Investigação das características operacionais na jigagem a seco, visando à adoção de novas estratégias do processo

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo compreender os atributos operacionais que permitam o desenvolvimento de novas de estratégias de operação dos equipamentos de jigagem a seco, que visem a melhoria da estratificação. Portanto, devido aos problemas ambientais decorrentes do uso da água na indústria mineira, a jigagem por via seca tem sido bastante valorizada nos últimos anos por possuir menor impacto, apesar de esta possuir baixa eficiência na separação de minérios por densidade. Contudo, embora a diferença de fluido de trabalho seja comumente apontada como a principal diferença em relação à jigagem tradicional, não existem estudos que explorem a possibilidades de haver diferenças fundamentais em seus mecanismos. O estudo foi desenvolvido baseado em ensaios de estratificação, usando traçadores densimétricos distribuídos em 11 faixas de densidades (0,4-2,4g/cm3) e utilizando um leito base (brita) para análise de sua segregação em jigue a seco (AllAirS-500). Nesse estudo foi instalado um sistema de aquisição de dados (FieldLogger) que armazena todas as informações em tempo real de sensores de pressão e medidor de energia instalados. Esses últimos permitem medir à queda de pressão e a potência no processo de jigagem e consequentemente estimar os ciclos de jigagem e o consumo energético da jigagem. Em relação a jigagem em diferentes condições operacionais, as condições estacionárias de pulsação demonstraram uma cinética oscilatória e instável, com distribuições de traçadores e coeficientes de partição variando ao longo do tempo, especialmente no caso da fração new gravity material (NGM), e assim se diferenciando da cinética reportada na literatura para o caso específico de jigues hidráulicos. Portanto, os testes de estudos transientes para vazão crescente ou frequência decrescente obtiveram uma qualidade de separação e uma redução significativa na flutuação dos índices de partição ao longo do tempo de jigagem em relação aos estudos transientes de vazão decrescente ou frequência crescente. Com base nos resultados obtidos, foi proposto um mecanismo preliminar de descrição do efeito da pulsação transiente sobre a segregação de partículas isoladas no leito do jigue. O mecanismo considera o efeito de pulsos de intensidades coordenados que variam a energia potencial e cinética, que altera a amplitude e a porosidade do leito, reduzindo rapidamente a energia potencial das partículas no sistema, conforme a teoria de energia potencial.

This work aims to understand the operational attributes that allow the development of new operating strategies for dry jigging equipment, aimed at improving stratification. Therefore, due to the environmental problems arising from the use of water in the mining industry, dry jigging has been highly valued in recent years because it has less harmful impact, despite its low efficiency in separating ores by preferential density. However, although the difference in working fluid is commonly pointed out as the main difference in relation to traditional jigging, there are no studies that explore the possibility of fundamental differences in its mechanisms. The study was developed based on stratification tests, using densimetric tracers distributed in 11 (eleven) density ranges (0.4-2.4g/cm3) and using a base bed (gravel) for analysis of its segregation in dry jig (AllAirS-500). In this study, a data acquisition system (FieldLogger) was installed, which stores all the information in real time from pressure sensors and energy meters installed. The latter allow measuring the pressure drop and the power in the jigging process and, consequently, estimating the jigging cycles and the energy consumption of the jigging. Regarding jigging under different operating conditions, stationary pulsation conditions demonstrated oscillatory and unstable kinetics, with tracer distributions and partition coefficients varying over time, especially in the case of the new gravity material (NGM) fraction, and thus differing from the kinetics reported in the literature for the specific case of hydraulic jigs. Therefore, the tests of transient studies for increasing flow or decreasing frequency obtained a quality of separation and a significant reduction in the fluctuation of the partition indices along the jigging time in relation to the transient studies of decreasing flow or increasing frequency. Based on the results obtained, a preliminary mechanism for describing the effect of transient pulsation on the segregation of isolated particles in the jig bed was proposed. The mechanism considers the effect of coordinated intensity pulses that vary the potential and kinetic energy, which alters the amplitude and porosity of the bed, rapidly reducing the potential energy of the particles in the system, according to the potential energy theory.