Aula 17 Amálise Granulométrica Peneiração

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Análise Granulométrica 
Operações Unitárias 
Roney 
Peneiramento 
 Introdução 
 O peneiramento é um método de separação de 
partículas de acordo com o tamanho. Os finos 
“undersize” passam através das aberturas da peneira 
e o retido “oversize” ficam retidos na superfície 
peneirante. Também podemos definir como um 
processo de classificação de um material granular 
pelo tamanho de partículas em duas ou mais frações. 
 Uma única peneira pode separar uma alimentação 
de partículas em duas frações. 
 O material que é processado em uma série de 
telas de aberturas (malhas) diferentes é separado em 
frações de tamanho. 
 
Peneiramento 
 A base de representação da 
distribuição de tamanho de partícula 
é a massa de partícula, mais 
especificamente pela fração mássica, 
na qual a distribuição de tamanho de 
partícula é associada à fração 
mássica dentro de cada intervalo de 
tamanho. 
Peneiramento 
 As peneiras industriais são confeccionadas com 
tecidos metálicos (confeccionadas com fios), seda 
ou plásticos, barras de metais; chapas perfuradas, 
com a maior abertura na parte inferior. Entre os 
metais o aço inoxidável, o mais comum. 
 Geralmente, as maiores aberturas 
correspondem a 4 polegadas e peneiras com 
aberturas inferiores a 150 malhas (0,104 mm) não 
são muito utilizadas, pois para partículas finas 
existem outros métodos de separação mais 
econômicos (câmaras de poeira, ciclones, filtros de 
tecido). 
 
Peneiramento 
 No processamento de alimentos sólidos e em 
outros processos industriais é frequente a necessidade 
de se separar materiais com respeito ao seu tamanho. 
As técnicas de separação são baseadas nas diferenças 
físicas entre as partículas como tamanho, forma ou 
densidade. Em muitos processos os pós sólidos obtidos, 
raramente possuem um único tamanho, que estão 
distribuídos em torno de um tamanho médio. 
 O peneiramento é um método de separação de 
partículas que leva em consideração apenas o tamanho. 
No peneiramento industrial, os sólidos são colocados 
sobre uma superfície com um determinado tamanho de 
abertura. As partículas menores, ou finas, passam 
através das aberturas da peneira; as partículas maiores 
são retidas. 
A necessidade de separar sólidos está 
associada a duas finalidades: 
1 – Dividir o sólido granular em frações 
homogêneas; 
2 – Obter frações com partículas de mesmo 
tamanho. 
No entanto é difícil se conseguir os dois 
objetivos simultaneamente. 
Peneiramento 
 Na técnica de peneiramento faz-se passar uma 
quantidade de material através de uma série de 
peneiras, pesando-se o material retido em cada 
peneira. Ao alimentar a amostra na primeira peneira 
uma certa quantidade da amostra poderá ficar 
retida, enquanto boa parte atravessa e se deposita 
na segunda peneira a qual, por sua vez, poderá 
reter uma quantidade do material remanescente 
oriundo da primeira peneira, enquanto uma outra 
parte atravessará para alimentar a terceira peneira 
e assim por diante. Trata-se de um processo do tipo 
passa/não passa, e as barreiras são constituídas 
pelos fios da malha. 
Peneiramento 
Peneiramento 
De acordo com a International Standart 
Organization, tem se padronização de tipos de 
sólidos segundo o sistema TYLER (Sendo o 
sistema que classifica o material conforme a 
abertura da peneira). 
 
Análise granulométrica- Peneiras 
Princípios do Peneiramento 
Industrial 
 No peneiramento 
industrial dois 
processos básicos 
devem ocorrer: 
• Estratificação: A 
vibração causa nas 
peneiras um rearranjo: 
as partículas menores 
se posicionam junto à 
tela e as maiores a 
parte superior do 
estrato. 
•Probabilidade de 
separação: É o 
processo das 
partículas 
apresentarem-se 
às aberturas, 
sendo rejeitadas 
se forem maiores 
que a abertura ou 
passarem se 
forem menores: 
 
 
 
 
Para as peneiras 10 e 14, o diâmetro médio das 
partículas que passaram pela peneira de 10 
malhas e que ficaram retidas na de 14 malhas é: 
 As partículas de tamanhos diferentes 
(diâmetro d), em relação à abertura da 
tela (a) apresentam comportamento 
distintos. Quando: 
 
• d > 1,5 a: as partículas maiores que 1,5 
vez a abertura da tela escorrem sobre a 
tela e são encaminhadas para o oversize. 
Não acarretam problemas para o 
peneiramento, exceto problemas 
operacionais, se sua quantidade é grande. 
Deformação da tela. 
.1,5 a> d > a 
• As partículas entre uma vez e meia a 
malha a malha e a malha também vão 
para o oversize. A diferença em relação à 
classe anterior é que, como têm tamanho 
próximo ao da malha, fazem várias 
tentativas para passar e podem acabar 
presas em alguma abertura, não saindo 
mais de lá. Pode haver perda substancial 
de capacidade de peneiramento. 
a> d > 0,5a 
• Partículas menores que a abertura da tela 
e maiores que metade dela. As partículas 
entra se cair numa posição conveniente. 
Estas partículas só atravessam a tela 
quando caem sobre a malha em tal 
situação. 
d<0,5 
• Partículas menores que a metade da 
abertura da malha atravessam na 
com facilidade e não interferem com 
o peneiramento. 
d< <0,5 
• Partículas muito finas (poeiras e 
lamas) deveriam ter um 
comportamento idêntico ao da classe 
anterior. Muitas delas passam direto. 
Por causa da sua elevada área de 
superfície , outras tantas aderem às 
partículas maiores e as 
acompanham. 
Alguns cuidados nos processos de 
peneiramento. 
• As peneiras podem operar a seco (sólidos com pouca 
umidade) ou a úmido. Materiais pouco úmidos ou muito 
aderentes devem ser peneirados a úmido para evitar o 
entupimento da peneira; a água lava continuamente a peneira 
evitando a deposição dos finos sobre os fios da peneira. 
• A agitação também ajuda a prevenir o entupimento. Uma 
agitação muito vigorosa pode provocar a moagem do 
material, erosão excessiva das peneiras e baixa eficiência, 
além de agravar o problema do pó. 
• Para facilitar a operação, as peneiras são inclinadas, mas 
uma inclinação grande prejudica a separação, pois o 
escoamento do pó poderá ser tão rápido que impossibilitará a 
chegada de muitas partículas finas até a malhas das 
peneiras; a inclinação insuficiente pode reduzir a capacidade. 
Baixas eficiências e dificuldades 
encontradas nesta operação estão relacionados: 
 1 – A coesão entre as partículas tende a reter fino no material 
grosso. A coesão aumenta com a umidade do material; quando a 
operação é feita com o sólido seco, este efeito é pouco 
importante. 
 2 – Durante o peneiramento, os fios das malhas afastam-se uns 
dos outros. Assim, umas aberturas ficam menores e outras 
aumentam, dificultando a previsão teórica da abertura da peneira 
para obter o Dc necessário. 
 3 – A aderência das partículas à tela também é uma dificuldade 
que não pode ser antecipada teoricamente. Partículas mais finas 
que a abertura da peneira ficam retidas porque, à medida que a 
operação ocorre, as malhas das telas vão ficando menores, 
chegando até a entupir. Esta é uma das causas da presença de 
finos no material grosso. A aderência também depende da 
umidade do material, variando ainda com a forma e as 
características das partículas. 
 
A- Peneiras Estacionárias: São as mais simples, 
robustas e econômicas das peneiras, e servem para 
sólidos grosseiros, à vezes maiores que 5 cm. Operam 
descontinuamente e entopem com facilidade. Tipos mais 
comuns: telas inclinadas com 1 a 10 cm de abertura. 
 
 B – Peneiras Rotativas (“Trommel”): O tipo mais comum é o tambor 
rotativo, muito utilizado nas pedreiras para classificação dos pedriscos e 
das pedras 1, 2, 3 e 4 da construção civil. É um cilindro longo, inclinado de 
4 a 100 em relação à horizontal e que gira a baixa velocidade em torno do 
eixo. A superfície lateral do cilindro pode ser uma placa metálica perfurada 
ou tela, com aberturas de tamanhos progressivamente maiores na direção 
da saída. Os equipamentos variamde 4 
a 10 m de comprimento. A rotação típica é da ordem de 15 rpm. 
Vantagens: Simplicidade na construção e de operação, baixo custo e 
durabilidade. Atualmente vem sendo substituída por peneiras vibratórias 
que tem maior eficiência e capacidade. 
 
C – Peneiras Agitadas: A agitação provoca a 
movimentação das partículas sobre a superfície das 
peneiras. Embora possam ser horizontais, 
geralmente são inclinadas para que o material seja 
transportado ao mesmo tempo em que ocorre o 
peneiramento. A eficiência é relativamente alta para 
materiais maiores que 1 cm, mas é baixa para finos. 
 
 
Uma peneira agitada onde duas telas, uma sobre a outra, estão 
ligadas em uma armação inclinada em um ângulo entre 16° e 30° com 
a horizontal. A mistura de alimentação é solta na parte superior do 
ponto mais alto da peneira. Armação e peneiras estão girando em um 
plano vertical sobre uma linha central horizontal por um excêntrico que 
está colocado entre o ponto de alimentação e descarga. A taxa de 
rotação está entre 600 e 1800 rpm. As peneiras são retangulares 
suficientemente longas. 
 D – Peneiras Vibratórias: Estas peneiras são de alta 
capacidade e eficiência, principalmente para materiais finos. São 
as mais frequentes em mineração. São construídas de um 
chassi robusto apoiado em molas, um mecanismo acionador do 
movimento vibratório e um, dois ou três suportes para as relas 
(decks) Existem dois tipos mais comuns: 
 - Estrutura Vibrada: a estrutura é submetida a vibração mecânica 
por meio de excêntricos ou eixos desbalanceados, ou vibração 
eletromagnética. As malhas utilizadas na indústria química 
variam de 2,5 cm a 35 mesh, para peneiramento a seco, indo até 
bem abaixo de 100 mesh para peneiramento a úmido, chegando 
a até 225 mesh para alguns casos. 
 - Tela Vibrada: elas possuem eletroímãs que atuam diretamente 
sobre a tela. Fazem o peneiramento de finos (80 a 100 mesh), 
não sendo recomendadas para trabalho pesado. Apresentam 
como desvantagem um desgaste excessivo da tela e ruído (pode 
ser atenuado utilizando telas emborrachadas ou feitas 
totalmente de borracha). 
 
Variáveis do peneiramento 
industrial 
 Diversos são os fatores que influem no 
comportamento das partículas sobre a 
superfície de peneiramento, e, 
consequentemente, na eficiência do 
peneiramento. 
• A área e a forma da malha; 
• O tipo de superfície; 
• Inclinação da superfície; 
• Umidade do material; 
• Forma da partícula, natureza física 
(densidade, dureza, porosidade, 
abrasividade, cargas elétrica, etc), e a 
presença de material argiloso. 
• Porcentagem de partículas de 
dimensionamento próximas a malha; 
• Fluxo de alimentação e a espessura da 
camada de material sobre a superfície; 
 
 
Comparação entre as peneiras reais e 
ideais. 
 
• O objetivo de um peneiramento é separar uma 
mistura de várias partículas em duas frações, uma 
denominada peneirado (underflow) e a constituída 
por maiores partículas (overflow). 
• Qualquer uma das duas frações pode ser o 
produto. 
• Uma peneira ideal deve separar a alimentação, tal 
que a menor partícula no overflow seja maior do 
que a maior partícula no underflow. Essa 
consideração ideal define o diâmetro de corte Dpc 
que consiste no ponto de separação das duas 
frações. 
 
 
Eficiência e capacidade de uma 
peneira 
 
 Quando se tem uma peneira ideal, o material 
submetido operação de peneiramento dará 
exatamente, duas porções A e B com diâmetros 
inferiores e superiores ao da abertura da peneira. 
 Na prática, parte da porção A é retida com B e 
parte da porção B passa com A. O desejável seria 
a separação perfeita das porções A e B. Existe 
impossibilidade disso, mas procura-se conseguir a 
situação ideal. Daí surge o conceito de eficiência 
de uma peneira. 
 
 Uma peneira é tanto mais eficiente na 
medida em que se aproxima das condições 
de operação ideal. A eficiência mede a 
possibilidade da peneira em separar 
exatamente os materiais A e B. 
 O funcionamento ideal de uma 
peneira determina uma operação infinita 
sem produção de frações. Assim, na 
medida em que se aproxima da situação 
ideal ter-se-á diminuída a capacidade de 
processamento. 
 
 Capacidade : “A capacidade de uma peneira 
é a quantidade de produto que poderá ser 
processada na unidade de tempo”. A peneira 
terá maior ou menor capacidade na medida em 
que puder peneirar mais ou menos material. 
 A eficiência e a capacidade das peneiras 
estão intimamente relacionadas. O aumento da 
eficiência implica numa perda da capacidade e 
vice-versa. A eficiência e a capacidade são muito 
importantes. A primeira está relacionada com o 
grau de pureza do produto e então com a 
qualidade e a segunda com a produção, 
fatores fundamentais para o projeto industrial. 
 Matematicamente a eficiência poderá ser 
expressa em função do produto e do refugo através 
de dados obtidas da analise granulométrica. 
 O produto é o material desejado; aquele 
que se pretende obter. O refugo, como o próprio 
nome diz o material indesejável, o qual deverá 
submeter-se a novo tratamento, ou eliminado 
como resíduo industrial inaproveitável. 
 Numa operação de peneiramento, tanto o 
material submalha (peneirado), como o material 
sobremalha (retido) poderá, dependendo dos fins 
pretendidos, ser considerado o produto ou o refugo.