Mineralogia quantitativa de alta definição e sua aplicação na exploração e processamento mineral : um estudo de caso para o depósitos de ferro N4WS, Carajás-PA

Abstract

A procura por processos cada vez mais eficientes na indústria mineral tem demandado um novo olhar sobre a mineralogia e demais técnicas analíticas aplicadas, desde a etapa de exploração até o processamento e beneficiamento do minério. Para tais técnicas, foi designado o termo mineralogia de alta definição, para o estudo quantitativo e automatizado de minerais e rochas aliado a outros recursos tecnológicos e analíticos. As principais técnicas aplicadas na mineralogia de alta definição são aquelas baseadas em um sistema de microscopia eletrônica de varredura, como por exemplo QEMSCAN® e EBSD. A indústria do minério de ferro possui suma importância no cenário mineral brasileiro e tem sido pioneira na introdução de técnicas quantitativas automatizadas. Com a recente entrada de novos equipamentos no mercado brasileiro, torna-se necessário criar uma nova perspectiva, propor novos métodos e criar sistemáticas para o melhor aproveitamento e entendimento do minério de ferro, acompanhando assim as tendências tecnológicas empregadas tanto na indústria global quanto na academia. A mineralogia de processo é considerada como sendo a aplicação prática do conhecimento mineralógico no auxílio da indústria mineral desde as etapas de exploração até a otimização de como o minério pode ser extraído e processado de maneira mais eficiente. A caracterização do minério de ferro e o entendimento dos minerais que o compõem, suas texturas cristalográficas e demais características físico-químicas são fundamentais para o desenvolvimento da mineração e para um melhor entendimento dos processos minerais. As principais técnicas analíticas adjuntas da mineralogia de alta definição que possuem a microscopia eletrônica de varredura (MEV) como plataforma não servem somente para fins de mineralogia quantitativa modal. Os dados gerados também podem ser usados tanto para estudos estruturais e de petrotrama quanto para calibração de informações petrofísicas que alimentam modelos genéticos, por exemplo. Dados de liberação mineral, textura cristalográfica, orientação preferencial de forma, associação mineral, quantificação de poros, estatística do tamanho das partículas, angularidade, evidências de transformação de fase, estado de oxidação etc, em conjunto, possibilitam a sistematização da caracterização mineralógica de rochas, tornando-a um procedimento quantitativo e passível de comparação entre diversos depósitos minerais (Gottlieb et al., 2000; Sutherland & Gottlieb, 1991; Barbosa & Lagoeiro, 2009; Barbosa et al., 2010; Leiss et al., 2000). Portanto, propõe-se a aplicação dessa sistemática da mineralogia quantitativa de alta definição para os depósitos de ferro N4WS da Província Carajás como potencial metodologia vinculada ao estudo de processos formadores das (micro)estruturas. A Província Mineral de Carajás, localizada no setor sudeste do Cráton Amazônico, representa o maior e mais bem preservado setor arqueano do cráton e também possui uma das maiores reservas de ferro do mundo, com aproximadamente 18 bilhões de toneladas de minério de ferro de alto teor (Vasquez et al., 2008; Martins et al., 2017; Gibbs et al., 1986; Machado et al., 1991). O depósito N4WS encontra-se inserido na sequência metavulcanossedimentar Grupo Grão-Pará, que abrange uma área de aproximadamente 18.000 km2 . Esta sequência é atingida por intenso vulcanismo, predominante máfico, atribuído à Formação Parauapebas, sobre- e sotopostas às rochas da Formação Carajás que consistem nos grandes depósitos de ferro de alto teor (média de 65,4% Fe) hospedados em jaspilitos de Carajás (Macambira, 2003). Tanto o minério (hematitito friável) quanto o protominério (jaspilitos), encontram-se metamorfizados em fácies xisto-verde baixo e dispostos em corpos descontínuos (Gibbs et al., 1986; Machado et al., 1991). Serão objetos de estudo fundamental deste projeto os níveis de jaspilitos e minério de ferro do furo de sondagem F1051, pertencentes ao depósito N4WS, que intercepta as zonas mineralizadas em quase sua grande maioria e possui todos os litotipos esperados do minério de ferro.