CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINÉRIOS

CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINÉRIOS
UEMG - UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MINAS GERAIS 02/04/2017 CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINÉRIOS Determinação do WI

UEMG - UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MINAS GERAIS
02/04/2017 Determinação do WI Introdução Cominuição ou Fragmentação é o conjunto de operações de redução de tamanhos de partículas minerais. Isto inclui as exigências de controlar: tamanho máximo dos produtos; evitar a geração de quantidades excessivas de finos; alcançar os tamanhos mínimos exigidos para a liberação.

02/04/2017 Determinação do WI Introdução Estágios aplicados: Desmonte de rochas; Britagem primária, secundária, terciária, etc; Moagem. Importâncias especiais: De modo geral, a maior parte da energia gasta no processamento de minérios é absorvida pela fragmentação!

02/04/2017 Determinação do WI Introdução Exemplo: Distribuição do consumo de energia na Erie Mining Co. – Minnesota - EUA OPERAÇÃO kWh/t Fragmentação 17,2 Concentração 1,5 Eliminação de rejeito 1,2 Abastecimento de água TOTAL 21,4 80% da energia é consumida pela fragmentação!

02/04/2017 Determinação do WI Princípios da fragmentação Um material ideal se rompe quando se rompem todos as ligações atômicas de um certo plano. As Rochas e os Minerais são materiais heterogêneos, anisotrópicos e contém falhas, fraturas, tanto em escala micro como macroscópica. As forças externas: – “gretas de Griffith” : falhas microscópicas

02/04/2017 Determinação do WI Princípios da fragmentação A energia mecânica necessária à fragmentação é aplicada por meio dos seguintes mecanismos: Esmagamento ou compressão, Impacto; Atrição ou cisalhamento. Em relação ao trabalho envolvido, o fraturamento do mineral se dá pelo rompimento de suas forças de coesão ao longo das superfícies que se formam; portanto o fraturamento importa na realização de certo trabalho de fraturamento, ou seja, a aplicação de certa quantidade de energia em proporção a energia de coesão rompida. Introduzir sobre os avanços e limitações dos estudos relacionados às leis de fragmentação e trabalho envolvido

02/04/2017 Determinação do WI Leis da Fragmentação Lei de Rittinger “O trabalho necessário para realizar a fragmentação é proporcional à superfície nova nela gerada” E = k1 (1/P – 1/F ) E = Energia gasta em kWh/t; k1 = constante dependente do tipo de minério; P = tamanho máximo das partículas geradas no produto; F = tamanho máximo das partículas da alimentação;

02/04/2017 Determinação do WI Leis da Fragmentação Lei de Kick “O trabalho necessário para produzir mudanças análogas na configuração de corpos geometricamente semelhantes e do mesmo estado tecnológico é proporcional ao volume ou peso dos corpos.” E = k2 log [ F/P ] E = Energia gasta em kWh/t; k2 = constante dependente do tipo de minério; P = tamanho máximo das partículas geradas no produto; F = tamanho máximo das partículas da alimentação;

02/04/2017 Determinação do WI Leis da Fragmentação Lei de Bond “ trabalho despedido por unidade de volume ou de peso é inversamente proporcional à raiz quadrada do tamanho”. E = k3 [ 1/√P – 1/√F ] E = Energia gasta em kWh/t; k3 = constante dependente do tipo de minério; P = tamanho máximo das partículas geradas no produto; F = tamanho máximo das partículas da alimentação;

02/04/2017 Determinação do WI Leis da Fragmentação Lei de Charles Lei Geral da Fragmentação dE = - K (dd / dn) E = K [ 1/(d1(n-1) – 1/(do(n-1))]

02/04/2017 Determinação do WI Leis da Fragmentação Lei de Charles Se n=2: E = k [1/ d1 – 1/ d0], que é a expressão da lei de Rittinger. Se n=1: E = k2 log [d0/ d1 ], que é a lei de Kick. Se n=1,5: E = k3 [ 1/√ d1 – 1/√ d0 ], que é a equação de Bond.

02/04/2017 Determinação do WI Work Index – WI Trabalho necessário (em kWh) para reduzir a unidade de peso, (tonelada curta = 907 kg) do material considerado, desde o tamanho inicial infinito (D =∞) até o tamanho final (d=100 µm). WI = k3 x [1/√100 – 1/√ ∞] WI = k3 x 1/√100 k3 = 10xWI Substituindo-se a eq. 3 na equação de Bond tem-se: E = 10 WI [1/√P – 1/√F ]

02/04/2017 Determinação do WI Work Index – WI DETERMINAÇÃO DO WI PARA MOINHO DE BOLAS A amostra de 10Kg deve ser representativa do minério. Ela deve ser britada em britador de mandíbulas e peneirada em 3,36mm (6# Tyler) O + 3,36mm é rebritado em britador de rolos até 100% - 3,36mm e incorporado ao undersize do peneiramento. Os dois produtos são misturados e homogeneizados em pilha alongada, da qual serão tomadas as alíquotas para a realização do ensaio.

02/04/2017 Determinação do WI Work Index – WI DETERMINAÇÃO DO WI PARA MOINHO DE BOLAS Toma-se uma alíquota para análise granulométrica da alimentação (série completa). A malha-teste é a peneira para cuja abertura está sendo determinado o valor do WI), para determinar P. O moinho padrão é um moinho cilíndrico de 30,5 x 30,5cm (1 x 1ft). Ele é liso internamente e tem cantos arredondados. Gira a 70 rpm (91,5% Vc). Dispõe de conta-giros e dispositivo de parada automática. Ele é carregado com uma carga padrão, que é a seguinte: tamanho da abertura da malha teste: 100 um diâmetro número de bolas peso (mm) (in) (g) % 36.5 1 3/7 43 9.094 45.2% 29.4 1 1/6 67 7.444 37.0% 25.4 1 10 0.694 3.4% 19 3/4 71 2.078 10.3% 15.9 5/8 94 0.815 4.0% total 285 20.125 100.0%

02/04/2017 Determinação do WI Work Index – WI DETERMINAÇÃO DO WI PARA MOINHO DE BOLAS O primeiro ciclo de moagem é iniciado com o volume de 700ml que foi utilizado para a determinação da densidade aparente do minério dentro do moinho e dura 100 revoluções. Descarrega-se o moinho e o produto de moagem é peneirado na malha-teste. Calcula-se o produto ideal do período por uma fórmula fornecida pelas normas e o número de rotações que o moinho deverá girar para gerá-lo. A massa passante é resposta e o segundo ciclo tem início. Roda pelo número de revoluções calculado, tentando atingir-se a carga circulante de 250%. Vários ciclos são necessários para que esta carga circulante de 250% seja alcançada e estabilizada. A cada ciclo, calculam-se o produto ideal do período e o novo número de revoluções. Alguns laboratórios exigem a execução de um número mínimo de 7 ciclos. fórmula do grau de moabilidade – Normas técnicas

02/04/2017 Determinação do WI Work Index – WI DETERMINAÇÃO DO WI PARA MOINHO DE BOLAS Uma vez estabilizada a carga circulante, o ensaio está terminado. Faz-se a análise granulométrica do produto, para determinar P. Gpb é o valor da massa moída por revolução. Calcula-se a média aritmética dos 3 últimos ciclos. O WI é calculado através de: fórmula do grau de moabilidade – Normas técnicas

02/04/2017 Determinação do WI Work Index – WI DETERMINAÇÃO DO WI PARA MOINHO DE BARRAS A amostra de 10Kg deve ser representativa do minério. Ela deve ser britada em britador de mandíbulas e peneirada em 12,5 mm (1/2”) O + 12,5 mm é rebritado em britador de rolos até 100% - 3,36mm e incorporado ao undersize do peneiramento. Os dois produtos são misturados e homogeneizados em pilha alongada, da qual serão tomadas as alíquotas para a realização do ensaio.

02/04/2017 Determinação do WI Work Index – WI DETERMINAÇÃO DO WI PARA MOINHO DE BOLAS Toma-se uma alíquota para análise granulométrica da alimentação (série completa). O conceito de malha-teste é o mesmo do ensaio anterior, para determinar P. O moinho padrão é um moinho cilíndrico de 30,48 x 60,96cm (1 x 2ft). Gira a 46 rpm (60% Vc). Ele é ondulado internamente, tem cantos arredondados e um sistema que permite incliná-lo para evitar a segregação do minério. Dispõe de conta-giros e dispositivo de parada automática. Ele é carregado com uma carga padrão, barras de 53,34cm de comprimento, que é a seguinte: diâmetro número de barras (mm) (in) 44,4 1 3/4 6 31,9 1 3/8 2

02/04/2017 Determinação do WI Work Index – WI DETERMINAÇÃO DO WI PARA MOINHO DE BOLAS O primeiro ciclo de moagem é iniciado com o volume de 700ml que foi utilizado para a determinação da densidade aparente do minério dentro do moinho e dura 100 revoluções. Descarrega-se o moinho e o produto de moagem e peneirado na malha-teste. Calcula-se o produto ideal do período por uma fórmula fornecida pelas normas e o número de rotações que o moinho deverá girar para gerá-lo. A massa passante é resposta e o segundo ciclo tem início. Roda pelo número de revoluções calculado, tentando atingir-se a carga circulante de 250%. Vários ciclos são necessários para que esta carga circulante de 250% seja alcançada e estabilizada. A cada ciclo, calculam-se o produto ideal do período e o novo número de revoluções. Alguns laboratórios exigem a execução de um número mínimo de 7 ciclos. fórmula do grau de moabilidade – Normas técnicas

02/04/2017 Determinação do WI Work Index – WI DETERMINAÇÃO DO WI PARA MOINHO DE BOLAS Uma vez estabilizada a carga circulante, o ensaio está terminado. Faz-se a análise granulométrica do produto, para determinar P. Gpb é o valor da massa moída por revolução. Calcula-se a média aritmética dos 3 últimos ciclos. O WI é calculado através de: fórmula do grau de moabilidade – Normas técnicas

02/04/2017 Determinação do WI Work Index – WI Exemplos 9ª aula: 12/03

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