A Fabricação de Cimento

1-Introducão

1.1-Fabricacão do Cimento

As matérias-primas necessárias para a produção de cimento (carbonato de cálcio, sílica, alumínio e minério de ferro) são geralmente extraídas de rocha calcária ou argila. Essas matérias-primas são extraídas das minas por meio de detonações. Em seguida, são trituradas e transportadas para a fábrica onde são armazenadas e homogeneizadas. A moagem das matérias-primas produz um pó fino conhecido como cru que é pré-aquecido e em seguida introduzido em um forno rotativo. O material é aquecido a uma temperatura de 1.500º C (por uma chama de 2.000º C), antes de ser subitamente resfriado por rajadas de ar. Assim é produzido o clínquer, o material básico necessário para a produção de todos os tipos de cimento. Uma pequena quantidade de gesso (3 a 5%) é adicionada ao clínquer para regular como o cimento endurecerá (tempo de pega). A mistura é então finamente moída para se obter o "cimento puro". Durante esta fase, diferentes materiais minerais, chamados de "adições", podem ser adicionados além do gesso. Usadas em variadas proporções, essas adições, que podem ser recursos naturais ou subprodutos industriais, dão ao cimento propriedades específicas como redução de impermeabilidade, resistência a sulfatos e ambientes agressivos, melhor desempenho e acabamento.   Finalmente, o processo produtivo do cimento termina e o produto final é armazenado em silos, antes de ser enviado a granel ou em sacos para os pontos de venda.

1.2-Fluidização

A fluidização ocorre quando um fluxo de fluido (gás ou  liquido) ascendente através de um leito de partículas adquire velocidade suficiente para suportar as adquire velocidade suficiente para suportar as partículas, porém sem arrastá-las junto com o fluido. Ela é aplicada em, secagem, mistura,  aglomeração de pós,  aquecimento e resfriamento de sólidos, congelamento. A eficiência na utilização de um leito fluidizado depende em primeiro lugar do conhecimento da velocidade mínima de fluidização. Abaixo desta velocidade o leito não fluidiza; e muito acima dela, os sólidos são carregados para fora do leito.

1.3-Filtro prensa

A filtração é uma das aplicações mais comuns do escoamento de fluidos através de leitos compactos. Consiste em separar as partículas sólidas de uma suspensão líquida, pela passagem através de um meio poroso. Quando se força à suspensão através do meio filtrante, o sólido da suspensão fica retido sobre o meio filtrante, formando um depósito que se denomina torta e cuja espessura vai aumentando no de curso da operação. O líquido que passa através do meio filtrante é o filtrado.

1.4-Ciclone

O ciclone separador é um equipamento amplamente utilizado para remover partículas finas em suspensão num fluido, como por exemplo, separar poeira ou névoa de um gás, e é aplicado para remover tanto sólidos como líquidos de gases. 

2- Resolução do Exercício

Questão

Um grande investidor vai montar uma fabrica de cimento Portland e descobrir uma mina em um local muito distante, portanto será necessário transportar o minério da mina ate a indústria. Para o transporte será construído um mineroduto com 1,1m de diâmetro. Além disso, na fabrica, durante o processo de produção do clinquer, prevê-se que haverá o arraste, na forma de material particulado, de parte do produto que sai do alto forno. Esse MP sairá a 80ºC, e é cerca de 5% em massa da corrente de gases.

• Estime a velocidade para iniciar o transporte do minério através do mineroduto; (Fluidização)
• Estimatize e sugira OP’s e equipamento para tratar a corrente carregada de MP. (Filtração, Ciclones)

Resposta:

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D = 1,1 m

 = 30 + 91 = 121 x 10-4[pic 7]

T = 80 °C

 = ?[pic 8]

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Cimento = Calcário + Argila

Cimento = Carbonato de cálcio (CaCO3) + Argila (Silica SiO2, Alumina Al2O3, Óxido de ferro III F2O3)

Onde é: CaCO3 = 64% → 0,64 → 2700 Kg/m³

SiO2 = 23% → 0,23 → 2650 Kg/m³

Al2O3 = 8% → 0,08 → 3500 Kg/m³

FeO3 = 5% → 0,05 → 1000 Kg/m³

mps = 0,64 x 2700 + 0,23 x 2650 + 0,08 x 3500 + 0,05 x 1000

mps = 1728 + 609,50 + 280 + 50

mps = 2667,50 Kg/m³

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2.2-Esquematizar equipamentos para tratar correntes carregadas

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2.3-Ciclone

O ar carregado de partículas entra tangencialmente no corpo do ciclone pela parte superior e, devido ao seu formato cilíndrico, é forçado a descender em forma de espiral. Devido à inércia,as partículas tendem a se deslocar tangencialmente, colidindo com a parede do ciclone, e então caem através da superfície até a base, onde são coletadas.

A eficiência dos ciclones é afetada por fatores dimensionais característicos do gás,propriedades do pó.