ISSN 2594-357X
25º Seminário de Mineração — Vol. 25 , num. 25 (2026)
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Resumo
Propriedades fundamentais da fratura de minérios permitem a modelagem e simulação de processos de cominuição, discriminando características dos materiais e dos equipamentos. A célula de carga de impacto (CCI) possibilita a quantificação da força e da energia associadas à quebra de partículas individuais. No entanto, a resolução limitada de CCI disponíveis geralmente limita os ensaios a partículas maiores que alguns milímetros, criando uma lacuna no entendimento da quebra de partículas liberadas ou monocristalinas, nas quais a influência da microestrutura é significativamente reduzida. O trabalho investiga os limites de detecção de uma CCI de alta resolução na caracterização das propriedades de quebra de partículas de centenas de micrometros (212-250 µm) e monocristalinas de quartzo, xenotímio, cassiterita e carbeto de silício. Uma CCI medindo 10 mm de diâmetro foi comissionada, com resolução adequada para testes de partículas submilimétricas. Medidas de dureza e tenacidade à fratura por indentação foram realizadas, mostrando uma correlação direta entre a resistência de partícula (MPa) e a dureza (HV), e entre tenacidade à fratura (MPa√m) e a energia de fratura por volume (J/cm3).
Fundamental fracture properties of ores allow decoupling of material and equipment characteristics for modelling and simulating comminution processes. Impact load cells (ILCs) enable the quantification of the force and energy associated with the breakage of individual particles, but their resolution generally limits the minimum particle size to a few milimeters. This limitation creates a gap in the understanding of the breakage of liberated or single-crystal particles, in which the influence of microstructure is significantly reduced. This work investigates the detection limit of a high-resolution ILC in characterizing the breakage properties of micrometric (212-250 µm) and single-crystal particles of quartz, xenotime, cassiterite, and silicon carbide. A 10-mm diameter ILC device was commissioned, allowing to reach the resolution required in testing submilimeter particles. Measurements of hardness and fracture toughness by microindention were carried out, showing direct correlation between particle strength (MPa) and hardness (HV), and between fracture toughness (MPa√m) and fracture energy per volume (J/cm3).
Palavras-chave
Energia de fratura, Cominuição, CCI, Tenacidade à fratura
Fracture energy, Comminution, ILC, Fracture toughness
Como citar
Moutinho, Vivian Fernandes; Neumann, Reiner; Tavares, Luís Marcelo Marques.
Caracterização da quebra de partículas monocristalinas utilizando célula de carga de impacto de alta resolução,
p. 547-558.
In: 25º Seminário de Mineração,
São Paulo, SP - Brasil,
2026.
ISSN: 2594-357X, DOI 10.5151/2594-357X-43845
