MOINHOS E BRITADORES

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ
CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA
BRITADORES E MOINHOS
Toledo – PR
Dezembro, 2016.
GABRIELA JULIANI MOREIRA
LUÍSA ROBERTO MARTINS
MARJHORIE THAIS MENEGUZZO DEON
	
BRITADORES E MOINHOS
Trabalho acadêmico apresentado na disciplina de Operações Unitárias A no curso de Engenharia química – Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Campus Toledo, ministrada pelo Professor Dr. Marcos Flávio Pinto Moreira.
Toledo – PR
Dezembro, 2016.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO	6
1.1 Fragmentação de sólidos	6
1.1.1 Choque ou Impacto	7
1.1.2 Compressão ou Esmagamento	7
1.1.3 Abrasão por Cisalhamento	7
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA	10
2.1 Britadores	10
2.1.1 Britadores de mandíbulas	11
2.1.1.1 Funcionamento	11
2.1.1.2 Aplicações	14
2.1.1.3 Dimensionamento	14
2.1.2 Britadores giratórios	15
2.1.2.1 Funcionamento	15
2.1.2.2 Aplicações	19
2.1.2.3 Dimensionamento	19
2.1.3 Britadores de martelos	20
2.1.3.1 Funcionamento	20
2.1.3.2 Aplicações	21
2.1.4 Britadores de pinos	22
2.1.4.1 Funcionamento	22
2.1.4.2 Aplicações	22
2.1.5 Britadores de barras ou gaiolas	23
2.1.5.1 Funcionamento	23
2.1.5.2 Aplicações	23
2.1.6 Britadores de rolos	24
2.1.6.1 Funcionamento	24
2.1.6.2 Aplicações	25
2.1.7 Britadores de impacto	27
2.1.7.1 Funcionamento	27
2.1.7.2 Aplicações	29
2.1.8 Britadoressizer	29
2.1.8.1 Funcionamento	29
2.1.8.2 Aplicações	30
2.1.9 Britadores cônicos	31
2.1.9.1 Funcionamento	31
2.1.9.2 Aplicações	32
2.1.10 Seleção de britadores	32
2.1.10.1 Capacidade dos britadores de mandíbulas e giratório (primários)	33
2.1.10.1.1 Britadores de mandíbulas	34
10.1.10.1.2 Britador giratório	36
2.2 Moinhos	36
2.2.1 Características operacionais da moagem	37
2.2.1.1 Processos de moagem	37
2.2.2 Tipos de Circuitos	38
2.2.2.1 Descontínuo	38
2.2.2.1 Contínuo	38
2.2.3 Aplicação na Indústria	40
2.2.3.1 Indústria alimentícia	40
2.2.3.2 Campo da mineração	41
2.2.3.3 Indústria farmacêutica	42
2.2.4 Tipos de moinhos	42
2.2.4.1 Moinhos centrífugos ou de atrito	43
2.2.4.1.1 Moinhos Babcock	43
2.2.4.1.2 Moinhos Lopulco	43
2.2.4.1.3 Moinhos Raymond	44
2.2.4.1.4 Moinhos Griffin	45
2.2.4.2 Rebolo	46
2.2.4.3 Moinhos de rolos	47
2.2.4.4 Moinhos de rolos dentados	48
2.2.4.5 Moinhos de martelos	49
2.2.4.6 Moinhos de bolas	50
2.2.4.6.1 Moinhos de bolas comuns	50
2.2.4.6.2 Moinhos de barras	54
2.2.4.6.3 Moinhos tubulares	55
2.2.4.6.4 Moinhos de compartimentos	56
2.2.4.6.5 Moinhos Hardinge	57
2.2.4.7 Moinhos coloidas	57
2.2.4.8 Moinhos de discos	58
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS	59
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	60
ANEXO	63
“É impossível haver progresso sem mudança e quem não consegue mudar a si mesmo não muda coisa alguma”
George Bernard Shaw
1. INTRODUÇÃO
Uma operação indispensável no setor industrial e até mesmo para o meio ambiente é a quebra de partículas sólidas em partículas menores. Em alguns casos, o que se pretende é apenas obter blocos de dimensões manejáveis, mas, na maioria das vezes o objetivo é aumentar a área externa, fazendo com que o processamento do sólido seja mais rápido (MELO, 2008).
Levando em consideração a enorme variedade estrutural dos materiais sólidos processados em diversas indústrias, bem como os elevados graus de finura desejados, deve-se levar em conta que o mecanismo de fragmentação não deve ser único para cada tipo de processo. Materiais moles e duros devem ser fragmentados de formas diferentes do que em partículas menores, por exemplo (GOMIDE, 1988).
Os aparelhos utilizados para este fim são os britadores e moinhos. Na indústria são necessários estes aparelhos para, por exemplo, a obtenção de pós a partir de produtos químicos sintéticos, lâminas de materiais plásticos devem ser cortadas em pequenos cubos, moagem de cristais para facilitar sua dissolução (lixiviação), britamento e moagem de combustíveis sólidos antes da queima, corte da madeira antes do cozimento na produção de celulose, moagem de sementes oleaginosas para acelerar a extração com solvente e produção de farinhas e farelos, entre outras (UFSC, online).
1.1 Fragmentação de sólidos
O termo “fragmentação de sólidos” tem por objetivo reduzir o tamanho dos fragmentos de determinado material, matéria-prima ou produto final. Alguns produtos comerciais quando são submetidos à redução de tamanho, devem obedecer às especificações quanto ao tamanho e às vezes até mesmo quanto à forma do produto (UFSC, online).
Algumas propriedades dos sólidos (além da sua dimensão) ao sofrerem a fragmentação devem ser levadas em conta na hora da operação. A dureza, por exemplo, afeta o consumo de energia e o desgaste da máquina. Outra propriedade importante é a estrutura do material. Materiais granulares podem ser triturados eficientemente, porém, para materiais fibrosos é necessário efetuar uma ação de rompimento. O conteúdo de umidade, a resistência ao esmagamento, friabilidade, empastamento e a tendência para fluidez são outras propriedades que alteram diretamente a fragmentação (UFSC, online).
Os sólidos podem sofrer a redução de tamanho por diversos tipos de mecanismos, porém apenas três são utilizados na indústria: compressão, impacto e abrasão por cisalhamento. 
1.1.1 Choque ou Impacto
A fragmentação ocorre quando as forças são aplicadas rapidamente e em uma intensidade superior à resistência das partículas. Esse mecanismo resulta em um elevado número de partículas em uma vasta faixa granulométrica. Segundo Valadão (2007), é o mecanismo mais eficiente em termos de energia, porém, sua aplicação é restrita a materiais menos abrasivos.
1.1.2 Compressão ou Esmagamento
Ocorre a fragmentação quando forças de compressão, com uma baixa intensidade, são aplicadas lenta e progressivamente. É o mecanismo mais comum e resulta em um número reduzido de fragmentos homogêneos de tamanho intermediário (GALERY, 2011).
1.1.3 Abrasão por Cisalhamento
As forças aplicadas não são suficientes para provocar fraturas ao longo de toda a partícula. Ocorre uma concentração de esforços na superfície de contato das partículas, a qual provoca o aparecimento de pequenas fraturas. Esse mecanismo é provocado por atrito, quando partículas maiores são aprisionadas entre superfícies dotadas de movimento. Além disso, possui um elevado consumo de energia e uma produção alta de superfinos (VALADÃO, 2007).
A Figura 1 mostra os mecanismos de fragmentação de sólidos, bem como a distribuição granulométrica dos produtos.
Figura 1 – Distribuição granulométrica e os mecanismos de fragmentação de sólidos.
FONTE: Carvalho, 2012.
Para a classificação dos equipamentos a serem utilizados, o tamanho das partículas da alimentação e do produto é o fator mais importante. As máquinas que efetuam a fragmentação grosseira são os britadores, enquanto que as de produtos finos são os moinhos. A Tabela 1 apresenta a delimitação de sub-classes para esse tipo de divisão.
Tabela 1 – Divisão de alimentação e produto de britadores e moinhos.
	
	Alimentação
	Produto
	Britadores
Primários ou grosseiros
Secundários ou intermediários
	10 cm a 1,50 m
0,5 a 5 cm
	0,5 a 5 cm
0,1 a 0,5 cm
 (10 a 3 mesh)
	Moinhos
Finos
Coloidais
	0,2 a 0,5 cm
80 mesh
	200 mesh
200 mesh a 0,01 micra
Segundo Gomide (1988), os moinhos e britadores devem apresentar sempre características gerais. Tais como, permitir o afastamento rápido do sólido fragmentado das superfícies de trabalho. Por exemplo, como a moagem produz finos, se estes permanecerem junto a essas superfícies, irão funcionar como amortecedores do contato com as novas partículas a serem moídas. Quando isso ocorre é a chamada moagem obstruída. Além disso, é importante prever no projeto destes equipamentos um meio de realizar a descarga rápida do material moído da zona de moagempor meio de água, ar ou força centrífuga.
A Tabela 2 apresenta uma classificação dos estágios de fragmentação, seus tamanhos máximos de alimentação e produto bem como as respectivas relações de redução.
Tabela 2 – Classificação dos estágios de fragmentação.
	Estágio
	Tamanho máximo (mm)
	Relação de Redução
	
	Alimentação
	Produção
	
	Britagem Primária
	500 a 2000
	100 a 305
	8:1
	Britagem Secundária
	100 a 635
	19 a 102
	6:1 a 8:1
	Britagem Terciária
	10 a 100
	1 a 25
	4:1 a 6:1
	Britagem Quaternária
	5 a 76
	0,8 a 1,5
	Até 20
	Moagem Grossa
	9,5 a 19
	0,4 a 3,5
	Até 20
	Moagem Fina
	13
	Fino
	100:1 a 200:1
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Britadores
Britagem pode ser definida como o conjunto de operações que tem como objetivo a fragmentação de grandes materiais, levando-os a granulometria compatíveis para utilização direta ou para posterior processamento (FIGUEIRA et al., 2004).
A britagem é uma operação unitária, que pode ser utilizada, em sucessivas etapas, equipamentos apropriados para a redução de tamanhos convenientes (FIGUEIRA et al., 2004).
A britagem é aplicada a fragmentos de distintos tamanhos, desde materiais de 1000 mm até 10 mm de diâmetro ou envergadura. A fragmentação por britagem, geralmente, se desenvolve de acordo com a Tabela 3, sendo que em alguns casos as etapas terciárias e quaternárias são consideradas como moagem e não como britagem (FIGUEIRA et al., 2004).
Tabela 3 – Classificação para a fragmentação por britagem.
	Estágio da britagem
	Tamanho máximo de alimentação (mm)
	Tamanho máximo de saída (mm)
	Primária
	1000
	100
	Secundária
	100
	10
	Terciária
	10
	1
	Quaternária
	5
	0,8
De acordo com Gomide (1988), o tamanho das partículas da alimentação e do produto é critério mais importante para classificar os equipamentos de fragmentação de sólidos como os britadores, que trabalham realizando a fragmentação grosseira. Dessa forma, a delimitação em subclasses, para os britadores, é da seguinte forma:
- Britadores primários (ou grosseiros): trabalham com partículas de 10 cm a 1,5 m na alimentação e de 0,5 a 5 cm no produto. Nesta classificação encontram-se os britadores de mandíbulas e os giratórios.
- Britadores secundários (ou intermediários): trabalham com partículas de 0,5 a 5 cm na alimentação e de 200 mesh até 0,01 μm no produto. Neste grupo estão os britadores de martelos, de pinos de barras ou gaiola, de rolos ou cilindros, cônico, de disco, mó ou moenda e rotatórios. 
A Figura 2 apresenta os principais tipos de britadores e suas características. 
b
Figura 2 – Principais tipos de britadores e suas características 
Fonte: Carvalho, 2012.
2.1.1 Britadores de mandíbulas
2.1.1.1 Funcionamento
Os britadores de mandíbulas, como o próprio nome sugere, apresentam como parte mais importante duas mandíbulas, uma fixa e outra móvel ligada ao excêntrico, dispostas no interior de uma carcaça de aço, ferro fundido ou aço manganês. Dentro dessa classificação, existem três subdivisões: britadores Blake, Dodge e Samson, sendo que o que os difere é a posição da mandíbula móvel, também chamada de queixo. Ela gira em torno de um eixo que fica na parte superior no britador Blakeenquanto que no britador Dodgefica na parte de baixo (GOMIDE, 1988).
	O funcionamento desse tipo de britador consiste no escoamento do produto por gravidade, o qual é alimentado na boca do britador e vai descendo entre as mandíbulas enquanto recebe a compressão responsável pela fragmentação. À medida que a polia motora gira, é provocado um movimento de sobe-e-desce da biela, o que acarreta um movimento horizontal vai-e-vem da mandíbula móvel. As articulações entre as placas e a mandíbula são mantidas por meio de um tirante que pressiona uma mola quando a mandíbula móvel se aproxima da fixa. A velocidade de operação é considerada baixa entre 100 e 400 rpm (CARVALHO, 2012; GOMIDE, 1988).
	Os britadores de mandíbula Blake e Dodge possuem dois eixos e duas placas de articulação. Enquanto que o primeiro dá maior produção e não entope com facilidade, o segundo é mais usado para operações intermitentes e trabalha com maior relação de fragmentação, apresentando granulometria mais regular (GOMIDE, 1988).
Figura 3 – Britador de mandíbulas Blake
Fonte: Gomide,1988.
Figura 4 – Britador de mandíbulas Dodge
Fonte: Gomide,1988.
	O britador tipo Samsoné uma simplificação do britador Blake. A chapa articulada é única e o acionamento da mandíbula é feito diretamente pelo volante. A combinação do movimento excêntrico em cima e o oscilatório em baixo dá ao queixo um movimento de “mastigação” por toda a superfície (GOMIDE, 1988; METSO, 2005). 
Figura 5 – Britador de mandíbulas Samson
Fonte: Gomide,1988.
De maneira geral, as principais características e vantagens desse tipo de britador são que eles possuem uma alta capacidade, alta confiabilidade, são reguláveis para as peças de desgaste rápido, têm proteção contra sobrecargas e uma estrutura simples e fácil de operar, apresenta uma longa vida útil e facilidade na substituição de peças de desgaste e reposição. Além disso, são econômicos e fáceis de instalar e possuem uma ampla gama de opções para atender às necessidades específicas (HJ CRUSHER, online).
A desvantagem desse tipo de equipamento é a largura relativamente pequena se comparada com o círculo de saída de uma máquina giratória, limitando assim a capacidade. Além disso, as mandíbulas estão sujeitas a desgaste e precisam ser substituídas regularmente (METSO, 2005). 
Vídeo sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=0bSmO9N25Yk
2.1.1.2 Aplicações
O principal emprego desse tipo é como britadores primários, tendo como principal função produzir material que possa ser conduzido por transportador de correia aos estágios subsequentes do processo (CARVALHO, 2012).
Segundo Gomide (1988), ele se aplica a materiais duros e abrasivos.
2.1.1.3 Dimensionamento
As principais relações geométricas dos britadores primários (de mandíbula) são:
Sendo que Gape e as outras unidades são dadas em metros (Gupta & Yan, 2008).
A velocidade de operação crítica dos britadores de mandíbulas foram determinadas por Rose e English (1967) e por Kelly e Spottiswood(1989), a qual determina a velocidade ótima em que as indústrias recomendam operar os britadores. Essa velocidade ótima é dada pela Equação 01.
A energia requerida por um britador de mandíbulas é expressa pela Equação 02, em termos do Work Index de Bond.
Em que C é a capacidade do britador (t/h), Wi é o Work Index (kWh/t) e P80 e F80 são dados em µm e determinados pelas Equações 03 e 04, respectivamente.
Onde Gape (G) é dado em metros. 
Em que Lmin(APF)e LT (deslocamento) são dados em metros.
2.1.2 Britadores giratórios
2.1.2.1 Funcionamento
Os britadores giratórios são frequentemente utilizados quando há grandes quantidades de material para ser processado. Ele pode receber material alimentado por qualquer lado e permite armazenagem de uma pequena quantidade de material no seu topo (CARVALHO, 2012).
De forma semelhante ao britador de mandíbula, eles operam por compressão. No entanto, a ação de britamento é contínua. Ele é constituído por um corpo cônico de carga, seguindo de outro de descarga. No interior há um eixo com uma cabeça cônica de britamento. A alimentação é feita pelo topo e a base menor do corpo coincide com a base maior da cabeça cônica de moagem, sendo este ponto onde ocorre a fragmentação (GOMIDE, 1988). 
Segundo Carvalho (2012), o movimento oscilante do eixo principal é gerado por um excêntrico rotacionado por coroa e pinhão. A excentricidade do elemento interno de britagem é a diferença entre a maior e a menor abertura da saída, este é um dos fatores que determina a capacidade do britador giratório. A Figura 6 esquematiza um britador giratório, de maneira geral, e a Figura 7 indica suas partes mais importantes.
Figura 6 – Britadores GiratóriosFonte: Metso, 2005.
Figura 7 – Principais partes de um britador 
Fonte: Gomide,1988.
A ação de britamento e contínua, assim como a descarga. Ao contrário do britador de mandíbulas que opera com movimento vai-vem, estas máquinas operam por movimento de rotação, que reduz a vibração, tornando o consumo de potência menos variável e a capacidade por unidade de área de descarga maior. O produto gerado é relativamente mais fino e uniforme comparado ao de mandíbulas (GOMIDE, 1988).
O movimento rotacional vai de 85 a 150 rpm e faz com que toda a área da carcaça seja utilizada na britagem comprimindo o material alimentado. A capacidade deste tipo de britador varia de 700 a 7.600 t/h e é utilizado para britar materiais de alta dureza e abrasividade. O tamanho de alimentação nominal pode se situar entre 1 e 1,6 m e o grau de redução é definido em 8:1.
Figura 8 – Britadores de mandíbulas 
Fonte: ASTECMA, online.
De acordo com Magalhães (2012), tanto os britadores de mandíbulas quanto os giratórios operam por compressão devido à praticidade em diminuir partículas muito grossas, além disso, de processar materiais de alta tenacidade e abrasividade. A Figura 9 apresenta uma tabela comparando-os.
Figura 9 – Comparação entre os britadores primários (mandíbulas e giratórios) 
Fonte: Magalhães, 2013.
2.1.2.2 Aplicações
Os britadores giratórios são mais indicados para instalações de britamento primário de larga escala, muito embora haja também britadores deste tipo sendo aplicado em britagem secundária.
	
2.1.2.3 Dimensionamento
No caso do britador giratório para computar a energia necessária deve-se conhecer WI e a capacidade do britador. Sendo assim, utiliza-se a Equação 05 para o cálculo da energia:
Em que a energia é dada em kW, Wi é o Work Index (kWh/t), C é a capacidade (t/h) e F80 é o tamanho em que 80% do material é passante na alimentação (µm) e por fim, P80 é o tamanho através do qual 80% do material é passante no produto (µm).
Quando WI é desconhecido pode-se utilizar uma aproximação dada pela Equação 06.
Atualmente têm sido utilizado (na prática) para britadores primários, em geral, a seguinte regra (Equação 07).
Para britadores primários, K= 0,75 e para secundários, K = 1.
Vídeos sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=s_IFBX2rEyE
2.1.3 Britadores de martelos
2.1.3.1 Funcionamento
	
Os britadores de martelos são britadores de britagem secundária e operam principalmente por impacto, prestando-se para fragmentar matérias frágeis não abrasivos. 
Segundo Gomide (1988), há uma grande variedade de modelos, sendo o mais comum aquele em que um rotor gira em alta velocidade no interior de uma carcaça. Neste rotor há certo número de martelos periféricos que giram em torno do seu ponto de fixação. Os martelos se posicionam radialmente pela forca centrífuga em operação normal, porém se um material que não pode ser quebrado é alimentado no britador, eles desviam-se para evitar a quebra. A Figura 10 mostra as partes do britador de martelos. 
Figura 10 – Partes de um britador de martelos
Fonte: Gomide, 1988.
Eles são subdivididos em britadores de martelo de impacto, de um eixo e de dois eixos. A Figura 11 mostra britadores de um e dois eixos. 
Figura 11 – Britadores de martelos de um e dois eixos 
Fonte: Carvalho, 2012.
Segundo Gomide (1988), a granulometria do produto é determinada pela velocidade da máquina, pelo tamanho dos martelos e pelo tamanho das aberturas de saída, sendo que a velocidade pode variar entre 500 e 1800 rpm. 
Britadores de martelo de impacto e de um eixo podem atingir capacidades superiores a 2000 t/h, tamanho de alimentação de até 2,5 m, produzindo partículas menores que 25 mm, alcançando índices de redução de 80:1 até 100:1. Os de dois eixos são especialmente utilizados para a redução de material com alta umidade e também alcançam capacidades superiores a 2000 t/h (CARVALHO, 2012).
Vídeos sugeridos: https://www.youtube.com/watch?v=w8Ax7JJAD8k
https://www.youtube.com/watch?v=6c-pPzCJ7lE
2.1.3.2 Aplicações
De acordo com Gomide (1988), este tipo de britador é aplicado para fragmentar materiais frágeis e abrasivos. Também é utilizado para materiais fibrosos como milho, soja e café, pois uma parte da ação de fragmentação é por corte. Os maiores britadores desse tipo são aplicados em trabalhos pesados, como britamento de carvão, calcário, barita, cal, xisto e osso em pedaços. 
~
2.1.4 Britadores de pinos
2.1.4.1 Funcionamento
Os britadores de pinos correspondem a uma variação do britador de martelos. São divididos em tamanhos menores e nos de tamanhos maiores. Nos primeiros, o disco inferior gira em alta velocidade com os pinos pra cima, o disco superior é fixo e tem os pinos para baixo. Neste tipo, a alimentação é feito por um furo central existente no disco fixo. Os tipos maiores têm os discos verticais, prestando-se para o britamento de um grande número de produtos químicos, fertilizantes e materiais frágeis e não abrasivos (GOMIDE, 1988).
	A granulometria do processo é controlada pela distância entre os discos e pelo ajuste de velocidade. Este tipo de britador pode ser empregado, também, como moinho. A Figura 12 mostra esquema para o britador de pinos.
Figura 12 – Partes de um britador de pinos 
Fonte: Gomide, 1988.
2.1.4.2 Aplicações
Os britadores de pinos maiores são aplicados no britamento de um grande número de produtos químicos, fertilizantes e materiais frágeis não abrasivos (GOMIDE, 1988).
2.1.5 Britadores de barras ou gaiolas
2.1.5.1 Funcionamento
De acordo com Gomide (1988), os britadores de barras ou gaiolas apresentam funcionamento parecido com os de martelos. Neste tipo de britadores, os rotores são verticais e no lugar dos pinos são utilizadas barras de aços de ligas especiais. Cada rotor funciona como uma espécie de gaiola circular. A Figura 13 mostra o britador em corte e em perspectiva.
Figura 13 – Britador de barras e gaiolas em corte e em perspectiva
Fonte: Gomide, 1988.
O sólido é alimentado pela parte superior, atravessa as gaiolas que giram em alta velocidade. O impacto múltiplo com as barras acarreta na fratura do material. Por fim, o produto sai pela parte inferior da máquina.
2.1.5.2 Aplicações
Segundo Gomide (1988), os britadores de barras ou gaiola são utilizados principalmente como desintegrador de materiais sem muita resistência mecânica e que podem ser úmidos e pegajosos para serem britados em outras máquinas, tais como carvão, calcário, fertilizantes e materiais fibrosos. 
2.1.6 Britadores de rolos
2.1.6.1 Funcionamento
Os britadores de rolos são fabricados em grandes variedades e insuperáveis na produção de sólidos granulares grosseiros (10-15 mesh), produzindo pouco material fino quando bem operado. Além disso, apresenta uma construção simples e robusta (GOMIDE, 1988).
Podem ser divididos em dois tipos: o convencional e o de alta pressão. O primeiro é composto por dois rolos de aço que giram numa mesma velocidade em sentidos contrários, guardando entre si uma distância definida nesta etapa do processo. São mais utilizados para materiais de fragmentação, possuem baixa capacidade de processamento e conseguem uma pequena produção de ultrafinos. A alimentação desse tipo de britador possui granulometria limitada pela distância fixada entre os rolos e o diâmetro dos mesmos. O alimentado é lançado entre os rolos, o que faz com que estes sejam forçados a passar pela distância pré-definida entre eles, resultando na fragmentação da partícula (MAGALHÃES, 2013). A Figura 14 mostra o esquema de um britador de rolos convencional. 
Figura 14 – Britador de rolos convencional.
Os britadores de rolos possuem baixas capacidades, o tamanho da alimentação gira em torno de 0,2 m e o grau de redução varia de 3:1 a 7:1. (CARVALHO, 2012). 
Os rolos podem ser revestidos de diversas maneiras; existem os lisos, ondulados ou dentados, sendo que a seleção deste revestimento depende das características do material a ser britado.Por exemplo, os de rolos lisos são normalmente usados na britagem fina enquanto que os ondulados ou dentados na britagem grossa (MAGALHÃES, 2013).
O modelo mais conhecido é o de dois rolos lisos, conforme mostra a Figura 15, que giram à mesma velocidade em sentidos contrários. 
Vídeos sugeridos: https://www.youtube.com/watch?v=VEKJ_T2jFrE&t=71s
https://www.youtube.com/watch?v=q_gSn8FtKLc
https://www.youtube.com/watch?v=gjSVNpR7P5U
Figura 15 – Britador de rolos lisos
Fonte: Gomide, 1988.
2.1.6.2 Aplicações
Os britadores de rolos são muito aplicados para serem instalados depois de um britador de mandíbula ou giratório. Os britadores de rolo único dentado prestam-se bem para o britamento de sólidos laminados, como calcário, dolomita, fosfato, cimento e xisto. No caso dos britadores de rolos corrugados, este é usado para fragmentação de cola, naftaleno, enxofre, madeira, cloreto de cálcio, pixe, plásticos fenólicos e asfalto. 
2.1.6.3 Dimensionamento
O dimensionamento do britador de rolos consiste no cálculo do diâmetro necessário para aprisionar as partículas da alimentação, da largura dos rolos que permita obter a capacidade desejada e, além disso, da potência consumida (GOMIDE, 1988).
Cálculo do diâmetro
Nos pontos de contato da maior partícula que o britador consegue aprisionar atuam duas forças radiais (Fr) e duas forças tangenciais de atrito (Ft). Para que a partícula seja capturada pelos rolos devem ter. A Figura 16 mostra esse esquema dos esforços durante a fragmentação de um britador de rolos.
Figura 16 – Esforços durante a fragmentação.
FONTE: Gomide, 1988
Capacidade
A capacidade de um britador de rolos varia entre 25% e 35% da teórica e é dada pela Equação 08.
Em que L é a largura dos rolos (m), D é o diâmetro dos rolos (m), s é a separação entre os rolos (m), N é a velocidade de rotação (rpm), ρs é densidade aparente do produto (kg/m³) e é a porosidade do produto e C é a capacidade (t/h).
Além da Equação (08) é possível dimensionar um britador de rolos pela Figura A.1 do Anexo, dada em função do diâmetro de alimentação, espaçamento dos rolos e capacidade.
A energia consumida de um britador de rolos também é determinada pela Figura A.1 do Anexo, além disso, pode-se também utilizar a Lei de Bond.
2.1.7 Britadores de impacto
2.1.7.1 Funcionamento
Nos britadores de impacto, como o próprio nome sugere, a fragmentação se dá por impacto. A Figura 17 ilustra seu funcionamento, no qual, por meio do movimento de barras ou martelas (500 até 3000 rpm) conectas ao rotor transfere-se energia cinética para o material, fazendo este ser projetado sobre as placas fixas de impacto, ocorrendo a fragmentação (CARVALHO, 2012).
Figura 17 – Fragmentação por impacto 
Fonte: Carvalho, 2012.
Segundo Carvalho (2012), este tipo de britador possui alta capacidade, sendo destinados ao processo de 200 a 2500 t/h. Além disso, podem aceitar grandes partículas na alimentação, chegando a 1830 mm e apresentam altas taxas de redução, variando de 6:1 até 40:1. Eles são empregados em aplicações não-abrasivas, onde a produção de finos não representa problema. 
Dos britadores primários, o de impacto é o que gera mais produto cúbico. Uma característica especial desse tipo de britador é a possibilidade de inclusão de um sistema de proteção na câmara de britagem contra corpos metálicos estranhos. Já como desvantagens têm-se o elevado custo de manutenção e o grande desgaste (CARVALHO, 2012).
A Figura 18 mostra as principais partes do britador de impacto enquanto que a Figura 19mostra o equipamento construído. 
Figura 18 – Principais partes de um britador de impacto
Fonte: http://wwwo.metalica.com.br/artigos-tecnicos/britadores-e-moinhos
Figura 19 – Britador de impacto construído
Fonte: http://www.britador-movel.com/products/impacto.html
2.1.7.2 Aplicações
Os britadores de impacto são utilizados em aplicações não-abrasivas e onde a produção de finos não representa problema. Podem ser usados em britagem seletiva, um método que libera os minerais duros do material estéril. 
Vídeo sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=w-cEPdyzl0A
2.1.8 Britadores sizer
2.1.8.1 Funcionamento
Os britadores do tipo sizer são formados por dois eixos inseridos em uma câmara de britagem em estrutura parafusada ou soldada. Conforme mostra a Figura 20, eles possuem duas variações: tipo central, o qual é usado para britagem primária e secundária e o tipo lateral, utilizado para britagem secundária e/ou terciária. A diferença entre os dois está no sentido de rotação dos rolos (CARVALHO, 2012).
Figura 20 – Britador sizer central e lateral, respectivamente 
Fonte: Carvalho, 2012.
De acordo com Carvalho (2012), o tamanho e o número de dentes também influenciam na sua aplicação. Quando se deseja britagem primária, utilizam-se dentes maiores, espaçamento maior entre os dentes além de um número menor dentes comparado aos de britagem secundária e/ou terciária. 
Estes britadores podem atingir capacidade de 5000 t/h, esmagando materiais com um tamanho máximo de 1700 mm na alimentação. O grau de redução atingido vai de 3:1 até 6:1, produzindo um tamanho de produto claramente definido com baixa fração de grossos e teor de finos consideravelmente mais baixo que outras máquinas de britagem (THYSSENKRUPP, 2006).
A Figura 21 mostra um britador tipo sizer em funcionamento. 
Figura 21 – Britador tipo sizer em funcionamento 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=ERBR4yncci8
2.1.8.2 Aplicações
Os britadores do tipo sizers são utilizados para fragmentar rochas de médias durezas, bem como material pegajoso e macio, como carvão, argila, calcário e outros (CARVALHO, 2012).
Vídeo sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=ERBR4yncci8
2.1.9 Britadores cônicos
2.1.9.1 Funcionamento
Os britadores cônicos são semelhantes ao giratório, porém com capacidade menor. Além disso, tanto o produto como a alimentação são mais finos comparados ao giratório (GOMIDE, 1988). A Figura 22 mostra as partes de um britador cônico.
Figura 22 – Partes de um britador cônico 
Fonte: Gomide, 1988.
Outra diferença entre os britadores giratórios e cônicos é que enquanto nos primeiros a descarga se dá pela ação da gravidade, nos cônicos a descarga é condicionada pelo movimento do cone (CARVALHO, 2012). 
Segundo Magalhães (2013), o principio de operação deste tipo de britador consiste no movimento de aproximação e afastamento de um cone ou manto central (móvel) em relação a uma carcaça invertida chamada de côncavo (fixa). O movimento que o cone faz, girando em torno de um eixo, faz com que o processo seja otimizado, elevando a capacidade de operação em relação a outros modelos, uma vez que toda a área da carcaça é usada para fragmentação. A Figura 23 mostra um britador cônico em escala industrial. 
Figura 23 – Britador cônico em aplicação industrial
Fonte: http://www.simplex.ind.br/britadores-conicos-simplex/
	Os britadores cônicos são mais utilizados para britagem secundária, sendo sua capacidade de até 2400 t/h e o tamanho da alimentação nominal entre 0,2 e 0,5m. Produz um grau de redução que varia de 3:1 a 7:1 (CARVALHO, 2012).
2.1.9.2 Aplicações
Os britadores cônicos são aplicados no lugar do britador giratório ou de rolos, realizando, em um só estágio, uma redução de tamanho que em outros equipamentos seria realizada em mais estágios (GOMIDE, 1988).
2.1.10 Seleção de britadores
É necessário atender uma série de exigências quanto à escolha de um britador para um determinado serviço. Essas exigências são principalmente: condição de recepção, condição de processo e capacidade.
A condição de recepção deve-se levar em conta a distância entre as duas mandíbulas na extremidade superior do britador (gape). Além disso, a gape deve ser suficientemente grande a fim de deixar passar o material de maior tamanho da alimentação, porém, também deve permitir que o material de menor tamanho alcance uma posição dentro da câmara de britagem em que haja condiçãodo mesmo ser britado. A condição de recepção é representada pela Equação 09 (TEIXEIRA, 2013).
Na condição de processo é necessário levar em conta que o britador deve gerar a distribuição granulométrica desejada pelo engenheiro responsável do processo. Cada britador possui uma série limitada de regulagens (APA- abertura na posição aberta) e é necessário verificar se ele opera na abertura desejada.
Além disso, cada um possui uma determinada capacidade, a qual varia com o seu tamanho e, para cada tamanho, com a abertura. Segundo Taggart (1951) existe um critério, para optar por britadores de mandíbulas ou giratórios, representado pela Equação (10):
Caso o valor de X seja maior que 0,115 é sugerido utilizar o britador giratório, caso contrário o de mandíbulas.
Vídeo sugeridos: https://www.youtube.com/watch?v=yfc5t3t1jg8
https://www.youtube.com/watch?v=6sZEYRGUsbo
2.1.10.1 Capacidade dos britadores de mandíbulas e giratório (primários)
Os britadores giratórios e de mandíbulas são considerados muito complexos, sendo assim, não há uma fórmula exata que dê a capacidade real dos mesmos. De maneira simplificada, os cálculos de capacidade são feitos baseados somente na área de descarga (BROMAN, 1984).
2.1.10.1.1 Britadores de mandíbulas
Método de Taggart
A fórmula de Taggart (1951) permite efetuar estimativas rápidas da capacidade dos britadores de mandíbulas, baseado na medida da boca de alimentação e na abertura de descarga. A fórmula é dada pela Equação (11) (GOMIDE, 1988).
Em que C é a capacidade (t/h), L é o comprimento da boca de alimentação paralela ao plano da mandíbula fixa (cm) e S é o afastamento máximo da abertura de descarga (cm).
A Figura 24 representa um diagrama esquemático dos parâmetros da fórmula de Taggart.
Figura 24 – Diagramadas mandíbulas de um britador.
FONTE: Teixeira, 2013.
Ângulo de ataque
Para que as partículas alimentadas não sejam expelidas pelo britador, o ângulo de abertura das mandíbulas geralmente é menor que 30°. É possível relacionar o ângulo de ataque, o tamanho da alimentação e o coeficiente de atrito entre o material e as mandíbulas. Considerando que uma partícula de diâmetro D é alimentada a um britador do tipo Blake. O ângulo máximo entre as mandíbulas é 2α (ângulo de ataque), caso esse ângulo seja excedido, a partícula é repelida do britador, representado pela Figura 25 (GOMIDE, 1988).
Figura 25 – Ângulode ataque
Fonte: Gomide, 1988.
Dois tipos de forças atuam nos pontos de contato com as mandíbulas: duas forças radiais (Fr) e duas forças por atrito (Ft). Essas forças são relacionadas através do coeficiente de atrito: 
As componentes das forças atrito, segundo a bissetriz do ângulo 2α tendem a conduzir a partícula para baixo, enquanto que as componentes das forças radiais nessa mesma direção tendem a expelir a partícula. A condição de aprisionamento é:
Logo, 
Para valores do coeficiente de atrito encontrados na prática, α resulta entre 10° e 15°, logo, o ângulo de ataque varia entre 20° e 30° (GOMIDE, 1988).
10.1.10.1.2 Britador giratório
Para estimativa da capacidade de um britador giratório, utiliza-se a fórmula de Taggart (Equação 11), porém, neste caso muda-se o significado do parâmetro L. Sendo L o perímetro da circunferência cujo diâmetro é a média aritmética dos diâmetros dos dois cones que compões a carcaça do britador (cm). O esquema para a determinação de L é representado na Figura 26.
Figura 26 – Esquema de um britador giratório e o raio médio da descarga
Fonte: Teixeira, 2013.
2.2 Moinhos
A moagem é uma operação unitária de redução de tamanho, na qual o tamanho médio da matéria prima é reduzido pela aplicação de forças de impacto, compressão e abrasão. O rendimento da moagem é influenciado pelas características da própria matéria-prima: dimensão e forma inicial das partículas, dureza do material, estrutura homogênea ou heterogênea, umidade, sensibilidade à variação da temperatura, tendência à aglomeração, entre outros fatores que alteram as características (UFRGS, online).
As vantagens da fragmentação de sólidos no processamento em uma indústria são:
Aumento da relação superfície/volume, aumentando a eficiência das operações posteriores, como extração, aquecimento, resfriamento, desidratação, etc. 
Uniformidade do tamanho das partículas do produto, auxiliando na homogeneização de produtos em pó ou na solubilização dos mesmos. 
A desvantagem que apresenta a moagem é em relação ao ponto de vista energético. Na moagem somente uma pequena parte da energia é empregada realmente para a ruptura ou fragmentação do sólido. Grande parte se dirige para a deformação do sólido e a criação de novas linhas de sensibilidade e pode produzir ruptura sucessiva dos fragmentos, a outra parte da energia é dissipada em forma de calor (SANTOS, 2011).
Os equipamentos que realizam a moagem são chamados de moinhos. Existem diversos tipos de moinhos disponíveis como: moinhos de martelos, moinho de rolos, moinho de barras, moinho de bolas, entre outros. A escolha do tipo de moinho para a utilização na fragmentação depende das características da matéria prima e do tamanho que se deseja obter o produto. Geralmente, os fabricantes desses equipamentos disponibilizam esse tipo de informação (CEFET, online). 
2.2.1 Características operacionais da moagem
2.2.1.1 Processos de moagem
A operação de moagem pode ser realizada através de dois tipos de processo: via seca ou via úmida. Porém, o processo depende das características do material, da operação subsequente ou até mesmo de aspectos econômicos. 
A moagem via seca é utilizada em casos que o produto não pode ser molhado, devido à reação com água, ou quando a próxima etapa do processo a ser feito deve ser a seco. Segundo Wills et al.(2006), a moagem a seco causa menos desgaste nos revestimentos e nos corpos moedores dos moinhos do que a moagem via úmido. 
A moagem via úmida é utilizada em operações devido à economia global da operação. Algumas das vantagens deste tipo de processo são: menor consumo energético por tonelada de material, maior capacidade por volume do moinho, eliminação de problemas relacionados à poeira e dissipação do calor gerado dentro do moinho, além de possibilitar o uso de meios de transporte de material mais simples, como por exemplo, bombas, tubulações e calhas (Wills et al, 2006).
2.2.2 Tipos de Circuitos
2.2.2.1 Descontínuo
Essa operação recebe o nome de descontínua ou moagem em batelada, pois o produto entra no equipamento e ocorre a moagem, após o término da operação (tempo) o equipamento é parado e ocorre a descarga do mesmo. A Figura 27 representa um esquema de uma operação de moagem descontínua. 
Figura 27 – Operação de moagem descontínua
Fonte: GOMIDE, 1988.
2.2.2.1 Contínuo
No processo contínuo, o carregamento e a retirada do produto são realizados com o equipamento ligado, em operação. Existem dois tipos de operação contínua: circuito aberto e fechado. No aberto o material é alimentado ao equipamento e passa apenas uma vez pela máquina, sendo retirado logo após a moagem. No circuito fechado, o produto bruto passa por uma separação, os grãos finos constituem o produto e os grãos ainda grossos retornam ao equipamento para outra moagem. O custo nesse caso é mais elevado, mas o consumo de energia por tonelada de produto é menor e evita-se a produção de quantidade exagerada de finos, otimizando o processo (METSO, 2005).
A Figura 28 e 29 representa um esquema de uma operação contínua de circuito aberto e fechado, respectivamente.
Figura 28 – Operação contínua aberta de moagem
Fonte: GOMIDE, 1988.
Figura 29 – Operação contínua fechada de moagem.
Fonte: GOMIDE, 1988.
Segundo Figueira (2004) é de extrema importância o controle do tamanho do produto obtido, pois caso ocorra a submoagem o produto obtido é grosso, inviabilizando o processo de concentração. No caso da sobremoagem, ocorre a diminuição do tamanho das partículas sem necessidade, acarretando em um maiorconsumo de energia e perdas no processo, o que também é indesejável.
2.2.3 Aplicação na Indústria
2.2.3.1 Indústria alimentícia
O principal uso da operação unitária moagem é na indústria alimentícia. Moinhos são muito utilizados com grãos, a fim de reduzi-los a farinha ou pó. No caso de cereais, ocorre a eliminação do pericarpo, das cascas da semente e da epiderme nuclear (UFRGS, online).
Nos processos industriais alimentícios a fragmentação de sólidos é realizada a fim de atender diferentes métodos de processo e com finalidades diferentes. A redução dos produtos em partículas menores aumenta a reatividade dos sólidos, permite a separação por meios mecânicos com a redução do tamanho de um material fibroso para ser mais facilmente tratado em seu processamento (Operação de redução de tamanho de alimentos, online).
Os principais moinhos utilizados nessa indústria são: moinho de martelos, moinho de rolos, moinho de discos de atrito, moinho de bolas, moinho coloidal, moinho de facas e moinho dispersor. A Figura 30 apresenta alguns exemplos de alimentos e o tipo de moinho que pode ser utilizado para a redução do mesmo. 
Figura 30 - Tipo de moinho utilizado para diversos alimentos
FONTE: Operação de redução de tamanho de alimentos, online.
2.2.3.2 Campo da mineração
Outro campo abrangente do uso de moinhos é para a fragmentação de minerais, chamada de cominuição. Um minério deve ser fragmentado até que os minerais úteis contidos sejam fisicamente liberados dos minerais que são indesejados. Na maioria dos casos, a redução do tamanho pela moagem possui como objetivo atender às especificações granulométricas estabelecidas pelo mercado (CEFET, online).
No caso da mineração, é válido ressaltar que a moagem envolve um elevado consumo energético e uma baixa eficiência operacional, o que representa um maior custo no tratamento de minérios. Devido a isso, a fragmentação de minerais é dividida em etapas a fim de minimizar os custos e não fragmentar partículas além do necessário. A moagem é uma destas etapas a qual visa atingir tamanhos menores, aproximadamente de 0,05 mm. Logo, a moagem possui como intuito obter um produto adequado à concentração ou qualquer outro processo, como pelotização, lixiviação e combustão. 
2.2.3.3 Indústria farmacêutica
É necessária a utilização de moinhos no processamento de um remédio, por exemplo, para realizar a homogeneização, dispersão e moagem do mesmo. O material é submetido a alta rotação e a força de cisalhamento, o que provoca uma moagem extremamente fina. O funcionamento de moinhos para este fim possui micro esferas que possibilita a diminuição ou micronização das partículas. Atuam em processos de baixa e até mesmo média viscosidade (Moinhos Tigre, online).
2.2.4 Tipos de moinhos
Para classificar os equipamentos de fragmentação dos sólidos o tamanho das partículas da alimentação e do produto é o critério mais importante. As máquinas que efetuam fragmentação que resultam em produtos finos são os moinhos. A delimitação de subclasses, meio vaga, pode ser feita como segue na Tabela 4.
Tabela 4 – Classificação de moinhos de acordo com o tamanho das partículas.
	
	ALIMENTAÇÃO
	PRODUTO
	FINOS
	0,2 a 0,5 cm
	200 mesh
	COLOIDAIS
	80 mesh
	Até 0,01 µ
Os tipos mais comuns de Moinhos Finos são:
Centrífugos ou de atrito;
De rolos ou cilíndricos;
De bolas;
De energia fluida.
2.2.4.1 Moinhos centrífugos ou de atrito
Os tipos mais representativos são os quatro seguintes: Babcock, Lopulco, Raymond e Griffin.
Todos os modelos desta categoria empregam força centrífuga para lançar o material a moer contra a superfície de moagem. O elemento de moagem rola sobre o material que está sendo moído, realizando uma dupla ação de moagem: compressão e atrito.
2.2.4.1.1 Moinhos Babcock
Este tipo de moinho emprega esferas de aço que giram em alta velocidade entre dois anéis circulares. O anel inferior gira e o superior se mantém em estado estacionário. O material úmido é alimentado no centro do moinho e chega por ação centrífuga à parte periférica, onde é moído entre as esferas e os anéis. A capacidade deste tipo de moinhos vai até 15 t/h, porém existem outros com capacidade até 45 t/h. Aplicações típicas são a moagem do carvão, matérias primas para a fabricação de cimento, rocha fosfática e calcário para agricultura e minério de cromo (GOMIDE, 1988).
Figura 31 – Moinho de Babcock em corte
Fonte: Gomide, 1988.
2.2.4.1.2 Moinhos Lopulco
Este tipo de moinho possui dois rolos de moagem com a forma de troncos de cone que são apertados com molas contra um anel plano de moagem, mas não chegam a encostar no anel. Os rolos podem ser móveis, sendo o anel fixo, ou fixos, com a mesa giratória. Neste moinho a mesa que gira em alta velocidade. Quando o produto atinge a granulometria desejada, um ventilado arrasta as partículas pela parte superior do moinho. Ao contrário do moinho Babcock, não há desgaste quando o moinho não está recebendo alimentação, pois os rolos não encostam-se à mesa. Este tipo de moinho é utilizado para produzir materiais finamente divididos, como carvão, rocha fosfática, produtos químicos, farmacêuticos, cimento e corantes (GOMIDE, 1988).
Figura 32 – Moinho Lopulco
Fonte: Gomide, 1988.
2.2.4.1.3 Moinhos Raymond
Este moinho obteve bastante sucesso decido a grande perfeição de seus detalhes mecânicos, graças a isso ele fornece um produto mais uniforme. Seu funcionamento é da seguinte forma: um eixo central reforçado gira pela ação de uma coroa existente na parte inferior. Existem dois a cinco braços que estão presos no eixo, nos quais estão suspensos eixos que podem bascular em torno do seu ponto de suspensão. Na ponta destes eixos existem rolos, que devido à força centrífuga, são pressionados contra o anel periférico onde é realizada a moagem. Mesmo que não há alimentação o desgaste não cessa (GOMIDE, 1988).
Figura 33 – Moinho de Raymond
Fonte: Gomide, 1988.
Vídeo sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=XnbI65rz6l4
2.2.4.1.4 Moinhos Griffin
Este tipo de moinho é semelhante ao Raymond, o que diferencia é que neste há apenas um rolo de moagem montado num eixo que se movimenta pendurado num rolamento esférico. A separação do material moído é feita por meio de uma peneira dupla existente na parte lateral do moinho. A moagem é realizada no interior de uma panela de aço. A parte inferior da peneira sofre menos desgaste e pode ser substituída independentemente da superior, isto é feito para minimizar o custo de manutenção (GOMIDE, 1988).
Figura 34 – Moinho de Griffin
Fonte: Gomide, 1988.
2.2.4.2 Rebolo
A moagem é realizada entre duas pedras horizontais pesadas circulares, uma das quais é fixa. A outra gira em torno do seu eixo. O material é alimentado por cima, através de um furo central na pedra superior, sendo moído por atrito entre as duas pedras, cuja superfície é áspera. O produto sai lateralmente por ação centrífuga. Na Figura 35 está apresentado um modelo que possui acionamento por baixo, mas a pedra móvel também pode ser movida para cima (GOMIDE, 1988).
Figura 35 – Rebolo
Fonte: Gomide, 1988.
2.2.4.3 Moinhos de rolos
Ideais para misturar, dispersar, homogeneizar e reduzir partículas, fornece um produto de textura mais uniforme. Dois ou mais cilindros pesados giram em direções contrárias, a velocidade iguais ou diferentes. Partículas na alimentação são submetidas a forças de compressão. A distância entre os rolos, que giram em sentido opostos, é regulável e deve ser ajustada às condições de matéria prima. Amplamente utilizado na moagem de cereais em uso caseiro, por apresentar um produto com textura mais uniforme (UFAL, online).
Figura 36 – Exemplo de moinho de rolo
Fonte: UFAL, online.
Figura 37 – Demonstração do funcionamento dos rolos
Fonte: UFAL, online.
Figura 38 – Moinho de rolos industrial
Fonte: UFAL, online.
Vídeo sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=e8tkqqstklQ
2.2.4.4 Moinhos de rolos dentados
Mais utilizadopara materiais que possuem uma resistência média. A ação de moagem é principalmente de corte, ao contrário do que acontece nos britadores de rolos que trabalham por compressão. O número de rolos é variável, podendo haver um só, dois rolos sucessivos ou opostos girando em sentidos opostos e com velocidades diferentes ou mais de dois. O nome deste moinho é dado porque seu rolo é dentado. A alimentação é feita por cima e o material moído sai por baixo (GOMIDE, 1988).
Figura 39 – Moinho de rolos dentados
Fonte: Gomide, 1988.
Vídeo sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=e8tkqqstklQ
2.2.4.5 Moinhos de martelos
Esse tipo de moinho consiste de um eixo girando em alta rotação e no qual ficam presos, de forma articulada, vários blocos, facas ou martelos. O material 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 a granulometria da descarga (FIGUEIRA et al, 2004).
Produzem um material mais fino que o moinho de rolos. Para moagem de cereais destinado à extração de pó solúvel, o moinho de rolos é o mais indicado, sendo também utilizados os moinhos de facas e martelos e os de disco. Normalmente os moinhos de facas e martelos apresentam melhores resultados do que os de disco para este fim. Um rotor de alta velocidade gira no interior de uma capa cilíndrica. No exterior do rotor é acoplada uma série de martelos nos pontos de articulação. O material se rompe pelo impacto dos martelos e se pulveriza ao passar por uma esteira na abertura entre os martelos e a capa (FIGUEIRA et al., 2004).
Figura 40 – Partes de um moinho de martelos
Fonte: Gomide, 1988.
Figura 41 – Funcionamento do moinho de martelos
Fonte: Gomide, 1988.
Vídeo sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=w1J9Q4Hz3P8
2.2.4.6 Moinhos de bolas
Existem diversas variações deste tipo de moinho, usa-se a denominação moinhos de quedas para englobar todos os modelos. Os tipos mais comuns são: 
Moinho de bolas comum;
Moinho de barras;
Moinho tubular;
Moinho de compartimentos;
Moinho Hardinge.
2.2.4.6.1 Moinhos de bolas comuns
Os Moinhos de Bolas são equipamentos de importante aplicação na industrialização de produtos de baixa granulometria. São um dos poucos equipamentos desta área que pode trabalhar tanto em meio seco como úmido. São equipamentos robustos, duráveis e de excelente desempenho, agregando ainda facilidade de operação e manutenção. Graças as suas características, podem ser supridos com bolas como agentes moedores, ambos fabricados em aços-liga especiais (FURLAN, online).
É um equipamento chave em processos de remoagem, e se utiliza em cimento, produtos de silicato, vidro, cerâmica, dentre outros. Pode moer materiais e minérios que aceitem processo em seco ou em molhado. 
Seu princípio de funcionamento consiste em materiais que entram em espiral e de forma uniforme na primeira sala de armazenagem através do eixo oco de introdução de material. Nessa sala há um quadro de escalas que tem instaladas diferentes especificações de bolas de metal. Quando o corpo de barril roda e produz força centrífuga, as bolas são elevadas e descem para moer o material. No fim do processo, o produto final é descarregado pelo sistema de saída.
Figura 42 – Moinho de bolas
Fonte: http://furlan.com.br/moinhos-de-bolas-barras/
Vídeo sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=3fDhYk00mP0
Moagens a seco, geralmente, utilizam alimentadores vibratórios. Para moagens via úmida estão disponíveis três tipos de alimentação: spoutfeeder, o mais simples, consiste de um chute cilíndrico ou elíptico, suportado independente do moinho, projetando-se diretamente para dentro do munhão, sendo a alimentação feita por gravidade; drumfeeder, onde a alimentação entra no tambor através de um chute e uma espiral interna transporta o material para dentro do munhão, quando a altura de alimentação é limitada; drum-scoopfeeder, geralmente utilizado para circuitos fechados com classificadores espirais, onde a alimentação nova é conduzida diretamente ao tambor, enquanto o pescador (scoop) apanha a areia do classificador espiral para remoagem. Scoopfeeders são geralmente utilizados em substituição à combinação drumscoop quando a alimentação do moinho possui uma faixa granulométrica mais fina (WILLS, et al., 2006).
Figura 43 – Tipos de alimentação para moinhos: (a) spoutfeeder,(b) drumfeeder, (c) drum-scoopfeeder, (d) scoopfeeder.
Fonte: Luz, 2010.
Os moinhos cilíndricos são, muitas vezes, classificados de acordo com a natureza do dispositivo de descarga da polpa durante a moagem. Em geral, quanto mais próximo da periferia da carcaça e da boca de alimentação estiver situada a saída da polpa, mais rápido o material é descarregado, e ocorre menos sobremoagem (LUZ, et al., 2010).
 Os moinhos de bolas podem possuir descarga por overflow ou descarga por diafragma, conforme as necessidades do processo. A descarga por diafragma é recomendada para alimentações grosseiras ou quando se deseja minimizar a geração de finos, correspondendo à descarga periférica do moinho de barras. O diafragma é um disco crivado, sendo que os crivos podem cobrir toda a área da superfície da peça, possibilitando a graduação do tempo de residência dentro do moinho, conforme as necessidades operacionais (CHAVES, et al., 2003). 
Os moinhos com descarga por diafragma apresentam algumas desvantagens operacionais, tais como o maior consumo de corpos em relação ao moinho com descarga por overflow, e a possibilidade de entupimento dos crivos, apesar do seu projeto ter os furos do crivo abertos na direção do fluxo (CHAVES, et al., 2003).
A Figura 44 apresenta uma tabela com os tipos de descarga e características dos moinhos de bolas.
Figura 44–Tipos de descarga e características dos moinhos de bolas.
Fonte: Chaves, 2003.
A rotação da carcaça do moinho leva ao movimento da carga em seu interior, responsável pelo processo de fragmentação das partículas. À medida que moinho gira, a carga é levantada próximo à carcaça, devido à força centrífuga exercida sobre ela, até o ponto em que a força peso passa a ser predominante. Neste ponto, a carga é arremessada da parede da carcaça, em trajetória parabólica, podendo apresentar dois tipos de movimento, dependendo da velocidade de rotação do moinho (Figura 45): cascata ou catarata.
 No movimento de cascata, as bolas rolam sobre a carga no sentido descendente, gerando a fragmentação das partículas por atrito. No movimento de catarata, as bolas são lançadas sobre a carga e a moagem é realizada, essencialmente, por impacto.
Figura 45 – Regimes de moagem: (a) cascata, (b) catarata
FONTE: Beraldo,1987.
Vídeo sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=O2-gg0C2Asw
2.2.4.6.2 Moinhos de barras
Os moinhos de barras utilizam barras cilíndricas como corpos moedores. São moinhos tubulares, fabricados até o tamanho máximo de 4,5 m de diâmetro por 6,0 m de comprimento. São usados principalmente em circuito aberto preparando o produto para alimentar o moinho de bolas. O moinho de barras é utilizado na moagem primária recebendo o minério que vem com granulometria que varia de ¾ a 3/8 de polegada (19 a 9,53 mm). O meio moedor são barras de peso considerável que torna este moinho apto a moer materiais mais grossos, pois a queda de uma barra produz um impacto significativo, sendo este o mecanismo de fragmentação predominante no moinho de barras. Moinhos de barras são usados na moagem de minério de ferro. São usados também em circuito aberto na obtenção de produtos grosseiros, como, por exemplo, na moagem de minério de urânio para lixiviação. Não são usualmente empregados em moagem a seco (UFAL, online).
Figura 46 – Moinho de barras visto de dentro
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=gs6COsREjqY
Figura 47 – Moinho de barras de aplicação industrial
Fonte: UFAL, online.
Vídeo sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=gs6COsREjqY
2.2.4.6.3 Moinhostubulares
O moinho tubular distingue-se do moinho comum pelo comprimento do tambor, que é 3 a 4 vezes o diâmetro, enquanto que no comum era de apenas 0,8 a 1,5. Em virtude do maior comprimento, o tempo de retenção no moinho é maior em consequência um produto mais fino pode ser obtido num moinho tubular do que num moinho de bolas convencional. Estes moinhos podem a ter dimensões bastante grandes: 3 a 6 m de diâmetro por 10 a 15 m de comprimento (UFAL, online).
Figura 48 – Representação de um moinho tubular
Fonte: UFAL, online
Figura 49 – Tamanho de um moinho tubular
Fonte: UFAL, online
2.2.4.6.4 Moinhos de compartimentos
O moinho de compartimento é um moinho de bolas tubular com separações internas perfuradas. Visa-se com o uso destas divisões evitar que um material grosso chegue à saída do moinho. Só passa por uma dada separação o material que tiver atingido a granulometria desejada naquele compartimento. O mesmo acontece com as bolas. À medida que elas vão afinando, vão sendo utilizadas nos compartimentos seguintes, onde são mais úteis porque o material a moer é mais fino (GOMIDE, 1888).
2.2.4.6.5 Moinhos Hardinge
O moinho Hardinge apresenta o formato indicado na Figura 50 e permite tirar partido de um fato que será justificado adiante: as bolas de menor diâmetro dirigem-se para as secções do moinho onde o diâmetro do tambor também é menor. Na entrada ficam as bolas maiores e para a saída vão as bolas menores. Há assim uma classificação natural das bolas de acordo com as necessidades da operação (GOMIDE, 1888).
Figura 50 – Moinhos Hardinge
Fonte: UFAL, online
2.2.4.7 Moinhos coloidas
São utilizados para produzir suspensões e emulsões coloidais com partículas menores do que 1µ. Um tipo comum consta de um rotor cônico e um estator separados de 0,5 a 7,5 mm um do outro. O rotor gira a alta velocidade (3000 a 15000 rpm) e o material alimentado tem mais ou menos 100 mesh de diâmetro. A ação é predominantemente de atrito e corte. O consumo de energia destes equipamentos é bastante elevado em virtude da extrema finura que se pretende atingir. Os moinhos de discos também podem ser utilizados como moinhos coloidais, desde que a separação entre os discos seja suficientemente reduzida e a velocidade supere a dos tipos convencionais (GOMIDE, 1888).
2.2.4.8 Moinhos de discos
Geralmente usado para moagem de granulação fina, são pequenos e de difícil regulagem. Este tipo de moinho tem dois discos com ressaltos internos, sendo um fixo e outro móvel, dotado de movimento excêntrico, Figura 51. A alimentação ocorre no centro dos discos através da abertura, o material sofre o impacto e o atrito do disco móvel, que com seu movimento excêntrico vai fragmentando e forçando o material para a periferia, caindo depois numa câmara coletora. A granulometria da descarga é dada pelo ajuste da abertura entre os discos na parte periférica, onde eles são lisos (FIGUEIRA et al, 2004).
Figura 51 – Representação do moinho de discos
Fonte: Figueira, 2004. 
Vídeo sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=iI05XKFMM38
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS
É de suma importância dentro de uma indústria o processo de fragmentação de sólidos, ou seja, processos em que se diminuem o tamanho das partículas sólidas, aumentando, consequentemente, a área externa de tais partículas. Quando se deseja diminuir o tamanho da partícula, deve-se analisar o tipo do material que está sendo operado, bem como o tamanho das partículas que serão alimentadas e o tamanho desejado do produto. 
Os moinhos e britadores são equipamentos utilizados com o fim de realizar o processo de fragmentação das partículas. A principal diferença entre os moinhos e britadores é que enquanto os britadores realizam a britagem grosseira os moinhos tem como produto, partículas finas. 
Os britadores geralmente são utilizados na fragmentação de grandes materiais que, após passar pelo britador, sofre novo processo de redução de tamanho. Eles são divididos em primários e secundários; e cada um destes possui suas características próprias de funcionamento, um próprio dimensionamento bem como um tipo de material que melhor é fragmentado. 
Assim como os britadores, os moinhos apresentam características próprias de funcionamento, dimensionamento e que material deve ser fragmentado neste. 
Desta forma, ao verificar a necessidade de fragmentação e, por consequência, a instalação de um moinho ou britador, deve-se analisar o tamanho das partículas da alimentação e do produto. Por fim, para selecionar um tipo de britador ou moinho devem-se analisar as características do material tais como abrasividade e dureza. 
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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ANEXO
Figura A.1- Dimensionamento de um britador de rolos.