Impacto da partícula

1º de agosto de 2023 | Por Eric Maynard e McKinnon Ray, Jenike e Johanson

A britagem e peneiramento de sólidos são essenciais para muitos processos de manuseio de sólidos, mas os engenheiros devem estar atentos sobre como essas ações afetarão o comportamento do fluxo do material a granel

Quando se trata de processamento de sólidos a granel, o tamanho (das partículas) é importante. Quase todas as indústrias dependem de algum tipo de controle do tamanho das partículas em seus processos, seja ele de trituração (redução do tamanho das partículas por britagem, moagem ou moagem) ou peneiramento (separação de materiais com base no tamanho das partículas). Por exemplo, sem triturar o material extraído, seria impossível extrair minerais e minérios valiosos das rochas circundantes. E a triagem eficaz é comumente usada na indústria alimentícia para separar materiais estranhos e contaminantes durante o processamento de alimentos. No entanto, a britagem e a peneiração podem ter consequências indesejadas, incluindo causar perturbações no processo em equipamentos a jusante e criar potenciais problemas de segurança. A boa notícia é que existem abordagens científicas para avaliar estes riscos e existem abordagens para prevenir o mau fluxo do processo como resultado do controlo a montante do tamanho das partículas. Este artigo aborda os antecedentes da cominuição e da triagem, como ambas podem impactar os processos e como avaliar os riscos de fluidez.

Em termos gerais, a trituração é definida como o ato de reduzir o tamanho médio das partículas de um material por meios mecânicos. Serve como uma etapa crítica do processo em muitas indústrias, incluindo indústrias de mineração, farmacêutica e alimentícia. Em geral, a trituração pode ser dividida em cinco métodos: jateamento, britagem, trituração, moagem e moagem. O jateamento é comumente feito para reduzir o tamanho de pedras grandes e, de todos os métodos de cominuição, é normalmente usado apenas para as partículas maiores. A detonação também é diferente dos outros quatro métodos, pois normalmente ocorre ao ar livre, e não dentro do equipamento de processamento. A trituração normalmente envolve pegar materiais grandes e fibrosos (como biomassa, resíduos reciclados e outros) e cortar os materiais em pedaços menores. A moagem envolve lascar ou “triturar” um único material para criar partículas menores.

A britagem pode ser feita através de três mecanismos: compressão, cisalhamento e impacto [1, 2]. A compressão é normalmente usada para partículas duras e quebradiças e normalmente não resulta em geração significativa de finos. A trituração por cisalhamento é semelhante à trituração, exceto pelo fato de ser projetada para lidar com pós e materiais a granel pegajosos e coesos. Este método pode levar a formas anisotrópicas. A redução de tamanho por impacto é eficaz para partículas duras e resistentes e pode levar a uma redução de tamanho 100 vezes menor. No entanto, o esmagamento por impacto pode resultar na quebra do material. A fresagem normalmente lida com a redução de tamanho através de um quarto mecanismo: atrito. Os moinhos de atrito são comumente usados ​​como uma etapa terciária de redução de tamanho e normalmente demoram mais do que os três mecanismos descritos anteriormente. Exemplos de cada um desses mecanismos estão ilustrados na Figura 1.

FIGURA 1: Várias tecnologias diferentes de redução de tamanho de partículas estão disponíveis para materiais sólidos a granel

A triagem é outra etapa importante do processamento encontrada em quase todos os setores. A peneiração é um processo mecânico usado no manuseio de materiais para separar ou classificar partículas em diferentes tamanhos. A triagem adequada é fundamental para atender às especificações do material, remover materiais estranhos e, em certas aplicações, pode até melhorar a fluidez do material. Semelhante à britagem, existem vários tipos de métodos de triagem e cada um tem seu próprio conjunto de prós e contras. Por exemplo, peneiras vibratórias (Figura 2) são ótimas para separar materiais superdimensionados e subdimensionados (às vezes chamados de “scalping”) e geralmente têm uma capacidade maior do que outras peneiras. Uma única peneira vibratória pode ter vários decks para permitir separação adicional de materiais. As peneiras giratórias (Figura 3) são como peneiras vibratórias, exceto que utilizam um movimento rotacional para separar materiais e podem ser utilizadas para classificação de materiais. A triagem centrífuga é um método de peneiramento mais agressivo que utiliza pás rotativas para permitir uma alta eficiência de peneiramento em um espaço pequeno. A peneira giratória é uma forma mais suave de peneiramento que combina movimento vertical e giratório em uma grande área e é comum nas indústrias de biomassa (Figura 4).