Monografia - Hidrociclones

HIDROCICLONES:

“UM FENÔMENO NATURAL

TRANSFORMADO EM MÁQUINA”

AUTOR: GILSON BATISTA MAIA

CURSO E NÚMERO DE MATRÍCULA: QUÍMICA INDUSTRIAL N º. 76/046

ANO DA FORMATURA: 1.979

“MONOGRAFIA ELABORADA PARA DAR CUMPRIMENTO AO ARTIGO 171 E SEU PARÁGRAFO ÚNICO DO REGIMENTO

DAS FACULDADES OSWALDO CRUZ, APROVADO PELO CONSELHO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, PARECER N º. 170/71”.

INTRODUÇÃO

Na natureza, os fenômenos físicos da ciclonagem são facilmente detectados em infinitas

localidades. Embora somente recordamos das catástrofes, dos maremotos e destruições

provocadas por ciclones, este fenômeno físico é largamente utilizado na separação, classificação,

concentração, recuperação de partículas sólidas em meio líquido. A separação por sedimentação

de partículas tem lugar em todos os lagos ou lagoas quando alimentadas de água turva.

As partículas se depositam no fundo dos mesmos, formando um sedimento espesso em

relação concentração do fluxo de alimentação, enquanto que a água remanescente, lançada como

overflow é depurada.

As bacias artificiais que exercem as mesmas funções são definidas como "decantadores"

ou "clarificadores". Se a velocidade do fluxo de água através da bacia é tão alta que impede a

deposição das partículas mais finas, ocorre o que se denomina "classificação de fluxo". A força

responsável por estas separações é a gravidade.

Os mesmos processos ocorrem em suspensões em rotação, onde a força centrífuga, muito

mais intensa que a da gravidade, produz efeito semelhante de separação com a vantagem de

aumentar a velocidade de sedimentação. As centrífugas são os aparelhos mais usados para este

fim, e o hidrociclone pode ser considerado uma centrífuga sem partes móveis, onde se produz a

rotação da suspensão por alimentação tangencial, sob pressão.

Segundo o grau de recuperação dos sólidos no underflow, o hidrociclone opera como um

clarificador ou um classificador.

Em todos os casos, ocorre um espessamento do produto final.

Figura 1 - Foto aérea tirada pela Apollo 9, de um ciclone formado na costa do Hawai,

fenômeno típico da natureza.

(figura 1)

1. HIDROCICLONES E SEUS ASPECTOS TEÓRICOS

1.1. HIDROCICLONES

Os hidrociclones conquistaram nos últimos anos, um lugar privilegiado em áreas de

aplicação no tratamento de minérios, bem como no tratamento de produtos preliminares e

intermediários na indústria química. Pré-espessamento, recuperação de espécies úteis,

fracionamento em função da composição granulométrica e densidade, são características para o

campo de aplicação.

Também os métodos de concentração com a ajuda de meios densos em hidrociclones

cresceram em importância. Recentes desenvolvimentos orientaram-se na direção de

hidrociclones cilíndricos com fundo plano com leito represado rotativo. Especialmente o

fracionamento em função da granulometria e a concentração em função da densidade (sem meio

denso) tornaram-se possíveis com granulometrias mais grossas e com cortes bem mais nítidos,

do que com hidrociclones convencionais ("Water-only-cyclons").

A figura 2 esquematiza o princípio de funcionamento de um hidrociclone. A suspensão

alimentada forma um vortex primário ao longo da superfície interna das paredes cilíndrica e

cônica, com direção ao ápice do cone. No estrangulamento do cone, somente uma parte do fluxo

é descarregada como underflow, arrastando as partículas grossas ou, em alguns casos, todas as

substâncias sólidas.

A maior parte do líquido, clarificado por sedimentação das substâncias sólidas no vortex

primário, transporta com ele as partículas finas remanescentes, e é forçada a deixar o ciclone

através da saída overflow, formando um vortex secundário interno que gira em torno do eixo em

movimento ascendente.

(figura 2)

No centro do ciclone cria-se uma baixa pressão que recolhe todo o ar introduzido sob

forma de bolhas ou dissolvido na água de alimentação.

Até o vapor é recolhido por esta coluna de ar visível no centro do ciclone. O aumento da

velocidade circunferencial no vortex secundário gera uma força centrífuga muito elevada,

produzindo uma separação secundária altamente eficiente. As partículas finas rejeitadas

sedimentam radialmente e passam então para o vortex primário de onde a maior parte é

descarregada através do ápice do cone. Dessa forma, a separação no interior do hidrociclone é o

resultado de um processo em duas etapas cujo ponto de corte final (final cut point) está

determinado, principalmente pela aceleração do vortex secundário.

A figura 3 mostra dois hidrociclones do mesmo tamanho (300 mm de diâmetro), que têm

ângulos de cone diferentes e comprimentos da parte cilíndrica diferentes.

(figura 3)

O modelo do fluxo, no interior do ciclone, pode ser descrito como vortex potencial que

gera um aumento de velocidade tangencial em direção radial, em direção ao eixo do ciclone.

1.2. ASPECTOS TEÓRICOS

O diagrama das velocidades de um vortex potencial mostra o aumento da velocidade com

a diminuição dos diâmetros até o diâmetro do overflow, e a diminuição da velocidade no núcleo

central - figura 4.

(figura 4)

A equação de Helmholtz para um vortex ideal, num líquido sem viscosidade e, portanto

sem fricção é a seguinte:

Assim, a velocidade em qualquer distância radial x seria:

O aumento da velocidade angular w ‚ de um grau superior, uma vez que:

O vortex de Helmholtz é descrito pela equação:

Com a qual tem-se:

A experiência nos diz que, a equação que define o fluxo no vortex, considerando as forças

de fricção, tem a forma seguinte:

Para a água pura, Bradley atribuía um valor de n = 0,7 e Krijgsman determinou n = 0,5

para suspensões com teor médio de sólidos. Baseando-se na segunda aproximação, a equação do

vortex teria a seguinte expressão:

pela qual

ou

O aumento da velocidade tangencial ou velocidade angular produz também um aumento

da aceleração centrífuga b. Isto é expressado por:

pela qual

e

Introduzindo a equação, obtemos:

Substituindo w pela equação resulta:

Estas equações mostram claramente que a aceleração centrífuga no vortex secundário é

mais alta que no vortex primário, em razão inversa dos respectivos raios ao quadrado. Em

conseqüência, o vortex interno determinará o corte de separação. Além disso, podemos dizer que

as altas forças de cisalhamento são características do fluxo no ciclone e impedem a floculação,

limitando assim, a recuperação da massa (mass recovery).

Este fato, porém, é compensado pela alta seleção do corte obtido com ciclones, em

comparação com hidro-separadores ou tanques de sedimentação. Para determinar o ponto do

corte da separação, com base nos resultados de testes, deve-se traçar a curva de Tromp.

(figura 5)

Na figura 5, o diagrama A mostra a distribuição granulométrica de um grupo de partículas,

representadas como resíduos R acumulados sobre as peneiras em função dos diâmetros das

partículas na malha de Rosin-Rammler-Bennet. Se é a diferença entre os diâmetros de

partículas x e x- definimos como R, a diferença entre os resíduos correspondentes R -R(x-).

Devem-se considerar pares de valores R nas distribuições granulométricas dos sólidos do

"overflow" RF e descarga do "underflow" R .

Além disso, necessitamos do valor da recuperação de massa que pode ser obtido

pesando o teor de sólidos na entrada e na descarga do "underflow" de amostras obtidas

simultaneamente.

O valor de v pode também ser obtido pelo teor de sólidos da alimentação E, e, do

"overflow" F, f e do "underflow" C, c, e (onde as letras maiúsculas referem-se aos valores dados

em gramas por litro e as minúsculas aos valores em % em peso), usando as expressões seguintes:

onde c significa peso específico dos sólidos.

A curva de Tromp é a representação gráfica dos números de distribuição Tx (a

recuperação diferencial da massa para a faixa de tamanhos de partícula entre x- e x) em função

do diâmetro das partículas d.

T é calculado como segue:

O diagrama de blocos resultante deve ser aproximado por uma curva contínua. (ver

diagrama B)

O ponto de corte (tamanho de malha de separação) está definido como o ponto sobre a

curva de Tromp para o qual T = 0,5 ou 50%, isto é, onde as partículas têm igual probabilidade

de passar, seja para o "overflow" ou para o "underflow".(ver diagrama C). A precisão do corte

depende do diâmetro das partículas para T = 0,75 (d75) e T = 0,25 (d25), os quais podem ser

obtidos da curva de Tromp.

Assim, a dita imperfeição I ‚ calculada mediante a fórmula:

Na bibliografia sobre hidrociclones pode-se encontrar diversas fórmulas para o cálculo da

malha de separação. A derivação de cada uma destas fórmulas deve partir da lei de Stokes, que

descreve a velocidade de sedimentação em fluxo laminar. Apesar do fluxo de uma suspensão em

hidrociclone ser turbulento, (isto é, o número de Reynolds é grande) o fluxo que circunda a

partícula sedimentante é laminar (isto é, o número de Reynolds é pequeno).

A velocidade de sedimentação em campo um gravitacional é:

(ps e pl são as densidades dos sólidos e do líquido, a viscosidade dinâmica do líquido e g a

aceleração de gravidade).

Nos campos centrífugos, a aceleração gravitacional ‚ substituída pela centrífuga b ou pelo

produto de g pelo fator de aceleração z. Assim, a velocidade de sedimentação no hidrociclone

aumentada, é:

A velocidade de sedimentação das partículas que tem diâmetro do ponto de corte dc (isto

é, us da equação acima), determina a capacidade da área de classificação no ponto de corte:

Assim, podemos escrever:

Podemos agora, introduzir as seguintes relações para a área de separação:

na qual o parâmetro de "slenderness" (relação de diâmetro: comprimento) ‚ definido

como relação entre o comprimento efetivo Le e o diâmetro do ciclone D. Pelo fator de aceleração

z, usando r para e , com H "altura de pressão"(valor no manômetro dividido pela

densidade da suspensão, em metros):

Pela capacidade de fluxo volumétrico, temos a expressão semi-empírica:

onde X é o fator de correção pela geometria particular do ciclone (comprimento do

cilindro, ângulo do cone, diâmetro do apex, etc). Por último, obtemos para o ponto de corte:

O primeiro termo recolhe os dados característicos da suspensão, o segundo aqueles da

geometria de cada ciclone, enquanto o terceiro termo demonstra que o ponto de corte é

influenciado pela raiz quadrada do diâmetro do ciclone, mas só da quarta raiz da queda de

pressão, e em razão inversa. Desta constatação podemos deduzir que pontos de corte mais baixos

poderiam ser obtidos, ao menos em teoria, com grandes ciclones, aplicando pressões

suficientemente elevadas. As limitações econômicas (consumo de energia, abrasão, etc), são de

grande importância e na prática, o ponto de corte é determinado principalmente pelas dimensões

do ciclone. Uma separação fina requer, forçosamente, o emprego de pequenos ciclones, mas

estes só têm uma pequena capacidade devendo, portanto, ser colocados em paralelo, quando for

requerida uma grande capacidade ou alta taxa de processamento.

2. APLICAÇÕES DOS HIDROCICLONES

Existem infinitas aplicações de hidrociclones, nos mais variados processos de produção,

desde uma simples função natural até uma complexa classificação conjugada com outras

funções.

Dentre as aplicações usuais estão:

Espessamento: elimina a maior parte da água de uma suspensão (para obter sólidos sem

água). O espessamento verdadeiro tem como objetivo a recuperação de todos os sólidos, com

uma conseqüente clarificação dos líquidos. Porém, não é possível o uso de agentes de floculação

nos hidrociclones para favorecer a sedimentação e na prática, a recuperação de massa é limitada,

e resulta um "overflow" turvo, isto é, no ciclone ocorre alguma deslamagem. A construção de

barragens de decantação é uma das aplicações do fenômeno de espessamento.

Deslamagem: tem a finalidade de eliminar as partículas mais finas. Isto é freqüentemente

necessário para melhorar o produto em vista de tratamentos sucessivos como flotação, separação

magnética úmida, filtração, etc. Na indústria química os ciclones de deslamagem são

empregados freqüentemente, para a eliminação de água depois de um processo de cristalização.

Os cristais finos descarregados com o "overflow" são reciclados aos cristalizadores onde atuam

como núcleos de cristalização.

Classificação seletiva: a separação de uma alimentação não homogênea nos seus

componentes minerais pode-se basear sobre diferenças em peso específico (separação em meio

denso, jigues, mesas, espirais), forma das partículas (mesas, espirais), tensão superficial

(flotação), propriedades elétricas e magnéticas (separadores), solubilidade (processos de

lixiviação) e outros. Em alguns casos, a mesma diferença de tamanho de partícula permite uma

separação puramente mecânica.

Recuperação dos sólidos: efluentes turvos (overflows ou filtrados) em equipamentos de

lavagem e espessamento (secagem) pode prevenir a perda de uma parte da fração fina do

produto. A recuperação destas frações finas em espirais, log washers, peneiras vibratórias, e

centrífugas de desaguado (por exemplo: scroll discharge screen, vibro screen, pusher type) é uma

aplicação interessante dos hidrociclones.

A figura 6 mostra um fluxograma para a combinação de uma centrífuga scroll e um

hidrociclone.

(figura 6)

Fracionamento: a separação em duas frações para um tratamento ulterior, é uma outra

aplicação interessante dos hidrociclones em diferentes processos. Um exemplo típico é o

fracionamento de um concentrado de minério de ferro em alimentação para a sinterização

(partícula grossa), e alimentação para a pelotização (partícula fina).

Pré-concentração: se existe grande diferença de peso específico entre os componentes

minerais estes, uma vez moídos, podem ser enriquecidos usando hidrociclones. Este é um

processo de concentração por gravidade, ou mais corretamente, um processo de concentração

centrífuga. Nestes ciclones não se usa nenhum líquido pesado. Exemplos típicos são a separação

da ganga de componentes pesados como sulfetos de metais (pirita, blenda de zinco), óxidos de

metais e metais preciosos (ouro, prata, platina). Os ciclones, para tais aplicações, têm um aspecto

diferente dos tipos standard. Os seus cilindros mais compridos e ângulos do apex mais obtusos,

têm demonstrado um aumento de eficiência. A figura 7 mostra três geometrias de ciclones com

as aplicações respectivas.

(figura 7)

Recuperação do líquido: se, se deve reciclar água de processo ou águas-mães, os

hidrociclones podem fornecer uma clarificação satisfatória. Este é um dos maiores problemas na

lavagem do carvão de pedra, especialmente quando os espessadores existentes estão

sobrecarregados. Freqüentemente instalam-se os hidrociclones em paralelo para manter em

limites aceitáveis o teor de sólidos da água reciclada.

Lavagem em contra-corrente: a eliminação de ácidos aderentes de lixívia ou de partículas

finas, pode-se conseguir mediante diluição e espessamento alternados em estágios múltiplos de

ciclones. Se X é o fator de diluição do estágio 1, e n o número dos estágios sucessivos usados, o

efeito total da lavagem‚:

Neste caso é requerido um total de n vezes e quantidade de água de diluição usada para

cada estágio. Mediante a lavagem em contra-corrente, pode-se conseguir alta eficiência

introduzindo a água limpa uma vez no último estágio dos ciclones.

Em comparação ao processo no qual água limpa é introduzida várias vezes, o efeito de

lavagem é um pouco mais baixo, mas considerando a quantidade de água limpa acrescentada no

sistema a contra-corrente é muito mais eficaz. A figura 8 apresenta o esquema de fluxo de uma

instalação CCW (counter clock wise) de quatro etapas. Se o fator de divisão do ciclone, referido

só ao líquido (e não ao volume da suspensão), é T1 para o estágio 1, a fórmula seguinte dá valor

do efeito de lavagem total:

(figura 8)

2.1. UMA APLICAÇÃO COMPLEXA DE HIDROCICLONES EM CIRCUITO DE

MOAGEM

Os processos de moagem em circuito fechado, freqüentemente usam hidrociclones para

"degritting" e deslamagem.

O produto de "degritting" e "overflow", e quantidades menores de partículas mais grossas

são descarregados no "underflow".

A figura 9 demonstra, graficamente, a diferença entre "degritting" e deslamagem, mediante

o uso de uma linha de distribuição granulométrica igual à da figura 5A. O ponto de corte 2, na

extremidade inferior da curva, refere-se à deslamagem e o ponto de corte 3 na extremidade

superior ao "degritting". O ponto 1 à esquerda da curva refere-se à clarificação ou ao

espessamento e o ponto 7 ao centro, do fracionamento ou classificação.

(figura 9)

A figura 10 mostra quatro circuitos possíveis nos quais hidrociclones classificadores e

moagem a úmido podem ser usados juntos.

(figura 10)

Caso a: O ciclone é instalado antes do moinho para deslamar a suspensão de alimentação.

A fração fina descarregada com o "overflow" é misturada com o produto fino do moinho. O

underflow mais grosso é moído no moinho e a descarga deste é o componente principal do

produto misturado. Esse circuito é definido como aberto.

Caso b: A suspensão de alimentação vai diretamente ao moinho, cuja descarga alimenta

um ciclone para o degritting. O overflow do ciclone é o produto, enquanto o underflow volta ao

moinho para outra moagem junto à nova suspensão. Este processo se define como moagem em

circuito fechado.

Caso c: Aqui, os caso "a" e "b" são combinados no sentido de que a alimentação do

circuito e a descarga do moinho são misturados e classificados juntos no mesmo ciclone. O

ciclone deslama a alimentação grossa, e separa as partículas maiores do produto da moagem. O

overflow do ciclone é o produto, e o underflow volta ao moinho. Dada a dupla função do

ciclone; tais circuitos são chamados de "circuitos duplos".

Caso d: Para otimizar a operação do ciclone a deslamagem e o degritting deveriam ser

feitos independentemente em ciclones separados, de diâmetros diferentes. Neste caso, ambos os

overflow são produto e ambos os underflow alimentarão ao moinho. Esta é a combinação mais

lógica dos casos "a" e "b", e é chamado “circuito melhorado". A figura 11 ilustra algumas

modificações adicionais dos quatro circuitos básicos da figura 9, as quais poderiam fornecer

algumas vantagens em certas aplicações.

(figura 11)

Caso e: Para reduzir a carga do moinho, o circuito fechado do caso "b" pode ser

modificado empregando degritting em duas etapas. A areia primária é destinada no segundo

ciclone, e o produto intermediário é misturado com a alimentação primária. Sem reduzir a

qualidade da granulometria do produto final, o reciclo ao moinho contém menos finos.

Caso f: Se o overflow primário contém, ainda, partículas mais grossas, pode ser limpo em

um segundo ciclone. Como o underflow do ciclone secundário, pode conter muitos finos; é

reciclado na alimentação primária para uma deslamagem ulterior.

Caso g: Se o overflow do ciclone primário não é da qualidade requerida pode-se utilizar

uma modificação do circuito "0". Neste caso, o overflow primário é misturado com a

alimentação secundária para um segundo estágio de degritting. O fator "carga em circulação", n

compara a tonelagem de alimentação do moinho com a alimentação total do circuito, requerida

para produzir a tonelagem final do produto. Pode-se calculá-lo usando fórmulas dadas quando se

conhecem os valores de recuperação de massa para os ciclones.

2.1.1. POSICIONAMENTO DO HIDROCICLONE

2.1.1.1. ASPECTOS TEÓRICOS

Em algumas operações especiais ou mesmo em uma aplicação comum de ciclonagem, a

posição física do hidrociclone se torna objeto de determinadas experiências. Por tratar-se de um

equipamento de múltiplas aplicações, teoricamente dever ser definido um posicionamento

normal e explicito para o hidrociclone, entretanto as experiências práticas levam a conclusões

bastante empíricas no tocante ao posicionamento do hidrociclone.

Vários estudiosos de ciclonagem definem este fenômeno como posicionamento ideal, um

ângulo de 30º em relação ao eixo vertical central de alimentação do distribuidor. Porém apesar

de se considerar que um distribuidor ideal dever ser alimentado Geo positivo ou Geo negativo,

com um defletor interno, normal ao fluxo. Existem vários distribuidores semi-elípticos com

alimentação radial onde o posicionamento de 30º não funciona bem a distribuição do fluxo.

Portanto não só a parte operacional da ciclonagem poder ser prejudicada como também a

vida útil do hidrociclone depende de um ponto otimizado no posicionamento do mesmo.

Objeto de constante estudo no que se refere a ciclonagem, existe um estudo prático recente

onde se traça um parâmetro envolvendo:

Posicionamento do hidrociclone com configuração de fundo plano e cônico, e variáveis de

otimização no circuito de moagem.

2.1.2. EXPERIÊNCIAS DE POSICIONAMENTO DE HIDROCICLONES (CBC)

EM CIRCUITO DE MOAGEM

2.1.2.1. HIDROCICLONES

As três seções de moagem/classificação em Mantos Blancos utilizam hidrociclones ERAL,

da ERAL CHILE S.A., de 500mm de diâmetro. Caracteriza este hidrociclone o fato que suas

partes componentes são completamente fabricadas em poliuretano sem uma envoltura ou coberta

metálica e sem revestimento interno. Os hidrociclones são colocados segundo o desenho, em um

distribuidor esférico, formando o eixo principal do hidrociclone um ângulo de 60° com relação a

horizontal - figura 12.

2.1.2.2. CICLONE INCLINADO

Em agosto de 1988, depois de ter analisado resultados concretos obtidos na concentradora

vizinha de Carolina de Michilla, entrou em operação no circuito do Moinho nº 2, o primeiro

ciclone inclinado, formando um ângulo de somente 20° com relação a horizontal. As dimensões

de apex e vortex, devem ser ajustados, neste caso ao término das apreciações realizadas,

aumentou-se somente o diâmetro do apex, mantendo a dimensão do vortex finder, utilizando o

ciclone vertical.

Ao terminar o ano de 1988, o uso do ciclone inclinado havia se estendido aos 3 moinhos,

em razão dos benefícios que se obtém em ralação ao ciclone vertical, indica-se a seguir:

a) Diminui o curto circuito de material fino (-325 #) que se retém no underflow em

10%;

b) Diminui a fração de água que se retém no underflow em 5%;

c) Como conseqüência do item anterior, foi possível aumentar a capacidade de

moagem em aproximadamente 5%;

d) Detecta-se na operação do ciclone inclinado uma tendência ao amarramento do

underflow e presença errática de partículas grossas desclassificadas no overflow -

figura 13.

2.1.2.3. CICLONE FUNDO PLANO

Uma vez mais seguindo o desenvolvimento e inovações de outra concentradora, desta vez

a CODELCO CHILE - DIVISÃO CHUQUICAMATA, em abril de 1991, instalaram-se e

entraram em operação nas duas seções de moinhos Marcy, hidrociclones de configuração fundo

plano. Como o nome já diz, neste tipo de ciclone trocam-se os setores cônicos por corpos

cilíndricos, colocando-se no final uma peça denominada “fundo plano” ou “portapex”. Estes

hidrociclones foram montados neste caso, mantendo-se o ângulo original do desenho de 60° para

evitar maiores modificações estruturais.

O modelo de operação do ciclone de fundo plano pede um aproveitamento de um

movimento de conversão que se forma na zona inferior do ciclone, o qual oferece a

reclassificação de partículas finas mal classificadas, e que em seu movimento constante em

algum momento são arrastadas pelo fluxo interno - figuras 12 e 14.

2.1.3. INFORME Nº 1

2.1.3.1. OBJETIVOS

Este primeiro informe entrega os resultados metalúrgicos no circuito primário de

moagem/classificação Moinhos Marcy Nº 1 e 2, depois de haver operado durante todo o mês de

abril, com ciclone configuração fundo plano em posição vertical. Estes resultados se comparam

com a operação do ciclone inclinado.

2.1.3.2. ANTECEDENTES

De acordo com os antecedentes metalúrgicos da operação de hidrociclones de

configuração fundo plano, se observa que é possível um aumento na capacidade de tratamento

por efeito de uma diminuição no curto circuito de finos, associados a uma reclassificação das

partículas de cobre na zona inferior do ciclone.

2.1.3.3. CONCLUSÕES

Depois de haver analisado o comportamento do ciclone fundo plano durante um mês de

operação e realizado 2 amostras do circuito primário de moagem e classificação, é possível

concluir o seguinte: (comparação realizada em relação ao ciclone inclinado)

a) Aumenta a capacidade de tratamento em 2,91%;

b) Aumenta o benefício de mineral em 5,5 TMS/h;

c) Aumento da capacidade de moagem traz consigo um ingresso adicional de US$

100.000,00 mensais, por conceito do aumento da produção de cobre (68,1 ton/mês);

d) O aumento da capacidade é produto de uma diminuição do curto circuito de finos;

e) O diâmetro de corte se reduz em 100%;

f) A operação do ciclone fundo plano requer um consumo adicional de 0,1 ml de água

fresca, limpa/TMS;

g) As dimensões de apex e vortex mais adequadas são 100 e 135 mm, respectivamente;

h) Devido a redução dos diâmetros de apex e vortex, o desgaste destas peças é maior.

Pela geometria do ciclone de fundo plano, para o operador do moinho oferece segurança

na operação de ciclonagem, pois diminui a possibilidade de bloqueio de alto percentual sólido no

underflow, devido a formação de um leito fundo na zona inferior do ciclone.

Durante o mês, a recuperação de cobre insolúvel em circuito de flotação não foi afetada.

Para adaptar um ciclone convencional a um de fundo plano, é necessário trocar os dois

corpos cônicos por dois corpos cilíndricos.

2.1.3.4. RECOMENDAÇÕES

Devido aos claros benefícios aportados pelo ciclone de configuração fundo plano, ampliar

seu uso ao moinho nº 3.

Valorizar a recuperação de cobre insolúvel em laboratório em função do percentual sólido

alimentado no circuito Rougher (43 e 35% sólidos, respectivamente).

ANEXOS

“APLICAÇÃO PRÁTICA DE UMA

CICLONAGEM COM CÁLCULOS

MATEMÁTICOS INFORMATIZADOS,

UTILIZANDO-SE TODAS AS FÓRMULAS

DESENVOLVIDAS E APRESENTADAS

ANTERIORMENTE.”

CLIENTE:

S.A. MINERAÇÃO DA TRINDADE – SAMITRI

PROJETO:

SINTER FEED – MORRO AGUDO

CONCENTRAÇÃO – MELHORIA OPERACIONAL IC-I / IC-II

ENGENHARIA CONTRATADA:

HIDROTERM ENGENHARIA E CONSULTORIA S/C LTDA.

PROJETO E FORNECIMENTO DOS HIDROCILCONES:

AKAFLEX IND. E COM. LTDA.

ENGENHEIRO RESPONSÁVEL:

GILSON BATISTA MAIA

INFORMAÇÕES BÁSICAS DOS

PROJETOS


Rua Anhaia, 1212 / 1218 – Bom Retiro

CEP: 01130-000 – São Paulo – SP

Telefone: (0xx11) 223-7288 – Fax: (0xx11) 221-2712

CHome Page: http://www.akaflex.com.br

E-Mail: [email protected]

À

S.A. MINERAÇÃO DA TRINDADE – SAMITRI

Belo Horizonte – MG

Dados do Projeto: Projeto Sinter Feed – Morro Agudo

Concentração – Melhoria Operacional

IC-I / IC-II – Hidrociclones

Conforme solicitação de V.Sas., apresentamos proposta técnica/operacional para

fornecimento de hidrociclones conforme folha de dados HT – 38-RCE-02.

INFORMAÇÕES BÁSICAS DE COMPLEMENTO DO PROJETO

ITEM 01

a) Função: Desaguar underflow do classificador espiral;

b) Material: Sinter Feed – Minério de Ferro;

c) Alimentação: Nominal= 72 t/h; Projeto: 83 t/h.

ITEM 02

a) Função: Desaguar overflow do classificador espiral;

b) Material: Sinter Feed – Minério de Ferro;

c) Alimentação: Nominal: 108 t/h; Projeto: 124,2 t/h.

ITEM 03

a) Função: Desaguar rejeitos do Rougher e Cleaner;

b) Material: Rejeito de Minério de Ferro;

c) Alimentação: Nominal: 19,5 t/h; Projeto: 22,4 t/h.

ITEM 04







a) Função: Desaguar concentrador do Cleaner;

b) Material: Pellet Feed – Minério de Ferro;

c) Alimentação: Nominal: 87 t/h; Projeto: 100 t/h.







1. DESCRIÇÃO DA PROPOSTA TÉCNICA

1.1. HIDROCICLONES

O hidrociclones a serem fornecidos serão de poliuretano de alta resistência à

abrasão. Fabricados conforme Norma AKW, modulados, e suas partes interligadas

com flanges de aço carbono de acordo com Norma DIN.

2. DISTRIBUIDORES

2.1. Parte Metálica

Serão fornecidos em aço 1020 conforme especificações ERAL CHILE S.A.

2.2. Revestimento Interno

As partes interiores serão totalmente revestidas com poliuretano “Sray” e

“Cast” de acordo com as especificações AKAFLEX. Espessura média do

revestimento de 3,0 mm.

2.3. Pintura Externa

Será executada a pintura externa de acordo com a Norma SAMITRI e

necessidades do equipamento.

3. DADOS TÉCNICOS

Todos os dados técnicos em anexo foram elaborados pela AKAFLEX – ERAL

CHILE com a assessoria da ERAL EQUIPOS Y PROCESOS S.A.

Considerações Técnicas

As especificações dos hidrociclones foram cuidadosamente estudadas com o

objetivo de escolher um modelo, com uma gama de variáveis bem amplas, a fim de que







as peças, fossem perfeitamente intercambiáveis entre si, nas quatro instalações, com

modificações somente nas áreas de Alimentação, Vortex e Apex. Reduzindo, portanto, a

quantidade de peças de alta produção em nossa empresa, o prazo de entrega é reduzido.

PROJETO AKAFLEX PARA

CICLONAGEM, CÁLCULOS E

ESPECIFICAÇÕES

MODELO DE HIDROCICLONE

A SER UTILIZADO

CURVA DE DESEMPENHO

DO HIDROCICLONE

CÁLCULOS, ESPECIFICAÇÕES

E BALANÇOS DE MASSA

DO PROJETO

BIBLIOGRAFIA

D. F. Kelsall, Solid-Liquid Separation,

HMSO,London, 1966.

L. Svarovski, Hydrocyclones, 1972.

H. Trawinski, Mathematical Formulation of the Tromp

Curve, 1976.

L. Svarovski, The Efficiency of Separation Processes,

1979.

A. P. Chaves & Colaboradores, Teoria e Prática do

Tratamento de Minérios, 1990.

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