Tratamento de minérios: Separação sólido - líquido Curso: Técnico em Mineração.

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1 Tratamento de minérios: Separação sólido - líquido Curso: Técnico em Mineração

2 Separação sólido - líquido Ementa: 1. Conceitos básicos sobre separação sólido líquido; 2. Espessamento e espessadores; 3. Filtragem e equipamentos de filtração; 4. Secagem e equipamentos; 5. Impactos ambientais e medidas mitigadoras sobre separação sólido – líquido. Carga horária: 80h Prof. Francisco Pinto Filho

3 Separação sólido - líquido Bibliografia GOMIDE, Reynaldo. Operações unitárias. Vol.3. São Paulo: R. Gomide, 1980-1983. FOUST, Alan S; WENZEL, Leonard A. Princípios das operações unitárias. 2. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1982. Bibliografia Complementar Apostilas foram retiradas e adaptadas, em sua maioria, do documento original que pode acessado através dos sites: www.enq.ufsc.br/muller/operacoes_unitarias_qm/Sedimentacao.pdf www.enq.ufsc.br/muller/operacoes_unitarias_qm/Sedimentacao.pdf http://www.enq.ufsc.br/muller/operacoes_unitarias_qm/filtracao1.pdf http://www.enq.ufsc.br/muller/operacoes_unitarias_qm/filtracao2.pdf http://nautilus.fis.uc.pt/cec/teses/andreiapovoa/docs/cap3_metfis-separa.pdf http://nautilus.fis.uc.pt/cec/teses/andreiapovoa/docs/cap3_metfis-separa.pdf acessado no dia 07/02/2012.

4 Separação sólido - líquido Avaliações: consistirão de 3 provas “individuais” e “pesquisadas”. As aulas ocorreram nos dias: 13,14,15,16,17,23,24,25,27,28,29/02 e nos dias 01,02,03,05,06,07,08,09 e 10/03. Data das provas: 1ª avaliação: 24/03/2012 2ª avaliação: 02/03/2012 3ª avaliação: 09/03/2012

5 Conceitos básicos

6 Classificação dos materiais Substância: classificamos um material como substância, quando é constituído de um único tipo de unidade formal. Mistura: material é constituído por duas ou mais substâncias (unidades formais) diferentes. Ex.: gasolina, leite e vinagre.

7 Conceitos básicos Classificação das substâncias Substâncias simples (elementos): são formadas por um único elemento químico. Ex.: O 3, N 2 e C 60. Substâncias compostas: são formadas por dois ou mais elementos químicos. Ex.: H 2 O, C 6 H 12 O 6 e NaHSO 4. Classificação das misturas Mistura homogênea (solução): possui aspecto uniforme e apresenta composição constante em toda a sua extensão. Ex.: água e álcool. Mistura heterogênea: apresenta diferentes aspectos. Cada aspecto constitui uma fase da mistura. Ex.: granito (mica, quartzo, feldspato).

8 Conceitos básicos Sistema: é qualquer porção do universo escolhida para objeto de estudo. Ex.: um béquer, um pedaço de metal e uma cidade. Ex.: água com cubos de gelo: sistema heterogêneo (substância). água e óleo: sistema heterogêneo (mistura). água pura no estado líquido: sistema homogêneo (substância). água e álcool (etanol): sistema homogêneo (mistura). Sistema Heterogêneo Homogêneo

9 Conceitos básicos Confronto entre substâncias e misturas a) Fracionamento: substâncias → processo químico Misturas → processo físico b) Composição: substâncias → constante (fórmula) Misturas → variáveis c) Propriedades físicas intensivas (não dependem da quantidade): Substâncias → bem definidas Misturas → variáveis d) Comportamento no aquecimento e/ou resfriamento: Substâncias → temperatura constantes em mudanças de estado Misturas → temperaturas variáveis em mudanças de estado

10 Curva de aquecimento de uma substância pura

11 Curva de aquecimento de uma mistura comum

12 Curva de aquecimento de uma mistura eutética

13 Curva de aquecimento de uma mistura azeotrópica

14 Separação de misturas Sólido - sólido Sólido - gasoso Misturas heterogêneas Líquido - gasoso Sólido - líquido Líquido - líquido Misturas homogêneasSólido - líquido Gasoso - gasoso Liquido - líquido

15 Misturas heterogêneas Mistura sólido – sólido

16 Mistura sólido - sólido 1. Catação: os fragmentos de um dos sólidos são catados com a mão ou com uma pinça. Ex.: escolher feijão. 2. Ventilação: a fase mais leve é separada por corrente de ar. Ex.: separar os grãos de arroz da casca. 3.Levigação: a fase mais leve é separada por corrente de água. Ex.: nas areias auríferas, separar o ouro da areia.

17 Mistura sólido - sólido 4. Flotação: usa-se um líquido de densidade intermediária em relação aos componentes da mistura, no qual não se dissolvem; o componente mais leve flutua no líquido e o mais pesado sedimenta-se. Ex.: separar a serragem da areia utilizando água. 5. Dissolução fracionada: a mistura é colocada num líquido que dissolve um só componente; o componente insolúvel é separado da solução por filtração; por evaporação, separa-se do líquido o componente dissolvido. Ex.:separar 6.Fusão fracionada: por aquecimento, separam-se componentes sólidos de diferentes pontos de fusão. Ex.: separar a areia do enxofre.

18 Mistura sólido - sólido 7. Cristalização fracionada: Todos os componentes dissolvem-se e, por evaporação do solvente, cristalizam-se separadamente, à medida que seus limites de solubilidade são atingidos. Ex.:separar o nitrato de sódio (NaNO3) natural do iodato de potássio (KIO3). 8. Peneiração ou tamização: usa-se quando os grãos dos sólidos têm diferentes tamanhos. Ex.: peneirar areia para separá-la do pedregulho. 9.Separação magnética: um dos componentes deve ser atraído por um imã. Ex.: separar a limalha de ferro do pó de enxofre. 10. Sublimação: só pode ser aplicada quando uma das fases sublima com facilidade. Ex.: separar iodo de areia.

19 Misturas heterogêneas Mistura sólido – líquido

20 Mistura sólido - líquido 1.Filtração: a separação se faz através de uma superfície porosa, chamada filtro; o componente sólido ficará retido sobre a sua superfície, separando-se assim do líquido que o atravessa. 1.a. Filtração comum 1.b. Filtração à vácuo

21 Mistura sólido - líquido 2. Decantação: deixa-se a mistura em repouso até que o componente sólido tenha-se depositado completamente. Remove-se, em seguida, o líquido.

22 Misturas heterogêneas Mistura líquido – líquido

23 Mistura líquido - líquido 1.Decantação: usada para separar líquidos imiscíveis.

24 Mistura líquido - gasoso 1. Aquecimento: A dissolução de um gás em um líquido é acompanhada de liberação de calor, portanto, quanto mais baixa a temperatura, maior a solubilidade do gás.

25 Mistura sólido - gasoso 1.Chicana ou câmara de poeira: a separação do sólido da fase gasosa pode ser realizada utilizando as chicanas ou câmara de poeira, as partículas sólidas vão sendo retidas ao longo da câmara, enquanto a fase gasosa vai sendo pura.

26 Colóides 1.Centrifugação: técnica que consiste em acelerar a decantação utilizando o movimento de rotação.

27 Misturas homogêneas Mistura sólido – líquido

28 Mistura sólido - líquido 1.Destilação simples: o princípio do processo consiste em aquecer a mistura até a ebulição; com isso, o componente líquido separa-se do sistema sob a forma de vapor, que é condensado, resfriado e coletado em outro recipiente.

29 Mistura sólido - líquido 2. Evaporação do solvente: é uma técnica simples usada para separar uma mistura homogênea sólido – liquido.

30 Misturas homogêneas Mistura líquido – líquido

31 1.Destilação fracionada: neste processo aquece-se a mistura em um balão de destilação, os líquidos se destilam na ordem crescente de seus pontos de ebulição e podem ser separados.

32 Misturas homogêneas Mistura gasoso – gasoso

33 Mistura gasoso - gasoso 1.Liquefação fracionada: neste processo, resfria-se gradativamente a mistura, associando um aumento da pressão, os gases vão se liquefazendo à medida que seus pontos de liquefação vão sendo atingidos. Ex.: Separação do gases N 2 e O 2 a partir do ar atmosférico. 2.Liquefação seguida de destilação fracionada: consiste em liquefazer toda a mistura e proceder, posteriormente, a uma destilação fracionada. Ex.: separar o O 2 do N 2.

34 Ufa!!! Terminei uma pequena parte do conteúdo. Obrigado pela atenção!!!