Peneiras - Operações Unitarias

Operações Unitárias Experimental I\nPENEIRAMENTO Tamisaçâo - Separação sólido - sólido\nA tamisaçâo (peneiramento) trata da separação de uma mistura de materiais sólidos. A separação é feita em duas ou mais porções, cada uma delas de um ou mais tamanhos diferentes em relação à mistura original. É uma operação que ocorre por separação através de uma superfície perturbada.\nObjetivo do peneiramento:\nSeparar o material alimentado na peneira em finos e grossos. Quanto ao numero de peneiras:\nUma Peneira: separa apenas duas frações que são ditas extremas das medidas de cada fração classificada, a da maior partícula da fração fina a menor da fração grossa);\nVárias Peneiras: com mais peneiras, será possível obter frações classificadas, cada uma das quais satisfazendo as especificações de tamanho máximo e mínimo das partículas. Quando as frações são classificadas a operação passa a se chamar Classificação Granulométrica.\nGranulometria - termo usado para caracterizar o tamanho de um material (partículas).\nClassificação granulométrica - classificação das partículas de acordo com seus diâmetros (tamanho).\nAnálise granulométrica - sequência de procedimentos de ensaio normalizado que visam determinar a distribuição granulométrica de determinada amostra. A operação de peneiramento pode ser efetuada com o material em dois estados distintos:\nA seco: material que contém no máximo 5% de umidade;\nA úmido: material que contém uma umidade superior a 5% ou processo onde a água é adicionada para elevar o rendimento. Tamisação - Peneiramento (Laboratorial)\nAs peneiras são padronizadas para encaixarem umas nas outras, formando uma coluna de peneiração. Na base encaixa-se uma peneira \"cega\", destinada a receber as partículas menores que atravessaram toda a coluna sem serem retidos em nenhuma das peneiras. Tamisação – Peneiramento (Laboratorial)\nA tamisação faz-se por meio de tamises, agitados manual ou mecanicamente (15 a 20 minutos), sem compressão.\nAs partículas retidas em cada peneira são removidas e pesadas. Massa das partículas retidas em cada peneira são convertidas em frações máximas da amostra total.\nAs peneira são padronizadas, existindo as séries:\nB.S. – British Standard\nI.M.M. – Institute of Mining and Metaflastury (USA)\nSérie Tyler – (Americana).\n Os diâmetros de abertura da malha e dos fios são tabelados e encontram nos livros de Operações Unitárias\nAPPENDIX\nTyler Standard Screen Scale\n Tamises\nA análise granulométrica é realizada com peneiras padronizadas quanto à abertura das malhas e à espessura dos fios de que são feitas.\nAs aberturas das peneiras são quadradas e cada uma é identificada em meshlin.\nMESH – número de abertura definida que se pode afastar dentro dos limites dmax e dmin definidos;\nO fio tem um diâmetro definido entre as aberturas, da maior entre as aberturas, N° do tamis = n° de mesh; N° do tamis indica abertura em micrômetros.\n Peneiramento\nObtenção das curvas de frequência, cumulativa e o histograma para a distribuição de tamanho de partículas. Peneiramento\nA Distribuição Cumulativa é representada por 2 curvas:\n\nA - Fração Acumulada de Tamanho Maior (D0), é a fração acumulada retida nessa peneira ou filtro, ou seja,\n\\[ \\phi = \\sum_{i=1}^{n} \\Delta D_{i} + \\sum_{j=1}^{n} \\Delta D_{j} \\]\n\nB - Fração Acumulada de Tamanho Menor (D0), com a fração acumulada que passa pela peneira D0 ou seja,\n\\[ \\phi = 1 - \\sum_{i=1}^{n} \\Delta D_{i} \\]\n\n\\[ \\phi' = \\text{fração da massa total da amostra que é formada por partículas mais finas que D0.} \\] Série Tyler\nA série Tyler é a mais comumente utilizada no Brasil. É constituída de quatro peneiras e é feita com fios de aço polido (200 mesh), feita com fios de 0,074 mm de espessura, com uma abertura de 0,053 mm de largura.\n\nDiâmetro do fio (mm)\n\nMalha | Abertura live (mm)\n4 | 6.899\n\nDá uma ideia da malha e da amostra que também é multiplicada por raiz quadrada de dois. Frações retidas nas peneiras\nAs quantidades retidas nas peneiras e na panela são determinadas por pesagem e as diversas frações retidas podem ser calculadas dividindo-se as diversas massas retidas pela massa total da amostra.\n\nFração retida na peneira\n\ni\nx_i = \\frac{m_i}{M}\n\n Esta fração poderá ser caracterizada de dois modos:\n1) Como a fração que passou pela peneira i=1 e ficou retida na peneira; se estas foram as peneiras 14 e 20, respectivamente, será a fração 14/20 ou 14+14+20.\n\n2) Como a fração representada pelas partículas de diâmetro igual à média aritmética das aberturas das malhas das peneiras e (Di):\n\n\nIntervalo de diâmetro (Tyler)\n\n - 14 - 20 - 20 - 28 - 28 - 35 - 35 - 45 - 45 - 65 - 65\n\n\nDiâmetro do fio\nD_i = 1,000 mm\nMalha\tAbertura livre (mm)\n14\t0.635\t0.437\n20\t1.168\t0.833\n\nD_i = \\frac{0.833 + 1.168}{2} = 1,\n Equipamentos Industriais\nTipos de equipamentos\nOs equipamentos utilizados no peneiramento podem ser divididos em três tipos.\n1) Gre lhas - constituídas por barras metálicas dispostas paralelamente, mantendo um espaçamento regular entre si.\n2) Crivos - formados por chapas metálicas planas ou curvas, perfuradas por um sistema de várias formas e dimensões.\n3) Telas - constituídas por fios metálicos trançados geralmente em duas direções ortogonais, de \"aberturas\" de dimensões quadradas ou retangulares. Classificação de acordo com o movimento Esses equipamentos podem ser classificados de acordo com o seu movimento, em duas categorias: a) Fixas - a única força atuante é a força de gravidade e por isso esses equipamentos possuem superfícies inclinadas. Como exemplo temos grelhas fixas DSM. \nGrelhas fixas - estas consistem de um conjunto de barras paralelas espaçadas por um valor pré-determinado, inclinada na direção do fluxo de material, geralmente 45°, gerando eficiência, que facilita a estratificação, que facilita a separação. Peneiras Fixas: as peneiras DSM (Dutch State Mines) são utilizadas para desagregamento e separação precisa de suspensões e para uma separação de partículas finas. Compreende uma base que forma um ângulo de inclinação e alimenta-se pela bombagem na extensão da peneira, sendo distribuída ao longo de toda a extensão da peneira. b) Móveis - grelhas rotativas, peneiras rotativas e peneiras vibratórias. \nGrelhas vibratórias - são semelhantes às grelhas fixas, mas sua superfície está sujeita a vibração. São utilizadas antes da britagem. Peneiras rotativas (trommel) - estas peneiras possuem a superfície de peneiramento cilíndrica ou ligeiramente cônica, que gira em torno do eixo longitudinal, que possui uma inclinação que varia entre 4° e 10°, dependendo do tipo de material nele utilizado. Podem ser operadas a seco ou úmido. As principais vantagens dos trommels são sua simplicidade de construção, seu baixo custo de aquisição e durabilidade. Peneiras tubulares - o movimento vibratório é caracterizado por impulsos rápidos de pequena amplitude (1,5 a 25 mm) e de alta frequência (600 a 3.600 movimentos por minuto). As peneiras vibratórias podem ser divididas em duas categorias: as vibratórias horizontais; e as vibratórias inclinadas (peneiras vibratórias inclinadas). Crivos: formados por chapas metálicas planas ou curvas, perfuradas por um sistema de furos de várias formas e dimensões. Cálculo de Eficiência de Penetração\nA eficiência de peneiramento é a qualidade de separação que a peneira nos fornece. Esta eficiência pode ser expressa em termos de:\n\na) Eficiência de remoção dos passantes (o produto considerado é o material retido na tela. Neste caso, a intenção é recuperar o máximo do material retido.\nb) Eficiência de recuperação dos passantes (o material que passa por a tela. Neste caso, é o material passante na tela. Neste caso, deseja-se recuperar o máximo possível do material existente na alimentação. c) Eficiência de peneira (processo)\nOs produtos considerados são obtidos no peneiramento. O cálculo é realizado segundo a fórmula:\nE = \\( \\frac{P \\times X_{D,P}}{F \\times (1 - X_{D,F})} \\)\nSimbolia:\nP = Massa do produto obtido no peneiramento.\nF = Massa da alimentação.\nX_{D,P} = Fração desejada do produto.\nX_{D,F} = Fração desejada na alimentação. Exemplo: Uma peneira é alimentada com 500 kg de cevada moída que apresenta 30% da fração desejada (partículas menores que a abertura da peneira em análise). Após o processo de peneiramento, o produto apresenta uma massa de 170 kg com uma quantidade de partículas desejadas de 140 kg. Calcular a eficiência da peneira.\n\nE = P (X_p - X_DF) / F (X_p - X_DF)\n\nx_p = 70% \nm = 140 kg \nX_DF = 0.3 \n\n0.82 = 170 kg x 100% / 500 kg\nE = 170 x 0.82 / 500 x (1 - 0.3) = 0.847\n\nCálculo de x_Dp Exercício (0,5 na nota da prova) – Entregar 27/03\n\nConsidere a seguinte análise de peneiramento efetuada para partículas de cristal de sal moído.\n\nMassa Retida\n\n12.6 38.7 50.0 63.7 32.5 17.4 1.2 3.7 2.6 1.8 \n0.12 0.08 0.14 0.20 0.28 0.38 0.48 0.65 0.75 0.80 1.00 \n-048 + 10 + 14 + 20 + 28 + 38 + 48 + 65 + 100 -150 + 200\nObter o histograma, as curvas diferencial e cumulativas e calcular o Diâmetro Médio de Sauter.