Universidade Federal Fluminense – PUVR 1 Processos Unitários I
DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA E PENEIRAMENTO DE MATÉRIA PRIMA 1 Carlos Eduardo Bailune² Glauco Machado² Renato Rocha² Thiago Alves²
Resumo O experimento testou a eficácia do modelo de Rosin-Rammler para representar a distribuição granulométrica de um material. A amostra do material proveniente da CSN,sendo os dados foram obtidos através de peneiramento manual. O 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.O procedimento foi realizado em 7 peneiras com variação de diâmetro das cavidades dos furos e o fundo. A partir dos dados coletados foi feita a análise para constatar a capacidade do modelo citado.
Palavras-chave: Rosin-Rammler, Distribuição granulométrica, Peneiramento,. Abstract The experiment tested the effectiveness of the Rosin-Rammler model to represent the particle size distribution of a material. The sample of material from the CSN, and the data were obtained by sieving. The screening is the process of separating granular materials according to their particle size. A sieve or screen can be formed by parallel bars, wire mesh or perforated plate. Procedure was performed in 7 sieves ranging diameter holes and cavities background. From the data collected was also analyzed to establish the ability of the above model.
Key words: Rosin-Rammler, Granulometric Distribution, Screening,.
Universidade Federal Fluminense – PUVR 1 Processos Unitários I 1
Trabalho a ser apresentado à disciplina de Processos Unitários I
² Graduandos em Engenharia Metalúrgica – UFF
1 – INTRODUÇÃO Na
natureza
os
minérios
possuem
composições
mineralógicas,
granulometria, teores de ganga e texturas diferentes dependendo da sua localização. Em um mesmo depósito pode se encontrar vários tipos de minérios diferentes. Conhecendo este fato concluímos que processos tecnológicos adequados para um certo tipo de minério é raramente efetivo para outra espécie similar. Dessa maneira faz-se importante o estudo mais aprofundado e detalhado sobre a espécie que se deseja explorar. A caracterização tecnológica envolve todos os trabalhos e estudos desenvolvidos para o conhecimento das principais características de um material, avaliando a viabilidade técnica e econômica de uma possível exploração. Em caso favorável a caracterização deve nos fornecer o procedimento a ser utilizado na usina de processamento. Os
ensaios
de
caracterização
devem
avaliar
a
distribuição
granulométrica do material, sua composição mineralógica, química e o grau de liberação das partículas. Atentando sempre para as técnicas de amostragem e para os erros envolvidos em cada etapa. A partir do conhecimento detalhado do minério pode-se prever a recuperação do processo de concentração e os problemas que poderão ser enfrentados nos testes iniciais. Os resultados dos estudos devem ser suficientes para orientar a escolha de sequências de maior eficiência nos procedimentos de concentração e definir as aplicações industriais do produto obtido.
2 – MATERIAL 2.1 Materiais Utilizados:
Universidade Federal Fluminense – PUVR 1 Processos Unitários I * Balança Eletrônica (Resolução: 0,01g) – Marca/Modelo: Gehaka/BK3000 * Sete peneiras com os seguintes diâmetros de cavidade da tela de retenção: Tabela 1 - Peneiras e respectivos Diâmetros da Cavidade da Tela
1 Peneiras Diâmetro da Cavidade da Tela 12,50
2
3
4
5
6
7
9,52
6,35
4,76
3,36
2,83
2,36
2.2 Materiais:
* 909,40g de Minério de ferro Hematita (CSN).
3 – Metodologia Inicialmente pesamos a amostra de Hematita. Após isso, através de analise visual selecionamos as peneiras disponíveis de acordo com as dimensões do material selecionado montamos o jogo de peneiras na vertical em série de forma decrescente a partir do topo. Utilizamos oito peneiras para fazer o levantamento da granulometria do material em questão.
Distribuímos a amostra sobre a primeira peneira e realizamos movimentos circulares no jogo de peneiras para efeito de peneiramento manual por cerca de 2 minutos. Retiramos o que ficou retido em cada peneira e distribuímos em diferentes recipientes para pesagem dos mesmos, tomando o cuidado de coloca em cada recipiente uma identificação com o diâmetro de cada peneira a que o material ficou retido para melhor organização;
4 – Dados e analise de dados 4.1 - Distribuição Granulométrica Na obtenção dos dados utilizou-se uma amostra de minério de ferro, (Hematita), cedida pela CSN. Essa amostra continha 909,40g de material, o
Universidade Federal Fluminense – PUVR 1 Processos Unitários I qual foi pesado por uma balança eletrônica (Resolução: 0,01g) – Marca/Modelo: Gehaka/BK3000 . Iniciou-se pelo peneiramento no qual as peneiras utilizadas eram um conjunto de arames paralelos que formavam uma grade. A sequência foi escolhida de forma que a distribuição granulométrica ocorresse seguindo o equilíbrio, isto é, fazendo com que as massas ficassem bem distribuídas ao longo de todas as peneiras. Durante o experimento duas peneiras foram descartadas por causa de sua baixa ou nenhuma absorção de massa, sendo estas de 3,36mm e 2,36mm. Uma fração de 4,98% do material foi perdido durante o processo, ou seja, tivemos uma perda de aproximadamente 45,22g de material. Os dados foram os seguintes: Tabela 2: Peneiramento. Peneira ( )
Gramas ( )
% 14,05 22,15 34,58 12,64
34,37
3,78
7,82 Tabela 2 – Tabela informando a distribuição da massa do material de acordo com o diâmetro
de cavidade da tela e fi a respectiva porcentagem
Para expressar esta distribuição granulométrica, aplicamos o modelo de Rosin – Rammler:
(⁄) Sendo: F= distribuição da fração acumulada
x = diâmetro da cavidade da tela de retenção da peneira l= parâmetro de dispersão m= indicador de homogeneidade do material A obtenção dos parâmetros l e m e encontrada fazendo uma linearização da equação acima:
Universidade Federal Fluminense – PUVR 1 Processos Unitários I
ln x
1-F
ln(1-F)
ln[-ln(1-F)]
-3,91
0,92
-0,08
-2,51
1,04
0,88
-0,12
-2,09
1,56
0,76
-0,28
-1,28
1,85
0,41
-0,89
-0,12
2,53
0,19
-1,66
0,51
Tabela 3 - Linearização da equação de Rosin-Rammler
Distribuição Granulométrica por Rosin-Rammler 1.00 0.50 0.00 -6.00
-4.00
-2.00
0.00
2.00
4.00
-0.50 ] ) F 1 ( n l [ n l
-1.00 -1.50 y = 0.3761x - 1.3296 -2.00 -2.50 -3.00
ln x
6.00
Universidade Federal Fluminense – PUVR 1 Processos Unitários I Gráfico 1 - Linearização
Através do gráfico 1 e da realização dos mínimos quadrados utilizando o recurso do Excel y = 0,376x - 1,329
m= a = 0,38 b = m.lnl = -1,329 logo: l = exp (b/m) = 00,029
Logo Verificamos que: m
l (mm)
0,38
0,029
Tabela 3 – Valores correspondentes aos parâmetros m e ι.
Onde m, é o parâmetro de homogeneidade, e l é o parâmetro de tamanho médio
A partir da equação do modelo Rosin – Rammler temos:
Universidade Federal Fluminense – PUVR 1 Processos Unitários I
Distribuição Ganulométrica 100 90 80 70 ) % ( F
60 50 40 30 20 10 0 0.02
2.83
4.76
6.35
9.52
12.50
X (mm)
Gráfico 2 – Gráfico Tamanho de grão(x) x Material Acumulado Passado (F)
5 – Discussão A partir da análise dos dados, percebemos que a curva do modelo de RosinRammler não é a ideal, pois existe uma diferença entre os pontos que pode ter sido causado por uma perda de material, ou uma má realização do experimento. Enquanto que a curva de distribuição granulométrica está de acordo com o esperado, pois apresenta um formato signoidal.
6 – Conclusão Este ensaio de granulometria realizado com o peneiramento de uma amostra de minério de ferro ficou de acordo com o objetivo da pratica. Mesmo fora do padrão ideal desta distribuição de Rosin-Rammler, é possível observar a distribuição granulométrica dessa amostra. Quanto maior o número de peneiras, melhor será a observação dessa distribuição e mais ela se aproximará da curva ideal, entretanto não foi possível encontrar peneiras de diâmetros pequenos por isso encontramos um valor de massa para o fundo.
Universidade Federal Fluminense – PUVR 1 Processos Unitários I
ANEXO
Figura 3: Amostras após o peneiramento
