UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPECENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICASDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICADISCIPLINA: 102202 – Operações Unitárias I

Flotação

Alunos: Lenilton Santos Soares Geanderson dos SantosProfº: Rodrigo Ferreira SilvaTurma: A0

A flotação é uma técnica de separação de misturas que consiste na introdução de bolhas de ar a uma suspensão de partículas.

Esse processo é importante para: Tratamento de Minérios Meio Ambiente Processos Industriais Outros

INTRODUÇÃO

Minérios sulfetados: Cu, Pb, Zn, Mo, Fe, Ni; Oxi-Minerais: Óxidos de Mn, Nb, Mn, Cr, Ti,

Fe, Al, Si, Argilas etc.; Minerais semi-solúveis (não metálicos

industriais): Fosfatos, CaF2 (fluorita), CaWO4

(chelita), Carvão “metalúrgico”; Sais solúveis: KCl, NaCl;

TRATAMENTO DE MINERIOS

Separação de proteínas; Impurezas na indústria do açúcar de cana; Separação de óleos, graxas, tensoativos

(surfactantes, detergentes), remoção de odor e resíduos sólidos de indústria alimentícia;

Reciclo de plásticos, pigmentos, corantes e fibras;

Reuso (reciclo) de águas de processo (PET, lavagem de veículos, aviões);

PROCESSOS INDUSTRIAIS

Efluentes de usinas de tratamento por flotação de minérios, espessadores ou de concentração gravimétrica de finos (ciclones, espirais, mesas concentradoras).

Tratamento de compostos orgânicos (plantas de extração por solvente), óleos, graxas e corantes (ágatas).

Reciclo de águas (filtros): Remoção de ânions e íons cálcio.

Tratamento de DAM – Drenagens Ácidas de Minas

MEIO AMBIENTE

Separação-remoção de microorganismos (algas, fungos, bactérias);

Tratamento de águas de processo no controle de corrosão, remoção de detergentes;

Tratamento de águas para uso industrial e doméstico;

Tratamento de esgotos domésticos (remoção de flocos biológicos, sólidos suspensos).

OUTROS

i. Colisão e adesão (“attachment”) seletiva de partículas a bolhas de ar (flotação “real” –“true flotation”);

ii. Resistência ao cisalhamento e transferência de partículas à zona de espuma;

iii. Resistência da unidade bolha-partícula na espuma e transferência ao concentrado.

PRINCIPIOS BASICOS DA FLOTAÇÃO

Células mecânicas convencionais – Células FAI

MAQUINAS DE FLOTAÇÃO

Colunas de Flotação

MAQUINAS DE FLOTAÇÃO

ALGUNS TIPOS DE FLOTAÇÃO

Em sistemas DAF, o ar é dissolvido na água residual sob pressão de várias atmosferas, seguido por descompressão para a pressão atmosférica.

Estes tipos de sistema têm sido usados principalmente no tratamento de efluentes industriais e na concentração de lodos.

FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO (DAF)

Em sistemas de flotação por ar, as bolhas de ar são formadas pela introdução da fase gasosa diretamente na fase líquida através de um propulsor ou difusores.

A aeração sozinha por um curto período não é efetiva na flotação de sólidos. A provisão de tanques de aeração para flotação de graxas e outros sólidos do efluente líquido normal normalmente não é garantido.

FLOTAÇÃO POR AR

A flotação a vácuo consiste na saturação do efluente com ar tanto diretamente em um tanque de aeração, como permitindo que ar entre na sucção da bomba de efluente.

Um vácuo parcial é aplicado, que provoca a liberação do ar dissolvido como bolhas minúsculas.

As bolhas e as partículas sólidas ligadas sobem para a superfície para formar uma espuma, que é removida por um mecanismo de “raspagem”.

FLOTAÇÃO A VACUO

O desempenho de uma flotação por ar dissolvido depende primariamente da relação entre o volume de ar e massa de sólidos (A/S) necessária para atingir um dado grau de clarificação.

Esta razão vai variar com cada tipo de suspensão e pode ser determinada experimentalmente usando uma célula de flotação em escala de laboratório. Razões A/S típicas encontradas no abrandamento de lodo em plantas de tratamento de efluentes variam de 0, 005 a 0, 060.

FATORES DO PROJETO

As equações que permitem dimensionar os sistemas de flotação por ar dissolvido sem e com reciclo:

SEM RECICLO:

COM RECICLO:

Onde: Sa é a solubilidade do ar em cm3/L de água

residuária (a Patm);f é a fração de ar dissolvido, considerando-se a

saturação incompleta (valores entre 0,5 e 0,8);P é a pressão de funcionamento em atmosfera

(atm);X0 é a concentração de sólidos na água residuária;

R é a razão de recirculação;Q é a vazão afluente; OBS: o pH exerce influência na flotação. Valores de

pH em que há boa flotação: Fibras de Celulose (5 e 6); Óleo mineral emulsionado (4,5); Sabão (4 e 5).

Tanque de flotação de uma estação de tratamento de água mostrando espuma esbranquiçada na parte superior do sistema de fases e água límpida na fase inferior após a flotação. A água purificada é coletada abaixo da espuma.

PURIFICAÇAO DE ÁGUA

Células da levedura Sacharomyces cerevisiae aderidas à bolha de ar.

SEPARAÇÃO DE MICROORGANISMOS

AGÊNCIA USP de Notícias. Redução de custo na separação de plástico favorece reciclagem. Disponível em <http://www.valeverde.org.br/html/dicas2.php?id=19>. (Acesso em 03/02/2009).

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REFERENCIAS