RELATÓRIO DO EXPERIMENTO DE SEDIMENTAÇÃO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS

LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS

PROFESSORA: CILENE

GEOVANKA MARCELLE AGUIAR LEÃO

RELATÓRIO DO EXPERIMENTO DE SEDIMENTAÇÃO

PALMAS 17 DE DEZEMBRO DE 2018

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO        3

OBJETIVOS        5

MATERIAL E MÉTODOS        5

RESULTADOS E DISCUSSÃO        6

CONCLUSÃO        9

REFERÊNCIAS        10

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INTRODUÇÃO

A decantação, ou sedimentação, é caracterizada pelo movimento de sólido em meio fluido devido à ação da gravidade. A sedimentação é classificada por duas maneiras: clarificação e espessamento. No primeiro, o produto principal é o líquido com a quantidade mínima possível de sólidos e se caracteriza por lama de baixa concentração. No segundo, o produto principal são os sólidos e se caracteriza por lama com alta concentração. Muitas vezes as duas fases são de interesse na separação (AZEVEDO, 2009; GOMIDE, 1980).

As leis que regem a decantação dependem da concentração de sólidos no fluido em que estes se movem. A velocidade de decantação através de determinado meio é resultado da combinação de certos fatores, tais como: viscosidade do meio, densidades do sólido e do líquido, diâmetro e forma das partículas, assim como a vazão de suspensão. Devido ao baixo custo, a sedimentação é uma operação unitária amplamente usada em diversas aplicações industriais. Esta operação pode ter um papel essencial em um processo, quando o produto desejado é o clarificado ou espessado, ou pode ter um papel secundário, como, por exemplo, no caso de tratamento de resíduos (GOMIDE, 1980).

De acordo com Foust (1980), a separação de uma suspensão diluída pela sedimentação gravitacional, até se ter um fluido límpido e uma lama com maior teor de sólidos, é denominada a sedimentação. O mecanismo da sedimentação pode ser descrito, da melhor forma, através da observação dos efeitos que ocorrem num ensaio de sedimentação dos sólidos numa suspensão colocada numa proveta. (Figura abaixo).

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Fonte: Foust 1980.

O carbonato de cálcio tornou-se o mineral mais utilizado como elemento de carga nas rotas processuais para as indústrias de papel e de plásticos. Pode ser utilizado tanto na forma natural (GCC – Ground Calcium Carbonate) quanto na forma precipitada (PCC – Precipitated Calcium Carbonate. O carbonato de cálcio é um sal inorgânico, sólido branco, cuja fórmula molecular é 𝐶𝑎𝐶𝑂3 (𝑆). Esse sal é muito comum na natureza, sendo encontrado em diversos lugares, tais como nas conchas, nos recifes de corais, nas cascas de ovos, nas carapaças de seres marinhos, no calcário e no mármore (WEN et al., 2003).

Quando em solução aquosa sofre uma hidrólise salina, produz uma base forte.

𝐶𝑎𝐶𝑂3 + 𝐻2𝑂 → 𝐶𝑂2 + 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2

O processo de sedimentação é uma das etapas do tratamento de efluentes líquidos industriais, cujo foco principal é a utilização da força da gravidade para separar partículas de densidade maior que a da água, depositando-as em uma superfície ou zona de armazenamento (ESTANISLAU et al., 2012).

OBJETIVOS

        Calcular a velocidade de sedimentação da partícula (carbonato de cálcio).

MATERIAL E MÉTODOS

• Proveta;
• Balança analítica;
• Becker;
• Água;
• Carbonato de Cálcio (CaCO3);
• Escala milimétrica;
• Cronometro;

Foram pesados 40 gramas de carbonato de cálcio em balança analítica, para diluição em 1000 ml de água. Colocou-se o carbonato de cálcio na proveta e adicionou-se água até 1 L, onde foi homogeneizado a solução.

Após a homogeneização foi medida a distância em cm em relação ao tempo de sedimentação nos tempos 15, 30 e 60 mim. A cada 30 segundos, até atingir 15 minutos. 1 minuto, até atingir 30 minutos. 5 minutos, até atingir 1 hora, e conferir a altura com 24 horas.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A partir dos dados experimentais pode-se construir uma tabela (tabela 1) sobre o decréscimo da altura em função do tempo, gerando uma curva de sedimentação que é a variação de altura em função do tempo. Também foi gerado o gráfico da velocidade em função da concentração a partir da Equação 1:

           (1)[pic 3]

Em que:

Co – Concentração Inicial;

Zo – Altura Inicial;

Ci – Concentração em determinado intervalo;

Zi – Altura em determinação intervalo.

Veja tabela 1:

Tabela 1: Dados experimentais, tempo, altura e concentração.

Tempo (s)	Altura (cm)	Concentração (g/L)
30	34,00	40,00
60	33,50	40,59
90	32,50	41,85
120	31,90	42,63
150	31,00	43,87
180	30,50	44,59
210	29,50	46,10
240	28,70	47,39
270	28,00	48,57
300	27,20	50,00
330	26,25	51,80
360	25,40	53,54
390	24,70	55,06
420	23,60	57,63
450	23,00	59,13
480	22,30	60,99
510	21,50	63,25
540	20,90	65,07
570	20,00	68,00
600	19,25	70,65
630	18,20	74,72
660	17,50	77,71
690	16,75	81,19
720	16,00	85,00
750	15,50	87,74
780	14,80	91,89
810	14,00	97,14
840	13,20	103,03
870	12,25	111,02
900	11,00	123,63
960	10,00	136,00
1020	9,20	147,82
1080	8,50	160,00
1140	8,00	170,00
1200	7,75	175,48
1260	7,50	181,33
1320	7,25	187,58
1380	7,00	194,28
1440	7,00	194,28
1500	6,75	201,48
1560	6,75	201,48
1620	6,50	209,23
1680	6,50	209,23
1740	6,30	215,87
1800	6,30	215,87
2100	4,75	286,31
2400	3,75	362,66

(s) segundos. (cm) centímetros. (g/L) gramas por litro. Fonte: autor (2018)