Dimensionamento de moinho de bolas utilizando o método do balanço populacional.

Abstract

A cominuição é a operação unitária responsável pelo maior gasto de energia e aporte de investimentos de uma instalação de tratamento de minérios. Diante disso, várias teorias já foram elaboradas e publicadas na tentativa de explicar a energia associada à etapa de fragmentação. O método de Bond tem sido muito utilizado pela indústria mineral nas últimas décadas para dimensionamento de instalações de moagem, pois pode ser determinado para uma grande variedade de minérios. Entretanto, devido às limitações do método, têm-se tentado compreender melhor este processo através da utilização de modelos cinéticos para moagem, baseados na teoria do balanço populacional. Esses modelos permitem realizar simulações com o objetivo de melhorar o desempenho ou mesmo projetar instalações industriais. Sabendo da importância desse assunto, desenvolveu-se este trabalho, que apresentou o dimensionamento de um moinho de bolas utilizando a técnica de modelagem matemática e simulação. Os experimentos foram realizados no Laboratório de Tratamento de Minérios da Universidade Federal de Ouro Preto, utilizando-se amostras de minério de ferro itabirítico. Primeiramente, foram realizados testes para caracterização física do minério, e, em seguida realizaram-se quatro testes de moagem a úmido, com duração de 30 s, 10 min, 20 min e 25 min, visando à determinação dos parâmetros que definem as funções quebra e seleção. A análise dos resultados foi feita com o auxílio do software Moly-Cop Tools e apontou que, em geral, houve aderência do modelo com os dados experimentais, indicando uma boa qualidade nos parâmetros cinéticos obtidos. Como resultado da simulação apresentou-se o dimensionamento de um moinho de bolas de 6,5 pés (1,98 m) de diâmetro e 9,5 pés (2,90 m) de comprimento, operando com 75% de sólidos, 70% da velocidade crítica e percentual de enchimento de carga de bolas igual a 30%. A alimentação do moinho foi de 1000 t/h, com 80% passante em 6108 μm e P80 igual a 150 μm. Observou-se que a utilização de modelos cinéticos representa um avanço na tecnologia de processos minerais, visto que eles permitem definir circuitos mais eficientes, potencializando o desempenho econômico do empreendimento.