Dimensionamento de Espessadores Pombal - PB Maio-2016 Universidade Federal de Campina Grande Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar Curso: Engenharia de Alimentos Alunas: Bruna Alves, Fernanda Gomes e Franciely Kelly Professora: Josiane Alves

Sedimentação A sedimentação é uma operação unitária muito utilizada pelas empresas de mineração que na maioria das vezes, operam com um processo a úmido e em determinadas etapas, necessitam adequar a concentração da polpa às necessidades do processo. Esta operação é realizada em equipamentos denominados sedimentadores que possuem como mecanismo de funcionamento, a separação de fases em uma suspensão cujos constituintes possuem densidades diferentes. A remoção das partículas ocorre pela ação do campo gravitacional, que torna o processo operacionalmente mais simples e de baixo custo.

Sedimentação Os sedimentadores podem ser classificados, dependendo da sua finalidade de utilização, em dois tipos:  Espessadores

Sedimentação  Clarificadores

Espessadores Espessadores são tanques de sedimentação empregados em um tipo particular de separação sólido-líquido, separação esta que é denominada de espessamento. Tais espessadores fazem uso da diferença de massa específica entre a fase líquida e as partículas sólidas que estão suspensas na referida fase líquida.

Espessadores No âmbito da tecnologia mineral, o espessamento é utilizado para aumentar a concentração de sólidos de polpas até valores convenientes para operações subseqüentes, como bombeamento, filtragem ou condicionamento com reagentes de flotação. Deste modo, a função dos espessadores é a de receber uma polpa diluída e gerar um produto que exibe maior concentração de sólidos que a alimentação.

Espessadores O diâmetro de espessadores industriais é dimensionado através de determinadas técnicas, as quais são baseadas no estudo do comportamento da sedimentação de partículas sólidas no meio aquoso. O dimensionamento de espessadores pode ser feito por diversos métodos:  Cloe e Clevenger  Kynch  Talmadge e Fitch  Roberts

Método de Cloe e Clevenger  Determina-se a velocidade inicial de decantação para uma dada suspensão com uma concentração de sólidos;  Dilui-se essa suspensão e determina-se a velocidade de decantação novamente;  Repete-se o procedimento até obter dados suficientes relacionando velocidade e concentração; Após, calcula-se a área S do decantador para várias concentrações;  O máximo valor será a área necessária para a decantação em regime permanente;  Coeficiente de segurança superior à 100%;

Método de Kynch  Requer apenas um ensaio que forneça a curva de decantação (Z versus θ);  Tanto C como u podem ser tirados diretamente da curva. A seguir estão as equações para os cálculos da concentração (C) e da velocidade (u),

Co= concentração inicial da suspensão (t/m 3 ) Zo = altura inicial da suspensão (m) Z = altura para o tempo Ɵ Zi = altura determinada pela tangente ao ponto P C= concentração da suspensão no tempo Ɵ (t/m 3 )

 Calculam-se os diversos pares de valores da concentração e da velocidade de decantação.  O valor máximo obtido corresponde a área mínima que o decantador. S= área de decantação = seção transversal do decantador (m 2 ). u= velocidade de decantação na zona limite (m/h).

Método de Roberts  Permite localizar com exatidão o ponto critico (inicio da zona de compressão) que as vezes é difícil de determinar pelo método anterior;  Com os dados do ensaio de decantação traça-se um gráfico de versus em papel mono-log  A curva obtida mostra uma descontinuidade no ponto crítico, o que permite determinar com precisão.

Talmadge e Fitch  Este método gráfico permite calcular diretamente a área mínima do espessador quando se conhece o ponto de compressão na curva de decantação.  Uma construção gráfica muito simples fornece diretamente Ɵ E pelo cruzamento da tangente no ponto P C com a horizontal (Z=Z E ), onde Z E é a altura da interface correspondente à concentração C E especificada para a lama espessada.

Dimensionamento da profundidade de um espessador A concentração da lama espessada que se pode obter numa dada operação não é função da área do espessador, mas do tempo de residência dos sólidos na zona de compressão. Para determinar o volume da zona de compressão são determinados os seguintes parâmetros:

Aplicação

Considerando o método de Coe e Clevenger temos,

Referências Bibliográficas  Gomide, R. (1980). “Operações Unitárias”, vol. 3 – Ed do Autor, São Paulo.

Obrigada!