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REGIONAL MINAS GERAIS / CEARÁ março /2011

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RECOMENDAÇÕES PARA SELEÇÃO

E INSTALAÇÃO DE DENSÍMETROS

SMAR EM PLANTAS DE

BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO


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A SMAR está trabalhando há mais de 8 anos com sistemas de medição de

densidade por pressão diferencial na área de mineração. Muitos são os

sucessos obtidos até hoje, instalando estes equipamentos em diversas

aplicações, dentro de plantas de beneficiamento de diversos minerais.

A seguir descrevemos os tipos de aplicações mais usados até o momento.


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TIPICO 1 – MONTAGEM DE DENSÍMETRO DIRETAMENTE EM TANQUE DO PROCESSO

A montagem do densímetro por pressão diferencial, diretamente em caixa ou

tanque de polpa é a forma mais simples, barata e eficiente.

Pode ser usado o modelo com montagem reto ou curvo.

1.1 – Montagem de DT curvo: Neste caso, basta colocar na parede do tanque um bocal de 4 polegadas

norma ANSI, classe de pressão de 150 libras, a uma altura aproximadamente

de 1,2 metros do fundo do tanque.

Deve ser instalado no mínimo a 30 graus com relação ás bombas para evitar

efeitos da sucção na medição.

Se existe forte agitação da polpa dentro do tanque, pode ser necessária a

colocação de paletas quebra impacto, nas paredes interiores do tanque a

ambos os lados do densímetro ao longo da haste de medição.

APLICAÇÃO: Recomendado sempre que:

1- Granulometria: 100% menor que 0,15 mm.

2- Existe boa homogeneização do produto dentro tanque

3- Nível mínimo de polpa dentro da caixa de 1,2 m.

4- Polpa não incrustante.

A seguir podem ser observadas fotos de instalações com esta configuração.


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1.2 – Montagem de DT reto: Útil para polpas de minério com granulometria maior que 0,15 mm até 3,0 mm.

Para instalar densímetros com montagem reta deve ser preparada uma

pequena caixa de amostra anexa ao tanque do processo, ficando em vasos

comunicantes com o mesmo; sendo o nível inferior da caixa de amostra

instalado na mesma altura do extremo superior da tubulação de sucção da(s)

bomba(s).


1- Granulometria: 95% menor que 1,0 mm, 5% menor que 3,0 mm.

2- Existe boa homogeneização do produto dentro tanque e

3- Nível mínimo de polpa dentro da caixa de 1,2 m.



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Deve-se instalar a tomada de amostra do produto, para calibração do

densímetro, na linha de recalque das bombas.

Unidade eletrônica do densímetro

Caixa auxiliar para montagem do densímetro

Bomba de polpa

Válvula do processo

Tanque de polpa do processo Corte A-A’

Corte B-B’


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Tanque do

Bombas do processo

Caixa auxiliar para montagem do

densímetro

Detalhes construtivos da caixa auxiliar Flange de 4” 150# ANSI

Pescoço de Aço carbono Tubo de 4” SCH 40

50 mm

1.000 mm

45 ° Tubo de AC 12” SCH 40

Corte A – A’


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No caso de tanques com uma única bomba deve ser instalado a 30 ° ou mais com relação á bomba como mostra a seguir:

Tanque do processo

Bomba do processo

Caixa auxiliar para montagem do densímetro

Corte B – B’

Parede do tanque

Janelas

100 mm

100 mm


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No caso que seja necessário isolar o densímetro para manutenção, sem parar o processo pode ser montado em vaso auxiliar por vasos comunicantes, com um sistema de válvulas conforme mostra croqui e desenho a seguir:

V3

CAIXA DO PROCESSO

V1

V2

V4

800 mm Tubo 12”

DT

V1 e V2: Válvulas guilhotinas com acionamento manual, de 4”. V3: Válvula esfera de 1” para entrada de água para limpeza e calibração V4: Válvula esfera de 2” para dreno.


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1.3 – Densímetro reforçado para aplicações com muita agitação ou alta sucção:

Para aplicações onde existe grande turbulência da polpa, que pode deformar a

haste do sensor de densidade por pressão diferencial, é recomendável utilizar

o modelo de sensor reforçado como mostra o desenho a seguir (haste com

reforço).

Em casos como:

1- Saída de espessador

2- Sistemas de bombeamento (minerodutos)

Podem ser usadas caixas de passagem mais largas, sendo instalado o

densímetro em tubo de calma conforme mostra o croqui a seguir:

800

mm

12 pol

DIT

TUBO DE CALMA DE 8 POLEGADAS

BOCAL DE 4 POLEGADAS ANSI 150#

DIAMETRO DE 1.200 mm


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VISTA SUPERIOR

SAÍDA 1

SAÍDA 2

CAIXA DE PASSAGEM

BOCAL COM FLANGE DE 4” PARA INSTALAÇÃO DO DENSÍMETRO


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Haste com reforço.


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1.4 – Densímetro para imersão Em algumas aplicações; tais como em saída de caixas de flotação, podem ser

usados os densímetros submersos na saída por transbordo. Para estes casos,

a SMAR possui a versão selada, conforme mostra desenho seguinte:

Estes também podem ser usados em tanque grandes ou dentro de colunas de

flotação usando mecanismos para posicionamento do densímetro na altura

desejada, conforme mostra a foto a seguir:


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Manivela para posicionamento de altura do densímetro Sistema com cabo de aço e polia

Transmissor de densidade submersível

Suporte com trilho para deslizar o transmissor de densidade


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LISTA DE REFERENCIAS EM MG

1- Mina Córrego de Feijão – Brumadinho

2- Mina Jangada

3- Mina Casa de Pedra – CSN

4- Mina do Pico

5- Mina Mutuca

6- Samarco – Mina Germano

7- Samarco - UBU

8- Mina Cuiabá - Anglogold Ashanti

9- Mina Queiroz – Anglogold Ashanti


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2- MONTAGEM DE DENSÍMETRO EM LINHAS DE POLPA A montagem do densímetro por pressão diferencial diretamente em caixa ou

tanque de polpa pode ser desaconselhado quando acontece uma das

condições seguintes:

1- Homogeneização deficiente do produto dentro tanque

2- Nível de polpa pode cair abaixo de 1,2 m em condições normais de

operação, descobrindo um dos sensores de pressão.

Para tubulações do processo com diâmetro de até 3 polegadas, pode ser

interligado um vaso amostrador SMAR , diretamente na tubulação do processo,

fazendo parte do circuito principal.

Quando o diâmetro da tubulação é maior que 3 polegadas, deverão ser usados

sistemas de amostragem contínuos nas linhas do processo.

A SMAR fornece as soluções completas para medição contínua da densidade para cada uma das aplicações.

Em todos os casos, é realizada uma tomada de amostra na tubulação do

processo, podendo ser praticada em:

1- Tubulações onde a vazão de polpa acontece por gravidade

2- No recalque de uma bomba ou conjunto de bombas; ou na montante de

uma válvula de controle ou restrição do fluxo (onde se origine um ΔP de

no mínimo 0,4 kgf/cm2, para permitir um fluxo de polpa através do vaso

amostrador,


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Uma amostra contínua de polpa passa através do circuito com vaso

amostrador. O fluxo da amostra retornará para:

1- O tanque desde onde está sendo bombeada (ou outra caixa do

processo),

2- Sucção da própria bomba ou

3- À jusante da válvula de controle ou restrição da linha principal.

A função do sistema de amostragem consiste, basicamente, em diminuir a

velocidade do fluido em contato direto com o medidor, com o objetivo de

diminuir o desgaste por abrasão. A velocidade máxima da polpa de minério

dentro do vaso amostrador, em contato direto com o sensor, é de 0,5 m/s.

Cuidados devem ser tomados na instalação do sistema amostrador, para evitar

pontos que possam originar entupimentos no circuito.

Para facilitar a manutenção é recomendado que a tomada de amostra seja

realizada usando um carretel flangeado que faz parte da tubulação principal. A

conexão que interliga a tubulação do processo com o circuito amostrador deve

ser em forma de Y, com um ângulo aproximado de 45 graus com relação ao

tubo principal, no sentido do fluxo.

Todo o carretel deve ser revestido internamente com borracha especial, PU ou

outro material resistente à abrasão e/ou corrosão da polpa de minério do

processo.

Para minimizar o desgaste no carretel de amostragem, o bocal para

interligação do circuito de amostragem deve ser feito em forma cônica,

conforme ilustra croqui a seguir:


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A tomada de amostra deve ser realizada, preferencialmente, em tubulações

verticais com fluxo ascendente ou em trechos horizontais após curvas, onde a

polpa é mais agitada e homogenia.

Diferentes modelos de vasos amostradores foram desenvolvidos pela SMAR

para atender as diversas condições dos processos de beneficiamento de

minérios.

Todos os vasos amostradores e acessórios fornecidos com os sistemas de

amostragem da SMAR são resistentes à abrasão e/ou corrosão, podendo ser

especificados os revestimentos internos de acordo com as características

próprias da polpa tratada.

Sentido do fluxo na linha principal

CARRETEL PARA TOMADA DE AMOSTRA

Fluxo continuo de amostra – 2 ½ ou 3 polegadas, dependendo da aplicação


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2.1– Sistema com vaso amostrador de fluxo ascendente pressurizado :

O sistema de purga automática neste caso possibilita a descarga do sistema,

de tempos em tempos, desde o sistema de controle, para evitar entupimentos.

A válvula de bloqueio pode ser com acionamento manual ou automático. O

fluxo de polpa passa através do mangote reforçado e o vaso amostrador, para

cair numa caixa de polpa do processo.


1- Granulometria até: 90% menor que 1,0 mm, 10% menor que 3,0 mm.

2- Vazão do produto praticamente constante (bombas sem regulação de

velocidade ou em tubulações com fluxo por gravidade)



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2.2– Sistema com vaso amostrador de fluxo dividido:

Neste caso, é incluído um carretel com válvula manual ou automática, para

eventual limpeza do circuito de amostragem e calibração do medidor.

Um carretel de restrição revestido com PU de alta resistência ou cerâmica

especial, quebra a pressão para garantir uma vazão baixa através do circuito

de amostragem / medição no caso de linhas com pressões acima de 1,0

kgf/cm2. A vazão através do circuito de amostragem, com este tipo de vaso

amostrador pode ser de 8 a 30 m3/h, dependendo das condições de instalação

e do tipo de polpa de minério tratado. No caso de minério de ferro, a vazão não

deve ultrapassar os 10 m3/h.


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O retorno pode cair por gravidade na caixa desde onde está sendo bombeada

a polpa, na caixa para onde está sendo encaminhado o fluxo principal ou em

outra caixa do processo. Quando não é possível retornar o fluxo de retorno

para uma caixa do processo por gravidade, poderá ser dirigido para sucção da

própria bomba.

Nos casos em que se estabelece o circuito amostrador entre recalque e sucção

da bomba, para evitar sobrecarga nas mesmas, se recomenda limitar a

pressão diferencial através do circuito amostrador em 0,5 kgf/cm2, usando

válvulas manuais tipo mangote e manômetros.

Para evitar deposito de material dentro do vaso amostrador quando pára a

bomba, a saída de purga inferior deve permanecer parcialmente aberta com

retorno por gravidade, no caso de instalação do vaso amostrador acima de

caixas de polpa. Quando instalado o circuito de amostragem / medição de

densidade entre recalque e sucção da bomba, a saída de purga deve

permanecer fechada durante a operação do sistema, devendo ser aberta

apenas quando pára o bombeamento, usando uma válvula manual ou

automática.


1- Granulometria de até: 90% menor que 1,0 mm 10% menor que 3,0 mm.

2- Vazão do produto no circuito principal menor que 700 m3/h com

variações fortes de vazão.

3- Vazão do produto no circuito principal maior que 700 m3/h, com

variações pequenas de vazão.



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Quando a pressão na linha principal é maior de 6 bar, se recomenda a

utilização de tubos revestidos no lugar de mangotes no circuito amostrador. A

seguir mostramos um exemplo de sistema usando trechos de tubos revestidos

e válvulas automáticas:


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Ponto de amostragem no recalque da bomba

Caixa de onde está sendo bombeada a polpa Purga Saída do circuito de

amostragem / medição

DENSÍMETRO


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2.3– Sistema com vaso amostrador de fluxo ascendente despressurizado:

Recomendado para pontos de medição com alta vazão. A tomada de amostra deve ser de, no mínimo, 2 1/2 polegadas. O retorno deverá ser direcionado por gravidade para uma caixa de polpa ou canal instalada abaixo do vaso amostrador. A purga deve ser acionada de maneira automática, de tempos em tempos. Exemplo: abrir a válvula de purga durante 10 segundos a cada 30 minutos. Esses tempos devem ser ajustados de acordo com as particularidades de cada aplicação. Durante o tempo que ficar aberto a válvula de purga, a leitura deverá ser congelada no último valor. As válvulas para bloqueio e limpeza podem ser com acionamento manual ou automático.


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2- Vazão do produto no circuito principal maior que 700 m3/h com

variações fortes de vazão e/ou muitos contaminantes (ex: saída de

moinhos).



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2.4– Sistema com vaso amostrador de fluxo ascendente pressurizado: Recomendado para linhas com alta vazão e pressão de polpa de medição com alta vazão. A tomada de amostra deve ser de, no mínimo, 2 1/2 polegadas. O retorno deverá ser direcionado por gravidade para uma caixa de polpa ou canal instalada abaixo do vaso amostrador. A purga deve ser acionada de maneira automática, de tempos em tempos. Exemplo: abrir a válvula de purga durante 10 segundos a cada 30 minutos. Durante o tempo que ficar aberto a válvula de purga, a leitura deverá ser congelada no último valor. As válvulas para bloqueio e limpeza podem ser com acionamento manual ou automático.


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2- Circuitos pressurizados com vazão do produto no circuito principal maior

que 700 m3/h com variações fortes de vazão (ex: saída de espessador e

minerodutos).


LISTA DE REFERENCIAS EM MG

1- Mina Casa de Pedra – CSN

2- Samarco – Mina Germano

3- Samarco - Ubu

4- Mineração Herculano

5- Mineração Turmalina – MSOL

6- Mina Queiroz – Anglogold

7- Mina Santa Isabel – Projeto Paciência – MSOL

8- Angloferrous – Projeto Minas - Rio

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