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Os ensaios de separação mineral são efetuados com base em propriedades físicas diferenciadoras entre os minerais que se deseja separar.

São rotineiramente empregados em estudos de caracterização de matérias primas minerais com o objetivo de individualizar assembleias ou espécies minerais, auxiliar a identificação de menores constituintes e a determinação quantitativa da composição mineralógica, e verificar a separabilidade mineral e o grau de liberação.

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O uso da calha concentradora (do inglês sluice box) para o tratamento de cascalhos auríferos já era disseminado desde o século XVI, conforme atestou Agrícola, descrevendo vários modelos de calhas em seu trabalho "De Re Metálica" publicado em 1556.

Uma calha consiste essencialmente de uma caneleta inclinada, feita normalmente de madeira e de seção transversal retangular. Inicialmente, no fundo da calha são instalados vários septos ou obstáculos (riffles), arranjados de modo a prover alguma turbulência e possibilitar a deposição das partículas pesadas, enquanto as leves e grossas passam para o rejeito.

O pré-concentrado é removido manualmente da calha após interrupção ou desvio da alimentação, em alguns casos, requerendo um tratamento adicional de limpeza em outro equipamento de menor capacidade.

As calhas simples são usadas para o beneficiamento de minério com faixa granulométrica muito ampla e onde o mineral valioso é de tamanho médio e grosso.

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Estes equipamentos de concentração apresentam a vantagem de contarem com a ação de uma força centrífuga muito grande. Na Ex-União Soviética e na China foram testados alguns desses equipamentos; pelo menos algumas unidades estiveram em operação.

Um equipamento de duas décadas que se disseminou para o tratamento de metais preciosos de granulometria fina é o concentrador centrífugo Knelson. Outros fabricantes também desenvolveram e comercializam concentradores centrífugos com princípios de operação similares ao Knelson.

Posteriormente foi desenvolvido o concentrador Falcon (também no Canadá), com força centrífuga até cinco vezes maior que a presente nos concentradores Knelson. O jigue centrífugo e o muti-gravity separator (MGS) são outros equipamentos que utilizam a força centrífuga para melhorar a eficiência de recuperação de minerais finos, e que também foram desenvolvidos nos últimos 20 30 anos.

Nos concentradores tipo Knelson, a força centrífuga empregada é cerca de cinqüenta vezes a força da gravidade, ampliando a diferença entre a densidade dos vários minerais. Esta força centrífuga enclausura as partículas mais pesadas em uma série de anéis localizados na parte interna do equipamento, enquanto o material leve é gradualmente deslocado para fora dos anéis, saindo na parte superior do concentrador.

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O concentrador espiral é construído na forma de um canal helicoidal de seção transversal semicircular. Muito embora sejam comercializadas espirais com características diferentes (diâmetro e passo da espiral, perfil do canal e modo de remoção do concentrado) conforme o fabricante e o fim a que se destina, os mecanismos de separação atuantes são similares.

Quando a espiral é alimentada, a velocidade da polpa varia de zero na superfície do canal até um valor máximo na interface com o ar, devido ao escoamento laminar. Ocorre também uma estratificação no plano vertical, usualmente creditada à combinação de sedimentação retardada e consolidação intersticial, sendo também provável que haja a ação de esforços cisalhantes.

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O Separador de Densidade Floatex (FDS) é um classificador avançado que utiliza sedimentação dificultada para separar partículas com base em tamanho, forma e densidade. Também conhecido como separador de leito oscilante autógeno e de contracorrente, ele é utilizado na indústria de areia mineral, ferro e cromita como concentrador e classificador, e na indústria do carvão como pré-concentrador.

A alimentação entra no FDS por um poço central e encontra uma corrente ascendente de água que forma um leito fluidizado. A separação das partículas ocorre em uma zona específica, com controle automático da altura do leito e do fluxo de saída (underflow) por meio de sensores e válvulas.

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O separador de ciclone duplex é um equipamento essencial para a indústria, especialmente nos setores químico, de petróleo, gás e mineração. Sua função principal é promover a separação eficiente de partículas sólidas de fluidos, garantindo a pureza e qualidade dos produtos finais.

Com dois estágios de separação, o separador de ciclone duplex se destaca pela sua alta eficiência, capaz de remover até as partículas mais finúsculas dos líquidos e gases, o que contribui significativamente para o bom desempenho dos processos industriais.

Uma das principais vantagens desse equipamento é a sua capacidade de aumentar a eficiência dos processos produtivos, garantindo a qualidade e pureza dos produtos finais.

Além disso, o separador de ciclone duplex contribui para a proteção de equipamentos sensíveis, prolongando sua vida útil e reduzindo custos com manutenção.Outro ponto a se destacar é a versatilidade do separador de ciclone duplex, que pode ser utilizado em diferentes tipos de indústrias e processos, adaptando-se às necessidades específicas de cada aplicação.

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A mesa Wilfley dispõe de um mecanismo que proporciona um movimento de tipo vibratório lateral diferenciado (e assimétrico), em sentido transversal ao fluxo de polpa (ou longitudinal à mesa), que causa o deslocamento das partículas ao longo dos riffles. A freqüência de vibração da mesa deve-ser ajustado de acordo com a granulometria da alimentação:Para material fino utiliza-se alta freqüência e pequeno curso e para grosso, baixa freqüência e grande curso.A freqüência varia de 240 a 325 ciclos (pulsações) por minuto e o curso varia de 10 a 25mm.As oscilações são aplicadas ao longo do eixo horizontal da mesa e produzem um movimento, que parte suavemente na direção de descarga do produto denso e termina, com o objetivo de promover o escorregamento das partículas na referida direção.Esse caráter assimétrico das oscilações é responsável pelo transporte das partículas na direção paralela aos riffles e por garantir uma mobilidade adequada das partículas que compõem o leito.

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A mesa oscilatória típica consiste de um deque de madeira revestido com material com alto coeficiente de fricção (borracha ou plástico), parcialmente coberto com ressaltos, inclinado e sujeito a um movimento assimétrico na direção dos ressaltos, por meio de um mecanismo que provoca um aumento da velocidade no sentido da descarga do concentrado e uma reversão súbita no sentido contrário, diminuindo suavemente a velocidade no final do curso.

Os mecanismos de separação atuantes na mesa oscilatória podem ser melhor compreendidos se considerarmos separadamente a região da mesa com riffles e a região lisa.

As partículas minerais, alimentadas transversalmente aos riffles, sofrem o efeito do movimento assimétrico da mesa, resultando em um deslocamento das partículas para frente; as pequenas e pesadas deslocando se mais que as grossas e leves.

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O hydrocyclone – hidrociclone é um equipamento essencial para a separação de sólidos e líquidos de forma eficiente e econômica no mercado do petróleo. Com sua capacidade de separar partículas de diferentes tamanhos, o hidrociclone tem se tornado cada vez mais importante na indústria petrolífera.

O hydrocyclone – hidrociclone apresenta diversas vantagens em relação a outros equipamentos utilizados no processo de purificação do petróleo. Ele é compacto, fácil de instalar e operar, e requer pouca manutenção. Além disso, ele é capaz de separar partículas sólidas de diferentes tamanhos, tornando-o extremamente versátil.

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O equipamento de jigagem é de construção econômica e operação simples, mas exige um operador treinado e experiente para obter bons resultados. Equipamentos modernos possuem dispositivos que auxiliam o trabalho, embora a jigagem ainda dependa da habilidade manual. A eficiência do processo está ligada à granulometria e densidade das partículas do minério, além da velocidade e amplitude do equipamento, sendo necessários estudos laboratoriais e em unidade piloto.

As amostras para testes devem ser representativas do jazimento, e quanto maiores, mais confiáveis os resultados. A granulometria ideal varia conforme o teste, sendo comum usar partículas com menos de 25 mm. Existem diferentes tipos e tamanhos de jigues, sendo os menores utilizados para testes qualitativos em laboratório.

A investigação visa definir fluxogramas adequados para a concentração do minério e exige testes contínuos que forneçam dados como distribuição granulométrica, vazão de alimentação, velocidade de pulsação, tempo de residência e balanços de massa, água e metalúrgico. O sucesso dos testes depende da experiência do operador e da infraestrutura disponível.

Antes dos testes, o operador deve garantir que todos os equipamentos estejam disponíveis e funcionando. A alimentação do jigue deve ser uniforme e em velocidade controlada, sendo o primeiro ensaio destinado ao ajuste do circuito e à formação do leito, etapas fundamentais para os testes subsequentes.

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A mesa plana (plane table) também denominada de mesa fixa ou mesa estática, foi concebida e primeiramente empregada em 1949 na empresa Rand Lease Gold Mine, na África do Sul, para recuperar partículas de ouro.

Este equipamento consiste de uma mesa inclinada coberta com tapete de borracha com sulcos longitudinais, em forma de "V", paralelos aos lados da mesa e na direção do fluxo de polpa. No final de cada mesa (normalmente há três seções em seqüência) existe uma abertura regulável e transversal ao fluxo de polpa.

Os minerais mais densos e o ouro movimentam-se próximos à superfície, percorrendo os sulcos longitudinais, e são recolhidos continuamente naquela abertura. A parte majoritária da polpa passa para a mesa plana seguinte, havendo oportunidade de se recuperar mais partículas de ouro.