Tecnologia Metalúrgica

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1 Universidade Federal do Pará Instituto de Tecnologia Tecnologia Metalúrgica Prof. Dr. Jorge Teófilo de Barros Lopes Campus de Belém Curso de Engenharia Mecânica Universidade Federal do Pará Instituto de Tecnologia Capítulo II Beneficiamento de Minérios Campus de Belém Curso de Engenharia Mecânica 1

2 Metalurgia é o ramo da Engenharia dos Materiais que estuda os fenômenos físico-químicos associados com o beneficiamento e o processamento dos materiais metálicos, bem como os aspectos fundamentais envolvidos nos diferentes ciclos de processamento destes materiais. A metalurgia pode ser dividida em três grandes áreas: metalurgia extrativa, metalurgia física e metalurgia de transformação. 18/11/ :54 TECNOLOGIA METALÚRGICA Metalurgia extrativa: Trata da extração e refino de metais e ligas metálicas. Metalurgia física: Estuda os fundamentos dos fenômenos metalúrgicos. Relaciona a estrutura interna dos metais com suas propriedades. Metalurgia de transformação: Dá forma aos metais por meios de processos de conformação mecânica ou metalúrgicos, tais como: laminação, forjamento, extrusão, estampagem, torneamento, fresamento, soldagem e fundição, dentre outros. 18/11/ :54 TECNOLOGIA METALÚRGICA 2

3 Metalurgia extrativa: Processos pré-extrativos: Extração e beneficiamento de minérios. Processos extrativos: Obtenção de materiais metálicos (elementares) a partir dos seus respectivos minérios. Processos de refino: Purificação dos metais e obtenção de ligas com composições definidas. 18/11/ :54 TECNOLOGIA METALÚRGICA Extração e beneficiamento de minérios Processos Pré-extrativos Processos que embora envolvam reações químicas, não isolam o metal de interesse do minério beneficiado. Objetivo: aumento e otimização da concentração do composto metálico no minério. 18/11/ :54 TECNOLOGIA METALÚRGICA 3

4 Processos Extrativos Objetivo: Extração de um metal M, a partir do seu minério primário, constituído por um composto MX. Princípio da maior ou menor tendência do composto se deixar reduzir ao metal por meio de reações químicas. 18/11/ :54 TECNOLOGIA METALÚRGICA Processos de Refino Objetivo: Obtenção de metais e/ou ligas com grau de pureza comercial a partir dos metais brutos obtidos através de processos extrativos. Exemplo: Fabricação de aços. 18/11/ :54 TECNOLOGIA METALÚRGICA 4

5 18/11/ :54 TECNOLOGIA METALÚRGICA 18/11/ :54 TECNOLOGIA METALÚRGICA 5

9 18/11/ :54 TECNOLOGIA METALÚRGICA Na metalurgia extrativa, são aplicados processos em matérias primas e insumos, transformando-os em produtos, subprodutos e rejeitos Matérias primas + Insumos PROCESSOS Produtos Subprodutos Rejeitos 9

10 Matérias primas e insumos: Minérios que contém os metais de interesse Resíduos diversos, sucatas, e outros materiais Combustíveis e redutores Fluxantes e fundentes Gases reagentes e protetores Refratários Eletrodos Água (refrigeração, resfriamento, trocador de calor etc.) Energia elétrica Em geral, do ponto de vista químico, um depósito mineral pode conter três tipos de minérios: Minério de valor primário, contendo compostos do metal que se deseja extrair; Minério de valor secundário, contendo metais considerados como subprodutos; Minério sem valor comercial algum, denominado de ganga do depósito mineral. 10

11 Os minérios primários podem ser classificados em função do tipo de composto metálico que o caracteriza, dentro de cinco grandes grupos: nativos; óxidos; sulfetos; carbonatos, sulfatos e silicatos; arsenetos e cloretos. Nativos Minérios na forma pura ou de ligas metálicas. Exemplos: ouro (Brasil, África do Sul), platina (Rússia), mercúrio (Península Ibérica), cobre (África Central) e ferro (Groenlândia). De modo geral, a grande maioria dos metais ocorre em forma de compostos metálicos, principalmente óxidos e sulfetos. Exemplos: minérios de ferro - hematita (Fe 2 O 3 ), a magnetita (Fe 3 O 4 ), a siderita (FeCO 3 ), a pirita (FeS 2 ). 11

12 Classificação geral dos minérios: MINÉRIOS Primários Nativos: Au, Pt Oxidados: Al, Fe, Sn, Cr, Mn, Nb etc. Sulfetados: Cu, Ni, Pb, Zn, Cd, Bi, Fe Carbonatados, sulfatados e silicatados: Ca, Mg, Ni Arsenetos e cloretos: Co, Ag Secundários Subprodutos. Ex: Magnetita titanífera Sem valor comercial: Ganga Metal Minério Composto Alumínio Bauxita Al 2O 3.H 2O Berílio Beril BeO.Al 2O 3.H 20 Cromo Cromita Cr 2O 3.FeO Estanho Cassiterita SnO 2 Ferro Hematita (vermelha) Fe 2O 3 Limonita (marrom) Fe 2O 3.H 2O Magnetita (negra) Fe 3O 4 Manganês Pirolusita MnO 2 Nióbio Pirocloro Nb 2O 5 Nióbio e tântalo Tantalita Nb 2O 5.Ta 2O 5 Metais normalmente extraído de minérios à base de óxidos. Silício Sílica/Quartzo SiO 2 Titânio Rutilo TiO 2 Limenita TiO 2.FeO Tungstênio Volfranita WO 3.FeO Xelita WO 3.CaO Urânio Pichiblenda U 3O 8 Zircônio Badelita ZrO 2 Zirconita ZrO 2.SiO 2 12

13 Metal Minério Composto Antimônio Estibinita Sb 2 O 3 Bismuto Bismutita B i2 S 3 Cádmio Greenoquita CdS Cobre Calcocita Cu 2 S Calcopirita CuS.FeS Chumbo Galena PbS Mercúrio Cinabar HgS Metais normalmente extraído de minérios à base de sulfeto. Molibdênio Molibdenita MoS 2 Níquel Pirrotita NiS.FeS Prata Argenita Ag 2 S Vanádio Patronita V 2 S 5 Zinco Esfarelita ZnS Metal Minério Composto Magnésio Magnesita MgCO 3 Dolomita MgCO 3.CaCO 3 Níquel Garnierita NiSO 3.MgSiO 3.H 2 O Cobalto Esmaltita CoAs 2 Cobaltita CoAs 2.AsS Prata Cerargita AgCl Metais normalmente extraído de minérios à base de outros sais. 13

14 Minérios em geral Classificação geral dos metais: Ferrosos: Fe e suas ligas METAIS Não ferrosos Pesados: Cu, Ni, Pb, Zn, Sn Leves: Al, Mg, Be, Li, Ba, Ca, Sr, K, Na, Rb, Cs Nobres: Au, Ag, Pt, Os, Ir, Rb, Rh, Pd Secundários: As, Sb, Bi, Cd, Hg, Co Refratários: W, Mo, Ta, Nb, T i, Zr, V Dispersos: Ge, In, Ga, Tl, Hf, Re Raros Radioativos: Ra, Ac, Th, Pa, U, elem Terras raras: Y, La,Ce,Nd, Pr, Sm, Gd, Dy, Er etc. 14

15 Etapas de retirada de material dos depósitos minerais: Remoção planejada da vegetação e do solo orgânico; Retirada das camadas superficiais do solo (argilas e lateritas); Prospecção e Retirada do minério. Equipamentos de escavação e carregamento de minérios: Figura Evolução dos equipamentos de escavação e carregamento observando-se a tendência de aumento do porte 15

16 Equipamentos de escavação e carregamento de minérios: Figura Operação de carregamento e transporte na Mina de Fort Knox, no Alaska Equipamentos de escavação e carregamento de minérios: Figura Adoção de equipamentos de grande porte pela Companhia Vale do Rio Doce nas operações de ferro em Carajás. 16

17 Equipamentos de escavação e carregamento de minérios: Caminhões Fora de Estrada ou Basculantes Após a mineração, o minério primário bruto apresenta morfologia e concentração inadequadas aos processos finais de redução e refino. Beneficiar o minério bruto de forma a concentrar o composto metálico e apresentar uma morfologia que permita uma alta eficiência industrial e econômica do processo de extração. Submeter o minério bruto a uma sequência de operações de beneficiamento preliminar, cujos objetivos fundamentais são: separar a ganga e o minério secundário, concentrar o minério primário e colocá-lo numa morfologia que permita seu fácil manuseio e maximize a eficiência do processo de redução. 17

18 As operações de beneficiamento de minérios podem ser divididas em três tipos: a) Fragmentação do minério bruto; b) Classificação do minério fragmentado; c) Concentração do minério classificado. a) Operações de fragmentação: - Aplica-se ao minério bruto resultante da mineração, que geralmente se apresenta sob forma de blocos amorfos, inconvenientes ao seu processamento. - Consiste na fragmentação desses blocos em partículas menores e com dimensões adequadas ao seu manuseio. - Realizada em etapas sequentes: britagem, trituração, moagem e pulverização. - Objetivo básico: reduzir paulatinamente o tamanho médio dos blocos iniciais, sem ainda separar significativamente a ganga ou concentrar o minério primário. 18

19 a) Operações de fragmentação: - Parâmetros de interesse da fragmentação: índice de redução dimensional médio e potencia necessária para o aumento da área do minério ao ser fragmentado (Tabela 2.1) Operação de fragmentação Dimensões médias dos fragmentos (cm) Entrada saída Potência específica (Kwh/ton) Britagem ,2-0,5 Trituração ,5-2 Moagem 5-1 0,5-0, Pulverização 0,5-0,2 < 0,005 > 100 Tabela 2.1- Parâmetros característicos das operações de fragmentação do minério bruto Equipamentos utilizados na britagem: Britadores de mandíbulas Esquema de um britador de mandíbulas. (1) Mandíbula fixa. (2) Mandíbula Móvel. (3) Eixo fixo. (4) Eixo Móvel. (5) Braços móveis. (6) Eixo excêntrico. (7) Mola de retorno. 19

20 Equipamentos utilizados na britagem: Britadores de mandíbulas Equipamentos utilizados na britagem: Britadores de mandíbulas 20

21 Equipamentos utilizados na britagem: Britadores giratórios Esquema de um britador giratório. (1) Cabeça giratória. (2) Concavidade fixa. (3) Eixo de giro. (4) Mancal excêntrico. (5) Engrenagens de transmissão. Equipamentos utilizados na trituração: Trituradores cônicos Esquema de um triturador cônico. (1) Cone móvel de trituração. (2) Concavidade fixa de trituração. (3) Eixo móvel. (4) Funil de alimentação. (5) Munhão deslizante 21

22 Equipamentos utilizados na trituração: Trituradores cônicos Esquema de um triturador cônico. (1) Cone móvel de trituração. (2) Concavidade fixa de trituração. (3) Eixo móvel. (4) Funil de alimentação. (5) Munhão deslizante Equipamentos utilizados na trituração: Trituradores de rolos Esquema de um triturador de rolos. (1) Rolo triturador (2) Rolo triturador (3) Funil de alimentação (4) Funil de descarga (5) Carcaça externa. 22

23 Equipamentos utilizados na moagem: Moinho de martelos Equipamentos utilizados na pulverização: Moinho de bolas Figura 8 - Esquema de um moinho de bolas. (1) Alimentador. (2) Descarga. (3) Engrenagem. (4) Esferas de ferro fundido 23

24 Equipamentos utilizados na pulverização: Moinho de bolas Equipamentos utilizados na pulverização: Moinho de bolas: atrito do minério contra esferas de ferro fundido com dimensões controladas. É alimentado com uma polpa do minério moído e misturado com água. A ação das bolas contra as partículas do minério na polpa provoca a sua pulverização, atritando-as por meio de um movimento de rotação do corpo cilíndrico do moinho. 24

25 Equipamentos utilizados na pulverização: Velocidade de rotação: suficientemente alta para garantir o efeito cascata do material, mas suficientemente baixa para impedir a centrifugação da polpa. Número crítico de rotações por minuto depende do diâmetro do moinho: r c = 423 D r c = velocidade de rotação crítica, em rpm; D = diâmetro do tambor rotativo do moinho, em cm. Equipamentos utilizados na pulverização: Moinho autógeno: Nesse equipamento, as operações de trituração, moagem e pulverização podem ser condensadas em uma única operação, para minérios de dureza baixa, em geral à base de sulfetos. Princípio de funcionamento similar ao de moinho de bolas, mas o atrito é provocado entre os pedaços de minério de diferentes dimensões, dispensando o uso de esferas e o uso de água para a formação da polpa (operação a seco). Operação de custo relativamente baixo, mas exige alto investimento inicial. 25

26 Equipamentos utilizados na pulverização: Figura - Esquema de um moinho autógeno. (1) Minério; (2) Ar; (3) Descarga; (4) Motor; (5) Engrenagem; (6) Rolos de apoio ao tambor. Equipamentos utilizados na pulverização: Os moinhos SAG (Semiautógenos) são utilizados normalmente para moagem de material proveniente da mina ou produto da britagem primária. A alimentação se limita ao tamanho que, de forma prática, possa ser transportado e introduzido no moinho. 26

27 b) Operações de classificação: - O minério bruto, fragmentado até a pulverização, apresenta uma distribuição estatística de tamanho ou diâmetro médio dos fragmentos, a qual deve ser separada segundo os tamanhos ótimos (classificada) para a posterior concentração do composto metálico. - Este objetivo pode ser atingido por meio de dois tipos de operação: Peneiramento do minério fragmentado; Sedimentação dos fragmentos em meio fluido. Peneiramento: Pode ser definida como a separação mecânica dos fragmentos de acordo com o seu tamanho, por meio de peneiras reticulares feitas com fios metálicos (aço). Em geral, a operação é feita por meio de movimentos de vibração ou rotação aplicados em conjuntos superpostos de peneiras. As operações de peneiramento se limitam à separação de fragmentos de tamanhos relativamente grandes, até 10-1 mm. Tamanhos menores só podem ser eficientemente separados por meio de sedimentação. 27

28 Peneiramento: As retículas das peneiras são geralmente padronizadas. A padronização mais utilizada é a American Tyler Screen Scale. Nessa padronização, quando se passa de uma peneira para a imediatamente superior, a área da abertura é multiplicada por dois e, portanto, o lado da malha é multiplicado por um fator de 2 1/2 (1,41). A retícula é designada pelo número de aberturas por comprimento em polegadas (meshes/inch), abreviado por mesh number. Peneiramento: 28

29 Peneiramento: Peneiramento: 29

32 Sedimentação: Pode ser definida como a separação dos fragmentos segundo seu tamanho, através da diferença de velocidade com os fragmentos decantam em um meio fluido, geralmente a água. Essa velocidade de queda, ou de sedimentação no fluido, é dada pela Lei de Stokes, admitindo-se fluxo laminar. v = d 2 ( s - ) g / 18 v = velocidade de queda; s = densidade do fragmento; d = diâmetro médio do fragmento; = densidade do fluido; = viscosidade do fluido; g = aceleração da gravidade. Sedimentação: No caso de regimes turbulentos, a velocidade de queda pode ser calculada aproximadamente pela Lei de Rettinger e Newton: v = {3d ( s - ) g / } 1/2 Minério fragmentado com dois compostos (primário e secundário) com densidades diferentes, haverá dois diâmetros médios para os quais a velocidade de queda será a mesma (taxa de decantação livre): d 1 d 2 = ρ 2 ρ ρ 1 ρ 1 2 d Laminar 1 = ρ 2 ρ d 2 ρ 1 ρ Turbulento 32

33 Sedimentação: Exemplo: Mistura mineral composta de quartzo (ρ 1 =2,65) e galena (ρ 2 =7,5): - Decantação livre e fluidos puros (água ρ = 1) d 1 d 2 = 1,985 Laminar - Decantação interferente (polpa ρ = 1,5): d 1 d 2 = 3,94 Turbulento d 1 d 2 = 2,28 Laminar d 1 d 2 = 5,22 Turbulento Sedimentação: O objetivo básico da classificação por decantação é o de separar fragmentos de acordo com seu tamanho e não de acordo com sua densidade. Isso requer taxas de decantação próximas da unidade, as quais são mais fáceis de obter sob fluxo laminar e ainda mais em decantação livre. Portanto, a classificação será tanto mais eficiente quanto menor os fragmentos de minério e na medida que se evite a presença da polpa. 33

34 Sedimentação: Tipo básico de classificador por sedimentação: Sedimentação: Tipo básico de classificador por sedimentação: * Esquema de um tanque classificador por sedimentação ou decantação. (1) Alimentação da polpa. (2) Sedimentação de fragmentos grandes. (3) Sedimentação de partículas pequenas. (4) Descarga com partículas muito pequenas. (5) Corrente ascendente de água. 34

35 b) Operações de concentração: Objetivo das operações: tomar o minério classificado e dele separar os diferentes produtos (compostos) baseando-se em suas diferenças de propriedades físicas. Dessa separação deve resultar uma concentração do principal composto do minério primário, isto é, deve resultar um produto, denominado de concentrado, no qual predomina quantitativamente o principal composto do minério. Este objetivo pode ser alcançado através dos seguintes tipos de operações: b) Operações de concentração: FLOTAÇÃO separação utilizando a tensão superficial dos mesmos; SEPARAÇÃO GRAVITACIONAL separação utilizando diferenças de densidade; SEPARAÇÃO MAGNÉTICA separação utilizando diferenças nas propriedades magnéticas; SEPARAÇÃO ELETROSTÁTICA - separação utilizando diferenças na condutividade elétrica. ESPESSAMENTO E FILTRAGEM separação utilizando a capacidade de formar suspensão em água; LIMPEZA GASOSA separação utilizando a capacidade de formar suspensão no ar. 35

36 Flotação: A separação (ou concentração) por flotação baseia-se na maior ou menor habilidade que a superfície do produto apresenta em deixar-se molhar pela água. Essa capacidade, denominada de molhabilidade, é determinada pelo jogo quantitativo das energias de superfícies (ou tensões superficiais). - S/L = tensão superficial entre o sólido e a água. - S/A = tensão superficial entre o sólido e o ar. - L/A = tensão superficial entre a água e o ar. Flotação: Sólido hidrofóbico - apresenta baixa molhabilidade pela água, ou seja: S/L S/A, L/A Sólido hidrofílico quando apresenta alta molhabilidade pela água, ou seja: S/A S/L, L/A 36

37 Flotação: * Esquema de uma célula de flotação. (1) Alimentação da polpa e dos aditivos. (2) Distribuidor de bolhas de ar. (3) Ar comprimido. (4) Fragmentos não flotantes maiores. (5) Fragmentos não flotantes menores. (6) Descarga. (7) Camada flotada. Flotação: A flotação é uma operação de largo uso, principalmente para sulfetos, e seu rendimento é relativamente alto, na faixa de 70 a 98%, a um custo relativamente baixo. Uma das suas grandes vantagens reside no fato de apresentar alto rendimento para partículas pulverizadas de pequenas dimensões (mícron). Flotação seletiva para minérios complexos com a utilização de diversos aditivos. 37

38 Flotação: Esquema simplificado de um fluxograma de flotação seletiva. Flotação: A flotação esta entrelaçada com a concentração baseada no comportamento físico químico das superfícies das partículas minerais presentes numa suspensão aquosa. 38

39 Separação gravitacional: A separação gravitacional baseia-se na diferença de densidade dos minérios e compostos metálicos. É usada particularmente na concentração de minérios muito ou pouco densos e dentro de uma ampla gama de dimensões dos fragmentos. Tanto a eficiência como a capacidade da operação decrescem rapidamente, à medida que a dimensão média do fragmento se situa abaixo de 0,1 mm, a qual apresenta um grande arrasto fluido devido a sua inércia. Separação gravitacional: Normalmente utilizada para polpas densas e de modo a utilizar as altas taxas de decantação. É estabelecida uma polpa com densidade média situada entre as densidades dos minérios que queremos separar ou concentrar. Um exemplo típico é o da separação de sílica (densidade = 2,65) e de sulfetos (densidade = 3,5 a 4,5). A sílica flutuará e o sulfeto decantará numa polpa com densidade elevada, na ordem de 3. É uma operação largamente utilizada para minérios à base de sulfetos e de custo suficientemente baixo para ser utilizada inclusive para minérios de ferro, particularmente a magnetita (Fe 2 O 4 ). 39

40 Separação magnética: Baseia-se na diferença de propriedades magnéticas dos componentes minerais. Alguns minérios como a magnetita (Fe 2 O 4 ) e a pirrotita (NiS.FeS), são materiais ferromagnéticos e, portanto, fortemente atraídos por um imã magnético. Outros minérios, como a ilmenita (TiO 2. FeO) e a hematita (Fe 2 O 3 ), são materiais paramagnéticos e, portanto, fracamente atraídos por um imã magnético. O quartzo (SiO 2 ) e a calcita (CuS), são materiais não magnéticos, ou mesmo diamagnéticos, sendo fracamente repelidos por um imã. Separação magnética: A operação de separação magnética é largamente utilizada na concentração de minérios magnéticos, em particular da magnetita. Pode ser utilizada a seco na separação de grandes fragmentos, na ampla faixa de 100 a 5 mm, e com polpas na separação de partículas de menor tamanho. Custo relativamente baixo, permitindo a exploração de magnetitas consideradas pobres (30% Fé), concentrandoa até 70% de ferro. 40

41 Separação magnética: Tipo de separador magnético. (1) Alimentação. (2) Fragmentos não magnéticos. (3) Fragmentos magnéticos. (4) Baterias de imãs eletromagnéticos. (5) Imã forte. (6) Imã fraco. Separação magnética: Diagrama esquemático de um separador magnético de correias cruzadas. 41

42 Separação magnética: Diagrama esquemático de um separador magnético de rolo induzido Separação eletrostática: Os compostos minerais apresentam uma grande variação quanto a sua condutividade elétrica. Se diversas partículas sólidas de diferentes compostos forem carregadas eletricamente e colocadas em contato com um condutor aterrado, a carga elétrica deixará, mais rapidamente, as partículas de maior condutividade. Enquanto a carga permanecer na partícula, ela se manterá atraída pelo condutor aterrado. Assim, os compostos de menor condutividade permanecerão mais tempos atraídos e agregados pelo condutor. 42

43 Separação eletrostática: Esse comportamento é utilizado na separação eletrostática de minérios com diferentes condutividades elétricas. Um bom exemplo é a separação da ilmenita (Ti.O 2.H 2 O) e do rutilo (TiO 2 ), os quais se apresentam geralmente misturados com sílica comum (SiO 2 ). O processo só é eficiente para fragmentos com dimensões pequenas, abaixo de 0,1 mm, e deve ser feita à seco, já que a umidade pode alterar o comportamento eletrostático Separação eletrostática: Diagrama esquemático do separador eletrodinâmico ou de alta tensão. 43

44 Separação eletrostática: * Esquema de separador eletrostático: (1) Esteira de alimentação. (2) Eletrodos de alta tensão. (3) Tambor metálico ligado a terra. (4) Fragmentos de alta condutividade. (5) Fragmentos de baixa condutividade. Separação eletrostática: Separação Eletrostática é um processo de concentração baseada na condutividade elétrica apresentada pelos minerais. 44

45 Espessamento e filtragem: Nas operações que utilizam polpa úmida, como, por exemplo, a flotação, torna-se necessário a posterior separação dos fragmentos sólidos concentrados em suspensão na água. Isso poder ser conseguido através das operações de filtragem ao final da qual o teor de umidade do minério concentrado deverá estar abaixo de 5%. Espessamento e filtragem: Para que a filtragem possa apresentar alta eficiência, tornase necessário precedê-la de uma operação preliminar denominada espessamento da polpa a ser filtrada, ou seja, retirar preliminarmente certa quantidade de água, de modo a deixá-la com pelo menos 50% de polpa. O espessamento é conseguido simplesmente por decantação cumulativa das partículas em suspensão, isto é, decantação regida pela Lei de Stokes. O espessamento visa uma concentração efetiva de sólidos. 45

46 Espessamento e filtragem: Mostra separação baseada na velocidade de sedimentação das partículas imersas num meio fluido Espessamento e filtragem: Para acelerar e aumentar a eficiência do espessamento, são utilizados aditivos denominados de floculizantes, cuja função é a de aglomerar as partículas em suspensão formando flocos (colônias de partículas) que decantam mais rapidamente. Cal e aminas são utilizados com sucesso como floculizantes, na proporção aproximada de 100 g/ton de polpa. O espessamento é utilizado geralmente em tanques de fundo cônico. Os flocos sedimentam e são lentamente varridos por pás mecânicas (uma volta a cada 5 ou 10 min.) 46

47 Espessamento e filtragem: Tanque de espessamento de polpas. (1) Alimentação. (2) Eixo suspenso. (3) Descarga de água limpa. (4) Tanque. (5) Pás rotativas. (6) Placas de anodo. (7) Descarga da polpa espessa. Espessamento e filtragem: A polpa espessada pode ser então filtrada. A filtragem consiste essencialmente em forçar a passagem da polpa espessada através de um tecido, geralmente feltro, cuja textura permite a passagem da água e não das partículas do minério. Podemos forçar a passagem por meio de pressão (ar comprimido) ou vácuo, sendo este último o método mais recomendado por permitir uma operação contínua do processo. 47

48 Espessamento e filtragem: Tanque para filtragem de polpas: (1) Alimentação. (2) Munhões. (3) Circuito de vácuo. (4) Fundo falso. (5) Água pura. Espessamento e filtragem: Equipamentos de filtragem após a operação. 48

49 Limpeza gasosa: Em diversos processos de metalurgia extrativa, obtemos resíduos sólidos e líquidos que se mantêm em suspensão no ar. Estes resíduos podem ser impurezas poluentes do ar ou mesmo produtos de valor que devem ser separados e concentrados. Essa separação de partículas em suspensão é normalmente feita por limpeza gasosa tais como: - Sedimentação em câmara; - Separação em ciclones; - Separação em precipitadores eletrostáticos. Limpeza gasosa: Correlação entre o tipo e o tamanho das partículas e o tipo de limpeza 49

50 Limpeza gasosa: A sedimentação em câmara consiste, essencialmente, na decantação das partículas em uma câmara de retenção no circuito de tiragem do ar. O ciclone é um dispositivo cilíndrico no qual injetamos o ar tangencialmente, provocando sua centrifugação contra as paredes internas. Com isso, provoca-se uma sedimentação forçada no sentido radial, com uma aceleração radial da ordem de 100 vezes a aceleração da gravidade. As partículas decantam radialmente segundo a Lei de Stokes e são recolhidas continuamente. Limpeza gasosa: Ciclone para limpeza gasosa.: (1) Entrada do ar. (2) Descarga de ar limpo. (3) Válvula de descarga das partículas separadas. 50

51 Limpeza gasosa: Precipitador eletrostático, dispositivo custoso, mas de alta eficiência. Consiste em um cilindro vertical com um cabo na linha central do cilindro. É aplicada uma tensão, na faixa de a volts, onde o cabo fica ligado ao polo negativo. O ar passa pelo cilindro e ioniza-se, ficando as partículas em suspensão carregadas negativamente que se deslocam para a parede do cilindro e posteriormente são removidas continuamente. 51