FRAGMENTA - PowerPoint PPT Presentation

1 / 72
About This Presentation
Title:

FRAGMENTA

Description:

... n3 4- Klimpel and Austin F(d)= 1 - [1- (d/d*)]n 3- Gaudin-Meloy F(d) = 1-exp[-(d/d*)n)] 2- Rosin-Rammler F(d) = 1-exp[-(d/k1)-(d/k2)2-(d/k3)3] ... – PowerPoint PPT presentation

Number of Views:37
Avg rating:3.0/5.0
Slides: 73
Provided by: rga120
Category:

less

Transcript and Presenter's Notes

Title: FRAGMENTA


1
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS -
UFMGEMN120 TRATAMENTO DE MINÉRIOS
FRAGMENTAÇÃO
Profa. Sônia Denise Ferreira Rocha2010
2
FRAGMENTAÇÃO
3
FRAGMENTAÇÃO
  • Fases distintas e interdependentes do Tratamento
    de Minérios

4
FRAGMENTAÇÃO
  • Fases distintas e interdependentes do Tratamento
    de Minérios
  • Fase 1 Preparação, inclui a fragmentação
    (britagem e moagem) e o controle de tamanho
    (peneiramento e classificação)

5
FRAGMENTAÇÃO
  • Fases distintas e interdependentes do Tratamento
    de Minérios
  • Fase 1 Preparação, inclui a fragmentação
    (britagem e moagem) e o controle de tamanho
    (peneiramento e classificação)
  • Fase 2 Concentração, inclui tanto os métodos
    físicos de separação (densitários, magnéticos e
    elétricos) como os métodos físico - químicos
    (flotação e floculação seletiva)

6
FRAGMENTAÇÃO
  • Fases distintas e interdependentes do Tratamento
    de Minérios
  • Fase 1 Preparação, inclui a fragmentação
    (britagem e moagem) e o controle de tamanho
    (peneiramento e classificação)
  • Fase 2 Concentração, inclui tanto os métodos
    físicos de separação (densitários, magnéticos e
    elétricos) como os métodos físico - químicos
    (flotação e floculação seletiva)
  • Fase 3 Acabamento, inclui as técnicas de
    separação sólido - líquido (espessamento,
    filtragem e secagem).

7
FRAGMENTAÇÃO
  • A fragmentação ou cominuição abrange o conjunto
    de
  • operações responsáveis pela redução do
    tamanho das
  • partículas minerais ? OBJETIVOS
  • Obtenção de uma parte ou de todo o minério dentro
    das especificações granulométricas para seu uso
    posterior
  • Obtenção de grau de liberação necessário para se
    efetuar uma operação de concentração
  • Aumentar a área superficial específica dos
    minerais de um minério expondo-os mais facilmente
    ao ataque por reagentes químicos.

8
FRAGMENTAÇÃO
  • Objetivos podem ser atingidos simultâneamente,
    isto é, liberar para concentrar e obter um
    produto dentro de especificações granulométricas
    de mercado
  • Operação realizada com rigoroso controle por ser
    uma operação normalmente cara. A fragmentação
    excessiva deve ser evitada.

9
FRAGMENTAÇÃO
  • Operações de concentração são mais eficientes se
    recebem o material dentro de determinadas
    faixas granulométricas específicas para cada
    método ou equipamento. Por este motivo estão
    sempre associadas à fragmentação operações de
    separação por tamanho
  • para evitar a entrada de partículas abaixo do
    tamanho desejado no interior das máquinas de
    fragmentação
  • para encaminhar partículas de determinado tamanho
    para equipamentos que possam fazer sua
    fragmentação com maior eficiência
  • fragmentação é realizada, via de regra, em
    circuito fechado com equipamentos de separação
    por tamanho para a obtenção de um produto com
    granulometria uniforme e para obtenção da maior
    capacidade de produção.

10
FRAGMENTAÇÃO
11
FRAGMENTAÇÃO
  • Mecanismos de Fragmentação
  • Impacto é o mais eficiente em termos de
    utilização da energia. Ocorre quando as forças de
    fragmentação são aplicadas de forma rápida e em
    intensidade muito superior à resistência das
    partículas. Faz uso, em geral, da energia
    cinética de corpos em movimentos cadentes.

12
FRAGMENTAÇÃO
  • Mecanismos de Fragmentação
  • Compressão é a mais comum, desde blocos da ordem
    de metros até partículas micrométricas. Ocorre
    quando forças de compressão são aplicadas de
    maneira lenta e progressiva, permitindo-se que,
    com o aparecimento da fratura, o esforço seja
    aliviado. Em geral, as forças de compressão
    aplicadas são pouco superiores à resistência dos
    blocos rochosos ou partículas. Gera um número
    reduzido de fragmentos homogêneos de tamanho
    intermediário.

13
FRAGMENTAÇÃO
  • Mecanismos de Fragmentação
  • Cisalhamento leva a um consumo alto de energia e
    a uma produção alta de superfinos. As forças
    aplicadas são insuficientes para provocar
    fraturas ao longo de toda a partícula. Prevalece
    uma concentração de esforços na área periférica
    que leva ao aparecimento de pequenas fraturas.
    Partículas muito pequenas convivem com partículas
    de tamanho próximo ao original.

14
FRAGMENTAÇÃO
15
FRAGMENTAÇÃO
16
FRAGMENTAÇÃO
  • Mecanismos de Fragmentação
  • Choque ou impacto britadores de impacto e nas
    áreas de impacto dos corpos moedores cadentes no
    interior dos moinhos revolventes.
  • Compressão ou esmagamento britadores de
    mandíbulas, britadores giratórios e cônicos. Nos
    moinhos revolventes ele está associado à
    compressão das partículas entre corpos moedores
    ou à compressão entre as partículas.
  • Abrasão por Cisalhamento partículas maiores são
    aprisionadas entre superfícies dotadas de
    movimento. Na maioria das vezes, o movimento
    entre as superfícies é contrário ao das próprias
    partículas. É observado freqüentemente nos
    produtos de moagem autógena.

17
FRAGMENTAÇÃO - ESTAGIAMENTO
aresta a
Área 6a2
Volume a3
ASEv 6a2/a3 6/a
18
FRAGMENTAÇÃO - ESTAGIAMENTO
Área 8 . 6. (a/2)2 12 a2
Volume 8 . (a/2)3 a3
ASEv 12 a2/a3 12/a
19
FRAGMENTAÇÃO
  • Britagem - primeiro estágio do processo de
    fragmentação (m ao cm). Divisão básica em
    primária e secundária.
  • Britagem primária - alimentação é o ROM,
    localização próxima ou dentro da cava, operação a
    seco e circuito aberto com ou sem grelha para
    escalpar alimentação.
  • Britagem secundária - alimentação é o produto da
    britagem primária ( lt 15 a 30 cm) operação
    normalmente via seco com circuito fechado ou
    aberto.

20
FRAGMENTAÇÃO
  • Britadores
  • Britadores de Mandíbulas
  • Britadores Giratórios
  • Britadores Cônicos
  • Britadores de Impacto

21
FRAGMENTAÇÃO
  • Britadores
  • Britadores de Mandíbulas - britagem realizada
    entre uma superfície fixa e outra móvel, material
    escoado por gravidade. Grau de redução de 5/1.
  • O tipo Blake é o mais usado e tem uma abertura
    de alimentação fixa e abertura de saída móvel.

Alimentação nominal 0,5 a 1,5 m Velocidade
200 a 350 rpm
22
Sistema Móvel de Britagem e Peneiramento na Mina
23
Sistema Móvel de Britagem e Peneiramento na Mina
24
Sistema Móvel de Britagem e/ou Peneiramento na
Mina
25
FRAGMENTAÇÃO
  • Britadores
  • Britadores giratórios - superfície externa em
    forma de tronco de cone com vértice para baixo e
    interna, móvel, com vértice para cima. Maior
    capacidade que os britadores de mandíbula, podem
    receber alimentação direta de caminhões.

Alimentação nominal 1 a 1,6 m Grau de redução
8/1
26
FRAGMENTAÇÃO
  • Britadores
  • Britadores cônicos - concepção semelhante aos
    giratórios diferenciando - se pela superfície
    externa, alta capacidade. São os mais usados em
    britagem secundária.

Alimentação nominal 0,2 a 0,5 m Grau de
redução 3/1 a 7/1
27
FRAGMENTAÇÃO
  • Britadores
  • Britadores de impacto - rotor que gira a grande
    velocidade, preso a peças(martelos) que se chocam
    com o material alimentado arremessando-o contra
    placas fixas, 500 a 3000 rpm. Limitação?
    materiais abrasivos ( sílica óxidos metálicos
    lt 15 ).

Alimentação nominal 0,2 a 0,8 m Grau de
redução 6/1 a 10/1
28
FRAGMENTAÇÃO
29
FRAGMENTAÇÃO
  • Britadores
  • Britadores de rolos - Consistem de dois rolos
    lisos que giram um contra o outro fragmentando o
    material alimentado entre os rolos. Baixa
    capacidade e aplicação restrita a materiais
    friáveis.

Alimentação nominal 0,2 m Grau de redução
até 4/1
30
FRAGMENTAÇÃO
  • Britadores
  • Britadores de rolos dentados- Consiste de um
    rolo dentado que gira de encontro a uma placa
    fixa ou contra outro rolo dentado. Aplicações
    carvão, calcário, caulim, fosfatos, ferro (
    materiais friáveis e pouco abrasivos).

Alimentação nominal 0,10 a 0,3 m Grau de
redução 2/1 a 4/1
31
BRITADORES PRIMÁRIOS
32
EXEMPLO
  • Um britador realiza uma operação de fragmentação
    com os seguintes dados
  • Granulometria da alimentação 80 lt 75mm
  • Granulometria do produto 80 lt 25mm
  • Qual é o grau de redução deste equipamento?

33
CURVAS GRANULOMÉTRICAS DE BRITAGEM (CURVA
FRAGMENTATRIZ)
Paasante Acumulada
34
EXEMPLO
Supondo-se que as curvas representem
adequadamente os produtos de britagem, responda
as questões abaixo. - Estime as quantidades de
material produzido (m3/h) nas seguintes faixas
granulométricas gt 1, lt 1 gt ½, lt ½ gt ¼, lt
¼, considerando-se uma alimentação de 50 m3/h, e
abertura de saída na posição fechada de 1. -
Explique a influência da variação da abertura de
saída sobre a operação de britagem. - Qual deve
ser o grau de redução deste britador se a
granulometria da alimentação é 80 lt 6.
35
CURVAS GRANULOMÉTRICAS DE BRITAGEM (CURVA
FRAGMENTATRIZ)
gt 1 100 - 70 30
Paasante Acumulada
36
CURVAS GRANULOMÉTRICAS DE BRITAGEM (CURVA
FRAGMENTATRIZ)
lt 1 gt ½ 70 - 37 33
Paasante Acumulada
37
CURVAS GRANULOMÉTRICAS DE BRITAGEM (CURVA
FRAGMENTATRIZ)
lt ½ gt ¼ 37 - 21 16
Paasante Acumulada
38
CURVAS GRANULOMÉTRICAS DE BRITAGEM (CURVA
FRAGMENTATRIZ)
lt ¼ 21
Paasante Acumulada
39
APF 1
granulometria m3/h

gt 1 30 15.0
lt 1" gt 1/2" 33 16.5
lt 1/2" gt 1/4" 16 8.0
lt 1/4" 21 10.5
100 50.0
40
CURVAS GRANULOMÉTRICAS DE BRITAGEM (CURVA
FRAGMENTATRIZ)
Paasante Acumulada
41
FRAGMENTAÇÃO
Circuitos de Britagem
  • Britagem primária na mina ou local próximo,
    circuito aberto.
  • Britagem secundária ou terciária em geral
    circuito fechado
  • com peneira
  • Circuito fechado normal
  • Circuito fechado reverso

42
FRAGMENTAÇÃO
Circuitos de Britagem
  • Britagem primária na mina ou local próximo,
    circuito aberto.
  • Britagem secundária ou terciária em geral
    circuito fechado
  • com peneira ? granulometria homogênea.
  • Circuito fechado normal
  • Circuito fechado reverso

43
  • Calcule a carga circulante em um circuito fechado
    normal de britagem secundária, que utiliza
    peneira vibratória, considerando-se os seguintes
    dados
  • - abertura da peneira 12,5 mm
  • - granulometria da descarga do britador
    secundário 60 lt 12,5 mm
  • eficiência de peneiramento 85
  • Calcule a carga circulante em um circuito fechado
    reverso de britagem secundária, que utiliza
    peneira vibratória, considerando-se os seguintes
    dados
  • - abertura da peneira 12,5 mm
  • - granulometria da descarga do britador
    secundário 60 lt 12,5 mm
  • - granulometria da descarga do britador primário
    30 lt 12,5 mm
  • eficiência da peneira 85

44
  • Calcule a carga circulante em um circuito fechado
    normal de britagem secundária, que utiliza
    peneira vibratória, considerando-se os seguintes
    dados
  • - abertura da peneira 12,5 mm
  • - granulometria da descarga do britador
    secundário 60 lt 12,5 mm
  • eficiência de peneiramento 85

45
  • Calcule a carga circulante em um circuito fechado
    reverso de britagem secundária, que utiliza
    peneira vibratória, considerando-se os seguintes
    dados
  • - abertura da peneira 12,5 mm
  • - granulometria da descarga do britador
    secundário 60 lt 12,5 mm
  • - granulometria da descarga do britador primário
    30 lt 12,5 mm
  • eficiência da peneira 85

46
FRAGMENTAÇÃO
  • Moagem - último estágio do processo de
    fragmentação (cm ao µm). Moinhos revolventes ou
    tubulares são, ainda, os mais usados. São
    cilindros rotativos onde é realizada a
    fragmentação em seu interior pela ação de corpos
    moedores.
  • Corpos moedores
  • Barras cilíndricas
  • Bolas
  • Cylpebs - tronco de cone
  • Fragmentos do minério

Carga corpos moedores material a ser
fragmentado Carga 30 a 50 do volume interno
do moinho
47
FRAGMENTAÇÃO
  • Moagem - a fragmentação ocorre através da
    movimentação da carga. Em moinhos de bolas podem
    ocorrer dois regimes distintos de movimentação da
    carga
  • Cascata - menor velocidade
  • Catarata - maior velocidade

Velocidade crítica ponto de mudança de
trajetória circular para parabólica operação
entre 40 e 80 da Velocidade Crítica
Nc velocidade crítica (rpm) D diâmetro
interno do moinho (m) d diâmetro da bola (m)
48
FRAGMENTAÇÃO
  • Moagem - a fragmentação ocorre através da
    movimentação da carga. Em moinhos de bolas podem
    ocorrer dois regimes distintos de movimentação da
    carga
  • Cascata - menor velocidade
  • Catarata - maior velocidade

Velocidade crítica ponto de mudança de
trajetória circular para parabólica operação
entre 40 e 80 da Velocidade Crítica
Nc velocidade crítica (rpm) D diâmetro
interno do moinho (m) d diâmetro da bola (m)
49
FRAGMENTAÇÃO
Velocidade crítica
50
FRAGMENTAÇÃO
  • Moagem - os moinhos são revestidos internamente
    ( aços especiais, ferro fundido e borracha).
  • proteger a carcaça
  • diminuir escorregamento da carga moedora
  • adequar levantamento e trajetória da carga
    moedora

51
FRAGMENTAÇÃO
  • Moagem - Moinhos de Barras - usam como carga
    moedora barras de aço cilíndricas. Relação
    comprimento / diâmetro (L/D) gt 1,25 / 1. Barras
    150 mm menores que o moinho e de aço de alto
    carbono. Usual circuito aberto.
  • Descarga por transbordo relações L/D entre 1,4 a
    1,7 /1, grau de redução de 15 a 20/1, velocidade
    entre 60 e 65 Vc
  • Descarga periférica central alimentação nas duas
    extremidades, L/D entre 1,3 a 1,5/1, grau de
    redução entre 4 e 8/1 velocidade entre 65 e 70
    Vc
  • Descarga periférica L/D entre 1,3 e 1,5/1, grau
    de redução entre 12 e 15/1 entre 65 e 70 Vc

52
MOINHOS DE BARRAS - TIPOS DE DESCARGAS
53
MOINHOS DE BOLAS
TIPOS DE DESCARGA
54
(No Transcript)
55
FRAGMENTAÇÃO
  • Moagem - Moinhos de Bolas - usam bolas, cylpebs
    e ballpebs como carga moedora. Relação L/D 1 a
    2/1. Bolas de aço ou ferro fundido. Operação é
    normalmente feita em circuito fechado e descarga
    por transbordo. Velocidade entre 65 e 78 da Vc.

56
FRAGMENTAÇÃO
57
FRAGMENTAÇÃO
  • Moagem - Autógena/Semi-autógena - Usam fragmentos
    grandes do próprio minério ou mistura de
    fragmentos e bolas como corpos moedores.
    Possibilitam redução de custo de corpos moedores
    e eventual eliminação de estágios de britagem.
    Diâmetro muito maior que o comprimento ( L/D 1/
    1,5 a 3). de enchimento de carga de 25 a 35 do
    volume do moinho.

58
FRAGMENTAÇÃO
  • Moagem - algumas variáveis da moagem
  • Diâmetro e comprimento do moinho
  • Porcentagem de sólidos
  • Porcentagem de enchimento
  • Porcentagem da velocidade crítica
  • Tipo e material do revestimento
  • Tipo e material do corpo moedor

59
FRAGMENTAÇÃO
  • Moagem - Moinhos de rolos de alta pressão -
    pistãos hidráulicos forçam um dos rolos contra o
    outro rolo que é fixo. A pressão comprime um
    leito de partículas levando à quebra entre
    partículas e induzido trincas residuais.
    Aplicações em carvão, calcário, cimento, produção
    de pellet feed e outros produtos.

Parâmetro Faixa de Valor
Diâmetro do rolo 750 - 2100 mm
Largura do rolo 260 - 1600 mm
Velocidade periférica do rolo 0,5 - 2,0 m/s
Pressão 2000 - 8500 KN/m
Potência motor 100 - 4000 kW
Produção 10 - 2000 t/h
60
FRAGMENTAÇÃO
  • Moagem - Moinhos de rolos de alta pressão -

61
(No Transcript)
62
(No Transcript)
63
(No Transcript)
64
  • Estagiamento do Trabalho de Fragmentação
  • A fragmentação de blocos ou maciços rochosos é um
    processo que é realizado em estágios.
  • O desmonte de rochas, com explosivos, constitui
    a primeira etapa de fragmentação. Desmonte
    mecânico também pode ser utilizado em minérios
    friáveis.
  • A britagem é aplicada na redução de blocos
    maiores - metros até centímetros.
  • Caso seja necessária maior redução no tamanho das
    partículas, a moagem é processo mais adequado -
    centímetros até micrômetros.
  • Em partículas maiores, é necessária uma grande
    quantidade de energia para a fragmentação. Por
    outro lado, a quantidade de energia necessária
    por unidade de massa (kWh/t) é pequena.
  • Ao se reduzir o tamanho das partículas, reduz-se
    também energia necessária para a sua quebra, ao
    passo que a energia aplicada por unidade de massa
    aumenta.

65
  • Aspectos Energéticos da Fragmentação
  • Num circuito de fragmentação, o tipo de
    equipamento selecionado varia na medida em que o
    tamanho das partículas diminui. Na grande maioria
    dos equipamentos existentes, as forças associadas
    à quebra são aquelas que envolvem ou compressão
    ou impacto. As diferenças entre equipamentos
    estão associadas aos diferentes tipos de
    mecanismos que levam a aplicação dessas forças
    sobre as partículas minerais.
  • Conseqüentemente, os equipamentos primários,
    referindo-se aos britadores, devem apresentar
    estruturas mecânicas maciças, concentradoras de
    energia. Na redução mais fina, no caso os
    moinhos, devem ser capazes de distribuir a
    energia de fragmentação sobre uma grande extensão
    de superfície.

66
Determinação da energia necessária para a moagem
Equação de Bond
67
Exemplo
  • Considerando-se
  • granulometria da alimentação 80 lt 15000mm
  • granulometria do produto 80 lt 1500 mm
  • Wi 12 kwh / tonelada curta
  • alimentação 500 t/h
  • Determine o grau de redução do moinho.
  • Determine a potência necessária ao moinho (HP)

68
FRAGMENTAÇÃO
69
  • Aspectos Energéticos da Fragmentação
  • Diferentes tipos de relações matemáticas,
    empíricas, têm sido propostas para correlacionar
    a resistência que partículas de composição,
    tamanho e forma diferentes apresentam à
    fragmentação.
  • Entretanto, tais índices não têm apresentado
    nenhuma relação com a fragmentação industrial
    visto que esta se realiza em máquinas onde
    milhares de partículas estão presentes. Na
    fragmentação industrial a ruptura de partículas
    não é um fenômeno isolado.
  • No interior das máquinas de fragmentação ocorrem
    outros fenômenos que, num processo caótico,
    contribuem para a dissipação de energia de
    fragmentação. Podemos citar diversos tipos de
    dissipação de energia como, por exemplo, a
    deformação, o atrito e até mesmo o ruído

70
Determinação da energia necessária para a moagem
cc 250
Método de Bond
100
Equação de Bond
100
71
FRAGMENTAÇÃO
72
FRAGMENTAÇÃO
Equações Empíricas da Distribuição do Processo de
Quebra
Denominação Função de Distribuição
1- Gilvary F(d) 1-exp-(d/k1)-(d/k2)2-(d/k3)3
2- Rosin-Rammler F(d) 1-exp-(d/d)n)
3- Gaudin-Meloy F(d) 1 - 1- (d/d)n
4- Klimpel and Austin F(d) 1 - 1-(d/d)n11-(d/d)n21-(d/d)n3
5-Gates-Gaudin-Schuhmann F(d) (d/d)n
6-Broadbent-Callcott F(d) 1-exp-(d/d)n)/1-exp(-1)
(d/d) representa uma relação geométrica
Write a Comment
User Comments (0)
About PowerShow.com