Relatório 3 - Operação de Peneiramento v4

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LABORATÓRIO DE ENGENHARIA QUÍMICA II
RELATÓRIO N°3: Operação de Peneiramento
Prof. Dr. Hugo Vilca Meléndez
Data da experiência: 01 de outubro de 2021
Data da entrega do relatório: 10 de outubro de 2021
Turma: A		Grupo: 04
	PREPARADO POR:
	RA:
	Revisado e Aprovado
(Assinatura)
	Cesar Henrique Lamoglia Ferreira
	03468-5
	
	Daniel Capel
	02630-3
	
	Marina Andrade de Oliveira
	 03725-2
	 
	Matheus de Oliveira Rocha
	03627-9
	
	Rafaela Bittencourt
	03389-5
	‘
	Ricardo Rodrigues Costa
	03216-7
	
	Thais Yumi Nakamura
	03405-4
	
São Bernardo do Campo 
2021
				
FACULDADE DE SÃO BERNARDO DO CAMPO
SUMÁRIO
1	OBJETIVO	3
2	INTRODUÇÃO TEÓRICA	4
3	PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL	5
3.1 	MATERIAIS UTILIZADOS	5
3.2	PROCEDIMENTO	5
4	DADOS	7
4.1	DADOS COLETADOS EM LABORATÓRIO	7
4.2	DADOS COLETADOS DA LITERATURA CIENTÍFICA	8
5	TRATAMENTO DE DADOS	9
6	RESULTADOS E DISCUSSÕES	15
7	CONCLUSÃO	18
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	19
1	OBJETIVO
	
Fonte: Próprio autor.
2	INTRODUÇÃO TEÓRICA
O peneiramento é um método utilizado para distribuição de tamanhos de partículas. O procedimento de análise granulométrica baseia-se em peneiras de superfícies planas ou cilíndricas, que possuem o número de malhas adequadas para o alcance de um processo eficiente. O termo “oversize” ou “material retido” refere-se às partículas que ficam retidas na superfície, devido a sua dimensão ser maior em relação às aberturas das malhas. Logo, o termo “undersize” ou “material passante” refere-se às partículas de menores dimensões, cujo passam facilmente pelas malhas (SETZ e SILVA, 2019, p.137).
Figura 1 – Organização das peneiras para análise granulométrica. 
Fonte: SETZ e SILVA, 2019, p.138.
Efetua-se a operação de peneiramento com o material em dois estados: seco ou úmido. No processo a seco, o material possui pouca aquosidade e contém umidade inferior a 5%. No processo via úmida, acrescenta-se água para elevar o rendimento do material através de sprays dispostos sobre os decks de peneiramento e contém umidade superior a 5% (CHAVES e PERES, 5ª edição, 2012).
O setor de mineração exerce uma grande influência na economia brasileira desde o início das atividades minerais, cujo levou-se a abertura de centenas de minas. Tal atividade é responsável pelo fornecimento de matérias primas para diversos segmentos da economia. As peneiras vibratórias são as mais utilizadas na mineração devido a sua praticidade e versatilidade. Esse tipo de peneira consiste na utilização de um eixo desbalanceado e dois mancais, cujo é gerado um movimento circular no equipamento que está apoiado livremente em molas helicoidais (METSO OUTOTEC, 2020).
2 
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
3.1 	MATERIAIS UTILIZADOS
	· Areia seca – 105,01g
	· Peneiras com diversas malhas
	· Béquer de 500mL
	· Prato (fundo) sem malha
	· Balança semi-analítica
	· Agitador mecânico
3.2 PROCEDIMENTO
Em um béquer pesou-se 147g de areia seca (amostra A). Simultaneamente, separou-se as peneiras e anotou-se todas as características físicas contidas na placa de cada peneira.
Pesou-se cada peneira e empilhou-se uma sobre a outra conforme a granulometria, da malha maior (em cima) até a de malha menor (em baixo), juntamente com um prato (fundo) para garantir que, caso a areia passasse por todas as peneiras, ainda seria contabilizada nos cálculos do procedimento, conforme figura 2. 
Figura 2 – Esquema de empilhamento das peneiras
Fonte: Próprio autor.
Colocou-se as peneiras no agitador mecânico e, em seguida, colocou-se a amostra de areia na parte superior do empilhamento de peneiras (conforme figura 3) juntamente com a tampa. Ajustou-se adequadamente o equipamento para garantir seu funcionamento.
Figura 3 – Adição da areia nas peneiras, já no agitador mecânico
Fonte: Próprio autor.
Ligou-se o equipamento e ajustou-se a frequência (4 Hz) e o tempo (6 minutos) de operação, para realizar a redistribuição da areia pelas malhas. 
Após o tempo de operação, retirou-se as peneiras cuidadosamente e pesou-se uma por uma, anotando suas respectivas massas. 
Observação: Para fins comparativos deste relatório, o mesmo procedimento foi realizado novamente alterando-se somente a quantidade utilizada de areia seca (Amostra B – 157g).
4 DADOS
4.1 DADOS COLETADOS EM LABORATÓRIO
Durante o experimento em laboratório foram coletados os dados de duas amostras de areia seca pelos alunos:
Tabela 1 – Dados obtidos das massas iniciais das amostras 1 e 2.
	
	Massa Inicial (g)
	Amostra 1
	157
	Amostra 2
	105,1
 		 Fonte: Próprio autor.
Tabela 2 – Dados obtidos do conjunto com amostra 1.
	Identificação da Peneira
	Nomenclatura TYLER
	Número de Malha ASTM
	Abertura da malha (µm)
	Massa da peneira (g)
	Massa da peneira com sólidos (g)
	1
	20
	20
	850
	315,5
	315,5
	2
	28
	30
	600
	309
	325
	3
	35
	40
	425
	318
	367
	4
	48
	50
	300
	274,5
	305,5
	5
	65
	70
	212
	268,5
	298,5
	6
	100
	100
	150
	288
	309,5
	7
	150
	140
	106
	287,5
	296,5
	Fundo
	 
	 
	 
	407
	407,5
Fonte: Próprio autor.
Tabela 3 – Dados obtidos do conjunto com amostra 2.
	Identificação da Peneira
	Número de Malha TYLER
	Número de Malha ASTM
	Abertura da malha (µm)
	Massa da peneira (g)
	Massa da peneira com sólidos (g)
	1
	20
	20
	850
	303,5
	303,5
	2
	28
	30
	600
	306
	317,5
	3
	35
	40
	425
	333,5
	364
	4
	48
	50
	300
	282,5
	308
	5
	65
	70
	212
	290
	308
	6
	100
	100
	150
	286
	296,5
	7
	150
	140
	106
	242,5
	250,5
	Fundo
	 
	 
	 
	373
	374
Fonte: Próprio autor.
4.2 DADOS COLETADOS DA LITERATURA CIENTÍFICA
Tabela 4 – Série Tyler de peneiras com aberturas em malhas correspondentes em mm, µm e polegada.
Fonte: Tabela Krebs Engineers.
 
5 	TRATAMENTO DE DADOS
Dados obtidos do conjunto com a amostra 1.
Fonte: Próprio autor.
Massa de sólidos retidos nas peneiras em (g).
Fonte: Próprio autor.
Obtenção do Peso retido em % f (xi), Peso retido acumulado em % G (xi) e Peso passante acumulado em % F (xi).
Fonte: Próprio autor.
Fórmulas utilizadas para os calculos de f(xi), G (xi) e F(xi).
Fonte: Próprio autor.
Equação de Gates – Gaudim – Schuhmann.
Fonte: Próprio autor.
Ajuste da formula para obtenção de uma linha reta.
Fonte: Próprio autor.
Obtenção dos valores de Y e X.
Fonte: Próprio autor.
Calculo dos valores de A, B, R² e M.
Fonte: Próprio autor.
Calculo do x100.
Fonte: Próprio autor.
Obtenção da abertura das peneiras e médias das aberturas das peneiras.
Fonte: Próprio autor.
Calculo do Diâmetro de Sauter.
Fonte: Próprio autor.
6 RESULTADOS E DISCUSSÕES
De acordo com o experimento realizado, obtiveram-se os seguintes resultados:
Tabela 5 – Resultados obtidos da amostra 1
	Identificação da Peneira
	Nomenclatura TYLER
	Abertura das peneiras (µm)
	Média das aberturas (µm) (xi)
	Massa retida (g) (wi)
	Massa retida (%) f(xi)
	Massa retida acumulada (%) G(xi)
	Massa passante acumulada (%) F(xi)
	1
	+20
	x > 850
	
	0
	0,000
	0,000
	100,000
	2
	-20 +28
	850 > x > 600
	725
	16
	10,191
	10,191
	89,809
	3
	-28 +35
	600 > x > 425
	512,5
	49
	31,210
	41,401
	58,599
	4
	-35 +48
	425 > x > 300
	362,5
	31
	19,745
	61,146
	38,854
	5
	-48 +65
	300 > x > 212
	256
	30
	19,108
	80,255
	19,745
	6
	-65 +100
	212 > x > 150
	181
	21,5
	13,694
	93,949
	6,051
	7
	-100 +150
	150 > x > 106
	128
	9
	5,732
	99,682
	0,318
	Fundo
	 
	x < 106
	
	0,5
	0,318
	100,000
	0,000
Fonte: próprio autor.
Tabela 6 – Resultados obtidos da amostra 2
	Identificação da Peneira
	Nomenclatura TYLER
	Abertura das peneiras (µm)
	Média das aberturas (µm) (xi)
	Massa retida (g) (wi)
	Massa retida (%) f(xi)
	Massa retida acumulada (%) G(xi)
	Massa passante acumulada (%) F(xi)
	1
	+20
	x > 850
	 
	0
	0,000
	0,000
	100,000
	2
	-20 +28
	850 > x > 600
	725
	11,5
	10,952
	10,952
	89,048
	3
	-28 +35
	600 > x > 425
	512,5
	30,5
	29,048
	40,000
	60,000
	4
	-35 +48
	425 > x > 300
	362,5
	25,5
	24,286
	64,286
	35,714
	5
	-48 +65
	300 > x > 212
	256
	1817,143
	81,429
	18,571
	6
	-65 +100
	212 > x > 150
	181
	10,5
	10,000
	91,429
	8,571
	7
	-100 +150
	150 > x > 106
	128
	8
	7,619
	99,048
	0,952
	Fundo
	 
	x < 106
	 
	1
	0,952
	100,000
	0,000
Fonte: Próprio autor.
Mediante os resultados obtidos, realizaram-se novos cálculos para a caracterização das amostras, conforme a tabela 7:
Tabela 7 – Caracterização das amostras 1 e 2
	Descrição
	Amostra 1
	Amostra 2
	Unidade
	Módulo de distribuição (m)
	2,442913
	2,03997
	Adimensional
	Módulo de tamanho (x100) 
	597,069
	623,876
	µm
	Diâmetro médio de Sauter (ds)
	305,330
	303,489
	µm
	
	
	
	
Fonte: Próprio autor.
O módulo de distribuição indica o tamanho do espalhamento relativo da distribuição. Portanto, de acordo com a tabela de caracterização, a amostra 1 possui o módulo de distribuição maior em relação a amostra 2, ou seja, há maior uniformidade.
O diâmetro médio de Sauter é um importante parâmetro na caracterização granulométrica, pois relaciona o percentual de retenção de amostra com as aberturas das peneiras. Os resultados adquiridos da amostra 1 e 2 são similares, e possui a diferença de 1,841 µm, ou seja, uma diferença irrelevante.
O módulo de tamanho indica o tamanho máximo teórico da maior partícula da amostra. Sendo assim, comprova-se que há mais uniformidade na amostra 1 devido o valor do módulo de tamanho (597,069 µm) ser mais próximo do resultado do diâmetro médio de Sauter (305,33 µm), quando comparados aos resultados da amostra 2.
Gráfico 1 – Curva granulométrica da amostra 1
Fonte: próprio autor.
A representação gráfica acima evidencia a similaridade granulométrica entre as duas amostras.
Com o propósito de facilitar a visibilidade na composição granulométrica das amostras 1 e 2, a equipe optou por acrescentar um gráfico comparativo (gráfico 2) com informações de fração percentual em função de tamanho de grãos.
Gráfico 2 – Comparativo granulométrico.
Fonte: próprio autor.
7 CONCLUSÃO
Com a realização do experimento foi possível concluir que as duas amostras possuem características parecidas em seus resultados, sendo eles derivados de um mesmo material, mas que se teve uma variação no peso e tamanho de granulado, isso acarretou em diferentes valores nas suas malhas, influenciando no resultado do módulo de distribuição.
Os gráficos presentes anteriormente conseguem demonstrar essa diferença nas amostras, usando dados coletados no laboratório para expressar a distribuição granulométrica de cada amostra mostrando o seu passante e o retido, que nos deu base para determinar qual amostra possui um resultado uniforme em sua distribuição pelas malhas.
Portanto determinou-se que a amostra 1 teve resultados sobressalentes sobre a amostra 2, no qual seguindo o módulo de distribuição demostra-se que a amostra 1 está mais bem distribuída entre as malhas, tendo seu valor maior que a amostra 2.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
SETZ, L.; SILVA, A. . O processamento cerâmico sem mistério. Disponível em: <https://www.google.com.br/books/edition/O_processamento_cer%C3%A2mico_sem_mist%C3%A9rio/JY6zDwAAQBAJ?hl=pt-BR&gbpv=1&dq=peneiramento&pg=PA138&printsec=frontcover>. Acesso em: 05 de outubro de 2021.
CHAVES, A.; PERES, A.. Teoria e Prática do Tratamento de Minérios. Britagem, Peneiramento e Moagem, 5ª edição, 2012.
CARRISSO, R.; CARREIRA, J. Classificação e Peneiramento. Capítulo 5. Rio de Janeiro. Dezembro de 2004. Disponível em: <https://www.ufjf.br/baccan/files/2012/11/Cap-5-Peneiramento.pdf>. Acesso em: 05 de outubro de 2021.
METSO OUTOTEC. Indústria de mineração no Brasil e seu crescimento. Disponível em: < https://www.mogroup.com/pt/insights/blog/mineracao-e-metais/crescimento-da-mineracao-no-brasil/>. Acesso em: 05 de outubro de 2021.
Curva granulométrica
Amostra 1	850	600	425	300	212	150	106	100	89.808917197452232	58.598726114649679	38.853503184713375	19.745222929936304	6.0509554140127335	0.31847133757960933	Amostra 2	850	600	425	300	212	150	106	100	89.047619047619051	60	35.714285714285722	18.571428571428584	8.5714285714285836	0.9523809523809632	1	Abertura das peneiras (µm)
Massa passante acumulada (%)
Comparativo granulométrico
Amostra 1	850	725	512,5	362,5	256	181	128	<	 106	0	10.191082802547772	31.210191082802545	19.745222929936308	19.108280254777071	13.694267515923567	5.7324840764331215	0.31847133757961787	Amostra 2	0	10.952380952380953	29.047619047619051	24.285714285714285	17.142857142857142	10	7.6190476190476195	0.95238095238095244	Tamanho de grãos (µm)
Fração na amostra (%)