Cálculo da Eficiência do Peneiramento

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Universidade Federal de Ouro Preto 
Cálculo da Eficiência do Peneiramento 
 Nomes: Caroline Matos Capuzzo
Larissa Carolina Ferreira 
Turma: MIN 257- T 43
Ouro Preto, Janeiro de 2014
Resumo
A eficiência de uma peneira é muito importante para os diversos processos industriais que são utilizados, como por exemplo, indústrias de tintas, indústrias de alimentos e mineradoras. Engenheiros de todas as áreas buscam aperfeiçoar processos visando um melhor rendimento e menores gastos de energia, com peneiras não é diferente, quanto melhor sua eficiência, menor serão os gastos de energia da empresa e melhores seus resultados finais. Peneirando a amostra com apenas uma peneira pôde-se dividi-la em grossos e finos. Dessa forma, foram peneirados os grossos e depois os finos no conjunto de peneiras e uma comparação entre os valores obtidos para aquela única peneira foi comparado aos outros dois peneiramentos podendo, dessa forma, obter a eficiência dessa peneira. O valor para eficiência dessa peneira foi de 95,5%. Pode-se observar que esse é um método simples e que pode ser facilmente utilizado em projetos de engenharia.
SUMÁRIO
1.	INTRODUÇÃO	4
2.	OBJETIVO	5
3.	MATERIAIS E MÉTODOS	6
4.	RESULTADOS E DISCUSSÃO	8
5.	CONCLUSÃO	12
6.	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	13
 
Introdução
O Peneiramento tem como objetivo comum, a separação de um material em duas ou mais frações, com partículas de tamanhos distintos. Nesse processo existe uma separação, segundo o tamanho geométrico das partículas. 					Entende-se por peneiramento, a separação de um material em duas ou mais classes, estando estas limitadas uma superior e outra inferiormente. No peneiramento a úmido adiciona-se água ao material a ser peneirado com o propósito de facilitar a passagem dos finos através da tela de peneiramento. O material retido na tela da peneira é denominado oversize e o passante undersize. Os peneiramentos industriais a seco são realizados, normalmente, em frações granulométricas de até 6 mm. Entretanto, é possível peneirar a seco com eficiência razoável em frações de até 1,7 mm. A úmido, o peneiramento industrial é normalmente aplicado para até 0,4 mm, mas recentemente tem sido possível peneirar partículas mais finas, da ordem de 50 μm.
Os equipamentos utilizados no peneiramento podem ser divididos em três tipos:
Grelhas - constituídas por barras metálicas dispostas paralelamente, mantendo um espaçamento regular entre si;
Crivos - formados por chapas metálicas planas ou curvas, perfuradas por um sistema de furos de várias formas e dimensão determinada;
Telas - constituídas por fios metálicos trançados geralmente em duas direções ortogonais, de forma a deixarem entre si "malhas" ou "aberturas" de dimensões determinadas, podendo ser quadradas ou retangulares.
Esses equipamentos podem ser classificados de acordo com o seu movimento, em duas categorias:
Fixas - a única força atuante é a força de gravidade e por isso esses equipamentos
possuem superfície inclinada. Como exemplo temos: grelhas fixas e peneiras fixas.
Móveis - grelhas rotativas, peneiras rotativas (trommel), peneiras recíprocativas e peneiras vibratórias.
Após a realização do peneiramento é possível calcular a sua eficiência, que consiste em expressar a avaliação do desempenho da operação de peneiramento, em relação a separação granulométrica ideal desejada, ou seja, a eficiência de peneiramento é definida como a relação entre a quantidade de partículas mais finas que a abertura da tela de peneiramento e que passam por ela e a quantidade delas presente na alimentação. Industrialmente, a eficiência de peneiramento, situa-se entre 80 e 90%, atingindo em alguns casos 95%. As partículas com diâmetros (d) superiores a uma vez e meia a abertura da tela (a) não influenciam no resultado do peneiramento, bem como àquelas inferiores à metade (0,5) da abertura da tela. As partículas compreendidas entre esta faixa é que constituem a classe crítica de peneiramento e influem fortemente na eficiência e na capacidade das peneiras. Essa classe pode ser dividida em duas: 0,5 a < d < a - que em termos probabilísticos têm menor chance de passar que as demais partículas menores que a malha; e a < d < 1,5 a - que embora não passantes, são as que mais entopem as telas das peneiras.								No relatório abaixo é apresentado a eficiência do peneiramento realizado no laboratório com uma amostra de gnaisse.							
Objetivo
Calcular a eficiência global do peneiramento de uma amostra de gnaisse.
Materiais e Métodos
	
Uma amostra de gnaisse, com massa inicial de 20,04Kg foi primeiramente cortada em peneira de ¼”. A massa do retido foi 11,320Kg e a do passante foi de 8,720Kg. Em seguida o material retido foi homogeneizado e quarteado pelo método da pilha cônica, como mostra a figura 1.
Figura 1 – Fluxograma do quarteamento da amostra do retido
A massa de 1,465Kg da amostra de gnaisse, obtida através do quarteamento, foi peneirada com a seguinte série de peneiras: 1”, ¾”, ½”, 3/8”, 5/6”, ¼”, 6#, 10#, 16#, 20# e 28#, durante dez minutos. O material retido em cada peneira foi pesado em balança e em seguida os cálculos foram efetuados.
O material passante também foi homogeneizado e quarteado pelo método da pilha cônica, de acordo com a figura 2. 
Figura 2 – Fluxograma do quarteamento da amostra do passante
O peneiramento foi realizado com uma massa de 2,22Kg e a série de peneiras escolhidas foi a seguinte: ¼”, 6#, 10#, 16#, 20#, 28# e 35#, durante dez minutos. O material retido em cada peneira foi pesado em balança e em seguida efetuaram-se os cálculos.
Resultados e Discussão: 
Na figura 3 pode-se observar graficamente a análise granulométrica, obtida através dos dados da tabela 1. Onde partiu-se de um diâmetro de corte, com a utilização das peneiras de ½” e 1”. 			
Tabela 1 - Distribuição granulométrica da alimentação (determinada previamente):
	Abertura
	Massa Retida (Kg)
	1 ’’
	4,935
	3/4 ’’
	2,735
	1/2 ’’
	3,335
	3/8 ’’
	1,485
	1/4 ’’
	2,010
	6 #
	2,410
	10 #
	2,255
	16 #
	1,985
	20 #
	1,205
	28 #
	1,050
	- 28 #
	2,390
	TOTAL
	25,795
Fração do material maior que 1/4 ’’:
(4,935 + 2,735 + 3,335 + 1,485 + 2,010) Kg/ (25,795) Kg = 0,5621 = 56,21%
Fração do material menor que 1/4 ’’:
(2,410 + 2,255 + 1,985 + 1,205 + 1,050 + 2,390) Kg/ (25,795) Kg = 0,4379 = 43,79%
A partir da massa original de 20,040 Kg, temos 11,264 Kg ( = 0,5621 x 20,040 Kg) de partículas maiores que 1/4 ’’ e 8,776 Kg ( = 0,4379 x 20,040 Kg) de partículas menores que 1/4 ’’. 											
Tabela 2 - Distribuição granulométrica do passante (8,72 Kg) obtida a partir da amostra de 2,22 Kg:
	Abertura
	Massa (g)
	1 ’’
	0,0
	3/4 ’’
	0,0
	1/2 ’’
	0,0
	3/8 ’’
	0,0
	1/4 ’’
	65,0
	6 #
	595,0
	10 #
	530,0
	16 #
	315,0
	20 #
	115,0
	28 #
	175,0
	- 28 #
	420,0
	TOTAL
	2215,0
Fração menor que 1/4 ’’ no passante:
(595 + 530 + 315 + 115 + 175 + 420) g/ (2215) g = 0,9707 = 97,07%
	Com isso, temos 8,465 Kg ( = 0,9707 x 20,040 Kg) de partículas menores que 1/4 ’’ no nosso passante.
Tabela 3 - Distribuição granulométrica do retido (11,32 Kg) a partir da amostra de 1,465 Kg:
	Abertura
	Massa (g)
	1 ’’
	830,00
	3/4 ’’
	145,00
	1/2 ’’
	180,00
	3/8 ’’
	110,00
	1/4 ’’
	155,00
	6 #
	20,00
	10 #
	10,00
	16 #
	0,27
	20 #
	0,21
	28 #
	0,09
	- 28 #
	0,00
	TOTAL
	1450,57 (perda = 14,43 g)
Fração maior que 1/4 ’’ no retido:
(830 + 145 + 180 + 110 + 70) g/ (1450,57) g = 0,9789 = 97,89%
Portanto, temos 11,081 Kg ( = 0,9789 x 11,32 Kg) de partículas maiores que 1/4’’ no nossopassante.
Na figura 3 pode-se observar graficamente a análise granulométrica, obtida através dos dados da tabela 4. Onde partiu-se de um diâmetro de corte, com a utilização das peneiras de ½” e 1”. 			
 Tabela 4 – Distribuição granulométrica do Undersize e do Oversize.
	 
	Alimentação
	Undersize
	Oversize
	 
	Abertura (mm)
	Passante
	Abertura
	Passante
	Abertura
	Passante
	 
	25400
	80,868
	25400
	100
	25400
	42,781
	 
	19050
	70,266
	19050
	100
	19050
	32,785
	 
	12700
	57,337
	12700
	100
	12700
	20,376
	 
	9525
	51,58
	9525
	100
	9525
	12,793
	 
	6350
	43,788
	6350
	97,065
	6350
	2,107
	 
	3327
	34,445
	3327
	70,203
	3327
	0,729
	 
	1651
	25,703
	1651
	46,275
	1651
	0,039
	 
	1190
	18,007
	1190
	32,054
	1190
	0,021
	
	
	
	
	
	
	
	 
	833
	13,336
	833
	26,862
	833
	0,006
	 
	589
	9,266
	589
	18,962
	589
	0
Figura 3 – Curvas granulométricas da alimentação, do passante e do retido.
O gráfico acima apresenta um resultado esperado, uma vez que seu valor cresce até chegar a 100%. Nota-se que a curva de finos está abaixo da alimentação, já que esta tende a ser retida quase totalmente apenas nas peneiras finais e fundo, enquanto a curva correspondente aos grossos tem uma maior inclinação que a alimentação, já que esta se retém logo nas primeiras peneiras.									A partir das frações do diâmetro de corte foram determinadas as eficiências de finos e de grossos, e a partir destes a eficiência global.
Eficiência na remoção de finos:
(Quantidade de finos no passante) / (Quantidade de finos no material) = 
8,465 Kg / 8,776 Kg = 0,9646 = 96,46% (possível)
Eficiência na retenção de grossos:
(Quantidade de grossos no retido) / (Quantidade de grossos no material) = 
11,081 Kg/ 11,264 Kg = 0,9838 = 98,38%
Eficiência global do processo:
Eficiência na retenção de grossos x Eficiência na remoção de finos =
0,9707 x 0,9838 = 0,9550 = 95,50%
	Na figura 4 está representada a curva de partição, que consiste na avaliação da eficiência do processo.									O d50 encontrado foi de 5500µm, o que significa que 50% do material retido está abaixo dessa granulometria.
Figura 4 – Curva de partição do material retido pela a abertura das peneiras
Conclusão
A eficiência de remoção dos finos e grossos foram, respectivamente, 96,46% e 98,38% ;
A eficiência global foi de 95,50%;
O d50 encontrado para a curva de partição foi de 5500µm, o que significa que 50% do material retido está abaixo dessa granulometria.
Referências Bibliográficas
http://www.cetem.gov.br/publicacao/CTs/CT2004-183-00.pdf, acesso em 25 de janeiro, às 15 horas.
LUZ, José Aurélio Medeiros da. Notas de Aula de Processamento Mineral II. Ouro Preto: UFOP. 
http://www.passeidireto.com/arquivo/2237735/relatorio-31-opi---eficiencia-de-peneiramento---2013, acesso em 25 de janeiro, ás 16 horas.