RELATÓRIO 6 – CLASSIFICAÇÃO DE UM HIDROCICLONE

RELATÓRIO 6 –  CLASSIFICAÇÃO DE UM HIDROCICLONE

RESUMO

O objetivo deste laboratório é avaliar o funcionamento de um hidrociclone na classificação de partículas. Será analizada sua eficiência levando em consideração fatores importantes como o tamanho de corte, a precisão de separação e o curto circuito do underflow. Para isso será feito o processo experimental, que consiste em, inicialmente preparar uma polpa com aproximadamente 15% de sólidos em massa (feita pela equipe LTM), que será a alimentação do hidrociclone, depois retirar duas amostras, uma de underflow e outra de overflow. Posteriormente, deve-se realizar a filtragem e peneiramento a seco a fim de poder analisar a eficiência do hidrociclone. Assim, com a análise granulométrica dos produtos, balanço de massa e balanço de água pode ser feita a avaliação da eficiência do hidrociclone.

Espaço para conclusão.

INTRODUÇÃO

O hidrociclone é um dos mais importantes processos na mineração industrial no que diz respeito a classificação, e tem sua maior aplicação em circuitos fechados de classificação, onde utilizam a força centrífuga para separação das partículas. O desempenho de um ciclone é influenciado pelas variáveis operacionais, por suas dimensões e pelas propriedades físicas dos sólidos e da polpa alimentada.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Hidrociclones

Um hidrociclone consiste em uma câmara cônica, com uma abertura inferior chamada underflow  e uma seção cilíndrica, que é a entrada tangencial e na parte superior um cilindro chamado overflow. A polpa é injetada sob pressão no aparelho, através de um duto situado na parte superior da câmara cilíndrica e, como resultado de sua entrada tangencial, é criado no seu interior um redomoinho. Assim as partículas mais grossas e densas são arremessadas na parede e escorregam até sair pelo underflow.  As partículas mais finas, menos densas vão para o centro do cilindro e saem pela parte superior juntamente com grande parte de água. Assim as partículas grossas saem pelo “underflow” e as partículas finas pelo “overflow”.

Modelos matemáticos de classificadores granulométricos, em especial, hidrociclones, são muito utilizados na prática industrial. Abaixo uma ilustração de um hidrociclone.

[pic 1]

Tais modelos baseiam-se, via de regra,  na descrição da curva de partição de sólidos, expurgada do by pass  (perpasso ou curto circuito), isto é, após a subtração do material particulado erroneamente direcionado aos dois fluxos de produtos. Isso por que pode haver o arraste, tanto de finos pela parcela de líquido que se reporta ao underflow, quanto de grossos para o overflow (fluxo de finos ou “lamas”). Como seria de se esperar, o by pass de grossos para o overflow, é menor que aquele de finos para o underflow, e de modo geral, é considerado desprezível. (2)

Principais aplicações dos hidrociclones (3) (Trawinski):

Espessamento – elimina a maior parte da água de uma polpa;

Deslamagem – elimina as partículas mais finas. Isto é normalmente necessário para os processos de separação magnética a úmido, filtração, etc.

Classificação – frequentemente usado no fechamneto do circuito de moagem onde o underflow volta ao moinho;

Classificação seletiva – por meio de uma classificação de ciclones em série, é possível obter-se um conjunto de produtos com granulometria definida;

Pré-concentração -  utilizado em ciclones de fundo chato, pode-se realizar concentração por gravidade onde os minerais mais densos sã descartados pelo underflow.

As principais vantagens apresentadas pelos ciclones são (Beraldo) (4) :

Capacidade elevada em relação ao seu volume e à área ocupada;

Controle operacional relativamente simples;

Custo de investimento pequeno;

Devido ao seu baixo preço e espaço ocupado, é possível manter unidades de reserva.

As principais desvantagens são(Beraldo) (4) :

Não possibilitam realizar ajustes para minimizar os efeitos causados pelas oscilações na alimentação;

Para se ter um controle efetivo no processo, geralmente são necessárias instalações sofisticadas;

Se o minério for abrasivo, o custo de manutenção das bombas e dos ciclones poderá ser relativamente elevado.

Eficiência do ciclone

O método mais comum para representar a eficiência de um ciclone é a curva de partição, que relaciona a fração ou percentagem de material da alimentação que sai no underflow  com o tamanho das partículas.  Assim analisando a curva de partição, podemos determinar o ponto d50, ou seja, o ponto onde as  partículas desse tamanho tem igual chance de ir para o undeflow ou overflow. (Svarovsky, 1984).  Desta mesma forma, podemos achar também o d75, o d25 e calcular a imperfeição.

I = (d75 – d25) / 2d50

Diversos modelos matemáticos incluem  o termo d50 corrigido, que vem da curva de partição corrigida.

Fatores que afetam a performace do ciclone:

Os efeitos da escolha operacional e dos parâmetros dos ciclones são muito complexos já que todos parâmetros estão interrelacionados. É quase sempre impossível selecionar um ciclone que de uma separação precisa, geralmente é necessário ajustar diâmetro do ciclone, diâmetro do vortex finder, área da abertura de entrada, altura da seção cilíndrica e diâmetro do ápex, pressão e diluição. Cada um desses quesitos irão influenciar na capacidade do ciclone e diâmetro de corte.