TRATAMENTO DE MINÉRIOS III - LABORATÓRIO
FACULDADE DE ENGENHARIA – CAMPUS JOÃO MONLEVADE
DISCIPLINA: Tratamento de Minérios III – Laboratório
PROF.: Cristiano Sales
Prática 10 – Mesa Vibratória
1. Objetivo
Conhecimento teórico-prático das variáveis operacionais da mesa.
2. Introdução
As mesas vibratórias são equipamentos de concentração gravítica bastante utilizadas, mesmo nos dias atuais onde o jigue
tem grande utilização.
São constituídas, essencialmente, por um tablado retangular com superfície recoberta por borracha ou similar, dotada de
uma inclinação regulável em seu sentido transversal e um movimento assimétrico de vai e vem. Aproximadamente 2/3 do seu
comprimento é coberto por rifles (réguas) de madeira, dispostos em sentido longitudinal. Seu lado superior contém, à direita,
uma caixa de alimentação dos sólidos e água de diluição para estes sólidos e, em todo o resto de sua extensão, uma calha para
distribuição da água sobre a superfície da mesa.
Seu princípio de funcionamento é o escoamento laminar, associado a outros efeitos que promovem a separação de
minerais por densidade.
O comportamento de uma partícula em uma superfície sobre o efeito de uma lâmina líquida é função da espessura desta
lâmina, viscosidade do fluido, coeficiente de atrito entre a superfície e a partícula, rugosidade da superfície e peso específico,
tamanho e forma das partículas. Se esta superfície não é inclinada a velocidade das partículas é nula. A partir do momento em
que ela se torna inclinada, as partículas começam a se mover em uma taxa que depende dos fatores descritos anteriormente. De
uma maneira geral, a velocidade das partículas aumentam com o aumento da inclinação, embora não em proporções diretas.
As mesas vibratórias são dotadas de uma inclinação tal que favoreça o deslocamento das partículas sobre suas superfícies,
sem que, entretanto elas se desloquem a altas velocidades.
Associado a este deslocamento transversal das partículas, somam-se um deslocamento no sentido longitudinal da mesa
provocado pelo movimento assimétrico de vai e vem. Este movimento é caracterizado por um recuo mais rápido que o avanço
para permitir a propulsão das partículas no sentido longitudinal. Somados estes dois movimentos, tem-se que o deslocamento
das partículas se dará em sentido diagonal à mesa.
Outro efeito importante no comportamento das partículas é provocado pela presença de rifles. Estes têm como principal
função direcionar e abrigar as partículas, permitindo que ocorra a estratificação segundo os efeitos da sedimentação retardada,
aceleração diferencial e consolidação intersticial. Os rifles perturbam o escoamento da lâmina d’água substituindo-o por um
escoamento composto de parte laminar, nas camadas do topo, e parte turbulento, nas camadas do fundo. Além disso, os rifles
têm a característica de serem altos nas posições mais próximas à caixa de alimentação dos sólidos e irem sofrendo uma
diminuição gradual da altura, ao longo da superfície. Se imaginarmos, então, um leito de partículas ordenado segundo suas
densidades e tamanhos, abrigado por este rifles, veremos que a diminuição gradual de sua altura irá expor estas camadas de
partículas à ação da lâmina líquida de maneira vantajosa. Primeiramente serão expostas as partículas leves grosseiras, depois as
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leves finas e pesadas grosseiras e, finalmente, as pesadas pequenas. Isto define a posição de saída das partículas na mesa
vibratória. É importante ressaltar que a forma das partículas é importante. Partículas planas têm menor velocidade de
sedimentação que as esféricas.
Devido às posições de saída dos sólidos na mesa é que, dependendo das condições operacionais e características dos
sólidos, podem-se obter três produtos: concentrado, misto e rejeito.
Com o exposto, podemos agora determinar as variáveis operacionais da mesa vibratória, a saber:
a) Taxa de alimentação;
b) Vazão de água de diluição para a alimentação;
c) Vazão de água de operação, ou espessura da lâmina líquida;
d) Inclinação transversal;
e) Amplitude e freqüência do movimento.
Taxas de alimentação muito altas levam a uma estratificação menos nítida, forçando as camadas superiores de partículas a
percorrerem a mesa em um tempo menor que o desejável devido ao acúmulo de material nos rifles. Entretanto, taxas de
alimentação muito pequenas, que levam a um maior tempo de residência das partículas na mesa podem acarretar uma
contaminação do concentrado pesado pelas partículas leves. Alimentação mais grossa, em serviços de “roughing” (desbaste)
deve ter taxas maiores, enquanto nos serviços de limpeza e alimentação mais fina as taxas devem se menores.
A vazão de água de operação e inclinação transversal causa o mesmo efeito nas partículas. Com uma maior vazão de água
ou inclinação a componente da velocidade de deslocamento da partícula no sentido transversal aumenta. Desta maneira elas se
deslocam mais para a direita. Para menores valores de inclinação e vazão de água elas se deslocam mais para a esquerda. Para
menores valores de inclinação e vazão de água elas se deslocam mais para a esquerda. O 1º caso leva a uma recuperação menor
dos minerais pesados e o 2º caso, a um teor menor no concentrado de pesados.
Na prática, a inclinação da mesa varia de 0 a 3º . Em relação à vazão de água, alimentações mais grosseiras requerem
maior vazão para que a lâmina líquida possa recobrir as partículas e carreá-las. Deve-se lembrar, entretanto, que a vazão de
água e inclinação muito acentuadas não permitem uma estratificação adequada das partículas.
A água de diluição deve ser tal que permita aos sólidos formar uma polpa com fluidez necessária ao processo. Um
excesso de água de diluição pode dificultar a estratificação por carrear as partículas.
Uma baixa freqüência e grande amplitude são aconselháveis para as alimentações mais grosseiras. A amplitude,
entretanto, não pode vir a promover uma agitação tal que não permita a estratificação das partículas. O mesmo raciocínio feito
para a inclinação e água de operação deve ser considerado para a amplitude e freqüência do movimento da mesa, desde que
elas são responsáveis pela componente longitudinal da velocidade das partículas. É importante salientar que quando a
alimentação da mesa é constituída por partículas finas, quanto mais fina ela é, maior deverá ser a amplitude do movimento,
tendo em vista a tendência das partículas muito finas de se aderirem ao tablado da mesa.
Alguns dados operacionais importantes da mesa vibratória são:
a) Faixa granulométrica que proporciona maior eficiência: -14#, +200# Tyler
b) Capacidade: pode ser tão alta quanto 200t/dia (mesa de 4 “decks”) ou tão baixas quanto 5ton/dia.
c) Consumo de água: “rougher” 50 a 350 galões/ton: “cleaner” 300 a 400 galões/ ton.
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3. Técnica para execução das atividades
As seguintes etapas devem ser realizadas na prática:
a) Preparar a mesa para a operação;
b) Usando uma mistura quartzo e hematita para alimentação da mesa, estude o efeito das seguintes variáveis
operacionais:
- taxa de alimentação;
- Vazão de água de diluição da alimentação;
- Vazão de água de operação ou espessura da lâmina líquida;
- inclinação transversal;
- amplitude e freqüência do movimento.
c) Faça uma avaliação visual dos produtos obtidos quando cada uma das variáveis operacionais foi modificada, em
termos de separação ocorrida por densidade.