A análise granulométrica é uma importante etapa do beneficiamento de minérios. É com ela que somos capazes de entender o material com o qual estamos trabalhando e o que podemos fazer com ele.
Afinal, o que é análise granulométrica?
Na análise granulométrica, obteremos uma curva que mostra a proporção do tamanho dos grãos da amostra analisada. Com essa proporção em mãos, somos capazes de atribuir usos ao nosso material. Ainda mais, é separada em algumas etapas e as principais delas são a classificação e o peneiramento.
A classificação e o peneiramento têm como objetivo comum a separação de um material em duas ou mais frações, com partículas de tamanhos distintos.
No peneiramento, existe uma separação, segundo o tamanho geométrico das partículas, enquanto na classificação, a separação é realizada tomando-se como base a velocidade que os grãos atravessam um meio fluido.
No processamento mineral, o meio fluido mais utilizado é a água. Embora, a classificação a úmido seja aplicada, habitualmente, para populações de partículas com granulometria muito fina, onde o peneiramento não funciona de forma eficiente.
Métodos utilizados para análise granulométrica
Apesar de parecer simples, um processo de análise granulométrica não é tão simples assim. Além de existirem muitos métodos para se chegar ao resultado, temos também que adequar determinados processos a suas respectivas realidades.
Exemplo disso é o peneiramento. Apesar de ser uma técnica muito antiga, quando tratamos de partículas muito grandes ou muito pequenas, começamos a encontrar empecilhos para realizar esse processo.
Nesses casos, outros métodos podem ser utilizados, sendo abordados abaixo de maneira geral, juntamente ao peneiramento.
Peneiramento
O peneiramento é um processo que tem por objetivo dividir o material que temos em faixas granulométricas bem definidas. Essas faixas são as aberturas das peneiras e, juntamente com as quantidades retidas, conseguimos criar um gráfico de proporção de cada uma delas.
O processo de peneiramento em si acontece com uma série pré-determinada de peneiras.
Além disso, o processo precisa de um tempo específico (geralmente de 10 a 30 minutos) de peneiramento em um equipamento em que colocamos a série e ele a vibra de maneira a distribuir os grãos. Feito isso, um parâmetro importante a ser analisado é a massa de Goudin. Essa massa nos dá a certeza de que todas as partículas tiveram a oportunidade de passar por toda a malha e, dessa forma, sua análise não se encontra enviesada.
Sedimentação
A sedimentação é uma técnica menos usual, mesmo tendo se provado melhor em muitos casos. Um dos maiores problemas com essa técnica é o alto custo de implantação dos equipamentos necessários. Em uma escala industrial, por exemplo, existem pouquíssimas empresas que comercializam os equipamentos necessários.
Para casos laboratoriais e de elevada quantidade de amostras, a técnica se mostra bem competente, já que consegue entregar resultados com maior nível de computadorização e com uma rapidez excelentes. Em equipamentos mais tecnológicos, é possível fazer medidas cumulativas enquanto a amostra ainda é analisada.
A técnica em si consiste em encher tubos com algum fluído conhecido, e colocar o material a ser analisado em suspensão. Nesse caso, analisa-se a velocidade das partículas em meio fluído e a partir de equações da física, conseguimos descobrir o tamanho dos grãos estudados.
Outras Técnicas de análise granulométrica
Nem só do peneiramento e da sedimentação podemos retirar dados para uma análise granulométrica. Quando temos amostras com curvas muito heterogêneas e com grãos muito distintos, não é incomum vermos mais de uma técnica sendo aplicada.
Exemplo disso é a lavagem que pode ser realizada antes de um peneiramento. Essa lavagem é feito com uma peneira de 200 µm e serve para retirar o particulado mais fino da amostra (siltes e argilas).
Em um caso oposto, pode-se realizar a medição de matacões e amostras muito grandes com réguas e outros equipamentos para se ter uma média de suas dimensões. Nesses casos, não temos uma peneira em que esse material ficaria retido, então suas dimensões são aferidas. Pode parecer não muito preciso e realmente não é, mas como falamos de proporções, quando esses dados forem para o gráfico da análise, eles continuam bem condizentes com a realidade.
Equipamentos utilizados para análise granulométrica
Existem diversas maneiras de se peneirar um material, e cada uma delas demandará um tipo específico de equipamento. Abaixo, falaremos de alguns tipos de equipamento que podem ser utilizados, tanto em escala industrial como em escala laboratorial.
Os equipamentos dependerão ainda da sua escala de produção e se seu objetivo é o estudo ou a realização desses processos em uma escala de mercado ou não.
Grelhas
As grelhas são equipamentos simples, para separações de materiais de maior tamanho, como matacões e rochas de maior granulometria. Ela pode ser fixa ou vibratória e se constitui de barras fixas dispostas paralelamente inclinadas de 35° a 45°. Ela é utilizada para separar materiais de 2” a 8”.
Peneira Fixa (Tipo DSM)
As peneiras fixas ou estáticas são formadas por uma tela de peneiramento em forma de cunha. É um dos modelos mais simples de peneirador e sua superfície côncava trabalha com conceitos da física de força centrifuga para manter o material continuamente em sua superfície.
Sua fabricação admite o uso dos dois lados da tela de peneiramento, de forma a prolongar sua vida útil.
Peneira Rotativa (trommel)
As peneiras rotativas têm como vantagens seu baixo custo e fácil instalação, mesmo trazendo mais inovações tecnológicas. Além disso, o baixo ruído e a alta redução da propagação de finos são pontos a serem destacados, que trazem mais segurança e conforto no ambiente de trabalho.
Para seu uso, pode ser utilizada tanto na horizontal, como com um pequeno gradiente de elevação de 4° a 10°, além de poder ser utilizada na lavagem do minério em questão.
Peneiras Vibratórias
As peneiras vibratórias constituem-se de um espaço para a alocação do material e molas. Essas molas fazem o trabalho de vibração dessa caixa e auxiliam na separação do material.
Essas peneiras podem ser tanto inclinadas quanto horizontais e essa necessidade é definida a partir do material que será peneirado.
No caso das peneiras inclinadas, a velocidade que pode chegar a partícula é de 18 a 36m/min e sua inclinação é medida a partir do tamanho do material. Dessa maneira, amostras com menor granulometria não admitem grandes ângulos de inclinação. Isso ocorre para evitar que com a alta velocidade de fluxo, as partículas finas não tenham muitas oportunidades de passar pela malha.
Hidrociclones
O hidrociclone trabalha com uma faixa granulométrica menor. Ele apresenta em sua estrutura uma porção cilíndrica e outra cônica. Todas elas são imóveis. Sua granulometria pode ser alterada com a ajuda de adição de novas peças, mas nunca com a retirada dos módulos fixos.
O hidrociclone funciona com conceitos de força centrifuga e movimentos circular. Nele, as partículas maiores tendem a descer enquanto partículas mais finas tendem a subir para um compartimento feito justamente para isso.
Sua classificação dentro do hidrociclone não é feita de maneira simples e nem em todo o corpo do equipamento.
Mecanismos de Peneiramento em uma análise granulométrica
Como vimos acima, existem vários tipos de equipamentos com o objetivo de peneirar uma determinada quantidade de material. Mas algumas coisas serão sempre comuns a todos os tipos de peneiramento. Essas coisas são o que chamamos mecanismos de peneiramento. Eles são os conceitos, físicos ou não, que regem essa atividade como um todo.
Para começar, é importante dizer que o processo de peneiramento deve atender a três ações sobre a amostra. Primeiramente a peneira deve transportar o material todo de uma ponta a outra do deck de peneiramento. Depois, a peneira deve estratificar o material sobre a tela. E por último, a peneira deve ser capaz de realizar o peneiramento propriamente dito.
Quanto as partículas que serão peneiradas, elas apresentam alguns comportamentos individuais também. Esses comportamentos devem ser levados em consideração quando pensamos em um processo de peneiramento. Eles têm relação com seu tamanho e a facilidade ou não de passar pela malha de peneiramento.
1° Situação
Quando a partícula é maior que a malha. Esse caso não gera nenhum tipo de problema para o equipamento, a não ser que em grandes quantidades. Se isso ocorre, uma solução é a implantação de um deck de alívio, para reter maiores quantidades desse material grande.
2° Situação
Partículas com tamanho próximo ao da malha, fazendo com que elas se prendam a malha. Nesse caso, entupimentos frequentes e prendam a malha. Nesse caso, entupimentos frequentes e a perda de eficiência podem ser recorrentes. Por isso a importância de regular a frequência e a amplitude de vibração.
3° Situação
Quando a partícula só passa pela malha em uma posição específica. Esse caso geralmente se mantém no oversize e não passa na malha.
4° Situação
É o melhor panorama em um processo desse. A partícula é menor que a malha e passa sem problema para o peneiramento como um todo.
5° Situação
Situação em que o material tem muito particulado fino aderido a superfície das partículas. Isso faz com que a maioria delas fique acima da malha erroneamente. Para sanar esse problema, o ideal é realizar um peneiramento a úmido.
É importante ressaltar que cada uma dessas situações pode ocorrer em momentos diferentes do peneiramento. Ou seja, uma partícula pode apresentar todas as situações acima durante um único processo.
Importância da análise granulométrica
Após conhecer todo esse processo e ver com quais equipamentos e processos ele pode ser feito, você deve estar se perguntando: para que eu vou fazer isso tudo e, mais ainda me preocupar?
Na produção mineral, muitas vezes necessitamos que nosso material esteja em um tamanho específico para iniciar outros processos. Um exemplo disso é a concentração de determinados minérios, que necessitam que suas partículas sejam pequenas o suficiente para que o reagente possa cumprir o seu papel com maior eficiência.
Ou no caso das pedreiras, em que temos tipos diferentes de britas que serão utilizadas na construção civil. Essas britas atendem a normas e entre elas, se encontram normas referentes ao tamanho do grão de brita.
Ademais, em particulados menores, o peneiramento auxilia no controle de finos da produção. Esses finos podem atrapalhar outros processos. Exemplo disso é a blendagem de alguns minérios, que se torna mais complicada em uma superfície com muitos finos.
O peneiramento e a análise granulométrica, apesar de processos simples, carregam consigo uma importância enorme. Não há muita inovação neste processo ainda, mas ainda assim, necessita-se de um planejamento para essa etapa durante o beneficiamento também.
Autora: Gabriella Lorena
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