DESENVOLVIMENTO DE UM QUARTEADOR DE POLPA DE MINÉRIO

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1 DESENVOLVIMENTO DE UM QUARTEADOR DE POLPA DE MINÉRIO Alex Botelho Álvares da Silva 1 Matheus de Oliveira Servulo 2 Lucas Paulo dos Santos 3 Michelly dos Santos Oliveira 4 João Cirilo da Silva Neto 5

2 PALAVRAS-CHAVE: amostragem; quarteador de polpa de minério; mineração; processos de fabricação. 1. INTRODUÇÃO O processo de amostragem consiste na retirada de quantidades moduladas de material (incrementos) de um todo que se deseja amostrar, para a composição da amostra primária ou global, de tal forma que esta seja representativa do todo amostrado. Nesse caso, a amostra primária é submetida a uma série de etapas de preparação que envolve operações de cominuição (trituração) e homogeneização, até a obtenção da amostra final, com massa e granulometria adequadas para a realização de ensaios (químicos, físicos, mineralógicos, etc). Uma das maneiras que pode contribuir para uma correta amostragem é o quarteamento, que é uma técnica que visa à redução de massa das amostras divisão da amostra global em alíquotas com massa menor para obtenção da amostra final, de acordo com o planejamento inicial. O objetivo desse trabalho é mostrar o desenvolvimento de um quarteador de polpa de minério que será utilizado em aulas práticas nos Laboratórios dos Cursos de Engenharia de Minas e Técnico em Mineração, oferecidos pelo CEFET-MG, Unidade Araxá. Com esse projeto foi possível integrar diversas áreas tecnológicas como: mecânica, mineração, eletrônica e engenharia de automação industrial. Além disso, o projeto desenvolvido teve um custo muito baixo, tendo em vista que foram utilizados equipamentos disponíveis na unidade, sucatas e apoio do SENAI-Araxá para corte e dobramentos de chapas que compõem o quarteador. 2. METODOLOGIA 46 Revisão bibliográfica sobre o tema. Execução do projeto.

3 Planejamento do processo de fabricação do quarteador de polpa. Levantamento e aquisição da matéria-prima e componentes para fabricação e montagem dos componentes mecânicos e eletrônicos do equipamento. Testes e simulações. Análise dos resultados. 3. DISCUSSÃO E RESULTADOS A execução, o planejamento, a fabricação e a montagem do projeto mecânico e eletrônico do quarteador de polpa de minério não foram uma tarefa simples, tendo em vista que muitos conceitos e aplicações tecnológicas estão inseridos no mesmo. Por outro lado, verificou-se que o projeto foi um campo fértil para ampliar os conhecimentos sobre o tema, tendo em vista que se procurou buscar, nos conceitos e definições, todas as informações necessárias para garantir a coerência entre a teoria e a prática. Observando essas condições, ficou mais fácil buscar a qualidade da avaliação dos resultados. Além disso, ficou nítido que o procedimento de amostragem que deve ser acurado e preciso, garantindo a representatividade da amostra. Nesse caso, a estrutura do projeto foi elaborada de modo a minimizar o erro sistemático da amostragem. Um disco giratório foi feito com chapas de aço carbono 14, com espessura de 2 mm. A Figura 1 mostra a montagem preliminar do quarteador. A Figura 2 mostra o conjunto geral do quarteador, em que, na parte superior, está o misturador-agitador e, na parte inferior, estão os recipientes coletores (canecas) e seu sistema de acionamento 47

4 Figura1. Montagem preliminar e Figura 2. Conjunto geral do quarteador Após o desenvolvimento do quarteador (Figura 2), foram feitos testes preliminares com o equipamento, que funciona da seguinte maneira: a amostra de minério é colocada no reservatório superior do equipamento, que possui um misturador-agitador com pás para facilitar a homogeneização da amostra. Ligam-se coletores (canecas que giram) em seu sistema de acionamento giratório. Em seguida, abre-se a válvula do misturador-agitador, que controla a vazão de minério para as canecas. Quando todo o material é vazado para as canecas, desliga-se o sistema e a amostra está pronta para ser analisada. Para analisar, preliminarmente, o desempenho do quarteador, foram feitos testes com água para determinar a qualidade do carrossel. O volume vazado em cada caneca (totalizando oito) foi pesado e feito o cálculo do desvio padrão médio dos oitos volumes pesados. Foram feitas quatro repetições, conforme a Tabela 1. O desvio padrão médio foi de 3,2%, o que significa um bom resultado para homogeneidade. 48

5 Tabela 1. Massa de água por caneca (g) Canecas Massa de água por caneca (g) I II III IV Total Desvio padrão médio 4,6% 2,8% 3,5% 1,9% Outro resultado analisado foi a massa perdida durante os testes, ou seja, a massa antes da amostragem menos a massa final. Pelos resultados obtidos, foi verificado que a massa perdida ficou abaixo de 1% CONCLUSÃO Conclui-se que o desenvolvimento desse projeto é de suma importância no tratamento mineral, tendo em vista que erros da operação de quarteamento podem afetar todas as operações subsequentes, desde a pesquisa mineral até a comercialização do produto final. Uma amostragem bem conduzida resulta em redução de custos e qualidade garantida, representando fortalecimento no relacionamento cliente/fornecedor. Além disso, esse projeto vai ampliar os estudos e as pesquisas sobre a amostragem no processamento de minérios, de modo a compartilhar os conhecimentos dessa área em salas de aula. Finalmente, o projeto promoveu a integração da Mineração com a Mecânica, Eletrônica e Engenharia de Automação.

6 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSIS, S. M.; SALUM, M. J. Aulas práticas de tratamento de minérios. Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Engenharia de Minas. Belo Horizonte, BROD, E. R. Amostragem em polpa: validação do quarteador de polpa. Monografia. UFOP, FAGURY NETO, E. Tratamento de minérios. Material didático referente à disciplina Tecnologia Mineral, do curso de Engenharia de Materiais da Universidade Federal do Pará OLIVEIRA, M. L.; M. AQUINO, José Aury. Amostragem. Centro de Tecnologia Mineral. Ministério da Ciência e Tecnologia. Rio de Janeiro, NOTAS 1 Aluno do Curso de Engenharia de Minas do CEFET-MG, Unidade Araxá-MG, Brasil. ex_botelho@hotmail.com. 2 Aluno do Curso de Engenharia de Automação Industrial do CEFET- MG, Unidade Araxá-MG, Brasil. matheuservulo@hotmail.com. 3 Aluno do Curso de Engenharia de Minas do CEFET-MG, Unidade Araxá-MG, Brasil. lucaspaulo.araxa@gmail.com 4 Mestra em Engenheira em Química, Doutora em Engenharia Metalúrgica e de Minas. Professora e Chefe do Departamento de Minas e Construção Civil do CEFET-MG, Unidade Araxá-MG, Brasil. michelly@araxa.cefetmg.br (Coorientadora) Engenheiro Mecânico, Doutor e Mestre em Engenharia Mecânica, Professor do Departamento de Eletromecânica do CEFET-MG, Unidade Araxá-MG, Brasil. jcirilo@araxa.cefetmg.br (Orientador).

7 AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à FAPEMIG, pelo apoio financeiro relativo a uma Bolsa de Iniciação Científica-PIBIC, e ao CEFET-MG, pelo apoio institucional. 51