico de um aço ABNT1045 austenitizado nas temperaturas de 860ºC, 950ºC e 1100ºC por intervalos de tempo de 40, 90 e 180 minutos. As amostras austenitizadas foram temperadas em água, metalograficamente preparadas e atacadas com o reativo proposto com o objetivo de se revelar os antigos contornos de grãos austeníticos. Os tamanhos de grãos foram medidos com a utilização do software UMIAS de forma a possibilitar a determinação de distribuições estatísticas com quinhentas medidas para cada condição de tratamento. As amostras foram novamente preparadas e então atacadas com Nital 2%, sendo possível avaliar a influência do tamanho de grão austenítico sobre a morfologia da martensita. Pôde-se observar que, para o aço ABNT1045, a influência da temperatura de austenitização sobre o tamanho de grão austenítico é muito evidente e mais significativa do que a do tempo. Os valores de tamanho de grão se mostraram exponencialmente dependentes da temperatura, de forma que quanto maior o tamanho de grão austenítico, mais grosseira é a estrutura martensítica e menor é a dureza do material após a têmpera em água.

Aug 7, 2018

By Lucas Gonçalves Generoso

O sopro de ar quente representa uma parcela significativa da energia do processo de um alto-forno. Os regeneradores são os equipamentos responsáveis pela elevação da temperatura do ar soprado via ventaneiras. O presente trabalho aborda uma diagnose de eficiência energética realizada nos regeneradores do Alto-Forno 3 da Usiminas. Contempla uma avaliação detalhada nos parâmetros de combustão envolvidos, sendo identificados diversos pontos para melhoria da eficiência energética do processo. Assim, foi proposto um plano de trabalho objetivando explorar estas oportunidades. Os resultados obtidos garantiram uma maior estabilidade nos controles operacionais, refletindo numa melhora significativa do consumo de combustíveis e possibilitando uma redução média de 44,1 Mcal/tgusa.

Oct 30, 2017

By Maíra de Paula Pereira de Lucena

Revestimentos de conversão nanocerâmicos são obtidos pela imersão de peças metálicas em soluções contendo íons de titânio, zircônio, cério entre outros. Esses revestimentos vêm sendo estudados como uma alternativa a outros processos de conversão que possuem inconvenientes ambientais, como a cromatização e a fosfatização. No presente trabalho foram formuladas diferentes soluções a base dos ácidos hexafluorozircônio e hexafluortitânio para a deposição de revestimentos nanocerâmicos sobre substratos de aço galvanizado. O objetivo é mapear os efeitos dos parâmetros de processo de obtenção do revestimento quanto ao desempenho contra corrosão. Os parâmetros estudados foram a concentração, o pH e o tempo de imersão nas soluções formuladas. Para avaliar os revestimentos obtidos foram realizados ensaios eletroquímicos de espectroscopia de impedância complexa. Os resultados indicam uma forte interação entre o pH e a concentração dos ácidos em solução e que concentrações mais baixas geram uma proteção mais eficaz O melhor conjunto de parâmetros foi para menor pH, concentração e tempo de imersão.

Aug 7, 2018

By Leiner Novaes Arêdes

Na CSN, parte das bobinas laminadas a quente destinadas a produção de laminados a frio e zincados eram processadas na Linha de Preparação de Bobinas a Quente (LPBQ), com o objetivo de aplicar laminação de acabamento para melhorar o aplainamento destes materiais e facilitar o processo nos equipamentos posteriores. Principalmente devido a melhoria apresentada na qualidade da matéria prima oriunda do LTQ, foi possível flexibilizar as regras que determinam a obrigatoriedade de LPBQ em materiais para laminação a frio e zincagem. Com tal flexibilização, é possível diminuir a produção de placas curtas no LTQ, aumentando a produtividade do mesmo e aumentando a entrega de BQ com tolerâncias mais restritas de aplainamento (BQ com LA). Há ainda um grande ganho logístico e de lead time na produção do material. Atualmente evita-se processar na LPBQ grande volume de material para o fluxo de laminação a frio, recozimento e zincagem. A produção de placas curtas no LTQ por falta de disponibilidade de corte em LPBQ foi praticamente eliminada.

Jul 30, 2018

By Luciano Aparecido Kempski

O ferramental utilizado em processos de conformação é de grande interesse da Engenharia de Superfícies devido às características tribológicas específicas encontradas nestes processos. Portanto busca-se sempre melhorar o ferramental para se obter menores coeficientes de atrito, desgaste e adesão de material sobre a superfície da ferramenta, sendo empregadas diversas técnicas de tratamentos superficiais como a nitretação e os revestimentos depositados via PVD. Uma variável importante do par tribológico é o coeficiente de atrito desenvolvido entre as superfícies em contato nos processos de conformação a frio, portanto foram realizados ensaios de pino-sobre-disco e ensaios DST, para determinação de coeficientes de atrito em pares tribológicos. Desta forma, chapas de aço inoxidável austenítico AISI 304 foram conformadas sobre uma superfície de um aço ferramenta DIN X100CrMoV8-1-1, com o propósito de se conhecer o atrito desenvolvido entre os materiais. As amostras foram nitretadas a plasma e ou revestida com TiCN, posteriormente, a caracterização da microestrutura e as propriedades avaliadas através de ensaios mecânicos e tribológicos. O ensaios proporcionaram obter valores de coeficiente de atrito para as condições de tratamentos e lubrificação utilizados e as análises dos resultados mostram um aumento da dureza superficial das amostras tanto nitretadas quanto revestidas com TiCN e uma redução do coeficiente de atrito significativa quando se faz uso do revestimento.

Aug 8, 2018

By Enir da Silva Fonseca

Este trabalho tem como objetivo principal analisar os dados obtidos através dos ensaios a flexão em 40 corpos de provas cerâmicos preparados de acordo com a NBR 13818:1997 e aplicar uma probabilidade estatística para cálculo da resistência à fratura. O modulo de resistência à flexão para a ruptura de cada corpo de prova foi calculado de acordo com a fórmula apresentada no anexo C da norma citada, e aplicada posteriormente no lote à estatística para distribuição de Weibull. Os resultados obtidos não apresentaram uma variação significativa na resistência mecânica à flexão para os corpos de provas sem umidade em relação aos submetidos à imersão em água.

Aug 16, 2017

By Adrian Villanueva

In this study, we compare the influence of two water soluble polymer-based organic binders added to bentonite, to form a hybrid-binder system for Iron Ore Pelletization. The kinetics of the agglomeration process and resulting properties of green pellets were analyzed, and examined in detail through Scanning Electron Microscopy (SEM) and Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) analytical techniques. It was encountered that the differences in the mechanical properties of the pellets produced by each binder system could potentially be explained by the ability of the polymer to interact with bentonite at a macromolecular level.

Oct 30, 2017

By Mariana Alves de Carvalho

O desenvolvimento da indústria e a redução do ciclo de vida de eletroeletrônicos aumentam a geração dos chamados resíduos de equipamentos eletroeletrônicos (REEE). Dentre os REEE, as placas de circuito impresso (PCIs) apresentam um teor de metais em sua composição que as torna importante objeto de estudo visando a recuperação destes metais para fins econômicos e, por conseguinte, impede que sejam dispostos no meio ambiente. O presente trabalho tem por objetivos a caracterização de uma amostra de placa mãe de computadores obsoletos e posterior recuperação dos metais via duas rotas hidrometalúrgicas de lixiviação ácida e lixiviação ácida em meio oxidante. A primeira etapa foi realizada com ácido sulfúrico 2M por 18 horas e a 95°C; a segunda etapa, de lixiviação em meio oxidante, utilizou também o ácido sulfúrico 2M como agente lixiviante, e o peróxido de hidrogênio como agente redutor, por 6 horas e a 95°C. As duas rotas se diferenciaram entre si na proporção sólido-líquido, sendo a primeira de 1:10 e a segunda de 1:20. A rota com proporção 1:20 foi a que apresentou resultado mais positivo, com 100% de lixiviação de Ag, Al, Cu, Fe, Ni e Zn.

Oct 30, 2017

By Izabelle Lannes Salgueiro Ferreira

O presente trabalho teve como objetivo garantir a estabilidade no processo de conformação mecânica das barras redondas laminadas, visando reduzir a geração de produtos não conformes e o número de reclamações de clientes pelo motivo de ovalização. As barras redondas laminadas são utilizadas nas indústrias de trefilação, metal mecânico, agroindústria e em outros componentes industriais. A metodologia utilizada neste trabalho foi DMAIC, (definir, medir, analisar, melhorar e controlar). Esta ferramenta é utilizada para melhoria de processos. Através desta ferramenta foi possível identificar os parâmetros mais influentes na geração de defeitos por ovalização, o que possibilitou a elaboração de um plano de ação direcionado às causas raízes. Após a conclusão do plano de ação, houve redução de 36% em média na geração de produtos não conformes e nenhuma reclamação de cliente foi recebida até o mês de março de 2016, além de uma maior estabilidade do processo durante a laminação deste produto.

Aug 17, 2017

By Artur Camposo Pereira

As fibras naturais foram estudadas como um material de reforço alternativo para substituir o uso de fibras sintéticas. Com o objetivo de melhorar as propriedades dos compostos de fibras naturais, é investigado o uso de tecidos de fibras naturais, uma vez que proporcionam reforço multidirecional e permite a introdução de uma fração de volume de fibra maior. Neste trabalho, investigou-se o comportamento de tração de compósitos de matriz epóxi reforçados com diferentes frações de volume de tecido feito de rami, uma fibra lignocelulósica altamente resistente. Os espécimes foram feitos pressionando o tecido com resina epóxi para garantir a impregnação total, e depois cortando o tecido no formato do molde. Finalmente, as camadas de tecido foram colocadas no molde com a resina líquida e o catalisador. O material foi curado durante 24 horas e testado. Os resultados revelaram um aumento na resistência à tração e quase nenhum efeito no módulo de elasticidade com o aumento da fração do volume do tecido.

Oct 30, 2017