[Hidrometalurgia] Aula 02 - Processos Unitários I

[Hidrometalurgia] Aula 02 - Processos Unitários I

(Parte 1 de 4)

Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico

Introdução

O processo pode ser conceituado como um conjunto de operações e procedimentos que visam a transformar um ou mais materiais ditos matérias-primas em um ou mais produtos e subprodutos com o auxilio de insumos.

Os resíduos são subprodutos indesejáveis e que normalmente implicam em custos adicionais para descarte ou tratamento para adequação ao uso.

Processos Unitários são as etapas individuais de um fluxo completo que transforma matéria-prima em produto.

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Introdução 3

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Custo de um Processo

Normalmente se representa o custo de um processo pelo seu valor específico em relação à massa ou volume do produto único ou principal.

Para se determinar este valor é necessário o preço e outros custos específicos das matérias-primas e insumos, além de seus consumos, os custos de operação e manutenção dos equipamentos, os preços de venda dos subprodutos e os custos de descarte ou tratamento dos resíduos.

Tudo calculado em base de unidade do produto.

Para calcular os consumos específicos usam-se dos históricos do processo, ou seja, levantados de períodos anteriores, ou realizam-se balanços de massa.

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Custo de um Processo

Em processos onde há geração e trocas térmicas e não se tem dados históricos, é necessário elaborar balanços térmicos.

Nos casos onde há reações químicas pode ser necessário também o estudo do equilíbrio e rendimento dessas reações.

Nesses casos será necessário lançar mão de tabelas de dados termodinâmicos e diagramas que serão apresentados à medida que forem necessários ao estudo dos processos.

Para calcular o consumo específico é necessário um pequeno balanço de massa.

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Distribuição

Granulométrica

Os sólidos naturais granulares não têm um só tamanho de partícula.

O diâmetro das partículas é uma variável aleatória que segue uma certa distribuição de frequência.

No nosso estudo vários materiais dessa natureza são encontrados tanto entre as matérias-primas como entre os insumos e processos. É o caso de minérios e combustíveis sólidos.

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Distribuição Granulométrica

Para estudo da granulometria de partículas e suas modificações é conveniente a seleção de uma boa ferramenta matemática para a descrição da distribuição granulométrica.

Essa ferramenta tornará as relações estudadas mais consistentes que a as relacionadas em tabelas ou texto.

A partir da caracterização da distribuição, qualquer fração granulométrica pode ser quantificada.

Os modelos de distribuição mais comuns usados nos estudos de materiais particulados são:

•Função Gama •Modelo Log-Normal

•Modelo de Gaudin-Schuhmann

•Modelo de Rosin-Rammler

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Distribuição Granulométrica

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Distribuição Granulométrica

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Peneiramento

Peneiramento refere-se ao processo de separa materiais granulares de acordo com o seu tamanho de partícula.

A peneira ou tela pode ser formada por barras paralelas, um tecido de fios ou uma chapa perfurada.

Em geral as telas são de metal mas cada vez mais materiais sintéticos são usados.

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Peneiramento

A produtividade de um peneiramento cresce com o tamanho das aberturas.

Tomando-se, por exemplo, duas peneiras cuja dimensão linear da abertura tem a relação x1 / x2, o número de abertura por unidade de área terá a relação (x1 / x2)² e o volume de partículas que passam na unidade de tempo terá uma relação de (x1 / x2)³.

Se o numero de partícula que passam na unidade de área é o mesmo na unidade de tempo a produtividade cresce na proporção da abertura x.

Por isso o processo de peneiramento é limitado a partículas maiores de 0,1 m.

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