Noções básicas para a realização de uma análise de peneira

Nas Indústrias de Agregados e Mineração, grandes volumes de rochas e minérios são produzidos e processados a cada dia. É fundamental conhecer os tamanhos exatos da rocha em cada produto ou etapa do processo pelas seguintes razões:

• Os produtos comercializáveis normalmente precisam atender aos requisitos de especificação estaduais ou federais, e
• As especificações de processo ajudam a otimizar a eficiência da recuperação de mercadorias e a reduzir o tempo de parada na fábrica. 

Entretanto, contar e medir cada pedra ou partícula à mão não é uma solução escalável para o tamanho dessas operações, portanto, essas indústrias dependem do uso de peneira, ou gradação, análises para determinar os tamanhos médios de material do produto total, por meio de amostragem periódica do fluxo de processo maior.

Termos e padrões utilizados na análise de peneiras

Antes de começar, é importante definir alguns dos principais termos e padrões utilizados na realização de uma análise de peneira. Estes termos não são usados em vernáculo comum e são críticos para as etapas e processos que se seguem.

Termos chave

• Gradação: A distribuição granulométrica de um agregado.
• Peneira: Um dispositivo utilizado para separar a amostra por tamanho de partícula.
• Fração: A porção da amostra retida em cada peneira.
• Agitador: Um instrumento para separar mecanicamente as partículas por tamanho.
• Porcentagem retida: A porcentagem de material retido acima de cada tamanho de peneira.
• Porcentagem de aprovação: Porcentagem do material total que passou por cada peneira.

Identificação de padrões industriais

ASTM Internacional, anteriormente Sociedade Americana de Testes e Materiaisé uma organização internacional que produz normas técnicas. O uso de normas industriais garante que o teste será conduzido uniformemente entre as fábricas, o que produz um nível de linha de base de produtos entre cada local único que realiza o teste. Abaixo estão dois padrões que podem ser usados como recursos para a redução de amostras e a realização de análises de peneiras, que incluem diretrizes e dicas sobre cada processo.

• ASTM C136: Método de teste padrão para análise de peneiras de agregados finos e grosseiros
• ASTM C702: Prática padrão para reduzir amostras de agregado a tamanho de teste

Preparação para o teste

Passo 1:

O primeiro passo para realizar uma Análise de Peneiras bem sucedida é começar com uma amostra bem coletada e seca.

Se a amostra estiver molhada, o material não fluirá livremente ou se separará corretamente. Portanto, é importante secar a amostra em um forno com temperatura ≤110°C. Os tempos de secagem variam de acordo com o tipo de material, tamanho da amostra, teor de umidade e eficiência da estufa, portanto, verifique a amostra de forma intermitente até que esteja seca e livre de fluxo.

Passo 2:

Após a secagem de uma amostra, é necessário um peso preliminar. Com a bandeja no lugar, tara a balança; se a balança não tiver uma opção de tara, a bandeja precisará ser pesada separadamente para ser subtraída do peso da amostra.

Usando um divisor, separe a amostra para o tamanho apropriado. Se um divisor não estiver disponível, use o método de cone para dividir a amostra: Despeje a amostra em forma de cone e divida a amostra em quatro quartos. Uma vez seccionada, adicione a amostra à panela de alcatrão para coletar um peso total preliminar do material.

Após o registro do peso preliminar, a amostra inteira será transferida para a camada superior de um agitador de peneiras.

Passo 3:

Feche a peneira e monte a pilha no agitador, se for o caso, certificando-se de que ela esteja centrada na base e completamente aninhada sob a tampa superior antes de apertar. Fixe/aperte a pilha no lugar. Ligar o agitador e ajustar o tempo.

Realização do teste: Método cumulativo

O método mais comum de realizar uma análise de peneira é o método cumulativo.

Passo 1:

Comece removendo a bandeja superior e transferindo a fração para a bandeja alcatroada na balança. Registre o peso da fração.

Deixando o material na bandeja de pesagem, repita o processo removendo cada bandeja subseqüente e registre o peso total após adicionar cada fração adicional à bandeja de pesagem.

Uma vez que cada fração é adicionada e os pesos são registrados, compare o peso total final com o peso total preliminar; verifique se a diferença é menor ou igual a 0,3%.

Se a diferença for maior que 0,3%, o teste terá de ser repetido com uma nova amostra.

Passo 2:

Calcular a porcentagem acumulada retida para cada linha dividindo cada peso gradacional acumulado, conforme registrado no teste, pelo peso total da amostra, e multiplicando por 100%.

Como exemplo, 12,6 gramas de massa retida seriam divididas pelo peso total de 309 gramas para produzir um cálculo de 4,0% retido.

Passo 3:

Para calcular a porcentagem acumulada de passagem, subtrair os valores percentuais retidos para cada linha do 100%.

Continuando com o exemplo anterior, subtraindo o 4.0% retido do 100%, obtém-se um produto de 96% que passa.

Realização do teste: Método fracionário

Ao contrário do método cumulativo, o método fracionário para realizar uma análise de peneira medirá e registrará cada fração individualmente. Isto ocorre através do esvaziamento da tara entre cada peso. Fora esta grande diferença, o método fracionário é muito semelhante ao método cumulativo.

Passo 1:

Pesar o material em cada peneira individualmente e registrar a massa; tingir a balança antes de cada fração de peso.

Passo 2:

Calcular a porcentagem fracionária retida para cada linha dividindo cada peso gradacional fracionário, conforme registrado no teste, pelo peso total da amostra, e multiplicando por 100%.

Passo 3:

Calcular a porcentagem passando subtraindo a porcentagem fracionária retida, juntamente com as porcentagens fracionárias retidas para todas as peneiras maiores do que a que está sendo calculada, do 100%

Como exemplo, com um cálculo retido de 21,3%, 21,3% precisa primeiro ser subtraído do 100%. Depois, também subtrair as porcentagens fracionárias que foram retidas acima dele. No exemplo acima, que inclui 27%, 25.8% e 4%, que indicam uma passagem de 21.9%.

Dicas úteis para a realização de uma análise de peneiras

Ao realizar uma Análise de Peneiras, podem ocorrer eventos inesperados durante o processo que podem precisar ser abordados e/ou contabilizados. Faça o download de nossa lista de recomendações e técnicas de mitigação que podem ajudar na conclusão bem sucedida da análise.

Este blog foi adaptado de um webinar educacional de 2021 com especialistas da Polydeck, Craig Burkee Jamie Mills, Engenheiro de Desenvolvimento de Novos Produtos de Aplicação. Para saber mais sobre as próximas oportunidades educacionais, assine nossa newsletter.