ESTUDO DIRIGIDO – TRATAMENTO DE MINÉRIOS Prof. Maria Fernanda Bernal Lopez 1-Qual o objetivo do tratamento de minérios? O tratamento ou beneficiamento de minérios, visa adequar os minerais extraídos de grandes maciços rochosos à um determin determinado ado segmento segmento de uma indústr indústria, ia, levando levando em conside consideraçã ração o a granulom granulometria etria do mineral, mineral, sua propriedade química, composição mineralógica, etc. 2-Construa um fluxograma com as principais etapas do tratamento de minérios
Operações unitárias: cominuição: britagem e moagem; peneiramento (separação por tamanhos) e classificação (ciclonagem, classificador espiral); concentração gravítica, magnética, eletrostática, concentração por flotação etc. desaguamento: espessamento e filtragem; secagem: secador rotativo, spray dryer , secador de leito fluidizado; disposição de rejeito. 3-Para que é usado o balanço de massa ? Para determinar a massa do elemento útil no material disponível. 4- Conceitue : recuperação em massa e recuperação metalúrgica. Recuperação de massa = a vazão de sólidos, que se reporta ao concentrado. Recuperação metalúrgica = representa a quantidade de metal contida na alimentação que depois da etapa de concentração passou para o concentrado. 5- Identifique A, C, R na fórmula A = C + R A= massa massa da alimentação alimentação C= C= massa do do concentrado concentrado e R = massa do rejeito
6-Na fórmula para o balanço de massa para uma determinada espécie: Aa =Cc + Rr identifique A, a, C, c, R, r. A= massa massa da alimentação alimentação a=teor a=teor do elemento elemento i na alimentaçã alimentação o C= massa massa do concentrado concentrado c= c= teor do elemento elemento i no concentrado e R = massa do rejeito r= teor do elemento i no rejeito 7- Dê a fórmula da recuperação metálica e da recuperação em massa. Rmet = 100[ c(a – r) / a(c – r) ] Rmass = 100[ (a – r) / (c – r)]
8-Calcule a recuperação em massa e a recuperação metalúrgica
A=800 a=0,0076, a=0,0076, C=16 C=16 c=0,342, c=0,342, R=784 r=0,0009 r=0,0009 Rmassa=1,9642% Rmet= 90%
9- Calcule a recuperação em massa e a recuperação metalúrgica, dados: Minério de Ferro (Itabirito) Itabirito(simplificado) = Hematita + Quartzo Hematita = Fe2O3 Quartzo = SiO2
Calcular a recuperação de ferro no concentrado A=700t/h A=700t/h a=0,51, C=480t/h C=480t/h c=0,67, c=0,67, R=220t/h R=220t/h r=0,1609 r=0,1609 Rmassa= 68,57% Rmet= 90,08% Recuperação de ferro no concentrado= 90,08%
10-Uma usina de beneficiamento trata minério em que o elemento útil é o zinco (Zn)e que o principal contaminante é o magnésio (Mg). Considerando-se os dados: massa do concentrado: C= 220,9 t massa do rejeito: R= 385,8 t % Zn no concentrado: c=30,1 % Zn no rejeito: r=9,8 % MgO no concentrado: 5,2 % MgO no rejeito: 12,6 Calcule: i. a mass massa a (reca (recalcu lculad lada) a) da da alim alimen entaç tação ão;; A= C+R= C+R= 220,9+385,8= 220,9+385,8= 606,7 ii. o teor teor (reca (recalcu lculado lado)) de de Zn Zn da alimenta alimentação ção;; 606,7*a= 0,301*220,9 + 385,8*0,098 a=0,172=17,2% iii. o teor (reca (recalcu lculado lado)) de MgO MgO da alimen alimentaçã tação; o; a=9,90% iv. a recuperação de Zn no concentrado.Rm=63,7%
11- Complete a tabela e construa o gráfico de % (pass. acum.) vs. aberturas (mm) Massa total (g)
2455
# Abertura (Tyler) (mm)
4 8 14 28 35 48 60 100 200 250 270 -270 Total
4,8 2,4 1,2 0,6 0,4 0,3 0,25 0,15 0,075 0,063 0,053
Massa % Retida retida simples (g)
970 605 225 145 45 30 15 55 195 90 65 5 2445
39,6728 24,7444 9,202454 5,93047 1,840491 1,226994 0,613497 2,249489 7,97546 3,680982 2,658487 0,204499 100
% Retida acumulada
% Passante acumulada
39,67280164 64,41717791 73,6196319 79,55010225 81,39059305 82,61758691 83,23108384 85,4805726 93,45603272 97,13701431 99,79550102 100
60,32719836 35,58282209 26,3803681 20,44989775 18,60940695 17,38241309 16,76891616 14,5194274 6,54396728 2,862985685 0,204498978 0
12-Defina :Grau de liberação (GL) Liberar: significa tornar livres as espécies minerais de uma associação mineral.Considera-se livre a espécie que está representada somente por partículasmonominerais de sua própria composição. Considera-se mista as partículas constituídaspor mais de uma espécie mineral (partículas pluriminerais).Liberação: É a condição de estarem livres, umas em relação às outras, as espéciesminerais componentes de uma associação mineral.
13- Dada a fórmula do grau de liberação GL = a x 100 /a + m , o que significa a e m. a - massa (ou porcentagem) do mineral em partículas livres; m - massa (ou porcentagem) do mineral em partículas mistas 14-Complete :O grau de liberação pode ser avaliado através da utilização de diversos métodos que podem ser divididos basicamente em dois tipos: -métodos diretos: há a observação direta das amostras. O método de Gaudin, que utiliza a microscopia ótica, é bastante conhecido e consiste na observação de amostras minerais em várias faixas granulo métricas, obtendose o grau deliberação para cada uma delas. -métodos indiretos: a avaliação do grau de liberação é feita aplicando-se um método de concentração adequado à separação da espécie útil, em várias faixas granulo métricas e analisando-se os resultados obtidos para cada faixa. 15 Aplicação: Aplicação: Sabendo-se Sabendo-se que o método de Gaudin considera considera que que cada partícula partícula é igual igual a 20 unidade unidade se se que é dividida em 4 quadrantes (por retículo ou de forma imaginária), calcule o grau de liberação para a espécie útil, conforme o sistema apresentado na figura abaixo.
16- Em que consiste a operação de peneiramento? O peneiramento consiste em operações de separação de material, com geração de duas faixas granulométricas granulométricas diferentes, diferentes, por meio de malhas que fazem a divisão do mesmo, gerando produtos classificados classificados como oversize e undersize. De acordo com Chaves e Peres (1999, p. 511): [...] é a operação de separação de uma população de partículas em duas frações de tamanhos diferentes, mediante a sua apresentação a um gabarito de abertura fixa e pré-determinada. Cada partícula tem apenas as possibilidades de passar ou ficar retida. Os dois produtos chamam-se “oversize” ou retido e “undersize” ou passante. 17-Defina oversize e undersize no peneiramento. O material retido na tela da peneira é denominado oversize e o passante, undersize 18- Comente sobre o trabalho sobre caracterização de minérios. A técnica técnica de Espectrometria Espectrometria de Fluorescência Fluorescência de Raios Raios X (XFR) (XFR) é um método para para determinação determinação precisa, rápida rápida e não destrutiva de análises elementares, tanto quantitativas quanto qualitativas usando-se o princípio de medida dos comprimentos de onda e intensidade das radiações emitidas pelos elementos. Os elementos que compõem a amostra são excitados por uma fonte primária de radiação, que assim passam a emitir emitir uma radiação radiação com comprimento comprimentoss de onda característ característicos icos de cada cada elemento, elemento, denominada denominada raios X fluo fluore resc scen ente tes. s. Atra Atravé véss de um dete detect ctor or apro apropr pria iado do,, pode pode-s -se e medi medirr este este comp compri rime ment nto o de onda onda,, e consequentement consequentemente e identificar identificar os elementos elementos presentes na amostra (análise qualitativa). Como a intensidade intensidade dos raios X fluorescentes é proporcional à concentração de cada um desses elementos, torna-se possível, portanto, portanto, quantificar tais elementos (Dantas, 1995). Esta técnica destina-se a analisar amostras sólidas, líquidas e gasosas, detectando elementos com número atômico superior a 11 até o urânio, (último elemento natural existente na tabela periódica), em concentração variando de traços até a sua máxima concentração na amostra analisada. Os equip equipam ament entos os mais mais moder moderno noss são são dotad dotados os de siste sistema mass inform informati atizad zados os de aquisi aquisiçã ção o de dados dados e processamento, fazendo uso de uma biblioteca interna, o que permite obter resultados quase que em tempo real. 1-Defina peneiramento peneiramento industrial industrial e laboratorial . Em que eles se diferem ?
Peneiramento industrial é o processo de classificação de um material granular pelo tamanho das partículas em duas ou mais frações, mediante uma ou, mas superfícies perfuradas. Peneiram Peneiramento ento Laboratoria Laboratoriall é um processo processo de classif classificaç icação ão granular granular em pequena pequena escala, escala, através de um equip equipam amen ento to cons consist iste e de um conjun conjunto to de penei peneiras ras monta montada dass uma uma sobre sobre as outra outrass que que são são vibrad vibradas as verticalmente e horizontalmente em uma maquina de ensaio. 2- Qual o objetivo do peneiramento peneiramento ?
O objetivo do peneiramento é o desdobramento de um material em duas ou mais frações de tamanhos distintos. Ou seja, Separar a alimentação em finos e grossos. 3-Dê o nome do material retido e o passante na tela da peneira.
O material retido é chamado oversize e o passante é chamado undersize. 4-Os equipamentos utilizados no peneiramento industrial podem ser divididos em três tipos: grelhas, crivos e telas. Descreva cada um deles.
Grelhas: constituídas por barras metálicas dispostas paralelamente, mantendo um espaçamento regular entre si. Crivos - formados por chapas metálicas planas ou curvas, perfuradas por um sistema de furos de várias formas e dimensão determinada. Telas - constituídas por fios metálicos metálicos trançados geralmente em duas direções ortogonais, de forma a deixarem entre si "malhas" ou "aberturas" de dimensões determinadas, podendo estas serem quadradas ou retangulares. 5- As grelhas grelhas , crivos crivos e telas podem podem ser classificado classificados s de acordo com o seu movimento movimento,, em duas duas categorias: fixas e móveis. Dê exemplos e descreva o funcionamento de grelhas fixas, peneiras fixas, grelhas vibratórias, peneiras rotativas.
Grelhas fixas - estas consistem de um conjunto de barras paralelas espaçadas por um valor pré-determinado, e inclinadas na direção do fluxo da ordem de 35° a 45°. São empregadas basicamente em circuitos de britagem para separação de blocos de 7,5 a 0,2 cm, em geral, sendo utilizados invariavelmente a seco. Sua eficiência é normalmente normalmente baixa (60%), porque não havendo movimento da superfície não ocorre a estratificação, estratificação, que facilita a separação. Um valor aproximado aproximado para a capacidade das grades é de 100 a 150 t de material por pé quadrado de área em 24 h, quando as barras estão distantes entre si de 2,54 cm. Peneiras fixas: as peneiras fixas DSM (Figura 5.14) introduzidas pela Dutch State Mines, são utilizadas para desaguamento de suspensões e para uma separação precisa de suspensões de partículas finas. Recentemente, vêm sendo empregadas em circuito fechado de moagem quando a granulometria do produto é grossa e no peneiramento a úmido de materiais finos até 50 μm. Esta compreende uma base curva formada por fios paralelos entre si, formando um ângulo de 90° com a alimentação. A alimentação é feita por bombeamento na parte superior da peneira sendo distribuída ao longo de toda a extensão extensão da peneira. Partículas Partículas com tamanho de aproximadamente aproximadamente a metade da distância do espaço entre fios passam pela superfície da peneira. O diâmetro de corte depende da percentagem de sólido da polpa, o que faz com que esse parâmetro tenha que ser bem controlado para que se possa obter um rendimento adequado da peneira. O peneiramento tende a concentrar nos finos os minerais mais densos, ao contrário do que ocorre com outros classificadores. Possuem uma elevada capacidade de produção, podendo-se utilizar como um valor médio para pré-dimensionamento, 100 m3/h por metro de largura de leito para abertura de 1,0 a 1,5 mm. Grelhas vibratórias - são semelhantes às grelhas fixas, mas sua superfície está sujeita a vibração. São utilizadas antes da britagem primária. Peneiras rotativas (trommel) - estas peneiras possuem a superfície de peneiramento cilíndrica ou ligeiramente cônica, que gira em torno do eixo longitudinal. O eixo possui uma inclinação que varia entre 4° e 10°, dependendo dependendo da aplicação e do material nele utilizado. utilizado. Podem ser operadas a úmido ou a seco. A velocidade velocidade de rotação fica entre 35-40% da sua velocidade crítica (velocidade mínima na qual as partículas ficam presas a superfície superfície cilíndrica). Nessas condições, a superfície efetiva utilizada no peneiramento está em torno de 30% da área total. As principais vantagens dos trommels são sua simplicidade de construção e de operação, seu baixo custo de aquisição e durabilidade. 6- Como se calcula a eficiência da peneiração industrial ?
A eficiência de peneiramento peneiramento é definida como a relação entre a quantidade quantidade de partículas mais finas que a abertura da tela de peneiramento e que passam por ela e a quantidade delas presente na alimentação. E = (P / aA ) x 100, onde E = eficiência; P = passante (t/h); A = alimentação alimentação (t/h); a = percentagem de material menor que a malha da alimentação. 7- O que é curva de partição?
Meio de se testar a eficiência de um peneiramento industrial. 8- Qual deve ser a eficiência de um peneiramento industrial?
É a eficiência da peneiração industrial quando comparada com a peneiração mais “adequada” Em peneiramento industrial a palavra eficiência é empregada para expressar a avaliação do desempenho da operação de peneiramento, em relação a separação granulométrica ideal desejada, ou seja, a eficiência de peneiramento é definida como a relação entre a quantidade de partículas mais finas que a abertura da tela de peneiramento e que passam por ela e a quantidade delas presente na alimentação (12). E = P/aA x 100 onde: E = eficiência; P = passante (t/h); A = alimentação (t/h);a = percentagem de material menor que a malha da alimentação. 9- Qual o diâmetro das partículas que não influenciam no resultado do peneiramento?
As partículas partículas com diâmetros diâmetros (d) superiores superiores a uma vez e meia a abertura abertura da tela (a) não influenciam influenciam no resultado resultado do peneiramento, bem como àquelas inferiores à metade (0,5) da abertura da tela. 10-As peneiras são peças vitais e críticas em qualquer usina de beneficiamento. Assim sendo, todo cuidado deve ser tomado na seleção de peneiras para que sejam de tamanho e tipo adequado. Cite os dados necessários para seleção e dimensionamento dos equipamentos.
Os dados necessários para seleção e dimensionamento de equipamentos são: a) carac caracter terís ístic ticas as do mater material ial a ser ser peneir peneirad ado, o, tais tais como: como: densi densidad dade e e umida umidade; de; taman tamanho ho máxi máximo mo da alimentação; forma das partículas; distribuição granulométrica; presença de materiais argilosos; b) capacidade; c) faixa de separação do produto; d) eficiência desejada; e) tipo de serviço: lavagem, classificação final, classificação intermediária e etc; f) limitação ou não de espaço e peso; g) grau de conhecimento do material ou produto desejado. 11- O que significa dimensionar os equipamentos?
Dimensionar uma peneira significa calcular as dimensões das suas superfícies em função da capacidade requerida, requerida, ou seja, da quantidade de material com características características e condições determinadas que devem passar pelo equipamento equipamento por um tempo determinado (hora). No caso das peneiras, duas condições independentes independentes devem ser atendidas; área da tela e espessura do leito. 12- Explique um dos métodos aceitos para selecionar a peneira a ser utilizada.
Um dos métodos aceitos para selecionar a peneira a ser utilizada é baseado na quantidade de material que passa através da malha 0,0929 m2 de uma peneira com abertura específica.
