RelatórioOP1 britagem.1

Prévia do material em texto

PONTÍFICA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
 
Engenharia Química - 7° Período
Relatório de Operações Unitárias I
Processo de Britagem
 
Professora: Carolina Maria
 Alunos: Fabiana Kraft 
 Henrique Lara
Larissa Gomes Coelho
Belo Horizonte
28 de Agosto de 2015
1.INTRODUÇÃO
A fragmentação de sólidos é uma operação unitária que tem por objetivo reduzir o tamanho dos fragmentos de determinado material (matéria-prima ou produto final). Também é usado o termo cominuição para redução de tamanho e inclui processos como esmagar, moer, picar, porcionar, entre outros. Exemplos de fragmentação de sólidos são: 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.
O processo de Fragmentação de Sólidos apresenta as seguintes finalidades:
a) Aumentar as superfícies: (Reações químicas; Extração; Secagem)
b) Diminuir o tamanho para separar dois ou mais constituintes:
c) Modificar propriedades de um material: Ex: Reatividade química; Cor (intensidade); especificação de produtos comerciais.
d) Mistura mais íntima entre dois sólidos: Ex: produtos farmacêuticos em pó.
e) Auxiliar em outras etapas de utilização do produto.
A britagem pode ser considerada a primeira etapa do processo de cominuição e a faixa operacional de tamanho da alimentação é da ordem de metro a centímetros, e o tamanho do produto britado é da ordem de centímetros.
Os estágios de britagem podem ser classificados em primário, secundário, terciário e até quaternário. Tal classificação baseia-se nos seguintes aspectos técnicos:
Características do circuito Tamanho da alimentação Tamanho do produto Razão de redução (ou grau de redução) proporcionado. Estes parâmetros apresentam uma correlação com as etapas de britagem, a qual podem assim ser observados na Tabela 1.
TABELA 1: Classificação de Estágios de Britagem
	Estagio de Britagem
	Tamanho Maximo de Alimentação (mm)
	Tamanho Maximo de Produção (mm)
	Relação de Redução
	Britagem Primaria
Britagem Secundaria
Britagem Terciaria
Britagem Quaternaria
	1000
100
10
5
	100
10
1
0,8
	8:1
6:1 - 8:1
4:1 - 6:1
Para finalizar a separação deste material processado, é usado o peneiramento, para selecionar o diâmetro de interesse das partículas fragmentadas.
2.OBJETIVOS
Conhecer os principais equipamentos de britagem primaria e secundaria, partes de ajustes de entrada e saída, bem como entender o processo de britagem (minerais e rochas industriais).
Calculo da carga circulante em circuitos fechados. 
Determinação do tamanho do diâmetro Maximo da saída.
3. DESENVOLVIMENTO
3.1 Britagem Primária
Os britadores empregados neste estagio são os de grande porte e sempre operam em circuito aberto, não úmido, com materiais de até 1000 mm e sem o descarte (escalpe) da fração fina contida na alimentação.
A britagem primária é realizada a seco e tem uma razão de redução em torno de 8:1. Para este estagio são usados os seguintes britadores: britador de mandíbulas; britador giratório; britador de impacto; britador de rolo dentado. 
 
 3.2 Britagem Secundária 
Entende-se por britagem secundária, de forma geral, todas as gerações de britagem subsequentes à primária. 
Tem como objetivo, na maioria dos casos, a redução granulométrica do material para a moagem. As dimensões do material chegam a 100 mm de diâmetro. É comum na britagem secundária, o descarte prévio da fração fina na alimentação, com a finalidade de aumentar a capacidade de produção. Esta operação é chamada “escalpe”. 
Os equipamentos normalmente utilizados são: britador giratório secundário; britador de mandíbulas secundário; britador cônico; britador de martelos; britador de rolos e são semelhantes àqueles empregados na britagem primária, apenas tendo dimensões menores. Nesta pratica, utilizou-se o britador de mandíbulas.
	
 3.3 Britador de Mandíbulas 
É o equipamento utilizado para fazer a britagem primária em blocos de elevadas dimensões/dureza e com grandes variações de tamanho na alimentação. 
Compõe-se basicamente de uma mandíbula fixa, e uma móvel ligada ao excêntrico (esta ligação pode ser feita direta ou indireta), que fornece o movimento de aproximação e afastamento entre essas. Desta maneira, o bloco de material alimentado na boca do britador vai descendo entre as mandíbulas, enquanto recebe o impacto responsável pela fragmentação.
Os britadores de mandíbulas são classificados em dois tipos, baseando-se no mecanismo de acionamento da mandíbula móvel. Assim, têm-se britadores de um eixo e dois eixos. Nos britadores de dois eixos, a mandíbula móvel tem movimento pendular, enquanto que os de um eixo tem movimento elíptico. Em termos de custos de capital, britadores de dois eixos são cerca de 50% mais elevados que os de um eixo, sendo indicados para materiais mais abrasivos e de difícil fragmentação. A especificação dos britadores de mandíbulas é dada pelas dimensões de abertura da alimentação. Por exemplo, um britador com 1000 x 1200 mm, apresenta boca retangular com dimensões de 1.000 x 1.200 mm. 
A granulometria do produto é estabelecida pelo ajuste da descarga, sendo então definida pela razão de redução que deve ser em torno de 5:1. (CETEM)
 
FIGURA 1 – Britador de mandíbulas
Fonte: elaborado pelos autores (2015)
3.4 Grau de Redução
É a relação entre o tamanho das arestas dos fragmentos da alimentação do equipamento de cominuição e o tamanho das arestas dos fragmentos gerados pelo mesmo. Deve-se expressar como GR= 4 ou GR=4:1. O grau de redução é calculado a partir da equação: 
	
	(1)
4.PARTE EXPERIMENTAL 
4.1 Equipamentos e materiais utilizados
Material utilizado:
Minério (magnesita)
Equipamentos utilizados:
Balança semi-analítica;
Peneiras
Britador de mandíbulas
Agitador de peneiras
 4.2 Procedimento Experimental
Formaram-se quatro grupos, cada um responsável pela britagem de uma amostra, sendo duas de minério (magnesita) e as outras duas de minério (talco). Primeiramente, pesou-se cerca de 500 g de minério (magnesita) e levou-se para o britador de mandíbulas.
FIGURA 2 – Massa de minério (magnesita) inicial
Fonte: elaborado pelos autores (2015)
Após a britagem do material, pesou-se novamente para quantificar a perda do processo. Em seguida, organizaram-se as peneiras em ordem de maior para menor abertura até o fundo e as pesou. O material foi então depositado na peneira superior. O conjunto foi tampado e colocado no agitador de peneiras que promoveu a movimentação do material. Após cerca de quatro minutos, o conjunto de peneiras foi retirado e cada parte foi pesada individualmente.
FIGURA 3 – Sequenciamento de peneiras
Fonte: elaborado pelos autores (2015)
RESULTADOS E DISCUSSÃO
 TABELA 2: Dados experimentais da britagem do grupo 
	Massa
Inicial Total (g)
	Peneira
	#Tyler
	Abertura mm/μm
	Massa peneira (g)
	Massa retida (g)
	Retida simples
(%)
	Retida acumulada
(%)
	Passante Acumulada
(%)
	
	1
	3/8
	9,5
	406,1
	49,9
	9,83
	9,83
	90,17
	
508,0
	2
	4
	4,75
	403,2
	142,8
	28,13
	37,96
	62,04
	
	3
	9
	2,00
	399,7
	72,3
	14,24
	52,20
	47,79
	
	4
	14
	1,18
	319,1
	22,9
	4,51
	56,72
	43,28
	
	5
	35
	425
	294,3
	73,7
	14,52
	71,23
	28,76
	
	6
	100
	150
	279,4
	120,6
	23,76
	95,00
	5,00
	
	7
	200
	75
	280,0
	18,0
	3,55
	98,54
	1,46
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Fundo
	-
	-
	370,6
	7,4
	1,46
	100
	0
GRÁFICO 1 - %passante acumulada vs. Aberturas (mm) para dados da tabela 2
Na alimentação o tamanho das particulas de Magnesita correspondente a 80% passante foi de 57,00 mm. Com esta informação é possível identificaro estagio de britagem como de britagem secundaria, já este valor esta dentro da relação deste estagio que corresponde a um tamanho máximo de alimentação de 100 mm e tamanho máximo de produção de 10 mm.
 Para obter o d80 do gráfico, foram feitas interpolações. Obteve-se d80=7,78 mm. Isso significa que o diâmetro equivalente da malha deverá ser desse tamanho para que 80% do material passe pela peneira. 
Com esses dados é possível calcular o grau de redução segundo a equação (1). Logo,.
O material final apresenta tamanho menor que 10mm e, como mostrado na tabela 1, a relação de redução esperada para estágio de britagem secundaria é de 6:1 ou 8:1. A massa total retida foi de 507,8g e, ao comparar-se com a massa inicial de 508,0g, observa-se uma perda de 0,2g que provavelmente ocorreu devido a porções perdidas no britador. Pode-se afirmar, portanto, que a britagem realizada pelo grupo foi feita dentro do propósito, o que leva a entender que os erros de manuseio e os erros de operação foram mínimos.
CONCLUSÃO
O experimento de britagem de Magnesita utilizou o britador de mandíbulas e possibilitou um grau de redução 8:1 e um d80 final de 7,78 mm. Portanto, concluiu-se que o resultado foi satisfatório para o equipamento utilizado e que o estágio de britagem equivale ao secundário e as perdas contabilizadas foram de 0,2g.
REFERÊNCIAS
- Ferreira, Manoel Robério Fernandes. Apostila de Laboratório de Minérios, Agosto 2013;
- Cetem, Tratamento de Minérios, 5ª edição;