Britadores e Moinhos

Britadores e Moinhos

(Parte 1 de 2)

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS

UNIDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS

BACHARELADO EMQUÍMICA INDUSTRIAL

OPERAÇÕES UNITÁRIAS I

BRITADORES E MOINHOS

Autor: Thiago Oliveira Lopes

Professor: Lauro Bernardino Coelho Junior

Anápolis,

Outubro de 2010.

1 PRICIPIOS DE BRITAGEM

Britagem pode ser definida como o conjunto de operações que tem como objetivo a fragmentação de grandes materiais, levando-os a granulometria compatíveis para utilização direta ou para posterior processamento (FIGUEIRA et al, 2004).

A britagem é uma operação unitária, que pode ser utilizada, em sucessivas etapas, equipamentos apropriados para a redução de tamanhos convenientes (FIGUEIRA et al, 2004).

É aplicada a fragmentos de distintos tamanhos, desde materiais de 1000 mm até 10 mm de diâmetro ou envergadura. A fragmentação por britagem, geralmente, se desenvolve de acordo com a Tabela 1, sendo que em alguns casos as etapas terciárias e quaternárias são consideradas com moagem e não como britagem (FIGUEIRA et al, 2004).

Tabela 1. Classificação dos Estágios de Britagem.

Estágio da Britagem

Tamanho Máximo de Alimentação (mm)

Tamanho Máximo de Saída (mm)

Primária

1000

100,0

Secundária

100

10,0

Terciária

10

1,0

Quaternária

5

0,8

(FIGUEIRA et al, 2004)

2 PRINCÍPIOS DE MOAGEM

A moagem é o último estágio do processo de fragmentação de partículas. Neste estágio as partículas são reduzidas, pela combinação de impacto, compressão, abrasão ou atrito, a um tamanho adequado à liberação do material para a próxima operação unitária ou processo de transformação (FIGUEIRA et al, 2004).

A moagem é a área da fragmentação que requer maiores investimentos, maior gasto de energia e é considerada uma operação importante para o bom desempenho de uma instalação industrial (FIGUEIRA et al, 2004).

É conclusivo que a moagem deve ser muito bem estudada na etapa de dimensionamento e escolha de equipamento e muito bem controlada na etapa de operação da industrial, pois o bom desempenho de uma instalação industrial depende em muito da operação de moagem (FIGUEIRA et al, 2004).

Os principais usos da moagem são:

  • Aumento da relação superfície /volume, aumentando, com isso, a eficiência de operações posteriores, como extração, aquecimento, resfriamento, desidratação e outros (ICTA-UFRGS, 2010).

  • Uniformidade do tamanho das partículas do produto, auxiliando na homogeneização de produtos em pó ou na solubilização dos mesmos (ICTA-UFRGS, 2010).

3 PRINCIPAIS TIPOS DE BRITADORES E MOINHOS

Também conhecido como trituradores, os principais tipos de britadores utilizados são: britadores de rolos, mandíbulas, giratórios, impacto, cônico e de martelo (XUANSHI, 2010; LUZ et al, 2004).

Os equipamentos de moagem, em geral os moinhos, podem ser dos tipos: moinhos cilíndricos (podendo ser de barras e de bolas), de rolos, de discos, de facas e de martelos (ICTA-UFRGS, 2010; LUZ et al, 2004).

4 BRITADORES DE ROLOS

Esse tipo de Britador foi inventado na Inglaterra em 1806, mas se tornou popular em 1905, quando começou a ser usado no tratamento de minério (LUZ et al, 2004).

Nos dias de hoje os britadores de rolos podem ser classificados em britador de rolos duplos, quádruplos, de rolo dentado e outros. The Crusher Roller, nome em inglês do britador, tem as características de operação estável, de fácil manutenção, baixo custo, tamanho de saída ajustável, ou seja. The Crusher Roller podem ser utilizados no processamento de materiais frágeis de cimento, metalurgia, química, geração de energia, as indústrias do carvão (YUANHUA, 2010).

Os Britadores de Rolos são Britadores de Britagem Primária ou Britagem Secundária, consiste basicamente de um rolo dentado móvel e uma carcaça fixa (ou de pares de rolos lisos). O movimento giratório do rolo provoca a compressão e cisalhamento do material entre os dentes e a placa fixada à câmara, Figura 1, ou entre os dois rolos lisos (girando em sentido complementar), Figura 2 (FIGUEIRA et al, 2004).

Figura 1. Britador de Rolo Dentado (FIGUEIRA et al, 2004).

Fgiura 2. Britador de Rolos Lisos (FIGUEIRA et al, 2004).

4.1 PRINCÍPIO OPERACIONAL DE BRITADOR DE ROLOS:

As matérias-primas caem entre os rolos (ou no rolo, no caso de britador dentado) que podem ser dentados, rugosos ou lisos, depois de triturados, os produtos finais saem por baixo do Britador. Quando os materiais são muito duros, o rolo é empurrado automaticamente sob o efeito de mola ou de pressão hidráulica, o que amplia a distância entre os rolos de modo a evitar danos à máquina. O afastamento entre os dois rolos podem ser ajustadas para alterar o tamanho dos produtos finais (YUANHUA, 2010). 

5 BRITADORES DE MANDÍBULAS OU DE EIXO EXCÊNTRICO

É um equipamento de britagem primária, utilizado para reduzir blocos de elevadas dimensões e dureza e com grandes variações de tamanho na alimentação (FIGUEIRA et al, 2004).

Os britadores de mandíbulas são classificados em dois tipos, baseando-se no mecanismo de acionamento da mandíbula móvel, Figura 3. Assim, temos os britadores de um eixo, Figura 4, e dois eixos - tipo Blake, Figura 5. Nos britadores de dois eixos, a mandíbula móvel tem movimento pendular, enquanto que os de um eixo tem movimento elíptico (FIGUEIRA et al, 2004).

Figura 3. Esquema do eixo excêntrico de trituradores de mandíbula (ICTA-UFRGS, 2010).

Figura 4. Movimento dos blocos durante a fragmentação no britador de mandíbulas de um eixo, Dodge (FIGUEIRA et al, 2004).

Figura 5. Britador de Mandíbulas de Dois Eixos, Blake (FIGUEIRA et al, 2004).

Principais Vantagens (WEIAND et al, 2010):

  • Possuem uma grande capacidade de trabalho;

  • Mecânica simples, facilitando a operação (não ocorre entupimento);

  • Baixo custo energético e de manutenção, isso devido a sua mecânica simplificada;

Principais Desvantagens (WEIAND et al, 2010):

  • Produto ao sair do britador não possui grande uniformidade.

5.1 PRINCÍPIO OPERACIONAL DE BRITADOR DE MANDÍBULAS:

Compõe-se basicamente de uma mandíbula fixa, e uma mandíbula móvel ligada a um eixo excêntrico (esta ligação pode ser feita diretamente ou indiretamente), que fornece o movimento de aproximação e afastamento entre elas. Desta maneira o bloco alimentado na boca do britador vai descendo entre as mandíbulas enquanto recebe o impacto responsável pela fragmentação (FIGUEIRA et al, 2004).

6 BRITADORES GIRATÓRIOS

É o equipamento de britagem primária, utilizado quando existe uma grande quantidade de material a ser fragmentado, sendo mais operacional do que o britador de mandíbula, pois pode ser alimentado por um dos lados, além de permitir uma pequena armazenagem no seu topo, Figura 6 (FIGUEIRA et al, 2004).

Figura 6. Britador Giratório (FIGUEIRA et al, 2004).

As principais vantagens do Britador giratório são (WEIAND et al, 2010):

  • Grande capacidade de trabalho;

  • Britam satisfatoriamente materiais duros;

  • Grandes vazões de alimentação;

As principais Desvantagens (WEIAND et al, 2010):

  • Elevado custo;

  • Pequena redução de tamanho dos sólidos, o que aumenta o tempo de produção.

6.1 PRINCÍPIO OPERACIONAL DE BRITADORES GIRATÓRIOS:

O princípio de funcionamento do britador giratório consta do movimento de aproximação e distanciamento do cone central em relação à carcaça invertida. Este movimento circular (85 a 150 rpm) faz com que toda a área da carcaça seja utilizada na britagem, o que fornece ao britador uma grande capacidade de operação, Figura 7 (FIGUEIRA et al, 2004).

Figura 7. Esquema do movimento do Britador Giratório (FIGUEIRA et al, 2004).

7 BRITADORES DE IMPACTO OU MARTELOS:

O britador de Impacto é usado em britagem primária. Neste tipo de britador (Figura 8), a fragmentação feita por impacto ao invés de compressão (FIGUEIRA et al, 2004). São caracterizados por desgaste elevado de suas peças, por isto estão limitados a materiais não abrasivos (WEIAND et al, 2010).

Figura 8. Britador de Impacto (FIGUEIRA et al, 2004).

7.1 PRINCÍPIO OPERACIONAL DE BRITADORES DE IMPACTO:

Por meio do movimento das barras (500 até 3.000 rpm), parte da energia cinética é transferida para o material, projetando-o sobre as placas fixas de impacto onde ocorre a fragmentação (FIGUEIRA et al, 2004).

A carcaça é projetada especialmente de forma a fragmentar as partículas impactadas contra a mesma. A descarga é livre e a câmara é grande, para permitir a movimentação das partículas e passagem de blocos de grandes dimensões. Em alguns modelos a posição das barras ou martelos de impacto pode ser ajustada horizontalmente, de forma a regular a granulometria do produto (WEIAND et al, 2010).

8 BRITADORES DE CONES:

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