Hidrometalurgia - Operação unitária

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CLASSIFICAÇÃO
Operação unitária
Amadeu José Tomás
Hornêcio Fernandes Ubisse
Eng. Francisco Jr.
De uma forma geral, consiste na separação de partículas com base nas dimensões físicas das mesmas. Os processos de classificação são divididos em peneiramento e classificação propriamente dita. (Dutra, 2008).
Peneiramento 
Entende-se por peneiramento, a separação de um material em duas ou mais classes, estando estas limitadas uma superior e outra inferiormente. O material retido na tela da peneira é denominado oversize e o passante, undersize. (Da luz, Sampaio & Alves, 2010).
a) Modelo esquemático do processo de peneiramento; b) Exemplo de material retido na tela da peneira. 
No peneiramento a húmido adiciona-se água ao material a ser peneirado com o propósito de facilitar a passagem dos finos através da tela de peneiramento. É normalmente aplicado para até 0,4 mm, mas recentemente tem sido possível peneirar partículas mais finas, da ordem de 50 μm.
Os peneiramentos industriais a seco são realizados, normalmente, em fracções granulométricas de até 6 mm. Entretanto, é possível peneirar a seco com eficiência razoável em fracções de até 1,7 mm.
Equipamentos 
Encontram-se disponíveis uma variedade de equipamentos para o peneiramento industrial, de acordo com a necessidade ou objetivos do peneiramento (alívio do britador, peneiramento com elevada eficiência, desaguamento). 
Grelhas 
consistem de um conjunto de barras paralelas espaçadas por um valor pré-determinado,
Podem ser horizontais ou inclinadas e vibratórias ou estacionárias. 
Exemplo de grelha fixa 
 Inclinada na direcção do fluxo da ordem de 35° a 45°;
Sua eficiência é normalmente baixa (60%), porque não havendo movimento da superfície.
Na mina Pitinga, onde se utiliza grelha fixa com abertura de 406 mm, cujo passante alimenta uma grelha vibratória de abertura de 100 mm. O material retido na grelha alimenta um britador de mandíbulas de 800 x 500 mm. 
Peneiras fixas 
Peneiras curvas do tipo DSM ( Dutch State Mines), introduzidas para o desaguamento. 
separação precisa de suspensões de partículas finas.
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Exemplo de peneira DSM. 
A alimentação é feita por bombeamento na parte superior da peneira sendo distribuída ao longo de toda a extensão da peneira.
 Utilizada no peneiramento a húmido de materiais finos até 50 μm.
Peneiras vibratórias 
o movimento vibratório é caracterizado por impulsos rápidos, normais à superfície, de pequena amplitude (1,5 a 25 mm) e de alta frequência (600 a 3.600 movimentos por minuto), sendo produzidos por mecanismos mecânicos ou eléctricos. 
Estas peneiras são as de uso mais frequente em mineração, sendo muito empregadas nos circuitos de britagem e de preparação de minério para os processos de concentração. A sua capacidade varia entre 50 a 200 t/m2/mm de abertura/24 h.
Representação esquemática de uma peneira vibratória
Movimento da partícula em peneiras vibratórias: a) horizontais; b) inclinadas 
As peneiras vibratórias podem ser divididas em duas categorias: 
Selecção e Dimensionamento dos Equipamentos
Todo cuidado deve ser tomado na selecção de peneiras para que sejam de tamanho e tipo adequado. Um equipamento de peneiramento é definido inicialmente pelas suas dimensões e pelo tipo de abertura (quadrada, rectangular, circular). (Da luz, Sampaio & Alves, 2010).
É preciso ressaltar que existe uma relação entre o tamanho máximo de partícula que pode passar numa determinada abertura e as dimensões do fragmento passante. Para uma grelha, onde se tem apenas o afastamento livre entre as barras, este determina o tamanho máximo da menor dimensão da partícula que atravessa as barras paralelas.
Eficiência de Peneiramento
Em peneiramento industrial a palavra eficiência é empregada para expressar a avaliação do desempenho da operação de peneiramento, em relação a separação granulométrica ideal desejada. (Da luz, Sampaio & Alves, 2010).
Onde:
E = eficiência; P = passante (t/h); A = alimentação (t/h); a = percentagem de material menor que a malha da alimentação.
CLASSIFICAÇÃO PROPRIAMENTE DITA
É o processo de separação de uma mistura de minerais em dois ou mais produtos na base da velocidade de queda das partículas num meio fluido. 
Os classificadores são divididos em vários tipos dependendo do mecanismo do fluido utilizado. Porem os classificadores mais comuns são os ciclones, hidrociclones. (Dutra, 2008).
Os ciclones
Os ciclones ou separadores ciclónicos são equipamentos que empregam uma resultante força centrífuga.
Funcionamento dos ciclones
O princípio do funcionamento dos ciclones é simples, um gás contendo pó é introduzido dentro do ciclone a uma velocidade média de 6 a 20 m/s. 
Dentro do ciclone, as partículas de sólido são separadas da corrente gasosa sob acção de uma força centrífuga, que pode variar de 5 a 2500 vezes o peso da partícula, assim permitindo a captura de partículas muito pequenas. 
Depois a força centrífuga do vórtex do ciclone, envia as partículas sólidas radialmente em direcção ao fundo do ciclone, onde escorregam e são recolhidas, e o gás limpo e livre de partículas sólidas, sai pelo tubo vertical superior.
Os ciclones podem trabalhar a seco ou a húmido, em temperaturas baixas ou a temperaturas altas até 1000°C e, a pressões que podem chegar até 500 atm. 
A eficiência dos ciclones depende do diâmetro do tubo ciclone e do tamanho da partícula. Pois se as partículas forem muito pequenas e o diâmetro do tubo do ciclone não for grande o suficiente, o processo pode gerar alta perda de carga e baixa eficiência. 
Representação esquemática de ciclone:
Fonte: http://www.engquimicasantossp.com.br/2012/07/ciclones-industriais.html
Fonte: Hornecio Ubisse
consiste de uma câmara cilíndrico-cônica com entrada tangencial e duas saídas. A polpa é injectada sob pressão no aparelho, através de um ducto situado na parte superior da câmara cilíndrica e, como resultado de sua entrada tangencial, é criado no seu interior um redemoinho. 
As partículas mais grossas e mais densas são arremessadas às paredes e descarregadas na abertura inferior, o apex, constituindo o underflow. Já as partículas mais finas, menos densas e grande parte da fase líquida são dirigidas para o centro do hidrociclones e saem por um cilindro na parte superior do aparelho, denominado vortex finder, constituindo o overflow.
Hidrociclone 
As principais aplicações para os hidrociclones
Espessamento - elimina a maior parte da água de uma polpa;
Deslamagem - elimina as partículas mais finas. Isto é normalmente necessário para os processos de separação magnética a húmido, filtração;
Classificação - frequentemente utilizado no fechamento de circuito de moagem onde o underflow do hidrociclone retorna ao moinho;
Classificação selectiva - por meio de uma configuração de hidrociclones em série, é possível obter-se um conjunto de produtos com granulometria definida;
Vantagens apresentadas pelos hidrociclones
Capacidade elevada em relação ao seu volume e à área ocupada;
Controle operacional relativamente simples;
Custo de investimento pequeno;
Devido ao seu baixo preço e pequeno espaço ocupado, é possível manter unidades de reserva.
Desvantagens
 Não possibilitam realizar ajustes para minimizar os efeitos causados pelas oscilações na alimentação;
Se o minério for abrasivo, o custo de manutenção das bombas e dos hidrociclones poderá ser relativamente elevado.
Fonte: Hornecio Ubisse
Obrigado pela atenção dispensada