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Procesamiento de minerales I Classificação Maria Luiza Souza Montevideo 5-9 Agosto 2013 1 UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL.

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1 Procesamiento de minerales I Classificação Maria Luiza Souza Montevideo 5-9 Agosto UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

2 Neste item é apresentada a operação de classificação e os equipamentos mais usados. - Classificador de rastelos. - Classificador espiral. - Ciclone classificador. 2 UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL Capítulo 9 – Classificação

3 UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 3 Introdução Classificação é a separação de uma população de partículas minerais de acordo com a velocidade terminal que cada uma adquire em um meio fluido. Trataremos apenas com suspensões de sólidos em água, já que esta é o fluido mais usado em processamento mineral. Em plantas de beneficiamento, tanto a classificação quanto o peneiramento têm como objetivo principal a separação de um material particulado em duas ou mais frações com partículas de tamanhos distintos. No peneiramento tem-se uma separação segundo o tamanho geométrico das partículas, enquanto na classificação a separação é realizada tomando-se como base a velocidade terminal com que as partículas se deslocam em um meio fluido. Em geral, a classificação via úmida é aplicada para populações de partículas muito finas e que não podem ser separadas de modo eficiente por peneiramento. Ainda, a classificação influencia acentuadamente na performance dos circuitos de moagem.

4 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 4 Princípios da classificação Uma vez que a velocidade de uma partículas em um fluido é dependente não apenas de seu tamanho, mas também de sua forma e densidade, os princípios da classificação são importantes também nas separações de minerais por processos gravimétricos e nas operações de desaguamento por decantação (espessamento ou sedimentação). Ver Figura 1 no próximo slide. A velocidade de partículas sólidas em um meio fluido é governada pela Lei de Stokes ou pela Lei de Newton, sendo que o intervalo de aplicação destas duas leis é função do regime hidrodinâmico desenvolvido pelo sistema sólido-fluido. Entretanto, partículas muito finas, com diâmetros da ordem de micra, possuem velocidades muito pequenas sob ação da gravidade e nestes casos pode ser necessário o emprego de forças centrífugas. Alternativamente, as partículas podem ser coaguladas ou floculadas em unidades maiores chamadas flocos ou coágulos que apresentarão mais rapidamente.

5 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 5 Figura 1- Sedimentação e classificação por tamanhos. As duas operações estão baseadas no mesmo princípio, ou seja, na velocidade terminal adquirida pelos sólidos no meio fluido. Sedimentação Classificação hidráulica

6 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 6 Equipamentos Os classificadores hidráulicos consistem essencialmente de uma coluna de separação, no interior da qual a água ascende com velocidade uniforme. As partículas introduzidas no setor de separação sobem ou descem dependendo de suas velocidades terminais. Assim, são obtidos dois produtos: um overflow consistindo de partículas com uma velocidade terminal (vt) menor que a velocidade do fluido (Vf) e um underflow contendo as partículas cuja velocidade terminal (vt) é maior que a velocidade do fluido (Vf). Overflow Partículas vt< Vf Underflow Partículas vt> Vf Água - velocidade uniforme Vf

7 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 7 Figura 2- Clasificador de caja en punta o caja en punta.

8 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 8 Figura 3- Classificadores mecânicos: espiral e de rastelos. Os dois equipamentos operam do mesmo modo. Diferem apenas no mecanismo de retirada do sólido grosso. Entre os dois, o classificador espiral é o mais usado no fechamento de circuitos de moagem em plantas pequeno e médio porte.

9 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 9 Figura 4- Classificadores espirais. Atualmente estes equipamentos encontram uso em plantas piloto e em outras áreas da engenharia. E.g.: indústria de agregados, etc.

10 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 10 Figura 5- Clasificador de arenas. Grossos Finos Alimentação Grossos Finos

11 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 11 Figura 6- Classificador de rastelos da Dorr-Oliver®. Os mostrados ao lado são fornecidos pela FLSmidth. Encontram uso diversas áreas industriais. Capacidade máxima informada pelo fabricante: 37 t/h de sólidos na forma de polpa com volume de 124,9 m 3 /h. ***

12 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 12 Figura 7- Lavador de rosca Metso/Faço®. Usos Portos de areia, instalações de britagem e para remoção de superfinos que prejudicam a preparação de argamassas e concretos. Empregados na lavagem e desaguamento de partículas finas, de granulometria abaixo de 10mm (3/8”).

13 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 13 Figura 8- Ciclone em corte. Equipamento padrão para classificação fina na faixa de 200 a 2 micra. Vantagens - Capacidade elevada em relação ao volume ou à área ocupada. - Fácil controle operacional. - Operação estável e entrada em regime em curto espaço de tempo. - Fácil manutenção (projeto bem feito). - Baixo investimento.

14 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 14 Figura 9- Distribuidor de fluxo (aranha) para ciclones. Desvantagens - Eficiência de classificação menor que a dos classificadores espiral ou de rastelos. - Incapacidade de armazenar grande volume de polpa e, com isto, ter efeito regulador. - Devido à energia gasta para bombear a polpa de alimentação, tem custo operacional maior que o dos classificadores espiral ou de rastelos.

15 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 15 Figura 10- Distribuidor de fluxo (aranha) para ciclones. Desvantagens Eficiência de classificação menor que a dos classificadores espiral ou de rastelos. Incapacidade de armazenar grande volume de polpa e, com isto, ter efeito regulador. Devido à energia gasta para bombear a polpa de alimentação, tem custo operacional maior que o dos classificadores espiral ou de rastelos.

16 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 16 Figura 11- Partes de um ciclone. O diâmetro do ciclone (D) é o diâmetro da parte cilíndrica; é considerado o elemento mais importante e define tanto a capacidade quanto o tamanho de corte do equipamento. São fabricados ciclones com vários diâmetros: entre 10 mm a 1200 mm. Capacidade o diâmetro de corte aumentam com o diâmetro da parte cilíndrica. Usual relacionar as demais medidas ao D. Finoscom muita água Grossos com pouca água Bocal de entrada Apex Vortex Parte cilíndrica Parte cônica Flange D * Cabeça de entrada*

17 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 17 Figura 12- Um “grande problema” na ciclonagem ! O que será que tem na outra extremidade da barra de aço ?

18 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 18 Figura 13- Tri-flo e Water Only Cyclone. Estes equipamentos são da “família” dos ciclones. Ambos são usados para concentração e não para classificação.

19 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 19 Figura 14- Ciclones para serviço via seca.

20 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 20 Figura 15- Ciclones para outros serviços

21 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 21 Figura 16- Corrente ascendente e descendente no ciclone. Principais usos em plantas de processamento - Fechamento de circuitos de moagem. - Classificação granulométrica (em cascata). - Deslamagem. - Desaguamento (formação de bacias de rejeitos). Outros usos - Lavagem de carvões. - Concentração de pirita. - Abatimento de poeiras. - Limpeza de águas em plataformas de petróleo, etc.

22 Capítulo 9 – Classificação UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL 22 Figura 17- Padrão de fluxos no interior do ciclone.


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