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http://hdl.handle.net/1843/32977| Type: | Dissertação |
| Title: | Dimensionamento da perna barométrica de uma coluna de flotação aplicado à melhoria na estabilidade do processo |
| Other Titles: | Dimensional design of the barometric leg of a scavenger flotation column applied to improvement in operational stability |
| Authors: | Alexandre Camilo Leles de Figueiredo |
| First Advisor: | Antônio Eduardo Clark Peres |
| First Co-advisor: | Gilberto Rodrigues da Silva |
| First Referee: | Afonso Henriques Martins |
| Second Referee: | Marcos Gomes Vieira |
| Abstract: | A ineficiência no controle de nível da interface polpa/espuma da coluna do estágio scavenger pode impactar vertiginosamente o desempenho de um circuito de flotação, como aquele operado na Samarco Mineração S/A, no qual o teor de ferro no rejeito estava atingindo patamares superiores a 20% e, consequentemente, não eram atendidas as metas de recuperação de ferro e de produção de pellet feed da empresa. Diante disso, o presente trabalho objetivou-se a apresentar um novo dimensionamento do sistema de controle de nível da interface polpa/espuma para a coluna de flotação. Esse controle é realizado pela abertura e fechamento automatizado de uma válvula instalada na perna barométrica da descarga da coluna, manipulando-se a vazão do não flotado. Duas expressões para o dimensionamento foram desenvolvidas baseadas em critérios predefinidos de instalação dos equipamentos e em modelos clássicos da Mecânica dos Fluidos (as equações para o movimento constante de um fluido real e a estimativa das perdas de carga em tubulações). A partir de amostragens e da elaboração de um balanço de massas, foram obtidos os principais parâmetros do processo necessários ao dimensionamento: distribuição granulométrica do material de alimentação da coluna de flotação (d10=3,3μm, d50=20,0μm, d60=26,0μm e d95=75,0μm), massa específica dos sólidos (3800kg/m3), densidade da polpa (1390kg/m3), concentração volumétrica de sólidos na polpa (13,8%), viscosidade dinâmica da polpa (1,7×10-3kg/m.s) e vazão volumétrica da polpa a ser transferida como concentrado até o estágio subsequente (219,5m3/h). Cálculos hidráulicos foram realizados e mostraram que o diâmetro instalado de 6” (15,24cm) dos tubos e da válvula do sistema de controle estava apropriado. Entretanto, fizeram-se necessárias as reduções do comprimento no trecho horizontal de 14,6m para 1,9m e da altura da perna barométrica de 4,6m para 2,6m. A adequação da perna barométrica, realizada em uma parada programada do circuito de flotação, diminuiu consideravelmente a variabilidade do nível real da interface polpa/espuma da coluna de flotação, reduziu o teor médio de ferro no rejeito de 24,9% para 18,9% e, consequentemente, elevou a recuperação média de ferro da etapa de flotação de 97,9% para 98,7%, sem impactar negativamente o principal indicador de qualidade do circuito que é o teor de sílica no concentrado. |
| Abstract: | The inefficiency in controlling the slurry/froth interface level of the scavenger column stage can severely impair the process performance of a flotation circuit, such as that operated at Samarco, which had the iron content in the tailings reaching levels above 20% and, consequently, not meeting the company’s iron recovery and pellet feed production targets. Therefore, the present work aimed to present a new dimensional design of the flotation column slurry/froth interface level control system. This control is achieved by the automated opening and closing of the valve installed in the barometric leg of the flotation column discharge, manipulating the non-floated flow rate. Two expressions for the dimensional design were developed based on predefined equipment installation criteria and classic Fluid Mechanics models (equations for the steady motion of a real fluid and the estimation of head losses in pipes). From the sampling and the elaboration of a mass balance, the main process parameters necessary for the dimensional design were obtained: particle size distribution of the flotation column feed material (d10=3.3μm, d50=20.0μm, d60=26.0μm e d95=75.0μm), solids specific gravity (3800kg/m3), slurry density (1390kg/m3), volumetric solids concentration (13.8%), dynamic viscosity of the slurry (1.7×10-3kg/m.s) and slurry flow rate to be transferred as concentrate to the subsequent stage (219.5m3/h). Hydraulic calculations were performed and showed that the installed 6” (15.24cm) diameter tubes and control system valve were appropriate. However, it was necessary to reduce the barometric leg horizontal stretch length from 14.6m to 1.9m and the barometric leg height from 4.6m to 2.6m. The barometric leg adequacy, performed at a scheduled stoppage of the flotation circuit, considerably decreased the variability in controlling the slurry/froth interface level, reduced the iron content in the tailings from 24.9% to 18.9% and, consequently, increased the iron recovery in the flotation stage from 97.9% to 98.7%, without negatively impairing the main circuit quality indicator which is the silica content in the concentrate. |
| Subject: | Engenharia de minas Tecnologia mineral Flotação Controle de processo |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/32977 |
| Issue Date: | 9-Dec-2019 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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