Concentração magnética e rezinas de troca Ionica

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Trabalho feito da disciplina de beneficiamento 4, curso Técnico em Mineração

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Concentração magnética e rezinas de troca Ionica

  1. 1. Concentração Magnética - Concentração através de resinas de troca Iônica André David Cipriano Cleverton Oliveira Ferreira Lucas Jordann A. Drumond Piterson Silva Reis Wanderley Professor Barny Oliveira E.T. São Carlos
  2. 2. Concentração Magnética Na indústria de separadores magnéticos é comum fazer-se, uma distinção entre “separação magnética” e “concentração magnética”. Emprega-se o primeiro termo mais para aquelas aplicações em que se deseja retirar um rejeito magnético e em que o fluxo não magnético é o produto de interesse. Já o termo “concentração magnética” tende a ser mais empregado para aquelas aplicações em que o produto útil é constituído pelo fluxo contendo os minerais atraídos pela ação do campo magnético aplicado.
  3. 3. Concentração Magnética O processo de separação magnética é muito utilizado na área de processamento de minérios para concentração e/ou purificação de muitas substâncias minerais. Pode ser empregada, dependendo das diferentes respostas ao campo magnético associadas às espécies mineralógicas individualmente, no beneficiamento de minério e na remoção de sucata.
  4. 4. Tesla Unidade de medida de indução magnética, equivalente à indução magnética uniforme que, repartida normalmente por uma superfície de um metro quadrado, produz, através dessa superfície, um fluxo magnético total de 1 weber. Tesla (símbolo T) é a unidade de indução magnética (ou campo magnético) no SI (Sistema Internacional de Unidades), e equivale a: A unidade recebeu o nome de Nikola Tesla, cientista croata-americano que contribuiu com inúmeros estudos no campo do eletromagnetismo.
  5. 5. Separadores Magnéticos • Concentração e/ou purificação de muitas substâncias minerais. • Ação de um campo magnético • Atraídos pelo campo: Ferromagnético e Paramagnéticos • Repelidos pelo campo: Diamagnéticos • Seco: Granulometria Grossa • Úmida: Granulometria Fina A separação industrial pode ser realizada em diversos equipamentos:
  6. 6. Separadores Magnéticos Suspensos Eles extraem sucata ferrosa ao mesmo tempo em que protegem trituradores, moinhos e outros equipamentos dos processos posteriores. Os separadores magnéticos caracterizam-se por seus campos magnéticos extremamente fortes e de longo alcance. Materiais dos quais os componentes ferrosos são extraídos: lixo urbano, carvão, minérios, entulho, material triturado, aparas de madeira, vidro, areia de fundição, entre outros.
  7. 7. Separadores Magnéticos Suspensos Na maioria dos casos, os separadores magnéticos estão suspensos a uma distância de trabalho definida, acima de uma correia transportadora convencional. O ferro contido no material transportado é atraído pelo ímã e assim retirado do fluxo.
  8. 8. Separadores Magnéticos Suspensos Os extratores suspensos simples são limpos manualmente, a intervalos definidos. São usados quando a quantidade de ferro em questão é pequena. Os separadores magnéticos de limpeza automática levam o ferro separado para uma cinta transportadora circulante e são mais adequados para maiores concentrações de componentes ferrosos.
  9. 9. Tambores Magnéticos São aplicáveis sempre que a produção é grande ou quando a correia do extrator magnético está sobrecarregada ou se desgastando rapidamente.
  10. 10. Tambores Magnéticos Tambor alimentado a partir da parte superior: O material a granel é distribuído de maneira uniforme por um sistema de alimentação até o tambor magnético giratório. Qualquer item magnético é atraído à carcaça do tambor e levado ao ponto em que termina o núcleo magnético. As partículas não-magnéticas já se separaram antes deste ponto.
  11. 11. Tambores Magnéticos Tambor alimentado a partir da parte inferior: A carcaça do tambor magnético alimentado pelo lado inferior gira ao contrário do movimento do material, ao longo dos polos internos alternados, e possibilita a agitação e a limpeza.
  12. 12. Tambores Magnéticos Tambores de Separação Magnética - Via Úmida Tem a função de remover partículas magnéticas muito finas, a partir de soluções líquidas de baixa concentração, que podem ser encontradas no tratamento de minérios (beneficiamento mineral) e no tratamento dos meios densos provenientes da lavagem de carvão.
  13. 13. Polias Magnéticas As polias magnéticas geralmente são utilizadas depois da extração de grandes peças ferrosas por outros separadores magnéticos. Através de ímãs de neodímio com campos magnéticos extremamente fortes, as polias podem separar pequenas partículas ferrosas ou de baixo magnetismo – como componentes com partes em aço inox – do fluxo de material. Ocupa o mesmo espaço que as polias convencionais da correia. Isto evita a necessidade de uma ampla modificação da planta.
  14. 14. Polias Magnéticas O campo magnético atrai os elementos ferrosos contidos no fluxo de material e os mantêm presos junto à correia enquanto os materiais não ferrosos são lançados para fora dela. Quando a correia se afasta da polia magnética, durante o retorno, o material ferroso cai em uma pilha separada. Quanto maior a velocidade da correia, melhor o resultado da separação.
  15. 15. Sistemas de Separação por Indução O material a granel, previamente separado, é transportado por uma correia de alta velocidade para uma área de separação. Abaixo desta correia, imediatamente na frente da bobina principal, há um arranjo de sensores que analisam por indução magnética o material transportado pela correia. Assim que partículas metálicas são detectadas, sinais eletrônicos são enviados para a unidade de controle central e os jatos de ar comprimido, controlados individualmente por computador, expulsam os metais detectados para a área de descarga, que é dividida por uma placa defletora.
  16. 16. Fabricantes Separadores Magnéticos
  17. 17. Ferromagnéticos São os metais capazes de sofrerem o ordenamento magnético, isto é capazes de se magnetizar, apresentando polos como em um imã. Nos materiais ferromagnéticos os dipolos elementares são permanentes e, aparentemente, se alinham na direção de um campo magnético aplicado, resultando elevados níveis de magnetização. Os principais materiais ferromagnéticos existentes são o Ferro, o Níquel, o Cobalto e as ligas formadas por estes elementos.
  18. 18. Paramagnéticos São materiais que possuem elétrons desemparelhados e que, quando na presença de um campo magnético, se alinham, fazendo surgir dessa forma um ímã que tem a capacidade de provocar um leve aumento na intensidade do valor do campo magnético em um ponto qualquer. Esses materiais são fracamente atraídos pelos ímãs. São materiais paramagnéticos: o alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre, etc
  19. 19. Diamagnéticos São materiais que se colocados na presença de um campo magnético tem seus ímãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo magnético aplicado. Assim, estabelece-se um campo magnético na substância que possui sentido contrário ao campo aplicado. O fenômeno consiste na repulsão que os materiais diamagnéticos sofrem quando são expostos a campos magnéticos São substâncias diamagnéticas: o bismuto, o cobre, a prata, o chumbo, etc.
  20. 20. Ferromagnéticos Fluxo de Indução Paramagnéticos Diamagnéticos
  21. 21. Atração e Repulsão de cargas F F F F F F
  22. 22. Campos Magnéticos Campos magnéticos  cercam materiais em  correntes elétricas  são e detectados pela força que exercem sobre outros materiais magnéticos e cargas elétricas  movimento. em O campo magnético em qualquer lugar possui tanto uma  direção  quanto uma  magnitude  força), por tanto é (ou um  campo vetorial. Aurora Boreal Aurora Austral
  23. 23. Resinas de Troca Iônica Resinas de troca iônica são produtos sintéticos, que colocados na água, poderão liberar íons sódio ou hidrogênio (resinas catiônicas) ou hidroxila (resinas aniônicas) e captar desta mesma água, respectivamente, cátions e ânions, responsáveis por seu teor de sólidos dissolvidos, indesejáveis a muitos processos industriais. São substâncias insolúveis em água
  24. 24. Tipos de Resinas RESINAS CATIÔNICAS FORTEMENTE ÁCIDAS: se comportam de forma semelhante a um ácido forte. Apresentam-se na forma de um sal de sódio quando são utilizadas no abrandamento da água, ou na forma de hidrogênio para a desmineralização ou descarbonatação da água. As formas de hidrogênio e de sódio dessas resinas são altamente dissociadas e estão prontamente disponíveis para a troca em qualquer pH, ou seja, a capacidade de troca dessas resinas não dependem do pH da solução. Remove: Na+, Ca+, Mg++.
  25. 25. Tipos de Resinas RESINAS CATIÔNICAS FRACAMENTE ÁCIDAS: o grupo ionizável é o ácido carboxílico (COOH), e seu comportamento é semelhante aos ácidos orgânicos que são fracamente dissociados. Ao contrário das resinas de ácido forte, o pH da solução influencia no grau de dissociação, e consequentemente na capacidade de troca da resina. Remove: Cátions associados com alcalinidade; trabalha melhor a pH > 6.
  26. 26. Tipos de Resinas RESINAS ANIÔNICAS FORTEMENTE BÁSICAS: possui como grupo funcional o sal de amônio quaternário, e assim como as resinas de ácido forte são altamente ionizáveis, consequentemente o pH das soluções não irão influenciar na capacidade de troca da mesma. São responsáveis por converter a solução ácida à água pura. Remove: Cl-, SO42-, NO3-, SiO2, HCO-3
  27. 27. Tipos de Resinas RESINAS ANIÔNICAS FRACAMENTE BÁSICAS: neste tipo de resina, tanto as aminas primárias, quanto as secundárias e terciárias, podem agir como grupos funcionais. A ionização será fortemente influenciada pelo pH, assim como as resinas fracamente ácidas, e com isto, a capacidade mínima de troca de exige um pH acima de 7. A resina de base fraca não utiliza íons hidróxidos, e por esse motivo é preferência em relação às resinas de base forte, isto porque o custo da regeneração é muito menor, não há a necessidade de fornecer íons hidróxido, basta neutralizar o ácido absorvido. Remove: Cl-, SO4-2, NO3-2
  28. 28. Tipos de Resinas RESINAS QUELANTES: o EDTA (ácido etilenodiamino tetra-acético )é o grupo funcional utilizado nestas resinas, que tendem a formar complexos com cátions de metais pesados; com os quais possui alto grau de seletividade. Quando se encontram na forma de sódio apresentam maior seletividade com os metais pesados, do que em sua forma de hidrogênio. A maior desvantagem desta resina é o seu alto custo em relação aos demais tipos.
  29. 29. Princípios da Troca Iônica O princípio é passar a água por colunas de resinas de troca iônica que contêm cargas ativas que podem ser positivas e/ou negativas. As resinas que contêm cargas negativas são as catiônicas e removem os cátions presentes nas águas, e as resinas de cargas positivas são as aniônicas, que removem os ânions.
  30. 30. Métodos de Limpeza Segundo a empresa Purolite Ion Exchange Resins, a limpeza das resinas pode ocorrer da seguinte forma: Resina Catiônica Resina aniônica • Limpeza com Ácido Clorídrico; • Salmouragem; • Salmouragem; • Limpeza com Ácido Peracético; • Limpeza com Ácido Peracético; • Limpeza com Formaldeido; • Limpeza com Formaldeído; • Limpeza com Hipoclorito de sódio • Limpeza com Hipoclorito de sódio; • Limpeza com Tiocianato de sódio;
  31. 31. Algumas Resinas de Troca Iônica Disponíveis no Mercado Fabricante Classificação Modelo Dowex Catiônicas fracamente ácidas MAC-3 Dowex Aniônicas fortemente ácidas Marathon A Dowex Aniônicas fortemente básicas MAS-2 Dowex Resina Inerte IF-59 Purolite Aniônicas Fortemente básicas A-400E Rohm and Haas Catiônicas fracamente ácidas Amberlite IRC86
  32. 32. A Purolite é mais que uma empresa de resinas. É uma empresa de soluções. Os Produtos Purolite são desenvolvidos para atender as necessidades específicas em diversos segmentos da indústria, (por exemplo farmacêutica, alimentícia e bebidas, semicondutores ou Plantas Nucleares e Energia) ou são desenvolvidos para atender aplicações em geral de troca iônica, adsorventes e catalíticas são os desafios mais comuns em indústrias. (Abrandamento, desmineralização, remoção de metais, remoção de baixo nível de contaminante ou seletivamente etc.).
  33. 33. É um dos principais fabricantes e fornecedores de resinas de troca de íons necessários para diferentes processos de tratamento de água.
  34. 34. A Dow é pioneira mundial na criação e desenvolvimento de tecnologia em especialidades químicas e de materiais. É uma das maiores fabricantes de produção químicos do mundo. Dow é uma grande produtora de plástico, incluindo poliestireno, poliuretano, polietileno e sintéticas de borracha.
  35. 35. Lanxess é uma empresa Alemã que atuam no setores químicos de polímeros. Foi criada em 2004 com uma reorganização das referidas áreas de atividade no âmbito do grupo Bayer. Esta focado em polímeros, produtos intermediários e especialidades químicas, pó de xadrez e bayferrox. Inovação é o que move a LANXESS! Em um mundo onde o desenvolvimento e a tecnologia vem crescendo constantemente, precisamos encontrar novas formas criativas e inovadoras para conseguir acompanhar a demanda!
  36. 36. Boa Noite Obrigado

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