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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS ANÁLISE GRANULOMÉTRICA & PENEIRAMENTO INDUSTRIAL Prof.: Manoel Robério Ferreira Fernandes, Dr. 2014 - 2º sem PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Análise granulométrica O peneiramento é o método de análise granulométrica mais antigo e o mais utilizado. Consiste na passagem das partículas por uma série de peneiras superpostas cujas aberturas são sucessivamente menores. Às partículas que passam pelas aberturas da peneira dá-se o nome de passante ou do inglês (undersize) e as que não passam, retido (oversize). Os fatores que mais influenciam na eficiência do peneiramento são: Massa de material a ser ensaiada; Escolha adequada das técnicas de peneiramento; Limpeza apropriada das peneiras, para evitar o cegamento das mesmas; Tempo de peneiramento. O peneiramento poderá ser realizado através de peneiradores vibratórios a seco ou a úmido ou através de equipamentos de bancada e peneiramento manual. As figuras 34/35, mostram modelos de peneiradores e as figuras 36 e 37, mostram os modelos de peneiras mais usuais. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Análise granulométrica Consiste na passagem de partículas por uma série de peneiras superpostas, cujas aberturas são sucessivamente menores. Às partículas que passam pelas aberturas da peneira dá-se o nome de passante ou, do inglês, "undersize" (US), e às que não passam, retido ou "oversize" (OS). As peneiras de laboratório, ilustradas na figura 1, apresentam algumas características padronizadas para que os resultados da classificação granulométrica sejam comparáveis. São elas: forma das aberturas: quadrada; diâmetro dos fios: função das aberturas; formação da malha (tela): fios de arame; tamanho e formato: redonda (diâmetro = 200 mm e altura = 50 mm) ou quadrada (lado = 500 mm); abertura das malhas: existem escalas padronizadas. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Análise granulométrica Das escalas, ou séries, de peneiras existentes a Tyler é a mais utilizada. Possui abertura padrão de 74 micrometros, correspondendo a 200 malhas por polegada linear na direção paralela a um dos fios da tela. A série é obtida com o uso do fator aplicado à abertura padrão, segundo uma progressão geométrica. A série completa de peneiras Tyler está mostrada na tabela 1. Ressalte-se que, embora seja usual designar-se as peneiras pelo número de malhas ou, do inglês, número de "mesh", ver figura 2, o correto é designá-las pela sua abertura em mm (ou outra unidade métrica). O número de malhas só poderia ser utilizado como medida padrão caso os diâmetros dos fios que iriam constituir as peneiras de qualquer escala ou fabricação fossem padronizados. 1” 8 mesh ou 2.360μm 1” 8 mesh ou 2.360μm 1” 8 mesh ou 2.360μm 20 cm20 cm PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Internacional Americano Tyler Brasileiro (ABNT) Abertura mm / μm Designação pol -mesh Designação pol -mesh Abertura mm Designação mesh 6,70 0,265 3 6,8 6,30 1/4 6,3 5,60 3 1/2 ### 3 1/2 5,6 4,75 4 4 4,8 4,00 5 5 4,0 5 3,35 6 6 3,4 6 2,80 7 7 2,8 7 2,36 8 8 2,4 8 2,00 10 9 2,0 10 1,70 12 10 1,7 12 1,40 14 12 1,4 14 1,18 16 14 1,2 16 1,00 18 16 1,0 18 850 20 20 0,840 20 710 25 24 0,700 25 600 30 28 0,600 30 500 35 32 0,500 35 425 40 35 0,400 40 355 45 42 0,350 45 300 50 48 0,300 50 250 60 60 0,250 60 212 70 65 0,210 70 180 80 80 0,175 80 150 100 100 0,150 100 125 120 115 0,125 120 106 140 150 0,105 140 90 170 170 0,088 170 75 200 200 0,075 200 63 230 250 0,063 230 53 270 270 0,053 270 45 325 325 0,044 325 38 400 400 0,037 400 4 Internacional Americano Tyler Brasileiro (ABNT) Abertura mm / μm Designação pol -mesh Designação pol -mesh Abertura mm Designação mesh 6,70 0,265 3 6,8 6,30 1/4 6,3 5,60 3 1/2 ### 3 1/2 5,6 4,75 4 4 4,8 4,00 5 5 4,0 5 3,35 6 6 3,4 6 2,80 7 7 2,8 7 2,36 8 8 2,4 8 2,00 10 9 2,0 10 1,70 12 10 1,7 12 1,40 14 12 1,4 14 1,18 16 14 1,2 16 1,00 18 16 1,0 18 850 20 20 0,840 20 710 25 24 0,700 25 600 30 28 0,600 30 500 35 32 0,500 35 425 40 35 0,400 40 355 45 42 0,350 45 300 50 48 0,300 50 250 60 60 0,250 60 212 70 65 0,210 70 180 80 80 0,175 80 150 100 100 0,150 100 125 120 115 0,125 120 106 140 150 0,105 140 90 170 170 0,088 170 75 200 200 0,075 200 63 230 250 0,063 230 53 270 270 0,053 270 45 325 325 0,044 325 38 400 400 0,037 400 Internacional Americano Tyler Brasileiro (ABNT) Abertura mm / μm Designação pol -mesh Designação pol -mesh Abertura mm Designação mesh 6,70 0,265 3 6,8 6,30 1/4 6,3 5,60 3 1/2 ### 3 1/2 5,6 4,75 4 4 4,8 4,00 5 5 4,0 5 3,35 6 6 3,4 6 2,80 7 7 2,8 7 2,36 8 8 2,4 8 2,00 10 9 2,0 10 1,70 12 10 1,7 12 Internacional Americano Tyler Brasileiro (ABNT) Abertura mm / μm Designação pol -mesh Designação pol -mesh Abertura mm Designação mesh 6,70 0,265 3 6,8 6,30 1/4 6,3 5,60 3 1/2 ### 3 1/2 5,6 4,75 4 4 4,8 4,00 5 5 4,0 5 3,35 6 6 3,4 6 2,80 7 7 2,8 7 2,36 8 8 2,4 8 2,00 10 9 2,0 10 1,70 12 10 1,7 12 1,40 14 12 1,4 14 1,18 16 14 1,2 16 1,00 18 16 1,0 18 850 20 20 0,840 20 710 25 24 0,700 25 600 30 28 0,600 30 500 35 32 0,500 35 425 40 35 0,400 40 355 45 42 0,350 45 300 50 48 0,300 50 250 60 60 0,250 60 212 70 65 0,210 70 180 80 80 0,175 80 150 100 100 0,150 100 125 120 115 0,125 120 106 140 150 0,105 140 90 170 170 1,40 14 12 1,4 14 1,18 16 14 1,2 16 1,00 18 16 1,0 18 850 20 20 0,840 20 710 25 24 0,700 25 600 30 28 0,600 30 500 35 32 0,500 35 425 40 35 0,400 40 355 45 42 0,350 45 300 50 48 0,300 50 250 60 60 0,250 60 212 70 65 0,210 70 180 80 80 0,175 80 150 100 100 0,150 100 125 120 115 0,125 120 106 140 150 0,105 140 90 170 170 0,088 170 75 200 200 0,075 200 63 230 250 0,063 230 53 270 270 0,053 270 45 325 325 0,044 325 38 400 400 0,037 400 4 T a b e la 1 - S é ri e s A B N T , In te rn a c io n a l, T y le r e p a d rã o A m e ri c a n o PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 0 20 40 60 80 100 0,05 0,15 0,25 0,35 0,45 0,55 0,65 Aberturas em mm % p ass ante acu mul ada # (Tyler) Abertura (mm) Massa retida (g) % retida simples % retida acumulada % passante acumulada 28 0,591 38,5 13,91 13,91 86,09 35 0,418 44,0 15,90 29,80 70,20 48 0,296 53,5 19,33 49,13 50,87 65 0,209 47,2 17,05 66,18 33,82 100 0,150 27,5 9,93 76,12 23,88 150 0,105 30,2 10,91 87,03 12,97 200 0,074 19,5 7,04 94,08 5,92 -200 16,4 5,92 100,00 - Total 276,8 100,00 Gráfico de % (passante acumulada) vs. aberturas (mm) PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Análise granulométrica O estudo da distribuição de tamanhos de partículas existentes em um lote mineral (análise granulométrica) constitui uma parte fundamental dos procedimentos de laboratório. Pode, na prática, oferecer informações tais como: a) controle da produção de finos nos processos de cominuição, b) estabelecimento do grau de liberação em intervalos de tamanho bem definidos, c) controle de especificações de mercado, d) distribuição de elementos (química e mineralogicamente) nas diversas frações granulométricas, e) avaliação da eficiência (desempenho) de equipamentos ou processos de separação por tamanho,ou mesmo, em processos de concentração. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Peneirador supenso a seco e a úmido Peneira granulométrica e peneiras sobrepostas. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADECATÓLICA DE MINAS GERAIS Geralmente a análise granulométrica é utilizada com os seguintes objetivos: Controle da produção de finos nos processos de britagem e moagem; Estabelecimento do grau de liberação em intervalos de tamanhos bem definidos; Controle de especificações granulométricas de produtos; Distribuição de elementos (química e mineralogia) nas diversas frações granulométricas; Avaliação da eficiência (desempenho) de equipamentos ou processos de separação por tamanho, ou mesmo, em processos de concentração. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Escala de peneiras Das escalas ou série das peneiras existentes, a Tyler (cuja unidade é o mesh - #) é a mais utilizada. Para montarmos esta escala, tomamos como referência a peneira de 74 microns, correspondendo a 200 #, que significa 200 aberturas em uma polegada linear. Exemplo: 0.074 mm x raiz de 2 = 0,105 mm ou 150# 0.074 mm raiz de 2= 0,052 mm ou 270# PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS ESCALA DE PENEIRAS PENEIRAS ESCALA TYLER (#) Abertura (cm) Abertura (mm) Microns 3 0,673 6,730 6730 4 0,476 4,760 4760 6 0,336 3,360 3360 8 0,238 2,380 2380 10 0,168 1,680 1680 14 0,119 1,190 1190 20 0,0841 0,841 841 28 0,0595 0,595 595 35 0,0420 0,420 420 48 0,0298 0,298 298 65 0,0210 0,210 210 100 0,0149 0,149 149 150 0,0105 0,105 105 200 0,0074 0,074 74 270 0,0053 0,053 53 325 0,0044 0,044 44 400 0,0037 0,037 37 635 0,0020 0,020 20 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Exemplo prático de cálculo de análise granulométrica 1º) Somar as massas retidas em todas as peneiras, encontrando o peso total. 2º) Para determinar o percentual retido simples, dividir cada massa encontrada pelo total e multiplicar por 100. 3º) Para determinar o percentual retido acumulado, proceder assim: Repete-se o valor encontrado da % retida simples na primeira malha de % retida acumulada. Em seguida somar a % retida simples das malhas subseqüentes a % retida acumulada da malha imediatamente anterior. 1º 2º 3º PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Determinação de umidade Diversas vezes necessita-se do índice de umidade do minério, pois existe limite máximo de água permitido. A água pode existir no minério sob duas formas: Uma forma é a que chamamos de umidade. O conceito de umidade é muito parecido com o conceito de molhado. Essa água fica aderida ao minério e pode ser eliminada por simples aquecimento a 110ºC (100ºC é temperatura de ebulição da água ao nível do mar). A outra forma em que se encontra a água é fazendo parte da constituição do minério. Na determinação da umidade devemos ter o cuidado de separar estas duas formas, Isto é feito controlando a temperatura da estufa. A amostra destinada a este fim deve ser tratada imediatamente após seu recolhimento para evitar que durante a espera haja perda de umidade por evaporação. É bom notar que estamos tratando de minério não misturado com água. Na usina de concentração, onde se trabalha com polpa (mistura de minério + água), não faz sentido o cálculo de umidade e sim o cálculo de porcentagem de sólidos na polpa. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Exemplo prático de uma determinação de umidade: Pesa-se 1 kg de minério e deixa-se na estufa durante um bom intervalo de tempo a 110oC, colocando-se a amostra de preferência numa vasilha rasa e larga para que ela possa ser espalhada. É bom que, de tempo em tempo, se revolva o minério para que fique bem seco. Ao final desta operação de secagem, deixar esfriar e pesar novamente. A razão da diferença entre o peso úmido e o peso seco em relação ao peso úmido, nos dá o teor de umidade, base úmida, expresso em porcentagem (%). PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Análise granulométrica Peneiramento (100.000 a 37 m); Subpeneiramento (50 a 1 m); Sedimentação/elutriação (150 a 0,01 m); Sedigraph (50 a 1 m). Alpine air (40 a 1 m); Microscopia ótica (5 a 0,001 m); PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Os fatores que mais influenciam na eficiência do peneiramento são: Massa de material a ser ensaiada; Escolha adequada das técnicas de peneiramento; Limpeza apropriada das peneiras, para evitar o cegamento das mesmas; Tempo de peneiramento; umidade PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Peneirador suspenso a seco e a úmido. Peneiramento: A seco A úmido Combinado – neste caso faz-se peneiramento a úmido peneira de 325# ou 400#, o retido é seco e peneirado a seco. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Escala de peneiramento Das escalas ou série das peneiras existentes, a Tyler (cuja unidade é o mesh - #) é a mais utilizada. Toma-se como referência a peneira de 74 micra, correspondendo a 200 #, que significa 200 aberturas em uma polegada linear. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS PENEIRAS ESCALA TYLER (#) Abertu ra (cm) Abertura (mm) Microns 3 0,673 6,730 6730 4 0,476 4,760 4760 6 0,336 3,360 3360 8 0,238 2,380 2380 10 0,168 1,680 1680 14 0,119 1,190 1190 20 0,0841 0,841 841 28 0,0595 0,595 595 35 0,0420 0,420 420 48 0,0298 0,298 298 65 0,0210 0,210 210 100 0,0149 0,149 149 150 0,0105 0,105 105 200 0,0074 0,074 74 270 0,0053 0,053 53 325 0,0044 0,044 44 400 0,0037 0,037 37 635 0,0020 0,020 20 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Relembrando cálculo da densidade Picnometria de água: Baseia-se no princípio do empuxo. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Teor (%) Fração (#) Peso Retido % Zn Fe CaO MgO Al2O3 SiO2 S 65 3,44 4,76 3,15 9,81 7 6,37 43,16 0,02 65 a 100 8,24 6,27 2,69 12,7 8,18 5,36 38,85 0,02 100 a 150 15,58 9,44 2,51 13,75 8,72 4,39 36,21 0,03 150 a 200 11,57 12,76 2,69 12,53 7,94 3,88 35,1 0,02 200 a 270 10,6 13,57 3,01 12,13 7,75 4,02 38,68 0,02 270 a 325 2,03 13,75 3,17 10,89 7,21 3,79 36,93 0,03 325 a 400 3,64 14,54 3,49 10,89 7,48 3,6 37,15 0,03 <400 44,99 10,53 4,33 9,77 6,84 5,24 35,79 0,03 Total 100 10,7 3,13 11,56 7,64 4,58 37,73 0,025 A n á lis e G ra n u lo q u ím ic a PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Análise Granulométrica Aberturas µm Peso Simples % retida Simples % Retido Acumul. %Passante 592 0,15 419 0,51 296 1,88 209 26,25 148 115,82 105 143,37 74 119,04 52 83,04 44 44,73 37 28,05 <37 26,78 Total 589,62 E X E R C ÍC IO P re e n c h a a t a b e la e x p lic it a n d o d a s a b e rt u ra s d o o n º m e s h T a y le r PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Análise Granulométrica Aberturas µm Peso Simples % retida Simples % Retido Acumul. %Passante 592 0,15 0,03 0,03 99,97 419 0,51 0,09 0,12 99,88 296 1,88 0,32 0,44 99,56 209 26,25 4,45 4,89 95,11 148 115,82 19,64 24,53 75,47 105 143,37 24,32 48,85 51,15 74 119,04 20,19 69,04 30,96 52 83,04 14,08 83,12 16,88 44 44,73 7,59 90,71 9,29 37 28,05 4,75 95,46 4,54 <37 26,78 4,54 100,00 Total 589,62 100,00 R E S O L U Ç Ã O PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Distribuição Granulométrica 50 60 70 8090 100 110 0,010 0,100 1,000 10,000 Malha (mm) Pa ss an te A cu m ul ad o (% ) PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Granulometria 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 µm 592 419 296 209 148 105 74 52 44 37 <37 Total abertura % P as sa nt e 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % R et id o Ac um ul ad o % Retido Acumul. %Passante
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