Procesamiento de minerales I Caracterização de sólidos -2

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1 Procesamiento de minerales I Caracterização de sólidos -2
Maria Luiza Souza Montevideo 5-9 Agosto 2013 UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

2 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Antes de prosseguirmos com o estudo de caracterização de sólidos particulados apresentaremos algumas plantas de beneficiamento. Objetivo é situar o campo de aplicação e a importância da distribuição granuloquímica em plantas de beneficiamento. Serão apresentadas as seguintes plantas: - Minério de Ferro - Planta de Itabirito (2) - Planta Matta – Cu e ouro - Planta de Chuquicamata – Cu Finalmente será apresentado o ensaio de granulometria. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

3 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
ITABIRITO = SISTEMA SUL DA VALE Figura 1- Planta de processamento de minério de ferro. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

4 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Britador cônico Itabirito – MG Observar a flotação reversa. Figura 2- Planta de processamento de minério de ferro. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

5 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Pilhas Pulmão da Moagem Tanque de Rejeito C -3 C -4 C -1 C -2 Célula colunar Moinho Hardinge Células OK - 16 Células OK - 3 Células OK - 8 M - 1 Células 300 pés3 Cto.2 (Células 300 pés3 ) Moinho de Remoagem M - 3 M - 4 M - 2 Cancha de Concentrado de Cobre Filtro Cerâmico Espessador 1 Espessador 2 Filtro de Discos Door Oliver Concentrado de Escória Rejeito Scavenger Cto.D (células Agitair) Acond. 1 Acond.2 Planta Matta MOINHO DE BOLAS HARDINGE Alimentação: 85 t/h Tamanho: 3,8m x 5,5m Descarga: 80% - 180m Carga Circulante: 30% Classificação com 5 hidrociclones Krebs DS20B Figura 3- Planta de processamento de minério de cobre. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

6 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
CHUQUICAMATA NO CHILE Figura 4- Planta de processamento de minério de cobre. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

7 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
1. Peneiras vibratórias Usadas no fechamento de circuitos de britagem Figura 5- Equipamentos de classificação por tamanhos. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

8 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
2. Peneiras curvas Usadas na separação de finos (sempre em polpa): - desaguamento; - fechamento de circuitos de moagem; -corte granulométrico. OS US Figura 6- Equipamentos de classificação por tamanhos. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

9 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
OF 3. Hidrociclones A Alimentação (b.s.) UF Figura 7- Equipamentos de classificação por tamanhos. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

10 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Resumo Moagem/ Classificação Britagem/ Peneiramento Figura 8- Equipamentos de classificação por tamanhos. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

11 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Pilhas Pulmão da Moagem Tanque de Rejeito C -3 C -4 C -1 C -2 Célula colunar Moinho Hardinge Células OK - 16 Células OK - 3 Células OK - 8 M - 1 Células 300 pés3 Cto.2 (Células 300 pés3 ) Moinho de Remoagem M - 3 M - 4 M - 2 Cancha de Concentrado de Cobre Filtro Cerâmico Espessador 1 Espessador 2 Filtro de Discos Door Oliver Concentrado de Escória Rejeito Scavenger Cto.D (células Agitair) Acond. 1 Acond.2 MOINHO DE BOLAS HARDINGE Alimentação: 85 t/h Tamanho: 3,8m x 5,5m Descarga: 80% - 180m Carga Circulante: 30% Classificação com 5 hidrociclones Krebs DS20B Figura 9- Circuito de concentração. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

12 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Hidrofóbicas CuFeS2 + SiO2 CuFeS2 VALOR METÁLICO Hidrofílicas SiO2 GANGA Figura 10- Célula de flotação para etapas rougher e scavenger. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

13 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
É um equipamento para aumentar teor, não é recuperador !!!!! É um dos equipamento mais usado em etapas de limpeza dos concentrados rougher. Aumento de teor ! Figura 11- Coluna de flotação. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

14 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Resumo Lembrar ! Liberação  Concentração  f(DP) Dp = diâmetro de partícula Figura 12- Esquema do que ocorre na planta de processamento. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

15 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Tabela 1- Alguns métodos usados em análise granulométrica Método Seco / Úmido Fracionamento da amostra Intervalo de aplicação,m Peneiramento Ambos Sim Difração laser Não 0, Microscopia óptica Seco 0,2-50 Microscopia eletrônica 0, Elutriação Cyclosizer® Úmido 5-45 Sedimentação (gravidade) 1-45 Sedimentação (centrífuga) 0,05-5 Análise de imagem Variável* UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

16 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Análise granulométrica por peneiramento - Ensaio ou teste de laboratório. - Realizado de modo padronizado (normas). - Amostras do sólido. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

17 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Mesh, #= ? Peneiras são padronizadas: - abertura da malha; espessura do fio; arranjo da malha; no. de peneiras; Variedade de normas em uso: ASTM, ISO, ABNT, DIN*. * Todas tem abertura quadrada, exceto a norma DIN (circular). ? No. de aberturas por polegada linear. Peneiras tem diâmetro em torno de 20 cm. Abertura mínima em torno de micra. Abaixo de 45 micra é melhor usar micro-peneiras, que tem malha mínima em torno de 1 micra. Figura 13- Peneira padrão para ensaio granulométrico. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

18 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Agitadores devem ter dois movimentos:   Figura 14- Agitadores de peneiras para ensaio granulométrico. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

19 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
 t = f(material) Ensaio granulométrico pode ser feito a seco e/ou a úmido. Eg.: primeiro se faz o ensaio a seco e os finos da última peneira podem ser recolhidos, pesados e então é realizado o ensaio a úmido ou com micropeneiras. O ensaio com micro peneiras (em geral para material -45 ou -50 micra sempre é realizado com água e com agitação por ultra som). Pesar peneiras vazias. Selar e agitar peneiras. Pesar as peneiras com a massa retida. Figura 15- Esquema simplificado da análise granulométrica. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

20 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Os resultados do ensaio granulométrico são apresentados na forma de tabelas e gráficos. A Tabela abaixo mostra o modo usual de apresentação dos resultados na área de Tecnologia Mineral (TM) e caracterização tecnológica de materiais. Tabela 2- Apresentação dos resultados da A.G. Malha, pol. Massa retida, g Massa passante, g Retido, % Passante, % Retido acm., % 1/2 48,1 234,9 17,0 83,0 1/4 130,2 104,7 46,0 37,0 63,0 1/8 65,1 39,6 23,0 14,0 86,0 Fundo ---- 100,0 Total 283,0 UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

21 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
A Tabela abaixo mostra outro maneira de apresentar os resultados experimentais da análise granulométrica. O sinal “+” representa retido no tamanho nominal considerado e o sinal “-” representa passante no tamanho nominal considerado. Tabela 3- Apresentação dos resultados da A.G. por fração. Fração Massa retida, g Retido, % +1/2” 48,1 17,0 -1/2” +1/4” 130,2 46,0 -1/4” +1/8” 65,1 23,0 -1/8” 39,6 14,0 Total 283,0 100,0 E.g.: 46% do sólido está contido na fração -1/2” +1/4” (1/2” x 1/4”). UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

22 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Sempre verificar a repetibilidade da A.G. Diferença permitida entre os resultados deve ser estabelecida antes da realização do mesmo e é função de diversos parâmetros (e.g.:1 a 5%). Figura 16- Repetibilidade do ensaio granulométrico. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

23 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Apresentação dos resultados da A.G. Tanto o eixo Y (Percentagem retida) quanto o eixo X (Tamanho ou diâmetro de partícula) estão em escala linear. Observar o acumulo de pontos nos menores diâmetros. Para contornar este problema é comum o uso de escala log (eixo X) – normal (eixo Y). O mesmo gráfico deste slide é mostrado no slide seguinte em escala log (eixo X) – normal (eixo Y). Figura 17- Curva diferencial ou de retido simples: escala linear. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

24 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Apresentação dos resultados da A.G. O gráfico deste slide é o mesmo do slide anterior, mas agora em escala log (eixo X) – normal (eixo Y). Figura 18- Curva diferencial ou de retido simples: escala log-linear. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

25 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Apresentação dos resultados da A.G. As duas escalas, do eixo X e do eixo Y, são lineares. Figura 19- Curva de acumulados: escala linear. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

26 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Apresentação dos resultados da A.G. D50 = ? D80 = ? D95 = ? Figura 20- Curva de acumulados: escala log-linear. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

27 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Apresentação dos resultados da A.G. Figura 21- Curva de acumulados e histograma. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

28 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Utilização dos resultados da A.G. Distribuição granulométrica “aproximada” ou como o nome diz é APENAS “indicativa” da distribuição granulométrica do produto de um britador. C.S.S. Close Side Setting Figura 22- Curva de passantes para dois britadores Metso® UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

29 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Utilização dos resultados da A.G. Figura 23- Controle na moagem – análise granulométrica a laser. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

30 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Utilização dos resultados da A.G. Figura 24- Distribuición granulometrica comparativa en la alimentación a flotación AFP-industrial y la preparada en el LTM-UFRGS. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

31 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Granuloquímica Figura 24- Recuperação de cobre por intervalos de tamanhos. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

32 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
A.G. por difração a laser é o método mais usado para o controle de tamanho na moagem (grandes e médias empresas de mineração). equipamento Outotec – psi500 princípio resultados Figura 25- Análise granulométrica a laser. UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

33 Capítulo 4 – Caracterização de sólidos
Granuloquímica Análise granulométrica e de teores em minério de zinco-blenda (ZnS) 1 2 3 4 5 6 7 8 Faixa de tamanho m Peso % Teor de Zn % Peso de Zn Distribuição de Zn % Tamanho m Peso retido acumul. % Distribuição de Zn acum. % + 425 3,60 0,8 4,80 0,7 7,20 0,5 25,30 8,5 20,50 10,2 36,70 10,1 - 75 1,90 12,2 UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL