Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.20212182
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

Análise experimental dos efeitos da presença de espuma no bombeamento centrífugo de polpa de minério de ferro

Experimental analysis of the effects of froth presence on iron ore slurry centrifugal pumping

Reginaldo Amaro Ferreira, Aline Pereira Leite Nunes

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Resumo

O bombeamento de espumas geradas nos processos de flotação e deslamagem de minério de ferro, gera grandes dificuldades quando se utiliza bombas centrífugas de polpas. A força centrífuga separa a polpa e o ar, arremessando a polpa para periferia e acumulando o ar no centro do rotor. O ar aprisionado bloqueia o caminho da polpa causando variações no desempenho hidráulico do sistema. Foi analisado uma instalação de bombeamento de polpa de minério de ferro no Quadrilátero Ferrífero – MG, para verificar os efeitos da presença de espuma no desempenho hidráulico do sistema de bombeamento. Os dados foram coletados durante sessenta dias por instrumentos instalados em campo, pelo sistema de gerenciamento e monitoramento operacional e realização de ensaios em laboratório. As análises revelaram que quando o valor do percentual de espuma na polpa atingiu 14,58%, a vazão volumétrica reduziu cerca de 10% e a densidade da polpa reduziu 23%. Embora a perda de carga do sistema permanecera inalterada, a altura manométrica total apresentava valor de 36,9 m inicialmente e 22,6 m no final, influenciada pela redução dos valores da densidade (1,80 a 1,21 t/m3 ). Com a presença de espuma no bombeamento, o NPSHd mostrou valores inferiores ao NPSHr (NPSHr = 2,9 m e NPSHd < 2m), indicando possibilidade de cavitação. A potência exigida pelo sistema aumentou cerca de 18% à medida em que o rendimento instantâneo da bomba diminuía, também devido ao aumento de espuma na polpa.

Palavras-chave

Bombeamento de polpa; Bombeamento de espuma; Flotação; Minério de ferro.

Abstract

The pumping of froths generated in the iron ore flotation and flaking processes creates great difficulties when using centrifugal slurry pumps. Centrifugal force separates the pulp and air, throwing the pulp to the periphery and accumulating air in the center of the rotor. Trapped air blocks the pulp path causing variations in system hydraulic performance. An iron ore pulp pumping facility was analyzed at Quadrilátero Ferrífero - MG, to verify the effects of the presence of froth on the hydraulic performance of the pumping system. Data were collected for sixty days by field-installed instruments, the operational management and monitoring system and laboratory testing. Analyzes revealed that when the froth percentage value in the pulp reached 14.58%, the volumetric flow rate decreased by about 10% and the pulp density decreased by 23%.Although the system pressure drop remained unchanged, the total head was 36.9 m initially and 22.6 m at the end, influenced by the reduction in density values (1.80 to 1.21 t/m3 ). With the presence of froth in the pumping, NPSHd showed lower values than NPSHr (NPSHr = 2.9 m and NPSHd <2m), indicating the possibility of cavitation. The power required by the system increased by about 18% as the instantaneous pump performance decreased, also due to increased froth in the slurry.

Keywords

Slurry pumping; Froth pumping; Flotation; Iron ore

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Submetido em:
13/08/2019

Aceito em:
09/03/2020

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