Configuração dos britadores na Sintrapel

DIVISÃO DE ENGENHARIA
ENGENHARIA DE PROCESSAMENTO MINERAL
AVALIAÇÃO DA CONFIGURAÇÃO DOS BRITADORES QUANTO A
DEMANDA EXCESSIVA E CUSTO DE OPERAÇÃO NA PLANTA DE
PROCESSAMENTO DE BRITA NA EMPRESA SINTRAPEL.
.
Tete, 2018

I
Custódio José Filipe
AVALIAÇÃO DA CONFIGURAÇÃO DOS BRITADORES QUANTO A DEMANDA
EXCESSIVA E CUSTO DE OPERAÇÃO NA PLANTA DE PROCESSAMENTO DE
BRITA NA EMPRESA SINTRAPEL.
Monografia apresentada ao Curso de
Engenharia de Processamento Mineral
como parte dos requisitos para obtenção
do grau de Licenciatura em Engenharia
...................................................................... de Processamento Mineral.
Orientador: Américo José Couves, Engo
de Minas
Tete, 2018

II
DECLARAÇÃO DE HONRA
Declaro que está monografia é resultado da minha investigação pessoal e das orientações do
meu supervisor Américo José Couves, Engo
de Minas, o seu conteúdo é original e todas as
fontes consultadas estarão devidamente mencionadas no texto, nas notas e na bibliografia
final. Declaro ainda que está monografia não foi apresentada em nenhuma outra instituição.
Tete, Agosto de 2018
----------------------------------------------
(Custódio José Filipe)

III
AGRADECIMENTOS
Agradeço em primeiro lugar à minha família, pelo apoio, amor e por tornar tudo isto possível
acima de muitos obstáculos. Aos docentes do Ensino primário e secundário pelo carinho,
amor acima de tudo liderança profissional na educação, aos professores Gracinda, Yótamo, e
Sibine, ao dom filosófico na perceção e interpretação da ciência e a todos professores do ano
de 2013, T/DB na ESU. Pela seriedade e motivação que ambicionou a entrar na faculdade.
Aos amigos que sempre contribuíram e preocuparam em estudar em grupos na secundária
assim como na faculdade. À todos Docentes do Instituto Superior Politécnico de Tete que
passaram nos cursos da Engenharia de Minas e Processamento Mineral mesmo aqueles que
não lecionaram nas minhas turmas, Seus manuais contribuíram no peregrino deste curso. Ao
meu orientador Engenheiro Américo José Couves, pela paciência, Motivação e orientações de
Pesquisa que tanto contribuíram na recolha de dados e melhoria do trabalho. À Empresa
Sintrapel, Ao Gestor Rama pela simplicidade de dar oportunidade de estágiar e colectar dados
nas máquinas, aos Funcionários da Mafilipa pelo acolhimento e bõa convivência durante o
período do estágio final do Curso. Por fim agradecer o meu Pai José Filipe Jassitene, minha
Mãe Honorina Juliano André e a Minha irmã Eulária José Filipe. Pelo apoio e disponibilidade
em tudo que precisei durante a minha caminhada estudantil.

IV
Dedicatória
A Deus Todo Poderoso o Criador do Universo e de tudo quanto nele existe, Ao meu pai José
Filipe Jassitene, Minha Mãe Honorina Juliano André e Minha irmã Eulária José Filipe, pelo
amor, carinho acima de tudo apoio que tem feito para mim.

V
O que sabemos é uma gota; o que ignoramos é um oceano.
Isaac Newton (1643-1727)

VI
Lista de Abreviaturas
% Percentagem fig. Figura
″ Segundos E Energia Específica
= igual Km2
quilometro quadrado
Ai Indice de Abrasividade T/h Toneladas por horas
C Capacidade L Comprimento da boca de
alimentação paralela ao plano da mandímbula fixa (cm).
C Constante de Kick D1 Diâmetro final.
Cm Centímetro mm-Milimétro
Eo constante energia consumida. EN-Estrada Nacional
FIPAG Fundo de Investimento e Património do abastecimento de Água
F Tamanho da alimentação; K Fator de proporcionalidade da
energia de Rittinger;
Ha Hequitares N-S Norte a sul
INE Instituto Nacional de Estatística
Kwh/t Kilowat hora por tonelada T Taxa de Alimentação
m3
/t Metros Cúbicos por tonelada Kw Kilowatt
N Norte Geográfico SE Sudeste
º Graus NE Nordeste Geográfico
P Potencia Km Quilómetros
S1 Area do produto; So Area inicial
S Afastamentomáximo de abertura de descarga (cm). Do Diâmetro inicial
μm Mícro metros g/rot Grama por rotação
80 80% de passados na alimentação P Tamanho do produto;
Passados acumulados no peneiro P1 por rotação, 80 80% de passantes no produto
Work Index, / Indice de trabalho 1 Dimensão da abertura do
peneiro de corte do produto
densidade

VII
RESUMO
Britadores são primeiras máquinas trituradores nas operações unitária de processamento de
minério que visa aumentar o grau de liberação para as operações subsequentes de modo a
adequar a exigência do cliente e o mercado. No entanto, as pedreiras não fogem muito do
processo de cominuição da rocha. Nelas, a britagem objectiva a fragmentação de blocos de
rochas vindos da cava, levando-os granulometria compatíveis para utilização direta ou para
posterior fragmentar pelas outras máquinas trituradores de modo a produzir granulometrias
exigidas pelo cliente.
As operações de cominuição são as que consome mais energia, Neste trabalho serão
assinaladas algumas importantes características físicas e químicas das matérias-primas, tais
como dureza, abrasividade, granulometria ou tamanho máximo da alimentação, o índice de
trabalho, densidade do material, entre outras que influência no dimensionamento dos
britadores e a sua estimativa do consumo de energia.
O objectivo primordial deste trabalho é dimensionar os britadores de modo a optimizar a
produção e reduzir os custos nas operações de britagem. Dentre muitos autores que falam dos
britadores, o foco e a orientacao de pesquisa para este trabalho so seria possivel dimensionar e
conhecer as capacidades dos britadores atraves do cientista Taggart (1951). Ele propôs uma
formula que permite efetua estimativas rápidas da capacidade dos britadores de mandíbulas,
com base na medida da boca de alimentação (gape) e na abertura de descarga, ou seja, a área
de descarga do material tambem conhecida por APF.
Indo aos objectivos, conhecer a capacidade nao seria suficientemente bastante para optimizar
a producao das maquinas. quando se fala dos britadores existe uma serie das variaveis que se
deve ter em conta para garantir o bom funcionamento das maquinas trituradoras. Para garantir
uma producao optima e necessario tornar o processo de britagem sistematico. Para tal , foi
necessario dimensinar o top siz da rocha aser alimentado na boca do britador para garantir a
alimentação contínua sem obstaculos do engaolamento na camara do britador.
Palavra Chave: Avaliação; Configuração do brtiador.

VIII
ABSTRACT
Crushers are the first crushing machines in unitary ore processing operations which aim to
increase the release degree for subsequent operations in order to tailor the customer's
requirement and the market. However, quarries do not escape much of the process of rock
comminution. In them, crushing aims at the fragmentation of blocks of rocks coming from the
pit, taking them granulometry compatible for direct use or for later fragmenting by the other
crushing machines in order to produce granulometries required by the customer.
Comminution operations are the ones that consume more energy. In this work, some
important physical and chemical characteristics of the raw materials, such as hardness,
abrasiveness, grain size or maximum feed size, work index, material density, among others,
will be evaluated. energy consumption.
The primary objective of this work is to scale the crushers in order to optimize production and
reduce costs in crushing operations. Among many authors who talk about crushers, the focus
and the orientation of research for this work would only be possible to size and know the
capabilities of the crushers by the scientist Taggart (1951). He proposed a formula that allows
rapid estimates of the capacity of jaw crushers, based on the gape measurement and the
discharge aperture, ie the area of discharge of the material also known as APF.
Going to the objectives, knowing the capacity would not be enough enough to optimize the
production of the machines. when talking about the crushers there is a series of variables that
must be taken into account to ensure the proper functioning of crushing machines. To ensure
optimum production it is necessary to make the crushing process systematic. To do this, it
was necessary to dimension the top siz of the aser rock fed into the mouth of the crusher to
ensure continuous feeding without jamming obstacles in the crusher chamber.
Kew words: Crusher Configuration Evaluation

IX
Indice de Tabela
Tabela 1: Localização Geografica da area de esudo ................................................................4
Tabela 2: Relação de redução em função dos estágios de britagem ....................................9
Tabela 3: Indice de abrasividade ..........................................................................................19
Tabela 4: Tabela das capacidades em função do APF. ..........................................................31
Tabela 5: da produção Real dos Britadores, Top Size em Função dos Produtos....................43
Tabela 6: Análise de dados e discussão de resultados.........................................................44
Tabela 7: Balanço da produção horária dos itadores……..…….………………….……45

X
Indice de Figura
Figura 1: Vista aerea do Mapa de Localização geográfica da área de estudo...........................4
Figura 2: Localização a área da area de estudo paralelo ao rio Zambeze .................................5
Não foi encontrada nenhuma entrada do índice de ilustrações.
Figura 4: Britador de Rolo Dentado........................................................................................11
Figura 5: Britador de Rolos Lisos ...........................................................................................11
Figura 6: Esquema do eixo excêntrico de trituradores de mandíbula. ....................................12
Figura 7: Movimento dos blocos durante a fragmentação no britador de mandíbulas de um
eixo, Dodge...............................................................................................................................12
Figura 8:. Britador de Mandíbulas de Dois Eixos, Blake........................................................12
Figura 9: Esquema do eixo excêntrico de trituradores de mandíbula .....................................13
Figura 10: Britador Giratório ..................................................................................................14
Figura 11: Esquema do movimento do Britador Giratório .....................................................15
Figura 12: Britador de Impacto...............................................................................................16
Figura 13: Gape do britador ....................................................................................................26
Figura 14: Angulo de Aaque ..................................................................................................28
Figura 15: Dimensionamento do Britador a Mandimbula .....................................................29
Figura 16: Dimensionamento do Britador Giraorio Raio Medio............................................30
Figura 17: Britador a Mandíbula de dois eixos e Descrição da potência do Motor...............34
Figura 18: Medição do Comprimento da boca de alimentação paralela ao plano da mandíbula
fixa (cm). ..................................................................................................................................35
Figura 19: Medição do Comprimento da boca de alimentação paralela ao plano da mandíbula
fixa (cm), e largura ou afastamento máximo de abertura de descarga (cm).............................38
Figura 20: descrição do Modelo do britador P 250 X 400......................................................40
Figura 21: Foto. K e L descrição do Motor do britador P 250 X 400.....................................42

XI
Índice de Quadro
Quadro 1: Densidade dos materiais. .......................................................................................18
Quadro 2: Representando a variação do consumo de energia em função do tamanho da
partícula ....................................................................................................................................23
Quadro 3: de indice de trabalho..............................................................................................25
Quadro 4: Tabela das capacidades em função do APF...........................................................31
Quadro 5: Factor dependente do grafico do (AA) e % da alimentação menor que 12 do APA
..................................................................................................................................................32
Quadro 6: Facor D, dependente do teor da Argila, Humidade e APF em Polegadas .............32
Quadro 7: Wi da Rocha Gnaisse.............................................................................................37

XII
ÍNDICE GERAL
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................1
1.1. FORMULAÇÃO DO PROBLEMA .......................................................................................2
1.2. JUSTIFICATIVA ..................................................................................................................2
2. OBJECTIVOS ........................................................................................................................3
2.1. OBJECTIVO GERAL............................................................................................................3
2.2. OBJECTIVOS ESPECIFICO .................................................................................................3
2.3. HIPÓTESES........................................................................................................................3
2.4. LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA DA ÁREA DE ESTUDO............................................................3
2.5. ASPECTOS FISIOGRÁFICOS ................................................................................................5
2.5.1. Geologia local ...........................................................................................................5
2.5.2. Fauna........................................................................................................................5
2.5.3. Flora ..........................................................................................................................5
2.5.4. Clima e relevo ...........................................................................................................6
2.5.5. Hidrologia.................................................................................................................6
2.6. INFRAESTRUTURAS EXISTENTES........................................................................................7
2.6.1. Eletricidade...............................................................................................................7
2.6.2. Água ..........................................................................................................................7
2.6.3. Vias de comunicação e acessos.................................................................................7
2.6.4. Economia e serviços..................................................................................................7
2.6.5. População e principais actividades de subsistência..................................................8
3. REVISÃO BIBRIOGRÁFICA...............................................................................................9
3.1. COMINUIÇÃO.....................................................................................................................9
3.2. BRITAGEM.........................................................................................................................9
3.3. PRINCIPAIS TIPOS DE BRITADORES ..................................................................................10
3.4. BRITADORES DE ROLOS ..................................................................................................10
3.4.1. PRINCÍPIO OPERACIONAL DE BRITADOR DE ROLOS .......................................................11
3.5. BRITADORES DE MANDÍBULAS OU DE EIXO EXCÊNTRICO.................................................11
3.5.1. Princípio operacional de britador de mandíbulas....................................................13
3.6. BRITADORES GIRATÓRIOS ...............................................................................................13
3.6.1. Princípio operacional de britadores giratórios ........................................................14

XIII
2.7. BRITADORES DE IMPACTO OU MARTELOS ...........................................................15
3.7.1. Princípio operacional de britadores de impacto .....................................................15
3.8. BRITADORES DE CONES ..................................................................................................15
3.8.1. Princípio operacional de britadores de cones.........................................................16
3.9. FACTORES QUE CONTRIBUEM NA OPERAÇÃO DE BRITAGEM ............................................17
3.9.1. Tamanho Máximo da alimentação do Britador.......................................................17
3.9.2. Conteúdo de Argila e Umidade...............................................................................17
3.9.3. Forma da Partícula .................................................................................................17
3.9.4. Dureza .....................................................................................................................17
2.9.5. Densidade do material............................................................................................18
3.9.6. Tenacidade .............................................................................................................19
3.9.7. Abrasividade...........................................................................................................19
3.9.8. Coesão....................................................................................................................19
3.9.9. Resistência à Compressão .......................................................................................20
3.9.10. Velocidade de Propagação de Onda......................................................................20
3.9.11. Corrosividade .......................................................................................................20
3.10. LEIS DE FRAGMENTAÇÃO ..............................................................................................21
3.10.1. Mecanismos de Fragmentação .............................................................................21
2.10.2 Work Index.............................................................................................................21
3.11. LEI DE RITTINGER ........................................................................................................22
3.11.1. Primeira Lei de Fragmentação ..............................................................................22
3.12. LEI DE KICK .................................................................................................................22
3.12.1. Senda Lei de Fragmentação .................................................................................22
3.13. TERCEIRA LEI DE FRAGMENTAÇÃO ..............................................................................24
3.13.1 Lei de Bond ............................................................................................................24
3.14. POTÊNCIA DE UM MOTOR..............................................................................................25
3.15. DIMENSIONAMENTO DE BRITADORES ...........................................................................25
3.15.1. Seleção de britador................................................................................................25
3.15.2. Condição de Recepção ( Gape do britador) .........................................................26
3.15.3. Condição de processo...........................................................................................26
3.15.4. Ângulo de Ataque.................................................................................................27
3.15.5. Capacidade ...........................................................................................................28
3.15.6. Capacidade dos Britadores de Mandíbulas ...........................................................28

XIV
3.15.7. Método de Taggart para britadores de Mandíbula ...............................................29
3.15.8. Método de Taggart para britadores Giratórios.....................................................30
4. APRESENTAÇÃO, ANÁLISE DE DADOS E DISCUSSÃO DE RESULTADOS ..........33
4.1. METODOLOGIA................................................................................................................33
4.2. PESQUISA OBSERVATÓRIO DO CAMPO .............................................................................33
4.3. PESQUISA DOCUMENTÁRIA..............................................................................................33
4.4. ENTREVISTA....................................................................................................................33
4.5. APRESENTAÇÃO ..............................................................................................................34
4.6. PRODUÇÃO DA EMPRESA ................................................................................................34
4.7. DADOS DO BRITADOR PRIMÁRIO ....................................................................................35
4.8. GAPE DO BRITADOR........................................................................................................36
4.8.1. Dimensionamento do Top Size para britador primário..........................................36
4.9. DIMENSIONAMENTO DA CAPACIDADE DO BRITADOR PRIMÁRIO ....................................36
4.10. CAPACIDADE REAL VOLUMÉTRICA DE PRODUÇÃO DA ROCHA GNAISSE .......................36
4.11. RELAÇÃO DE REDUÇÃO DO BRITADOR ..........................................................................37
4.12. CONSUMO DE ENERGIA .................................................................................................37
4.13. POTÊNCIA DO MOTOR DO BRITADOR............................................................................37
4.13.1 Calculo da Potência Consumida no motor do britador primário............................38
4.14. BRITADOR SECUNDÁRIO ..............................................................................................38
4.15. DADOS DO BRITADOR SECUNDÁRIO .............................................................................38
4.16. GAPE DO BRITADOR .....................................................................................................39
4.16.1. Dimensionamento do Top Size do britador secundário .......................................39
4.17. CAPACIDADE DO BRITADOR SECUNDÁRIO ...................................................................39
4.17.1. Dimensionamento da Capacidade do Britador Secundário..................................39
4.18. CAPACIDADE REAL VOLUMÉTRICA DE PRODUÇÃO DA ROCHA GNAISSE NO BRITADOR
SECUNDÁRIO ..........................................................................................................................39
4.19. RELAÇÃO DE REDUÇÃO DO BRITADOR .........................................................................39
4.20. CONSUMO DE ENERGIA ................................................................................................40
4.21. CALCULO DA POTÊNCIA CONSUMIDA ...........................................................................40
4.22. BRITADOR TERCIÁRIO...................................................................................................40
4.22.1. Dados do britador Terciário .................................................................................40
4.23. GAPE DO BRITADOR......................................................................................................41
4.23.1 Dimensionamento do Top Size do britador terciário. ............................................41

XV
4.24. CAPACIDADE DO BRITADOR SECUNDÁRIO ...................................................................41
4.24.1 Dimensionamento da Capacidade do Britador Terciário .......................................41
4.25. CAPACIDADE REAL VOLUMÉTRICA DE PRODUÇÃO DA ROCHA GNAISSE.......................41
4.26. RELAÇÃO DE REDUÇÃO DO BRITADOR .........................................................................42
4.27. CONSUMO DE ENERGIA ................................................................................................42
4.28. CALCULO DA POTÊNCIA CONSUMIDA...........................................................................42
4.29 POTÊNCIA NOMINAL.......................................................................................................42
4.30. ANÁLISE DE DADOS E DISCUSSÃO DE RESULTADOS.......................................................44
4.31. BALAÇO DA PRODUÇÃO HORÁRIA VOLUMÉTRICA DOS BRITADORES.............................45
5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES............................................................................46
5.1. CONCLUSÕES................................................................................................................46
5.2. RECOMENDAÇÕES.......................................................................................................47
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................48

1
1. Introdução
A busca por processos mais eficientes do ponto de vista da produtividade, custos de
investimento e operação é uma constante no setor de beneficiamento mineral, principalmente
no que diz respeito aos circuitos de britagem pós estas operações consome muita energia.
A configuração da planta de processamento da brita na empresa Sintrapel levou se a pesquisa
dos britadores na planta e análise dos custos energéticos da operação devido a demanda
excessiva dos trituradores na sua operação. Contudo, O dimensionamento de britadores tem
como objectivos conhecer determinar o consumo da energia dos britadores, dimensionar a
capacidade dos britadores, conhecer o gape, tamanho máximo da alimentação e o índice de
trabalho referente a gneisse que é a rocha que se estrai na área de pesquisa. Por fim, este
trabalho tem como Objectivo dimensionar os britadores de modo a optimizar a produção e
reduzir os custos nas operações de britagem. A materia discutida neste trabalho, é de interece
e maior importancia as empresas que trabalham com britadores a mandimbula que nao lhes
oferece catalogo das capacidades nominais. Atravez do cientista Taggart, este trabalho veio
testemunhar o dimensionamento de uma maquina instalada com uma dada abertura de
producao aberta (APA) e abertura de producao fechada (APF) cuja sua capacidade é
desconhecida que porventura torna dificil controlar a quantidade de material produzido para
ser facil, controlavel e tornar uma producao sistematica das maquinas por meio do
dimensionamento do Top Size do material a ser alimentado na camarra dos britadores.
.

2
1.1. Formulação do problema
A planta é configurada por três estágios de britagem a mandíbula, e um estágio de selecção do
material. Sendo o primário estágio da brita na cava pelo britador móvel a Mandíbula de um
eixo com a redução do granulado e pó, posteriormente carregado, transportado pelos camiões
e realimentado no segundo britador para o aumento do grau de liberação. E mais um britador
giratório móvel posicionado na planta de processamento que só libera a granulometria do
material que vem do Run of Mine do material granulado do britador instalado na cava que por
sua vez, o material nele fragmentado é empilhado para o processo subsequente.
 Como reduzir custos nas operações de britagem de modo que haja maior eficiência na
operação dos britadores, deste modo evitando maior consumo de energia, aumentando
a produção?
1.2. Justificativa
Escolheu se o tema acima proposta visto que os objectivos de uma actividade mineira basear
se na avaliação dos custos de investimento, retorno e ganhos. No entanto, a pesquisa tem
como foco o estudo do custo da operação pela demanda excessiva dos britadores, avaliação da
taxa de produção nas tentativas de uma nova proposta do dimesionamento do top size
correspondente a configuração da boca dos britadores e dimensionamento das capacidades
dos britadores instaladas na cava e na planta.

3
2. Objectivos
2.1. Objectivo Geral
 Dimensionar os britadores de modo a optimizar a produção e reduzir os custos nas
operações de britagem.
2.2. Objectivos Especifico
 A avaliar a configuração dos britadores no modelo actual da planta de processamento
da empresa Sintrapel;
 Propor uma optima configuração dos britadores na planta de processamento da brita;
 Avaliar o tamanho do material do britador primário.
2.3. Hipóteses
 O modelo actual da planta de beneficiamento da brita com a configuração de três
britadores sendo primário na cava, o segundo e terceiro na planta, pode apresentar o
custo muito elevado da operação.
 Com a redução da demanda excessiva dos britadores pode resultar na redução do
tempo e custo da operação.
 A configuração dos dois britadores com uma peneira de duplo deck pode proporcionar
optima seletividade do produto final da brita.
 A instalação de um separador prévio do escalpe no alimentador do britador pode
optimizar a eficiência do britador primário na planta de beneficiamento da brita.
2.4. Localização geográfica da área de estudo
Tete é uma província localizada na região central de Moçambique, a sua capital é a cidade do
mesmo nome (Tete), localizada a cerca de 1570 km a norte da cidade de Maputo, a capital do
país. Com uma área de 98.417 km2, esta província encontra-se dividida em 15 distritos
nomeadamente: Angónia, Cahora-bassa, changara, Chifunde, Chiuta, doa, Macanga, magoe,
marara, Marávia, Moatize, Mutara, Tete, Tsangano, Zumbo. Segundo dados do Instituto
Nacional de Estatística, a província possui 4 municípios desde 2013, a saber: Moatize,
Nhamayábué, Tete, Ulongué. Desta forma a província de Tete situa-se no topo da região
central de Moçambique, sendo a única em contacto fronteiriço com 3 países: A nordeste com
o Malawi, a noroeste com a Zâmbia e a sudoeste com o Zimbabwe. Por outro lado a província
faz ligação com outras províncias do país, entre as quais: Zambézia a este, Manica e Sofala a
sul e entre as coordenadas de 14º00'S e 17º42'01"S e 30º13'E e 35º20'07"E.

4
A área em estudo, localiza-se no bairro Mpáduè na unidade de Mafilipa a sul da cidade de
Tete, cerca de 6-8 km ao longo da EN 103. Pedreira de Mafilipa.
A área do projecto ocupa uma extensão de 40 hectares e a mesma é delimitada por um
retângulo de vértices com as seguintes coordenadas geográficas.
Tabela 1: Coordenadas Geográficas da área de estudo
VÉRTICES LATITUDE LONGITUDE ÁREA
1 16º14′45″S 33º33′45″E
40ha2 16º14′45″S 33º34′00″E
3 16º15′15″S 33º34′00″E
4 16º15′15″S 33º33′45″E
Fonte: Gestão da Empresa Sintrapel nova era, 2016.
Figura 1: Vista aerea do Mapa de Localização geográfica da área de estudo
Fonte: Google eath.

5
Figura 2: Localização a área da area de estudo paralelo ao rio Zambeze
Fonte:https://earth.google.com/web/
2.5. Aspectos Fisiográficos
2.5.1. Geologia local
A formação geológica da área do estudo caracteriza se pelas formações geológicas do período
geológico mais antigo, o pré-câmbrico e formações do carro. As formações montanhosas que
maior representam, pertencem ao complexo Gabro-Anortositico.
O principal tipo de rocha na região do estudo, pertence ao complexo Gabro-Anortosito. As
rochas dominantes são gabros e noritos leucocratas. Outros litotipos que ocorrem são: dioritos
leucocratas, anortositos, rochas metamórficas do primário e quaternário; rochas eruptivas do
terciário e secundário; rochas sedimentares de carro e do secundário. (INE )
2.5.2. Fauna
Na região é compreendida pela fauna bravia, constituída por macacos, cabritos do mato,
gazelas, coelhos, ratazanas, e entre outros. Os animais caçados são os de pequeno porte como
cabritos do mato, lebres, coelhos e entre outros. (Gestão da empresa, Sintrapel Nova Era,
2016)
2.5.3. Flora
Vegetação da área é fraca, espontânea e de pequeno porte, abundam árvores raquíticas,
bastante características da região que representam Aspectos desoladores do tempo de seca ou
estiagem. A norte da província de Tete, predomina a floresta aberta de Miombo, savana
Arbórea e arbustiva e savana herbácea. As principais madeiras da província são: Chanfuta,
Umbila, Miombo, Mopone, Pau-preto, Ntumbue, Mbana, Miacias e Ntondo. Para fins
energéticos são utilizadas a Mipone e Micaias. (Gestão da empresa, Sintrapel Nova Era, 2016)

6
2.5.4. Clima e relevo
A província de Tete compreende os distritos da Angónia, Macanga, Marávia, Zumbo e
Chifunde com precipitação atmosférica na ordem dos 800 a 1200 mm, estas por sua vez são as
mais produtivas do ponto de vista agrícola e densamente povoada. (Atlas Geográfico Vol.1) A
zona sul, compreende os distritos de Changara, Magoe, Cahora-Bassa, Moatize, Mutarara,
Chiuta e a Cidade de Tete, cuja precipitação atmosférica anual é da ordem dos 600 mm e são
as mais pobres no que concerne a actividade agrícola com relação a zona norte, porque a sua
produção não é suficiente pra satisfazer a população daquela região. (INE)
O relevo de Tete subdivide-se em duas partes bem distintas, sendo a norte da província a
formação dos planaltos da Angónia- Marávia e a sul, a planície do vale de Zambeze, que
apresenta algumas formações montanhosas cujas altitudes têm menor valor com relação a
zona norte, onde se localizam os pontos mais altos, os montes Dómuè e Chirobué com 2096 e
2021 metros respetivamente. (INE)
2.5.5. Hidrologia
Dado a disposição do relevo da área, existem pequenas linhas de água que correm ao longo
das zonas montanhosas, geralmente periódicos e os fluxos correm somente no período
chuvoso.
Figura 3: hidrologia
Fonte: A gestão da empresa “SINTRAPEL NOVA ERA”, 2016.
A sequência estratigráfica regional apresenta rochas de permeabilidade moderada à
impermeável no domínio da formação Curvos (engloba os mantos de carvão e as intercalações

7
de Arenitos, Siltitos e Argilitos) e permeabilidade média a boa para a formação cuesta
(formada por solos sedimentares), e em alguns coluviões e terraços aluvionares. (Mário
Costa).
2.6. Infraestruturas existentes
2.6.1. Eletricidade
A pedreira é alimentada pela energia da rede nacional que atravessa a área de exploração da
rocha, e que parte da subestação de Matambo para a Cidade de Tete.
2.6.2. Água
A falta de uma fonte própria de abastecimento da água tanto para o consumo como para o
regadio por aspersão das vias de acesso com intuito de reduzir o índice de poluição e emissão
de poeiras faz com que a água para o consumo na pedreira seja proveniente da cidade através
de um camião que transporta do ponto de abastecimento da FIPAG em pequenos tanques.
Para o regadio do recinto, a água é proveniente do rio Zambeze, transportada num camião
pipa ou water bowser onde a mesma é depositada num tanque que é acoplado sobre o camião.
2.6.3. Vias de comunicação e acessos
A população de Mafilipa tem acesso as seguintes redes de comunicação social:
Mcel;
Movitel;
Telecomunicações de Moçambique (TDM); e
Vodacom.
Via de acesso da área concessionada pela Mafilipa, dá-se por meio da Estrada Nacional nº7 a
qual é usada para dar entrada a província vindo de Manica, que liga a Cidade de Tete aos
distritos de Songo e Marara quilómetro 18.
2.6.4. Economia e serviços
A área de Mafilipa é tradicionalmente conhecida como rica em minerais industriais usados na
construção civil como: quartzo, calcite, calcário, gnaisses e indícios de ferro e quanto ao
potêncial económico este local não é muito potente visto que só existe a exploração do
gnaisses. O rendimento gerado pela empresa não e suficiente para gerar desenvolvimento
abrangente na comunidade pois trata-se de uma actividade de subsistência, de pouca
mecanização e que não gera capital suficiente no intuito de contribuir directamente para o
crescimento da comunidade.

8
2.6.5. População e principais actividades de subsistência
O INE (Instituto Nacional de Estatística) estima que a população da cidade de Tete cita entre
183.778 habitantes em 2011, contra a estimativa do Conselho Municipal que conceitua que a
mesma atinge cerca de 200.000. A área de Mafilipa segundo o diagnóstico da situação actual
da cidade de Tete encontra – se no Bairro Mpaduè com cerca de 5 mil habitantes, dos quais
realizam várias actividades para a sua sobrevivência como: agricultura familiar, comércio e
venda de brita utilizada na construção civil.
A caça de pequenos animais (cabritos cinzentos, coelhos, grisalhos) constitui um suplemento
dietético das famílias. A lenha e o carvão vegetal, constituem a principal fonte de energia. A
venda de madeira, lenha, caniço e carvão vegetal, bem como actividades de caça, pesca e
artesanato, constituem igualmente uma fonte de rendimento familiar. As famílias com homens
de idade activos recorrem ao trabalho remunerado na cidade e a prática do comércio informal,
já que as oportunidades de emprego na região são escassas. A área em estudo é alvo de secas
cíclicas, característica que torna o distrito vulnerável a carência em produtos alimentares.
Mais de metade da população sofre com a falta de alimentos, motivo pelo qual as autoridades
se vê obrigadas a solicitar ajuda externa.

9
3. REVISÃO BIBRIOGRÁFICA
3.1. Cominuição
Cominuição é o conjunto de operações de redução de tamanho de partículas minerais,
executado de maneira controlada e de modo a cumprir um Objectivo pré-determinado.
(Chaves, 2003).
A operação incluem o controlo do tamanho máximo de alimentação que vai de acordo
com a capacidade do britador primário, capacidade de esmagamento, também chamada Índice
de trabalho e o "perfil de desgaste", chamado índice de abrasão.
Uma configuração optima da planta de processamento da brita, inclui uma grelha vibratória
ou calha na alimentação para permitir o under sise ou escalpe, número de estágios da
britagem, peneira (as) bem dimensionadas para a separação da rocha.
3.2. 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 abaixo, sendo que em alguns casos as etapas terciárias e quaternárias são
consideradas com moagem e não como britagem (FIGUEIRA et al, 2004).
Tabela 2: Relação de redução em função dos estágios de britagem
Estágios 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
Fonte. (FIGUEIRA et al, 2004)

10
A britagem, é uma das operações de cominuição cuja sua relação de redução é pequena
comparada com a moagem, nela, as forças de fragmentação são compreendidas de
compressão, impacto ou cisalhamento. (Chaves, 2003).
Materiais sofrem ruptura devido à propagação da trinca quando isto é energeticamente viável,
ou seja, quando a energia liberada pelo relaxamento da energia de deformação é maior do que
a energia para a criação de duas novas superfícies (Griffith 1921).
A energia requerida para a fratura da partícula é reduzida na presença de água ou pela adição
de aditivos químicos que são adsorvidos pelo sólido (Hartley et al., 1978).
A fragmentação por abrasão caracteriza-se pela aplicação de esforços cisalhastes na superfície
da partícula, causando fragmentação superficial. Como resultado, tem-se uma redução muito
limitada em relação ao tamanho original da partícula e a geração de grande número de
partículas finas. Na fragmentação por estilhaçamento há a aplicação de elevadas taxas de
energia, sob condições de esforços compressivos (Neves, 2005).
3.3. principais tipos de britadores
Maquinas conhecidas 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).
3.4. Britadores de rolos
Os britadores de rolos podem ser classificados em Britador de Rolo Dentado e . Britador de
Rolos Lisos. 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, (FIGUEIRA et al, 2004).

11
Figura 4: Britador de Rolo Dentado
Fonte: FIGUEIRA et al, 2004.
Figura 5: Britador de Rolos Lisos
.Fonte: (FIGUEIRA et al, 2004).
3.4.1. 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).
3.5. 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. Os britadores de mandíbulas
são classificados em dois tipos, baseando-se no mecanismo de acionamento da mandíbula
móvel. Nos britadores de dois eixos, a mandíbula móvel tem movimento pendular, enquanto
os de um eixo tem movimento elíptico (FIGUEIRA et al, 2004).

12
Figura 6: Esquema do eixo excêntrico de trituradores de mandíbula.
Fonte: (ICTA-UFRGS, 2010).
Figura 7: Movimento dos blocos durante a fragmentação no britador de mandíbulas de um eixo, Dodge.
Fonte. (Fonte: Manual metso, 6 edição)
Figura 8: Britador de Mandíbulas de Dois Eixos, Blake
Fonte (Fonte: Manual metso, 6 edição)

13
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 segundo (WEIAND et al, 2010):
 Produto ao sair do britador não possui grande uniformidade.
3.5.1. 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).
3.6. 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 9: Britador Giratório.
Fonte: Manual metso, 6 edição

14
Segundo (WEIAND et al, 2010), afirma que, principais vantagens do Britador
giratório são:
 Britam satisfatoriamente materiais duros;
 Grande capacidade de trabalho;
 Grandes vazões de alimentação;
As principais Desvantagens:
 Elevado custo;
 Pequena redução de tamanho dos sólidos, o que aumenta o tempo de
produção.
3.6.1. 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, (FIGUEIRA et al, 2004).
Figura 10: Esquema do movimento do Britador Giratório.
Fonte. (Fonte: Manual metso, 6 edição)

15
2.7. 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 11: Britador de Impacto.
Fonte: Manual metso, 6 edição
3.7.1. 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).
3.8. Britadores de cones
O britador cônico possui o mesmo princípio de operação do britador giratório, porém é um
britador de britagem secundária ou terciária (FIGUEIRA et al, 2004) .

16
Figura 12: Britador de Cones.
Fonte: (FIGUEIRA et al, 2004).
3.8.1. Princípio operacional de britadores de cones
Contrariamente ao que ocorre no britador giratório, no cônico, o manto e o cone apresentam
longas superfícies paralelas, para garantir um tempo longo de retenção das partículas nessa
região. No britador giratório a descarga se dá pela ação da gravidade, enquanto no cônico, a
descarga é condicionada ao movimento do cone. O movimento vertical do cone, para cima e
para baixo, Figura 10, controla a abertura de saída, para tal, utilizam-se dispositivos
hidráulicos (FIGUEIRA et al, 2004).
Figura 13: Esquema Operacional de um Britado Cônico.
Fonte: FIGUEIRA et al, 2004

17
3.9. Factores que contribuem na operação de britagem
3.9.1. Tamanho Máximo da alimentação do Britador
O tamanho de partícula a ser processado é um dos parâmetros na seleção do equipamento
adequado e deve ser considerado junto à relação de redução desejada. A capacidade de
produção e o tamanho máximo dos blocos contidos na cava determinam a boca de entrada dos
britadores primários (Figueira, 2004).
O conteúdo de finos na alimentação define a conveniência ou não de um escalpe prévio da
alimentação do britador. Entre outros, os fatores econômicos e operacionais definem a
extensão do escalpe, todavia como regra geral, toma-se como base o limite máximo 30% de
finos na alimentação. Este procedimento não se aplica à britagem primária.Em geral, as
britagens secundária e terciária têm um conteúdo de finos em sua alimentação que justifica a
existência de escalpe prévio (Figueira, 2004).
3.9.2. Conteúdo de Argila e Umidade
As informações a respeito da umidade e quantidade de argila devem também ser
consideradas. Os minérios que apresentam alto conteúdo de argila e elevada umidade
impossibilitam praticamente a britagem em granulometria de 20 a 25 cm, pois dificultam o
peneiramento e a operação de alguns tipos de britadores. Britadores giratórios, cônicos e de
mandíbulas são altamente sensíveis à presença de argila e à
Humidade no minério (Figueira, 2004).
3.9.3. Forma da Partícula
A forma da partícula é importante na definição da boca de entrada dos equipamentos. Para
materiais lamelares exige-se uma relação entre a boca de entrada e o tamanho máximo das
partículas maior do que a geralmente requerida para minérios não lamelares
(Figueira, 2004).
3.9.4. Dureza
A dureza representa a resistência que uma superfície oferece quando atritada à outra e
depende da estrutura cristalina do minério. Materiais definidos como duros (que riscam outros
materiais) são resistentes à abrasão e podem ser também quebradiços, como o caso do
diamante, do quartzo e até mesmo do vidro (Galery, 2011).

18
2.9.5. Densidade do material
Os britadores são equipamentos que apresentam como constante a capacidade volumétrica de
produção. Assim, a capacidade desses equipamentos, expressa em t/h, é
proporcional à densidade do minério. Como a capacidade nominal é referente ao material com
densidade 2,7. (Figueira, 2004)
A capacidade real volumétrica para materiais com outras densidades pode ser expressa por:
Quadro 1: Densidade dos materiais.
Fonte: Google

19
3.9.6. Tenacidade
O termo tenacidade é conhecido como sendo a resistência ao rompimento por tração,
compressão ou impacto. É uma medida da quantidade de energia que um material pode
absorver antes de fraturar. Vários termos são utilizados como sinônimos ou associados à
definição de tenacidade: friável (frágil, quebradiço), maleável, séctil, dúctil, flexível e
elástico. Os dois termos, dureza e tenacidade, de uma maneira ou de outra correspondem à
forma que os bens minerais respondem às forças de fragmentação a que
são submetidos (Galery, 2011).
3.9.7. Abrasividade
A abrasividade corresponde à capacidade que um material possui de arranhar ou desgastar,
por fricção, outro material. Normalmente pode ser descrita através do conteúdo de sílica e
quartzo livre, relacionado com o índice de abrasão (Ai). A abrasividade deve ser analisada
com a finalidade de se evitar altos custos de manutenção. A seguir são explicitados os limites
de abrasividade (Metso, 2005).
Tabela 3: Índice de abrasividade.
Abrasividade Alta
( Ai > 0,5).
Abrasividade média
(Ai = 0,2 a 0,4).
Não Abrasivo
(Ai<0,1).
Granito diabásio e calcários e
quartizito e Basalto Dolomitas
Gnaisse
Fonte: (Metso, 2005):
3.9.8. Coesão
A fragmentação das partículas se dá pelo rompimento das forças de coesão ao longo das
superfícies que se formam. Isso implica no fornecimento de certa quantidade de energia de
fragmentação que tem que ser proporcional à energia de coesão interna rompida.

20
Resultado do processo de fraturamento é uma distribuição de fragmentos menores. A
distribuição característica do produto de fragmentação depende não só da natureza das forças
de coesão interna das partículas como também da forma de energia e da intensidade com que
elas foram aplicadas sobre a partícula (Galery, 2011).
3.9.9. Resistência à Compressão
A ação das forças de compressão provoca a deformação da partícula gerando tensões internas
de cisalhamento. Essas tensões de cisalhamento se distribuem pelo grão concentrando-se
principalmente nas regiões de maior fraqueza estrutural. Nas partículas, as principais regiões
de fraqueza estrutural são as trincas pré-existentes ou pré-condicionadas em algum processo
de fragmentação anterior. A tensão que provoca a ruptura da partícula concentra-se na
extremidade da trinca. Nesse ponto, as ligações químicas se encontram sob tensão máxima.
Quando a tensão supera as energias de ligação química, as mesmas se rompem e a trinca se
propaga de forma acelerada e desordenada. Após a ruptura e uma vez cessada a causa da
deformação, os fragmentos resultantes retornam a sua forma de equilíbrio (Galery, 2011).
3.9.10. Velocidade de Propagação de Onda
Dependendo da intensidade da energia aplicada, as partículas não têm condições de dissipar
imediatamente toda a energia absorvida e distribuem a mesma para um número
muito grande de trincas, podendo ocorrer propagação da trinca com ramificações sucessivas e
ruptura em diversos fragmentos. Quando a energia for de impacto de alta intensidade, a
propagação da trinca atinge a velocidade máxima. Mesmo que forças compressivas não
consigam gerar forças de cisalhamento capazes de provocar fratura, os reflexos das ondas
compressivas provocadas por uma região não solicitada da partícula podem gerar
tracionamento suficiente para causar ruptura nas trincas presentes
no material que se propagam em ramificações sucessivas. A condição de impacto envolve a
propagação da onda de choque e provoca ramificação da trinca em alta velocidade. Esse
processo ocorre de forma aleatória e desordenada (Galery, 2011).
3.9.11. Corrosividade
Minérios corrosivos impõem condições especiais na escolha dos materiais e equipamentos
usados na instalação (Figueira, 2004).

21
3.10. leis de fragmentação
3.10.1. Mecanismos de Fragmentação
A maioria dos minerais são materiais cristalinos, onde os átomos estão em arranjos
tridimensionais. A configuração dos átomos é determinada pelo tamanho e tipos de ligações
físicas e químicas que os mantém unidos na rede cristalina dos minerais. Essas ligações
interatómicas são eficientes à pequena distância, e podem ser quebradas se tencionadas por
forças externas (Figueira, 2004).
Os equipamentos de britagem e moagem se utilizam de diferentes mecanismos para
realizar a quebra da rede cristalina. Em geral os três mecanismos de fragmentação principais
listados a anterior estão sempre presentes, prevalecendo o efeito de um deles sobre os demais.
2.10.2 Work Index
Work Index é a designação da resistência à compressão, o peso específico, a resistência ao
impacto, a resistência à carga pontual, o módulo volumétrico e a friabilidade.
É Uma relação que permite calcular a energia necessária à fragmentação de um material até
um certo tamanho.
A relação da energia necessária para fragmentação de uma rocha foi desenvolvida por vários
cientistas como no caso dos autores (Swain & Rao, 2009) realizaram ensaios de moabilidade
de Bond, ensaios de Hardgrove e ensaios fragilidade para analisar a relação entre os valores
de e os valores do índice de Hardgrove, a relação entre e a friabilidade, como
possíveis métodos alternativos de determinação do Work Index.
Realizaram os ensaios em amostras de rocha, nomeadamente rocha gibsitica (rica em
feldspato), rocha gibsítica (rica em goethite), rocha gibsítica (com limonite), rocha
caulinizada, e gnaisse (com manganês).
Para a determinação do Work Index utilizaram a Equação:
= 44,5 /[( 1)0,23
× ( )0,82
[10 ( 80)1/2
− 10 /( 80)1/2
]]
Onde:
 : Work Index, KWh/t.
 1: Dimensão da abertura do peneiro de corte do produto, μm.
 : Passados acumulados no peneiro P1 por rotação, g/rot.
 80: Calibre correspondente a 80% de passados no produto, μm.
 80: Calibre correspondente a 80% de passados na alimentação, μm.
Equação 6: Determinação do (adaptado de Swain & Rao, 2009).

22
3.11. Lei de Rittinger
3.11.1. Primeira Lei de Fragmentação
Rittinger lançou o primeiro trabalho sobre o cálculo do consumo energético associado à
fragmentação (apud Carvalho, 2012). Segundo o qual "O trabalho necessário para realizar a
fragmentação é proporcional à área nova da superfície gerada" e é dada pela:
sendo:
 E = energia específica aplicada;
 Eo= coeficientes de proporcionalidade;
 Sf, df = área da superfície e tamanho da alimentação;
 Sp, dp= área da superfície e tamanho do produto.
Esta lei se aplica à fragmentação muito fina como por exemplo, à moagem de
clinquer de cimento.
3.12. Lei de Kick
3.12.1. Senda Lei de Fragmentação
Kick (apud Carvalho, 2012) propôs uma segunda teoria cujo enunciado diz que “O trabalho
necessário para produzir mudanças análogas na configuração de corpos geometricamente
semelhantes e do mesmo estado tecnológico é proporcional ao volume
ou peso dos corpos”, podendo ser escrita da seguinte forma:
Onde:
 E = energia específica aplicada;
 K, K2 = coeficientes de proporcionalidade;
 df = tamanho da alimentação;
 dp= tamanho do produto.
F. Kick, afirma que a energia gasta no trabalho requerido é proporcional à redução em volume
das partículas envolvidas".
Por fim, Charles (apud Carvalho, 2012) estabelece uma teoria Geral da Fragmentação que
engloba as anteriores, na qual "O trabalho (dE) necessário para realizar uma variação

23
elementar (dd) numa dimensão (d) de um dado corpo é proporcional à variação (dd) e
inversamente proporcional a uma potência (n) da dimensão (d)"e é definida pela
equação:
n
d
dd
KdE 
)1()1(
11
( 
 nn
dfdp
KE
Onde:
 E = energia específica aplicada a uma massa de minério necessária para suprir a
energia de superfície das partículas de diâmetro igual a;
 K e n= constantes dependentes do material;
 df = tamanho da alimentação;
 dp= tamanho do produto.
Quadro 2: Representando a variação do consumo de energia em função do tamanho da partícula
Fonte: Galery, 2011).
Gráfico mostra a forma geral apresentada pelas relações envolvendo energia e redução de
tamanho, onde o expoente varia significativamente dentro da ampla faixa de tamanhos
apresentada.

24
3.13. Terceira Lei de Fragmentação
3.13.1 Lei de Bond
O trabalho de Bond para a fragmentação é de extrema importância. Bond padronizou uma
série de procedimentos para a determinação da energia de fragmentação. Além disso, Bond
convencionou os valores df e dp referidos as aberturas das malhas quadradas (μm) que
deixam passar 80% da alimentação nova e produto final, respetivamente. Propôs que o
coeficiente de proporcionalidade ou trabalho Eo fosse chamado de Wi (work index),
definindo-o como a energia necessária (kWh) para reduzir a unidade de peso (st) do material
considerado desde um tamanho inicial infinito até 80% passante em 100 μm (Galery, 2011).
Através dessas definições, o trabalho de Bond torna-se:
onde:
Onde:
 E= energia específica aplicada (kWh/st);
 Wi = índice de trabalho ou Work Index (kWh/st);
 df80= abertura da malha quadrada que deixa passar 80% da alimentação nova
(μm);
 Dp80 = abertura da malha quadrada que deixa passar 80% do produto final (μm).
Atualmente tem-se utilizado a teoria de Bond modificada por um produto de 8 (oito) fatores
de natureza mecânico operacional referenciados por Rowland e Kjos (apud Galery, 2011).
O valor do work index é determinado em laboratório para os diferentes tipos de minérios com
procedimento padronizado por Bond e está relacionado com a maior ou menor facilidade que
o material apresentará com relação à sua fragmentação (Valadão, 2007).
Bond observou que um único work index não era suficiente para definir as variações de
energia para os estágios de britagem, moagem de barras e moagem de bolas, desenvolvendo
metodologias específicas para a determinação de valores diferentes para
cada estágio (Galery, 2011).

25
Quadro 3: de índice de trabalho
Fonte: Metso 2015
3.14. Potência de um motor
Como definição, potência de um motor é o trabalho por ele realizado em um determinado
intervalo normativas, em função de vários fatores intervenientes em sua determinação, como
de tempo. A potência pode ainda ser definida de outras formas pelos fabricantes de motores e
instituições sejam as condições ambientais, colocação ou não de acessórios e outros.
(JAWORSKI pg 5).
 Potência máxima do motor
(maximum engine horse power) é a potência máxima que um motor básico é capaz de
produzir em condições ambientais adotadas com padrão.
 Potência líquida do motor
É a potência que um motor instalado em uma máquina pode produzir, nas condições normais
de trabalho e ambientais adotadas como padrão, estando deduzida a potência absorvida pelos
acessórios.
3.15. Dimensionamento de britadores
3.15.1. Seleção de britador
A escolha de um britador para um dado serviço deve atender uma série de exigência, cada
qual independente das demais. (Chaves 2003)
Algumas dessas exigências são:

26
3.15.2. Condição de Recepção ( Gape do britador)
A distância entre as duas mandíbulas na extremidade superior do britador é muito importante
e é denominada gape.
Figura 14: Gape do britador
Fonte: Bergerman 2012
Este deve ser suficientemente grande para deixar passar o material de maior tamanho da
alimentação. Não só fazê-lo passar, mas permitir com que alcance uma posição dentro da
câmara de britagem em que haja condição dele ser britado. Isto é traduzido pela condição de
recepção:
O britador também deve possuir um ângulo de ataque adequado de forma que
o material não ser expelido pelo gape. (Bergerman 2012)
Gupta e Yan (2006) indicam as principais relações geométricas dos britadores
primários, como o britador de mandíbula.
0,85
3.15.3. Condição de processo
O britador deve gerar a distribuição granulométrica desejada pelo engenheiro de processo.
Isto significa que ele operar em uma determinada APA (abertura na posição aberta). Cada
britador possui uma série limitada de regulagens e é preciso verificar se ele pode operar na

27
abertura desejada. O britador deve ser capaz de fornecer uma distribuição granulométrica
conforme as especificações dos processos a jusante
3.15.4. Ângulo de Ataque
O ângulo de abertura das mandíbulas é geralmente inferior a 30° para evitar que as partículas
alimentadas sejam expelidas pelo equipamento. Pode-se estabelecer uma relação entre este
ângulo, o tamanho da alimentação e o coeficiente de atrito entre o material e as mandíbulas.
Considere uma partícula de diâmetro D a qual é alimentada a um britador Blake.
O ângulo máximo entre as mandíbulas é 2α Se este ângulo for excedido, a partícula será
expulsa do britador. Esta medida, 2α, é chamada ângulo de ataque, aprisionamento ou captura.
Seu valor poderá ser obtido como segue (Gomide, 1980).
Desprezando o peso da partícula, dois tipos de forças atuam nos pontos de contato com as
mandíbulas:
 Duas forças radiais Fr,
 b) Duas forças de atrito, Ft, atuando tangencialmente à partícula. Estas forças
relacionam-se com as forças radiais através do coeficiente de atrito.
As componentes de Ft segundo a bissetriz do angulo 2α tendem a conduzir a partícula para
baixo, ao passo que as componentes de Fr nessa mesma direção tendem a expelir a partícula.
A condição de aprisionamento é:
ou seja:

28
Figura 15: Ângulo de Ataque
Fonte. (Gomide, 1980).
Valores experimentais de para rochas em aços medianos são de aproximadamente 0,3,
portanto 2α= 33°39’. Os valores do coeficiente de atrito comumente encontrados na prática
são de α entre 10° e 15°, isto é, o ângulo de ataque varia entre 20° e 30° (Gomide, 1980).
3.15.5. Capacidade
O britador possui uma capacidade que varia com o seu tamanho e para cada tamanho, com a
abertura. Para as vazões maiores os britadores giratórios Taggart estabeleceu um critério que
permite optar por britadores de mandíbulas ou giratórios:
Se X>0,115, sugere-se adotar britador giratório, caso contrário de mandíbulas (Taggart 1951)
3.15.6. Capacidade dos Britadores de Mandíbulas
Devido à complexidade da natureza dos britadores de mandíbulas e giratório, não há
um fórmula exata que dê a capacidade real deles (Teixeira 2013).
Broman (1984) diz de maneira simplificada que os cálculos de capacidade são feitos
baseados somente na área de descarga.

29
3.15.7. Método de Taggart para britadores de Mandíbula
Taggart (1951) propôs uma formula que permite efetua estimativas rápidas da capacidade dos
britadores de mandíbulas, com base na medida da boca de alimentação (gape) e na abertura de
descarga, ou seja, a área de descarga do material:
Onde:
 C= Capacidade
 L= Comprimento da boca de alimentação paralela ao plano da mandíbula fixa (cm).
 S= afastamento máximo de abertura de descarga (cm).
Figura 16: dimensionamento dos britadores a mandíbula.
Fonte: Carvalho 2012
A abertura de saída do britador pode ser variada e afeta a distribuição granulométrica
APA = APF + movimento do queixo ou excêntrico. (Bergerman
2012)
Figura 17: APF e Excêntrico do britador.
Fonte (Bergerman 2012)

30
3.15.8. Método de Taggart para britadores Giratórios
Método idêntico ao dos britadores de mandíbulas onde L, comprimento, é substituído
por 2πRm, sendo Rm o raio médio da saída do britador.
Figura 18: Dimensionamento dos britadores giratórios, raio médio.
Fonte: Carvalho 2012
Onde:
 C= Capacidade em (t/h)
 Rm= Raio médio da abertura de saida da descarga do britador ( cm)
 S= afastamento máximo de abertura de descarga ou APA (cm)

31
Quadro 4: Tabela das capacidades em função do APF.
Fonte: Metso 2010
A capacidade real do britador é aproximadamente dada pela expressão:
Onde
 QT = Capacidade de tabela.


 C= depende da relação percentual (%) entre tamanho máximo de material na abertura
de entrada (AA) do britador; e % de alimentação menor que ½ APA para britadores ou
½ APF Para Cones e Hidrocones.
 D depende do teor da Argila, Humidade e APF em Polegadas.

32
Quadro 5: Factor de depende do gráfico do( AA) e % da alimentação menor que 1/2 do APA
Fonte: Faço
Quadro 6: Factor D, depende do teor da Argila, Humidade e APF em Polegadas.
Fonte: Faço

33
4. APRESENTAÇÃO, ANÁLISE DE DADOS E DISCUSSÃO DE RESULTADOS
4.1. Metodologia
A metodologia adoptada na busca de informação e colecta de dados, durante o período de
pesquisa, foram:
4.2. Pesquisa observatório do campo
A observação foi directa, realizada através de acompanhamento da execução das actividades
de fragmentação da rocha pelos trituradores a mandíbula. O período de estágio a observação
foi participativa e directa, observado todos processos de processamento da brita em todos seus
estágios nas duas plantas onde foi notado o problema da configuração que tem elevado o
custo de processamento da rocha devido o aumento das operações unitárias para a produção
da brita
4.3. Pesquisa documentária
Consistiu na aquisição e recolha de artigos publicados como trabalhos finais de licenciatura
(monografias), dissertações, teses disponíveis na internet, artigo dos fabricantes das máquina
e manuais de trituradores a mandíbula, equipamentos de fragmentação e tratamento de
minério
4.4. Entrevista
É um procedimento utilizado na investigação social, para a colecta de dados ou para ajudar no
diagnóstico ou no tratamento de um problema social” Para MARCONI & LAKATOS, (2010)
Fez-se a selecção de 7 trabalhadores no universo de 20 trabalhadores existentes na empresa, a
escolha da amostra foi propositalmente aos trabalhadores da planta e o homem da
contabilidade das vendas da brita. Sendo seis operadores da planta e um da contabilidade. A
entrevista baseou se na busca de informações da empresa, onde foi possível obter dados da
geologia da área concessionada os objectivos da rocha processada assim como os das
operações unitárias da planta, as capacidades de produção dos britadores e seus custos de
operação.

34
4.5. Apresentação
A Sintrapel Nova Era, Pedreira de Mafilipa é uma empresa vocacionada à produção da Brita,
material de construção Civil. A empresa extrai a rocha gnaisse para a produção da brita. A
extração da rocha gnaisse de Mafilipa começou com a empresa Thriveni Minerals
Mozambique Limitada em 2008 que pertencia a um engenheiro de nacionalidade Italiana. A
empresa Thriveni Minerals Mozambique Limitada, prestava serviços de venda da sua brita a
outras empresas mineiras que tinham necessidade dessa brita para a construção das suas
obras, como casas e pavimentação das vias de acesso. A partir de Dezembro de 2014, a
empresa vendeu todos os seus recursos à empresa SINTRAPEL NOVA ERA a qual
permanece até o presente momento. Esta pedreira tem um total de 20 trabalhadores,
distribuídos em vários sectores tais comoː escritórios perfuração e desmonte Operadores de
Carregamento e transporte, Operadores da planta de processamento da brita da Rocha
Gnaisse, que é uma rocha de origem metamórfica resultante da deformação de sedimentos
arcόsicos ou de granitos. É composto de diversos minerais, mais de 20% feldspato potássico,
plagioclásio, e ainda quartzo e biotita.
4.6. Produção da empresa
A empresa Sintrapel produz 150 t/h da brita da rocha gnaisse ela apresenta a densidade real de
2,6 t/m3
, operando nos turnos normais de trabalho (8h/d) e parando nos Domingos e feriados,
As manutenções Programadas são feitas nos domingos. A planta de Processamento esta
configurara pelos três Britadores a Mandíbula, cujo primeiro com a potencia do motor de
3306 kw. Motor da família Katerpiller 2cpXL10.5MRG, funcionamento a diesel de 10.5L/h.
Instalação do britador primário na cava.
Figura19: Britador a Mandíbula de dois eixos e Descrição da potência do Motor.
Fonte: Autor 2017

35
Devido a omissão da informação da capacidade horária do britador recorreu se ao método de
medição directa do método Taggart para estimativa da capacidade em t/h.
Figura 20: Medição do Comprimento da boca de alimentação paralela ao plano da mandíbula fixa (cm).
4.7. Dados do britador Primário
LG : 95cm
SG : 75cm
S = ?
Under Size: 35cm
Excêntrico Padrão: 1″

36
4.8. Gape do Britador
4.8.1. Dimensionamento do Top Size para britador primário
600mm é o tamanho admissível para alimentar o britador com gape de 750mm.
4.9. Dimensionamento da Capacidade do Britador Primário
Onde:
C= Capacidade
L= Comprimento da boca de alimentação paralela ao plano da mandíbula fixa (cm).
S= afastamento máximo de abertura de descarga (cm).
4.10. Capacidade Real volumétrica de produção da Rocha Gnaisse

37
4.11. Relação de Redução do britador
4.12. Consumo de Energia
Quadro 7: Wi da Rocha Gneiss
Fonte: Metso 2015
)
4.13. Potência do Motor do Britador

38
4.13.1 Calculo da Potência Consumida no motor do britador primário
4.14. Britador Secundário
O Britador secundário apresenta a capacidade do Gape de 500mm de largura e 750mm de
comprimento. O APF ou produto é de 65mm para a mesma Rocha com densidade e índice
de trabalho dada 1,4 e 16.
Figura 21: Medição do Comprimento da boca de alimentação paralela ao plano da mandíbula fixa (cm), e
largura ou afastamento máximo de abertura de descarga (cm).
4.15. Dados do britador Secundário
LG : 75cm
SG : 50cm
S = ?
Under Size: 6,5cm

39
4.16.1. Dimensionamento do Top Size do britador secundário
4.17. Capacidade do Britador Secundário
4.17.1. Dimensionamento da Capacidade do Britador Secundário
4.18. Capacidade Real volumétrica de produção da Rocha Gnaisse no britador
secundário

40
4.21. Calculo da Potência Consumida
.
4.22. Britador Terciário
O britador terciário, é a única máquina de fabrico JOYAL de fabrico Japonês. ela apresenta as
descrições do modelo de PE 250 X 400 e apresenta o consumo médio de energia18,8 Kwh/t e
máximo de 21,3Kwh/t para materiais com a densidade de 1,6m3
/t. O tamanho máximo de
alimentação é de 65mm e produz tamanho máximo de 19mm (3/4).
4.22.1. Dados do britador Terciário
LG : 40cm
SG : 25cm
S = ?
Under Size: 1,9cm
Figura 0.1

41
Figura 22: descrição do Modelo do britador 250 X 400
4.23.1 Dimensionamento do Top Size do britador terciário.
4.24. Capacidade do Britador Secundário
4.24.1 Dimensionamento da Capacidade do Britador Terciário
4.25. Capacidade Real volumétrica de produção da Rocha Gnaisse
.

42
4.28. Calculo da Potência Consumida
.
Figura 23 Foto. K e L descrição do Motor do britador P 250 X 400
4.29 Potência nominal
Dados
E= 18,8 Kwh/t
T= 15 T/h

43
Tabela 5: da produção Real dos Britadores, Top Size em Função dos Produtos
Britador Primário
Capacidade (150t/h)
Britador Secundário
Capacidade (150t/h)
Britador Terciário
Capacidade (120t/h)
Top Size Produtos Top Sise Produtos Top Sise Produtos
600mm 350mm 350mm 65mm 65mm 19mm (3/4)
0 – 6 Pó
6-12 3/8
12-19 3/4
19-30 1´´
30-35 35
35-40 40
40-65 65
65-350
350
0 – 6 Pó
6-12 3/8
12-19 3/4
19-30
1´´-35
35-40
40-65
65
0 – 6 Pó
6-12 3/8
12-19 3/4
A tabela ilustra a configuração dos britadores na planta de processamento da brita, com cada
um com a sua relação de redução que possibilita o controlo da exigência do cliente. Isto é, o
primeiro e segundo britador possibilita na produção da brita 30, ¾ e 3/8 misturado com o pó.
Enquanto quando se opera até ao britador terciário, tem se como Objectivo de produzir brita
¾, 3/8, e pó.
O material produzido na planta tem como Objectivo de:
Pó: fabrico de Blocos,
¾: Enchimento de Pilar,
3/8: Vigas e Betão,
1´ Betão de limpeza.

44
4.30. Análise de dados e discussão de resultados
Tabelas a baixo são ilustram dados de medições dos britadores, suas capacidades calculadas, e
consumo de energia. Esses dados permite avaliar a capacidade produtiva das máquinas com a
capacidade que a empresa produz.
Tabela 6: Análise de dados e discussão de resultados
Descrição Britador Primário Britador
Secundário
Britador Terciário
Dimensionamento L S L S L S
95 Cm 37,54 Cm 75 Cm 9,04 Cm 40 Cm 4,44 Cm
Capacidade (t/h) 301,35 t/h 57,29 t/h 15 t/h
Capacidade real
(m3
/h)
290,188 m3
/h 55,168 m3
/h 14,444 m3
/h
Top Size 600mm 400mm 200 mm
Energia Consumida
Kwh/t em (t/h)
2,02 11,29 Kwh/t 16,86 Kwh/t
Potencia
Consumida Kw em
(t/h)
1.216,16Kw
3577,46 Kw 1588,6Kw
Relação de
Redução
1,71 5,38 3,42

45
4.31. Balaço da produção horária volumétrica dos britadores
Tabela 7: Balanço da produção horária dos britadores
Britador primária Britador Secundário Britador Terciário
Produção em batelada
Circuito Fechado
Alimentação = Produto
290,188 = 290,188 m3
/h
55,168 m3
/h 14,444 m3
/h
Stok do Material produzido no
britador primário por hora.
290,188 m3
/h – 55,168 m3
/h
= 235,02 m3
/h
Balaço da produção horário
55,168 m/h – 14,444 m3
/h
=40,724 m3
/h
40,724 m3
/h do produto da brita 3/4 , 3/8 e pó.

46
5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
5.1. Conclusões
As actividades de fragmentação da rocha, contudo a britagem da rocha gnaisse, notou se que,
o primeiro estágio de fragmentação do grosso há um consumo de energia reduzida em relação
aos estágios de fragmentação dos finos.
Dimensionamento de britadores é um processo que permite obter a capacidade da máquina,
tamanho máximo do material e o volume do material produzido por hora.
A avaliação do consumo de energia, permitiu conhecer as variáveis constante que afecta nos
processos. Estes variáveis são directamente proporcional aos objectivos finais da produção ou
da exigência do cliente. Isto é o índice de trabalho e o tamanho máximo do produto da
britagem.
Dimensionada as máquinas, conclui se que a produção em batelada do britador primário
instalado na cava produz 301,35 t/h que é um valor superior a da capacidade que a empresa
produz. A instalação de britadores na planta (Secundário e Terciário), com a capacidade
menor que o primário, faz com que produzem 42,29 t/h da brita 3/4, 3/8 misturado com o pó.

47
5.2. Recomendações
Segundo dados fornecidos pela empresa, notou se uma baixa produção de 150 t/h no britador
primário em relação aos dados obtidos na mesma máquina que é 301,35 t/h, devido o tempo
gasto do engaiolamento do britador devido maior tamanho do material na boca do britador
(APA), o tempo gasto pela pré fragmentação, o tempo gasto pelo tempo do ciclo do
alimentador, e a parada excessiva da planta.
Para produzir próximo a capacidade das máquinas, recomenda se o plano de fogo com as
malhas menor ou igual 600mm do tamanho máximo do bloco no alimentador para a britagem
primária. Este tamanho irá corresponder o gape do britador primário. Manutenções
programadas nas máquinas da planta em geral.
No estágio secundário e terciaria da britagem, recomenda se a instalação de uma máquina
com capacidade superior que as instaladas e um separador prévio de finos, visto que
britadores de capacidade menor e a britagem de finos apresenta alto consumo de energia e
para que possa ser alimentada todo material que vem na britagem primária, desta feita atingir
uma produção balanceada.

48
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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reduction:Ball milling. s.l.: AIME, 1984.
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4. CHAVES Arthur; (2003). teoria e pratica do tratamento de minério. 2ed Signus
Edição. Belo Horizonte: Editora UFMG, 2007. 234p.
5. FAÇO - Manual de Britagem. 5ª edição, 1994.
6. FIGUEIRA, H. V. O., ALMEIDA, S. L. M., LUZ, A. B., 2004. Tratamento de Minérios,
4ªed. Br.
7. GALERY, R. (2004) Fragmentação de Minérios:. Belo Horizonte: UFMG,
8. GRIFFITH, A.A., 1921. The phenomena of rupture and flow in solids, Phil. Trans. Royal
grinding: How effective are they?, Engng. Min. J. (Oct.), 105.
9. GUPTA, A. & YAN, D.S. Mineral Processing Design and Operations An Introduction,
HARTLEY, J.N., PRISBREY, K.A., WICK, O.J., (1978). Chemical additives for ore.
10 Instituto Nacional de Estatística – Anuário Estatístico (2013)- Moçambique / Statistical
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11. JAWORSKI Tadeo; (1997), Equipamentos para escavação – compactação e transporte,
Curitiba.2011.23 p.
12. MAGALHÃES, Fernando; (2013). método simplificado da avaliação da britabilidade,
UFJ.
13. METSO(2005); manual de britagem. 6 edição.
14. METSO.( 2011); Catálogo Nordberg Britadores de Mandíbulas Série C. Finlândia, 24p.
15. METSO. (2015); Manual de Britagem Metso. 10ª Edição. 30pg
16. METSO.( 2005); Manual de Britagem Metso. 6ª Edição. 50pg.
17. NEVES, P. B. (2005); Características de Fragmentação e Microestruturais de Rochas e
seu Comportamento na Britagem para a Produção de Agregado. Dissertação de Soc., Ser. A,
Vol. 221, 163-168, 1921.
18. TAGGAT.A.F. (1936); Handbook of ore dressing. N.York.J.Willey.

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19. TEXEIRA Henrique; (2013), desenvolvimento de um sistema para dimensionamento,
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20. VALADÃO, G. E. S.; ARAUJO, A. C. (2006); Introdução ao Tratamento de Minérios. 1ª
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23.https://earth.google.com/web/@6310486,299.00775659a,1046.23451734d,35y,0h,0t,0r dia
14/07/2018, 08:37h
24. http://www.operaction.com.br/densidade-dos-materiais acesso em 18 de agosto de 2018
25. http://www.xscrusher.com.pt/1-stone-crusher.html. Acesso em: 12 de agosto de 2018.

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