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Dimensionamento de Hidrociclones para Beneficiamento de Areia: Um Estudo de Caso, Trabalhos de Engenharia Industrial

Projetos de equipamentos estudados na disciplina de operações unitárias 3.

Tipologia: Trabalhos

2021

Compartilhado em 22/06/2021

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jeff-silva-10 🇧🇷

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO
INSTITUTO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS E EXATAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
DISCIPLINA DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS III
HIDROCICLONE
Bruno de Carvalho Corrêa 201610522
Fernanda Juncanssi Pontelli 201410881
Jefferson Silva 201710430
José Geraldo de Oliveira 201510598
Júlia Corrêa Lopes 201410880
Luiz Antônio Marques Júnior 201510331
Rodolfo Simões Teles Xavier 201510408
Uberaba, 2019
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO

INSTITUTO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS E EXATAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

DISCIPLINA DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS III

HIDROCICLONE

Bruno de Carvalho Corrêa – 201610522 Fernanda Juncanssi Pontelli – 201410881 Jefferson Silva – 201710430 José Geraldo de Oliveira – 201510598 Júlia Corrêa Lopes – 201410880 Luiz Antônio Marques Júnior – 201510331 Rodolfo Simões Teles Xavier – 201510408

Uberaba, 2019

1. INTRODUÇÃO

A areia é conceituada na indústria como um bem mineral, constituída predominantemente por quartzo, pode ser obtida a partir de depósitos de leitos de rios e planícies aluviais, rochas sedimentares e mantos de alteração de rochas cristalinas. Areias advindas de praias e dunas litorâneas não apresentam boa qualidade como material voltado para a construção civil, uma vez que contém a presença de sais os quais interferem na sua qualidade na estrutura de certa obra. Tal mineral está presente em várias vertentes de obras e projetos voltados para a engenharia como um todo.

O beneficiamento da areia é bastante simples, sendo baseado em classificação por peneiras, silos de decantação e hidrociclonagem, que separam granulometricamente as frações interessantes aos setores de aplicação.

Os hidrociclones utilizados para realizar tal procedimento, são alimentados com o minério, resultando como produtos o underflow e o overflow. Sendo que o primeiro contém a maior parte das partículas grossas que foram alimentadas e, o segundo, a maioria das partículas finas que foram qualificadas.

As partículas de diâmetros maiores tendem a ocupar as localidades mais periféricas do equipamento, já as partículas de diâmetros menores, são deslocadas para a região central do mesmo. Assim sendo, nas regiões periféricas têm-se a predominância de partículas mais grossas e, na região central, a concentração de partículas finas. Isso de deve propriamente ao conceito físico ligado ao equipamento, que é baseado em uma separação no campo gravitacional.

2. MOTIVAÇÃO

A empresa Primus, uma conceituada mineradora de areia, que preza pela qualidade de seus produtos, contratou o serviço de consultoria da Uraflui. O projeto consistia no dimensionamento de um hidrociclone capaz de beneficiar, com eficiência, a areia advinda de seu processo de mineração.

A Uraflui, prontamente com o intuito de garantir um trabalho eficiente e com um preço justo de mercado, realizou o projeto utilizando o método de configuração Bradley para o hidrociclone. Sendo que também foram realizados os estudos de

𝐷𝑐^ )

2,

Na sequência, calculou-se o diâmetro de corte (d*), a partir da equação (6).

𝐷𝑐^ = 0,016 (^

1

[1 + 1,73𝑅𝐿]

[4,8(1 − 𝐶𝑣)^2 − 3,8(1 − 𝐶𝑣)]0,5^ (6)

O valor obtido foi 𝑑∗^ = 1,25x10-4^ m.

Além disso, para mostrar ao cliente a eficácia do equipamento, foram calculadas as eficiências reduzida e global, segundo as equações (7) e (8), respectivamente. Obtendo-se valor igual a 1 para ambas.

[1,44 − 0,279𝑛 + (𝐷

𝑑∗)]

Por fim, calculou-se a perda de carga por meio da equação (9), sendo que 𝛽

O valor obtido foi ∆𝑃 = 453,75 Pa.

4 ORÇAMENTO

O orçamento do projeto e da construção do hidrociclone, incluindo os gastos com material, instalação e mão de obra necessária, além da consultoria prestada, é expresso na tabela a seguir:

ITEM VALOR Consultoria prestada R$ 12.000, Instalação do equipamento R$ 18.000, Material R$ 13.575, VALOR TOTAL DO PROJETO R$ 33.575,

5 CONCLUSÃO

Conclui-se que o hidrociclone projetado pela Uraflui possui bons parâmetros para o beneficiamento da areia e que outras alterações podem resultar em gastos energéticos maiores. Além, é claro, de um maior custo para a fabricação de um equipamento com maiores dimensões, o que não seria viável para o cliente.

Portanto, o hidrociclone em questão, atende a necessidade de processo requerida pela empresa mineradora Primus.

6 REFERÊNCIAS

NOGUEIRA, Geovane. A extração de areia em cursos d’água e seus impactos: proposição de uma matriz de interação. Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora – MG, 2016. Disponível em: < http://www.ufjf.br/engsanitariaeambiental/files/2014/02/TFC_Vers%C3%A3oFinal.pdf

http://www.anepac.org.br/agregados/areia-e-brita/item/136-areia

https://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrociclone