Title

Redução do Yield Stress de Polpas de Minério de Ferro através de Modificadores Reológicos para Transporte em Minerodutos

Reduction of Yield Stress in Iron Ore Slurries Using Rheological Modifiers for Pipeline Transport

Authorship

SILVA, ISAÍAS BARBOSA MIRO DA; BRIGAGÃO, RAPHAEL VILELA; PINTO, ANDRÉ TEODORO COELHO MOREIRA; CRUZ, DOUGLAS NICOLINI ALVES DA

SILVA, ISAÍAS BARBOSA MIRO DA

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BRIGAGÃO, RAPHAEL VILELA

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PINTO, ANDRÉ TEODORO COELHO MOREIRA

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CRUZ, DOUGLAS NICOLINI ALVES DA

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DOI

10.5151/2594-357X-43912

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Abstract

Este estudo avalia o impacto da aplicação de modificador de reologia na polpa de minério de ferro transportada em mineroduto de 5,28 km de extensão. A pesquisa foi conduzida em duas etapas complementares: ensaios laboratoriais de Yield Stress em amostras de polpa com e sem adição de modificador de reologia, utilizando reômetro com varredura de tensão controlada durante 300 segundos; e teste industrial com avaliação das variáveis operacionais do mineroduto, incluindo pressão de operação e consumo específico de produto. Os ensaios laboratoriais demonstraram que, sem adição de modificador de reologia, a polpa apresentou Yield Stress de até 5.657 Pa, evidenciando elevada resistência ao escoamento. Com a aplicação do modificador de reologia Praestol A4040, observou-se redução de até 85% na Yield Stress em relação ao branco e desempenho superior ao Praestol A3040 em todas as dosagens avaliadas. No teste industrial, a substituição pelo Praestol A4040 resultou em redução média de 4,59% na pressão de operação e economia estimada de 26,8% no consumo específico de produto. Os resultados demonstram que a intervenção química com modificador de reologia representa uma alternativa eficaz para melhoria das condições reológicas da polpa e otimização do desempenho hidráulico em minerodutos, com benefícios operacionais e econômicos relevantes.

This study evaluates the impact of applying a rheology modifier in iron ore slurry transported through a 5.28 km pipeline. The research was conducted in two complementary stages: laboratory yield stress tests on slurry samples with and without rheology modifier addition, using a controlled stress sweep rheometer over 300 seconds; and an industrial trial evaluating operational variables including operating pressure and specific product consumption. Laboratory tests showed that without rheology modifier, the slurry presented yield stress values up to 5,657 Pa, indicating high flow resistance. With Praestol A4040, reductions of up to 85% in yield stress were observed relative to the blank, with superior performance compared to Praestol A3040 at all tested dosages. In the industrial trial, switching to Praestol A4040 resulted in an average 4.59% reduction in operating pressure and an estimated 26.8% reduction in specific product consumption. Results demonstrate that chemical intervention with a rheology modifier represents an effective alternative for improving slurry rheological conditions and optimizing hydraulic performance in mineral pipelines, with relevant operational and economic benefits.

Keywords

Reologia de Polpa, Yield Stress, Mineroduto, Modificador de Reologia, Transporte Hidráulico

Rheology, Yield Stress, Pipeline, Rheology Modifier, Hydraulic Transport