Separação Eletrostática

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O efeito corona é utilizado na eletrização de partículas de minerais durante a separação eletrostática, sendo um dos mecanismos mais eficientes de carregamento. Todas as partículas de formas e dimensões diferentes, condutoras e não condutoras, adquirem cargas com a mesma polaridade do eletrodo. O procedimento prático consiste em fazer passar, através da região do espaço onde está situado o fluxo iônico, as partículas a serem carregadas. Todas aquelas situadas sobre a superfície aterrada recebem um bombardeamento intenso: as condutoras transferem suas cargas à superfície, enquanto que as dielétricas as retêm, permanecendo coladas à mesma.

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Figura 1 – Esquema de funcionamento de um separador eletrostático de alta tensão

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OBJETIVOS

O objetivo da aula prática foi de continuar a caracterização de carcaças de celulares coletados na cidade de Santa Maria. A partir das operações de moagem e separação granulométrica, o material foi então submetido às operações de separação magnética e separação eletrostática.

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MATERIAIS E MÉTODOS

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Materiais e Equipamentos

- Materiais Utilizados

Foram utilizados nessa aula materiais originários carcaças de celulares descartados coletados na cidade de Santa Maria, sendo retirados a partes com materiais nobres, como telas de LCD, baterias e placas de circuito impresso. A sucata recebeu então uma moagem prévia, sendo o material resultante identificado na figura 2.

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Figura 2 - Carcaças de celulares descartados moídos

- Equipamentos

A separação magnética foi realizada em um separador magnético permanente de esteira por via seca, utilizando um campo magnético de ________________, rotação do rolo imã de 70rpm e controle de vibração em 40%.

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Figura 2 - Separador Magnético

A separação eletrostática foi realizada em um separador modelo _____________. O separador foi regulado com base em testes preliminares. O eletrodo ionizante a uma distância de 5 cm do rotor com ângulo de 25º, e o eletrodo estático a uma distância de 7 cm do rotor com angulo 75º. A rotação foi ajustada a 20 rpm e a tensão da fonte a 30kV.

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Figura 3 - Separador Eletrostático

3.2 Procedimento Experimental

Inicialmente ligou-se o equipamento, ajustando-se os parâmetros previamente determinados. Colocou-se então o material no alimentador da esteira. As duas frações de material foram coletadas em diferentes recipientes, como na figura 4. Após o desligamento do equipamento, retirou-se manualmente o material que ainda encontrava-se junto ao imã, sendo material magnético. Ao final da separação, ambas as frações foram pesadas. A fração de material não-magnética foi encaminhada para a separação eletrostática.

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Figura 4 - Separador magnético em funcionamento junto com amostragem

Para a separação eletrostática, o material foi alimentado com o aparelho ainda desligado. Este foi então ligado e ajustado nos parâmetros determinados, e a alimentação aberta para o rolo. As párticulas foram sujeitas à descarga através do eletrodo de fio fino e separadas. A umidade ambiente era de 60%.

Obtiveram-se três frações diferentes de amostras, como observado na figura 6, uma fração não condutora, uma fração semicondutora e uma fração condutora. Ao final do ensaio, pesaram-se individualmente todas as frações obtidas.

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A massa inicial foi de 194,8 g de material moído, após a separação magnética obteve-se 86,77 g de material magnético e 106,01 g de material não magnético. A partir desses valores, calcula-se o valor de 2,02 g de material perdido na separação magnética. Observou-se que a alta velocidade do rolo influenciou a separação, pois as partículas em alta velocidade não conseguiram prender-se ao campo, sendo carreadas para a fração não-magnética.

O material não magnético foi levado então para a separação eletrostática, onde se obteve frações de 14,8283 g de material condutor, 59,1531 g de material semicondutor e 31,3860 g de material não condutor. A partir desses valores, calcula-se o valor de 0,6404 g de material perdido na separação eletrostática. A maior quantidade de material semicondutor pode ser explicada pelo diâmetro das partículas serem relativamente grande o que faz com que a força da gravidade influencie o material. É necessária uma etapa adicional de separação para essa fração intermediária.

Após a caracterização, o material foi reservado para uso nas operações posteriores.

5. CONCLUSÃO

No experimento realizado, carcaças de celulares previamente moídas foram selecionadas e caracterizadas através das operações de separação magnética e separação eletrostática.