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O presente relatório tem por objetivo apresentar o diagnostico operacional da planta
de lavagem MCR atualizado, bem como apresentar a capacidade de alimentação dos
equipamentos principais que podem afetar a qualidade dos produtos gerados e a
discussão técnica das condições atuais de operação scrubbers.
2. Metodologia
Foram levantadas as capacidades operacionais dos scrubbers da PL 01 (modelo LT-
1528), peneiras de classificação a úmido da PL 01 (modelo 5020), PL 03 (modelo 4015) e
PL 03 (3 peneiras modelo 4015).
No primeiro relatório emitido o calculo de capacidade das peneiras foram calculados
pelo modelamento matemático de dimensionamento vibratório manual FAÇO. A nova
interpretação é baseada nas condições operacionais reais medidas e analisadas, ou seja,
onde foi monitorada a velocidade de peneiramento da carga sobre a peneira,
considerando a altura da camada na peneira, granulometria, densidade do sólido, etc.
Para os scrubbers adotou-se o mesmo método utilizado na emissão do 1º relatório,
ou seja, o tempo de residência foi calculado pela vazão de polpa que alimenta o scrubber
e o volume útil do mesmo, correlacionando com as variáveis e uma nova interpretação da
visão de processo.
3. Scrubber
3.1 Revisão conceitual
De acordo com Taggart (1945), o processo de escrubagem e efetivamente adesagregação por meio de forças relativamente leves, se comparada com os esforços
usuais em cominuição, porem suficientes para reduzir materiais razoavelmente moles e
inconsolidados, tais como argilas, ou para separar grãos unidos entre si por ligações
brandas, geradas, por exemplo, na cimentação natural ocorrida com certos minérios ou na
precipitação de sais.
A escrubagem e normalmente realizada pela ação de atritar particulas duras e
grosseiras umas nas outras. Normalmente, a operçaão de escrubagem antecede a
operação de lavagem prorpriamente dita, mas em muitos casos ambas as ações são
desenvolvidas simultaneamente.
Os metodos e equipamentos a serem empregados dependem, fundamentalmente ,
do tipo de material, do tamanho de partículas e dos resultados pretendidos. Por exemplo,
o tratamento de partículas minerais grosseiras, contaminadas com argila, será muito mais
difícil quanto mais plástica e impermeável for a argila a ser desintegrada e removida. Por
outro lado, o tratamento de cascalhos contendo partículas roladas e lisas, levemente
cimentadas por argilas, pode ser realizado com relativa facilidade, por exemplo, sobre
peneiras vibratórias submetidas a fortes jatos de água.
As principais características do scrubber são as dimensões do cilindro (diâmetro e
comprimento) e a potência instalada, que é função de suas dimensões e variáveis
operacionais. As variáveis operacionais são o volume útil, geralmente expresso em
porcentagem do volume da câmara de escrubagem, a velocidade de rotação, tempo de
residência da polpa, altura das aletas de revolvimento e concentração de sólidos da polpa
alimentada. Se essas variáveis operacionais não forem respeitadas e determinadas em
função da performance operacional do minério em questão, a qualidade final do produto
obtido estará comprometido.
Em função da revisão conceitual apresentada é de suma importância que o scrubber
esteja dimensionado respeitando as seguintes variáveis de operação:
1. Concentração de sólidos na polpa: A relação entre massa de sólidos e a massa
de polpa é uma importante variável no processo de escrubagem. Assim como namoagem, a quantidade de água adicionada no minério no processo de escrubagem, afeta
não só a velocidade com que as partículas passam por dentro do scrubber , mas também
a viscosidade e a densidade de polpa e em conseqüência a ação mecânica da
desagregação entre partículas. Polpas excessivamente diluídas diminuem o tempo de
As faixas de velocidade de rotação são caracterizadas pela ação dinâmica da carga
requerida. A velocidade de rotação de scrubbers é geralmente muito menor, se
comparada com as de moinhos, uma vez que a atrição/ abrasão é o mecanismo normal
da escrubagem. Para se ter uma idéia os moinhos operam na faixa de 70% a 75% da
velocidade crítica, enquanto nos scrubbers tendem a trabalhar na faixa de 30% a 65%
(MILLER, 2004).
6. Altura das aletas de revolvimento do minério : O perfil do revestimento interno
afeta fortemente a trajetória das partículas. As aletas servem para elevar as partículas e,
portanto, adquirem uma maior energia potencial. Internamente, o scrubber e revestido deaço ou placas de borracha com aletas levantadoras (lifters) com ate mais de 200 mm de
altura em aço, ou de borracha em torno de 100 a 150 mm). Há uma tendência de
paronização para o uso de borracha no revestimento e barras levantadoras, devido a
menor geração de ruído, maior vida útil e manutenção mais simples (W&W3D, 2008).
É mostrado a seguir as especificações técnicas dos scrubbers mais utilizados no
Tabela III – Tabela comparativa dados operacionais projeto x realizado na PL MCR
Observando a tabela acima e analisando o tempo de residência de especificação
podemos concluir de forma unitária que a PL 01 e PL 03 estão trabalhando 127% abaixo
do tempo de residência necessário, ou seja, o tempo necessário seria de 34s e
atualmente opera com 15s para uma taxa média de alimentação de 600 t/h. A PL 02 está
trabalhando 89% abaixo do tempo de residência necessário, ou seja, o tempo necessário
seria de 34s e atualmente opera com 18s para uma taxa média de alimentação de 495 t/h.Porem analisando o sistema de forma completa podemos concluir que somando-se os
tempos de residência da PL 01, PL 03 e PL 02 temos um tempo total de residência de 33s
contra 34s recomendado pelo fabricante.
Analisando de forma ampla esses cenários podemos concluir que para a variável
tempo de residência global precisamos de 2 plantas de lavagem em série para manter o
tempo de residência mínimo especificado pelo fornecedor (33s somando as 2 plantas
contra 34s indicado pelo fornecedor). Para essa variável em questão ao se trabalhar com2 plantas em série e para manter o tempo de residência mínimo pedido pelo fornecedor
utilizamos praticamente o dobro de água e energia elétrica, reduzimos pela metade o
tempo de residência nos classificadores espirais e espessador de lamas e maior consumo
de floculante devido a baixa % de sólidos presente na lama, sendo necessário uma maior
dosagem desse reagente para melhor interação partícula-floculante.
Outro fator muito importante na eficiência e eficácia do processo de escrubagem e a
velocidade crítica de trabalho. Calculando-se a velocidade crítica dos scrubbers existêntes
na PL chegamos a 34 rpm. Porem conforme recomendado pelo fabricante e pelo
processo de escrubagem a velocidade crítica deve estar entre 30% a 65%, onde a
velocidade máxima crítica de trabalho seria 22 rpm (65% de Vc). Atualmente os scrubbers
da PL MCR trabalham com praticamente 100% de Vc (34 rpm).
Quais as consequencias de se trabalhar com a velocidade crítica em 100%?
Quando o scrubber trabalha com velocidade crítica em 100% perdemos o efeito
cascata e catarata, bem como ocorre a centrifugação da carga. A função do efeito cascataé promover o alcance da carga a uma certa altura e posteriormente que essas rolem
sobre as outras havendo a limpeza das partículas por abrasão e atrito. Nesse regime a
ocorre a limpeza das particulas.
Figura I – Efeito cascata dentro do scrubber
A função do efeito catarata e promover a elevação da carga até uma certa altura
onde a mesma cai sobre as demais eliminando as arestas das partículas e/ou reduzindoos pontos de menor fraqueza em relação a sua clivagem. Nesse regime ocorre a geração
Para um regime adequado de escrubagem recomenda-se que o scrubber trabalhe
em equilibrio nos regimes cascata e catarata. Porem quando há centrifugação da carga
devido a operação em 100% da velocidade crítica, além de acelerar o processo dedesgaste dos componentes (acionamento, transmissão, pneus, pista de rolamento, etc) o
scrubber trabalha em “balanço”, ou seja, quando a carga se desprende do topo do
scrubber , ele promove o balanço vai e vem do equipamento. Outros fatos operacionais
inadequados podem ser observados nos scrubbers da planta de lavagem MCR como
descarga por calha coletora e não por overflow, ausência de aletas inclinadas que
possibilitem o transporte para a descarga do equipamento, etc.
É mostrado a seguir fotos das condições ideais de operação doscrubber