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 determinado segmento de uma indústria, levando em consideração a granulometria do 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, classificadorespiral);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 da alimentação C= massa do 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 da alimentação a=teor do elemento i na alimentação C= massa do concentrado c= teor do 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, C=16 c=0,342, R=784 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 + QuartzoHematita = Fe2O3 Quartzo = SiO2

Calcular a recuperação de ferro no concentrado

A=700t/h a=0,51, C=480t/h c=0,67, R=220t/h 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 tmassa 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: 12,6Calcule:

i. a massa (recalculada) da alimentação;A= C+R= 220,9+385,8= 606,7

ii. o teor (recalculado) de Zn da alimentação;606,7*a= 0,301*220,9 + 385,8*0,098 a=0,172=17,2%

iii. o teor (recalculado) de MgO da alimentação;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

 

# (Tyler)

Abertura (mm)

Massa retida

(g)

% Retida

simples

% Retida acumulada

% Passante acumulada

4 4,8 970 39,6728 39,67280164 60,327198368 2,4 605 24,7444 64,41717791 35,58282209

14 1,2 225 9,202454 73,6196319 26,380368128 0,6 145 5,93047 79,55010225 20,4498977535 0,4 45 1,840491 81,39059305 18,6094069548 0,3 30 1,226994 82,61758691 17,3824130960 0,25 15 0,613497 83,23108384 16,76891616

100 0,15 55 2,249489 85,4805726 14,5194274200 0,075 195 7,97546 93,45603272 6,54396728250 0,063 90 3,680982 97,13701431 2,862985685270 0,053 65 2,658487 99,79550102 0,204498978-270   5 0,204499 100 0Total   2445 100    

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, obtendo-se 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: Sabendo-se que o método de Gaudin considera que cada partícula é igual a 20 unidade 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 diferentes, por meio de malhas que fazem a divisão do mesmo, gerando produtos 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 de Espectrometria de Fluorescência de Raios X (XFR) é um método para determinação precisa,

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 uma radiação com comprimentos de onda característicos de cada elemento, denominada raios X

fluorescentes. Através de um detector apropriado, pode-se medir este comprimento de onda, e

consequentemente identificar os elementos presentes na amostra (análise qualitativa). Como a intensidade

dos raios X fluorescentes é proporcional à concentração de cada um desses elementos, torna-se possível,

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 equipamentos mais modernos são dotados de sistemas informatizados de aquisição de dados e

processamento, fazendo uso de uma biblioteca interna, o que permite obter resultados quase que em tempo

real.

1-Defina peneiramento 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.

Peneiramento Laboratorial é um processo de classificação granular em pequena escala, através de um equipamento consiste de um conjunto de peneiras montadas uma sobre as outras que são vibradas verticalmente e horizontalmente em uma maquina de ensaio.

2- Qual o objetivo do 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 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 , crivos e telas podem ser classificados de acordo com o seu movimento, em 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 baixa (60%), porque não havendo movimento da superfície não ocorre a estratificação, que facilita a separação. Um valor 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 da peneira. Partículas com tamanho de 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 da aplicação e do material nele utilizado. Podem ser operadas a úmido ou a seco. A velocidade de rotação fica entre 35-40% da sua velocidade crítica (velocidade mínima na qual as partículas ficam presas a 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 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.

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.

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 com diâmetros (d) superiores a uma vez e meia a abertura da tela (a) não influenciam no 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) características do material a ser peneirado, tais como: densidade e umidade; tamanho máximo 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, ou seja, da quantidade de material com características e condições determinadas que devem passar pelo equipamento por um tempo determinado (hora). No caso das peneiras, duas condições 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.