1 INTRODUÇÃO O método de concentração gravimétrica da Mesa Wilfley foi desenvolvido empiricamente no final do século passado por Arthur R. Wilfley e tem sido um fator de importância em muitos processos metalúrgicos. Esta mesa vibratória quase que em sua versão original, é um dos equipamentos de concentração gravimétrica mais utilizado no tratamento de minérios, particularmente daqueles muitos finos com tamanhos próximos aos de lama. Usualmente, estas mesas são usadas para operações de deslamagem prévia à concentração, ou combinadas com unidades de flotação para recuperação de minérios finos, e, no caso de ouro e outros metais pesados, para produzir o concentrado final, partindo de pre-concentrados de jigues. Para muitas aplicações a mesa de concentração vibratória de Wilfley tem particular importância e não pode ser igualada em seu funcionamento eficiente e econômico. A utilização de mesas Wilfley em operações tais como as listadas abaixo provaram sua superioridade: Antes ou após unidades de flotação para a recuperação de mineral bruto não prontamente recuperado por flotação. Como mesas piloto após as máquinas de flotação para servir de indicador para a Operação, da eficiência de cada unidade de flotação, e também para a recuperação de minerais valiosos quando a unidade de flotação está trabalhando de modo a obter alta recuperação. Separação de dois ou mais minerais concentrados na flotação Concentração eficiente de alimentação pobre, para produzir um concentrado de alto grau para posterior tratamento metalúrgico ou mesmo descarte. Para concentração de minérios com baixa densidade relativa ( gravidade específica ), tais como grafite, molibidênio, etc.. Para recuperação de metálicos, de refugo de fundições de metais, de oficinas de tratamento de cianeto, de laboratórios, etc Como meio de controlar a classificação em plantas de moagem sob certas condições. Para lavagem e limpeza de carvão, minério de ferro, etc A ENGENDRAR fabrica mesas do tipo Wilfley de diversos tamanhos padrão como produto de série, e, sob encomenda projeta mesas para deslamagem, desbaste ou concentração final atendendo os requisitos específicos de operação. 1/8
2 DADOS DE CAPACIDADE E OPERAÇÃO A mesa de concentração vibratória consiste de um plano ( tablado ) levemente inclinado ( ver fig. #1) segundo o eixo X indicado, com sua superfície superior parcialmente coberta ripas ( riffles ) formando corredeiras, e um mecanismo vibratório acionado por motor elétrico, que submete ao plano ( tablado ) um movimento oscilante diferencial segundo o eixo Y indicado. L lamas ( área de estratificação ) A gangas B mistos C - concentrado Fig. # 1 O plano ou tablado é construído em madeira de lei com sua superfície revestida de borracha ou linóleo, sendo os riffles ( ripas ) de madeira ou tiras de borracha fixados a mesa mediante pregos de bronze. A ENGENDRAR tem procurado introduzir os tablados construídos em fibra de vidro, com os riffles estampados em sua superfície. 2/8
A mesa possui um mecanismo que permite variar continuamente a inclinação do plano no eixo X dentro de uma faixa estreita de 0 a 15 0. O mecanismo de vibração da mesa também permite variação da pulsação, bem como da amplitude da oscilação. O efeito separador das mesas vibratórias tem origem em dois fenômenos largamente explorados em equipamentos de concentração, a estratificação em leitos pulsáveis e a separação por escoamento laminar. A polpa é alimentada na mesa mediante uma caixa distribuidora localizada no lado mais alto do plano. Uma segunda caixa distribuidora alinhada com a primeira permite a introdução da chamada água de lavagem, água esta essencial para efetuar a concentração na forma de um filme transversal à direção de vibração. Devido a composição dos movimentos de queda no plano inclinado mais o efeito hidraúlico da água de lavagem e ainda o deslocamento longitudinal provocado pela vibração lateral, as partículas descrevem trajetórias diagonais sobre a superfície da mesa mais ou menos inclinada formando bandas de diferentes composições densitária e granulométrica que permitem a separação do minério conforme indicado na figura #1 A capacidade de qualquer mesa de concentração tipo Wilfley da ENGENDRAR varia com a característica do minério, quantidade de mineral contido, diluição da alimentação e espessura da alimentação ( lâmina ). Com a alimentação estremamente fina e com uma quantidade relativamente baixa de mineral, a capacidade pode ser tão baixa como 15 tons por 24 horas para as mesas de 6 x 15 e 7 x 15. Nestas condições as mesas deveriam operar a uma velocidade de 300 rpm, um deslocamento de ½ e uma inclinação lateral de cerca de ¼, usando quantidades mínimas de água de lavagem. Para alimentações de 65 malhas ou mais finas um eixo de manivelas especial com deslocamento de ½ a ¾ poderá ser fornecido. Nas condições onde a alimentação seja fina dentre 20-65 malhas, as mesas deverão ser operadas com inclinação lateral de cerca de ½ por pé. A velocidade deverá se encontrar numa faixa de 260 a 280 rpm com um deslocamento encompridado de cerca de ¾. Com isto suas capacidades encontran-se en torno de 35 a 50 tons por 24 horas. 3/8
Em casos excepcionais quando da manipulação de areia de aluvião e materiais em que a proporção de concentração seja muito alta a capacidade das mesas maiores pode chegar a 150 tons por 24 horas. A tabela a seguir enumera varios tipos de minérios e mostra as capacidades aproximadas sob condições normais de operação. TIPO DE MINÉRIO Tamanho da alimentação %sólidos na alimentação Tons / 24 hs Carvão antracito ¼ 25 105 Lama de antracito 1/16 25 30 Carvão betuminoso 5/16 25 120 Cobre ( calcopirita e calcocita ) 28 mesh 30-40 45 Ouro ( com pirita ) 35 mesh 30 30 Ilmenita 20 mesh 25 20 Chumbo 8 mesh 25 50-75 Chumbo 48 mesh 30 30 Potassa ( hidróxido de potássio ) 1/16 Salmoura 36 Tungstênio 20 mesh 22 25 Zinco 20 mesh 17 15-20 3 ASPECTOS CONSTRUTIVOS 3.1 ACIONAMENTO As mesas ENGENDRAR são fornecidas com caixa de comando totalmente fechada e auto-lubrificada emersa em óleo, fabricada em construção soldada em aço carbono. As caixas de comando possuem curso variável em forma contínua, mediante parafuso de regulagem e acionamento externo por meio de polia do tipo Reeves. O acionador é um motor elétrico com polia fixa montado sobre um carro de translação. A polia do tipo Reeves permite a variação da velocidade da caixa de comando, permitindo flexibilização operacional. 3.2 BANCADA A bancada é fabricada em madeira de lei e compensado naval de grande estabilidade, com travamento por meio de ferragem longitudinal e amarras de aço que distribuem as 4/8
forças de tração igualmente por todas as partes da bancada. Este tipo de construção elimina a possibilidade de arqueamento ou empenamento da mesa aliada a uma construção relativamente leve. A superfície de trabalho é totalmente revestida com borracha natural de alta resistência à abrasão colada sobre o trabalho. Sobre o revestimento de borracha são montados as corredeiras ( riffles ) 3.3 CORREDEIRAS ( RIFFLES ) Sucessivos riffles cobrem parcialmente a superfície de trabalho da mesa, paralelas ao eixo longitudinal da mesma, formando canais ou corredeiras que constituem uma sequência de leitos estreitos, onde se produz a estratificação. Os riffles são formados por tiras de madeira rija de lei do tipo do mogno. Muitos tipos de arranjos de corredeiras foram desenvolvidas no sentido de solucionar problemas específicos de concentração de minérios. Dependendo do tamanho das partículas tratadas, as mesas são usualmente denominadas de areia ou lamas, e, em função do tipo de serviço a que são destinadas, são classificadas em mesas de desbaste ou de acabamento. As mesas destinadas a processar areias, tem a grande parte de sua superfície coberta com riffles altos formando canais estreitos, enquanto que as mesas de lama possuem riffles baixos e bastante espaçados objetivando formar poças de polpa relativamente calmas para induzir a sedimentação de sólidos. As mesas de lama sempre tem uma porção de sua superfície não riflada, entretanto, qualquer mesa de areia que possua uma parte não riflada pode ser usada com razoável eficácia para operações de deslamagem, desde que sejam adequadamente regulados seus parâmetros operacionais. As mesas projetadas especificamente para desbaste possuem toda sua superfície riflada e seus riffles são comparativamente mais altos. Estas mesas não são adequadas para recuperar material muito fino. As mesas de acabamento sempre possuem uma superfície não riflada para captação das partículas finas e seus riffles são mais baixos que os usados em operações de desbaste. Entretanto é prática usual, particularmente em pequenas instalações, usar um único tipo de mesa, por exemplo, o uso de mesas de acabamento para as operações de deslamagem, desbaste e concentração final, mesmo tendo-se conhecimento da diminuição da eficácia da instalação. 5/8
A seguir esquemas para alguns tipos de configurações. 3.4 ALIMENTAÇÃO E CAIXA D ÁGUA Uma caixa de madeira de lei serve para a alimentação e distribuição controlada da polpa e da água de lavagem. Esta caixa é montada na lateral de ferro da bancada. 3.5 MECANISMO DE INCLINAÇÃO DA MESA A bancada é amparada por quatro mancais de apoio deslizante que fazem parte do conjunto inclinável. 6/8
Uma haste com volante manual faz conecção com a parte inferior da estrutura da bancada e através de engrenagens cônicas e mancais a inclinação de todo o conjunto pode ser variada continuamente. 4 ESPECIFICAÇÕES ESPECIFICAÇÃO Capacidad e Tons/2 4h Opera ção 6 x 15 15-150 0,5-0,75 7 x 15 20-175 0,5-0,75 42 x 84 5-20 0,5-0,75 24 x 50 0,75-3 0,2-0,25 18 x 40 0,5-2 0,2-0,25 Potência HP Amplitud e (stroke) Veloc. usual Instala da Pol RPM 1,5 5/8 1 240 300 1,5 5/8 1 240 300 1,5 5/8 1 260 300 0,25 ¼ - ½ 300-375 0,25 ¼ - ½ 300-375 Taman ho banca da Tipo de estrutura suportante 6 x 15 Metálica em aço carbono 7 x 15 Metálica em aço carbono 42 x Metálica em aço 84 carbono 24 x Metálica em aço 50 carbono 18 x Metálica em aço 40 carbono 5 DIMENSÕES Modelo A B C D E F Peso, kgf 7 x 15 850 2108 5700 4500 1029 1829 1700 6 x 15 850 1828 5700 4500 876 1524 1650 42 x 84 650 1050 3447 2100 525 915 330 24 x 50 280 610 1623 1270 275 530 250 18 x 40 280 495 1610 1020 225 430 150 Ver prancha em anexo 7/8
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