Moagem em Moinhos Tubulares – Parte ll
II. O NOVO CONTEXTO FENOMENOLÓGICO DA MOAGEM
De modo diferente de lo que ocurre en las operaciones unitarias estudiadas en el campo de la Ingeniería Química, las cuales se basan en los fenómenos de transporte de: cantidad de movimiento, energía y masa, el área de procesamiento de minerales presenta diversas dificultades que no han permitido la descripción fenomenológica de los mecanismos básicos de ocurrencia de esos procesos y, como consecuencia, han limitado el estudio de modelos de simulación y han dificultado, incluso, la obtención de correlaciones simples entre estudios hechos en laboratorio y la operación continua industrial.
Diferentemente do que acontece nas operações unitárias estudadas no campo da Engenharia Química, as quais estão baseadas nos fenômenos de transporte de quantidade de movimento, energia e massa, a área de processamento de minérios apresenta diversas dificuldades que não têm permitido a descrição fenomenológica dos mecanismos básicos de ocorrência desses processos e, como consequência, têm limitado o estudo de modelos de simulação e dificultado, inclusive, a obtenção de correlações simples entre estudos feitos em laboratório e a operação contínua industrial.
Os processos de transferência de massa observados na indústria química são moleculares e tendem naturalmente ao equilíbrio, permitindo assumir condições de continuidade baseadas no conhecimento do gradiente de transporte em qualquer corte transversal ao fluxo, ou fluxos, geralmente em fases homogêneas. Desse modo, a sua modelagem, baseada no gradiente de transporte e comportamento cinético se aproxima perfeitamente da realidade industrial, quase independente de relações de escala.
Na área mineral os mecanismos de ocorrência são bastante complexos; o próprio minério é muito variável, justamente naquelas propriedades que afetam diretamente o fenômeno na forma de distúrbios de entrada (dureza, tamanho de liberação, etc.), o qual acontece normalmente em fases muito pouco homogêneas (rocha, polpa) e, portanto, de difícil representação em simulações matemáticas. No caso da operação de moagem, por exemplo, o fenômeno de cominuição resulta da mistura de três componentes principais: o impacto, a compressão e abrasão. Cada componente apresenta diferente eficiência no seu aproveitamento energético sobre o minério, cuja ação é executada por diversos tipos de corpos moedores (bolas de ferro, aço ou porcelana, barras de ferro, “pebbles” do próprio minério, etc.) que depende também da viscosidade do meio em que atuam e de outras inúmeras variáveis.
As operações unitárias mais conhecidas na área de beneficiamento mineral precisam de uma nova concepção teórica.
Operações com Transferência de Partículas Minerais
Entre os anos 2004 e 2005 desenvolvi esta teoria fenomenológica, em analogia com as operações correntes da engenharia química, de transferência molecular de massa. O nome inicial, de Transferência Macromolecular de Massa foi posteriormente alterado para Transferência de Partículas Minerais, que parece mais adequado.
Dividi as operações em dois grupos principais: Cominuição (moagem, britagem, pulverização) e de Separação com Concentração (flotação, concentração centrífuga, concentração magnética, concentração gravítica e hidroclassificadores, principalmente). São analisados também os fenômenos auxiliares inerentes ao transporte de polpa e que afetam o desempenho destas operações.
As operações de Cominuição transferem a totalidade da massa da Alimentação ao Produto, com menor tamanho médio (operações homogêneas) e também com maior liberação da substância de interesse (operações seletivas), dependendo do grau de Seletividade do processo. As operações de Separação com Concentração geram um Produto Principal, o Concentrado, com maior concentração da substância de interesse, e um Rejeito, com determinado desempenho metalúrgico e seletividade.
Na Tabela a seguir é apresentado o formato de temas e capítulos de uma futura publicação (já iniciada) que permitiria um resumo das operações mecânicas mais importantes da área mineral, com Transferência de Partículas Minerais.
Caros colegas, seguem abaixo algumas publicações especificas de minha autoria sobre este tema inicial do contexto fenomenológico da cominuição (textos de vários anos atrás, ainda com muitas imperfeições). Para desenvolver os modelos da MOPE (que são modelos analógicos baseados na transferência de massa) tive que estudar por minha conta e adquirir muita experiência prática, pois há que atravessar desertos, espinhos, críticas, interesses e numerosas camadas de teorias, teses de doutorado e equações que fazem com que seja cada vez mais difícil sequer observar de longe e muito menos chegar próximo do que poderia ser “a verdade”.
- Introdução à Engenharia da Cominuição (Capítulo 1 – Sistema Fenomenológico da Cominuição).Extraído do livro: Engenharia da Cominuição e Moagem em Moinhos Tubulares;
Na próxima edição discutiremos sobre modelagem e simulação. Responderemos a perguntas dos assinantes do MOPENEWS e estamos a disposição para implementar as melhores soluções para os circuitos de moagem de qualquer empresa interessada.
Alexis Yovanovic
