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 2.1 Generalidades - Metalurgia Alguns processos metalúrgicos já existiam há muito tempo, de forma rudimentar e sem base científica sem preocupação de melhoria e eficiência dos processos utilizados. Somente a partir do século XVIII após a revolução científica ocorrida no século anterior e a industrial a metalurgia torna-se uma ciência. Os processos metalúrgicos passam, então, a ser estudados e explicados, proporcionando a melhoria contínua das práticas utilizadas até aquela época. 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 2.1 Generalidades - Metalurgia Surge, então, um novo ramo da metalurgia denominada metalurgia física - que tem como objetivo o estudo das características físicas dos materiais metálicos. Importante ramo da metalurgia que ganha grandes proporções metalurgia extrativa tem como foco de trabalho a obtenção de metais a partir de sucata ou minérios, Atualmente, cerca de 40% de todo o aço produzido no mundo é obtido a partir da fusão da sucata. 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 2

3 2.1 Generalidades - Metalurgia Mais recentemente, o desenvolvimento de uma técnica de fabricação de pecas através da utilização de pós metálicos deu origem ao surgimento de uma nova área de estudo na metalurgia: a metalurgia do pó. A metalurgia do pó - tecnologia desenvolvida na década de 1970 para atender, principalmente, ao setor de informática - permite a fabricação de peças de alta precisão e complexidade, sem a necessidade de fundir o material metálico utiliza calor e pressão. 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 2.1 Generalidades - Metalurgia METALURGIA: ramo da Engenharia dos Materiais que estuda os fenômenos físicoquímicos 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 ramos: metalurgia extrativa, metalurgia física e metalurgia de transformação. 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 3

4 2.1 Generalidades - Metalurgia 1. Metalurgia extrativa: trata da obtenção de metais a partir das fontes naturais e também pela sucata. 2. Metalurgia física: estuda os fundamentos dos fenômenos metalúrgicos relaciona a estrutura interna dos metais com suas propriedades. 3. 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, metalurgia do pó, dentre outros. 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 2.1 Generalidades - Metalurgia Metalurgia extrativa composta dos seguintes processos: Processos pré-extrativos: preparação do minério beneficiado para os processos de extração dos materiais metálicos. Processos extrativos: obtenção de materiais metálicos (elementares) a partir dos seus respectivos minérios beneficiados. Processos de refino: purificação dos metais e obtenção de ligas com composições definidas. 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 4

5 2.1 Generalidades - Metalurgia 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. 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 2.1 Generalidades - Metalurgia Minério preparado Processos Extrativos Baseados no princípio da maior ou menor tendência do composto metálico se deixar reduzir ao metal por meio de reações químicas. Objetivo: extração de um metal M, a partir do seu minério primário, constituído por um composto MX. 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 5

6 2.1 Generalidades - Metalurgia Metal extraído 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 dos aços. 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 2.1 Generalidades - Metalurgia Metalurgia extrativa envolve dois grandes grupos de processos: Metalurgia extrativa dos metais ferrosos Processos siderúrgicos Metalurgia extrativa dos metais não ferrosos Al, Cu, Mg, Ni, Ti, Cr, Zn, Mn, Sn, Pb, Nb, W, V, Mo, Ag, Au etc. 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 6

7 2.1 Generalidades - Metalurgia Exemplo de aplicação de processos de extração e refino: processos siderúrgicos O processo siderúrgico ocorre em duas etapas 1. Extração: redução dos minérios de Fe em alto forno, obtendo-se como produto o ferro gusa, com aproximadamente 90% de ferro contido; 2. Refino: fabricação do aço em conversores, obtendo-se como produto aços comerciais, que são ligas Fe-C com até de 2,11% em peso de carbono. 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 2.1 Generalidades - Metalurgia Metalurgia física Transformações de fases Alterações na estrutura dos metais e ligas Relações Estruturas versus Propriedades Desempenho e aplicações dos materiais metálicos 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 7

8 2.1 Generalidades - Metalurgia Transformações de fases Como ocorrem as transformações de fases sob o ponto de vista termodinâmico (equilíbrio/estabilidade)? Quais as fases em equilíbrio sob determinadas condições (temperatura, pressão e composição química)? Previsões por meio dos diagramas de equilíbrio 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 2.1 Generalidades - Metalurgia Diagrama Fe-Fe 3 C (ASKELAND & PHULÉ, 2003). 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 8

9 2.1 Generalidades - Metalurgia Diagrama Cu-Al (METALS HANDBOOB, ASM INTERNATIONAL, 1992). 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 2.1 Generalidades - Metalurgia 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 9

10 2.1 Generalidades - Metalurgia Metalurgia de transformação: estuda os processos mecânicos e metalúrgicos de fabricação. Processos mecânicos de fabricação Utilizam tensões (energia mecânica) para as transformações de forma necessárias à obtenção de um determinado produto. São classificados em função da magnitude das tensões utilizadas (σ T - Tensão de trabalho do metal/liga; σ e - Tensão de escoamento do metal/liga; σ r - Tensão de ruptura do metal/liga). 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 2.1 Generalidades - Metalurgia Classificação dos processos mecânicos de fabricação σ T > σ r σ e < σ T < σ r Conformação por usinagem Conformação por deformação plástica - Torneamento - Fresamento - Plainamento - Retificação - Outros - Laminação - Forjamento - Extrusão - Embutimento - Trefilação - Outros. 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 10

11 2.1 Generalidades - Metalurgia Processos metalúrgicos de fabricação Utilizam calor (energia térmica) para as transformações de estado físico e de forma necessárias à obtenção de um determinado produto. São classificados em função da temperatura de trabalho relativamente à temperatura de fusão do metal/liga (T T Temperatura de trabalho do metal/liga; T f Temperatura de fusão do metal/liga). 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 2.1 Generalidades - Metalurgia Classificação dos processos metalúrgicos de fabricação T T > T f T T < T f - Fundição - Lingotamento - Soldagem - Sinterização - Metalurgia do pó 18/04/ :50 TECNOLOGIA METALÚRGICA 11

12 2.1 Generalidades - Metalurgia Metalurgia extrativa - são aplicados processos em matérias primas e insumos, transformando-os em produtos, subprodutos e rejeitos Matérias primas + Insumos PROCESSOS Produtos Subprodutos Rejeitos 2.1 Generalidades - Metalurgia 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 12

13 2.1 Generalidades - Minérios Mineral Designação dada à toda substância natural presente na crosta terrestre. Rochas são agregados naturais formados por um ou mais minerais. Assim, pode-se dizer, por exemplo, que na natureza o elemento químico alumínio é encontrado em substâncias compostas chamados de minerais que por sua vez estão presentes nas rochas. 2.1 Generalidades - Minérios Minérios Designa os minerais dos quais podem ser extraídos com lucro alguma substância de interesse. Nos minérios, o metal pode ocorrer de forma pura ou combinada com outras substâncias. O lugar onde ocorre grande concentração de minério é denominado jazida, caso contrário, recebe o nome de depósito mineral. 13

14 2.1 Generalidades - Minérios Na indústria mineral, os minérios são geralmente classificados em três grandes classes (Da Luz, 1995): metálicos, não metálicos e energéticos: MINERAIS METÁLICOS a. Minerais de metais ferrosos: são aqueles que têm uso intensivo na siderurgia e formam ligas importantes com: Fe, Mn, Cr e Ni. b. Minerais de metais não ferrosos: Cu, Al, Zn, Pb, Sn etc. c. Minerais de metais preciosos: Au, Ag, Pt, Os, Ir e Pd. d. Minerais de metais raros: Nb, Es, In, Ge, Ga etc. 2.1 Generalidades - Minérios MINERAIS NÃO METÁLICOS a. Minerais estruturais ou para construção materiais de alvenaria, rochas ornamentais, materiais para cimento, agregados e revestimento (granito, gnaisse, quartzitos, mármore, cascalho, areia, argilas, calcário etc. b. Minerais cerâmicos e refratários: argila, feldspato, caulim, quartzo, magnesita, cromita, grafita, cianita, dolomita etc. c. Minerais isolantes: amianto, vermiculita etc. 14

15 2.1 Generalidades - Minérios d. Minerais fundentes: fluorita, calcário, criolita etc. e. Materiais abrasivos: diamante, granada, sílica, coríndon etc. f. Materiais de carga: talco, gesso, barita, caulim etc. g. Gemas ou pedras preciosas: diamante, esmeralda, safira, turmalina, topázio, águas marinhas etc. h. Águas minerais e subterrâneas. 2.1 Generalidades - Minérios MINERAIS ENERGÉTICOS a. Radioativos: urânio e tório. b. Combustíveis fósseis: petróleo, turfa, linhito, carvão, antracito, que não sendo minerais no sentido técnico (não são cristalinos nem de composição inorgânicos) são extraídos por mineração e estudados pela geologia. 15

16 2.1 Generalidades - Minérios Em geral, do ponto de vista químico, um depósito mineral pode conter três tipos de minérios: 1. Minério de valor primário, contendo compostos do metal que se deseja extrair; 2. Minério de valor secundário, contendo metais considerados como subprodutos; 3. Minério sem valor comercial algum, denominado de ganga do depósito mineral. 2.1 Generalidades - Minérios 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. 16

17 2.1 Generalidades - Minérios Nativos Minérios constituídos de metais na forma pura minerais sob forma não combinada. Exemplos: ouro (Brasil, África do Sul), platina (Rússia), mercúrio (Península Ibérica), cobre (África Central) e ferro (Groenlândia) etc. 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 ) e a pirita (FeS 2 ). 2.1 Generalidades - Minérios Classificação geral dos minérios (comexemplos): Primários Secundários Sem valor comercial Nativos - Au, Ag, Pt Oxidados - Al, Fe, Sn, Cr, Mn, Nb Sulfetados - Cu, Ni, Pb, Zn, Cd, Bi, Fe Carbonatados, sulfatados e silicatados: Ca, Mg, Ni Arsenetos e cloretos - Co, Ag Subprodutos - magnetita titanífera. Ganga 17

18 2.1 Generalidades - Minérios 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 extraídos 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 Generalidades - Minérios Metal Minério Composto Antimônio Estibinita Sb 2 S 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 extraídos de minérios à base de sulfetos. Molibdênio Molibdenita MoS 2 Níquel Pirrotita NiS.FeS Prata Argenita Ag 2 S Vanádio Patronita V 2 S 5 Zinco Esfarelita ZnS 18

19 2.1 Generalidades - Minérios 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 extraídos de minérios à base de outros sais. 2.1 Generalidades - Minérios Minérios em geral 19

20 2.1 Generalidades - Metais Classificação geral dos metais: Ferrosos Não ferrosos Fe e suas ligas Pesados - Cu, Ni, Pb, Zn e Sn Leves - Al, Mg, Be, Li, Ba, Ca, Sr, K, Na, Rb e Cs Nobres - Au, Ag, Pt, Os, Ir, Rb, Rh e Pd Secundários - As, Sb, Bi, Cd, Hg e Co Raros - Refratários: W, Mo, Ta, Nb, Ti, Zr e V Dispersos: Ge, In, Ga, Tl, Hf e Re Radioativos: Ra, Ac, Th, Pa, U, elem Terras raras: Y, La, Ce, Nd, Pr, Sm, Gd, Dy, Er etc. Salvo poucas exceções, um bem mineral não pode ser utilizado tal como é obtido na mineração. É necessários que o minério passe por um tratamento que se estende a sua extração da jazida mineral até a redução e refino do metal, permitindo, dessa forma, a sua utilização na fabricação de produtos. Esse tratamento e é constituído de uma série de processos e/ou operações sequenciais. 20

21 O tratamento referido, não obstante ser essencialmente técnico em suas aplicações, não pode desprezar o conceito econômico. Deve-se sempre ter em mente que os custos decorrentes do tratamento de um determinado bem mineral não devem ser maiores do que o aumento do valor do produto beneficiado, salvo em situações especiais, como no caso de guerra, por exemplo. Como toda atividade industrial, a extração de minérios está voltado para o lucro. Ademais, há um conceito social que não pode ser dissociado do lado técnico do processo, que é o princípio da conservação dos recursos minerais, pois estes são bens não renováveis. As reservas dos bens minerais conhecidos são, evidentemente limitadas, porque o todo, a Terra, é limitada. Assim, não se deve permitir o aproveitamento predatório desses bens, pois o maior lucro obtido, em menor prazo possível, dificilmente estará subordinado aos interesses sociais, não obstante atualmente existirem leis que controlam os abusos. 21

22 Equipamentos de escavação e carregamento de minérios Evolução dos equipamentos de escavação e carregamento observando-se a tendência de aumento do porte Equipamentos de escavação e carregamento de minérios Operação de carregamento e transporte na Mina de Fort Knox, Alaska 22

23 Equipamentos de escavação e carregamento de minérios Adoção de equipamentos de grande porte pela Companhia Vale do Rio Doce nas operações de ferro em Carajás. Equipamentos de escavação e carregamento de minérios Caminhões Fora de Estrada ou Basculantes 23

24 Após a mineração, o minério primário bruto apresenta morfologia e concentração inadequadas aos processos finais de redução e refino. É necessário uma série de operações no minério extraído das minas (minério bruto) para que o mesmo apresente morfologia e concentração que permitirão eficiência tanto no transporte até a usina como também nos processos de redução e refino. Ao conjunto dessas operações denomina-se beneficiamento do minério. Objetivo do beneficiamento do minério bruto Concentrar o composto metálico e apresentar uma morfologia que permita uma alta eficiência industrial e econômica do processo de extração. Para tal, submete-se o minério bruto à operações sequenciais de beneficiamento preliminar, tais como: separação da ganga e do minério secundário, concentração do minério primário e obtenção de uma morfologia que permita seu fácil manuseio e maximize a eficiência do processo de redução. 24

25 As operações preliminares de beneficiamento de minérios podem ser divididas em três etapas: a) Fragmentação do minério bruto, também conhecida como cominuição; b) Classificação do minério fragmentado; c) Concentração do minério classificado. a) OPERAÇÕES DE FRAGMENTAÇÃO A maior parte da energia gasta no processamento de um material é absorvida nas operações de fragmentação; portanto, grande parte do custo de operação de uma usina detratamento de minérios se deve à fragmentação. Por esse motivo, existe grande interesse no estudo da fragmentação, pois qualquer melhoramento nesta operação conduz a uma importante economia no processo. As operações de fragmentação iniciam no minério removido da jazida, normalmente utilizando explosivos. 25

26 a) OPERAÇÕES DE FRAGMENTAÇÃO - A explosão produz blocos volumosos e amorfos (Figura), inconvenientes ao seu processamento, mas de um tamanho que permite alimentar as máquinas para as operações subsequentes. - No campo de beneficiamento, a operação de fragmentação agrupa um conjunto de técnicas que têm por finalidade reduzir por ação mecânica um sólido de determinado tamanho em partículas menores e com dimensões adequadas ao seu manuseio. Caminhões transportando blocos de minérios extraídos da mina 26

27 a) OPERAÇÕES DE FRAGMENTAÇÃO - Objetivo básico: reduzir paulatinamente o tamanho médio dos blocos iniciais do minério extraído da jazida mineral, sem ainda separar significativamente a ganga ou concentrar o minério primário. - Realizada nas seguintes etapas sequenciais: britagem, trituração, moagem, pulverização. a) OPERAÇÕES DE FRAGMENTAÇÃO - Parâmetros de interesse da fragmentação: índice de redução dimensional médio e potência necessária para o aumento da área do minério ao ser fragmentado. 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 Parâmetros característicos das operações de fragmentação do minério bruto 27

28 BRITAGEM - Equipamentos utilizados Britadores de mandíbulas: Utilizados para efetuar a britagem em blocos de elevadas dimensões/dureza e com grandes variações de tamanho na alimentação. Compõe-se basicamente de uma mandíbula fixa e uma móvel ligada ao excêntrico, que fornece o movimento de aproximação e afastamento entre elas. Desta maneira, os blocos de minério alimentados na boca do britador vão descendo entre as mandíbulas enquanto recebem a compressão responsável pela fragmentação. BRITAGEM - Equipamentos utilizados Desenho ilustrativo de um britador 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. 28

29 BRITAGEM - Equipamentos utilizados Desenho ilustrativo de um britador de mandíbulas BRITAGEM - Equipamentos utilizados Desenho ilustrativo de um britador de mandíbulas 29

30 BRITAGEM - Equipamentos utilizados A especificação desses equipamentos é dada pelas dimensões de abertura da alimentação (boca). Exemplo: Britador com 1000 x 1200 mm, apresenta boca com 1000 mm de largura por 1200 mm de comprimento. A granulometria do produto é estabelecida pelo ajuste do set ou saída de material, sendo então definida pela razão de redução que deve estar em torno de 5:1. BRITAGEM - Equipamentos utilizados Imagem real de um britador de mandíbulas 30

31 BRITAGEM - Equipamentos utilizados Imagem real de um britador de mandíbulas BRITAGEM - Equipamentos utilizados Imagem real de um britador de mandíbulas 31

32 BRITAGEM - Equipamentos utilizados Britadores giratórios: Utilizados quando existe uma grande quantidade de material a ser fragmentado. Mais operacional, pois pode ser carregado por qualquer lado, além de permitir uma pequena armazenagem no seu topo baixo custo operacional. Consta de movimento de aproximação e distanciamento do cone central em relação à carcaça invertida. Este movimento circular (85 a 150 rpm) faz com que toda a área da carcaça seja utilizada na britagem, fornecendo grande capacidade de operação. BRITAGEM - Equipamentos utilizados (1) Cabeça giratória. (2) Concavidade fixa. (3) Eixo de giro. (4) Mancal excêntrico. (5) Engrenagens de transmissão. Desenho ilustrativo de um britador giratório 32

33 BRITAGEM - Equipamentos utilizados Desenho ilustrativo de um britador giratório BRITAGEM - Equipamentos utilizados Desenho ilustrativo de um britador giratório 33

34 BRITAGEM - Equipamentos utilizados Imagens reais de um britador giratório BRITAGEM - Equipamentos utilizados Britadores de impacto: Nestes equipamentos, a fragmentação é feita por impacto ao invés de compressão. Por meio do movimento das barras (500 a 3000 rpm), parte da energia cinética é transferida para o material, projetando-o sobre as placas fixas de impacto onde ocorre a fragmentação. Elevado custo de manutenção e grande desgaste; uso não aconselhável para rochas abrasivas e de materiais com valor da sílica equivalente maior que 15%. Alta razão de redução e alta percentagem de finos. 34

35 BRITAGEM - Equipamentos utilizados Desenho ilustrativo de um britador deimpacto BRITAGEM - Equipamentos utilizados Desenho ilustrativo de um britador deimpacto 35

36 BRITAGEM - Equipamentos utilizados Imagem real de vários britadores de impacto BRITAGEM - Equipamentos utilizados Britadores de rolo dentado: Consiste basicamente de um rolo dentado móvel e uma carcaça fixa (Figura). O movimento giratório do rolo provoca a compressão e cisalhamento do material entre os dentes e a placa fixada à câmera. Emprego limitado devido ao grande desgaste dos dentes, por ser sensível à abrasão. Sua aplicação é aconselhável para rochas de fácil fragmentação e para britagens móveis (pequenas dimensões). Produz os menores finos. 36

37 BRITAGEM - Equipamentos utilizados Desenho ilustrativo de um britador de rolo dentado BRITAGEM - Equipamentos utilizados Imagem real parcial de um britador de rolo dentado 37

38 TRITURAÇÃO - Equipamentos utilizados A trituração tem como objetivo na maioria dos casos a redução granulométrica do material para a próxima etapa da fragmentação, que é a moagem. Os equipamentos normalmente utilizados são: trituradores cônicos e trituradores de rolos. Entretanto, outros equipamentos com os mesmos princípios de alguns britadores, mas com dimensões menores, também são utilizados. TRITURAÇÃO - Equipamentos utilizados Trituradores cônicos: Possuem o mesmo princípio de operação do britador giratório, mas com algumas diferenças O manto e o cônico apresentam longas superfícies paralelas, para garantir um tempo longo de retenção das partículas nessa região. No britador giratório a descarga se dá pela ação da gravidade; no triturador cônico a descarga é condicionada ao movimento do cone, e a abertura de saída é controlada por meio de um abaixamento ou elevação do cone. 38

39 TRITURAÇÃO - Equipamentos utilizados 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 Desenho ilustrativo de um triturador cônico TRITURAÇÃO - Equipamentos utilizados Desenho ilustrativo de um triturador cônico 39

40 TRITURAÇÃO - Equipamentos utilizados Desenho ilustrativo de um triturador cônico TRITURAÇÃO - Equipamentos utilizados Trituradores de rolos: Consta de dois rolos de aço girando à mesma velocidade, em sentidos contrários, com uma distância definida entre eles. São destinados a materiais friáveis (de fácil fragmentação). A alimentação é feita lançando-se os blocos de minério entre os rolos, cujo movimento faz com que o material seja forçado a passar pela distância fixada previamente por parafusos de ajuste, promovendo a sua fragmentação. 40

41 TRITURAÇÃO - Equipamentos utilizados (1) Rolo triturador (2) Rolo triturador (3) Funil de alimentação (4) Funil de descarga (5) Carcaça externa. Desenho esquemático de um triturador de rolos TRITURAÇÃO - Equipamentos utilizados Desenho esquemático de um triturador de rolos 41

42 TRITURAÇÃO - Equipamentos utilizados Imagem real de um triturador de rolos MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos A moagem/pulverização é o último estágio do processo de fragmentação. Neste estágio as partículas são reduzidas, pela combinação de impacto, compressão, abrasão e atrito, a um tamanho adequado à liberação do mineral que se vai tratar ou concentrar nas operações subsequentes. É a área da fragmentação que requer maiores investimentos, maior gasto de energia e é considerada uma operação chave para o sucesso de um tratamento. 42

43 MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Uma operação inadequada pode resultar num produto grosseiro com grau de liberação baixo para uma separação econômica, pois a recuperação consequente será baixa e a razão de enriquecimento deve ser terminada no estágio da concentração. Ou, se exagerada, pode reduzir o tamanho das partículas desnecessariamente, o que acarretará maior consumo de energia e, muitas vezes, perdas no processo, devido ao material ultrafino. Os equipamento mais empregados: moinho de bolas, moinho de martelos e moinho vibratório. MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Moinhos de martelos: Consiste de um eixo girando em alta rotação, no qual ficam presos, de forma articulada, vários blocos ou martelos. O equipamento é alimentado pela parte superior e as partículas sofrem o impacto dos martelos e são projetadas contra a superfície interna da câmara, fragmentando-se, para depois serem forçadas a passar por tela inferior que vai bitolar o tamanho da descarga. 43

44 MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Desenhos esquemáticos de um moinhos de martelos MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Desenhos esquemáticos de um moinhos de martelos 44

45 MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Moinhos de martelos: Esses equipamentos têm 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. Mas são bastante empregados no caso de minérios menos abrasivos. MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Moinhos de bolas: 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. 45

46 MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Moinhos de bolas: São constituídos de uma carcaça cilíndrica de ferro, revestida internamente com placas de aço ou borracha, que gira sobre mancais e contém no interior uma carga sólida de bolas de ferro ouaço (Figura). Os corpos moedores/pulverizadores são elevados pelo movimento da carcaça até um certo ponto de onde caem, seguindo uma trajetória parabólica, sobre as outras bolas que estão na parte inferior do cilindro e sobre o minério que ocupa os interstícios das bolas. MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos (1) Alimentador (2) Descarga (3) Engrenagem (4) Esferas de ferro fundido Desenho esquemático de um moinho de bolas 46

47 MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Desenho esquemático de um moinho de bolas MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Moinhos de bolas: As bolas acompanham o movimento da carcaça e impelidas pela força centrífuga percorrem uma trajetória circular (Figura). Enquanto a força centrífuga for maior que a força da gravidade, as bolas permanecem nesta trajetória. No momento que o componente da força da gravidade que se opõe à força centrífuga for maior que esta, as bolas abandonam a trajetória circular e passam a seguir uma trajetória parabólica (Figura). 47

48 MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Ponto em que as 2 forças se igualam Desenho esquemático do movimento das bolas no interior da carcaça do moinho MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Cálculo da velocidade de rotação crítica do cilindro: Forças agindo sobre uma bola no moinho: - Força centrífuga: F C = mv2 R - Força gravitacional: F = P = mg - Vel. linear do cilindro: v = 2πRn - n = nº de rotações. 48

49 MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Cálculo da velocidade de rotação crítica do cilindro: O início da queda da bola ocorrerá quando as duas forças se igualarem, ou seja: F C = Pcos mv2 R = mg cosα m 2πRn 2 = mg cosα R n = g cos R 2π MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Cálculo da velocidade de rotação crítica do cilindro: Aumentando-se a velocidade do moinho haverá um momento em que a bola ficará presa à carcaça pela ação da força centrífuga durante a volta completa do cilindro (α = 0, cos α =1) a bola não realiza trabalho e a moagem não ocorrerá VELOCIDADE CRÍTICA DO MOINHO. n C = g/r 2π Para R em metros: n C = 42,3 (em rpm) 2R 49

50 MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Movimento das bolas de um moinho em operação: a) Rotação as bolas giram em torno delas mesmos e produzem fragmentação por compressão com efeito relativamente pequeno. b) Translação movimento circular de acompanhamento da carcaça do moinho até uma certa altura não promove fragmentação e é responsável pelo gasto excessivo de energia no processo. MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos: Movimento das bolas de um moinho em operação: c) Deslizamento movimento contrário ao do moinho as várias camadas de bolas deslizam umas sobre as outras e a superfície interna do moinho dando origem à fragmentação por atrito efeito acentuado quando a velocidade do moinho é baixa. d) Queda movimento resultante das bolas pela força da gravidade e que dá origem à fragmentação por impacto efeito aumenta com a velocidade de rotação do moinho. 50

51 MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Fatores de influência na eficácia de um moinho de bola: a) Velocidade de rotação: para velocidades baixas as bolas não se deslocam com o cilindro (atrito leve) (Figura A); para velocidades altas as bolas ficam presas na parede do cilindro e não haverá impacto (Figura C). A velocidade ótima será a velocidade crítica (B), mas na prática se usa 75% da velocidade crítica. MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Fatores de influência na eficácia de um moinho de bola: b) Fator de enchimento (volume ocupado pelas bolas em relação ao volume do moinho). - Carga do moinho: a carga óptima é de 50%, da qual cerca de 30% é de bolas e 20% de produto. 51

52 MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos Regimes de operação do moinho: Os dois fatores descritos anteriormente (velocidade de rotação e fator de enchimento), além de outros fatores, determinam os dois regimes de operação do moinho. a) Regime em catarata a alta velocidade do moinho carrega as bolas até uma posição bem elevada e elas caem sobre as outras e sobre a polpa causando fragmentação por impacto deve-se usar bolas maiores para aumentar ainda mais a energia do meio moedor e baixo fator de enchimento (menos bolas) regime adequado para a fragmentação de material mais grosseiro e para evitar a produção de excesso de finos. MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos a) Regime em catarata 52

53 MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos b) Regime em cascata: a velocidade baixa do moinho e o alto fator de enchimento fazem com que as bolas ao alcançarem uma certa altura rolem sobre as outras não havendo quase impacto e a moagem se dá por abrasão e atrito deve-se usar bolas de diâmetros menores - este regime é adequado para a fragmentação de material mais fino fornecendo um produto de granulação bem refinada - PULVERIZAÇÃO. MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos b) Regime em cascata: 53

54 MOAGEM e PULVERIZAÇÃO - Equipamentos - Movimento com os dois regimes: Moagem autógena Significado de autógeno: o que faz por si próprio (autos = próprio, genos produção). A moagem autógena é assim chamada por tratar-se de fragmentação de um material ou de um minério, por pedaços deste mesmo material. 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. 54

55 Moagem autógena 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). Variações do processo: a) Moagem autógena completa (Full autogenous grinding FAG); b) Moagem semiautógena (Semi autogenous grinding SAG); c) Moagem autógena parcial. Moagem autógena Na FAG, o minério, que vem da mina sem nenhuma, ou com pouca britagem, é totalmente alimentado no moinho autógeno, e no classificador que trabalha acoplado ao moinho, o material é retirado na granulometria desejada. Na SAG, pode-se incluir as moagens autógenas em que são empregados métodos auxiliares, tais como o uso de algumas bolas de aço para facilitar a fragmentação de uma fração mais resistente à moagem e com tendência a manter-se muito tempo no moinho, ou retomar várias vezes no classificador como carga circulante. Na moagem autógena parcial, só o moinho de bolas é substituído por um moinho autógeno. 55

56 Moagem autógena (1) Minério (2) Ar (3) Descarga (4) Motor (5) Engrenagem (6) Rolos de apoio ao tambor Desenho esquemático de um moinho autógeno Moagem autógena Imagem real de um moinho autógeno 56

57 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 definido 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. 57

58 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 58

59 PENEIRAMENTO PENEIRAMENTO 59

60 PENEIRAMENTO - Equipamentos Desenhos esquemáticos de peneiras vibratória PENEIRAMENTO - Equipamentos Desenhos esquemáticos de peneiras vibratórias 60

61 PENEIRAMENTO - Equipamentos Imagem real de uma peneira vibratória PENEIRAMENTO - Equipamentos Imagens de peneiras vibratórias 61

62 SEDIMENTAÇÃO Pode ser definida como a separação dos fragmentos segundo seu tamanho, através da diferença de velocidade com que 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; d = diâmetro médio do fragmento; s = densidade 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 1Τ2 d Laminar 1 = ρ 2 ρ d 2 ρ 1 ρ Turbulento 62

63 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 d 1 d 2 = 3,94 Turbulento - Decantação interferente (polpa: ρ = 1,5) 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. 63

64 SEDIMENTAÇÃO Tipo básico de classifica dor por sediment ação SEDIMENTAÇÃO (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. Desenho esquemático de um classificador por sedimentação 64

65 c) 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: c) 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. 65

66 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 66

67 FLOTAÇÃO A separação das partículas minerais presentes em uma polpa é feita pela adesão de bolhas de ar (fase gasosa) sobre a superfície das partículas hidrofóbicas, que são arrastadas para a superfície das células de flotação. As partículas hidrofílicas permanecem em suspensão e, posteriormente, essas hidrofílicas serão removidas na polpa como rejeito. 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. 67

68 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. FLOTAÇÃO Esquema simplificado de um fluxograma de flotação seletiva 68

69 FLOTAÇÃO A flotação está entrelaçada com a concentração baseada no comportamento físico químico das superfícies das partículas minerais presentes numa suspensão aquosa. 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. 69

70 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 ). 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. 70

71 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 naseparação de partículas de menor tamanho. Custo relativamente baixo, permitindo a exploração de magnetitas consideradas pobres (30% Fe), concentrando-a até 70% de ferro. 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. 71

72 SEPARAÇÃO MAGNÉTICA Diagrama esquemático de um separador magnético de correias cruzadas. SEPARAÇÃO MAGNÉTICA Diagrama esquemático de um separador magnético de rolo induzido 72

73 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. 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 73

74 SEPARAÇÃO ELETROSTÁTICA Diagrama esquemático do separador eletrodinâmico ou de alta tensão. 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. 74

75 SEPARAÇÃO ELETROSTÁTICA Separação Eletrostática é um processo de concentração baseada na condutividade elétrica apresentada pelos minerais. 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%. 75

76 ESPESSAMENTO E FILTRAGEM Para que a filtragem possa apresentar alta eficiência, torna-se 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. ESPESSAMENTO E FILTRAGEM Mostra separação baseada na velocidade de sedimentação das partículas imersas num meio fluido 76

77 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.) 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. 77

78 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. ESPESSAMENTO E FILTRAGEM Tanque para filtragem de polpas: (1) Alimentação. (2) Munhões. (3) Circuito de vácuo. (4) Fundo falso. (5) Água pura. 78

79 ESPESSAMENTO E FILTRAGEM Equipamentos de filtragem após a operação. 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. 79

80 LIMPEZA GASOSA Correlação entre o tipo e o tamanho das partículas e o tipo de limpeza 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. 80

81 LIMPEZA GASOSA Ciclone para limpeza gasosa.: (1) Entrada do ar. (2) Descarga de ar limpo. (3) Válvula de descarga das partículas separadas. 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. 81