Estimation of greenhouse gases (GHG) emissions from a ball mill by life cycle assessment (LCA) method

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Palavras-chave:

life cycle assessment, greenhouse gases, mining, ball mill, electricity

Resumo

A significant amount of greenhouse gases (GHG) related to the consumption of electricity is generated by the grinding process in the mining industry. Therefore, in this study was quantified by the LCA method the GHG emission produced by a ball mill designed to grinding phosphate rock from Angico dos Dias deposit, Brazil. This impact category related to climate change was evaluated in two different scenarios: Electric power system supplying the mill, and a diesel fuel-based engine and generator powering the mill. The design of the ball mill for this study was carried out through the Bond and Rowland method. The followings operational parameters were established: wet grinding in a closed circuit, 480 ton/h of flow rate, F80 = 2.204 mm, P80 = 0.212 mm, and WI=10.13 kWh/ston. The Functional Unit selected for the estimation in both scenarios is “One ton of phosphate rock ground”, considering a process gate-to-gate. The power consumption of the designed ball mill is 5.29 kWh/ton (3,402 hp of power). For the first scenario 0.661 kg of GHG is released to grind one ton of Angico’s phosphate rock in the mill designed. The annual emission is 2,779 tons of GHG. On the other hand, concerning the second scenario was estimated 1.29 kg/tonore of GHG produced, resulting in an annual emission of 5,424 tons. Therefore, emissions of a diesel fuel-based engine and generator are approximately twice the quantity of GHG released by the electric power system.

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Biografia do Autor

Carlos Eduardo Domingues da Mata, Universidade Federal de Catalão

Possui graduação em Engenharia de Minas e Bacharelado Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia pela Universidade Federal de Alfenas (UNIFAL-MG) e Mestrado em Engenharia Mineral pela Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP). Atualmente é doutorando em Ciências Exatas e Tecnológicas pela Universidade Federal de Catalão (UFCAT) e pesquisador associado ao Laboratório de pesquisa em modelagem e processamento mineral (LaMPPMin). Atuou como professor substituto no núcleo de metalurgia do Instituto Federal do Sudeste de Minas Gerais, campus Juiz de Fora/MG nos cursos de Engenharia Metalúrgica e Técnico em Metalurgia, além de lecionar geografia no curso pré-vestibular/ENEM da UNIFAL-MG. Tem experiência nas áreas de educação, mineração, metalurgia, meio ambiente e geoprocessamento.

André Carlos Silva, Universidade Federal de Catalão

Possui graduação em Engenharia de Minas (2000), mestrado em Engenharia Mineral (2003) e doutorado em Engenharia de Materiais (2010) pela Universidade Federal de Ouro Preto. Pós-doutorado na Universidade Federal de Minas Gerais (2013-2015) e na Technische Universität Clausthal (2017-18). É pesquisador do CNPq nível 2. Atualmente é professor Associado II da UAE de Engenharia da Universidade Federal de Catalão. Possui experiência em Engenharia de Minas e de Materiais, com ênfase em Tratamento de Minérios, atuando nas seguintes áreas: simulação computacional, automação industrial e equipamentos de tratamento de minérios. É editor associado da Revista Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração (ABM) na área de Mineração e revisor das revistas: International Journal of Mining, Materials, and Metallurgical Engineering, Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, Journal of Materials Research and Technology, Powder Technology, International Journal of Mineral Processing, Journal of Dispersion Science and Technology, Carbohydrate Polymers, Tunnelling and Underground Space Technology, American Association for Science and Technology, Anais da Academia Brasileira de Ciências, Revista Escola de Minas, Holos e Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração.

Referências

Duruncan, S.; Korre, A.; Melendez, G. M. (2006). Mining life cycle modelling. A Cradle-to-gate approach to environment management in the minerals industry. Journal of Cleaner Production, v. 14, p. 1057-1070.

Ferreira, H.; Leite, M.G.P. (2015). A life cycle assessment (LCA) study of iron ore mining. Journal of Cleaner Production, v. 108, p. 1081-1091.

Fuerstenau, D. W.; Abouzeid, A. Z. M. (2002). The energy efficiency of ball milling in comminution. Int. J. Miner. Process, v. 67, p. 161 – 185.

Gupta, A.; Yan, D.S. (2016). Mineral Processing Design and Operations. An Introduction. Elsevier, 2 ed., p.882.

Hauschild, M.; Jeswiet, J.; Alting, L. (2005). From life cycle assessment to sustainable production: status and perspectives. Annals of the CIRP, v. 54, n. 2, p. 1-21.

Mata, C. E. D.; Pereira, C. A.; Silva, A. C.; Sousa, P. L. R. (2020). Characterization of the Angico dos Dias alkaline-carbonatite complex for phosphate rock processing. Journal of Material Research and Technology, v. 9, n. 6, p.12236–12243.

Miranda, M.M. (2012). Fator de emissão de gases de efeito estufa da geração de energia elétrica no Brasil: implicações da aplicação da avaliação do ciclo de vida. [Master’s thesis]. Escola de Engenharia, USP, São Carlos, p.162.

Norgate, T.; Haque, N. (2010). Energy and greenhouse gas impacts of mining and mineral processing operations. Journal of Cleaner Production, v. 18, n. 3, p. 266-274.

Rebitzer, G., Ekvall, T., Frischknecht, R., Hunkeler, D., Norris, G., Rydberg, T., Pennington, D. W. (2004). Life cycle assessment. Environment International, v. 30, n. 5, p.701–720.

Schoenert, K. (1986). On the limitation of energy saving in milling. 1st World Congress Particle Technology, Part II, Comminution, Nurnberg.

Wills, B. A.; Finch, J. A. (2016). Wills‘ Mineral Processing Technology – An introduction to the practical aspects of ore treatment and mineral recovery. Elsevier, 8° ed., p.495.

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Publicado

28/12/2022

Como Citar

da Mata, C. E. D., & Silva, A. C. (2022). Estimation of greenhouse gases (GHG) emissions from a ball mill by life cycle assessment (LCA) method. HOLOS, 8. Recuperado de https://www2.ifrn.edu.br/ojs/index.php/HOLOS/article/view/12041

Edição

v. 8 (2022)

Seção

ARTIGOS

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