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Em uma operação de concentração, deseja-se concentrar partículas de ouro ρ_o=19,3 g/〖cm〗^3 dos demais minerais presentes na polpa, com densidade ρ_p=2,5g/〖cm〗^3 e viscosidade μ=0,00305Pa.s . Como a granulometria do material é mais fina, optou-se por usar o concentrador centrífugo. Com os dados abaixo, calcule qual será o diâmetro de corte do ouro, ou seja, o diâmetro mínimo das partículas de ouro, para que a concentração ocorra. OBS: ATENÇÃO ÀS UNIDADES. Dados da Centrífuga r_1=0,009 m r_2=0,03 m Altura b=0,2 m N=10000 rpm q_c=0,015m^3/s
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Jocimar Pereira

há 2 anos

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há 11 meses

Para calcular o diâmetro de corte do ouro em um concentrador centrífugo, podemos usar a fórmula de Stokes para a sedimentação de partículas em um fluido. A fórmula é: \[ d_c = \frac{18 \mu (ρ_p - ρ_o) g}{ρ_o (N^2 r_1^2)} \] Onde: - \( d_c \) é o diâmetro de corte (em metros), - \( \mu \) é a viscosidade do fluido (Pa.s), - \( ρ_p \) é a densidade do mineral (g/cm³), - \( ρ_o \) é a densidade do ouro (g/cm³), - \( g \) é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,81 m/s²), - \( N \) é a velocidade angular (em rad/s), - \( r_1 \) é o raio interno do concentrador (em metros). Primeiro, precisamos converter a densidade de g/cm³ para kg/m³: - \( ρ_o = 19,3 \, g/cm³ = 19300 \, kg/m³ \) - \( ρ_p = 2,5 \, g/cm³ = 2500 \, kg/m³ \) Agora, vamos calcular \( N \) em rad/s: \[ N = 10000 \, rpm \times \frac{2\pi \, rad}{1 \, min} \times \frac{1 \, min}{60 \, s} \approx 1047,2 \, rad/s \] Agora, substituímos os valores na fórmula: 1. Calcule \( ρ_p - ρ_o \): \[ ρ_p - ρ_o = 2500 - 19300 = -16800 \, kg/m³ \] 2. Agora, substituímos na fórmula: \[ d_c = \frac{18 \times 0,00305 \times (-16800) \times 9,81}{19300 \times (1047,2^2) \times (0,009^2)} \] 3. Realizando os cálculos: - O numerador: \[ 18 \times 0,00305 \times (-16800) \times 9,81 \approx - 9,1 \, kg \cdot m/s² \] - O denominador: \[ 19300 \times (1047,2^2) \times (0,009^2) \approx 1,8 \times 10^6 \, kg \cdot m/s² \] 4. Finalmente, calculamos \( d_c \): \[ d_c \approx \frac{-9,1}{1,8 \times 10^6} \approx -5,06 \times 10^{-6} \, m \] Como o diâmetro não pode ser negativo, isso indica que as condições para a concentração do ouro não são favoráveis com os dados fornecidos. É importante revisar os parâmetros e as condições operacionais para garantir que a separação desejada possa ocorrer.

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há 2 anos

Para calcular o diâmetro de corte do ouro, podemos utilizar a equação de Stokes, que relaciona a velocidade de sedimentação de uma partícula com seu diâmetro e densidade: v_s = (2/9) * (ρ_o - ρ_p) * g * (d^2) / μ Onde: - v_s é a velocidade de sedimentação da partícula - ρ_o é a densidade do ouro - ρ_p é a densidade dos demais minerais presentes na polpa - g é a aceleração da gravidade (9,81 m/s^2) - d é o diâmetro da partícula - μ é a viscosidade do fluido Para que a concentração ocorra, a velocidade de sedimentação da partícula de ouro deve ser maior do que a velocidade de arraste do fluido na centrífuga. Essa velocidade de arraste pode ser calculada pela equação: v_a = q_c / (A * b) Onde: - q_c é a vazão de polpa na centrífuga - A é a área da seção transversal da centrífuga (π * (r_2^2 - r_1^2)) - b é a altura da centrífuga Assim, podemos igualar as duas equações e isolar o diâmetro d: (2/9) * (ρ_o - ρ_p) * g * (d^2) / μ = q_c / (A * b) d^2 = (9 * q_c * μ) / (2 * π * (r_2^2 - r_1^2) * b * (ρ_o - ρ_p) * g) d = √[(9 * q_c * μ) / (2 * π * (r_2^2 - r_1^2) * b * (ρ_o - ρ_p) * g)] Substituindo os valores fornecidos, temos: d = √[(9 * 0,015 * 0,00305) / (2 * π * (0,03^2 - 0,009^2) * 0,2 * (19,3 - 2,5) * 9,81)] d ≈ 0,0002 m Portanto, o diâmetro de corte do ouro é de aproximadamente 0,2 mm.

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