Noções básicas sobre a realização de uma análise de peneira

Nos setores de agregados e mineração, grandes volumes de rocha e minério são produzidos e processados todos os dias. É fundamental conhecer os tamanhos exatos da rocha em cada produto ou estágio do processo pelos seguintes motivos:

• Os produtos vendáveis normalmente precisam atender aos requisitos de especificações estaduais ou federais, e
• As especificações do processo ajudam a otimizar a eficiência da recuperação de commodities e a reduzir o tempo de inatividade da fábrica. 

No entanto, a contagem e a medição manual de cada pedra ou partícula não é uma solução escalável para o tamanho dessas operações, de modo que esses setores dependem do uso de análises de peneiras ou de graduação para determinar os tamanhos médios dos materiais do produto geral por meio de amostragem periódica do fluxo maior do processo.

Termos e padrões usados na análise de peneiras

Antes de começar, é importante definir alguns dos principais termos e padrões usados na realização de uma análise de peneira. Esses termos não são usados no vernáculo comum e são essenciais para as etapas e os processos a seguir.

Termos-chave

• Gradação: A distribuição do tamanho das partículas de um agregado.
• Peneira: Um dispositivo usado 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.
• Percentual retido: 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 do setor

ASTM International, anteriormente Sociedade Americana de Testes e MateriaisA Industry Standards, Inc., é uma organização internacional que produz padrões técnicos. O uso de padrões do setor garante que o teste seja realizado de maneira uniforme entre as fábricas, o que gera uma linha de base nivelada de produtos entre cada local exclusivo que realiza o teste. Abaixo estão dois padrões que podem ser usados como recursos para redução de amostras e realização de análises de peneira, que incluem diretrizes e dicas sobre cada processo.

• ASTM C136: Método de teste padrão para análise de peneira de agregados finos e grossos
• ASTM C702: Prática padrão para reduzir amostras de agregado ao tamanho de teste

Preparação para o teste

Etapa 1:

A primeira etapa para realizar uma análise de peneira bem-sucedida é começar com uma amostra seca e bem coletada.

Se a amostra estiver úmida, o material não fluirá livremente nem se separará adequadamente. 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, o tamanho da amostra, o teor de umidade e a eficiência do forno, portanto, verifique a amostra intermitentemente até que ela esteja seca e fluindo livremente.

Etapa 2:

Após a secagem da amostra, é necessário um peso preliminar. Se a balança não tiver uma opção de tara, o prato precisará ser pesado separadamente para ser subtraído do peso da amostra.

Usando um divisor, separe a amostra no tamanho apropriado. Se não houver um divisor disponível, use o método do cone para dividir a amostra: Despeje a amostra em uma forma cônica e divida-a em quatro quartos. Depois de seccionada, adicione a amostra à bandeja tarada para coletar um peso total preliminar do material.

Depois que o peso preliminar for registrado, toda a amostra será transferida para a camada superior de um agitador de peneiras.

Etapa 3:

Feche a pilha de peneiras e monte a pilha no agitador, se aplicável, certificando-se de que ela esteja centralizada na base e completamente encaixada sob a tampa superior antes de apertar. Trave/aperte a pilha no lugar. Ligue o agitador e ajuste o tempo.

Realização do teste: Método cumulativo

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

Etapa 1:

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

Deixando o material no prato de pesagem, repita o processo removendo cada bandeja subsequente e registrando o peso total após adicionar cada fração adicional ao prato de pesagem.

Depois que cada fração for adicionada e os pesos registrados, compare o peso total final com o peso total preliminar; verifique se há uma diferença menor ou igual a 0,3%.

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

Etapa 2:

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

Por exemplo, 12,6 gramas de massa retida seriam divididos pelo peso total de 309 gramas para produzir um cálculo de 4,0% retidos.

Etapa 3:

Para calcular a porcentagem acumulada de aprovação, subtraia os valores de porcentagem retida para cada linha de 100%.

Continuando com o exemplo anterior, a subtração de 4,0% retidos de 100% resulta em um produto passante de 96%.

Realização do teste: Método fracionário

Diferentemente do método cumulativo, o método fracionário para realizar uma análise de peneira medirá e registrará cada fração individualmente. Isso ocorre ao esvaziar o recipiente de tara entre cada peso. Exceto por essa grande diferença, o método fracionário é muito semelhante ao método cumulativo.

Etapa 1:

Pese o material em cada peneira individualmente e registre a massa; coloque a tara na balança antes de cada fração de peso.

Etapa 2:

Calcule 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%.

Etapa 3:

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

Por exemplo, com um cálculo de 21,3% retido, 21,3% precisa primeiro ser subtraído de 100%. Em seguida, subtraia também as porcentagens fracionárias que foram retidas acima dela. No exemplo acima, isso inclui 27%, 25,8% e 4%, o que indica uma aprovação de 21,9%.

Dicas úteis para a realização de uma análise de peneira

Ao realizar uma análise de peneira, podem ocorrer eventos inesperados durante o processo que talvez precisem ser abordados e/ou levados em conta. Baixe nossa lista de recomendações e técnicas de atenuação que podem ajudar na conclusão bem-sucedida da análise.

Este blog foi adaptado de um webinar educacional de 2021 com especialistas do Polydeck, Craig Burkediretor de Engenharia, e Jamie MillsEngenheiro de Aplicação de Desenvolvimento de Novos Produtos. Para saber mais sobre as próximas oportunidades educacionais, Assine nosso boletim informativo.