4 - emn120_peneiramento industrial_2013 [modo de compatibilidade]

SEPARAÇÃO POR TAMANHOSEPARAÇÃO POR TAMANHOPENEIRAMENTO INDUSTRIALPENEIRAMENTO INDUSTRIAL

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS -- UFMGUFMG

EMN120 TRATAMENTO DE MINÉRIOSEMN120 TRATAMENTO DE MINÉRIOS

20132013

100%undersize oversize

overflow underflowcorte

Classificação

Peneiramento Industrial

� Peneiramento industrial - operação de separação por tamanho

realizada utilizando superfícies que contém aberturas geométricas

de formas variadas.

� Dois produtos - o material retido “OVERSIZE” e o material

passante “UNDERSIZE”

� Faixa granulométrica - tamanhos centimétricos até cerca de

250 µm

Exceções

•Peneiras tipo DSM

•Peneiras de alta freqüência

o Derrick

o Smart Screen

� Grelha

� Grelha fixa - barras fixas dispostas paralelamente inclinadas

de 35 a 45 graus sendo utilizada para separação de blocos entre

76.2mm (3”) e 203.0mm (8”)

� Grelha vibratória - possui mecanismo de vibração sendo usada

em separações entre 50.8mm (2”) e 152.4mm (6”)

Peneiramento Industrial - Equipamentos

� Peneira Rotativa - Trommel

� Caracteriza-se por apresentar superfície cilíndrica de

peneiramento (às vezes ligeiramente cônica) que gira em

torno de seu eixo longitudinal.

� Opera com inclinações da ordem de 4 a 10 graus.

� Peneira Rotativa - tamanho de corte entre 80 e 2000µm.

� aplica-se na eliminação de finos ou grossos nos produtos de

ciclonagem, classificadores espirais e descarga de moinhos

� Peneira estacionária para finos - corte entre 300 e 40 µm

� DSM - barras horizontais formando superfície curva com

alimentação tangencial à superfície e perpendicular às barras

Peneira DSM (Dutch State Mines)

� Peneiras de alta freqüência para finos -

� Derrick - superfície plana e alta freqüência

# 0,15 mm

área das

aberturas

35 a 45%

tamanho

de corte

entre 1000

e 38 µm

painel

metálicoStack sizer

motor smart

Ponta do vibrador

� motor smart baseado na

ressonância eletromagnética

Objetivos:

reduzir consumo de energia em 75%

• reduzir custo de peneiramento

• aumentar produtividade de 5 a 10%

• reduzir níveis de ruído e vibração

na área de peneiramentomotor smart

Ponta do vibrador

motor smart

Ponta do vibrador

� Peneiras de alta freqüência para finos

�Smart Screen

novo conceito em vibração

� Peneiras Vibratórias - horizontal e vertical

� amplitude = 1,5 mm a 6 mm

� frequência = 400 rpm a 1000 rpm

� aberturas maiores = amplitude maior e frequência menor

� aberturas menores = amplitude menor e frequência maior

Tamanho da partícula X abertura da malha

d > 1,5 a = retidas facilmented < 0,5 a = passam facilmente

0,5 a < d < 1,5 a = tamanho crítico

� Peneira horizontal - velocidade de transporte = 12 a 18 m/min.

peneira vibratória horizontal

movimento da partícula

� Peneira inclinada - velocidade de transporte = 18 a 36 m/min.

peneira vibratória inclinada

movimento da partícula

15 a 35 graus

� Peneira “Banana screen” - tamanho de malha estagiado

� Peneira Banana (banana screen) – maior quantidade de finos

Vantagens:

- processa todos os tipos de materiais

- alta capacidade (3-4 vezes maior)

- alta eficiência

- menor entupimento da tela

- menor desgaste da tela

- menor espaço que convencionais

� Peneira desaguadora

Modulares

PENEIRAS DE DISCOS (ROLOS)

� Peneiramento móvel

DA = abertura da tela

DW = diâmetro do fio da tela

do = diâmetro da partícula

Conceito Probabilístico de Peneiramento - Gaudin

a) Qual é a probabilidade de passagem de uma partícula esférica de 10mm de diâmetro, em uma abertura de peneira com 25,4mm e diâmetro de fio de 9,53mm

b) Qual é a probabilidade de passagem considerando-se agora uma partícula esférica de 20,0mm

Probabilidade de Passagem (%) 10 Tentativas 1000 Tentativas

do/DA DA=DW DA= 4 DW DA=DW DA= 4 DW 0,0 99,0 100,0 100,0 100,0 0,1 97,5 100,0 100,0 100,0 0,2 94,8 99,99 100,0 100,0 0,4 83,9 98,8 100,0 100,0 0,6 57,0 86,2 100,0 100,0 0,8 20,8 43,0 100,0 100,0 0,9 6,3 14,5 99,8 100,0 0,95 1,8 4,1 84,3 98,5 0,99 0,1 0,2 7,2 16,5 1,00 0 0 0 0

Conceito Probabilístico de Peneiramento

( ) ( )

Cos.dDDDp

θ+−+=

Cos θp = ângulo segundo a horizontal no qual a partícula é defletida, a partir do primeiro choque, alcançando o fio em posição oposta.

O valor de Cos θp é dado por:

K811Cos

Conceito Probabilístico de Peneiramento - Gaudin

( ) ( ) ( )[ ]( ) ( )[ ]θ++

−φ−−θ+−φ+=

Cos.DD.DD

dD.1Cos.DD.dDDp

oWWAoWA

φ= função que decresce com o aumento da relação do/DA. Assume, aproximadamente, os valores de 0,20; 0,15; 0,10; e 0,05 quando os valores de do/DA são, respectivamente, 0,3; 0,4; 0,6 e 0,8.

Conceito Probabilístico de Peneiramento - Mogesen

−−=

M = massa retida em n tentativas

Mt = massa da alimentação

n = número de tentativas

Conceito Probabilístico de Peneiramento

c) Qual é a probabilidade de passagem de uma partícula esférica de 10mm de diâmetro, em uma abertura de peneira com 25,4mm e diâmetro de fio de 9,53mm considerando-se 10 tentativas.

projeção da abertura

abertura

Peneira inclinada

d > 1,5 a = retidas facilmented < 0,5 a = passam facilmente

0,5 a < d < 1,5 a = tamanho crítico

TELAS DE POLIURETANO

PAINÉIS MODULARES

- VIDA ÚTIL MAIOR QUE AS DE FIOS TRANÇADOS

- MENOR TENDÊNCIA AO CEGAMENTO

- ABERTURAS QUADRADAS E RETANGULARES

- NORMALMENTE TÊM ESTRUTURA COM AÇO

TELAS METÁLICAS COM REVESTIMENTO DE POLIURETANO E BORRACHA

TELAS METÁLICAS AUTOLIMPANTES

1 10 100

Tamanho de Produto (mm)

1 10 100

Figura 5.7 – Abertura equivalente em função do tamanho do produto sendo: A para telas de borracha eplástico com abertura quadrada; B para telas de borracha e plástico com abertura retangular, e para telas dearame com abertura quadrada; C telas de arame para abertura retangular

ABERTURA EQUIVALENTE

EXEMPLO

Uma peneira industrial inclinada deve fazer a separação portamanho. Considerando-se:

- tela de borracha com abertura quadrada

- separação desejada: 10mm

Qual deve ser a abertura da peneira para realizar a separaçãodesejada?

1 10 100

ABERTURA EQUIVALENTE

A - telas de borracha e plástico com abertura quadrada B - telas de borracha e plástico com abertura retangular, telas de arame com abertura

quadrada C - telas de arame para abertura retangular;

Abertura Equivalente = 20 mm

EXEMPLOConsidere uma peneira vibratória:- abertura da tela: 25mm- alimentação: 250 t/h - Análise granulométrica da alimentação : 90% passante 25mm- massa passante na peneira industrial: 200t/hQuais são as eficiências de peneiramento de material passantee de material retido?

Eficiência = mostra a qualidade da separação no peneiramento industrial

100x)h/t(teóricopassante

)h/t(realpassanteEP =

100x)h/t(realretido

)h/t(teóricoretidoER =

EXEMPLO

Considere uma peneira vibratória:- abertura da tela: 75mm- alimentação: 6000 t/h - Análise granulométrica da alimentação : 40% retido em 75 mm- massa retida real: 3500t/hQual é a eficiência de peneiramento de material retido?

EXEMPLO

Considere uma peneira vibratória:- abertura da tela: 25mm- alimentação: 250 t/h - Análise granulométrica da alimentação : 86% passante 25mm- massa passante industrial: 193,5 t/h

Qual são as eficiências de peneiramento de material passante e de retido?

SOLUÇÃO

Real Teórico250 t/h 250 t/h

193,5 t/h 215 t/h56,5 t/h 35 t/h

(250 x 0,86)

%90h/t215h/t5,193

100xteóricopassante

realpassanteEp ===

%62h/t5,56

h/t35100x

realretidoteóricoretido

ER ===

EXEMPLO

Uma peneira industrial inclinada de 2 deques, opera as seguintescaracterísticas:

- alimentação: 150 t/h

- distribuição granulométrica da alimentação:

- peso específico aparente minério: 1,5 t/m3

- abertura do 1º deque: 25 mm

- abertura do 2º deque: 9,5 mm

Determine: a distribuição teórica do material (em m3/h) entre os 2 deques

Abertura (mm) 100 25 12,5 9,5 4,8% Passante Acumulada 100 85 65 30 22

abertura da peneira

tamanhocorte

ição

curva real

curva ideal

Curva de Partição

Fatores que podem influenciar o peneiramento industrial:

� tamanho da abertura: a capacidade de peneiramento reduz com

a diminuição da abertura da superfície;

� forma de abertura: aberturas retangulares tem maior % de área livre,

maior probabilidade de passagem e maior capacidade por unidade de

superfície, comparativamente com aberturas quadradas equivalentes;

� relação partícula/abertura: quanto mais próximo for o tamanho da

partícula em relação a abertura, menor será a probabilidade de

passagem;

� umidade: pode ser fator extremamente importante, dependendo do

seu valor e da presença de material argiloso;

� forma das partículas: partículas que tenham tendência a forma

cúbica tem maior facilidade de passagem do que as lamelar.

C.KV p=

V = vazão de água para peneira (m3/h)

Kp = 1 - 1,5 material limpo, e 1,5 - 3 para

material com argila

C = Capacidade da peneira em m3/h

Número de Bicos / tubo = W / 0,3

W = largura da peneira

Quantidade de tubos = V / VT

VT = vazão por tubos (combinação bico/pressão)

Objetivo - desagregação e remoção de argilas e partículas finas

Jatos de água - espargidores em tubos transversais ao fluxo - 1 a 3 atm

EXEMPLO

Uma peneira industrial inclinada de 1 deque, de 6 m x 2,4 m, opera a úmidocom as seguintes características:

- alimentação: 300 t/h

- peso específico aparente minério: 1,5 t/m3

- características do minério: alto teor de argilas

- corte desejado: 30 mm

- tela: borracha com abertura quadrada

Determine

a) o volume de minério (m3/h) que alimenta a peneira;

b) o volume de água (m3/h) necessário ao peneiramento;

c) a vazão por tubo de água (considere a utilização de 3 tubos);

d) o número de bicos por tubo;

e) a abertura da tela para realizar o corte desejado.

FRAGMENTAÇÃOCircuitos 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

Britagem Primária

Britagem Secundária

Peneira Vibratória

Produto

Fechado Reverso

Britagem Primária

Britagem Secundária

Peneira Vibratória

Produto

OS Car

Fechado Normal

R = 10 - 100

Circuitos de Britagem / Peneiramento

� Britagem primária (na mina ou próxima) circuito aberto.

� Britagem secundária circuito fechado com peneira

• Circuito fechado normal

• Circuito fechado reverso R = 1 10 - 100 Z

R1 , R2 = carga circulante em porcentagem da alimentação nova

E = eficiência de peneiramento (passante)

Y = % passante na peneira presente na descarga do britador secundário

Z = % passante na peneira presente na alimentação nova

Calcule a carga circulante em um circuito fechado reverso de britagemsecundária, que utiliza peneira vibratória, considerando-se osseguintes dados:- abertura da peneira: 12,5 mm- granulometria da descarga do britador secundário: 60% < 12,5 mm- granulometria da descarga do britador primário: 30% < 12,5 mm- eficiência da peneiramento (material passante): 85%

Calcule a carga circulante em um circuito fechado normal de britagemsecundária, que utiliza peneira vibratória, considerando-se osseguintes dados:- abertura da peneira: 12,5 mm- granulometria da descarga do britador secundário: 60% < 12,5 mm- eficiência de peneiramento (material passante): 85 %

EXEMPLO

Dimensionamento e Seleção de Peneiras

Método da METSO - (antiga FAÇO)

� alimentação

� características de material

� granulometria da alimentação

� densidade aparente

� tamanho máximo na alimentação

� umidade

� forma das partículas

� forma de peneiramento a seco/úmido

� layout

� produtos desejados

⋅⋅⋅

A = área necessária da superfície da peneira (m2)

T = alimentação (m3/h)

C = fator de capacidade (m3/h.m2) (tabela B)

M = fator de material retido (tabela C)

K = fator relacionado à quantidade < ½ da abertura da peneira (tabela D)

Qn = Q1 x Q2 x Q3 x Q4 x Q5 x Q6 (tabela E)

P = função do conhecimento do material (1- 1,4)

15,0DS6

Tf100W +

⋅⋅

D = espessura da camada de material na extremidade de descarga (mm) (tabela 5.01)

Tf = quantidade de material produzida como oversize (m3/h)

S = fator de velocidade do material (tabela F)

W = largura nominal da peneira (m)

malha da peneira (mm) 12,7t/h alimentação 272

densidade específica (t/m3) 2,08

Área(m2)= 7,11

m3/h alim 130,77cap.u 23,50Q1 1,06Q2 1,3Q3 0,85Q4 0,9Q5 1Q6 0,75Q7 0,9Q8 1,1

Exemplo 1: minério de ferro, densidade 2,08 t/m3, 9% umidade, partículas

lamelares, 272 t/h alimentação, peneiramento a seco no primeiro

deck com malha quadrada de 12,5 mm.

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

Exemplo 1: minério de ferro, densidade 2080 kg/m , 9% umidade, partículas

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

Exemplo 1: minério de ferro, densidade 2,08 g/cm , 9% umidade, partículas

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

TABELA B - FATOR DE CAPACIDADE “C”- para aberturas maiores que 1”

Dimensionamento e Seleção de PeneirasTABELA B - FATOR DE CAPACIDADE “C”- para aberturas menores que 1”

Área(m2)= 7,11

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Dimensionamento e Seleção de PeneirasTABELA C - FATOR DE MATERIAL RETIDO “M”

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

5malha da peneira (mm) 12,7t/h alimentação 272

Área(m2)= 7,11

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

TABELA D - FATOR DE CORREÇÃO “K”

Área(m2)= 7,11

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

TABELA E

Q1 Q3 Q4 Q5 Q6Q2

TABELA E - FATOR DE CORREÇÃO “Q”

Deck superior

Segundo Deck

terceiro Deck

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

0,851,0

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

0,851,0

TABELA E

Q1 Q3 Q4 Q5 Q6Q2

Deck superior

Segundo Deck

terceiro Deck

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

0,851,0

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

0,851,0

TABELA E

Q1 Q3 Q4 Q5 Q6Q2

Deck superior

Segundo Deck

terceiro Deck

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

0,851,0

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

0,851,0

Q2Q3Q4

TABELA E

Q1 Q3 Q4 Q5 Q6Q2

Deck superior

Segundo Deck

terceiro Deck

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

0,851,0

Q2Q3Q4

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

0,851,0

TABELA E

Q1 Q3 Q4 Q5 Q6Q2

Deck superior

Segundo Deck

terceiro Deck

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

0,851,0

Q3Q4Q5

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

MKQ1 1,0

TABELA E - FATOR DE CORREÇÃO “Q 6 ”

Tipo Leve Tipo Standard Tipo Pesado

TABELA E

Q1 Q3 Q4 Q5 Q6Q2

Deck superior

Segundo Deck

terceiro Deck

Abertura % Pass.

38mm 100

25mm 98

19mm 92

12,5mm 65

6,3 33

Área(m2)= 7,11

MKQ1 1,0

⋅⋅⋅

15,0DS6

Tf100W +

⋅⋅

Dimensionamento e Seleção de Peneiras 15,0DS6

Tf100W +

⋅⋅

DENSIDADE - t / m ALTURA MÁXIMA DA CAMADA

> 1,6 4 a

1,6 - 0,8 3 a

< 0,8 2,5 a

a = abertura nominal da tela

D = espessura máxima da camada na extremidade de descarga(mm)

S = fator de velocidade do material

TIPO DA PENEIRA INCLINADA HORIZONTAL

Modelo XH SH e MN LH e HN

Abertura da tela > 1’ > 1’ < 1’ > 1’ < 1’

Rotação motor (rpm) 750 800 800 800 800

Fator de velocidade(m/min) 38 38 30 12 12

Tf = quantidade de material produzida como oversize ( m / h) 3

Tf100W +

⋅⋅

W = (100 x 130,77 x 0,35) (6 x 30 x 2 x 12,5)

+ 0,15 = 1,32 m

D = considerado 2 x a !

Deck Área Largura

1 9,24 1,32

Área(m2)= 7,11

MKQ1 1,0

Especificações Técnicas

1,8m x 6,1m

⋅⋅⋅

15,0DS6

Tf100W +

⋅⋅

m /hcap. UM KQ1Q2Q3Q4Q5Q6

malha da peneira(mm) 25,4t/h alimentação 380 densidade t/ metro cúbico 1,6Área(metro quadrado) =

Exemplo 2: minério de cobre, densidade 1,6 t/m3, 3% umidade, partículas

lamelares, 380 t/h alimentação, peneiramento a seco, # quadrada

Produtos = >25,4mm - <25,4mm e >9,5mm - <9,5mm

Abertura % Pass.

100mm 100

25,4mm 75

12,5mm 45

9,5mm 30

4,8 22

33,51,01,11,00,91,01,00,91,3

238 x 1,033,5 x 1,0 x 1,1 x 1,0125

A1= = 6,13 m 2

Qn = 1,053

Tf100W +

⋅⋅

> 1,6 4 a

1,6 - 0,8 3 a

< 0,8 2,5 a

Abertura da tela > 1’ > 1’ < 1’ > 1’ < 1’

100 x 606 x 30 x 50

W = + 0,15 = 0,82 m

Tf100W +

⋅⋅

Tf = 60 ( m / h) 3

D = 2 x 25 = 50 mm

S = 30

Deck Área Largura

1 6,13 0,82

TABELA B - FATOR DE CAPACIDADE “C”- para aberturas maiores que 1”

Dimensionamento e Seleção de PeneirasTABELA B - FATOR DE CAPACIDADE “C”- para aberturas menores que 1”

Dimensionamento e Seleção de PeneirasTABELA C - FATOR DE MATERIAL RETIDO “M”

TABELA D - FATOR DE CORREÇÃO “K”

TABELA E

Q1 Q3 Q4 Q5 Q6Q2

Deck superior

Segundo Deck

terceiro Deck

TABELA E - FATOR DE CORREÇÃO “Q 6 ”

2859,5

178 x 1,019 x 1,3 x 0,78 x 0,72

A2= = 12,8 m 2

Exemplo 2:minério de cobre, densidade 1,6 t/m , 3% umidade, partículas

lamelares, 380 t/h alimentação, peneiramento a seco

Produtos = maior que 25mm - entre 25 e 9,5 - menor que 9,5mm

Abertura % Pass.

100mm 100

25mm 75

12,5mm 45

9,5mm 30

4,8mm 22

0,781,00,91,01,00,81,0

Qn = 0,72

Tf100W +

⋅⋅

> 1,6 4 a

1,6 - 0,8 3 a

< 0,8 2,5 a

Abertura da tela > 1’ > 1’ < 1’ > 1’ < 1’

100 x 1076 x 30 x 28,5

W = + 0,15 = 2,23 m

Tf100W +

⋅⋅

Tf = 107 ( m / h) 3

D = 3 x 9,5 = 28,5 mm

S = 30

Deck Área Largura

1 6,13 0,82

2 12,83 2,23

escolha = maior área e largura

8’ x 20’ 2 14,8

2859,5

178 x 1,019 x 1,3 x 0,78 x 0,72

A2= = 12,8 m 2

Exemplo 2:minério de cobre, densidade 1,6 t/m , 3% umidade, partículas

lamelares, 380 t/h alimentação, peneiramento a seco

Produtos = maior que 25mm - entre 25 e 9,5 - menor que 9,5mm

Abertura % Pass.

100mm 100

25mm 75

12,5mm 45

9,5mm 30

4,8mm 22

0,781,00,91,01,00,81,0

Qn = 0,72

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