Tratamento de Minérios. Cominuição. Leis e energia envolvidas na fragmentação 12/4/18

Transcrição

1 Tratamento de Minérios Cominuição Leis e energia envolvidas na fragmentação 12/4/18

2 Tratamento de Minérios E A

3 Tratamento de Minérios A operação de fragmentação compreende diversos estágios que se aplicam no minério, desde a mina, até sua adequação ao processo industrial subseqüente Mina de calcário

4 Tratamento de Minérios Mina de areia quartzosa Mineração e Moagem São João Batista Queluz SP

5 Tratamento de Minérios

6 Custo de Fragmentação Tratamento de Minérios Distribuição do consumo de energia na Erie Mining Co.(Minnesota EUA) Minério de ferro taconítico fina disseminação - redução 90% malhas Operação Fragmentação... Concentração... Eliminação de rejeitos.. Abastecimento de água. Total... 17,2 1,5 1,2 1,5 21,4 kwh/t Utilizando a tabela acima calcular a representação porcentual do consumo de energia na fragmentação de minérios Resp: 80%

7 Tratamento de Minérios Custo de Fragmentação Typical energy requirements for crushing and grinding are: Coarse crushing Fine crushing Coarse grinding Micronizing kwh/ton ore kwh/ton ore 1 10 kwh/ton ore 100 kwh/ton ore

8 Princípios básicos da fragmentação Tratamento de Minérios - Cominuição Material ideal se rompe quando o limite de ruptura é ultrapassado, isso ocorre quando se rompem todas as ligações atômicas de um certo plano E para uma rocha? Um minério? Heterogêneos Anisotrópicos Falhas Fraturas micro e macroscópicas, etc

9 Tratamento de Minérios - Cominuição Princípios básicos da fragmentação Leis da fragmentação Os mecanismos de fragmentação de rocha são complexos Não se tem uma teoria geral satisfatória, com a aplicação prática Difícil obter uma relação que permita calcular a energia necessária à fragmentação de um material até um certo tamanho Várias lei foram desenvolvidas

10 Tratamento de Minérios - Cominuição Princípios básicos da fragmentação Leis da fragmentação Lei de Rittinger Mais antiga P. Ritter Von Rittinger A área da nova superfície produzida por fragmentação é diretamente proporcional ao trabalho útil consumido E K S S 1 0 E = energia específica K = fator de proporcionalidade S 1 = área específica do produto S 0 = área específica inicial S 1 e S 0 [m 2 /g] Essa lei é mais adequada para fragmentação fina, por exemplo, moagem

11 Tratamento de Minérios - Cominuição Princípios básicos da fragmentação Leis da fragmentação Lei de Kick O trabalho requerido é proporcional à redução em volume das partículas envolvida E C.log D D 0 1 C = constante D 0 = diâmetro inicial D 1 = diâmetro final Essa lei é mais adequada para fragmentação de matacões, por exemplo, britagem

12 Princípios básicos da fragmentação Leis da fragmentação Lei de Bond Controvérsias nas leis de Rittinger e Kick Necessidade regras gerais para a fragmentação Tratamento de Minérios - Cominuição F. C. Bond formulou sua lei muitas vezes chamada de Terceira Lei da Fragmentação A energia consumida para reduzir o tamanho de um material é inversamente proporcional à raiz quadrada do tamanho E E 0 1 P 1 F P = tamanho do produto F = tamanho da alimentação E 0 = constante Bond definiu tamanho como sendo a abertura da peneira pela qual passa 80% do material

13 Princípios básicos da fragmentação Tratamento de Minérios - Cominuição Lei de Bond E E 0 1 P 1 F Bond definiu o uso de um índice conhecido como Wi (Work index) índice de trabalho W i é definido como o trabalho necessário para produzir uma tonelada curta (907 kg) do material considerado, desde o tamanho inicial teoricamente infinito (F = ), até uma granulometria 80% passante em 100 m E W W E i i E E0 10W i 10W i 1 P 1 F

14 Princípios básicos da fragmentação Tratamento de Minérios - Cominuição Lei de Bond a aplicação da equação de Bond no cálculo da energia consumida numa instalação de cominuição (principalmente de moagem) se tornou uma realidade a determinação experimental do W i é hoje uma prática normal em muitos laboratórios

15 Princípios básicos da fragmentação Lei de Bond Como se determina W i? Tratamento de Minérios - Cominuição 44,5 W i A 0,23 m Mob 0,82 10 P 10 F.1,1 W i = índice de trabalho em kwh/t A m = abertura da malha teste em m P = tamanho do produto, em m F = tamanho da alimentação, em m; Mob = índice de moabilidade 1,1 é o fator de conversão de ton curta para ton métrica Pesquisar como se determina o Ìndice de Moabilidade

16 Tratamento de Minérios - Cominuição Princípios básicos da fragmentação Como se determina W i? ABNT-NBR W i A 0,23 m Mob 44,5 10 P 0,82 10 F.1,1 CETEM

17 Tratamento de Minérios - Cominuição

18 Tratamento de Minérios - Cominuição

19 Tratamento de Minérios - Cominuição

20 Tratamento de Minérios - Cominuição Adão Benvindo 4ª Ed.

21 Tratamento de Minérios - Cominuição Energia e potência necessária para trituração Custos de energia são os principais custos moagem e britagem precisam ser muito bem controlados Perguntas: Toda a energia que chega a uma rocha é transformada em energia útil? Toda a energia que chega a uma máquina é transformada em energia útil? E A i A f + calor + som

22 Rendimento de uma máquina Exemplo: Britador Rendimento de fragmentação Exemplo: rocha feldspática

23 Tratamento de Minérios - Cominuição ENERGIA E POTÊNCIA NECESSÁRIA PARA TRITURAÇÃO Rendimento de trituração Energia de fratura por unidade de área kgf. m 2 m i Energia recebida pelo sólido (minério) kgf.m kg Ai Área específica do produto m 2 A Área específica da alimentação kg f

24 Tratamento de Minérios - Cominuição ENERGIA E POTÊNCIA NECESSÁRIA PARA TRITURAÇÃO Potência Se T é a alimentação da máquina (ton/min), a potência requerida em CV é: P Sendo P Ei. T 4500 D VS 6 A T T. S. Af D 10006T S f 4500 c m D P 4 3 c m A i ( CV ) VS Diâmetro médio = massa específica (kg/m 3 ) SVf T S c m D i SVi D f VSf kgf. m kgf. m 1CV s min D i VSi

25 Capacidade, potência e custo de moagem Tratamento de Minérios - Cominuição

26 Tratamento de Minérios - Cominuição