Download pdf - Separação magnética e eletrostatica

Professor: Helio Martins de Abreu Filho

Alunos: Daniel Pereira

Laura Viana

Luzélia Felix

Renato Carmo

Rogério Papa

Separação Magnética e Eletrostática

25/05/14 12:39 3Rua Gastão Bráulio dos Santos, 837 • Nova Gameleira • Belo Horizonte • MG • 30510-120 • Tel.:(31) 3372.3703

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Conteúdo

I. Conceitos

II. Princípios de Funcionamento do Processo

III. Descrição e Tipos dos Equipamentos

IV. Principais Fabricantes

V. Aplicações Industriais

VI. Vantagens e Desvantagens do Uso

VII. Conclusão

HistóriaSeparação Magnética e Eletrostática

4Luzélia Felix

Há mais de dois mil anos, os gregos antigos já conheciam as “pedras especiais”, nome dado às substâncias capazes de atrair outras.

A primeira referência conhecida foi a do filósofo TALES DE MILETO no sec VI a.C. conhecido como o pai da filosofia Grega.

Principais áreas de interesse era Metafísica, Ética, Matemática e Astronomia.


5Luzélia Felix

A composição desta “pedra especial” é de óxido de

ferro (Fe3SO4), Magnetita , encontrada em uma região

chamada Magnésia, na Grécia antiga. Tales observou

que essa pedra de comportamento estranho tinha a

propriedade de atrair materiais como o ferro.

A pedra passou a ser chamada de imã, e o estudo

dos imãs chamado de magnetismo.

ConceitoSeparação Magnética e Eletrostática

6Luzélia Felix

É o estudo dos fenômenos e propriedades

relacionadas à atração ou repulsão observada entre

determinados objetos (imãs).

Magnetismo

Mudar figura

ConceitosSeparação Magnética e Eletrostática

7Luzélia Felix

Imã é definido com um objeto capaz de provocar um campo magnético à sua volta.

Necessariamente um imã e sempre composto por um pólo norte e um pólo sul.

Imã natural

É feito de minerais com substâncias magnéticas,

como por exemplo, a magnetita.

Imã artificial

São dispositivos sem propriedades magnéticas,

que utilizam a corrente elétrica para gerar um

campo magnético, adquirindo permanente ou

instantaneamente características de um ímã

natural.Rever def. conceito

ConceitosSeparação Magnética e Eletrostática

8Luzélia Felix

Atração e Repulsão

Propriedade dos ImãsSeparação Magnética e Eletrostática

9Luzélia Felix

Inseparabilidade dos Pólos

O grande imã: A TerraSeparação Magnética e Eletrostática

10Luzélia Felix

O pólo Norte geográfico da Terra é um polo sul magnético.

Editar conceito


11Luzélia Felix

Fazer slide identico ao do thales de mileto


12Luzélia Felix

É o ramo da Física que estuda as propriedades e o comportamento

de cargas elétricas em repouso, ou que estuda os fenômenos do equilíbrio

da eletricidade nos corpos que de alguma forma se tornam carregados de

carga elétrica, ou eletrizados.

Eletrostática


13Luzélia Felix

Campo Magnético

Cercam materiais e correntes elétricas;

São detectados pela força que exercem sobre outros materiais magnéticos

e cargas elétricas em movimento;

O campo magnético em qualquer lugar possui tanto uma direção quanto

uma magnitude (força);

Melhorar conceito


14Luzélia Felix

Linhas de Indução

Preparar slide


15Luzélia Felix

Campo Magnético

Campo magnético feito com pó de ferro sob uma lâmina de vidro com um imã na parte inferior.


16Luzélia Felix

Propriedades magnéticas

O fenômeno que governa o magnetismo está no comportamento das partículas de

indeterminados minerais quando expostas a um mesmo campo magnético isto é a

susceptibilidade magnética, isso resulta na já conhecida atração ou repulsão das

partículas de minerais pelo campo magnético;

Em electromagnetismo a susceptibilidade magnética (designada por ) mensura a

capacidade que tem um material em magnetizar-se sob a ação de uma estimulação

magnética - de um campo magnetizante - ao qual este é submetido.

Rever conceito

Propriedades MagnéticasSeparação Magnética e Eletrostática

17Luzélia Felix

Materiais Diamagnéticos

São materiais que, quando colocados na presença de um campo magnético externo,

a resultante cria no interior do material alinhamento em oposição ao campo

magnético, o que causa a sua mútua repulsão.

Ouro Au Prata Ag Cobre Cu Diamante


18Luzélia Felix

Materiais Paramagnéticos

São materiais que, quando colocados na presença de um campo magnético externo,

gera um fluxo aumentado dentro do material, estes tipos de materiais são

ligeiramente atraídos.

Hematita Magnésio Litío


19Luzélia Felix

Materiais Ferromagnéticos

São materiais fortemente paramagnéticos que, quando submetidos a um campo

magnético externo, ele é aumentado de uma forma muito intensa, são materiais

fortemente atraídos.

Ferro Cobalto Niquel

Princípios de Funcionamento do ProcessoSeparação Magnética e Eletrostática

20Renato Carmo

Suponhamos que tenha uma mistura complexa de pó de ferro e pregos

em meio ao sal.

Como retirar um dos componentes de maneira rápida e precisa?


21Renato Carmo

O processo de separação magnética é um método usado para separar metais

ferromagnéticos, presentes em uma mistura, por meio da força de atração do ímã.


22Renato Carmo

Exemplos de utilização

•Processamento de minérios;

•Separação de alguns minérios de ferro de suas impurezas;

•Permite separar materiais fortemente magnéticos a fracamente magnéticos.

AplicaçãoSeparação Magnética e Eletrostática

23Renato Carmo

Susceptibilidade magnética

Método a seco

Usado em geral para a granulometria

grossa;

Método a úmido

Usado para granulometria mais finas.

Eletrização Separação Magnética e Eletrostática

24Renato Carmo

São usadas eletrizações, que podem ser por:

•Contato ou Atrito;

•Indução;

•Bombardeamento iônico.

Cada processo proporciona certo aumento na carga superficial das partículas.

Eletrização de Partículas Minerais

Eletrização de Partículas MineraisSeparação Magnética e Eletrostática

25Renato Carmo

Minerais com naturezas diferentes em contato e separados posteriormente.

Eletrização por Contato ou por Atrito


26Renato Carmo

Partículas minerais em contato com uma superfície condutora e aterrada, submetidas a um campo elétrico.

Eletrização por Indução


27Renato Carmo

Os gases, nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), não conduzem a corrente elétrica, comportando-se como dielétricos;

Por outro lado, se submetido a um potencial elevado, ocorre uma descarga iônica e, consequentemente, a condução da corrente elétrica.

Eletrização por Bombardeamento Iônico

EquipamentosSeparação Magnética e Eletrostática

28Laura Viana

História

Os primeiros equipamentos a serem utilizados em escala industrial datam de

1800 e foram empregados na separação de ouro e sulfetos metálicos da ganga

silicosa com baixa condutividade.

No período de 1920-1940, com o advento da flotação, houve pouca utilização do

processo, somente a partir de 1940, com o progresso obtido no uso de fontes de alta

tensão e os aperfeiçoamentos obtidos nas áreas de eletricidade e eletrônica,

tornou-se a separação eletrostática competitiva, se comparada com outros processos

na área do processamento de minérios.


29Laura Viana

Tipos de Separadores

Os equipamentos utilizados na prática têm em comum alguns componentes básicos:

•Sistemas de alimentação e coleta dos produtos;

•Campo elétrico externo;

•Mecanismos de carregamento e

•Dispositivos de adesivos na trajetória das partículas dielétricas.

A forma de um separador está essencialmente relacionada ao tipo de mecanismo

utilizado no carregamento das diferentes espécies mineralógicas presentes à

separação.


30Laura Viana

Separação Magnética

Separadores Magnéticos de refugo de ferro

São usados para proteger o equipamento dos processos de operações, como os britadores,

pulverizadores e os transportadores. Usualmente aplicam-se a material seco ou a material que

contém apenas umidade superficial. A separação visa retirar pedaços de ferro maiores que 1/8in.

Polias motrizes magnéticas

Ímas suspensos

Tambores magnéticos

Ímas planos

Grades magnéticas

Detectores Metálicos


31Laura Viana

Separação Eletrostática

É o efeito que se consegue quando um ou mais de um material numa mistura granular

recebe uma carga elétrica superficial num campo elétrico ou ao entrar num campo

elétrico, os grãos do material serão atraídos por um dos eletrodos e repelidos por

outro.

A separação ou concentração ocorre quando se fazem cair estes grãos em calhas

separadas.

Equipamentos

De placas

De rotor


32Laura Viana

Separador Magnético a Úmido de Alta Intensidade para Laboratório

Devido ao sistema de matrizes e a grande eficiência da separação nas faixas granulométricas finas, o equipamento proporciona vantagens significativas comparado aos demais.

A sua aplicação, devido à operação sempre com alta intensidade restringe-se em geral, aos minerais paramagnéticos

Quando se trata de minerais ferromagnéticos, o método encontra sérias limitações. A remoção das partículas magnéticas captadas pela matriz, é dificultada em virtude da alta susceptibilidade magnética dos minerais, mesmo utilizando pressões de 40 a 50 psi na água de lavagem.


33Laura Viana

Separador Magnético Tipo Carrossel

O material magnético é captado pela matriz, ou pelo menos é retardado o suficiente

para ser carregado pelo movimento do anel rotativo a uma região de campo com

baixa intensidade, onde as partículas magnéticas remanescentes na matriz, são

descarregadas por meio de um jato d'água, sendo o material magnético recolhido

num determinado ponto da calha coletora.

A separação é obtida com seletividade, visto que facilmente se controla as variáveis

operacionais como: intensidade de campo elemento de conversão de fluxo, taxa de

alimentação, percentagem de sólidos na polpa, velocidade do anel rotativo ou rotor e

descarga das partículas magnéticas.


34Laura Viana

Separador Magnético Tipo Carrossel


35Laura Viana

Separador de Correias Cruzadas

O separador, consiste essencialmente de um transportador de correia plana (correia principal) que passa entre os pólos paralelos de dois eletroímãs e outro transportador de correia plana perpendicular à principal (correia secundária). A correia secundária passa sobre a superfície do pólo superior com a área menor em relação a do pólo inferior, proporcionando a convergência do campo.

Entre as duas superfícies existe um "vão" ou gap separando as duas correias na região de maior intensidade de campo e por onde passa o material.

É comum nos modelos industriais a presença de dois ou mais pares de pólos em série, entre os quais passa a correia principal de uma extremidade a outra do separador.

Como conseqüência permite-se a separação seletiva de materiais, com diferentes susceptibilidades, em um mesmo separador. Os principais parâmetros operacionais do separador são: velocidade das correias, o "vão" entre os pólos e a taxa de alimentação; o fluxo magnético, que aumenta no sentido da alimentação à extremidade oposta do separador.


36Laura Viana

Separador de Correias Cruzadas


37Laura Viana

Separador de Rolo Induzido

Em tal separador a fração magnética é separada durante a passagem do minério através de campos magnéticos , produzidos por rotores localizados entre os pólos de eletroímãs.O "vão" entre o pólo e o rotor pode ser ajustado para qualquer posição, sendo usual trabalhar com abertura bem menor, comparada com as de outros separadores.

As partículas são alimentadas sobre o rotor e penetram imediatamente na região de campo entre o pólo e o rotor. Tal fato confere às partículas magnéticas trajetórias diferentes e não magnéticas, sendo coletadas separadamente.

Os separadores de rolo induzido são usados na remoção das impurezas ferruginosas presentes nos concentrados de sílica (areia), feldspato, barita, etc. Como etapas de concentração são usados nos circuitos de beneficiamento de minerais paramagnéticos tais como: monazita, cromita, granada, wolframita, etc.

Os equipamentos são fabricados desde o modelo mais simples com um rolo, até os modelos mais sofisticados com rolos em série. A capacidade de alimentação varia de caso a caso. No entanto, a faixa de operação situa-se entre 17.700 a 35.400 kg/h.m de largura do Rolo.


38Laura Viana

Separador de Rolo Induzido


39Laura Viana

Separador Magnético de Tambor WDRE

É um concentrador magnético de tambor, via úmida com média intensidade de campo magnético, pólos salientes e com tanque tipo concorrente, ou seja, a polpa (minério+ água) é alimentada a uma caixa posicionada em uma das laterais do tambor, e flui no sentido da rotação do mesmo.

O circuito magnético é formado pelo conjunto de imãs permanentes instalado no interior do tambor e pode ser posicionado manualmente através de um volante instalado em uma das laterais do concentrador magnético, sobre o segmento de eixo fixo.

As principais variáveis são:Concentração mássica de sólidos na alimentação, Distância entre o tambor e o fundo da bacia (mm), Velocidade angular do tambor (RPM), Taxa Horária da alimentação (kg/h).


40Laura Viana



41Laura Viana



42Laura Viana

Separador Magnético Tipo JonesÉ um concentrador eletromagnético de carrossel, via úmido de alta intensidade de campo magnético, que utiliza da propriedade magnética para fazer a separação dos minerais magnéticos dos não magnéticos.

As partículas magnéticas são atraídas pelo magnetismo e ficam aderidas às placas de imantação (concentrado), as não magnéticas são descartadas por arraste hidráulico e pela gravidade (rejeito) e as partículas mistas são descartadas por ação entre forças competitivas (médio).

O separador magnético Jones caracteriza-se por um campo magnético de alta intensidade criado por eletroímã. O aparelho tem dois níveis que trabalham de forma simultânea, há em cada nível uma estrutura circular com movimento. As principais variáveis são: % de sólidos na alimentação, Abertura dos raios ao Gap, Pressão de água de lavagem do médio (kgf/cm2), Taxa Honorária da alimentação (kg/h). Velocidade terminal da polpa de alimentação.


43Laura Viana

Separador Magnético Tipo Jones

Principais FabricantesSeparação Magnética e Eletrostática

44Laura Viana

Combustol

Grupo Combustol & Metalpó vem se destacando nos mercados onde atua, tendo a qualidade como seu objetivo principal

O Grupo é formado por duas empresas: Combustol e Metalpó.

A Combustol, primeira empresa a ser criada, fabricando inicialmente fornos industriais ecombustores, atua hoje também nas áreas de refratários, tratamento térmico enitretação

A Metalpó surgiu como uma divisão da Combustol, dedica-se à produção de pós atomizados e peças sinterizadas. Tornou-se uma empresa independente em 1967. Atualmente é uma das principais fabricantes de pós atomizados e peças sinterizadas do Brasil e atende a diversos tipos de indústria, tais como: metalúrgica, automobilística, mecânica, elétrica, eletrônica, agrícola, etc., além de exportar seus produtos para vários países.

Metso

A Metso é líder no fornecimento de desempenho de processos, com clientes nos setores de mineração, construção, petróleo e gás. Nosso foco é o desenvolvimento contínuo de soluções inteligentes que melhorem a sustentabilidade e lucratividade.


45Laura Viana

Inbras - Eriez

A INBRAS-ERIEZ é a líder na área de separação magnética e dispõe de uma enorme linha de equipamentos, que inclui Separadores Magnéticos, Eletroímãs, Detectores de Metais, Peneiras Vibratórias, Vibradores.

Em nossa fábrica em Diadema, na grande São Paulo, instalada em uma área de 11.000m²


46Laura Viana

Comase- TecnoMagnete

A COMASE, constituída em 1 de Agosto de 2005 como Centro Técnico de Vendas e Serviços para os produtos mecãnicos no Brasil, oferece soluções magnéticas em fixação e movimentação de carga com a experiencia e alta tecnologia da TECNOMAGNETE SpA.

Licenciada pela TECNOMAGNETE SpA. Lainate, Milão Itália, para atender todo mercado Sul Amercano com produtos e serviços TECNOMAGNETE


47Laura Viana

Steinert

A STEINERT apresenta presença forte nos setores de reciclagem, mineração, sucata e resíduos sólidos, onde se faz necessário soluções inteligentes para a separação de materiais valiosos de seus contaminantes.

Fundada em 1889, em Colônia, na Alemanha, a STEINERT atualmente é a única fabricante de separadores magnéticos que avançou em seu campo de atividades clássico, tendo estabelecido a separação por sensores como uma nova tecnologia em seu desenvolvimento de produtos.

Aplicação na IndústriaSeparação Magnética e Eletrostática

50Rogério Papa

Na indústria é muito comum encontrarmos a necessidade de separação de determinados materiais num montante.

Dependendo da situação será necessário operações especificas como:

Separações magnéticas;

Separações eletrostáticas;


51Rogério Papa

É aplicada quando se deseja retirar um material magnético e em que o fluxo não magnético é o produto de interesse. A maioria dos métodos magnéticos no Brasil se concentra nas áreas de minérios de ferro e de fosfato.



52Rogério Papa

Separação MagnéticaNa Jazida Herculano Mineração- Itabirito, MG cerca de 40% do material da mina eram tratados como estéril ( Rejeito). Esse material tinha um teor de 49% de Ferro e em torno de 30% de Sílica.

Além do descarte do ferro outro problema gerado era a redução do espaço para descarte do rejeito.

Diante desse senário foram implantados os separadores magnéticos de tambor WDRE em conjunto com o concentrador WHC e separador magnético tipo carrossel (Jones).

Usado também nas minas de Timbopeba, Brucutu, Jangada, picoCapacidade de 120t/h


53Rogério Papa


Usado também pela Cauê, Conceição, Brucutu, Alegria

Separador magnético via úmido de alta intensidade tipo carrossel (Jones).As partículas magnéticas ficam aderidas às placas de imantação e as não magnéticas são descartadas por arraste hidráulico e pela gravidade (rejeito) e as partículas mistas são descartadas por ação entre forças competitivas (médio). Com a utilização desses dois separadores foi possível retirar cerca de 70% do Ferro contido no rejeito da Herculano Mineração.


54Rogério Papa

A SAMARCO utiliza entre outros o Gaustec para fazer o beneficiamento do minério chegando a 288 t/hFuncionamento: Os concentradores eletromagnéticos são constituídos por um conjunto de placas, ranhuradas e dispostas de forma paralela, que recebem a polpa de alimentação que é efetuada sob ação do campo magnético. As partículas paramagnéticas (hematita) são atraídas para a superfície das placas, ficando presas. O movimento rotatório leva este material a um ponto onde há um fluxo de água atravessando as placas para a retirada de um produto com características intermediárias (médios), ainda sob a ação do campo magnético. O próximo ponto alcançado já está fora da ação do campo magnético e um novo jato de água faz a retirada do concentrado.

Separação a Úmido Tipo Carrossel

Na reciclagem do plástico, a Resinorte utiliza um separador magnético para realizar a remoção de materiais ferrosos da linha de produção.

Os separadores são indispensáveis na reciclagem de plásticos porque separam os metais que vem junto com as sucatas que provem do lixo evitando que tais metais danifiquem as facas do moinho de reciclagem do PET



A Atlas Copco Construction vê entulho de demolição como um negócio rentável.

Na reciclagem do concreto, os britadores móveis transformam entulho em material passível de reaproveitamento no canteiro.

Nessa operação é fundamental o uso de separadores magnéticos, separando o ferro do concreto, com isso, os britadores móveis podem ser alimentados somente com resíduos de concreto. É estimado que cada metro cúbico de concreto contenha cerca 200 kg de aço


Britadores móveis PowerScreen – Terex RoadbuildingCapacidade de britagem de 200 t/h

Guindaste com Imã para movimentação de sucata da Assistec


57Rogério Papa

Nas industrias de beneficiamento de trigo são usados

tambores magnéticos, na saída do transportador para

assegurar que o trigo não esteja contaminado por

corpos estranhos.

Essa prática se estente para toda indústria de grãos

Separação Magnética na Indústria

Alimentícia

Descarga do trigo (Porto)

Recepção do Trigo

Ensilagem

1ª Limpeza

Umidificação/ Descanço

2ª Limpeza


Moagem

Peneiramento

Aditivação de Farinha

Pesagem/ Transporte Pneumático

Ensilagem

Peneiramento de Segurança

Esnsacamento

Transporte Distribuição


58Rogério Papa

Utiliza cargas eletrostáticas para realizar a separação. Os primeiros equipamentos a serem utilizados em escala industrial datam de 1800 e foram empregados na separação de ouro e sulfetos metálicos da ganga silicosa com baixa condutividade. No período de 1920-1940, com o advento da flotação, houve pouca utilização do processo. A partir de 1940, com o progresso obtido no uso de fontes de alta tensão e os aperfeiçoamentos obtidos nas áreas de eletricidade e eletrônica, tornou-se a separação eletrostática competitiva, se comparada com outros processos na área do processamento de minérios.



59Rogério Papa

Fluxogramas Simplificados do Processamento da Areia Monazítca

A maior aplicação prática da separação eletrostática se verifica no processamento de areias monazíticas e depósitos aluvionários contendo minerais de titânio.

Em alguns casos é empregada a separação gravítica na remoção da sílica, como etapa inicial do processo, seguida da separação magnética e por último, a eletrostática;

Diagrama esquemático do separador eletrodinâmico ou de alta tensão

Extração de areia monazíticas é para obtenção das terras raras. Dela é separado a sílica por processo hidrogravimétrico, obtendo-se o concentrado de areias monazíticas. Em seguida, a fração condutora (rutilo e ilmenita) é separada da fração não condutora (monazita e zirconita) por processo de separação eletrostática, sendo obtidas as frações de ilmenita, rutilo, monazita e zirconita.


Jazida

Separação Hidrogravimétrica

Secagem do minério


Ilmenita e Rutilo Monazita e Zirconita

Separação Eletromagnética

Separação Eletromagnética

Ilmenita Rutilo Monazita Zirconita

Fração Magnética Fração não Magnética Fração

MagnéticaFração não Magnética

Esquema simplificado do processo de beneficiamento das areias monazíticas para obtenção dos concentrados de monazita, rutilo e ilmenita


61Rogério Papa

Fluxos de Aplicações: Características, classificação e aplicação

BAIXA INTENSIDADEIntensidade do campo

0,06 - 0,1TGradiente 0,05 T/cm

Dimensões mínimas dos grãos105 µm(S.S.) 45 µm (S.U.)

ALTA INTENSIDADEIntensidade do campo

0,1 - 1,0TGradiente 0,05 T/cm

Dimensões mínimas dos grãos75 µm

ALTO GRADIENTEIntensidade do campo

1,0 - 5,0TGradiente < 1,0 T/cm

Dimensões mínimas dos grãos45 µm(S.S.) 1,0 µm (S.U.)

SEPARAÇÃO A SECO(A) Ímãs Suspensos(B) Polias Magnéticas(C) Tambor Magnético

SEPARAÇÃO A ÚMIDO(A) Correia Submersa(B) Tambor Úmido

SEPARAÇÃO A SECO(A) Correias Cruzadas(B) Discos(C) Rolo Induzido

SEPARAÇÃO A SECO(A) Rolos de Terras Raras(B) Gradiente Aberto

SEPARAÇÃO A ÚMIDO(A) Matrizes Estacionárias e Móveis(B) Tambor Supercondutor

APLICAÇÕES(A) Sucatas(B) Minerais Feromagnéticos(C) Produtos Ustutados

APLICAÇÕES(A) Minerais Paramagnéticos(B) Wcframita, Cromita, etc

APLICAÇÕES(A) Minerais Paramagnéticos(B) Carvão, Caolim(C) Tratamento de Água


62Rogério Papa

Separação EletrodinâmicosA Reciclamig usa o separador magnético Unisort PR para realizar a separação dos

diversos tipos de embalagens plásticas.

Separação MagnéticaSeparação Magnética e Eletrostática

63Daniel Pereira

Separação MagnéticaSeparação Magnética e Eletrostática

64Daniel Pereira

Separação EletrostáticaSeparação Magnética e Eletrostática

65Daniel Pereira

Separação EletrostáticaSeparação Magnética e Eletrostática

66Daniel Pereira

Separação Magnética e Eletrostática

67Luzélia Felix

Utiliza cargas eletrostáticas para realizar a separação.

Processo industrial utilizado para separar grandes quantidades de partículas

de material. É mais usada no processo de classificação de minérios, ajudado

a remover material valioso.

Auxilia a remover materiais não desejados.

Conclusão

• http://www.resinorte.pt/recmul/triagem• http://www.ppgem.eng.ufmg.br/defesas/936M.PDF

http://www.resinorte.pt/recmul/triagem