P2-3-Moagem

Prévia do material em texto

Tratamento de minérios
MOAGEM
13/5/19
Tratamento de minériosMOAGEM
AE  
• Em uma indústria mineral 25% da energia consumida é para a moagem
• Somente 5% dessa energia é efetiva para geração de novas superfícies
Diâmetro esférico equivalente (m)
Como recebido
8 horas
24 horas
48 horas
72 horas
M
a
s
s
a
 a
c
u
m
u
la
d
a
 (
%
)
Evolução da granulometria de um pó Al2O3 com o tempo em um moinho de bolas
Tratamento de minérios
Moagem
Tratamento de minérios
• taxa de redução elevada
• operação estagiada
• tempo de retenção muito maior que nos britadores 
Maiores custos
• energia
• revestimento
• meios de moagem
Moagem
Tratamento de minérios
Tipos de moinhos e Custos em moagem
Moagem
Moagem
Métodos de Moagem
Por rotação Por agitação Por vibração
Outros:
• facas 
• martelos
Tratamento de minérios
Objetivo:
Fragmentar partículas a tamanhos adequados para o uso
direto ou concentração do mineral de interesse
Custos e investimentos
• Área da fragmentação que requer grandes investimentos
• Grande consumo de energia
Tratamento de minérios
Moagem
A energia de trituração produzida durante a moagem é
proporcional a massa (m) e a velocidade (v) do meio de
moagem no instante do impacto
2
2
1
mvE 
A massa específica e o tamanho do corpo moedor têm
importância fundamental na energia de trituração.
Fundamentos
Tratamento de minérios
Moagem
Moagem
Massa Específica de alguns Corpos Moedores Industriais
Material
Massa específica 
(g.cm-3)
Porcelana 2,3
Alumina de alta 
densidade
3,6
Zirconita 3,7
Zircônia 5,5
Aço 7,8
WC 15,6
2
2
1
mvE 
Tratamento de minérios
Moagem
Equipamentos mais empregados em moagem
• Moinhos cilíndricos
• autógeno 
• barras
• bolas
• seixos
• Moinho de martelos
• Moinho vibratório
Tratamento de minérios
Moagem
Moinhos cilíndricos
Tratamento de minérios
Estes moinhos são constituídos de uma carcaça cilíndrica de
aço, revestida internamente com placas de aço, borracha ou
outros materiais, que gira sobre mancais e contém no interior
uma carga de barras ou bolas de ferro ou aço
Fonte: Adão Benvindo
Moagem
Tratamento de minérios
Fonte: Metzo
Moagem
Tratamento de minérios
Moagem
Tratamento de minérios
22 ft x 36 ft
Moagem - Moinhos cilíndricos
Moinhos especiais cilíndricos
Tratamento de minérios
Moagem - Moinhos cilíndricos
Moinhos especiais cilíndricos
Moinhos de bolas com setor cônico
• seco ou a úmido
• corpo cônico para carga
“graduada” de bolas e ótima
redução de tamanhos
• disponíveis em tamanhos
pequenos e intermediários
• muito eficiente – elevado grau
de redução
Tratamento de minérios
Moagem
Revestimentos
Tratamento de minérios
Moagem Revestimentos
Tratamento de minérios
Revestimentos
Moagem
Tratamento de minérios
Moagem
Tipos de corpos moedores e seus efeitos na distribuição de tamanho 
de partículas
Tratamento de minérios
Moagem
Velocidade Crítica
Se a velocidade de rotação de um moinho é aumentada além
das condições normais de trabalho, chega-se a um momento
em que a camada mais externa de bolas fica presa à
CARCAÇA cilíndrica pela ação da força centrífuga durante uma
volta completa dessa carcaça. Nessas condições as bolas
daquela camada não realiza mais qualquer trabalho de
moagem.
O número de rotações do moinho pela qual não ocorre
qualquer trabalho de moagem, por unidade de tempo, é
conhecida como “VELOCIDADE CRÍTICA”
Tratamento de minérios
R
nc
2
3,42

para r em m 
Velocidade Crítica
mgF 
cos
2
mg
R
mV

(velocidade linear) 
RnV 2
R
g
n


cos
2
1

R
g
nc 2
1

R
nc
2,54

para r em ft 
Tratamento de minérios
Nos handbooks
Fonte: Adão Benvindo
Velocidade Crítica Tratamento de minérios
A velocidade de operação de um moinho é sempre referida à 
percentagem de sua velocidade crítica.
Exercício: calcular a velocidade crítica de um moinho que
opera com 50 rpm, sendo sua nc = 65 rpm
77% da velocidade crítica
Do ponto de vista prático, os moinhos são operados nas
velocidades de 50 a 90% da sua velocidade critica e a escolha
dessas é determinada pelas condições econômicas.
Aumentado a velocidade do moinho, aumenta a sua capacidade 
de processamento, mas compromete o seu desempenho (kWht-1).
Normalmente, velocidades elevadas, para maiores capacidade
de moagem grosseira
Fonte: Adão Benvindo
Velocidade Crítica Tratamento de minérios
Fonte: Adão Benvindo
Movimentação das bolas no interior da carcaça
Rotação
Translação
Deslizamento
Queda
• Bolas giram em torno de si e produz fragmentação 
por compressão
• Pequena contribuição
• Movimento circular de acompanhamento da 
carcaça do moinho até certa altura
• Nenhuma contribuição
• Movimento contrário ao da carcaça.
• Várias camadas de bolas deslizam umas sobre 
as outras e a superfície interna do moinho
• Fragmentação por abrasão
• Menor velocidade – maior efeito
• Movimento resultante das bolas pela força da
gravidade
• Fragmentação por impacto
• Aumenta com a velocidade do moinho
Tratamento de minérios
20/5/19
Moagem
Moagem em regime de 
catarata
Moagem em regime de 
cascata
Regime de operação dos moinhos de bolas
• Depende da velocidade e do fator de enchimento do moinho, além de outros 
fatores 
Tratamento de minérios
Moagem
Tratamento de minérios
é a porcentagem do volume do moinho ocupado com os corpos
moedores, incluindo os vazios entre os mesmos
Fator de enchimento
F = 113 – 126 Hc / D
F = fator de enchimento;
Hc = distância do topo do moinho ao topo da carga em repouso, em metros;
D = diâmetro do moinho, em metros.
Moagem
Moagem em regime de catarata
Regime de operação dos moinhos de bolas
• Bolas vão até posição elevada e caem sobre 
as outras e sobre a polpa,
• Fragmentação por impacto,
• Bolas maiores – maior energia,
• Baixo fator de enchimento,
• Adequado para fragmentação de material 
mais grosso – evita a formação de muito finos
Tratamento de minérios
Moagem
Moagem em regime de cascata
• Velocidade baixa do moinho,
• Alto fator de enchimento,
• Bolas alcançam certa altura e rolam sobre as 
outras,
• Pouco impacto
• Moagem por abrasão
• Bolas menores
• Produto final com granulometria mais fina.
Regime de operação dos moinhos de bolas
Tratamento de minérios
Moagem
Tratamento de minérios
Tipos de descarga de moinhos horizontais
Fonte: Adão Benvindo
Moagem
Tratamento de minérios
A capacidade de moagem passa por um ponto máximo que corresponde a
uma determinada concentração de sólidos na polpa do moinho – vide tabela
Porcentagem de Sólidos na Polpa – moagem líquida
Os moinhos cilíndricos trabalham a seco ou a úmido, entretanto, em
tratamento de minérios, o mais comum é o úmido
A quantidade de água usada no moinho para formar a polpa depende da
granulometria da alimentação e do tipo de moinho
• polpa muito diluída resulta numa moagem pouco eficiente, pois as
partículas sólidas se encontram muito dispersas na polpa, sendo poucos
os choques efetivos entre as partículas e as bolas
• polpa mais concentrada - um aumento na eficiência de moagem com
uma redução considerável no consumo de bolas - até um certo ponto
quando então a eficiência começa decrescer
Fonte: Adão Benvindo
Moagem
Tratamento de minérios
Porcentagem de Sólidos na Polpa
Fonte: Adão Benvindo
Moagem
• O diâmetro das bolas ou barras é muito importante
TAMANHO DOS CORPOS MOEDORES• O tamanho dos corpos moedores afeta a eficiência e a
capacidade dos moinhos
• Princípios teóricos ajustados para cada instalação com a
prática
• Melhor tamanho – tamanho adequado para fragmentar as
maiores partículas da alimentação (tem limites)
Tratamento de minérios
Moagem
25,05,0
.













DC
WS
K
F
B
s
i
B = Diam. (inches) of ball, rod, or pebble
F = Size in microns passed by 80% of new feed
K = Proportionality constant tabuled for various media and circuits
S = Specific gravity of material being ground
Wi = Work index at feed size F
Cs = % critical speed of mill
D = Mill diameter (feet) inside liners
Fonte: Mineral Processing: E.J. Pryor
Tipo de moagem
Valores de 
K
Moinho de transbordo a 
úmido
350
Moinho de grade a úmido 330
Moinho de barras a seco 335
Tratamento de minérios
TAMANHO DOS CORPOS MOEDORES
Moagem
Tratamento de minérios
Circuitos de Moagem
A moagem a úmido é a mais usada em tratamento de minérios,
por ser a forma mais econômica e mais adequada aos
tratamentos posteriores.
As vantagens da moagem a úmido são:
(i) menor consumo de energia em kWh/t;
(ii) maior capacidade por unidade de volume do moinho;
(iii) torna possível o uso de peneiramento e classificação a úmido no
controle do produto;
(iv) elimina o problema de poeira;
(v) torna possível o uso de meio de transporte simples como calhas, bombas
e tubos.
• Moagem seca e a úmido
Moagem
Tratamento de minérios
Circuitos de Moagem
Classifique e justifique o tipo de circuito apresentado na figura 
acima.
Faça um balanço de massa no circuito apresentado. 
Moagem Tratamento de minérios
Moagem Autógena
Moagem Tratamento de minérios
Moagem Autógena 
As tecnologias de moagem autógena (AG) e Semi Autógena
(SAG) tem aumentado sua aplicação nas operações de
processamento mineral nos últimos anos
Estes moinhos são compostos por um cilindro de grande
diâmetro, mas geralmente duas vezes menor em seu
comprimento, eles usam os próprios blocos de minério para
fazer a moagem. http://tecnicoemineracao.com.br/moagem-autogena/
Moagem
Tratamento de minérios
Ilustração esquemática da moagem semiautógena seguida de moagem com bolas
Fonte: Adão Benvindo
Estudar moagem AG e SAG extraclasse
Moagem
Moinho de martelos
Tratamento de minérios
Moagem
Moinho de martelos – Adão Benvindo
Tratamento de minérios
• eixo girando em alta rotação e
no qual ficam presos blocos ou
martelos articulados
• partículas projetadas contra a
superfície interna da câmara,
fragmentando-se
• pouca aplicação na
concentração de minérios pois,
sendo as gangas geralmente
silicosas, desaconselha-se o seu
uso devido ao grande desgaste
da superfície interna, da tela e
dos martelos
• largamente empregado na
indústria química, cerâmica, cal,
calcário, carvão mineral, onde os
materiais são menos abrasivos
Moagem
Moinho vibratório
Tratamento de minérios
Moagem
Moinho vibratório – moagem a úmido
Tratamento de minérios
Fonte: METSO
Tratamento de minérios
Fonte: METSO
Tratamento de minérios
F I M