Processamento Mineral - Concentração Gravítica ou Densitária

(1)

Concentração Gravítica ou

Densitária

(Mesa concentradora)

(Wilfley)

Miguel G. Peralta S.

MIN-257

2010 - I

(2)

DEFINIÇÃO: DEFINIÇÃO:

“ A CONCENTRAÇÃO GRAVÍTICA pode ser definida como um processo

no qual partículas de diferentes densidades, tamanhos e formas são

separadas uma das outras por ação da força de gravidade, por forças

centrífugas ou por forças conjuntas.”

CONCENTRA

CONCENTRAÇÃO ÇÃO GRAVÍTICAGRAVÍTICA

CONCENTRA

CONCENTRAÇÃO ÇÃO GRAVÍTICAGRAVÍTICA

“A CONCENTRAÇÃO POR GRAVIDADE, DENSITÁRIA OU

GRAVÍTICA foi o método de concentração mais empregado ate os anos

vinte, até que apareceu a FLOTAÇÂO.”

Não são tão eficientes como a flotação porém são mais econômicos e

pelo geral não agridem à natureza.

A concentração gravítica é um dos processos mais antigos de concentração de A concentração gravítica é um dos processos mais antigos de concentração de minérios utilizada pelo homem e permanece ainda como um importante método de minérios utilizada pelo homem e permanece ainda como um importante método de concentração física.

(3)

Na classificação, o enfoque é nas condições que resultam na separação pelo tamanho. Na classificação, o enfoque é nas condições que resultam na separação pelo tamanho. No caso da concentração são julgados os aspectos que levam à separação por espécie No caso da concentração são julgados os aspectos que levam à separação por espécie (entretanto, existem casos da distribuição de uma espécie diferir bastante das demais, (entretanto, existem casos da distribuição de uma espécie diferir bastante das demais, e uma separação por tamanhos pode resultar em concentração).

e uma separação por tamanhos pode resultar em concentração).

CONCENTRAÇÃO GRAVÍTICA

Liberalidade

Possibilidade de obter partículas livres.

Diferenciabilidade

Propriedades diferenciadoras Propriedades diferenciadoras.. Separabilidade Separabilidade

Possibilidade de compor campos de força em que as

partículas tomam diferentes trajetórias.

(4)

Princípios da concentração gravítica

Geralmente, a Concentração Gravítica é utilizada no tratamento de partículas Geralmente, a Concentração Gravítica é utilizada no tratamento de partículas grossas, porém em alguns casos podem ser partículas abaixo

grossas, porém em alguns casos podem ser partículas abaixo de 50 μm.de 50 μm.

A densidade das partículas é bastante variável podendo tratar de minerais como A densidade das partículas é bastante variável podendo tratar de minerais como a galena (d=7,5) até o carvão (d=1,3).

a galena (d=7,5) até o carvão (d=1,3).

A preparação correta da alimentação através de

A preparação correta da alimentação através de uma classificação para obtençãouma classificação para obtenção de partículas uniformes, é uma condição essencial para uma boa concentração de partículas uniformes, é uma condição essencial para uma boa concentração gravítica.

gravítica.

Meio de concentração é água

Meio de concentração é água  hidromecânicoshidromecânicos

Melhor desempenho na remoção de partículas finas. Melhor desempenho na remoção de partículas finas. Meio de concentração é ar

Meio de concentração é ar  pneumáticopneumático

Obtenção de concentrados e rejeitos já secos de partículas finas. Obtenção de concentrados e rejeitos já secos de partículas finas. Condições restritas. Condições restritas. Movimento Movimento de partículas de partículas em meio em meio fluido fluido

(5)

Tanques MD Tanques MD Separador Stripa Separador Stripa Separador Floatex Separador Floatex Ciclones MD Ciclones MD Cilindros de MD Cilindros de MD Ciclone autógeno Ciclone autógeno Knelson Knelson Cones Cones Calha simples Calha simples Calha estrangulada Calha estrangulada Mesa concentradora Mesa concentradora Mesa Mozley Mesa Mozley Separador Duplex Separador Duplex Espiral concentrador Espiral concentrador Falcon Falcon MGS MGS Jigue diafragma Jigue diafragma Jigue Baum/Batac Jigue Baum/Batac Jigue centrífugo Jigue centrífugo Jigue pneumático Jigue pneumático Mesa pneumática Mesa pneumática

Aplicabilidade de diferentes métodos de concentração gravimétrica em função da

Aplicabilidade de diferentes métodos de concentração gravimétrica em função da Aplicabilidade de diferentes métodos de concentração gravimétrica em função da

granulometria

granulometria granulometria

(6)

Métodos físicos de concentração de

minério

Métodos físicos de concentração de

Métodos físicos de concentração de minério

minério

A escolha do método físico adequado para a concentração de um minério depende, A escolha do método físico adequado para a concentração de um minério depende, entre outros fatores, da granulometria de liberação e da propriedade física entre outros fatores, da granulometria de liberação e da propriedade física diferenciadora através da qual é possível a separação.

diferenciadora através da qual é possível a separação.

As principais propriedades

utilizadas, para um beneficiamento físico são: cor, brilho, densidade, forma,

tamanho, susceptibilidade magnética, propriedades elétricas e dureza.

De acordo à propriedade diferenciadora empregada, os métodos de De acordo à propriedade diferenciadora empregada, os métodos de concentração podem ser classificados como:

concentração podem ser classificados como:

--Métodos densitários ou gravíticos (não confundir com Métodos densitários ou gravíticos (não confundir com gravimétricos)gravimétricos) --Métodos magnéticosMétodos magnéticos

--Métodos elétricosMétodos elétricos --Métodos secundáriosMétodos secundários

Os principais mecanismos atuantes no processo de concentração gravítica Os principais mecanismos atuantes no processo de concentração gravítica são os seguintes:

são os seguintes:

--Aceleração diferencialAceleração diferencial --Sedimentação retardadaSedimentação retardada

-Velocidade diferencial em escoamento laminar -Velocidade diferencial em escoamento laminar -Consolidação intersticial

(7)

A

A ACELERAÇÃO DIFERENCIAL

ACELERAÇÃO DIFERENCIAL

é a aceleração no início do

movimento e depende somente da densidade relativa do

mineral e do fluido, sendo

mineral e do fluido, sendo independente do tamanho.

independente do tamanho.

ma = m(dv/dt) = mg – m’g ma = m(dv/dt) = mg – m’g – R– R m: massa do mineral; m: massa do mineral; a: aceleração; a: aceleração; m’: massa do fluido; m’: massa do fluido; g: gravidade; g: gravidade; R: resistência do fluido R: resistência do fluido Aceleração Aceleração Inicial

Inicial v = 0 ev = 0 e_{R pode ser}_{R pode ser}

desconsiderado desconsiderado Tem-se Tem-se dv / dt = (1 – ρ / Δ) g dv / dt = (1 – ρ / Δ) g ρ : densidade do fluido ρ : densidade do fluido Δ: dens. da partícula Δ: dens. da partícula

Mecanismos Atuantes

(8)

Aceleração Diferencial

Mecanismos Atuantes

(9)

No mecanismo de

No mecanismo de QUEDA RETARDADA

QUEDA RETARDADA

as partículas

têm maior dependência com a

têm maior dependência com a velocidade terminal.

velocidade terminal.

Mecanismos Atuantes

(10)

Mecanismos Atuantes

A

A CONSOLIDAÇÃO INTERSTICIAL

CONSOLIDAÇÃO INTERSTICIAL

ocorre devido à formação de

interstícios entre partículas grosseiras permitindo, mesmo após o

leito iniciar sua compactação, a liberdade de movimentação das

partículas finas.

(11)

VELOCIDADE DIFERENCIAL EM ESCOAMENTO LAMINAR

O princípio do

O princípio do ESCOAMENTO LAMINAR

ESCOAMENTO LAMINAR

baseia-se no fato de

uma película de água que flui sobre uma superfície inclinada e

lisa, em condições de fluxo laminar, possui a distribuição da

velocidade parabólica, sendo nula na superfície e alcançando seu

máximo na interface do fluido com ar.

Mecanismos Atuantes

(12)

Mecanismos Atuantes

AÇÃO DE FORÇAS DE CISALHAMENTO

O

O ESFORÇO DE CISALHAMENTO

ESFORÇO DE CISALHAMENTO

pode surgir de uma polpa

fluindo sobre uma superfície inclinada, ou ser produzido por

um movimento da superfície sob a polpa, ou ainda da

combinação dos dois.

Resultantes desses esforços: Resultantes desses esforços:

Efeito

Efeito _Diretamente_Diretamente

proporcional proporcional Diâmetro Diâmetro22 dada partícula partícula E

(13)

AÇÃO DE FORÇAS DE CISALHAMENTO AÇÃO DE FORÇAS DE CISALHAMENTO

(14)

Separação em Separação em meio denso meio denso

Métodos

gravimétricos

Classificação dos métodos gravimétricos

Separação Separação em em correntes correntes estática estática Correntes Correntes verticais verticais Correntes Correntes longitudinais longitudinais Correntes Correntes oscilatórias oscilatórias Escoamento laminar Escoamento laminar Densidade do meio é Densidade do meio é intermediária às intermediária às densidades das densidades das espécies a separar espécies a separar Densidade do meio é Densidade do meio é inferior ás inferior ás densidades das densidades das espécies que se espécies que se quer separar quer separar Jigues Jigues Escoamento em calhas Escoamento em calhas

Espirais, mesas vibratórias,

vanners

Calhas simples, reolavador,

Lamflo, cone Reichert

Bateias, berço

dinâmica

dinâmica _{Ciclone de meio denso, DWP}_{Ciclone de meio denso, DWP} DSM, OCC

(15)

C C L L A A S S S S I I F F I I C C A A Ç Ç Ã Ã O O D D O O S S M M É É T T O O D DOO S S G G R R A A V V I I T T I I C C O O S S CC LL AA SS SS IIFF IICC AA ÇÇ ÃÃ OO DD OO SS MM ÉÉ TT OO DD OO SS GG RR AAVV IITT IICC OO SS Mecanismo Mecanismo dominante dominante Característica Característica dominante dominante Força Força De campo De campo dominante dominante Meio

Meio AparelhoAparelho

D

Deennssiiddaaddee MMeeiio o DDeennssoo GGrraavviittaacciioonnaall úúmmiiddoo ConeCone Tambor Tambor

C

Ceennttrrííffuuggoo úúmmiiddoo CicloneCiclone Vorsyl Vorsyl Dynawhirlpool Dynawhirlpool Tri-Flo Tri-Flo Larcodems Larcodems M

Maaggnnééttiiccaa úúmmiiddoo Separação magneto-gravimétricaSeparação magneto-gravimétrica

M

Meeiio o aauuttóóggeennoo GGrraavviittaacciioonnaall úúmmiiddoo Separador StripaSeparador Stripa Hidrosseparador Hidrosseparador

C

Ceennttrrííffuuggaa úúmmiiddoo Ciclone autógenoCiclone autógeno Separador Knelson Separador Knelson

E

Esstrtratatiiffiicacaççãão o ((ppuullssaaççããoo)) PuPullssaaççããoo mecânica

mecânica GGrraavviittaacciioonnaall ÚÚmmiiddoo

Jigue Harz Jigue Harz Jigue trapezoidal Jigue trapezoidal Jigue bendelari Jigue bendelari Jigue circular Jigue circular Centrífuga Úmido

Centrífuga Úmido Jigue centrífugoJigue centrífugo

Pulsação Pulsação pneumática

pneumática GGrraavviittaacciioonnaall ÚÚmmiiddoo

Jigue Baum Jigue Baum Jigue Batac Jigue Batac

Seco

Seco Jigue pneumáticoJigue pneumático

Pe

Pelílícuculla a de de ágáguaua SeSem m ooscscililaçação ão GGraravivittacaciiononal al ÚmÚmididoo Calhas simlesCalhas simles Mesa plana Mesa plana Calha estrangulada Calha estrangulada Cone reichert Cone reichert Centrifuga Úmido

Centrifuga Úmido Espiral concentradoraEspiral concentradora Concentrador Falcon Concentrador Falcon

C

Coom m oosscciillaaççããoo GGrraavviittaacciioonnaall ÚÚmmiiddoo Mesa concentradoraMesa concentradora Mesa Mozley Mesa Mozley Bartles-Mozley Bartles-Mozley Concentrador Duplex Concentrador Duplex Seco

Seco Mesa pneumáticaMesa pneumática

Centrifuga Úmido

(16)

(17)

Tabela- Comparação dos princípios utilizados nos métodos gravíticos. Tabela- Comparação dos princípios utilizados nos métodos gravíticos.

M

Mééttooddoo PPrriinnccííppiioo S

Seeppaarraaççãão o eem m MMeeiio o DDeennssoo AAççãão o dde e FFoorrççaas s dde e CCiissaallhhaammeennttoo JJiiggaaggeemm AAcceelleerraaççãão o DDiiffeerreenncciiaall

Sedimentação Retardada Sedimentação Retardada Consolidação Intersticial Consolidação Intersticial C

Caallhhaas s SSiimmpplleess SSeeddiimmeennttaaççãão o RReettaarrddaadda a CCoonnssoolliiddaaççããoo Intersticial

Intersticial C

Caallhha a EEssttrraanngguullaaddaa QQuueedda a rreettaarrddaaddaa

Consolidação Intersticial Consolidação Intersticial E

Essppiirraall QQuueedda a RReettaarrddaaddaa

Consolidação Intersticial / Força Consolidação Intersticial / Força Centrífuga

Centrífuga M

Meessa a VViibbrraattóórriiaa EEssccooaammeenntto o LLaammiinnaar r Sedimentação Retardada Sedimentação Retardada R

Reeccuuppeerraaççãão o dde e FFiinnooss VVeelloocciiddaadde e DDiiffeerreenncciiaal l eem m EEssccooaammeennttoo Laminar / Força Centrífuga

(18)

Na separação pelas correntes longitudinais são observados dois tipos de Na separação pelas correntes longitudinais são observados dois tipos de escoamentos: lamelar e em calhas.

escoamentos: lamelar e em calhas.

Entre os equipamentos que realizam a concentração pelo regime de escoamento Entre os equipamentos que realizam a concentração pelo regime de escoamento lamelar temos: mesas vibratórias, espirais e vanners.

lamelar temos: mesas vibratórias, espirais e vanners.

Por outra parte, a separação mediante regime de escoamento em calhas Por outra parte, a separação mediante regime de escoamento em calhas apresenta-se como caneletas simples,

(19)

CRITÉRIO DE CONCENTRAÇÃO

O CRITÉRIO DE CONCENTRAÇÃO (CC), originalmente sugerido por Targat, é O CRITÉRIO DE CONCENTRAÇÃO (CC), originalmente sugerido por Targat, é usado para fornecer uma idéia de facilidade de se obter uma separação entre usado para fornecer uma idéia de facilidade de se obter uma separação entre minerais através de processos gravíticos, desconsiderando o fator forma das minerais através de processos gravíticos, desconsiderando o fator forma das partículas.

partículas.

CC = (ρ

_p_p

– ρ

_f_f

) / (ρ

_ll

– ρ

_f_f

) onde

ρp: densidade do mineral pesado

ρl: densidade do mineral leve

ρf:

ρf: densidade do fluido

densidade do fluido

CC > 2,5

CC > 2,5 → separação relativamente fácil→ separação relativamente fácil F

Faacciilliiddaadde e dde e sseeppaarraaççããoo CCCC

Quanto maior seja CC, mais

fácil é a concentração

A separação torna-se mais eficiente quando os minerais leves e pesados possuem um A separação torna-se mais eficiente quando os minerais leves e pesados possuem um

< 1,00

(20)

Interpretação do Critério de Concentração (CC) Interpretação do Critério de Concentração (CC)

C

CC

C

S

Siiggnniiffiiccaaddoo

>

> 22,,55

S

Seeppaarraaççãão

o eeffiicciieenntte

e aatté

é 22000

0 m

maallhhaas

s ((774

4 μ

μm

m))

2,

2,5 –

5 – 1,

1,75

75 Se

Sepa

para

raçã

ção e

o efifici

cien

ente

te at

até 1

é 100

00 ma

malh

lhas

as (1

(149

49 μm

μm))

1,7

1,75 – 1

5 – 1,50

,50 Sep

Separa

aração

ção pos

possív

sível a

el até 1

té 10 ma

0 malha

lhas (2

s (2 mm)

mm), po

, porém

rém

difícil

1,7

(21)

Critério de Concentração

Densidade do fluido

Densidade Densidade _CC_CC viabiliza viabiliza Diferença de densidade Diferença de densidade

Aumento da densidade pode ser:

Testes em laboratórios, líquidos mais densos que a água.

Plantas industriais, polpas em suspensão (Separação em

Plantas industriais, polpas em suspensão (Separação em meio

meio

denso).

(22)

Critério de Concentração

EFEITO FORMAS DAS PARTÍCULAS

Segundo Burt, para incluir o EFEITO FORMAS DAS

PARTÍCULAS o critério de concentração deve ser

multiplicado por um Fator de Razão de Forma (FRF).

CC = [ (ρ

_p_p

– ρ

_f_f

) / (ρ

_ll

– ρ

_f_f

) ] . FRF

Onde: Onde: FRF = FS FRF = FS_p_p / FS/ FS_ll

FS

_p_p

: fatores de sedimentação dos minerais pesados.

FS

_ll

: fatores de sedimentação dos minerais leves

..

Onde:

FS

_p_p

= v

_p_p

/ v

_p(esf.)_p(esf.)

ee

FS

_ll

= v

_ll

/ v

_l(esf.)_l(esf.)

v: velocidade terminal.

(23)

Mesas Vibratórias Mesas Vibratórias Mesas Vibratórias

Mesas Vibratórias

As mesas vibratórias são equipamentos de concentração que agem através de As mesas vibratórias são equipamentos de concentração que agem através de superfícies com movimentos assimétricos, combinados muitas vezes com o principio superfícies com movimentos assimétricos, combinados muitas vezes com o principio de escoamento laminar. Este principio de

de escoamento laminar. Este principio de concentração foi introduzido através da mesaconcentração foi introduzido através da mesa de Rittinger

de Rittinger  mesa com gabarito liso, que exercia movimentos transversais aomesa com gabarito liso, que exercia movimentos transversais ao

escoamento da polpa, deslocando lateralmente as partículas pesadas desta polpa. escoamento da polpa, deslocando lateralmente as partículas pesadas desta polpa.

Desde 1895 a mesa de Wilfley já com poucas modificações é utilizado como principal Desde 1895 a mesa de Wilfley já com poucas modificações é utilizado como principal modelo de mesa concentradora.

modelo de mesa concentradora.

I

I m _m p_p u_u l l s s o _o s_s E

E s _s c_c o_o a_a m

m e _e n_n t_t o_o d

d a _a p_p o_o l l p p a a

(24)

Princípios de funcionamento Princípios de funcionamento Princípios de funcionamento

Princípios de funcionamento

A- O material a ser concentrado é alimentado em uma extremidade por meio de uma A- O material a ser concentrado é alimentado em uma extremidade por meio de uma caixa de distribuição, e se espalha ao longo da mesa como resultado da agitação caixa de distribuição, e se espalha ao longo da mesa como resultado da agitação produzida pelas oscilações e pelo escoamento da água de

produzida pelas oscilações e pelo escoamento da água de lavagem.lavagem.

B- As partículas que atingem a extremidade da parte coberta pelos riffles são B- As partículas que atingem a extremidade da parte coberta pelos riffles são descarregadas por uma superfície lisa, onde são submetidas a ação da película de descarregadas por uma superfície lisa, onde são submetidas a ação da película de água em escoamento.

água em escoamento. C- As

C- As partículas denpartículas densas são, sas são, então, dentão, descarregadas escarregadas na extremna extremidade idade oposta aoposta aoo mecanismo de acionamento, onde um

mecanismo de acionamento, onde um desviador ajustável é normalmente usado paradesviador ajustável é normalmente usado para separá-las em um produto de alto teor

separá-las em um produto de alto teor e um misto.e um misto.

D- As partículas leves, por outro lado, são descarregadas ao longo do lado oposto da D- As partículas leves, por outro lado, são descarregadas ao longo do lado oposto da alimentação. alimentação.

A

B

C

D

(25)

Figura

(26)

Mesa Concentradora

As mesas concentradoras são equipamentos de concentração gravítica que

operam em faixas granulométricas entre 550 µm e 60 µm, com capacidades

que podem variar de acordo com a granulométrica da alimentação (0,5 a 2

t/h). Para carvão a capacidade pode chegar a até 15 t/h.

Caracterizam-se pela concentração a traves de superfícies inclinadas com

movimentos assimétricos, e muitas vezes combinando o principio de

escoamento lamelar.

A mesa wilfley foi lançada em 1895 sendo o principal modelo de mesa

vibratória, a partir dela apareceram outros modelos (mesas de bandas,

basculantes, redondas, ect). Os modelos de mesa mais comuns são:

Wilfley, Deister, Gemini, garfield, Butchart, James e Holman.

(27)

Mesa Concentradora Wilfley

A principal característica da mesa Wilfley foi o recobrimento parcial do

tabuleiro com ressaltos chamados rifles

“riffles” “riffles”

paralelos ao eixo

longitudinal, o que permitiu o tratamento de espécies grossas e o aumento

da capacidade de tratamento.

(28)

Mesa Concentradora

M

Moode

dellos

os D

Deeiisstteerr 999999//99

99//666

6 ((tt//hh)) 114

4 ((tt//hh)) 1155S

S ((t/

t/hh))

A

Arreeiia a dde e qquuaarrttzzoo 22,,33 11,,1155 00,,111155 A

Arreeiia a mmééddiiaa 11,,44 00,,7700 00,,007700 A

Arreeiia a ffiinnaa 00,,99 00,,4455 00,,004455 LLaammaas s 00,,44 00,,2200 00,,002200

(29)

O revestimento do deck ou tabuleiro pode ser de linóleo, goma natural e

sintética, uretano, metano impregnado de zircônio ou fibra

sintética, uretano, metano impregnado de zircônio ou fibra de vidro.

de vidro.

A inclinação da mesa wilfley no sentido transversal ao eixo longitudinal pode

ser controlada, variando entre 0 e 3° (manualmente ate 6° ou 10°).

O aumento da inclinação lateral reduze as necessidades de água de

lavagem, porem estreita as faixas das diferentes frações (concentrados,

médios e rejeitos), dificultando-se o corte, o qual é aceitável para operações

de desbastes (rougher) e não em operações de limpeza (cleaner).

O limite superior em tamanho de partícula tratadas em mesa vibratória está

entre 2 e 3 mm (15 mm para carvão).

Mesa Concentradora Wilfley

(30)

A água de lavagem é adicionada na parte superior da mesa, através de uma

calha perfurada.

Na extremidade próxima ao mecanismo de vibração contém a caixa de

alimentação, a polpa deve ser diluída: 25% em sólidos para areia e 30% em

sólidos para materiais finos.

O consumo de água para a alimentação varia de 38 a 83 l/min., e para

lavagem varia de 11 a 45 l/min.

O consumo médio de potência é de 0,6 hp/mesa enquanto que a potência

instalada varia de 0,75 a 1 hp/mesa.

Mesa Concentradora Wilfley

(31)

Os riffles são feitos de ripas de madeira com ¼” de largura e

½” de espessura pregados sobre a cobertura do linóleo com

pregos de cobre.

Os extremos dos riffles no lado das descargas são

chanfradas e formam sobre a superfície uma linha diagonal,

que inicia perto da alimentação.

Mesa Concentradora Wilfley

(32)

Os riffles foram introduzidos com o seguinte f

Os riffles foram introduzidos com o seguinte fim:

im:

•a)

•a) Formar cavidades

Formar cavidades onde ocorrem a

onde ocorrem a formação de

formação de leito e

leito e estratificação.

estratificação.

•b)

•b) Ocultar as

Ocultar as partículas pesadas

partículas pesadas para a

para a transmissão das

transmissão das virações.

virações.

•c) Expor as partículas maiores e leves ao fluxo transversal da água de

lavagem, depois da estratificação.

Assim, os riffles tem as seguintes funções:

•a)

•a) Reter as

Reter as partículas

partículas pesadas no

pesadas no fundo.

fundo.

•b) Transmitir com efetividade a ação de

•b) Transmitir com efetividade a ação de estratificação do deck à polpa.

estratificação do deck à polpa.

•c) Tornar o fluxo turbulento para produzir a separação das partículas entre

eles.

Mesa Concentradora Wilfley

(33)

Estratificação vertical das partículas entre os riffles

Mesa Concentradora

Estratificação ideal dentro

da calha

(34)

Mesa Concentradora

A mesa W

A mesa Wilfley dispõe ilfley dispõe de um de um mecanismo mecanismo que propoque proporciona rciona um movum movimento de imento de tipotipo vibratório lateral diferenciado (e assimétrico), em sentido transversal ao fluxo de polpa vibratório lateral diferenciado (e assimétrico), em sentido transversal ao fluxo de polpa (ou longitudinal à mesa), que causa o deslocamento das partículas ao longo dos riffles. (ou longitudinal à mesa), que causa o deslocamento das partículas ao longo dos riffles. A freqüência de vibração da mesa deve-ser ajustado de acordo com a granulometria A freqüência de vibração da mesa deve-ser ajustado de acordo com a granulometria da alimentação:

da alimentação:

Para material fino utiliza-se alta freqüência e pequeno curso e para grosso, baixa Para material fino utiliza-se alta freqüência e pequeno curso e para grosso, baixa freqüência e grande curso.

freqüência e grande curso.

A freqüência varia de 240 a 325 ciclos (pulsações) por minuto e o curso varia de 10 a A freqüência varia de 240 a 325 ciclos (pulsações) por minuto e o curso varia de 10 a 25mm.

25mm.

As oscilações são aplicadas ao longo do eixo horizontal da mesa e produzem As oscilações são aplicadas ao longo do eixo horizontal da mesa e produzem um movimento, que parte suavemente na direção

um movimento, que parte suavemente na direção de descarga do produto densode descarga do produto denso e termina, com o objetivo de promover o escorregamento das partículas na e termina, com o objetivo de promover o escorregamento das partículas na referida direção.

referida direção.

Esse caráter assimétrico das oscilações é responsável pelo transporte das Esse caráter assimétrico das oscilações é responsável pelo transporte das partículas na direção paralela aos riffles e por garantir uma mobilidade partículas na direção paralela aos riffles e por garantir uma mobilidade adequada

(35)

(36)

11 IImm pp uu llss oo ((cc oo mm pp rrii mm eenn ttoo )) Fim do Fim do movimento movimento a adiante a adiante Fim do Fim do movimento movimento de retorno de retorno Longitude Longitude escalar do escalar do movimento movimento ttee mm pp oo

(37)

Arranjo típico das partículas sobre uma mesa

Embora a concentra

Embora a concentração em película ção em película de água exija, a rigor, apenade água exija, a rigor, apenas uma monocams uma monocamadaada de partículas sobre o deque, na prática, múltiplas camadas são alimentadas na mesa, de partículas sobre o deque, na prática, múltiplas camadas são alimentadas na mesa, oferecendo uma maior capacidade.

oferecendo uma maior capacidade.

A estratificação devido a ação das oscilações se dá entre os riffles, que geralmente A estratificação devido a ação das oscilações se dá entre os riffles, que geralmente apresenta uma altura que diminui desde a extremidade da alimentação até quase apresenta uma altura que diminui desde a extremidade da alimentação até quase desaparecer próximo á descarga do produto denso.

desaparecer próximo á descarga do produto denso.

Uma parte do deque, próximo á descarga do produto denso, é deixada lisa para Uma parte do deque, próximo á descarga do produto denso, é deixada lisa para garantir com que condições de separação em

(38)

Água de lavagem

Oscilação

Lamas e lamelares Lamas e lamelares C C o o n n c c e e n n t t r r a a d d o o

Intermédios

Rejeitos

Alimentação

Pesados

intermédios

Leves

Arranjo típico das partículas sobre uma mesa

(39)

Á

g

u

a

d

e

l

a

v

a

g

e

m

Oscilação

I I n _n t_t e e r _r m_m é é d _{d i i o o} s s R

R e e j j e e i i t t o o s s + + l l a a m m a a s s

Alimentação

Pesados

intermédios

Leves

C C o o n n c c e e n n t t r r a a d d o o

(40)

Mesa Concentradora

Durante o recorrido do material as partículas diferenciam-se formando bandas em Durante o recorrido do material as partículas diferenciam-se formando bandas em abanico segundo seu peso específico e

(41)

11

33

22

66

55

44

77

(42)

1. – A polpa de alimentação, compreende 90% em volume de água, é submetido a 1. – A polpa de alimentação, compreende 90% em volume de água, é submetido a um desbaste de lamas mediante uma sedimentação da areia nos canais formados um desbaste de lamas mediante uma sedimentação da areia nos canais formados pelos obstáculos (rifles), mas

pelos obstáculos (rifles), mas as lamas escoam seguindo o declive as lamas escoam seguindo o declive (deslamagem(deslamagem). No). No leito de areia acontece uma sedimentação diferencial de acordo pelas densidades leito de areia acontece uma sedimentação diferencial de acordo pelas densidades das partículas e

das partículas e simultaneamensimultaneamente uma cte uma classificação granulométrica.lassificação granulométrica. 2. – A areia deslamada de (1), é guiada pelos rifles,

2. – A areia deslamada de (1), é guiada pelos rifles, no movimento de “ida” (acelerano movimento de “ida” (acelerada)da) da mesa, porem não consegue retornar com o movimento de “volta”. A diminuição da da mesa, porem não consegue retornar com o movimento de “volta”. A diminuição da altura dos rifles (sentido direita a esquerda) influi a que o fluxo transversal da água altura dos rifles (sentido direita a esquerda) influi a que o fluxo transversal da água arraste a capa superior da areia depositada, esta capa corresponde à areia grossa do arraste a capa superior da areia depositada, esta capa corresponde à areia grossa do mineral leve. Esta separação é uma operação de classificação pelo tamanho. O mineral leve. Esta separação é uma operação de classificação pelo tamanho. O resíduo (enrique

resíduo (enriquecido) continua seu cido) continua seu deslocamento deslocamento ate o extremo esquate o extremo esquerdo (5).erdo (5).

3. – O fluxo princip

3. – O fluxo principal de areia al de areia procede de 2, este procede de 2, este é é pobre de mpobre de material pesadoaterial pesado. Nesta. Nesta área se completa a separação de materiais pesados e médios que poderiam estar área se completa a separação de materiais pesados e médios que poderiam estar misturados com o material leve.

misturados com o material leve.

Esta operação é de re-estratificação e

Esta operação é de re-estratificação e classificação pelo tamanho (1+2).classificação pelo tamanho (1+2).

Em conseqüência, as partículas maiores da espécie leve se descarregam ao longo do Em conseqüência, as partículas maiores da espécie leve se descarregam ao longo do lado inferior que toma o nome de cantinho ou lado “dos estéreis”, indicado na figura e lado inferior que toma o nome de cantinho ou lado “dos estéreis”, indicado na figura e pode ser representado como “≠”.

(43)

4. – Chamado o cantinho dos mistos, é alimentado pelo resíduo enriquecido de 3 e do 4. – Chamado o cantinho dos mistos, é alimentado pelo resíduo enriquecido de 3 e do material empobrecido proceden

material empobrecido procedente da te da franja de concentrado (5).franja de concentrado (5).

Esta mistura volve-se a estratificar e classificar-se pelo tamanho ao longo da periferia Esta mistura volve-se a estratificar e classificar-se pelo tamanho ao longo da periferia da mesa. O produto descarregado compreende grãos grossos de mineral pesado, a da mesa. O produto descarregado compreende grãos grossos de mineral pesado, a maior parte dos mistos e as areias de ganga mais finas. Nesta área também são maior parte dos mistos e as areias de ganga mais finas. Nesta área também são devolvidos os grãos mais finos do

devolvidos os grãos mais finos do material pesado a (5) pelo intermédio dos rifles.material pesado a (5) pelo intermédio dos rifles.

5. – Chamada área de afino, constituída pela superfície do tabuleiro sem rifles no 5. – Chamada área de afino, constituída pela superfície do tabuleiro sem rifles no extremo destes.

extremo destes.

O objetivo é de depurar o

O objetivo é de depurar o pré-concentrado obtido na zona com rifles (2+4).pré-concentrado obtido na zona com rifles (2+4).

Essencialmente consiste em um lavagem com corrente lamelar com sacudimentos, a Essencialmente consiste em um lavagem com corrente lamelar com sacudimentos, a ganga fina e os grãos médios são arrastados pela corrente (para 4) e o concentrado ganga fina e os grãos médios são arrastados pela corrente (para 4) e o concentrado final se verte no

final se verte no extremo da mesa.extremo da mesa.

6. – Esta zona constitui a segunda zona de deslamagem, que recolhe as areias 6. – Esta zona constitui a segunda zona de deslamagem, que recolhe as areias arrastadas

arrastadas pelo declive dpelo declive da zona abarroa zona abarrotada (1) e são etada (1) e são enviadas a (3nviadas a (3).).

7. – Esta é a zona de deslamagem final, onde se recolhem as areias mais finas e 7. – Esta é a zona de deslamagem final, onde se recolhem as areias mais finas e voltam a (6). As

voltam a (6). As lamas em suspensão se vertem na borda do lamas em suspensão se vertem na borda do tabuleiro.tabuleiro. As lamas podem estar

As lamas podem estar enriquecidas pelo fato que os enriquecidas pelo fato que os minerais pesados (sulfuro) podemminerais pesados (sulfuro) podem romper-se finamente pela moagem.

(44)

Em geral: Em geral: As mesas tem três tipos

As mesas tem três tipos de produtos: pesado, misto e leve.de produtos: pesado, misto e leve. As mesas podem ser divididas em três zonas de classificação: As mesas podem ser divididas em três zonas de classificação: Zona de estratificação, onde fica a parte mais alta dos rifles Zona de estratificação, onde fica a parte mais alta dos rifles Zona de limpeza, onde os rifles

Zona de limpeza, onde os rifles são afinados ou rebaixados entre o meio da são afinados ou rebaixados entre o meio da mesa.mesa. Zona de descarga, onde não possuem rifles

Zona de descarga, onde não possuem rifles (mesa Wilfley)(mesa Wilfley) A separação

A separação dos proddos produtos utos é realizadé realizada com a com o auxílio o auxílio de simpde simples desviadoles desviadores de res de fluxo,fluxo, posicionado

posicionado nas nas calhas calhas de de descarga.descarga.

A capacidade de alimentação da mesa é determinada pela área do deque, pela taxa de A capacidade de alimentação da mesa é determinada pela área do deque, pela taxa de separação de leves e pesados, e pela taxa de remoção do material separado do separação de leves e pesados, e pela taxa de remoção do material separado do deque.

deque.

Alguns características das partículas influem na separação: Alguns características das partículas influem na separação:

Micas, na forma placosa,

Micas, na forma placosa, embora leves, não escoam facilmente e transversalmente àembora leves, não escoam facilmente e transversalmente à mesa, e terminam na área de concentrado pesado.

mesa, e terminam na área de concentrado pesado.

As partículas esféricas (arredondadas) podem mover-se na lamina de água na As partículas esféricas (arredondadas) podem mover-se na lamina de água na direção de coleta dos minerais leves.

(45)

Importante lembrar Importante lembrar

Devido ao ingresso da alimentação nova e a ação da estratificação no leito, as Devido ao ingresso da alimentação nova e a ação da estratificação no leito, as partículas leves

partículas leves grossas tendem grossas tendem a subir preferenca subir preferencialmente ialmente até o topo daté o topo do leito, sendoo leito, sendo as primeir

as primeiras as a sofrer a sofrer a ação da ação da estratificaçãa estratificação no leitoo no leito, as pa, as partículas leves rtículas leves grossasgrossas tendem a

tendem a subir preferencsubir preferencialmente até ialmente até o topo do o topo do leito, sendo leito, sendo as primeiraas primeiras a s a sofrer asofrer a ação da película de água sobre o topo dos rifles.

ação da película de água sobre o topo dos rifles. Como resultado

Como resultado elas são arrastadas elas são arrastadas primeiro primeiro e descarregadas ne descarregadas na extremidade a extremidade opostaoposta á alimentação, próximo ao mecanismo de oscilações da mesa.

á alimentação, próximo ao mecanismo de oscilações da mesa.

A velocidade de separação, por sua vez, depende do critério de concentração e da A velocidade de separação, por sua vez, depende do critério de concentração e da granulome

granulometria da tria da alimentação.alimentação. Quanto maior

Quanto maior for for o critério de conceno critério de concentração e o tamantração e o tamanho da partícula, maho da partícula, mais rápida seráis rápida será a separação e maior a capacidade.

(46)

Fundamentos teóricos da separação

A separação de partículas pela ação de uma película de água com oscilação é resultado A separação de partículas pela ação de uma película de água com oscilação é resultado da ação

da ação de três de três mecanismomecanismos principais principais:s:

A velocidade diferencial de partículas em uma película

A velocidade diferencial de partículas em uma película de água.de água. O movimento de oscilação do deque, transversal ao

O movimento de oscilação do deque, transversal ao escoamento da película de água.escoamento da película de água. A estratificação de partículas entre riffles (

A estratificação de partículas entre riffles ( quando em mesas concentradoras).quando em mesas concentradoras).

Movimento para frente: Partículas finas nas camadas inferiores do fluido irão se Movimento para frente: Partículas finas nas camadas inferiores do fluido irão se mover solitários ao deque. O escorregamento irá ocorrer progressivamente com as mover solitários ao deque. O escorregamento irá ocorrer progressivamente com as partículas mais grossas e leves, dependendo do valor decrescente da força de partículas mais grossas e leves, dependendo do valor decrescente da força de arraste.

arraste.

No movimento para trás: a aceleração é significativamente superior aquela No movimento para trás: a aceleração é significativamente superior aquela necessária para o

necessária para o escorregamenescorregamento de qualquer pto de qualquer partículas artículas posicionada no dposicionada no deque, deeque, de maneira que, nesta etapa, as partículas irão se manter estacionárias em relação a maneira que, nesta etapa, as partículas irão se manter estacionárias em relação a um referencial extremo.

(47)

Movimento das partículas em relação ao deque ao

final de cada ciclo.

(48)

Movimento das partículas em relação ao deque ao

final de cada ciclo.



_{Como visto na figura anterior, enquanto a ação das}

oscilações faz com que partículas finas

oscilações faz com que partículas finas e densas

e densas

apresentem uma maior velocidade que as grossas e

leves na direção longitudinal, o oposto ocorre pela ação

da película de água.



Nesta última, pa

Nesta

última, partículas

rtículas leves e

leves e grossas sã

grossas são sujeita

o sujeitas a

s a

altas forças de arraste, pois

altas forças de arraste, pois se estendem mais alto no

se estendem mais alto no

perfil de velocidades da

perfil de velocidades da película de água, apresentando

película de água, apresentando

maior velocidade que as finas densas.

(49)

De acordo com os efeitos as

De acordo com os efeitos as partículas percorrem uma

partículas percorrem uma

trajetória em diagonal ao longo da mesa. A direção dessa

diagonal pode ser obtida pela soma vetorial das

velocidades.

(50)

Variáveis que permitem otimizar a sua operação.

V a r i á v e i s

FF rr o m

o m a t

a t oo

(51)

Tipos de deque

(52)

Mesa oscilatória Mesa oscilatória

(53)

Partes constituintes da mesa Partes constituintes da mesa

(54)

Características de

concentração dos

métodos de

concentração gravítica.

(55)

Mesa Concentradora

As correntes longitudinais aplicadas às partículas em sedimentação produzem ao As correntes longitudinais aplicadas às partículas em sedimentação produzem ao movimento de queda um movimento longitudinal. Durante a sedimentação, as movimento de queda um movimento longitudinal. Durante a sedimentação, as partículas

partículas descrevem descrevem trajetórias de trajetórias de acordo acordo com o com o tempo dtempo de exposição e exposição às forçasàs forças longitudinais.

longitudinais.

As partículas maiores e de maior peso específico tem maior velocidade de queda, e As partículas maiores e de maior peso específico tem maior velocidade de queda, e sedimentam primeiro perto do ponto de alimentação. As partículas menores e mais sedimentam primeiro perto do ponto de alimentação. As partículas menores e mais leves sofrem maior ação de transporte longitudinal, e são depositadas mais longe. leves sofrem maior ação de transporte longitudinal, e são depositadas mais longe. Outras partículas são depositadas de acordo com suas velocidades de queda Outras partículas são depositadas de acordo com suas velocidades de queda dependendo de seus tamanhos e pesos específicos, sendo possível que partículas de dependendo de seus tamanhos e pesos específicos, sendo possível que partículas de

(56)

VARIÁVEIS DE DESENHO

••

Forma da mesa.

••

Material da superfície da mesa.

••

Forma dos

Forma dos riffles.

riffles.

••

Característica dos

Característica dos riffles.

riffles.

••

Aceleração y desaceleração.

••

Localização da alimentação.

CONTROLES OPERACIONAIS

••

Inclinação da mesa.

••

Densidade da polpa da

Densidade da polpa da alimentação.

alimentação.

••

Água de lavagem.

• Localização dos cortadores dos produtos.

Mesa Concentradora – variáveis

(57)

Variáveis que permitem otimizar a sua operação.

V a r i á v e i s

FF rr o m

o m a t

a t oo

(58)

CONTROLES OPERACIONAIS NAS ETAPAS

Etapa

rougher rougher

: mais água, mais material, mais inclinação, pulsos

: mais água, mais material, mais inclinação, pulsos mais largos,

mais largos,

riffles completos.

Etapa

cleaner cleaner

: menos água, menos material, menos inclinação, pulsos

: menos água, menos material, menos inclinação, pulsos mais

mais

curtos, riffles parciais.

Alimentação fina: menos água, menos alimentação, maior velocidade, pulsos

mais curtos, riffles baixos.

Alimentação grossa: mais água, mais alimentação, menor velocidade, pulsos

mais longos, riffles altos.

Mesa Concentradora – variáveis

(59)

Fundamentos teóricos da separação

A separação de partículas pela ação de uma película de

água com oscilação é resultado da ação de três

mecanismos principais:



A velocidade diferencial de partículas em uma película

de água.



_{O movimento de oscilação do deque (deck), transversal}

ao escoamento da película de

ao escoamento da película de água.

água.



A estratificação de partículas entre rif

A estratificação de partículas entre riffles ( quando em

fles ( quando em

mesas concentradoras).

(60)

De acordo com os efeitos as partículas percorrem uma trajetória em diagonal

ao longo da mesa. A direção dessa diagonal pode ser obtida pela soma

vetorial das velocidades.

(61)

Arranjo típico das partículas sobre uma mesa

Arranjo típico das partículas sobre uma mesa parcialmente riffleada

parcialmente riffleada

(Wilfley) e outra totalmente riffleada (Holman)

M

(62)

Arranjo típico das partículas

(63)

Mesa Concentradora

As difere

As diferenças

nças entre as

entre as mesas

mesas são mínim

são mínimas,

as, principalmente

principalmente

entre o mecanismo de acionamento, tipo e freqüência do

rifflado, numero de decks e geometria do tabuleiro.

(64)

(65)

Mesa Concentradora

Mesa

concentradora

Mesa

concentradora

Deister de dois e três

decks.

(66)

Mesa Concentradora

As aplicações das mesas vibratórias podem-se resumir:

--

Limpeza de carvão fino

--

Tratamento de óxidos de estanho, tungstênio, tantalio,

zircônio, cromo, minerais industriais e areias, chumbo e

zinco

--

Tratamento de jazidas com ouro livre e areias aluviais

(67)

Mesa Concentradora

Recuperação (%) vs. Tamanho (µm)

A – Cassiterita

B – Wolframita

C – Ferro

(68)

Mesa Concentradora

Circuito de lavagem de

carvão

(69)

A.Q. Selim, A.A. El-Midany, A.S. Abdel-Fattah, S.S. Ibrahim, Rationalization of the up-grading circuit of A.Q. Selim, A.A. El-Midany, A.S. Abdel-Fattah, S.S. Ibrahim, Rationalization of the up-grading circuit of celestite for advanced applications, Powder Technology, Volume 198, Issue 2, 10 March 2010, Pages celestite for advanced applications, Powder Technology, Volume 198, Issue 2, 10 March 2010, Pages

(70)

233-http://pa3pc195.en.hisupplie

http://pa3pc195.en.hisupplier.com/product-35519r.com/product-355190-Beneficiation-table-sh0-Beneficiation-table-shaking-table- aking-table-table-concentrator-m

(71)

Vantagens:

-- descarga contínua de produtos

descarga contínua de produtos

-- permite obter toda uma serie de

permite obter toda uma serie de produtos (concentrados, mistos, rejeitos)

produtos (concentrados, mistos, rejeitos)

-- comportamento visível do material sobre o tabuleiro

comportamento visível do material sobre o tabuleiro

-- custo relativamente baixo (de produção local)

custo relativamente baixo (de produção local)

- grande flexibilidade

-- manejo e supervisão relativamente simples (t/h)

manejo e supervisão relativamente simples (t/h)

-- possibilidade de recuperação de minerais acessórios

possibilidade de recuperação de minerais acessórios

-- alta seguridade na área de trabalho

alta seguridade na área de trabalho

-- boa recuperação e alto índice de enriquecimento, pouco uso de água e

boa recuperação e alto índice de enriquecimento, pouco uso de água e

energia

Desvantagens:

-- preço relativamente alto (capacidade)

preço relativamente alto (capacidade)

-- requere de alimentação constante (homogênea)

requere de alimentação constante (homogênea)

- requere de supervisão continua

-- motor

motor

(72)

--A alimentação: ideal a formação de uma monocamada na superfície da

A alimentação: ideal a formação de uma monocamada na superfície da

mesa. A otimização da taxa (Kg/h) de alimentação é realizada durante o

testes.

--A razão sólido/líquido: da polpa deve permanecer constante, e a água de

A razão sólido/líquido: da polpa deve permanecer constante, e a água de

lavagem deve favorecer a formação de uma lâmina de água.

--Rougher

Rougher



consumo varia 2.500 3.800 l/t de minério

--Cleaner

Cleaner



~ 2.800 l/t

--Minério com lamas

Minério com lamas



entre 2.200 a 2.800 l/t

--Água adicional de lavagem

Água adicional de lavagem



25% da água total

--Amplitude e a velocidade de pulsação: ou freqüência são variáveis

Amplitude e a velocidade de pulsação: ou freqüência são variáveis

interdependentes.

--Minério grosso

Minério grosso



maior amplitude

--Pouca diferença de densidade

Pouca diferença de densidade



menor amplitude

Mesa Concentradora – Controle

Mesa Concentradora – Controle operacional

operacional

--A inclinação do deque

A inclinação do deque



deve ser ajustada na operação, obtendo a

distribuição do minério sobre a mesa.

--A operação da mesa oscilatória é um processo empírico e depende da

A operação da mesa oscilatória é um processo empírico e depende da

natureza do minério e da complexidade do circuito

(73)

Características do equipamento:

Mesa tipo Wilfley

Tamanho: 13-A

Comprimento: 40 polegadas

Largura: 18 polegadas

Motor: ¼ hp

Capacidade: 0,5 a 2,5 t

Capacidade: 0,5 a 2,5 toneladas/24h

oneladas/24h

Mesa Concentradora – Teste de laboratório

(74)

Preparar a massa de minério e calcular a água de polpa e da

alimentação (úmida ou seca)

Com auxilio de folha de papel colocada no tabuleiro da mesa achar o

gráfico das variáveis: comprimento, período e freqüência.

Ao preparar a massa da alimentação por homogeneização e

quarteamento, retirar uma porção para calcular o

quarteamento, retirar uma porção para calcular o teor valioso por

teor valioso por

processo de densidade.

Ajuste de equipamento (se fosse necessário)

Medir a água da polpa e água de lavagem com o equipamento em

funcionamento (regular)

Calcular alimentação

Marcar tempo de início e final do

Marcar tempo de início e final do teste

teste

Ligar água de polpa e lavagem

Ligar alimentador de sólido ou de polpa

Recolher os produtos após o final do teste

Filtrar, secar, pesar e calcular as densidades de cada produto

extraído12. Fazer os balanços de massas e metalúrgicos

Verificar a recuperação do processo

Mesa Concentradora – Teste de laboratório

(75)