Este documento aborda diferentes métodos de separação de misturas, com foco principal na separação magnética. Descreve brevemente filtração, destilação, centrifugação e separação magnética. Também apresenta os objetivos e metodologia para realizar experimentos sobre separação magnética de resíduos férreos e extração de ferro de cereal.

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1.0 OBJETIVO
Será abordado neste trabalho breves referenciais sobre processos de
separação, tais como filtração, destilação, centrifugação e separação magnética.
Entretanto, o foco principal estará na abordagem de conceitos e explicação que
norteiam a separação magnética.
Utilizada para separar metais presentes em uma mistura heterogênea com o
auxílio de um imã, a separação magnética é empregada de forma segura na área
industrial, como em usinas.
Será também realizado e discutido os resultados de duas experiências, uma
de separação de resíduos férricos da areia e outra da extração do ferro de um cereal
matinal.
2.0 INTRODUÇÃO
Em processos de indústrias químicas, diversas misturas são usadas mas por
vezes, os componentes das misturas precisam ser separados, e para isto são
utilizadas algumas técnicas para realizar a separação de misturas. O tipo de
separação depende do tipo de mistura, como por exemplo as misturas sólidas, que
apresentam diferentes tipos de separação, como catação, peneiração, e entre outras
a separação magnética, que é a separação escolhida para ser desenvolvido este
trabalho.
A separação magnética é um método de separação de misturas heterogêneas
de componentes sólidos, mais especificamente para separação
de misturas contendo ferro magnético (cobalto, o níquel e, até mesmo o ferro),
empregada de forma segura na área industrial, como em usinas.
Assim, este trabalho exemplifica alguns tipos de separações, os seus
procedimentos, qual melhor utilização e quando usa-los, suas aplicações na
indústria e nos laboratórios. Foi elaborado também experimentos que exemplificam a
separação escolhida, a magnética.

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3.0ABSTRACT
In chemical process industries, many mixtures are used but sometimes the
components of the mixtures must be separated, and there are some techniques that
can be used to realize the mixtures separation. The type of separation depends on
the type of mixture, for example the solid mixtures shows different kinds of
separations, such as grooming, sieving and among other the magnetic separation,
the separation chose for this work.
Magnetic separation is a method of separation of heterogeneous mixtures of
solid components, more particularly for separating mixtures containing magnetic iron
(cobalt, nickel, and even iron) safely used in industry, such as plants.
So, this work exemplifies some types of separations, its proceding, which is
the better use and when to use them, their applications in industry and laboratories. It
was also designed experiments that exemplify the chosen separation,the magnetic.
4.0REFERENCIAL
4.1Separação Magnética
Método usado para separar metais ferromagnéticos, presentes em uma mistura,
por meio da força de atração do ímã.
O uso do eletroímã é empregado de forma segura em usinas, indústrias, ferros-
velhos, etc. Um exemplo da utilização magnética é quando temos uma mistura de
ferro e pó e enxofre que, com a ajuda de um ima ou eletroímã conseguimos atrais o
ferro em pó, separando-o do enxofre. A separação magnética só se torna possível
quando um dos componentes for atraído pelo ímã.

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4.2Centrifugação
A centrifugação é uma operação unitária para separação de duas fases
(camadas separadas) duma mistura por ação da força centrífuga a que fica sujeita,
quando em movimento de rotação.
A operação é realizada em aparelhos denominados centrífugas.
Aplica-se em diversos processos industriais, tais como na separação da nata
do leite, na clarificação de lacas ou na concentração do látex. Laboratorialmente
usa-se para a determinação do peso e do volume de partículas coloidais, para
acelerar filtrações, para a determinação de pesos moleculares e ainda na separação
de isótopos.
Um exemplo prático de uma centrífuga, ou centrifugador, encontra-se na
máquina de lavar a roupa: no final de um programa de lavagem, existe um programa
de centrifugação que provoca um movimento de rotação acelerado no tambor,
permitindo separar a água, em excesso, da roupa.
Realizar a centrifugação nada mais é do que acelerar o processo de
decantação. Se o objetivo for separar rapidamente o sólido de um líquido, podemos
submeter a mistura a uma centrífuga. Ela vai girando em alta velocidade e
depositando no fundo as partículas sólidas, que são mais densas.
4.3Destilação fracionada
É o processo de separação de misturas homogêneas quando os
componentes da mistura são líquidos. É baseada nos diferentes pontos de ebulição
dos componentes da mistura. O aparato é composto por um balão de vidro com
fundo plano, que é aquecido por uma chama. No balão está a mistura homogênea.
Na boca do balão está presa uma coluna de fracionamento, com bolinhas de vidro
em seu fundo. No topo da coluna está um termômetro, e na lateral, há uma saída
para um condensador feito por um tubo interior, que será envolvido externamente
por água fria. Ao final do condensador está o béquer.
No balão de vidro será colocada a mistura. Ao ser aquecida, a substância de
menor ponto de ebulição vai evaporar primeiro e depois a outra substância vai
evaporar também. As substâncias irão condensar cada uma de uma vez, separando-
as. No fim do processo, o béquer irá conter o líquido mais volátil e o balão de vidro

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terá o líquido menos volátil. Este processo é usado na separação dos componentes
de petróleo.
4.4Filtração
A filtração é uma das aplicações mais comuns do escoamento de fluidos
através de leitos compactos. A operação industrial é análoga às filtrações realizadas
em um laboratório, que utilizam papel de filtro e funil.
O processo unitário filtração consiste na separação de uma fase sólida de
uma fase liquida. Basicamente, uma operação de separação de sólidos presentes
em uma polpa na qual a fase líquida chamado filtrado, é compelida a passar através
de um meio poroso, este denominado meio filtrante, ao passo que a fase sólida,
nomeada torta de filtração, firma uma camada sobre a superfície do meio poroso. O
objetivo da operação é separar mecanicamente as partículas sólidas de uma
suspensão líquida com o auxílio de um leito poroso. Quando se força a suspensão
através do leito, o sólido da suspensão fica retido sobre o meio filtrante, formando
um depósito que se denomina torta e cuja espessura vai aumentando no decorrer da
operação. O líquido que passa através do leito é chamado de filtrado. A figura a
seguir mostra basicamente o desenho de um sistema de filtração.
5.0 METODOLOGIA
Dentre todas as pesquisas realizadas sobre métodos de separação de
misturas, o grupo optou pela separação magnética para ser apresentada com
maiores detalhes.
5.1 Separação Magnética
5.1.1Definição
A separação magnética é um método usado para separar metais
ferromagnéticos, presentes em uma mistura heterogênea, por meio da força de
atração do ímã, onde um dos componentes da mistura é atraído pelo ímã ou
eletroímã (empregado de forma segura em usinas, indústrias, ferros-velhos, entre
outros).
Este método se baseia no magnetismo.

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5.1.2 Magnetismo
Magnetismo é a denominação dada aos estudos dos fenômenos relacionados
com as propriedades dos imãs e assim a capacidade que um objeto possui de atrair
outros objetos.
Os primeiros estudos realizados nessa área foram feitos no século VI a.C. por
Tales de Mileto, que observou a capacidade de algumas pedrinhas, que hoje são
chamadas de magnetita, de atraírem umas às outras e também ao ferro.
Os primeiros fenômenos magnéticos foram observados na Grécia antiga, em
uma cidade chamada Magnésia.
Já a primeira aplicação prática do magnetismo foi encontrada pelos chineses:
a bússola, que se baseia na interação do campo magnético de um imã (a agulha da
bússola) com o campo magnético terrestre. No século VI, os chineses já dominavam
a fabricação de imãs.
Já os imãs naturais são compostos por pedaços de ferro magnético ou rochas
magnéticas como a magnetita (óxido de ferro Fe3O4). Os imãs artificiais são
produzidos por ligas metálicas, como por exemplo, níquel-cromo.
Magnetismo sob o ponto de vista químico:
O fenômeno do magnetismo pode ser explicado através das forças dipolo. Por
exemplo, os materiais possuem dois diferentes polos, quando entram em contato
com outros materiais os polos iguais se repelem e os polos opostos se atraem. Este
fenômeno recebe a denominação de “dipolo magnético” e pode ser considerado uma
grandeza. A força do imã é determinada por essa grandeza. Os próprios átomos são
considerados imãs, por exemplo, com polos norte e sul.
Também pode ser explicado pela estrutura da matéria. Nos átomos, os
elétrons e o núcleo encontram-se sempre em um movimento de rotação chamado
spin. Se eles giram em sentidos diferentes, um movimento compensa o outro e não
há magnetismo. É o que acontece na maioria dos materiais. Nos ímãs, porém,
ambos giram na mesma direção e é isso que causa um campo magnético intenso. O
ferro tem a mesma tendência de os átomos mais próximos uns dos outros girarem
no mesmo sentido, criando também minúsculos campos magnéticos. Se ele estiver
próximo de um ímã, os movimentos de rotação desses átomos passam a se
direcionar no sentido do ímã (devido ao campo magnético deste) - e, dessa forma, o

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ferro é atraído. O mais curioso é que, se o campo magnético do ímã for bastante
intenso, a orientação dos átomos do ferro permanecerá ordenada mesmo depois
que o ímã for retirado. Assim, o próprio ferro passa a ter um campo magnético capaz
de atrair outros objetos ferrosos.
E assim o imã foi estudado e tornou-se possível a invenção e o
aperfeiçoamento de diversos instrumentos que estão presentes no nosso cotidiano,
como o motor elétrico, cartões magnéticos, a produção de energia nas usinas
hidrelétricas, ondas de rádio e televisão, aparelhos de telecomunicação, assim como
novos procedimentos e processos industriais (vide anexo A).

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6.0 CONCLUSÃO
Na química o processo de separação de misturas é constantemente usado
para a obtenção de substâncias mais puras o possível, para que as reações ocorram
com maior precisão. Vemos na indústria o uso de diversas técnicas para a
separação, como a destilação fracionada, centrifugação, separação magnética e a
filtração.
A centrifugação é o processo no qual as misturas são submetidas a uma
intensa rotação, nas centrifugas para acelerar o processo de decantação, onde a
fase mais densa tende a ocupar a posição inferior enquanto a menos densa tende a
ocupar a posição superior. Usado no enriquecimento do urânio.
A filtração é mais simples, separa misturas heterogêneas sólido/líquido ao
despejar a mistura sobre o filtro, que separará por meio de seus poros, a parte
liquida da sólida. Muito usado na indústria alimentícia.
A destilação fracionada, por sua vez, separa dois ou mais líquidos, por meio
de seus diferentes pontos de ebulição, assim, o líquido com menor ponto de
ebulição irá virar vapor e irá condensar, voltando a ser líquido primeiro e depois os
outros líquidos passarão pelo mesmo processo, separando-os. Usado na separação
dos componentes do petróleo.
O foco do trabalho é no processo de separação magnética, que consiste em
separar misturas heterogêneas, onde um dos materiais é atraído por imã. O
fenômeno que rege este processo é o magnetismo, estudado por muitos cientistas
desde o século VI a. C.
O fenômeno de atração ocorre quando os materiais têm polos opostos, e de
repulsão quando os polos são iguais. Outra explicação para o magnetismo é de que
os elétrons e o núcleo estão em constante rotação, se os átomos dos dois materiais
giram em sentidos diferentes não há magnetismo, e se girarem na mesma direção
tem-se um campo magnético intenso.
Tem-se os imãs naturais, compostos por metais com propriedade magnética e
os artificiais obtidos através do processo de imantação. A separação magnética é
muito usada na indústria, para separar alguns minérios de ferro de suas impurezas.

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REFERÊNCIAS
Destilação Fracionada
MARTINS, Lucas. Infoescola. Destilação fracionada. Disponível em:
<http://www.infoescola.com/quimica/destilacao-fracionada/>. Acesso em: Março,
2015.
Só biologia. Destilação fracionada. Disponível em:
<http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Oitava_quimica/materia17.php> Acesso
em: Março, 2015.
Separação Magnética
ALVES, Líria. Brasilescola. Separação Magnética, Destilação Simples e
Evaporação. Disponível em: < http://www.brasilescola.com/quimica/separacao-
destilacao-e-evaporacao.htm>. Acesso em: Março, 2015.
TEIXEIRA, Mariane. Mundo Educação. Magnetismo. Disponível em:
<http://mundoestranho.abril.com.br/materia/por-que-o-ima-atrai-o-ferro>. Acesso em
Março, 2015.
Autor Desconhecido. Mundo Estranho Abril. Porque o imã atraí o ferro?
Disponível em: <http://mundoestranho.abril.com.br/materia/por-que-o-ima-atrai-o-
ferro>. Acesso em: Março, 2015.
Centrifugação
TOFFOLI, Leopoldo. Infoescola. Centrifugação e Flotação. Disponível em:
<http://www.infoescola.com/quimica/centrifugacao-e-flotacao/>. Acesso em: Março,
2015.
Filtração
ARRUDA, Cleber. Revista Meio Ambiente. A atuação dos filtros em processos
industriais. Disponível em:
<http://www.meiofiltrante.com.br/materias_ver.asp?action=detalhe&id=724&revista=n
52>. Acesso em: Março, 2015.

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GONÇALVES, Bento. Ebah. Filtração. Disponível em:
<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfNN8AC/filtracao>. Acesso em: Março,
2015.

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ANEXO A - Oil Spill Remediation Using Magnetic Separation
Magnetic separation technology was applied to remove dispersants and crude
oil from water with magnetite and maghemite. Maghemite exhibited rather constant
removal efficiency for dispersants regardless of surfactant types, while magnetite
exhibited higher removal efficiency for anionic surfactant, and the efficiency was
higher in deionized water than in salty water that contains more ions.
Sorption of the dispersants to magnetite can be explained with electrostatic
attraction, while binding of the dispersants to maghemite can be described with
electrostatic attraction as well as with the structural characteristics that provide high
sorption capacity. The result from a water bath experiment, which was to test the
collection efficiency of magnetic particles from water, indicated that the recovery
efficiency of magnetic particles was nearly 100% after the dispersants had been
sorbed.
More than 80% of the oil was collected when the magnetite-to-oil ratio was
more than 0.89, while the same percentage of oil was harvested when the
maghemite-to-oil ratio was more than 0.46 in the oil removal experiment. Sorption of
crude oil to magnetic particles can be explained with the fine particle–oil flocculation,
which is associated with an electrostatic attraction between the magnetic particles
with charged surface and polar compounds in the crude oil.
Fonte:
CHUN Chan- Lan. American society of civil engineers.Oil spill remediation using magnetic
separation. Disponível em:< http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%290733-
9372%282001%29127%3A5%28443%29>. Acesso em 23 mar. 2015 20:09:10

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