Procesamiento de minerales I Controle em plantas de processamento Maria Luiza Souza Montevideo 5-9...

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Procesamiento de minerales I

Controle em plantas de processamento

Maria Luiza Souza

Montevideo 5-9 Agosto 2013

UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAYUFRGS - DEMIN - BRASIL

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Capítulo 3 – Controle em plantas de processamento

Serão discutidos os seguintes itens:1. Amostragem2. Pesagem3. Balanço de massa e volume (base úmida)4. Balanço metalúrgico (base seca)5. Sensitividade da equação recuperação


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IntroduçãoBalanço metalúrgico é um item essencial em todas as plantas de beneficiamento.As três razões principais são:- determinar distribuição dos diversos produtos;- suporte para decisões operacionais;- auxiliar decisões econômicas.


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Introdução

Para realizar um controle e uma contabilidade adequada é necessário coletar dados fiáveis do processo.

Em resumo, este capítulo trata:da coleta,da análise, e do uso de dados do processo de tratamento.


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IntroduçãoRequisitos essenciais para um sistema de contabilidade e controle ser considerado BOM:

1) Amostragem e pesagem representativas e eficientes;

2) Medidas (análises) químicas e físicas acuradas.

OBS: controle por computador: é ótimo, mas não “vale nada” se os itens 1 e 2 forem deficientes.


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Introdução

As duas medidas mais freqüentes:

-Determinação de umidade B.M.* é em b.s.*

-Determinação de teor (m.v.*) sem teor não há B.M., só balanço de massas totais**.

Obs.: * as abreviaturas estão nas anotações;** para tal é preciso uma balança.


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Introdução

1. Umidade

- Procedimento usado Amostras “catadas” nas CTs que alimentam o ROM para a planta, após pesagem*.Suposição: erro cometido é menor do que o erro obtido usando um sistema de amostragem**.


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Introdução

Definição de umidade.

Neste curso a umidade será expressa pela seguinte fórmula:u(%) = (massa úmida - massa seca) [1] massa úmida


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Introdução

2. TeorProcedimentos usados são muitos, e serão detalhados com exemplos no decorrer do curso.Importante: uma grande responsabilidade recai sobre uma massa de material muito pequena !E daí *?


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Introdução

2. TeorSempre que possível amostras para teor devem ser coletadas quando o sólido está no menor tamanho* consistente com o processo e sempre minimizar variabilidades antes de amostrar.

E.g.: é melhor e mais fácil amostras uma polpa do que a corrente de entrada a um britador primário.


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Regras básicas da amostragem

Todas as partículas do fluxo de material devem ter a mesma chance de pertencer à amostra.

Para que isto seja cumprido, só podemos extrair amostras corretas se amostrarmos todo o fluxo parte do tempo, como mostrado no próximo slide.


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Regras básicas da amostragem

Só existe um modo correto de delimitar e extrair amostras* !

AMOSTRAR TODO O FLUXO PARTE DO TEMPO.

Qualquer outro modo é errado !


1 2 3 4

Fluxo de material

5 6

Amostra: E = IN Estoque: S

Sólidos a serem amostrados

I1

I2

I3

I4

I5

S S S S S S

L


Figura 1- Amostragem por incrementos.

Amostragem é um processo probabilístico.

Quanto maior a freqüência na tomada dos incrementos e quanto menor a massa destes incrementos, mais acurada a amostra final.

13UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAYUFRGS - DEMIN - BRASIL

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Sistemas de amostragem corretos

1. Amostradores lineares

2. Amostradores do tipo “cross-belt”

3. Amostradores Vezin


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Figura 2- Amostradores lineares de descarga aberta – Essa®.

1. Corrente principal2. Corrente secundária

FluxoIncremento

12

Fluxo

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Figura 3- Esquema de um amostrador linear.


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Figura 4- Amostrador “go-belt” Materials Sampling Solutions®.

W > 3DN

W

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Figura 5- Amostrador Vezin.

Alimentação

AmostraCorrente principal

Importante !

Somente quando o cortador tem forma radial, a largura de sua abertura é diretamente proporcional a sua velocidade. Isto é, r/V = r´/V´ = Constante.

Trajetória

do corta

dor

v’

Vista de topo

r’

r

v

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Sistemas de amostragem corretos devem cumprir:

1. o cortador * deve ser apresentado à corrente em ângulo reto;

2. o cortador atravessa toda a corrente;3. o cortador se move com velocidade constante;4. a abertura do cortador é suficiente para receber a

maior partícula presente na corrente;5. O cortador tem capacidade suficiente para receber toda

a massa de material amostrado.


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Métodos para divisão de amostras primárias

1. Cone e quarteamento2. Paleado alternado3. Divisor Jones (de riffles)4. Divisor de amostras rotativo




Cone e quarteamento

A B

C

D

Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3

Procedimento correto

- Cone simétrico

- Torta fina e de mesma espessura

- Cruzeta corta a toda torta verticalmente ao mesmo tempo

- A = B = C = D E qual é a amostra final ?

Figura 6- Esquema de divisão por cone e quarteamento.

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Paleado fracionado alternado


Figura 7- Redução de massa com paleado alternado.

Todo o material é divido em n porções (pilhas) iguais até a obtenção da massa desejada.

Qual é a amostra final ?

A, B, C D ou E ?

Lote LE1

E2

E3E4

E5

Cinco amostras potenciais ?Taxa de amostragem ??

Figura 8- Paleado fracionado verdadeiro



Lote LE

S

Cinco amostras potenciais ?

Taxa de amostragem ?

Taxa de amostragem ?



Figura 9- Paleado fracionado degenerado24

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-QUANDO USADO DE MODO CORRETO, GERALMENTE OFERECE BONS RESULTADOS NA REDUÇÃO DE MASSA.

- QUANTO MAIOR O NÚMERO DE DIVISÓRIAS MELHOR A QUALIDADE DA REDUÇÃO.

- PODE SER USADO COMO HOMOGENEIZADOR DE AMOSTRAS.

- LARGURA DAS CANALETA > 3DN.

Figura 10- Divisor Jones para divisão de massa

Regras para uso correto de Jones- Usar bandeja e caixas de modo correto.- Material nem muito seco nem muito úmido.- Alimentar na linha central com a bandeja adequada.- Alimentar vagarosamente.- Treinar vários operadores.



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Figura 11- Divisor rotativo radial para finos (esq.) e grossos (dir).

32 subamostras

Perspectiva

explodida

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Figura 12- Sistema para análises químicas “on-line”: Courier®.

PSA: amostrador para tubulação com pressão.2

2

1 1 LSA: amostrador para tubulação sem pressão.



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Figura 13- Detalhe dos amostradores primários do Courier®.

1

LSA: tubulação sem pressão.PSA: tubulação com pressão.

2

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Figura 14- Princípio da análise química em linha (“on line”).

Fonte de radiação

Radiação ex

citada

Radiação característica emitida

causada pela excitaçãoDetector

Conversão da radiação detectada em teor

Amostra

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Figura 15- Princípio da análise granulométrica em linha (“on line”).

Fonte de radiação laser

Radiação la

ser

Difração característica emitida

em função do tamanho da partícula

Detector

Conversão da difração detectada em D.G.

Amostra

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Figura 16- Balanças de pesagem sob CT.

Estes equipamentos usam células de carga (“strain gauge”) que convertem pressão física em pulsos elétricos. São usados para medir fluxos secos.

strain gauge


Figura 17- Balança de pesagem em CT.


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Figura 18- Simulação de erros de pesagem.


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Figura 19- Medidor de fluxo para polpas (rotâmetro eletromagnético).

Bobinas

Eletrodos

D: distância entre os

eletrodos

V: velocidade do fluxo

Flange

RevestimentoTubo



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Figura 20- Princípio de funcionamento do medidor de fluxo eletromagnético.

O princípio de funcionamento é baseado na Lei de Faraday para indução eletromagnética.

Ue = B.L.VfQ = A.Vf

B: indução magnética (campo magnético)L: distância entre eletrodosVf: velocidade do fluxoQ: vazão do fluxoI: corrente elétricaA: secção transversal da tubulaçãoUe: voltagem induzida



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Figura 21- Medidor nuclear de densidade de polpa .

Q

A densidade de polpa costuma ser realizada com medidores nucleares. Estes dados são integrados juntamente com os dados dos medidores de fluxo eletromagnéticos e fornecem continuamente os fluxos mássicos de sólido seco e água na planta de processamento.



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Figura 22- Medidor nuclear de densidade de polpa (uso de raio gama).

Obs: um problema freqüente neste tipo de sistema é a obtenção de licença de instalação e uso que deve ser tirada junto aos órgãos governamentais.



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Figura 23- Balança Marcy com recipiente de aço inoxidável.

Esta balança fornece a leitura direta e na hora, no mesmo disco indicador, da densidade e da percentagem de sólidos em uma polpa.

Disco indicador. O uso é em função da densidade do sólido. Pode-se comprar discos para diversos intervalos de densidades.

Para medir a p e a X% em uma polpa se usa balança Marcy.



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Tabela 1- Discos indicadores para balança Marcy.

Disco indicador


Balanço de massa e volume (base úmida)


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Hora dos alunos trabalharem !

Balanço metalúrgico (base seca)

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