separadores wemco para separacao de minerios, Outro de Engenharia de Minas. Universidade de São Paulo (USP)
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zuneid-yassin12 de abril de 2018

separadores wemco para separacao de minerios, Outro de Engenharia de Minas. Universidade de São Paulo (USP)

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equipamento usado na concentracao de minerios
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Introdução

A separação em meio denso é um processo de separação gravítica aplicado na separação de

minerais, onde o meio denso pode ser constituído de líquidos orgânicos, soluções de sais

inorgânicos ou, ainda, de uma suspensão estável de densidade pré determinada.

A suspensão, no caso da separação em meio denso, é um sistema heterogêneo constituído de um

sólido insolúvel disperso em água, que se comporta com as características de um líquido. As

suspensões são mais usadas em processos industriais, onde os sólidos insolúveis mais utilizados

são finos de magnetita ou de ferro silício.

O meio denso a ser utilizado na separação de minerais deve apresentar uma densidade

intermediária entre as das espécies minerais a serem separadas, de maneira que os minerais com

densidade inferior flutuem, e aqueles com densidade superior afundem.

O processo de separação em meio denso é mais aplicado para partículas grossas, acima de 3 mm,

sendo que o mais comum é 6 mm, tendo um limite superior de 150 mm, podendo ser ainda maior

para algúns carvões. Este limite máximo é determinado, normalmente, em função dos

equipamentos de separação a serem usados no projeto e das facilidades de manuseio de material

na usina.

O processo de separação em meio denso pode ser estático ou dinâmico.

Princípio de separação por Meio Denso

O processo de separação em meio denso consiste em separar partículas em função de suas

densidades, usando como meio de separação, um fluido de densidade intermediária. As

partículas de densidade inferior à desse fluido, flutuam; as de densidade superior, afundam; e as de densidade igual à do fluido, permanecem em suspensão.

Figure SEQ Figure \* ARABIC 1 Esquema da operação.

A alimentação deve ser molhada antes da entrada no separador, para uma melhor eficiência de

separação.

Metódo de separação

A separação em meio denso é dividida em dois métodos básicos de separação: o "estático" e o dinâmico.

A separação "estática" é feita em suspensões onde atuam somente forças gravitacionais, o que não implica que os equipamentos usados não possuam partes móveis, o necessário para prover a estabilidade do meio denso.

A separação dinâmica é caracterizada pelo uso de separadores que empregam forças centrífugas.

Em meio "estático", a separação dos minerais baseia-se na equação, a seguir:

Fg = Mp .g − Mf .g = (Mp −Mf ).g

onde:

Fg = força gravitacional; Mf = massa do fluido deslocado; Mp = massa da partícula;

g = aceleração da gravidade.

A força gravitacional (Fg) poderá ser positiva ou negativa. Ela será positiva quando o peso da partícula (Mp . g) for maior que o peso do fluido (Mf . g) deslocado pela própria partícula, ou seja, a força do empuxo. Neste caso, a partícula afundará. Quando a força gravitacional for negativa, ou seja, o peso da partícula (Mp . g) for menor que o peso do fluido deslocado (Mf . g), a partícula flutuará.

O processo de separação em "meio estático" é aplicado quando os minerais a separar se apresentam a granulometrias grossas, pois como se sabe, a eficiência de separação decresce com a diminuição de tamanho das partículas, devido a uma baixa velocidade de sedimentação destas.

Separadores por Meio Denso Estáticos

Separador cônico wemco

Os separadores de cone são os mais indicados para o tratamento de carvões grossos, na faixa de

100 a 3 mm, especialmente nos Estados Unidos, onde os carvões possuem grande proporção de

material leve. São menos indicados para alimentações com maior proporção de material pesado.

É um tipo de separador de cone que consiste, essencialmente, de um tanque cônico, de até 6 m de diâmetro, podendo tratar partícula de até 10 cm de diâmetro com capacidade de até 500 t/h. Neste tipo de separador existe um mecanismo interno de agitação lenta, o bastante para manter o meio em suspensão uniforme e auxiliar o movimento do produto flutuado em direção à periferia do separador, onde é descarregado por transbordo, com uma certa porção do meio, que é recuperado no circuito. O produto afundado é removido do cone por meio de bomba ou de fluxo ascendente externo ou interno com ar comprimido (air lift). Em ambos, parte do meio denso que sai com o afundado é drenado, e volta diretamente para dentro do cone.

Os separadores de cone foram desenvolvidos, originalmente, para beneficiamento de minérios, com alta eficiência metalúrgica, também no tratamento de partículas finas. Foram, também, os primeiros tipos de equipamentos usados nos Estados Unidos para beneficiar carvão, usando a magnetita na preparação do meio denso.

Figure SEQ Figure \* ARABIC 2 Com bomba externa

Figure SEQ Figure \* ARABIC 3 Com bomba de ar comprimido

Separador de tambor wemco

Separadores de tambor, por outro lado, são indicados para alimentações com grande quantidade

de pesados, fato que os tornam populares no campo de tratamento de minérios, onde a proporção

de pesados chega alcançar 80%, ou no beneficiamento de carvões, onde muitas vezes a

proporção de pesados na alimentação chega a ser superior a 50%, como nos carvões europeus e

brasileiros.

Os separadores de tambor convencionais são usados amplamente no beneficiamento de minérios

metálicos e não metálicos, com granulometria de alimentação variando de 5 a 300 mm.

Consistem de um tambor cilíndrico rotativo, provido de elevadores (ressaltos) que são fixados na

parede interna do tambor e que se destinam a remover, continuamente do circuito, o produto

afundado durante a separação. O produto flutuado sai por transbordo em um vertedouro

localizado na extremidade oposta à alimentação.

O separador de tambor pode ser usado para obtenção de dois ou três produtos de separação. Para

dois produtos de separação (flutuado e afundado), este é constituído de um só compartimento de

separação; enquanto que aqueles com três produtos de separação (mais um produto misto), o

mesmo é constituído de dois compartimentos de separação, operando independentemente um do

outro.

Figure SEQ Figure \* ARABIC 4 Separador de tambor de um só compartimento

Esses separadores são construídos de vários tamanhos, até 4,3 m de diâmetro por 6 m de comprimento, com capacidade máxima de 450 t/h. Longitudinalmente, existem placas divisórias internas, que separam a superfície do flutuado, da descarga do afundado.

A pequena profundidade do meio denso nesses equipamentos, em comparação com os separadores de cone, minimiza a sedimentação das partículas do meio denso, dando uma maior uniformidade na densidade em toda a extensão do tambor. A agitação provocada pelos elevadores também contribui para uma melhor homogeneização do meio denso.

Figure SEQ Figure \* ARABIC 5 Corte transversal de um separador de tambor para 2 produtos

No separador de três produtos, ou de dois compartimentos, o produto afundado em uma densidade menor, no primeiro compartimento, alimenta o segundo compartimento onde a densidade de separação é mais alta. Do primeiro compartimento sai o produto leve (flutuado) e do segundo compartimento saem os produtos pesado (afundado) e misto.

Figure SEQ Figure \* ARABIC 6 Separador de tambor de 2 compartimento

Densidade do Meio

A densidade de uma suspensão é função da densidade do sólido utilizado e da

quantidade de sólido adicionado ao meio. Essa densidade pode ser calculada, segundo a

expressão:

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