Tratamento de minérios MOAGEM 13/5/19

Transcrição

1 MOAGEM 13/5/19

2 MOAGEM E A Em uma indústria mineral 25% da energia consumida é para a moagem Somente 5% dessa energia é efetiva para geração de novas superfícies

3 Massa acumulada (%) 8 horas 24 horas 48 horas 72 horas Como recebido Diâmetro esférico equivalente ( m) Evolução da granulometria de um pó Al 2 O 3 com o tempo em um moinho de bolas

4 taxa de redução elevada operação estagiada tempo de retenção muito maior que nos britadores Maiores custos energia revestimento meios de moagem

5 Tipos de moinhos e Custos em moagem

6 Métodos de Por rotação Por agitação Por vibração Outros: facas martelos

7 Objetivo: Fragmentar partículas a tamanhos adequados para o uso direto ou concentração do mineral de interesse Custos e investimentos Área da fragmentação que requer grandes investimentos Grande consumo de energia

8 Fundamentos A energia de trituração produzida durante a moagem é proporcional a massa (m) e a velocidade (v) do meio de moagem no instante do impacto E 1 mv 2 2 A massa específica e o tamanho do corpo moedor têm importância fundamental na energia de trituração.

9 Massa Específica de alguns Corpos Moedores Industriais E 1 mv 2 2 Material Massa específica (g.cm -3 ) Porcelana 2,3 Alumina de alta densidade 3,6 Zirconita 3,7 Zircônia 5,5 Aço 7,8 WC 15,6

10 Equipamentos mais empregados em moagem autógeno Moinhos cilíndricos barras bolas seixos Moinho de martelos Moinho vibratório

11 Moinhos cilíndricos Estes moinhos são constituídos de uma carcaça cilíndrica de aço, revestida internamente com placas de aço, borracha ou outros materiais, que gira sobre mancais e contém no interior uma carga de barras ou bolas de ferro ou aço Fonte: Adão Benvindo

12 Fonte: Metzo

13

14 22 ft x 36 ft

15 - Moinhos cilíndricos Moinhos especiais cilíndricos

16 - Moinhos cilíndricos Moinhos especiais cilíndricos Moinhos de bolas com setor cônico seco ou a úmido corpo cônico para carga graduada de bolas e ótima redução de tamanhos disponíveis em tamanhos pequenos e intermediários muito eficiente elevado grau de redução

17 Revestimentos

18 Revestimentos

19 Revestimentos

20 Tipos de corpos moedores e seus efeitos na distribuição de tamanho de partículas

21 Velocidade Crítica Se a velocidade de rotação de um moinho é aumentada além das condições normais de trabalho, chega-se a um momento em que a camada mais externa de bolas fica presa à CARCAÇA cilíndrica pela ação da força centrífuga durante uma volta completa dessa carcaça. Nessas condições as bolas daquela camada não realiza mais qualquer trabalho de moagem. O número de rotações do moinho pela qual não ocorre qualquer trabalho de moagem, por unidade de tempo, é conhecida como VELOCIDADE CRÍTICA

22 Velocidade Crítica mv R 2 mg cos F mg V 2 Rn (velocidade linear) n 2 1 g cos R n c 1 2 g R Nos handbooks 54, 2 n c R 42,3 n c 2R para r em ft para r em m Fonte: Adão Benvindo

23 Velocidade Crítica A velocidade de operação de um moinho é sempre referida à percentagem de sua velocidade crítica. Exercício: calcular a velocidade crítica de um moinho que opera com 50 rpm, sendo sua nc = 65 rpm 77% da velocidade crítica Do ponto de vista prático, os moinhos são operados nas velocidades de 50 a 90% da sua velocidade critica e a escolha dessas é determinada pelas condições econômicas. Aumentado a velocidade do moinho, aumenta a sua capacidade de processamento, mas compromete o seu desempenho (kwht -1 ). Normalmente, velocidades elevadas, para maiores capacidade de moagem grosseira Fonte: Adão Benvindo

24 Velocidade Crítica Fonte: Adão Benvindo

25 Movimentação das bolas no interior da carcaça Rotação Bolas giram em torno de si e produz fragmentação por compressão Pequena contribuição Translação Movimento circular de acompanhamento da carcaça do moinho até certa altura Nenhuma contribuição Movimento contrário ao da carcaça. Deslizamento Várias camadas de bolas deslizam umas sobre as outras e a superfície interna do moinho Fragmentação por abrasão Menor velocidade maior efeito Queda Movimento resultante das bolas pela força da gravidade Fragmentação por impacto Aumenta com a velocidade do moinho 20/5/19

26 Regime de operação dos moinhos de bolas Depende da velocidade e do fator de enchimento do moinho, além de outros fatores em regime de catarata em regime de cascata

27 Fator de enchimento é a porcentagem do volume do moinho ocupado com os corpos moedores, incluindo os vazios entre os mesmos F = Hc / D F = fator de enchimento; Hc = distância do topo do moinho ao topo da carga em repouso, em metros; D = diâmetro do moinho, em metros.

28 Regime de operação dos moinhos de bolas em regime de catarata Bolas vão até posição elevada e caem sobre as outras e sobre a polpa, Fragmentação por impacto, Bolas maiores maior energia, Baixo fator de enchimento, Adequado para fragmentação de material mais grosso evita a formação de muito finos

29 Regime de operação dos moinhos de bolas em regime de cascata Velocidade baixa do moinho, Alto fator de enchimento, Bolas alcançam certa altura e rolam sobre as outras, Pouco impacto por abrasão Bolas menores Produto final com granulometria mais fina.

30 Tipos de descarga de moinhos horizontais Fonte: Adão Benvindo

31 Porcentagem de Sólidos na Polpa moagem líquida Os moinhos cilíndricos trabalham a seco ou a úmido, entretanto, em tratamento de minérios, o mais comum é o úmido A quantidade de água usada no moinho para formar a polpa depende da granulometria da alimentação e do tipo de moinho polpa muito diluída resulta numa moagem pouco eficiente, pois as partículas sólidas se encontram muito dispersas na polpa, sendo poucos os choques efetivos entre as partículas e as bolas polpa mais concentrada - um aumento na eficiência de moagem com uma redução considerável no consumo de bolas - até um certo ponto quando então a eficiência começa decrescer A capacidade de moagem passa por um ponto máximo que corresponde a uma determinada concentração de sólidos na polpa do moinho vide tabela Fonte: Adão Benvindo

32 Porcentagem de Sólidos na Polpa Fonte: Adão Benvindo

33 TAMANHO DOS CORPOS MOEDORES O tamanho dos corpos moedores afeta a eficiência e a capacidade dos moinhos Princípios teóricos ajustados para cada instalação com a prática Melhor tamanho tamanho adequado para fragmentar as maiores partículas da alimentação (tem limites) O diâmetro das bolas ou barras é muito importante

34 TAMANHO DOS CORPOS MOEDORES B F K 0,5 S. Wi Cs D 0,25 Tipo de moagem Moinho de transbordo a úmido Valores de K 350 Moinho de grade a úmido 330 B = Diam. (inches) of ball, rod, or pebble F = Size in microns passed by 80% of new feed K = Proportionality constant tabuled for various media and circuits S = Specific gravity of material being ground W i = Work index at feed size F C s = % critical speed of mill D = Mill diameter (feet) inside liners Moinho de barras a seco 335 Fonte: Mineral Processing: E.J. Pryor

35 Circuitos de seca e a úmido A moagem a úmido é a mais usada em tratamento de minérios, por ser a forma mais econômica e mais adequada aos tratamentos posteriores. As vantagens da moagem a úmido são: (i) menor consumo de energia em kwh/t; (ii) maior capacidade por unidade de volume do moinho; (iii) torna possível o uso de peneiramento e classificação a úmido no controle do produto; (iv) elimina o problema de poeira; (v) torna possível o uso de meio de transporte simples como calhas, bombas e tubos.

36 Circuitos de Classifique e justifique o tipo de circuito apresentado na figura acima. Faça um balanço de massa no circuito apresentado.

37 Autógena

38 Autógena As tecnologias de moagem autógena (AG) e Semi Autógena (SAG) tem aumentado sua aplicação nas operações de processamento mineral nos últimos anos Estes moinhos são compostos por um cilindro de grande diâmetro, mas geralmente duas vezes menor em seu comprimento, eles usam os próprios blocos de minério para fazer a moagem.

39 Ilustração esquemática da moagem semiautógena seguida de moagem com bolas Fonte: Adão Benvindo Estudar moagem AG e SAG extraclasse

40 Moinho de martelos

41 eixo girando em alta rotação e no qual ficam presos blocos ou martelos articulados Moinho de martelos Adão Benvindo partículas projetadas contra a superfície interna da câmara, fragmentando-se pouca aplicação na concentração de minérios pois, sendo as gangas geralmente silicosas, desaconselha-se o seu uso devido ao grande desgaste da superfície interna, da tela e dos martelos largamente empregado na indústria química, cerâmica, cal, calcário, carvão mineral, onde os materiais são menos abrasivos

42 Moinho vibratório

43 Moinho vibratório moagem a úmido

44 Fonte: METSO

45 Fonte: METSO

46 F I M