Relatorio Granulometria Laser
2011
GRANULOMETRIA
INTRODUAOA Granulometria ou Anlise Granulomtrica o processo que
visa definir, para determinadas faixas pr-estabelecidas de tamanho
de gros, a percentagem em peso que cada frao possui em relao massa
total da amostra em anlise. A anlise granulomtrica pode ser
realizada: 1 - por peneiramento, quando temos amostras granulares
como as areias e os pedregulhos; 2 - por sedimentao, no caso de
amostras argilosas; 3 - pela combinao de ambos os processos; 4 -
por difrao de laser. FUNDAMENTOS DA GRANULOMETRIA LASER A
granulometria das matrias primas fundamental na maior parte dos
processos industriais, inclusive de materiais cermicos, e est
diretamente relacionada com o comportamento dos materiais nas
diferentes fases unitrias. Existem diferentes tcnicas para a
determinao da distribuio granulomtrica, com base em diversos
princpios fsicos, e que medem propriedades distintas relacionadas
com o tamanho das partculas, sempre consideradas esfricas. Por
vezes, os resultados no so comparveis, devido s partculas no serem
exatamente esfricas, no satisfazendo aos princpios tericos
aplicados. Assim, para selecionar uma determinada tcnica de
caracterizao granulomtrica, importante conhecer o parmetro
principal que se mede, o intervalo de tamanhos em que a referida
tcnica aplicvel, a reprodutibilidade do mtodo, e outras informaes
adicionais (densidade, ndice de refrao). A utilizao da tcnica de
espalhamento de luz vem se tornando popular na indstria em funo da
simplicidade operacional, reprodutibilidade e por permitir a medio
de partculas com tamanhos desde nanomtricos at milimtricos. O Mtodo
de Espalhamento de Luz Laser, tambm chamado de Difrao Fraunhofer,
utiliza, como princpio, a interao de um feixe de luz com partculas
em um meio fluido. Quando um feixe de luz monocromtico e colimado
de gs HeNe atinge uma quantidade de partculas, parte desta luz
submetida a um espalhamento, parte absorvida e parte transmitida.
No espalhamento, a luz pode ser difratada, refratada e refletida.
Neste mtodo, um conjunto de lentes, detectores foto-eltrico e um
microprocessador iro captar a intensidade da energia espalhada e
transform-la em distribuio volumtrica das partculas, assumindose, a
princpio, que as partculas tm formato esfrico. Se o tamanho das
partculas significativamente maior que a longitude de onda da luz
incidente, pode-se utilizar a difrao Fraunhofer para a avaliao da
distribuio do tamanho das partculas, entretanto, se o tamanho das
partculas da mesma ordem que a longitude de onda da luz incidente,
a disperso resultante pode ser analisada pela teoria de Mie,
tendo-se que considerar o ndice de refrao e a absoro das partculas
para a interpretao dos dados. O princpio do mtodo que o ngulo de
difrao inversamente proporcional ao tamanho da partcula, e esta
tcnica amplamente utilizado devido: grande Analise Instrumental
Cristian Martin Meinl
Relatorio Granulometria Laser
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flexibilidade de uso (em ar, suspenses, emulses e aerossis);
grande amplitude de anlise (0,05 a 3500 m); rapidez;
reprodutibilidade (integrao de vrias mdias individuais) e no h
necessidade de calibrao (verificaes so facilmente realizadas). Os
materiais podem ser analisados no laser via seca, onde o meio de
disperso o ar, ou por via mida, com a formao de suspenses. O meio
lquido, com adio de determinada concentrao de agente surfactante,
desagrega os materiais com maior facilidade, diminuindo a tenso
superficial entre as partculas, e, em alguns casos, a mudana do
meio de disperso pode at otimizar o processo de anlise, como por
exemplo, da gua para o lcool ou outros lquidos orgnicos. A escolha
do meio deve ser tal que haja molhabilidade das partculas, no
ocorram reaes entre o meio e a amostra (dissoluo, aglomerao), no
seja txico, para fcil descarte, seja de baixo custo, transparente e
homogneo, e dissolva o agente surfactante com facilidade. Para
facilitar a separao das partculas no meio, pode ser utilizada a
desaglomerao fsica por meio de agitao por bomba ou por ultra-som,
ou pela conjuno dos dois sistemas, entretanto, h um limite de tempo
mximo de utilizao do ultra-som, para no haver quebra de partculas,
que j podem estar dispersas e novas aglutinaes podero ocorrer pelo
aumento do potencial zeta. Muitas vezes, a estabilidade da suspenso
pode ser conseguida com o uso de um dispersante como o
hexametafosfato de sdio (p.ex., Calgon), que d cargas negativas s
partculas, mantendo-as separadas e impede novas aglomeraes. Para
amostras de composio desconhecida, o mais comum, tentar-se a
disperso das partculas primeiramente em meio aquoso (gua
deionoizada), por reunir todas as caractersticas citadas, sendo
ainda necessrio constatar se o material pode ou no possuir
propriedades hidroflicas. Neste caso, o lcool seria a opo mais
recomendada. Definies: Laser um dispositivo que produz uma radiao
eletromagntica: Monocromtica (possui freqncia muito bem definida)
Coerente (possui relaes de fase bem definidas) Colimada (propaga-se
como um feixe) Comprimento de onda = 830,625nm Difrao A difrao o
espalhamento que produz uma partcula quando atingida por um feixe
de radiao eletromagntica. Isso o frente de onda muda a direo de
propagao quando interceptada por uma partcula. Francesco Grimaldi,
1665. Aplicaes Difrao Laser: Caracterizao de matrias-primas rea
superficial e reatividade do p Fluidez do particulado Importante no
processamento
Analise Instrumental
Cristian Martin Meinl
Relatorio Granulometria Laser Difrao e Tamanho de Partcula
2011
importante determinar qual o tamanho da partcula para assim
estabelecer qual mtodo de analise vai ser necessrio realizar. Se o
tamanho da partcula maior que o comprimento de onda = 830,625nm do
Laser o mtodo de analise vai ser a Aproximao de Fraunhofer. Se o
tamanho da partcula menor que o comprimento de onda = 830,625nm do
Laser o mtodo de analise vai ser a Teoria de MIE APROXIMAO
FRAUNHOFER Partculas so esferas opacas Dimetro >> Distncia
entre as partculas deve ser muito maior que seu dimetro Partculas
precisam estar posicionadas aleatoriamente Espalhamentos mltiplos
devem ser evitados: limite concentrao de partculas que analisada.
TEORIA MIE Partculas muito pequenas
