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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2017.tde-03082017-084519
Documento
Autor
Nome completo
Alexandro Uliana
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2017
Orientador
Banca examinadora
Chaves, Arthur Pinto (Presidente)
Espinosa, Denise Crocce Romano
Moraes, Sandra Lúcia de
Título em português
A célula pneumática e sua aplicabilidade à flotação reversa do minério de ferro itabirítico.
Palavras-chave em português
Células
Flotação
Minérios
Resumo em português
A realização deste estudo teve por objetivo caracterizar o funcionamento de uma célula pneumática de flotação e comparar o seu desempenho às diferentes tecnologias [células mecânicas e colunas de flotação] já instaladas e em operação nos circuitos industriais da Samarco Mineração - no Circuito de Grossos e no Circuito de Finos. Utilizou-se, para a realização dos ensaios e/ou das análises, uma célula mecânica laboratorial [modelo Wemco®], uma célula pneumática piloto [modelo MBE®] e um medidor de tamanho de bolhas e de velocidade superficial do ar [modelo APBS®]. Neste estudo, utilizaram-se amostras coletadas na alimentação dos dois referidos circuitos industriais de flotação - executando-se, posteriormente, etapas complementares de caracterização mineralógica, levantamento de dados e análise estatística dos resultados. Como conclusões, em maior relevância, citam-se: a) Para as células pneumáticas, maiores aplicabilidades industriais foram identificadas para o modelo Pneuflot®, processando carvão e em operações na China. Foram mapeadas células de 4,1 a 5,0 m de diâmetro processando volumes de polpa superiores a 1.000 m3/h; b) Em análise de influência das variáveis, foi identificado que o percentual de sólidos da alimentação e a velocidade da polpa no distribuidor possuem elevada influência sobre as variáveis respostas do processo de flotação; c) Em célula pneumática, em escala piloto e em regime batch, observou-se que: para a flotabilidade de sílica, a constante cinética (k) foi fortemente influenciada pela granulometria, sendo de 0,719 min-1 para a amostra CG e de 0,237 min-1 para a amostra CF; d) Utilizando-se de modelos cinéticos, dimensionaram-se circuitos de células pneumáticas. Conforme especificações atualmente praticadas e sem otimizações, seriam necessárias 8 células para o Circuito de Grossos e 11 células para o Circuito de Finos. e) Em comparativos entre células mecânicas e colunas de flotação [em escala industrial], constataram-se maiores eficiências de circuitos contendo células pneumáticas [dimensionados a partir de resultados em escala piloto]; e f) Em análise de dispersão do ar, realizaram-se medições e/ou identificação das correlações existentes entre as variáveis velocidade superficial do ar (Jg), diâmetro médio de bolhas ou diâmetro de Sauter (d32), hold-up do ar (Eg) e fluxo superficial de área de bolhas (Sb).
Título em inglês
The pneumatic cell and its applicability to the reverse flotation of itabirite iron ore.
Palavras-chave em inglês
Air dispersion
Flotation kinetics
Iron ore
Pneumatic cell
Resumo em inglês
This study aimed to characterize the operation of pneumatic cells and compare their performance to other different technologies [mechanical cells and columns] already installed and in operation in the industrial circuits of the company Samarco Mineração - Circuit of Coarse materials and Circuit of Fine materials. It was used, for the tests and/or assays, a laboratorial mechanical cell [Wemco® model], a pilot pneumatic cell [MBE® model] and a bubbles size and superficial air velocity measurer [APBS® model]. For these, feed samples of both industrial flotation circuits were taken - followed by complementary steps of mineralogical characterization, data collection and statistical analyzes of results. As conclusions, in higher relevance, have been noted: a) For the pneumatic cells, larger industrial applications were identified for the Pneuflot® model, processing coal and in operation in China. Cells measuring from 4,1 to 5,0 m of diameter were listed processing volumes higher than 1.000 m3/h; b) In an analysis of the influence of variables, it was identified that the percentage of solids in the feed and the velocity of slurry in the distributor have high influence on the process responses of flotation; c) In a pneumatic cell, on a pilot scale and under batch regime, for the floatability of silica, the kinetic constant (k) was strongly influenced by the size of particles, of 0,719 min-1 for the sample CG [from Coarse Circuit] and of 0,237 min-1 for the sample CF [from Fine Circuit]; d) Using kinetic models, circuits of pneumatic cells have been designed. According to the current specifications and without optimizations, 8 cells would be necessary for the Coarse Circuit and 11 cells for the Fine Circuit; e) In comparisons between mechanical cells and columns [on an industrial scale], greater efficiencies were noted for circuits containing pneumatic cells [designed from results on a pilot scale]; and f) In an analysis of the air dispersion, measurements and/or identification of existing correlations between the variables superficial air velocity (Jg), bubble size diameter (d32), air hold-up (Eg) and superficial area bubble flux (Sb) have been done.
 
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Data de Publicação
2017-08-04
 
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