Flotador: Método de Separação de Misturas

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UNIVERSIDADE DO GRANDE RIO - “Prof. José de Souza Herdy”
UNIGRANRIO - ESCOLA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
ENGENHARIA DE QUÍMICA
 
PRÁTICA 3- FLOTADOR 
Duque de Caxias – RJ
2018
Alunas (os):
PRÁTICA 3 – FLOTADOR
Relatório de Laboratório de Engenharia Química 2 da Universidade do Grande Rio – “Prof. José de Souza Herdy” como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Química.
Duque de Caxias – RJ
2018
TÍTULO
Flotador
OBJETIVO
Medir a eficiência da flotação.
INTRODUÇÃO
A flotação é um método de separação que se baseia na separação de partículas sólidas que explora diferenças nas características de superfície entre as espécies presentes. O método trata misturas heterogêneas de partículas, suspensas em fase aquosa. A seletividade do processo de flotação se baseia no fato de que a superfície de diferentes espécies pode apresentar diferentes graus de hidrofobicidade (aversão a H2O) e hidrofilicidade (afinidade com H2O).
Uma condição básica para que ocorra a concentração dos minerais de interesse pelo processo de flotação é que estes estejam liberados dos minerais de ganga. Para isto, o minério extraído de uma jazida deverá ser inicialmente cominuído através dos processos de britagem e moagem até atingir a granulometria de liberação dos minerais.
O tamanho médio das bolhas e sua distribuição são importantes na flotação devido a seu efeito na eficiência de coleta e de transporte das partículas. A utilização de bolhas pequenas, com elevada área superficial, permite a obtenção de índices mais elevados de cinética de coleta e transporte dos sólidos por volume de ar.
Entretanto, as bolhas de tamanho muito reduzido apresentam uma velocidade de ascensão baixa podendo ser inferior a velocidade descendente da polpa, acarretando, por consequência, perdas de partículas hidrofóbicas coletadas no fluxo do material não flotado
As aplicações da flotação aumentam em várias áreas da Engenharia (Civil, Química, Mineração, Ambiental) em função de uma série de vantagens entre as quais a existência de novos equipamentos e técnicas. Os mecanismos mais importantes são a captura por bolhas, o tamanho e a distribuição de tamanho de bolhas, os fenômenos de nucleação superficial, aprisionamento e arraste de bolhas. A combinação de técnicas de flotação usualmente empregadas na área da mineração com as tradicionais técnicas de tratamento de efluentes têm permitido um aumento na capacidade dos equipamentos, acompanhado de aumento de eficiência. Com isto, a flotação vem ganhando credibilidade tanto no meio acadêmico como no setor produtivo.
METODOLOGIA
A prática foi realizada no laboratório de engenharia química com uma técnica de separação de misturas que consiste na introdução de bolhas de ar a uma suspensão e produção das espumas sobrenadantes, a tensão superficial é a responsável pela formação das bolhas e pode ser entendida como uma espécie de película que envolve os líquidos, ou seja, a substância mais densa tende a se separar da menos densa espontaneamente, bastando apenas deixá-la “descansando”. Isso significa que a sedimentação acontece de forma natural, sem a necessidade de substâncias que propiciem o processo, que é o que ocorre com a flotação. A técnica de separação foi através de um flotador da marca CFB 100N, que contém um vasilhame que conterão a suspensão, uma pá giratória para a remoção das espumas, um medidor de pressão, uma válvula para injetar o ar, botões no painel de controle, um central para ligar e desligar, outro para abaixar a coluna injetora, um potenciômetro para elevar a agitação e a injeção de ar comprimido, um botão para regular a temperatura, que no caso não utilizamos e por ultimo o parada de emergência. O experimento foi feito sem a adição de tensoativos e o outro com adição de detergente, usado como tensoativo.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1. 	Preparou-se a solução a ser estudada em um bécher de 2000mL com 500g de cal e 700mL de água; 
2. 	Tomou-se nota do peso final da solução formada no becher, afim de calcular-se a densidade; 
3. 	 Inseriu-se o conteúdo do bécher no vasilhame de encaixe no aparelho de flotação; 
4. 	Ligou-se o flotador; 
5. 	Utilizando-se dos botões no painel de controle, abaixou-se a coluna injetora até a altura do líquido no vasilhame e posteriormente, ligou-se o agitador regulando a agitação;
 6. 	Ligou-se a pá giratória para remover a espuma formada, tomando-se o cuidado de inserir uma bacia coletora da espuma ao lado do vasilhame; 
7. 	Esperou-se o tempo determinado, e retirou-se uma amostra da solução formada, medindo-se posteriormente sua densidade; 
8. 	Calculou-se a eficiência do processo; 
9. 	Repetiu-se o experimento inteiro, colocando-se uma determinada quantidade de tensoativo.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Para o cálculo de densidade foi utilizada a seguinte fórmula:
Foi feita uma solução com 700mL de água e 500g de cal para calcular a densidade desta solução e sua eficiência sem adição de tensoativo e com a adição de tensoativo.
Se faz necessária o uso dos seguintes dados:
= (massa do becker + solução) 
= (massa do becker)
= (volume do líquido no becker)
Amostra sem tensoativos. 
Dados coletados:
= 1708,5g
= 535g
= 700mL - 0,7L
 1708,5 - 535/0,7
 1676,43g/L (densidade da solução inicial)
Foram feitas duas coletas com um volume de 100mL antes e após a agitação, seguem os dados e valores de densidade. 
Coleta 1, antes da agitação
= 229g
= 103g
= 100mL - 0,1L
 229 - 103/0,1
 1260g/L (densidade da solução primeira coleta)
Coleta 2, após agitação
= 239g
= 103g
= 100mL - 0,1L
 239 - 103/0,1
 1360g/L (densidade da solução segunda coleta)
Após os dados coletados foi feito o cálculo de eficiência do qual utilizamos os dados da solução inicial e da solução após a agitação.
Para o cálculo de eficiência temos a seguinte fórmula:
Dados coletados:
Densidade final coleta antes da flotação = 1260 g/L
Densidade inicial = 1676,43g/L
= 1260/1676,43
75,16%
Dados coletados:
Densidade final coleta após a flotação = 1360g/L
Densidade inicial = 1676,43g/L 
= 1360/1676,43 X 100
 = 81,12% 
Com os cálculos apresentados acima podemos observar que a eficiência após a flotação foi maior. 
Amostra com tensoativo
Solução foi feita com 700mL de água e 502g de cal e foram adicionados 20mL de tensoativo (detergente neutro)
Dados coletados:
= 1757g
= 535g
= 700mL - 0,7L
 1757 - 535/0,7
 1745,71g/L (densidade da solução inicial)
Foram feitas duas coletas com um volume de 100mL antes e após a agitação, seguem os dados e valores de densidade. 
Coleta 1, antes da agitação
= 191,5g
= 103g
= 100mL - 0,1L
 191,5 - 103/0,1
 885g/L (densidade da solução primeira coleta)
Coleta 2, após agitação
= 201,5g
= 103g
= 100mL - 0,1L
 201,5 - 103/0,1
 985g/L (densidade da solução segunda coleta)
Cálculo de eficiência com a adição de tensoativos
Dados coletados:
Densidade final coleta antes da flotação = 885g/L
Densidade inicial = 11745,71g/L
= 885/1745,71
50,69%
Dados coletados:
Densidade final coleta após a flotação = 985g/L
Densidade inicial = 1745,71g/L 
= 985/1745,71 X 100
 = 56,42% 
Como podemos observar tivemos uma eficiência maior após a flotação, porém a eficiência na amostra sem tensoativos foi maior. Podemos relacionar esse fato ocorrido por terem ocorrido perdas na segunda amostragem e a mesma não floculam tanto quanto a primeira fazendo com que não obtivéssemos a remoção da suspensão pela espuma gerada.
CONCLUSÃO
Concluímos que o experimento foi realizado de forma concreta onde tivemos um flotador de maneira eficaz no processo e na outra parte do experimento com o tensoativo apresentou um método não muito ideal. Com isso, faz com que pensamos que no momento da transferência de um recipiente para outropossa ter ocorrido uma perda da solução onde pode ter dado esse erro no processo, pois foram pesada a mesma massa e a mesma solução para ambos, porém o efeito não deu o mesmo. No flotador, ao analisarmos, devemos tirar uma amostra de cada solução antes e depois de passar pelo agitador e analisar após todo o processo para ver o que perdeu de massa da solução inicial da amostra.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
http://webeduc.mec.gov.br/portaldoprofessor/quimica/sbq/QNEsc28/05-CCD-7106.pdf
http://www.metallum.com.br/22cbecimat/anais/PDF/408-007.pdf