Desaguamento e Rejeitos

Especialização em Mineração

Operações de Beneficiamento

Programa de Especialização Profissional

DESAGUAMENTO E REJEITOS

Curso de Especialização em Sistemas Mínero-Metalúrgicos

DESAGUAMENTO E REJEITOS

Maria Lúcia Magalhães de Oliveira

Maio 2008


� INTRODUÇÃO

SUMÁRIO

� Separação Mecânica

� Cone desaguador

� Centrífugas

� Aspectos teóricos

� Espessamento� Espessamento

� Espessadores de alta capacidade

� Filtragem

� Filtragem

� Tipos de filtros

� Prática operacional

� Disposição de rejeitos


INTRODUÇÃO

Técnicas

• Desaguamento mecânico

• Sedimentação por gravidade (espessamento e clarificação)

• FiltragemTécnicas

Características do material a ser processado, tipo de serviço, características de sedimentação e

velocidade de formação da torta.

• Filtragem

• Centrifugação; e

• Secagem


Flotação Filtragem em leito profundo Peneiramento Ciclonagem Espessamento/Sedimentação Filtragem Centrifugação Micro-filtragem

INTRODUÇÃO

10-4 10010-110-210-3 104103102101

Tamanho de partícula (µm)

Micro-filtragem Ultrafiltragem

Areia Vírus Argila Silte

Fina Grossa Cascalho

moléculas colóides ultrafino fino médio grosso

Técnicas de separação sólido-líquido em função do tamanho de partícula (Valadão 2004)


� Introdução

SUMÁRIO

� Separação Mecânica

� Cone desaguador

� Centrífugas

� ASPECTOS TEÓRICOS



� Filtragem

� Filtragem





ASPECTOS TEÓRICOSInterações

• A estabilidade de um sistema particulado dependedas seguintes interações:

– Partícula/partícula– Partícula/partícula

– Partícula/solvente

– Solvente/solvente

– Partícula/partícula/solvente


• Três alternativas de agregação:

– Coagulação � Quando as forças superficiais atrativassão maiores que as repulsivas ⇒ coágulo

ASPECTOS TEÓRICOSAgregação

– Aglomeração � agregação por ação de um líquidoimiscível. Por exemplo, óleo em suspensão aquosa ⇒

aglomerado. (A superfície do mineral deve ser hidrofóbicaou ter sido hidrofobizada)

– Floculação � resulta da ação de um polímero de elevadomassa molecular que se adsorve simultaneamente nassuperfícies de diversa partículas ⇒ floco


--- +

+ +

--- --- ---

---

---

-----

-

---+

--- +

+--- --- ---

---

---

------

---+

+

+

+++

+

+

++

+

+ +

++++

+

++

+

+

+

++

+

+

+

+++

+

+

+

++

++

+ +

+++

+

+

+ +

+

+

+ +

+

+

+

+ +-

-

-

ASPECTOS TEÓRICOSAgregação

++++ + ++++

+++ -Contra-íon Co-íon

Sistema de partículas � carga elétrica na superfície de mesmo sinal favorecendo a dispersão

⇓A presença da nuvem de contra-íons dificulta a aproximação de duas

partículas eletricamente carregadas em rota de colisão e o aparecimento das forças atrativas de van der Waals


• Partículas extremamente finas se aderem diretamente umas às outras atravésde forças de atração mutua denominadas London-van der Waals, que sãoefetivas somente a uma distância relativamente pequena

ASPECTOS TEÓRICOSCoagulação

Aumento da repulsão

Curva eletrostática repulsiva

Curva de força atrativa

Aumento da atração

da repulsão

Resultante

Distânciaentre

partículas

Energia potencial 0


• Para aumentar a coagulação:

– Alterar a carga de superfície � íons determinadores de potencial H+ e OH-

(controle do pH)

– Reduzir o potencial zeta � adsorção específica de íons de carga contrária àda superfície

– Provocar a compressão da dupla camada elétrica � adição de eletrólitos(sulfato de alumínio em piscinas)

• Coagulantes � eletrólitos com carga oposta às das superfícies das partículas� acarretam a neutralização da carga � contato entre partículas � adesãocomo resultado das forças de atração moleculares

– Sais inorgânicos contendo cátions muito carregados, tais como Al+++, Fe+++ eCa++

– Cal e ácido sulfúrico também são utilizados dependendo da carga de superfície


• A floculação consiste na formação de aglomerados muito maisabertos que os obtidos a partir da coagulação

• Depende da utilização de moléculas de reagentes que agem comopontes entre partículas separadas na suspensão.

• Polímeros:

ASPECTOS TEÓRICOSFloculação

• Polímeros: – Naturais � amido, goma, gelatina

– Modificados � carboximetilcelulose, ou

– Sintéticos � polieletrólitos

• Polieletrólitos podem ser:– Baixa ou elevada massa molecular

– Neutros, aniônicos ou catiônicos


• Processo complexo � a eficiência depende de:– escolha apropriada do reagentes

– forma de aplicação,

– ambiente químico,


– ambiente químico,

– sistema hidrodinâmico e

– tamanho das partículas

• Os sais inorgânicos não são capazes de exercer a função deformar pontes, mas algumas vezes são utilizados em conjuntocom os polieletrólitos com o objetivo de reduzir os custos deneutralização das cargas


• A escolha do reagente depende da aplicação:

– Espessamento = flocos grandes

– Filtragem = flocos compactos

– Bombeamento = flocos resistentes


– Bombeamento = flocos resistentes

• Devem ser consideradas as seguintes características:

– tamanho da cadeia molecular,

– natureza iônica,

– densidade iônica,

– características dos grupos ativos da molécula.


A B

C D Para que haja a completa homogeneização dofloculante é preciso que transcorra um tempoonde a mistura seja verificada e não hajaquebra dos flocos formados

ASPECTOS TEÓRICOSFloculação - Mecanismos

E

A = adiçãoB = homogeneizaçãoC = adsorçãoD = floculaçãoE = quebra do floco

O tamanho da partícula determina a massa molecular e àquantidade de floculante a ser adicionado a um dadosistema. (+fino � maior área de superfície � maiordosagem)

A massa molecular do floculante aumenta com o aumento do tamanho da partícula


• Floculação por pontes– Polímeros de elevado massa molecular não iônicos ou com carga

elétrica de mesmo sinal da superfície do mineral

– Apenas uma parte da molécula interage com os sólidos


– Apenas uma parte da molécula interage com os sólidos

– O restante da cadeia seestende como alças oubraços em direção à solução possibilitando ao contato e adsorção em outras partículas


• Floculação por pontes

++


+

+

++

++

+

+

+

+++

+

- - --

---

-

-

-

---

- --

-- --

Partícula

Molécula polímero


• Estrutura dos flocos

– As partículas não se tocam;

– Flocos de estrutura aberta;

– Crescimento rápido dos flocos;

– Flocos de forma helicoidal, grandes, flexíveis e aprisionam água em seu


– Flocos de forma helicoidal, grandes, flexíveis e aprisionam água em seu interior;

– Flocos adequados para espessamento;

– Flocos formados podem se unir a outros, formando agregados maiores, quepodem conter centenas de partículas individuais;

– Densidade média dos flocos menor mas com velocidade de sedimentaçãoelevada, devido ao tamanho do floco;

– A reconstrução dos flocos é mais difícil devido à quebra de moléculas dopolímero.


• Floculação por reversão localizada de carga:– Polímeros massa molecular média ou baixa com carga elétrica de

sinal contrário ao da superfície do mineral;

– A molécula se espalha pelo sólido revertendo a carga de superfícieem pontos localizados;


em pontos localizados;

– A superfície das partículasapresenta uma distribuição de carga heterogênea comáreas positivas e negativas;

– Colisão de duas partículas nas regiões de carga oposta forma o floco.


• Estrutura dos flocos

– Contato direto entre partículas;


– Crescimento lento dos flocos;

– Flocos esféricos, pequenos, compactos, rígidos,

densos e permeáveis;

– Flocos adequados para filtragem.


� Introdução

SUMÁRIO

� SEPARAÇÃO MECÂNICA� Cone desaguador

� Centrífugas




� Filtragem

� Filtragem





SEPARAÇÃO MECÂNICA

– Hidrociclone

– Cone desaguador

– Classificador espiral

SEPARADORES MECÂNICOS

Equipamentos projetados com objetivo de realizar a

– Classificador espiral

– Centrífugas

– Peneiras horizontais

– Peneiras DSM

com objetivo de realizar a classificação granulométrica

de partículas


CONE DESAGUADOR

– Tipo de separador mais simples

– Unidades de escoamento contínuo �

separação da fase sólida da faselíquida � sedimentação das partículas

– Tanque cônico dotado de uma calhana parte superior para coleta da águarecuperada. São e, para alimentadosna parte central

– Utilização atual � unidades depequeno porte.

Cone Desaguador


CONE DESAGUADOR

1. válvula da tubulação de alimentação;

2. calha de alimentação;

3. pontos de alimentação de agentes de agregação;

4. dispositivo de alimentação;4. dispositivo de alimentação;

5. saída da água;

6. sensor de pressão;

7. controlador de nível;

8. válvula de controle de nível;

9. dispositivo para evitar o aterramento do tanque.


CONE DESAGUADOR

Princípio de funcionamento é o mesmo dos classificadores de corrente que será visto a seguir

O ângulo do apex do cone é função da escoabilidade dounderflow e varia conforme o corte desejado:

60° para grossos e

40° para fino


A separação sólido-líquido � força centrífuga acelerada pelo efeito davelocidade de rotação do equipamento.

A força centrífuga gerada pelo movimento substitui a aceleração dagravidade no processo de sedimentação ou fornece a forçanecessária à passagem da fase líquida através de um meiofiltrante.

CENTRÍFUGAS

O princípio da separação é similar ao de um processo desedimentação por gravidade.

Entretanto, a força resultante da rotação em elevadas velocidades é1.000 a 20.000 vezes maior que a da gravidade, resultante dadiferença entre as densidades das partículas sólidas e da fase líquida


CENTRÍFUGAS

Centrífugas

Sedimentadoras Filtrantes

Contínuas Bateladas Contínuas Bateladas Contínuas Bateladas Contínuas Bateladas

Discos

Decantadora

Tubular

Cesta não perfurada

Cesta vertical

Cesta cônica

Rosca e tela

Desenforma-dora

Peeler

Tubular Câmaras Invertida


CENTRÍFUGAS


CENTRÍFUGAS

PolpaEntrada

Fase líquidaSólidosCestaCorpo

Fase líquida

A centrífuga de cesta não perfurada éalimentada através de um orifício central. Apolpa é imediatamente acelerada pelavelocidade de rotação da cesta. Os sólidossão separados da fase líquida e se aderem àsparedes da cesta enquanto a fase líquida, demenor densidade, flui para cima, saindo do

Fase líquidalimpa

menor densidade, flui para cima, saindo doequipamento.

A separação da fase líquida é continua até que a cesta não consegue maisreter a fase sólida. A remoção da fase sólida pode ser manual com amáquina parada, descontínua e utilizando alguns dispositivos mecânicoscontínuos


CENTRÍFUGAS

As centrífugas tubulares são as maisutilizadas, uma vez que apresentam umageometria muito simples: consistem de umtubo cujo comprimento é diversas vezes seudiâmetro, girando entre os rolamentos fixadosem cada extremidade. A alimentação é feitapelo fundo do equipamento e as forças

Bacia

Motor

Líquido

pelo fundo do equipamento e as forçascentrífugas elevadas agem para separar ossólidos. A massa de sólidos aderirá nasparedes da bacia, enquanto a fase líquida saipela parte superior

Considerando que nesse tipo de equipamento os sólidos não são retiradoscontinuamente, sua utilização fica restrita às instalações onde é possívelfazer paradas para descarregamento e limpeza do equipamento.

Alimentação

Caixa externa

Vaso rotativo


CENTRÍFUGAS

As centrífugas decantadorasconsistem de um cesto cônico dentrodo qual gira um transportador tipohelicoidal com as extremidades dashélices faceando a parte interna docesto.

A polpa alimentada no centro do eixo do transportador é automaticamenteacelerada. A força centrífuga impele a suspensão através de canais das hélicespara a parede da cesta giratória, onde os sólidos se sedimentam e sãotransportados. Uma vez que existe uma pequena diferença de velocidadeentre a rotação da cesta e a do transportador, os sólidos são transportadoscontinuamente para fora da cesta. A fase líquida é descarregadacontinuamente na direção oposta.


� Introdução

SUMÁRIO

� Separação mecânica

� Cone desaguador

� Centrífugas


� ESPESSAMENTO� ESPESSAMENTO


� Filtragem

� Filtragem





ESPESSAMENTO• Espessamento � operação de separação sólido-líquido �

velocidade de sedimentação

– recuperação de água de polpas de rejeitos ou concentrados;

– aumento da concentração de sólidos nas polpas de rejeitos preparando-aspara o descarte;

– aumento da densidade de polpas visando melhorar a eficiência de– aumento da densidade de polpas visando melhorar a eficiência deoperações subseqüentes tais como filtragem , moagem, flotação,transporte, estocagem e lixiviação;

– separação dos constituintes dissolvidos de resíduos lixiviados eminstalações hidrometalúrgicas;

– espessamento de suspensões com menos de 1% até 50% obtendo comoprodutos polpa espessadas com 10 a 75/80% de sólidos.


ESPESSAMENTO

• O espessamento é o método preferido para desaguamento de polpas devido a:

– custo relativamente baixo;– simplicidade de operação; – alimentação continua – alimentação continua

a uma taxa baixa para permitir o tempo necessário à sedimentação da fase sólida e à limpeza da fase líquida.

O espessador é um tanque ou reservatório onde a suspensão de sólidos é colocada para permitir a sedimentação das partículas.


ESPESSAMENTO

• Desvantagens:– ocupam mais área que os demais métodos de separação

sólido-líquido, tais como a filtragem ou a centrifugação;– elevado custo de capital para implantação devido à

quantidade significativa de material envolvida naquantidade significativa de material envolvida naconstrução.

• Vantagem:– apresentam uma elevada capacidade de estocagem e

podem ser muito úteis em manter a produção porperíodos longos.


DESCRIÇÃO DO ESPESSADOR• Tanques de sedimentação � área e volume possuem dimensões

suficientes � a sedimentação de todas as partículas.

• A capacidade do espessador é diretamente proporcional à sua área– A área determina o tempo em que ocorre a sedimentação das partículas

sólidas para uma dada taxa de alimentação.– A altura influencia o tempo necessário para o espessamento da polpa a uma– A altura influencia o tempo necessário para o espessamento da polpa a uma

dada taxa de alimentação.

• Os espessadores possuem:– Sistema de alimentação de polpa;– Sistema de coleta para o overflow, onde a fase clarificada é recolhida;– Dispositivo para remoção da fase espessada;– Mecanismo que possui a função de conduzir os sólidos ao ponto de descarga,

denominado rake (rastrilho).


DESCRIÇÃO DO ESPESSADOR

• Espessador da Eimco

• Diâmetro = 125 m

• Inclinação do fundo = • Inclinação do fundo = 12:1

• Concentração de sólidos na alimentação = 5 a 75%

• Diâmetro de até 180 m


Sistema de Alimentação


A alimentação chega através de uma tubulação ao centro do espessador divisão do fluxo em direções opostas de forma a minimizar a turbulência Velocidade da polpa = 2,5 a 3,0 m/s ⇒ inclinação de 1 a 1,5%


• O overflow transborda sobre o vertedouro em chapa deaço– É recolhido por uma calha em volta de todo o tanque e acumulado em

um reservatório para bombeamento.– Forma serrilhada para acomodar possíveis desníveis e proteger contra

o vento– O bombeamento pode ser feito por


– O bombeamento pode ser feito porbombas de polpa e, quando oespessamento é muito efetivopode-se usar bomba d’água.


• Em espessamento de concentrados de flotação, uma camadagrossa de espuma flutua na superfície do espessador. Estacamada transborda junto ao clarificado acarretando acontaminação do fluxo recirculado.

• Para evitar esse efeito são utilizados diversos dispositivos:


Caixa de

Escumadeira

Caixa de espuma

Saída de overflow



anel de contenção


DESCRIÇÃO DO ESPESSADORcalha de retirada

escumadeira


• O rake tem as seguintes funções básicas:

– arrastar o material espessado para o centro do tanque;

– aumentar a densidade de polpa do espessado;

– depreender bolhas de ar ou bolsas de água por ventura


– depreender bolhas de ar ou bolsas de água por venturaaprisionados no espessado;

– arrumar as partículas sólidas umas sobre as outras de forma aocupar o menor volume possível;

– manter os sólidos depositados em suspensão evitando oaterramento do espessador;

– Passadiço.


DESCRIÇÃO DO ESPESSADORRake


• Para sustentação do dispositivo de alimentação de polpa e domecanismo de acionamento dos braços do rake, os espessadorespodem ser construídos:

– Ponte: equipamentos com diâmetro inferior a 30 m e consiste em umaviga apoiada em duas colunas. A retirada da fração espessada é realizadaatravés de um orifício no ápice do espessador utilizando bombas dediafragma.


diafragma.– Coluna: espessadores de diâmetro maiores e consiste de uma coluna

apoiada no centro do fundo do espessador. A descarga da fraçãoespessada é realizada através de uma abertura anular em torno da colunaem um túnel onde são instaladas as bombas.



Coluna

Ponte



Tração periférica


MECANISMOS DE ESPESSAMENTO

• Uma partícula sólida suspensa em água se move sob a influência deforças externas que atuam em torno do meio � depende doequilíbrio entre as forças de reação e a resistência do meio.

• As forças de resistência do meio aumentam ou diminuem de acordocom o aumento ou redução no volume e na área projetada da seçãocom o aumento ou redução no volume e na área projetada da seçãotransversal das partículas

– partículas menores se movem mais lentamente que as partículasmaiores

• As velocidades de sedimentação das partículas estão intimamentecorrelacionadas com seus tamanhos, formas e densidades.


MECANISMO DE ESPESSAMENTO

• Ensaios realizados em proveta contendo uma polpa que é deixadasedimentar:

– Após um dado tempo, observa-se a formação de uma interface entrea polpa e a água clarificada, sobrenadante.

– No inicio do processo esta interface move-se rapidamente para baixo.

– A seguir há um decréscimo na velocidade até um momento em queela se estaciona.

– No fundo da proveta pode ocorrer a formação de duas outras fases,uma de polpa muito densa e uma outra suprajacente a esta, maisdiluída. Chega um momento em que elas se confundem restando umaúnica interface.



2 2 2 2 2 2

1 1

1

1

A

B

C

3 3 3 3 3 3

A B C D

só 1 1, 2 e 3 1, 2 e 3 1, 2 e 3 só 2 e 3 só 2 e 3 só 2 e 3

1 desaparece

CD

compressão

livre perturbada

sedimentação

Anota-se a altura da interface 2-1 e sua evolução com o tempo é colocada em gráfico



• A altura da interface é função do tempo decorrido

� A-B � segmento reto que corresponde à zona onde as partículas se sedimentam com uma velocidade elevada;com uma velocidade elevada;

� B-C � trecho de transição;

� C-D � correspondente à zonade compressão do espessado, e

� D � intervalo onde a altura se estabiliza e não muda mais.

No estágio de compressão a ação do rake é fundamental para manter a suspensão estável e eliminar bolsas de ar e água



• 4 zonas distintas:– Clarificação– Alimentação;– Crítica;– Compressão.– Compressão.

• Sedimentação por fase �

situação especial em que aspartículas se unemformando uma estrutura quesedimenta em conjunto eempurra o líquido para cima.


MECANISMO DE ESPESSAMENTO�Regimes de espessamento:

– Clarificação• Polpa muito diluída ⇒ sedimentação sem interferência

– Sedimentação por fase• Situação especial em que as partículas ou flocos se unem e

formam uma estrutura que afunda em conjuntoformam uma estrutura que afunda em conjunto• Ocorre também na quando a concentração da polpa aumenta e as

partículas vizinhas ficam em contato e descem em conjuntoaprisionando outras

• As partículas sedimentam à mesma velocidade formando umainterface nítida

– Sedimentação por canalização• Forma-se uma rede de canais que permite a passagem do líquido• A interface é nítida porém com ondulações ou vulcões


MECANISMO DE ESPESSAMENTO• Os regimes de sedimentação observados durante o

espessamento mostram que esses são dependentes dadensidade da polpa e da tendência das partículas se flocularem.


PRÁTICA OPERACIONAL• Eficiência do espessador � depende de sua habilidade de processar

suspensões, ou seja, a quantidade de partículas sólidas no overflow eunderflow.

• Os principais parâmetros que afetam a eficiência de um espessador são:– a densidade, a viscosidade e a temperatura da polpa;

– o tamanho e a forma das partículas sólidas;

– a diferença de densidade entre as partículas sólidas e a fase líquida;– a diferença de densidade entre as partículas sólidas e a fase líquida;

– a distribuição granulométrica dos sólidos;

– as características de molhabilidades das partículas;

– os sistemas de alimentação da polpa e de retirada do underflow;

– a presença de agregantes;

– os métodos de aplicação dos agregantes;

– a presença de correntes de convecção;

– a perturbação de ventos e a evaporação.


PRÁTICA OPERACIONAL

• Nas operações de espessamento as variáveis que devem serconsideradas são:

– a granulação, a vazão e a percentagem de sólidos daalimentação;

– a percentagem de sólidos e a vazão no underflow;– a percentagem de sólidos e a vazão no underflow;

– a percentagem de sólidos no overflow;

– o pH da polpa;

– a dosagem e a diluição dos floculantes;

– o ponto de adição dos floculantes e

– a densidade na zona crítica e suas vizinhanças.


PRÁTICA OPERACIONAL• Quando o material acumula no espessador vários efeitos podem

ser observados, dentre eles:

– descarga da alimentação junto ao overflow;

– dificuldade de bombeamento devido a um underflow mais grosso;

– deposição de material no espessador fazendo com que o underflow fiquemais diluído podendo atingir a diluição da alimentação;mais diluído podendo atingir a diluição da alimentação;

– sobrecarga no mecanismo de rake que pode ser desligado pelo sistema deproteção.

• Quando o underflow fica mais grosso, uma medida corretiva éinjetar parte da alimentação neste ponto a fim de diminuir apercentagem de sólidos.

– Como conseqüência há uma diminuição do esforço para o bombeamento eum alívio geral no sistema.


PRÁTICA OPERACIONAL• Se há deposição de material no fundo do espessador, o rake sobe.

Passar comando para o manual � ilhas no fundo sejam destruídas.– Caso o problema não seja resolvido no decorrer de 30 minutos

a alimentação deve ser interrompida

• Se há uma elevação do nível dentro do espessador– acumulação de material em seu interior

• remoção insuficiente no underflow ou

• deficiência na floculação

• Se o rake sobe ou existe um aumento do torque pode estar havendo:– acúmulo de material no espessador;

– a alimentação pode estar mais grossa;

– excesso de vazão ou

– formação de montes de material no fundo do espessador.



Espessador aterrado


� Introdução

SUMÁRIO


� Cone desaguador

� Centrífugas



� Espessadores de alta capacidade� Filtragem

� Filtragem





ESPESSADORES DE ALTA CAPACIDADE• Espessadores convencionais � desvantagem de requerer

elevadas áreas de piso para instalação e operação– a qualidade dos produtos, overflow e underflow, depende mais da

área do equipamento que de sua altura.

• Na ampliação ou otimização de processos os problemas de• Na ampliação ou otimização de processos os problemas deespaço se tornam extremamente complicados podendo mesmoinviabilizar a mudança.

• O preço desses equipamentos é conseqüência direta do seuporte e dos fatores discutidos anteriormente– o espessador encontra-se entre os itens mais caros do investimento

inicial em uma usina


ESPESSADORES DE ALTA CAPACIDADE

espessador convencional

Feed well

espessador com floculantessedimentação por fase

Feed well


ESPESSADORES DE ALTA CAPACIDADEEspessador de alta capacidade Hi-Cap

Envirotech Corporation� depende do uso de floculantespara o seu desempenho;

maior altura e menor área

� o princípio básico de funcionamentoconsiste em flocular o material ealimentar a polpa floculada no meio daalimentar a polpa floculada no meio daaltura total do espessador. Quando osflocos chegam ao tamanho crítico seinicia a sedimentação

� mecanismo de espessamento é asedimentação por fase, obtida pelo usodos floculantes.

� área cerca de vinte vezes menor queo espessador convencional de mesmacapacidade


ESPESSADORES DE ALTA CAPACIDADE• Equipamentos de pequenos diâmetros, com construção mais

barata

– Potência instalada é a mesma do espessador convencional

– A alimentação é crítica pois o polímero deve ser perfeitamente misturadocom a polpa e as forças de cisalhamento resultantes da turbulência doescoamento devem ser minimizadas

– A alimentação entra no espessador via um poço oco onde é adicionadofloculante que é rapidamente disperso através de um agitador mecânico.

– Esse estágio de mistura aumenta o espessamento uma vez que aumenta aeficiência do floculante.

– O contato direto entre os sólidos sedimentando e o fluido subindo, que écomum nos espessadores, é evitado com a injeção na parte média doespessador. A altura de injeção da polpa é automatizada através do uso deum sensor de nível.



Dois espessadores de 12 m substituíram 2

espessadoresconvencionais de 92 m.


ESPESSADORES DE ALTA CAPACIDADE• O espessador de lamelas foi desenvolvido pela Sala International

em cooperação com o Axel Johnson Institute for Industrial

Research.

– Baseado no simples princípio de separação por gravidade, tem asvantagens

• Robustez;• Robustez;

• Simplicidade;

• Baixos custos operacionais;

• Ocupa apenas 10% do espaço de um espessador convencional.

• A área de sedimentação do espessador de lamelas é dividida porplacas finas, inclinadas e com pequeno espaçamento entre si.


ESPESSADORES DE ALTA CAPACIDADE• Características:

– distribuição uniforme da carga,

– sistema especial de alimentação,

– vibrações da caixa de descarga do material espessado e

– sistema automático de controle.

• O espessador de lamelas pode substituir os espessadores convencionaisna maioria das aplicações.na maioria das aplicações.

• A área de sedimentação do recipiente inclinado é igual área de suaprojeção no plano horizontal.

Dire

ção

de fl

uxo

Flux

o

d

d’ Underflow

Overflow

Alimentação


ESPESSADORES DE ALTA CAPACIDADE• A partícula sedimenta até

encontrar a superfície de umaplaca e, a partir daí, passa aescorregar sobre ela, tornando opercurso que cada partículapercorre menor. Um espessadorconvencional típico tem4 m de profundidade, ou seja, sua

Área projetada horizontal

Placas inclinadas

4 m de profundidade, ou seja, suaárea especifica é de 0,25 m2/m3. Oespaçamento típico entre as placase o ângulo de inclinação de umespessador de lamelas sãorespectivamente 0,05 m e 45o oque faz com que a área especificade sedimentação seja de 14,3m2/m3.

Espaço equivalente de piso requerido pela clarificação horizontal



• A polpa entra por uma câmara dealimentação e mistura, onde ofloculante é injetado. Omovimento da polpa entre asplacas é ascendente, o overflow

descarregando por cima e osdescarregando por cima e ossólidos por baixo. Debaixo dasplacas há uma tremonha dedescarga, onde ocorre umacompressão adicional, auxiliadapor um vibrador de baixaamplitude.



Espessadores de lamelas


� Introdução

SUMÁRIO


� Cone desaguador

� Centrífugas




� FILTRAGEM

� Filtragem





FILTRAGEM• Processo de separação sólido-líquido através de um meio poroso que

retém os sólidos permitindo a passagem do líquido.

• Usualmente os poros do meio filtrante são maiores que o tamanho departícula a ser separado � operação eficiente após a deposição dematerial que obstrui parcialmente o meio.material que obstrui parcialmente o meio.

Torta

Suspensão

Filtrado

Suporte


FILTRAGEM• A filtragem pode ser:

– por pressão hidrostática da suspensão sobre o meio filtrante:

• filtragem por gravidade

– através de uma força externa:• filtragem a vácuo, em que é criada uma pressão negativa (sub-• filtragem a vácuo, em que é criada uma pressão negativa (sub-

atmosférica) abaixo do meio filtrante;

• filtragem sob pressão, em que uma pressão positiva é aplicada do ladoda torta;

• filtragem centrífuga, em que se utiliza a força centrífuga para forçar apassagem do líquido;

• filtragem hiperbárica, em que se combinam vácuo e pressão;

• filtragem capilar, em que são utilizados meios cerâmicos porosos.


FILTRAGEM

• Um filtro contínuo deve ser capaz de realizar o conjunto de tarefas descritos a seguir:– suportar o meio poroso e a torta;

– transportar a torta desde o ponto de alimentação até o ponto filtrante;

– permitir a passagem do filtrado e o remeter ao ponto de destino;– permitir a passagem do filtrado e o remeter ao ponto de destino;

– permitir a lavagem da torta com recuperação da fase líquida;

– manter a pressão diferencial entre os dois lados do meio.

• Para que um filtro contínuo seja capaz de executar todas essastarefas foram desenvolvidos sistemas, usualmente rotativos, que

acionam válvulas de linhas de vácuo e ar comprimido.


FILTRAGEM

• O ciclo de filtragem é composto das seguintes fases:– Formação da torta: consiste na acumulação de um volume de

minério junto ao meio filtrante.

– Secagem: consiste na aspiração da água contida na torta através do– Secagem: consiste na aspiração da água contida na torta através domeio filtrante. (O termo mais adequado seria desaguamento).

– Descarga: consiste em descarregar a torta após a sua formação.

• O descarregamento da torta pode ser feito através :– da inversão do sentido do fluxo de ar na tela (sopro);

– dispositivo mecânico de retirada e transporte da torta.


FILTRAGEM

Sopro

Secagem

Segmentos individuais

Torta soprada

Formação de torta

Sopro de ar

Vácuo

Flange de topo


FILTRAGEM


FILTRAGEM

• Ciclo de filtragem


FILTRAGEM• Filtragem de material extremamente fino

– pré-revestimento (pre-coating) do meio filtrante � pré-alimentação de umafração granulométrica mais grossa do mesmo material.

– Pode também ser utilizada:

• diatomita (sílica amorfa) ou

• perlita (produto do recozimento de aços)• perlita (produto do recozimento de aços)

– Concentração: 0,1 lb/ft3

• A quantidade correta de pre-coat deve ser otimizada experimentalmente.

• As características da torta produzida variam de uma operação para outra.Sólidos cristalinos formam tortas abertas que facilitam o escoamento dofiltrado. Já os precipitados gelatinosos, como os hidróxidos de ferro ealumínio, produzem tortas pouco permeáveis.


FILTRAGEM

• A filtragem é uma operação essencialmente mecânica e requermenores quantidades de energia que a evaporação ou asecagem. Os principais fatores que afetam a taxa de filtragem são:

– a queda de pressão entre a alimentação e o lado mais distante do meiofiltrante;filtrante;

– a área de superfície filtrante;

– a viscosidade do filtrado;

– a resistência da torta, e

– a resistência do meio filtrante e das camadas iniciais da torta.

• A filtragem no processamento mineral é usualmente realizadaapós espessamento (polpa espessada, com concentração desólidos em peso usualmente superior a 60%)


FILTRAGEM

• Lamas � efeito negativo na filtragem � cegam o meio filtrante

• Com o objetivo de reduzir o efeito das lamas e aumentar a taxa defiltragem, algumas vezes são adicionados floculantes nos tanques.– Os floculantes usualmente utilizados são de baixo peso molecular

• formam flocos relativamente pequenos, mais resistentes e com• formam flocos relativamente pequenos, mais resistentes e compouca água retida.

• a torta formada é uma estrutura porosa uniforme que permite umrápido desaguamento e previne a migração das partículas finasatravés da torta para o meio

– Outros tipos de reagentes auxiliares de filtragem são utilizados parareduzir a tensão superficial do líquido auxiliando na passagem dofluxo.


FILTRAGEM

Filtros a vácuo (RVF, Disc)

a pa

rtíc

ula

mµ

10

20

50

100

Filtros de pressão

% de massa maior do que o diâmetro

Diâ

met

ro d

a

0,01 0,2 1 5 20 50 80 95 99,8 99,99

2

5

10

Aplicação de filtros de pressão


� Introdução

SUMÁRIO


� Cone desaguador

� Centrífugas




� FILTRAGEM

� Filtragem





FILTRO TAMBOR


FILTRO TAMBOR• Os mais utilizados na indústria mineral • O tambor é montado horizontalmente e encontra-se parcialmente submerso no

tanque na base onde polpa é alimentada e mantida em suspensão por meio deagitadores

• A parte externa do tambor contém uma série de linhas de drenagem quepassam pela parte interior do tambor e terminam como anéis cobertos pelasválvulas rotativas nas quais o vácuo é aplicado.


FILTRO TAMBOR• O meio filtrante é instalado sobre a superfície do tambor que gira em

baixa velocidade, usualmente na faixa de 0,1 a 0,3 rotações por minuto

• A rotação do tambor faz com que cada compartimento descreva amesma trajetória correspondente ao ciclo de operação da filtragem

– A duração de cada ciclo é função da rotação do tambor, da profundidade desubmergência e do arranjo das válvulassubmergência e do arranjo das válvulas

– Internamente, o cilindro é dividido em vários setores, que se ligam àstubulações de vácuo e ar comprimido no eixo central

• A operação é automática.– À medida que o tambor gira, os diversos setores vão passando

sucessivamente pela suspensão. Enquanto um dado setor estiver submerso,o furo que lhe corresponde na sede da válvula estará passando em frente aorasgo que comunica com o reservatório de filtrado que mantido em vácuo de200 a 500 mm;


FILTRO TAMBOR– Logo que o setor sair da suspensão e a torta estiver drenada começa a

lavagem e o furo correspondente passa a ficar em comunicação com oreservatório de água de lavagem. Depois de feitas quantas lavagens foremnecessárias, a torta é soprada com ar comprimido e raspada por meio deuma faca.

– Geralmente, 30 a 40% da área ficam submersos na suspensão.

– Um agitador, que mantém delicadamente a pasta em suspensão com cercade 16 CPM.de 16 CPM.

– A espessura da torta formada é de 3 mm a 4 cm, podendo chegar a 10 cmem casos excepcionais de sólidos grossos.

– A lavagem e a drenagem correspondem em geral a metade do ciclo.

– A filtração é feita à pressão constante, exceto durante o período inicialquando o vácuo está sendo feito no setor que vai começar a filtrar. Esteperíodo corresponde a cerca de 3% do tempo total de filtração, mas podeatingir 20% no caso de tortas muito abertas e suspensão de fácil filtração.


FILTRO TAMBOR

Representação esquemática do filtro tambor rotativo


FILTRO TAMBOR


FILTRO TAMBOR• Métodos para descarga dos sólidos � a escolha do mais adequado

depende do material a ser filtrado:– O método mais comum consiste na reversão do sentido do fluxo de ar

(sopro);

• A torta se desloca e é cortada por um raspador que não toca o tecidofiltrante;

– Passagem do tecido filtrante através de roletes localizados fora da superfície– Passagem do tecido filtrante através de roletes localizados fora da superfíciedo tambor. Essa alternativa apresenta a vantagem de permitir o manuseio detortas mais finas, com taxas de drenagem maiores;

• Através desse sistema de descarga o tecido filtrante pode ser lavado dosdois lados através de sprays antes de retornar ao tambor, reduzindo seucegamento;

– A retirada da torta nunca é total por duas razões: primeiro, para no haver orisco de rasgar a lona ou a tela do filtro e segundo, para não “perder” o vácuo.que giram com o tambor e passam por uma polia de retorno.


FILTRO TAMBORScraperScraper

Used when cake Used when cake

is easily is easily

dischargeddischarged

PrePre--CoatCoat

Used with low Used with low

solids or polishing solids or polishing

applicationsapplications

RollRoll

Used when cake is Used when cake is

cohesivecohesive

EimcoBeltEimcoBelt®®

Used when filter Used when filter

cloth must be cloth must be

continuously washedcontinuously washed


FILTRO TAMBOR


FILTRO DISCO


FILTRO DISCO

�O filtro consiste em diversos discos, que podem chegar a 15 nasmáquinas maiores, cada um composto de setores.

�Os setores têm nervuras e são projetados para permitir uma taxade drenagem de capacidade elevada.de drenagem de capacidade elevada.

�Uma das principais características é que o espaço requerido pelosfiltros de disco é mínimo e o custo por m2 de área de filtração é omais baixo, quando comparado a outros filtros de vácuo.

�As lâminas do raspador guiam a torta para as rampas dedescarga, que são posicionadas entre discos adjacentes.


FILTRO DE DISCO • Princípio de operação similar ao de tambor.

– O meio filtrante é instalado envolvendo ambos os lados da seção circular dosdiscos verticais, montados com os centros sobre um mesmo eixo horizontal,perpendicular ao plano dos discos.

– A torta sólida é formada através da imersão desses discos em um tanquebase onde a polpa é mantida em suspensão através de agitadores.

– Na parte externa do tanque a torta é seca por sucção e descarregada por– Na parte externa do tanque a torta é seca por sucção e descarregada porsopro de ar com o auxílio de um raspador.

– Cada disco é composto de múltiplos setores independentes, cobertos de telae que se comunicam com as tubulações de vácuo e de ar comprimido.

– O filtrado passa através da tela para dentro do setor e deste, para o tubointerno ao eixo, de onde é encaminhado para o sistema de drenagem.

– Os discos podem ser localizados ao longo do eixo a uma distância deaproximadamente 30 centímetros apresentando uma grande área defiltragem numa pequena área de piso.


FILTRO DE DISCO


FILTRO PLANO


FILTRO PLANO • Os Filtros de Mesa pertencem ao grupo de alimentação pelo topo, de

concepção simples.

• Sua limitação principal estava na zona de descarga uma vez que o boloficava contido em uma borda fixa e arranjos especiais de descargativeram que ser desenvolvidos.

• Impossibilidade de lavagem do tecido após a descarga � progressivo• Impossibilidade de lavagem do tecido após a descarga � progressivoentupimento do meio, repercutindo na taxa de filtragem e requerendoparadas freqüentes da operação para lavagem do pano.

• Os novos filtros apresentam um anel de borracha na borda, que gira juntocom os setores mas é removido da mesa logo após deixar a zona delavagem e secagem.

• O beiral fica então afastado da mesa e retorna logo que ela passa pelacalha de água de lavagem e entra na zona de secagem do pano.


FILTRO PLANO

• A área de filtragem de filtros de mesa pode ser maior que 200 m2 e tendopoucas partes móveis pode girar em um tempo de ciclo de 1½ minutos.

• Aplicação:

– polpas heterogêneas contendo sólidos que não podem ser mantidosem suspensão somente com o auxilio de agitadores.em suspensão somente com o auxilio de agitadores.

• São constituídos basicamente de uma superfície circular horizontal, quegira em torno de um eixo vertical, sobre a qual é apoiada a tela onde éalimentada a polpa a ser filtrada.

• A superfície circular é composta de diversos setores, que se comunicamcom a câmara de vácuo do filtro e, na posição de descarga, com acâmara de ar comprimido, ambas posicionadas sob o filtro.


FILTRO PLANO • A polpa é alimentada através de um distribuidor sobre a superfície

filtrante

• Enquanto o filtro gira, o filtrado atravessa a tela e a torta vai sendoformada

• A lavagem da torta pode ser feita em tantas etapas quanto• A lavagem da torta pode ser feita em tantas etapas quantonecessárias

• Quando a torta atinge a posição de descarga o setor deixa deestar conectado à câmara de vácuo e conecta-se com a câmarade ar comprimido,

• Existem diferentes maneiras de descarregar a torta, mas a maiscomum é utilizar um transportador helicoidal, instalado sobre ofiltro


FILTRO PLANO


FILTRO PLANO

Água de lavagem

steam

hoodwash

pipe

Alimentação

pipe


FILTRO PLANO

Dispositivo de descarga


FILTRO CORREIA


FILTRO CORREIA � O Filtro de Correia Horizontal é o filtro de vácuo mais comumente usado na

indústria devido a sua flexibilidade de operação, adaptação para misturascorrosivas e conveniência para tratar grandes volumes processados.

� Filtros de Correia Horizontal para as indústrias químicas de processo �

associado com o progresso na tecnologia da borracha, uma vez que elesincorporam um correia espessa de borracha de projeto complexo, para apoiara torta retida pelo pano filtrante.a torta retida pelo pano filtrante.

� Alimentação pelo topo facilita múltiplos-estágios de lavagem

� Atualmente os filtros de correia estão em alta já que a tecnologia da borrachadeu um grande passo à frente nos últimos 10 anos. Correias com 4 metros delargura para filtros de 120 m2 pesam mais de 10 tonelada.

� São os filtros mais rápidos disponíveis hoje e a velocidade dos filtrosmodernos podem alcançar mais de 50 m/min resultando tempos de ciclo muitopequenos.


FILTRO DE CORREIA • O filtro de correia consiste de um transportador de correia com projeto

especial. A correia é perfurada e serve como suporte para instalaçãodo tecido filtrante e para permitir a ação do vácuo proveniente de umacâmara localizada na parte inferior da correia. O filtrado passa pelacorreia e é conduzido por tubulações para os tanques de recepção.


FILTRO DE CORREIA

• A torta formada é desaguada e descarregada quando a correia muda desentido no rolo final

• Eficiente para processar grandes vazões de sólidos em polpasheterogêneas e permite a lavagem da tela, que pode ser mantida sempredesentupida.

• O ciclo de filtragem pode ser ajustado através da modificação docomprimento da correia

• A desvantagem de sua aplicação consiste no acentuado desgaste dacorreia flexível que resulta na sua dragagem para as caixas de vácuo

• Grande aplicação na indústria metalúrgica em circuitos onde os bensmetálicos encontram-se dissolvidos em ácidos ou álcalis


FILTRO DE CORREIA

Uma correia-sem-fim de borracha com fendas transversais, drena o filtrado paraorifícios posicionados ao longo da seção. Os lados da correia têm canais deborracha elástica que contêm a mistura alimentada e depois a torta, conformeela move-se para a extremidade de descarga.


FILTRO DE CORREIA

� Para sólidos que sedimentam rapidamente e não podem ser mantidos comouma mistura homogênea em filtros de alimentação inferior ou lateral.

� Quando é exigido muito tempo para alcançar a umidade assintótica no bolo.

� Quando são requeridos tempos de ciclo muito pequenos para tortas deenxugamento rápido.

� Aplicação

enxugamento rápido.

� Quando é requerida uma lavagem intensiva da torta, já que os filtros de correiatornam possível aplicar uma lavagem em contra-corrente.

� Quando as tortas tendem a rachar sob vácuo adotam-se medidas como umalingüeta (flapper), uma manta de compressão ou um rolo de pressão paraajudar a fechar as rachaduras evitando assim a perda de vácuo.

� Quando a torta tende a entupir o pano sua remoção contínua depois dadescarga da torta permite desalojar as partículas por lavagem completa dopano em ambos os lados com bocais de alto impacto.


FILTRO DE CORREIA


FILTRO PRENSA Considerando a incompressibilidade dos sólidos, a filtragem pode também serfeita sob pressão.


FILTRO PRENSA

� O Filtro Prensa consiste em um cabeçote e uma guia onde um conjunto deplacas retangulares verticais que são apoiadas. A cabeça serve como umanteparo fixo no qual os tubos de alimentação e filtrado são conectados.

� A guia move-se ao longo das vigas e comprime as placas juntas durante ociclo de filtração por um mecanismo hidráulico ou mecânico.

� Cada placa é revestida com um pano filtrante em ambos os lados e, uma vez� Cada placa é revestida com um pano filtrante em ambos os lados e, uma vezapertadas lado a lado, elas formam uma série de câmaras que dependem donúmero de placas.

� As placas geralmente têm uma abertura de alimentação central que atravessatoda a extensão do filtro prensa, de forma que todas as câmaras do conjuntode placas estão interconectadas.

� Do mesmo modo, quatro aberturas de canto conectam todos as placas ecoletam a fração filtrada e de lavagem.


FILTRO PRENSA

Representação esquemática do Filtro Prensa


FILTRO PRENSA

� Principais características:

� Deslocadores móveis que separam os pratos um por um para descarga dobolo a uma taxa de a 5 a 6 segundos por placa.

� Um projeto especial do mecanismo móvel assegura que duas placas� Um projeto especial do mecanismo móvel assegura que duas placasadjacentes não ficam aderidas devido a bolos pegajosos.

� Batedeira que sujeita a placa a vibrações e ajuda na descarga do bolo.

� Lavadores do tecido com tubulações móveis e jatos de alto impacto paralavagem intensiva.


FILTRO PRENSA • Por muitos anos os filtros prensa, chamados de Placas e

Quadros, usavam placas robustas com armaçõesseparadas (quadros) para conter o bolo. Estes filtros-prensa de quadros e placas tinham muitas superfícieslacradas, que eram a causa principal de vazamentos.

� A parte côncava da moldura é separada da placa através de um tecido filtrante.� A parte côncava da moldura é separada da placa através de um tecido filtrante.

� Uma pequena câmara é formada entre cada par de placas. A polpa é introduzida no espaço vazio das molduras nos canais formados pelos orifícios localizados nos cantos das placas de molduras.

� O filtrado passa através do tecido e flui por gravidade para a parte inferior da moldura onde é recolhido por canais contínuos.

� A torta permanece na moldura e, quando o espaço é preenchido, é descarregada acionando cada uma das placas. Caso necessário, antes de descarregar, a torta pode ser lavada.

� Limitações técnicas quanto a pressão e temperatura.


FILTRO PRENSA � O filtro prensa de Placas Rebaixadas cortou o número

de superfícies pela metade e reduziu o problema devazamento. Utiliza tecidos com dilatação tri-dimensional.

� As profundidades das reentrâncias atuais são 16, 20 e25 mm � espessuras de tortas de 32, 40 e 50 mm, nopreenchimento máximo.

• É a placa mais utilizada atualmente em filtração.

• Aplicada em desaguamento de efluentes industriais e municipais eseparação sólido líquido na industria de concentração mineral.

• Manutenção fácil.

• Leve.

• Ciclo de filtragem rápido.

preenchimento máximo.


FILTRO PRENSA


FILTRO PRENSA • Vantagem de produzirem tortas com menor taxa de umidade

– Entretanto, até recentemente os filtros prensa tinham poucas aplicações naindústria mineral por operarem em bateladas e devido à dificuldade dedescarregamento da torta.

– Recentemente foram desenvolvidos sistemas automatizados para essafinalidade e, portanto, a utilização desses filtros tem aumentado

• A polpa é bombeada para dentro do filtro, com as placas travadas,utilizando uma bomba de deslocamento positivo capaz de pressurizar osistema. A pressão obriga o filtrado a atravessar as telas e a escorrerpelos espaços existentes nas placas.

• Após o tempo de secagem, as placas são descarregadasindividualmente. Finalmente as telas são lavadas, montadas novamente,juntadas e travadas e o filtro está pronto para ser realimentado, repetindoo ciclo.


FILTRO PRENSA


FILTRO TORRE


FILTRO TORRE

� O Filtro Automático foi introduzido em meados dos anos 70, quando o preçodo óleo subiu nitidamente e a exigência para obtenção de tortas extremamentesecas tornou-se inevitável.

� Os primeiros filtros eram bastante pequenos e foram introduzidosprincipalmente na indústria de química fina, mas, em alguns anos elesganharam popularidade no processamento mineral mais robusto e nasganharam popularidade no processamento mineral mais robusto e nasindústrias de beneficiamento de minérios, substituindo o filtro de discos a vácuoconvencional.

� Como a demanda por processamentos maiores subiu, também as áreasfiltrantes requeridas cresceram e, atualmente, são fabricadas grandesmáquinas com até 150 m2, que tratam algo em torno de 120 - 150 t/h deconcentrados e minerais.

� É uma máquina semi contínua que pode operar em um tempo de ciclo de 6 a 7minutos.


FILTRO TORRE � Se assemelha até certo ponto aos filtros prensas, mas com pratos empilhados

horizontalmente para formar uma torre, mudando assim a direção da filtração,de horizontal para vertical.

� A configuração vertical economiza área de piso, possibilitando que filtros comaté 150 m2 de área se ajustem em menos que 90 m2 de chão requerendo,entretanto, uma altura de pé direito de 6 metros.

� A montagem forma câmeras de pratos dentro das quais a suspensão éalimentada sob pressão, no espaço entre um diafragma de borracha e o cintode pano do tecido filtrante. Quando a torta é formada, o diafragma aperta o bolopara remover a umidade.

� Nesta fase, a pilha de pratos está firmemente fechada e o cinto de panopermanece estacionário. Quando o ciclo de filtração se completa, a pilha abre,o pano avança para adiante e a torta desaguada move-se sobre cilindros edescarrega em calhas para processamento posterior.


FILTRO TORRE

A injeção de água infla o diafragma dentroda câmara e o aperto muda o volume deempacotamento da torta para futuraremoção da umidade aderida. O efeito doaperto é sempre mais notável com tortascompressíveis, uma vez que adeformação das partículas mudasubstancialmente a estrutura de tais tortas

Há projetos de câmara queprevêem área de filtração dos doislados do cinto de pano e, nestecaso, há dois diafragmas depolipropileno recobrindointegralmente o prato, de um modosemelhante às membranas dasplacas nos filtros prensa


FILTRO TORRE

Bombeamento � A pilha de prato fecha-se e a polpa é bombeada por tubosflexíveis cada um conectado a uma câmara. Conforme a pressão aumenta para8 bar a torta é formada e retida pelo pano filtrante, enquanto o filtrado flui porconexões para uma tubulação para processamento posterior.

Pré-compressão � Uma vez que as câmaras estão cheias, injeta-se água a umapressão de 16 bar na parte de trás dos diafragmas; o bolo é comprimido e seu

� Seqüência de Operação

pressão de 16 bar na parte de trás dos diafragmas; o bolo é comprimido e seuvolume diminui. O filtrado deslocado flui através do pano para a tubulação decoleta. A pré-compressão aplaina a superfície da torta e sela rachaduras paraassegurar uma lavagem eficiente.

Lavagem da Torta � Neste momento os diafragmas são esvaziados e o líquidode lavagem é introduzido pelas conexões de alimentação da polpa para oespaço sobre a superfície da torta. O líquido desloca o filtrado residual da torta ea lavagem filtrada escoa pelo tubulação para utilização ou para posteriorprocessamento.


FILTRO TORRE

Compressão � Quando a lavagem da torta termina, ela é novamentecomprimida a 16 bar para remover e deslocar o filtrado de lavagem restanteda câmara.

Secagem da Torta � Os diafragmas são esvaziados, agora pela introdução dear na câmara, que atravessa a torta comprimida para promover a máximaremoção de umidade aderida.

Descarga da Torta � A pilha de placas abre-se, e o cinto anexo descarrega atorta seca de ambos os lados do filtro, ou de um lado, dependendo do modelode projeto. Conforme a torta descarrega, o pano movimenta-se entretubulações com bocais de alto impacto que desalojam qualquer partículaarrastada pelo líquido e que possa entupir o pano.

O tempo total de ciclo para esta seqüência é de 10 minutos, porém,dependendo das características da torta e das exigências de lavagem, a faixapode ser de 6 a 20 minutos.


FILTRO TORRE

Placa do filtro

Meio filtrante (lona)

Mesa elevadoraTorta

Sistema de lavagem de lona


� Introdução

SUMÁRIO


� Cone desaguador

� Centrífugas




� FILTRAGEM

� Filtragem





PRÁTICA OPERACIONAL• Os estágios iniciais de formação da torta são importantes � exercem uma

influência significativa sobre a resistência da torta à passagem do fluido e navida útil do tecido.

• O bloqueio dos poros do meio filtrante é um fenômeno inevitável, devido a:

– natureza complexa da estrutura da superfície dos meios filtrantes

– trajetória do movimento das partículas não é bem conhecida.

• No início do processo de filtragem a maneira como a torta é formada varia emdois extremos:

– a penetração das partículas nos poros e

– a formação de uma barreira na entrada dos poros por partículas formandopontes.

Na prática é muito pouco provável que todos os poros do tecido fiquem bloqueados e, portanto, a torta apresentará uma baixa resistência

na entrada dos poros parcialmente bloqueados



Suspensão

Torta

Mecanismo de filtragem em torta

Meio



• A concentração de sólidos na polpa é uma das variáveis queapresentam efeito mais significativo sobre o entupimento dos poros dotecido filtrante.

– Pode-se pensar que quanto maior a sua concentração, menor será adistância entre partículas e menor será a tendência de formação de canaisde drenagem na torta em direção aos poros abertos.de drenagem na torta em direção aos poros abertos.

– Entretanto, as partículas na suspensão concentrada tendem a se distribuirformando pontes sobre a superfície do filtro protegendo a entrada dos poroslivres.

• Como resultado a torta formada a partir de uma suspensão comelevada concentração de sólidos apresenta, em geral, resistência àpassagem do líquido menor que aquelas formadas a partir de polpasdiluídas.


PRÁTICA OPERACIONAL• Os principais reagente utilizados como auxiliares de filtragem estão

descritos a seguir:

– a cal é um coagulante estável, de baixo custo, que deve ser o primeiroreagente a se avaliar;

– o tutano seco (dry bone animal glue) é utilizado como auxiliar de filtragem– o tutano seco (dry bone animal glue) é utilizado como auxiliar de filtragempara polpas ácidas contendo elevadas concentrações de partículas finas;

– ácido sulfúrico, sulfato de magnésio, cloreto férrico, alume, sulfato ferroso,amido cáustico também podem ser usados, mas todos podem apresentarefeitos nocivos;

– vapor super-aquecido tem sido utilizado com sucesso no desaguamento depellet-feed. Em geral o vapor é superaquecido a 30o F e atua durantemetade do período da secagem.


� Introdução

SUMÁRIO


� Cone desaguador

� Centrífugas




� Filtragem

� Filtragem



� DISPOSIÇÃO DE REJEITOS


DISPOSIÇÃO DE REJEITOS• A disposição de rejeitos das atividades de processamento mineral é um problema

ambiental que tem se tornado a cada dia mais importante em função do aumentodo consumo de bens minerais e da necessidade de explorar depósitos comteores dos minerais minério mais baixos.

– Taxa de alimentação = 10 x 106 t/ano de minério contendo 52,0% de Fe

– Produto: 6,25 x 106 t/ano de concentrado com teor de 64% de Fe

– Rejeito: 3,75 x 106 t/ano de rejeito com 32% de Fe � 75.000.000 t/20 anos– Rejeito: 3,75 x 106 t/ano de rejeito com 32% de Fe � 75.000.000 t/20 anos

• Desconsiderando o efeito visual na paisagem, o maior efeito ambientaldecorrente da disposição de rejeitos é, usualmente, a poluição da água emfunção da descarga da água de processo contaminada com sólidos, metaispesados, reagentes etc..

• A natureza dos sólidos varia extensamente. Usualmente a fração sólida não aproveitada no processamento mineral é disposta na forma de polpa com baixa concentração de sólidos. Algumas vezes pode consistir de material seco muito grosso.


DISPOSIÇÃO DE REJEITOSMétodos

• Os métodos de disposição mais antigos consistiam na descarga de rejeitos emrios e em córregos (ainda praticada), e a deposição da fração sólidadesaguada sobre a terra. Devido aos danos causados por esses métodos e anecessidade de níveis de moagem mais fina outras técnicas têm sidodesenvolvidas.

• A maneira a mais satisfatória de tratar os resíduos sólidos consiste no• A maneira a mais satisfatória de tratar os resíduos sólidos consiste noreprocessamento visando recuperar valores adicionais ou sua utilização nopróprio processo.

• É prática comum a recomposição de áreas mineradas com a fração grossa dorejeito. Embora esse método seja interessante, invariavelmente é necessária adeslamagem, gerando, portanto a fração fina de material para a qual torna-senecessária a definição de uma utilização. Além disso, esse método não éaplicável em minas a céu aberto devido à necessidade de armazenamentoprovisório durante a vida da mina.



• Barragem de rejeitos

– O projeto, construção e operação das barragens de rejeitos tem sido aprática comum aos novos empreendimentos e mesmo para operaçõesexistentes. A localização da barragem junto à geração do resíduo éeconomicamente vantajosa. O solo subjacente a barragem deve serestruturalmente bom e capaz de suportar o peso da massa sólida de formaestruturalmente bom e capaz de suportar o peso da massa sólida de formaa garantir a estabilidade da deposição.

– Caso não existam locais com essas características junto à mina, a polpa derejeito deverá ser bombeada a elevadas concentrações de sólidos para umlocal adequado.

– Os custos envolvidos na construção e manutenção das barragens são parteintegrante do empreendimento e, portanto, deve ser cuidadosamenteminimizado sem comprometer a qualidade. Assim existem algumasalternativas de construção de barragens.



• Barragem de rejeitos upstream

– Neste método, uma represa pequena é feita no ponto mais baixo da barrageme a parede é levantada progressivamente no sentido superior do fluxo. Osresíduos são descarregadas através de um ciclone no ponto mais elevado dodique formado. Quando a lagoa formada está quase cheia, o dique édique formado. Quando a lagoa formada está quase cheia, o dique élevantado e o ciclo recomeça.

– Para levantamento da barragem pode ser utilizado o material secopreviamente depositado ou com as frações mais grossas.

– As vantagens desse tipo de barragem são o custo baixo e a velocidade comque a represa pode ser levantada.

– Principal desvantagem � a parede da represa está construída no alto de umdepósito de lama não consolidada o que limita a altura segura que garanta acontenção dos rejeitos.



Método upstream



• Barragem de rejeitos downstream

– O método downstream é um desenvolvimento relativamente novo queevoluiu em conseqüência da necessidade de construir barragens derejeitos maiores e mais seguras.

Desvantagem: Necessidade de grandesquantidades de material mais grosso (nemsempre disponível) para compor asempre disponível) para compor abarragem

Nesse caso pode ser utilizado material da mina (estéril)



Recirculação de água

O rigor das leis ambientais e o princípio do “poluidor-pagador” exige uma recirculação

eficiente de água ao processo


• Considerações finais

– Disposição de rejeitos de minérios tóxicos ou radiativos � impermeabilização do fundo da barragem e a construção de uma barragem a jusante para controlar a qualidade do efluente.

– Na operação � manter uma lâmina d´água para impedir o levantamento de poeiras.

– No final � cobrir com uma camada de argila impermeável, solo e vegetação – Controlar a composição da água usada em uma operação processando mineral

(principalmente para flotação, o floculação e aglomeração). (principalmente para flotação, o floculação e aglomeração). – A água recirculada contem sempre uma variedade dos íons, alguns dos quais

podem modificar a química envolvida no processo de flotação. A dureza da água (Ca2+ e Mg2+) e o pH devem sempre ser considerados, além de outros íons.

– Recirculação de reagentes que podem afetar o processo.– A barragem de rejeitos é parte integrante do processo produtivo (operação

unitária) – Integrar a barragem ao projeto

Desaguamento e Rejeitos

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