[Hidrometalurgia] Aula 02 - Processos Unitários I, Notas de aula de Hidrometalurgia

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Introdução

 O processo pode ser conceituado como um

conjunto de operações e procedimentos que

visam a transformar um ou mais materiais ditos

matérias-primas em um ou mais produtos e

subprodutos com o auxilio de insumos.

 Os resíduos são subprodutos indesejáveis e que

normalmente implicam em custos adicionais para

descarte ou tratamento para adequação ao uso.

 Processos Unitários são as etapas individuais de

um fluxo completo que transforma matéria-prima

em produto.

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Custo de um Processo

 Normalmente se representa o custo de um processo pelo seu valor específico em relação à massa ou volume do produto único ou principal.

 Para se determinar este valor é necessário o preço e outros custos específicos das matérias-primas e insumos, além de seus consumos, os custos de operação e manutenção dos equipamentos, os preços de venda dos subprodutos e os custos de descarte ou tratamento dos resíduos.

 Tudo calculado em base de unidade do produto.

 Para calcular os consumos específicos usam-se dos históricos do processo, ou seja, levantados de períodos anteriores, ou realizam-se balanços de massa.

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Custo de um Processo

 Em processos onde há geração e trocas térmicas e não se tem dados históricos, é necessário elaborar balanços térmicos.

 Nos casos onde há reações químicas pode ser necessário também o estudo do equilíbrio e rendimento dessas reações.

 Nesses casos será necessário lançar mão de tabelas de dados termodinâmicos e diagramas que serão apresentados à medida que forem necessários ao estudo dos processos.

 Para calcular o consumo específico é necessário um pequeno balanço de massa.

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Distribuição

Granulométrica

 Para estudo da granulometria de partículas e suas modificações é conveniente a seleção de uma boa ferramenta matemática para a descrição da distribuição granulométrica.

 Essa ferramenta tornará as relações estudadas mais consistentes que a as relacionadas em tabelas ou texto.

 A partir da caracterização da distribuição, qualquer fração granulométrica pode ser quantificada.

 Os modelos de distribuição mais comuns usados nos estudos de materiais particulados são:

• Função Gama
• Modelo Log-Normal
• Modelo de Gaudin-Schuhmann
• Modelo de Rosin-Rammler

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Distribuição

Granulométrica

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Peneiramento

 Peneiramento refere-se ao processo de separa materiais granulares de acordo com o seu tamanho de partícula.

 A peneira ou tela pode ser formada por barras paralelas, um tecido de fios ou uma chapa perfurada.

 Em geral as telas são de metal mas cada vez mais materiais sintéticos são usados.

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Peneiramento

 A produtividade de um peneiramento cresce com o tamanho das aberturas.

 Tomando-se, por exemplo, duas peneiras cuja dimensão linear da abertura tem a relação x1 / x2 , o número de abertura por unidade de área terá a relação ( x1 / x2 )² e o volume de partículas que passam na unidade de tempo terá uma relação de ( x1 / x2 )³.

 Se o numero de partícula que passam na unidade de área é o mesmo na unidade de tempo a produtividade cresce na proporção da abertura x.

 Por isso o processo de peneiramento é limitado a partículas maiores de 0,1 mm.

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Peneiramento

 Série Tyler

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Peneiramento

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 O índice de eficiência de remoção de finos é dado por:

massa finos na fração de finos massa total de finos

 Da mesma maneira o índice de eficiência de retenção de grossos é dado por: massa de grossos na fração grossa massa total de grossos

 O índice global de eficiência do peneiramento é o produto dos dois.

 O rendimento de remoção de finos e o rendimento de retenção de grossos de uma peneira medem a aproximação dessa peneira da operação ideal. Aquela em que o corte seria perfeito.

Peneiramento

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 Normalmente há um mecanismo para produzir

vibração ou movimento oscilatório nas peneiras para melhorar o seu desempenho.

 Pode-se peneirar a seco ou a úmido.

 A relação entre umidade e eficiência de peneiramento

é uma curva que passa por um mínimo.

 Valores intermediários de umidade levam à aglutinação

das partículas, causando principalmente arraste de finos pelos grossos.

 A série de peneiras deve ser escolhida de forma a

cobrir o mais uniformemente a distribuição.

Exercício

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 Um minério apresenta a seguinte distribuição

granulométrica:

• 6 #: 18%,

• 10 #: 50%,

• 20 # 25%.

 A taxa de peneiramento deve ser de 100 t/h e as

peneiras têm capacidade de peneiramento de 40 t/h.m².mm

 Calcule a área mínima necessária para as três peneiras.

• O símbolo # representa o número mesh na escala Tyler.

Britagem

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 As primeiras etapas da cominuição são

chamadas de britagem e visam a reduzir as

partículas a diâmetros da ordem de 3 mm.

 A britagem é normalmente dividida em:

• Britagem Primária
• Britagem Secundária
• Britagem Terciária

Britagem

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 A primeira etapa de britagem,

ou britagem primária, visa a

reduzir o diâmetro das

partículas, originalmente de

qualquer tamanho, a cerca de

100 mm.

 Os equipamentos que fazem a

britagem são os britadores.

 A britagem primária é realizada

em britadores de mandíbulas e

de cones.