Microporosity of BIF hosted massive hematite ore, Iron Quadrangle, Brazil

Abstract

Massive hematite ore (MHO) is a special high-grade iron ore, used as lump ore in the process of obtaining direct reduction iron (DRI). The influence of porosity on the reducibility of MHO from the Capitão do Mato Mine (Iron Quadrangle, Brazil) was investigated using optical and scanning electron microscopes on drill core and open pit samples. Hematite is the main component of the samples and occurs as granular crystals (10 mum), microplates (1 mum) and euhedral martite (10 to 30 mum). Quartz, maghemite, kenomagnetite and goethite are minor components. Primary micropores (Å to 1 mum) are associated with microplaty crystals that fill cavities between granular hematite. Secondary micropores (Å to 5 mum) related to euhedral martite crystals, are the most important. The total porosity of weathered samples, measured using nitrogen adsorption and mercury injection, attains values up to 11%, whereas unweathered samples have a porosity less than 2.5%. Reducibility is strongly enhanced by porosity, but inhibited by structure (bedding).

Translated abstract

O minério de hematita compacta (MHC) é um tipo de minério de ferro de alto grau usado como minério granulado na obtenção do ferro via redução direta (DRI). A influência da porosidade sobre a redutibilidade do MHC da Mina de Capitão do Mato (Quadrilátero Ferrífero, Brasil), foi investigada em amostras de furos de sonda e de afloramentos da mina, usando-se microscópio óptico e eletrônico de varredura. Hematita é o principal componente mineralógico e ocorre sob diferentes formas: granular (10 mim), microtabular (1 mim) e euédrico (10 a 30 mim). Quartzo maghemita, kenomagnetita e goethita são componetes menores. Microporos primários (Å to 1 mim) associam-se a cristais de hematita microtabular, que preenchem espaços entre cristais de hematita granular. Microporos secundários (Å to 5 mim), relacionados com os cristais de martita euédrica, são os mais importantes. A porosidade total das amostras do MHC, medida através dos métodos de adsorção de nitrogênio e injeção de mercúrio, atingiu valores de até 11% para amostras intemperisadas. Amostras não alteradas de MHC têm porosidade menor que 2,5%. Verificou-se que a porosidade incrementa a redutibilidade, enquanto que a estrutura (bandamento) tem uma influência negativa na redutibilidade do MHC durante o DRI.