Exploração e caracterização de minerais pesados de Moma, Moçambique

Mestrado em Geomateriais e Recursos GeológicosMoçambique é um dos países onde a actividade extractiva de minerais pesados tem conhecido maior desenvolvimento. Os depósitos de minerais pesados com interesse económico (EHM) ocorrem essencialmente associados a placers de praia ou ao retrabalhamento destes pelo vento (dunas costeiras e dunas interiores), dispostos ao longo da linha de costa. No distrito costeiro de Moma (Província de Nampula), os sedimentos de cobertura, de idade Quaternária (Pleistocénico-Holocénico), resultaram maioritariamente do desmantelamento de rochas precâmbricas (meso- e neoproterozóicas) do cinturão móvel de Moçambique e estão fortemente enriquecidos em ilmenite, rútilo e zircão. A actividade de exploração de EHM na jazida de Moma iniciou-se em 2007 com a extracção de areias nas cadeias de Dunas Altas de Topuito e Tebani, estando presentemente centrada no depósito de Namalope. A jazida, concessionada à empresa Kenmare Resources constitui um dos principais reservatórios de titânio e de zircónio do planeta Neste depósito, a extracção das areias pesadas é feita por dragagem a céu aberto num lago artificial de água doce, usando duas dragas ligadas a um concentrador húmido flutuante ( WCP ), onde se processa a primeira fase de separação granulométrica e a obtenção de concentrados de minerais pesados ("HMC") através de métodos gravíticos. Em seguida, os concentrados HMC são transferidos para a Unidade de Separação Mineral ( MSP ), onde se procede à separação e recuperação da ilmenite (fracção magnética), do rútilo (condutor) e do zircão (fracção não magnética) utilizando métodos magnéticos, electroestáticos e gravíticos. A monazite tende a acompanhar o zircão em todas as etapas de separação e acaba por ficar incorporada na fracção rica em zircão. A investigação desenvolvida no âmbito da presente dissertação incidiu em quatro amostras de concentrados de zircão fornecidos pela empresa e teve como principal objectivo caracterizar as associações de minerais pesados presentes nestas amostras, recorrendo a técnicas de separação magnética, gravimétrica, difracção de Raios X e microscopia electrónica de varrimento. Foram testados também dois esquemas de separação para isolar a monazite do zircão. Os resultados obtidos revelaram que os processos de purificação levados a cabo na empresa são extremamente eficientes e permitem remover quase completamente a ilmenite e grande parte do rútilo nos concentrados finais de zircão. Mostraram ainda que a passagem destes concentrados no separador magnético de Frantz, a uma intensidade de campo de 1,2 A, inclinação vertical da calha de 15° e lateral de 6° constitui o esquema mais eficaz para separar a monazite do zircão.Mozambique is endowed with large resources of economic heavy minerals (EHM). The EHM deposits occur primarily associated with beach placers and aeolian sand systems (coastal dunes and inland dunes) distributed along the shoreline. In the coastal district of Moma (Nampula Province), these sediment cover deposits were formed during the Quaternary (Pleistocene-Holocene) by dismantling of Precambrian igneous and metamorphic rocks (Meso- and Neoproterozoic) belonging to the Mozambique Pan-African mobile belt and are strongly enriched in ilmenite, rutile and zircon. The EHM exploration activity in the Moma mine began in 2007 with the extraction of sands from the Topuito and Tebani dune chains and is currently focused on the Namalope deposit. The deposits, licensed to the company Kenmare Resources, constitute one of the main world reservoirs of titanium and zirconium. At Moma, dredge mining takes place in an artificial freshwater pond by two dredges, which feed a single Wet Concentrator Plant (WCP), where screening and progressive stages of spiral gravity separation allow the production of heavy mineral concentrates (HMC). The HMC concentrates are then transferred and fed into the Mineral Separation Unit (MSP). In the MSP, the HMC concentrates are dried and passed through high intensity magnets to separate ilmenite (magnetic fraction) from non-magnetic minerals (rutile and zircon). The non-magnetic fraction is then passed through a wet gravity separation circuit in order to remove any undesirable minerals. Finally, electrostatic separators are used to separate rutile (conducting) from zircon (non-conducting). Monazite tends to follow zircon in all stages of separation and becomes incorporated into the zircon-rich fraction. The research carried out in the scope of this dissertation was focused on four samples of zircon concentrates supplied by the company and its main objective was to characterize the heavy mineral assemblages of the studied samples using magnetic separation, gravity, x-ray diffraction and scanning electron microscopy techniques. Two separation schemes have also been tested to isolate monazite from zircon. The results obtained show that procedures used by the company for zircon recovery are extremely efficient, leading to an almost complete removal of ilmenite and rutile from the final zircon concentrates. It is also concluded that the best conditions for separating monazite from zircon in the Frantz magnetic separator were achieved with the chute aligned at a forward slope of 15° and a side slope of 6°, at a field intensity of 1.2 A