estudo prova 1 caracterização

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A caracterização de minérios é um conjunto de atividades que buscam descrever detalhadamente amostras representativas de material/mineral amostrado. Ela envolve todos os trabalhos e estudos desenvolvidos para o conhecimento das principais propriedades de um minério, de tal forma que seja possível avaliar as aplicações industriais e estabelecer uma sequência lógica de operações visando o processamento industrial.
Os objetivos da caracterização industrial de minerais é:
Inferir (teor do bloco) e extrapolar (mineralogia da jazida) informações;
Tomar decisões.
Caracterização mineralógica: Conhecimento da massa específica, área superficial especifica, tamanho/forma/liberação, porosidade, dureza, potencial zeta do mineral puro, molhabilidade, susceptibilidade magnética (propriedades físicas do minério). Analise química instrumental e clássica (distribuição de elementos). Determinar e quantificar, assembleia mineralógica e definir minerais de interesse.
A caracterização é importante para o aproveitamento de um recurso mineral de forma otimizada. O correto dimensionamento da rota de processo. A identificação de ineficiências e perdas em processos existentes. Otimização do rendimento global de uma planta.
A caracterização está presente na mineração na Pesquisa (prospecção - análise de sedimentos de corrente, trincheira, furos de trado, sondagem, galeria de prospecção; Exploração - determinação da assembléia mineralógica, mineral-minério, ganga mineral, liberação, contaminantes, distribuição granulométrica, massa específica, porosidade, área superficial específica, ensaios de bancada e piloto.), Lavra, Beneficiamento de minérios e Geotecnia.
Se gasta tempo e recursos elaborando e executando um plano de amostragem pois a amostragem é importante para o controle de qualidade e economia de um processo produtivo. Tem importância ressaltada na avaliação de depósitos minerais, controle de processos em laboratório e indústria, e na comercialização de produtos. A amostra deve ser representativa do universo amostrado. Uma amostragem mal conduzida pode resultar em prejuízos vultuosos ou em distorções de resultados com consequências técnicas imprevisíveis. Além disso é uma atividade cara e demorada.
A técnica de homogeneização objetiva uma distribuição mais uniforme dos constituintes da amostra. Quarteamento é uma operação destinada a redução da massa para compor a amostra.
Pilha cônica – prepara-se um pilha cônica do material -> divide-se a pilha em 4 partes iguais; combina-se as partes opostas formando-se duas novas pilhas; caso seja necessário repete-se a operação, dividindo a nova pilha.
Pilha alongada é a mais indicada, divide-se o lote inicial em quatro regiões aproximadamente iguais; retira-se o minério, alternadamente de lados opostos (3/1;4/2), forma-se uma pilha com a forma tronco pirâmide, colocando sucessivas porções por pá, com velocidade constante e num dado sentido de ida e o oposto de volta; o material das extremidades, 10%, é retomado e redistribuído, divide-se a pilha no meio e em partes iguais, o quarteamento é feito formando duas pilhas cônicas pares e impares.
O Quarteador Jones é constituído de uma serie de calhas inclinadas, ora para um lado, ora para o outro, a amostra é previamente homogeneizada, o operador coloca a amostra a ser quarteada sobre o Quarteador de maneira lenta e continua, para obtenção de menor massa, deve-se repetir a operação com o material contido em um dos recipientes.
Os amostradores automáticos tem como vantagem em relação a coleta manual de amostras:
Corte em todo o fluxo de material num determinado intervalo de tempo;
Cortes regulares exatamente do mesmo modo;
Controle de velocidade.
O fracionamento é realizado para reduzir a massa a ser caracterizada, definir alguma propriedade com importância no estabelecimento de rota, facilitar a identificação dos minerais, por meio da sua relativa individualização/ melhorar a quantificação das fases e estabelecer propriedades físicas do minério. *fracionamento por liquido denso; fracionamento magnético ou ainda mesa vibratória ou magstream.
O fracionamento por líquido denso consiste na utilização de líquidos com diferentes densidades relativas em relação a água. O fracionamento ocorre pela separação em cada líquido das parcelas mais densas e menos densas que o líquido.
Determinação granuloquimica é o conhecimento da distribuição de eletementos químicos por faixa de tamanho. Pode ser feita por MO, MEV, DRX.
Os separadores Frantz operam a seco. Um fluxo de partículas é submetido a um campo magnético com intensidade variável, gerado através de uma bobina elétrica que promove o caminhamento das partículas magnéticas e separa os minerais de baixa susceptibilidade magnética. O fracionamento ocorre pela ação combinada da força da gravidade e magnética.
A importância de caracterizar tamanho em estudos fundamentais:
Antes: fase exploratória – avalia a possibilidade de aplicação industrial / estabelece uma rota de processamento industrial e de equipamentos
Durante: controle de processos, acompanha o andamento do processo. Ex.: verificação da eficiência do equipamento.
Após: verificação de atendimento as especificações de tamanho do cliente.
Os principais critérios utilizados para determinar tamanho são:
Passagem ou retenção – condição de passar ou não por aberturas de dimensões conhecidas
Comportamento em meio fluido – forças naturais ou induzidas no meio fluido que levam à separação por tamanho.
Medição direta – tomada de valores dimensionais da partícula – microscopia e MEV
Espalhamento de luz – interpretação de resultados de difração e refração da luz por uma partícula.
Peneiramento combinado é uma composição do peneiramento a úmido e a seco. O peneiramento a úmido é feito em uma única peneira de abertura pequena (200#), tendo como finalidade descartar o excesso de finos e evitar que as partículas finas estejam aglomeradas nas partículas mais grosseiras retidas na peneira. O material retido na peneira é secado e passa pelo processo de peneiramento a seco. O material passante é decantado, descarta-se a agua e o seca, e depois afere-se sua massa.
Cicloclassificador ou cyclosizer é um classificador constituído de hidrociclones invertidos dispostos em série. A inversão acontece para garantir que a classificação foi realizada em função somente da força centrifuga e não pela ação da força peso.
A alimentação é injetada tangencialmente sob pressão na parte cilíndrica. Cria-se um vortex que empurra as partículas grosseiras para as extremidades do equipamento (força centrifuga) e são direcionadas ao Apex. As partículas finas s direcionam para a parte central e são encaminhadas para o vortex. Do vortex alimentam tangencialmente o próximo ciclone invertido, promovendo dessa forma a classificação.
A microscopia é interessante na determinação do tamanho de uma partícula quando se tem uma pequena fração de material (de amostra), ou seja, pouca quantidade de amostra. Ex.: analise de um veio de ouro.
A determinação de tamanho pode ser superestimada em microscopia pois as partículas minerais podem possuir diferentes formas ( possuindo assim uma dimensão maior que a outra). As formas são: esférica, placa, bastonete, etc. Quando uma partícula esta sendo analisada em um microscópio ela tende a ficar em uma posição de menor estado de energia, sendo essa condução aquela de maior dimensão da partícula. Comparando-se com o peneiramento, se essa mesma partícula for submetida a uma malha de peneiramento cuja abertura é menor que a dimensão estimada por microscopia, pode ser que seja considerada partícula passante, ou seja, menor que a abertura considera. Isso pode acontecer quando outra dimensão, nesse caso menor é a que passa pela abertura.
A Picnometria é uma técnica laboratorial utilizada para fazer a determinação da massa específica e da densidade de líquidos. Pode também determinar-se a massa específica e a densidade de sólidos, que devem antes ser dissolvidos. Seu princípio consiste em determinar a razão entre a massae o volume envolvido pelo fluido que circunda o sólido. Existe uma equação (ds= p2-p1 / (p4+p2) –(p1 + p3)) para determinar a densidade dos sólidos. É necessário ter conhecimento da massa do picnômetro 1; da massa do picnômetro contendo amostra 2; da massa do picnômetro contendo amostra e água 3; e da massa do picnômetro contendo apenas água 4. Para tais medidas precisa ser utilizada uma balança de precisão com no mínimo duas casas decimais.
Os processos em que a determinação da área superficial especifica é importante são a flotação, nos controles de processo de pelotização, moinhos HGPR e produtos de pedreiras – área especifica dentro de certos intervalos.
Fenomenos que acontecem no processo de quantificação do volume de poros:
Formação de monocamada; formação de multicamada; condensação capilar; liquefação; vaporização (dessorção)
BET para a determinação da área superficial especifica (ASE): o equipamento permite a realização de analises de área de superfície por isotermas de BET ( a quantidade de gás absorvida à temperatura constante é correlacionada a ase.
BET para determinação da porosidade: a técnica utiliza sorção de gas N2 a 77K e pressões maiores e a interpretação quantitativa das isotermas de adsorção e dessorção, assim como fenômeno de histerese. O volume total de microporos é a distribuição dos decímetros destes poros. São estimados quando diminui-se a pressão e o gás se condessa, a diferença de adsorção e não dessorção é o volume de poro (quantidade de poros).
A histerese é um retardo na condição de gas dessorvido em relação a adsorção do gás. Os N2 que penetra nos poros como gás (adsorção) se liquefaz. Para sair do poro ele precisa vaporizar (dessorção). Na dessorção tensão superficial, formação de menisco e formato do poro influenciampara histerese.
O que pode provocar desvios nas medidas de porosietria é o formato do poro (poros fechados e poros abertos); tensão superficial; formação do menisco.