Mineração (filtração)

FILTRAÇÃO

A filtração é uma importante fase do processo industrial em praticamente todos os campos de produção de materiais. É definida como a operação de separação de sólidos contidos numa polpa onde a fase líquida, denominado filtração, é forçada a passar por um meio poroso, também chamado meio filtrante, enquanto que a fase sólida, chamada torta de filtração, forma uma camada sobre o meio poroso.

Se o liquido passar pelo meio filtrante, apenas pelo efeito de pressão hidrostática a operação é denominada de filtração por gravidade. Se uma pressão diferente da atmosfera for empregada para esse fim, ela receberá o nome de filtração sob pressão.

Na indústria mineral verifica-se a larga utilização de filtração de sólidos tanto para a recuperação de sólidos quanto para a obtenção de líquidos, ou ambos os casos, em função do valor econômico desses materiais. A filtração pode ser procedida continua ou intermitente.

Influenciadores na filtração

Uma serie de fatores influenciam o desempenho da operação de filtração.

A viscosidade da polpa: Inversamente proporcional á razão de filtração. A alta viscosidade de determinada fase liquida pode ser reduzida por adição de solventes de baixa viscosidade melhorando a velocidade da filtração. No caso do filtrador ser o produto de interesse, só se utiliza a diluição com solventes quando o custo de remoção do mesmo não torne inviável economicamente a operação da filtração.

O efeito do tamanho da partícula é significativo sobre as resistências da torta e do tecido do filtro. É importante o controle do tamanho de partículas na polpa de alimentação do filtro, uma vez que a redução das partículas acarreta em menores velocidades de filtração e maior retenção de umidade na torta. Por outro lado em alguns casos, leva a maior eficiência da lavagem. A redução dos tamanhos das partículas as vezes pode ser provocada pela ação violenta da bomba ou agitação, o que devera ser evitado. Em alguns casos, onde a presença de partículas finas prejudica sensivelmente a velocidade de filtração, é utilizada – pré condicionamento da suspensão, por tratamento químico, provocando a flutuação de partículas finas e formação de aglomerados, facilitando a filtração.

A espessura da torta é um fator importante no dimensionamento de um filtro e dela depende o ciclo da operação.

Meios filtrantes

Para garantir uma operação de filtração em nível satisfatório é muito importante a escolha do meio filtrante. A escolha do meio filtrante adequado deve contemplar sua capacidade de contenção de sólidos, a serem separados do liquido durante um período aceitável e sua compatibilidade com o meio no qual ira trabalhar.

• Na seleção do meio filtrante as seguintes características devem ser analisadas

• Reduzir o máximo a passagem de sólidos através do poros no inicio da filtração

• Apresentar a mínima resistência na passagem do liquido

• Compatibilidade química com o meio

• Resistência mecânica para suportar a pressão da operação

• Desgaste mecânico mínimo

• Facilidade de descarga da torta

• Baixo custo

Os meios filtrantes podem ser fabricados em algodão, polímeros sintéticos, vidro, amianto, celulose, metal e outros materiais que formem fibras.

O algodão continua a ser o material mais utilizado em virtude do seu baixo custo, da variedade de tipos de tecidos encontrada comercialmente e sua versatilidade. O grupo dos tecidos de polímeros sintéticos vem superando o algodão como meio filtrante devido a sua maior resistência a produtos químicos e a alta temperatura.

FILTROS DE PRESSÃO

Denominam-se filtros de pressão aqueles que operam sob pressão maior que a pressão da atmosfera. A pressão de operação imposta por uma bomba de êmbolo, diafragma, parafusos, centrífuga ou ainda por corrente proveniente de um reator pressurizado.

Vantagens de filtros de pressão são:

• O emprego de altas pressões permite aumentar a velocidade de filtração e viabilizar separações sólidos/líquidos consideradas difíceis que seriam proibitivas por outra maneira, devido ao longo ciclo de operação.

• Ate alguns anos atrás os filtros de pressão eram quase integralmente de operação intermitente, ou em batelada. Atualmente existem os filtros de pressão de operação contínua, porem as dificuldades de operação continuas sob pressão, principalmente a descarga da torta e o elevado custo do equipamento limitam consideravelmente o seu uso em processos industriais. Por outro lado, nos últimos anos o nível de automação dos filtros de pressão em bateladas tem tornado sua operação mais rápida, eficiente e segura. Devido a estes fatores tem crescido a preferência por esses tipos de filtros.

• São equipamentos que apresentam grande área de filtração por unidade de area física ocupada

• Os filtros de pressão em batelada possuem maior flexibilidade que os outros filtros, por um custo relativamente baixo

Desvantagens são:

• Os filtros de pressão contínuos são muitos caros e possuem pouca flexibilidade

• Os filtros de pressão em batelada dificilmente