BR112016022304B1

BR112016022304B1 - Método para processamento de um material a granel contendo água e aparelhos para adição de floculante ao material a granel contendo água

Info

Publication number: BR112016022304B1
Application number: BR112016022304-7A
Authority: BR
Inventors: Yuki Kinugasa; Yasutoshi Inoue
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2023-04-25
Also published as: AU2015241974A1; AU2015241974B2; BR112016022304A2; WO2015151524A1; JP6505668B2; JPWO2015151524A1

Abstract

MÉTODO DE TRATAMENTO DE MATERIAL A GRANEL CONTENDO ÁGUA E DISPOSITIVO PARA ADIÇÃO DE FLOCULANTE AO MATERIAL A GRANEL CONTENDO ÁGUA. Trata-se de um método de tratamento de material a granel contendo água através do qual as perturbações de descarregamento em uma correia transportadora, devido à água mineiral de pasta fluida que, inevitavelmente, ocorre no momento do descarregamento de material a granel contendo água, são eliminadas mediante a adição de floculante ao material a granel contendo água na junção, ou similares, da correia transportadora enquanto o material a granel contendo água é carregado para um navio de carga pela correia transportadora e o carregamento do material a granel contendo água, com o floculante fixado ao mesmo, para o porão do navio de carga.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] Esta revelação refere-se a um método para processamento de um material a granel contendo água, como minério ou carvão contendo água, de modo que um floculante seja adicionado ao material a granel contendo água no momento do carregamento em mina de carvão a fim de resolver o descarregamento defeituoso em uma correia transportadora causado por água livre durante o descarregamento do material a granel contendo água a partir de um navio de transporte no porto de destino. A revelação também se refere a um aparelho usado para o método para adição de um floculante a um material a granel contendo água.

ANTECEDENTES

[002] Os materiais a granel, como minério e carvão, são principalmente importados a partir de países estrangeiros, e predominantemente transportados por navio (como um transportador de minério, um transportador de carvão ou similares, que são simplesmente denominados doravante como um "navio" ou um "navio de carga"). Nos últimos anos, muitos desses materiais a granel apresentaram alto teor de água e são chamados de materiais a granel contendo água. A água se separa de um material a granel contendo água e se acumula no fundo do porão do navio durante o processo de transporte.

[003] Por conseguinte, no meio ou na última parte do processo de descarregamento com o uso de um descarregador ou similares, ocorre uma suspensão de água livre em que a água é turva e a mesma se acumula em uma depressão formada após a preensão através de uma caçamba do tipo garra para o descarregamento (consulte a Figura 1), e a suspensão de água livre eventualmente se torna uma pasta fluida. Isso provoca um problema de descarregamento defeituoso. Na Figura 1, o símbolo de referência 1 é um porão, o símbolo de referência 2 é um material a granel contendo água, o símbolo de referência 3 é uma suspensão de água livre, o símbolo de referência 4 é uma depressão, o símbolo de referência 5 é um descarregador e o símbolo de referência 6 é uma caçamba do tipo garra.

[004] O mesmo problema surge em um processo de descarregamento que usa, por exemplo, uma caçamba de um descarregador contínuo que inclui um transportador de caçamba e similares.

[005] Em vista desse problema, por exemplo, um método pelo qual, quando ocorre água livre, a água livre é extraída por uma unidade de drenagem (máquina de sucção) e, então, o descarregamento é recomeçado, tem sido convencionalmente proposto, conforme revelado em cada um dentre os documentos sob os nos JP S60-204526 A (Literatura de Patente (PTL) 1) e JP S50- 13339 Y (PTL 2).

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE

[006] PTL 1: JP S60-204526 A

[007] PTL 2: JP S50-13339 Y

[008] PTL 3: JP S61-60784 A

[009] PTL 4: JP S61-164658 A

SUMÁRIO PROBLEMA DA TÉCNICA

[0010] Entretanto, os métodos de drenagem por extração conforme proposto em PTL 1 e PTL 2 têm um problema de longo tempo de operação, à medida que o navio precisa ser movido para o local da unidade de drenagem (extração) toda vez para extrair água livre ou a unidade de drenagem (extração) precisa ser movida para extrair água livre do porão.

[0011] Uma vez que a água livre emerge em uma depressão formada após a preensão por uma caçamba do tipo garra durante o descarregamento, a operação de extração de água livre precisa ser repetidamente realizada no método de drenagem mencionado acima por meio de extração. Isso necessita de parada e recomeço repetitivos da operação de descarregamento, que é problemático pelo fato de que a eficiência da operação diminui significativamente.

[0012] Particularmente, nos últimos anos, tal problema é mais evidente devido ao fato de que cada vez mais minério e carvão são de qualidade insatisfatória, por exemplo, com alto teor de água. Ademais, quando o minério ou o carvão tem um alto teor de água, o material a granel a ser descarregado pode facilmente desenvolver um estado fluido devido à liquefação até antes de ocorrer água livre. Se tal material a granel for descarregado, o material a granel descarregado tende a fluir para fora da correia transportadora devido a sua alta fluidez. Isso dificulta o transporte do material a granel. Dessa forma, a alta fluidez do material a granel sobre a correia transportadora frequentemente causa não apenas dificuldades de transporte, mas também problemas com a manutenção do sistema de correia transportadora.

[0013] As técnicas convencionais propostas em PTL 1 e PTL 2 têm por base a presunção que apenas a água livre é extraída. Entretanto, um pó com um diâmetro pequeno de partícula separado do material a granel com um diâmetro grande de partícula flui para a depressão formada após a preensão pela caçamba do tipo garra, e na maioria das vezes se torna uma pasta fluida. O líquido de pasta fluida é difícil de ser extraído por meio de uma unidade de drenagem convencional e, adicionalmente, a operação de extração é exigida toda vez que ocorre água livre, piorando a eficiência da operação. Se tal material a granel for descarregado tal como é, o material a granel descarregado tende a fluir para fora da correia transportadora devido a sua alta fluidez, conforme mencionado acima. Isso causa também o descarregamento defeituoso.

[0014] Para tratar desses problemas, realizou-se repetidamente pesquisas com base nos métodos de redução de teor de água propostos no documento sob o no JP S61-60784 A (PTL 3) e JP S61- 164658 A (PTL 4).

[0015] Como resultado, descobriu-se que os métodos descritos em PTL 3 e PTL 4 têm um problema pelo fato de que, uma vez que é usada uma resina hidroabsorvente que é sólida, é difícil colocar a resina hidroabsorvente em contato uniforme com o material a granel durante o descarregamento, e um problema pelo fato de que a resina hidroabsorvente incha como resultado da absorção de água e assim tende a cair da correia transportadora. Os inventores descobriram também que, dado que a resina hidroabsorvente precisa ser eventualmente separada do material a granel, é muito difícil, a partir de um ponto de vista de eficiência de operação, usar a resina hidroabsorvente mediante o descarregamento do material a granel contendo água.

[0016] Adicionalmente, um material a granel contendo água com alto teor de água tende a se submeter à liquefação durante o transporte marítimo. Então, a bordo, quando o material a granel contendo água atinge a liquefação, conforme mostrado na Figura 2, o material a granel fluidizado em estado estacionário (A) tende a ser empurrado por meio da vibração no mar para um lado do porão, resultando na liquefação (B), deslocando o equilíbrio do navio e, na pior das hipóteses, o navio irá virar além da capacidade de recuperação (C).

[0017] Em vista das circunstâncias acima, poderia, dessa forma, ser útil fornecer um método para processamento de um material a granel contendo água que possa resolver o descarregamento defeituoso em uma correia transportadora causado pela água livre de pasta fluida que ocorre inevitavelmente durante o descarregamento de um material a granel contendo água, e um aparelho usado para o método para adição de um floculante a um material a granel contendo água.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0018] Para resolver os problemas acima, investigou-se a adição de um floculante para a solidificação de água a um material a granel contendo água. Como resultado, constatou-se que a adição de um floculante a um material a granel contendo água no momento do carregamento na mina de carvão, de modo que o floculante se adira ao material a granel, é vantajoso para resolver o descarregamento defeituoso. Esta revelação foi concluída com base na constatação.

[0019] Conforme ilustrado na Figura 3, como matéria-prima em porta de descarga (A), a água livre 8 emerge entre as partículas de um material a granel 7 durante o descarregamento do material a granel contendo água. Por outro lado, no caso de um material a granel contendo água no momento do carregamento em mina de carvão, conforme ilustrado na Figura 3, como matéria-prima em porta de carregamento (B), a água 9 é capturada entre as partículas do material a granel 7. Consequentemente, a adição de um floculante no momento do carregamento em mina de carvão pode perturbar a adesão uniforme do floculante.

[0020] Para impedir isso, estudou-se, adicionalmente, a adição de um floculante e constatou-se que a água livre produzida artificialmente em um material a granel contendo água para causar a difusão de um floculante é eficaz para a adesão de um floculante ao material a granel. O estudo revelou também que a adição de um floculante na forma de névoa é eficaz para facilitar a difusão do floculante. Constatou-se adicionalmente que a realização adicional de uma etapa de agitação ou amassamento de floculante é eficaz para impedir a adesão não uniforme de um floculante ao material a granel. Esta revelação foi concluída com base nas constatações acima.

[0021] Especificamente, os recursos primários desta revelação são conforme descrito abaixo.

[0022] (1) Um método para processamento de um material a granel contendo água, como minério ou carvão contendo água, em que, quando o material a granel contendo água é carregado em um navio através de uma correia transportadora,

[0023] um floculante é adicionado ao material a granel contendo água sobre a correia transportadora e/ou em uma parte de junção da correia transportadora, de modo que o floculante se adira ao material a granel contendo água.

[0024] (2) O método para processamento de um material a granel contendo água, de acordo com (1), em que, quando o floculante é adicionado, um líquido de difusão de floculante é, ainda, adicionado.

[0025] (3) O método para processamento de um material a granel contendo água, de acordo com (1) ou (2), em que como o floculante, é adicionada uma solução floculante obtida mediante a adição de um líquido de difusão de floculante a um floculante antecipadamente.

[0026] (4) O método para processamento de um material a granel contendo água, de acordo com qualquer um dentre (1) a (3), em que a adição do floculante é realizada na forma de aspersão de névoa.

[0027] (5) O método para processamento de um material a granel contendo água, de acordo com qualquer um dentre (1) a (4), em que, quando o floculante é adicionado, o material a granel contendo água é agitado.

[0028] (6) O método para processamento de um material a granel contendo água, de acordo com qualquer um dentre (1) a (5), em que, depois que o floculante é adicionado, o material a granel contendo água é agitado.

[0029] (7) Um aparelho usado para o método para processamento de um material a granel contendo água, de acordo com qualquer um dentre (1) a (3), para adição de um floculante a um material a granel contendo água, sendo que o floculante é um aditivo selecionado a partir de qualquer um dentre um floculante, um floculante e um líquido de difusão de floculante ou uma solução floculante obtida mediante a adição de um líquido de difusão de floculante a um floculante antecipadamente, sendo que o aparelho compreende:

[0030] uma unidade de adição configurada para adicionar o aditivo ao material a granel contendo água;

[0031] um controlador de quantidade de adição configurado para controlar a quantidade de adição do aditivo;

[0032] um sensor configurado para coletar informações para determinar quando iniciar e parar a adição do aditivo; e

[0033] um tanque configurado para armazenar o aditivo; e

[0034] uma mangueira de transporte configurada para transportar o aditivo a partir do tanque até a unidade de adição.

[0035] (8) Um aparelho usado para o método para processamento de um material a granel contendo água, de acordo com (4), para adição de um floculante a um material a granel contendo água, sendo que o aparelho compreende:

[0036] uma unidade de adição configurada para aspergir um floculante na forma de névoa para o material a granel contendo água;

[0037] um controlador de quantidade de adição configurado para controlar a quantidade de adição do floculante;

[0038] um sensor configurado para coletar informações para determinar quando iniciar e parar a adição do floculante;

[0039] um tanque configurado para armazenar o floculante a ser adicionado; e

[0040] uma mangueira de transporte configurada para transportar o floculante a partir do tanque até a unidade de adição.

[0041] (9) O aparelho para a adição de um floculante a um material a granel contendo água, de acordo com (7) ou (8), em que a unidade de adição compreende um bocal do tipo reto ou um bocal do tipo três vias.

[0042] (10) O aparelho para adição de um floculante a um material a granel contendo água, de acordo com qualquer um dentre (7) a (9), em que o controlador de quantidade de adição compreende uma bomba.

[0043] (11) O aparelho para adição de um floculante a um material a granel contendo água, de acordo com (10), em que o controlador de quantidade de adição compreende, adicionalmente, uma válvula e um ajustador de distância de bocal.

[0044] (12) O aparelho para adição de um floculante a um material a granel contendo água, de acordo com qualquer um dentre (7) a (11), em que o sensor compreende uma placa móvel e um comutador de limite.

[0045] (13) Um aparelho usado para o método para processamento de um material a granel contendo água, de acordo com (5) ou (6), para adição de um floculante a um material a granel contendo água, sendo que o aparelho compreende:

[0046] uma unidade de adição configurada para adicionar um floculante ao material a granel contendo água; e

[0047] uma unidade de misturação para agitação ou amassamento,

[0048] em que a unidade de adição compreende um controlador de quantidade de adição configurado para controlar a quantidade de adição do floculante, e é instalada em um transportador de floculante a jusante de um ponto em que o floculante é carregado até a unidade de misturação ou sobre a unidade de misturação.

EFEITO VANTAJOSO

[0049] De acordo com a revelação, uma vez que o floculante se adere ao material a granel antecipadamente, a água não irá se separar do material a granel no porão de um navio de carga. Isso impede a ocorrência de água livre durante o descarregamento, que de outro modo ocorreria na operação convencional. A operação de descarregamento pode ser continuamente realizada sem ser interrompida, diferente das técnicas convencionais, o qual contribui para a eficiência de descarregamento aprimorada.

[0050] De acordo com a revelação, é também possível impedir a ocorrência de um acidente causado por um material a granel contendo água que se submete à liquefação durante o transporte marítimo, deslocando o equilíbrio do navio e eventualmente fazendo com que o navio vire.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0051] Nos desenhos em anexo:

[0052] a Figura 1 ilustra o descarregamento de um material a granel em um navio de carga usando uma caçamba do tipo garra de um descarregador;

[0053] a Figura 2 ilustra uma situação em que um material a granel contendo água em estado estacionário (A) resulta na liquefação (B) em um navio de carga;

[0054] a Figura 3 ilustra água em um material a granel contendo água;

[0055] a Figura 4 ilustra o gerenciamento de material de mina;

[0056] a Figura 5 ilustra uma situação em que um material a granel (A) contendo água que inclui minério ou carvão é transportado a partir de uma instalação de processamento através de uma correia transportadora até um navio de carga (B);

[0057] as Figuras 6A a B ilustram, cada uma, uma unidade de adição configurada para adicionar uma solução química a um material a granel contendo água de acordo com a revelação;

[0058] a Figura 7 ilustra um controlador de quantidade de adição configurado para controlar a quantidade de adição de uma solução química de acordo com a revelação;

[0059] a Figura 8 ilustra quatro padrões de operação implantados por um aparelho de acordo com a revelação, tal como ilustrado a seguir na Tabela 1;

[0060] a Figura 9 ilustra um sensor que tem uma placa móvel e um comutador de limite;

[0061] a Figura 10 é um fluxograma de controle implantado pelo aparelho de acordo com a revelação, em que A representa BC em operação, B representa alguma carga na BC, o Padrão I indica que a adição de aditivo está “Ligada”, o Padrão II indica que a adição de aditivo está “Desligada” e os Padrões III ou IV indicam que a adição de aditivo está “Desligada”, sendo que para controle de adição de aditivo, não é razoável excluir os Padrões III ou IV das informações obtidas a partir do Comutador de detecção de contato; e

[0062] as Figuras 11A a E são diagramas conceituais, em que cada um ilustra uma ação que ocorre quando um floculante polimérico é adicionado a uma suspensão de água livre.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0063] O presente método e aparelho serão descritos mais especificamente abaixo com referência aos desenhos em anexo.

[0064] Conforme ilustrado na Figura 1, o fenômeno a seguir é tipicamente conhecido. Mediante o descarregamento de minério ou carvão (doravante também denominado como “minério(s)”) chamado de um material a granel 2 armazenado em um porão do navio de carga (câmara de carga) 1 com o uso de uma caçamba de uma ponte rolante ou descarregador 5 ou descarregador contínuo, um agrupamento de água que resulta da água no material a granel se forma na parte inferior do depósito de minério. Quando a operação de descarregamento progride e alcança as partes intermediárias a inferiores do depósito de minério, é formada uma depressão 4 na parte do depósito de material a granel. Uma suspensão de água livre 3 em que um pó separado do minério principalmente na forma de cascalho é disperso e suspenso se acumula na depressão 4.

[0065] A suspensão de água livre 3 que emerge no depósito do material a granel contendo água 2 no porão 1 se torna gradualmente pasta fluida à medida que o descarregamento progride, tornando o descarregamento através da caçamba do tipo garra 6 do descarregador 5, ou similares, difícil. Isso se deve ao fato de que, uma vez que a pasta fluida tenha se formado, mesmo se a pasta fluida puder ser segurada pela caçamba do tipo garra 6, a mesma flui para fora de um funil (não ilustrado) ou uma parte da correia transportadora (também chamada doravante de uma “BC”, não ilustrada) no descarregador, como resultado disso, a operação do descarregador não pode ser continuada. Particularmente, no fundo (parte inferior) do porão 1, a suspensão de água livre se torna facilmente pasta fluida, e a operação de descarregamento precisa ser frequentemente parada para realizar drenagem.

[0066] Para impedir a ocorrência de uma suspensão de água livre conforme declarado acima, esta revelação é distinguida pelo fato de que um floculante é adicionado a um material a granel contendo água na mina de carvão de origem antes do carregamento em um navio de carga, de modo que o floculante se adira às partículas do material a granel no material a granel contendo água antes do carregamento no porão do navio de carga.

[0067] A Figura 4 ilustra o gerenciamento de material da mina, em que o minério é escavado em um local da mina, carregado em um recipiente 13 ou similares, entregue a uma instalação de processamento 14 onde o minério é esmagado para ter tamanho de partícula e componentes predeterminados. Após o processamento, conforme ilustrado na Figura 5, o minério é transportado em uma correia transportadora ou similares para um navio de carga, como um transportador de minério ou um transportador de carvão, e carregado.

[0068] De acordo com a revelação, nesse estágio, um floculante é adicionado a um material a granel contendo água sobre a correia transportadora e/ou em uma parte de junção (incluindo o lado interno de um funil de conexão) da correia transportadora, de modo que o floculante se adira ao material a granel contendo água, e o material a granel contendo água seja carregado no porão do navio de carga. Na Figura 4, o símbolo de referência 11 é um escavador hidráulico, o símbolo de referência 12 é um veículo automotor, o símbolo de referência 13 é um recipiente, o símbolo de referência 14 é uma instalação de processamento e o símbolo de referência 15 é um funil.

[0069] Tal operação de adição pode fazer com que um material a granel contendo água 2 e uma suspensão de água livre 3, mais precisamente, os componentes da suspensão de água livre 3, assumam um estado sólido (floco) no final, possibilitando o transporte do material a granel contendo água juntamente com a água contida no mesmo na operação de descarregamento, e aprimorando a eficiência de descarregamento mediante o impedimento de interrupções da operação de descarregamento. Observe que a adição do floculante pode ser realizada em pelo menos uma ou mais posições selecionadas dentre em um funil de conexão, em uma parte de junção de uma BC ou em uma BC.

[0070] De acordo com a revelação, para adição do floculante, um líquido de difusão de floculante pode ser ainda adicionado ao floculante, uma solução floculante que é obtida mediante a adição de um líquido de difusão de floculante a um floculante antecipadamente pode ser adicionada como o floculante ou a adição do floculante pode ser realizada na forma de aspersão de névoa.

LÍQUIDO DE DIFUSÃO DE FLOCULANTE

[0071] Os exemplos do líquido de difusão de floculante usado na revelação incluem água e solventes orgânicos. Os solventes orgânicos incluem solventes à base de hidrocarboneto (contendo apenas C, H e O).

[0072] Presumindo que o líquido de difusão de floculante é água, o líquido de difusão de floculante (água) e o floculante formam partículas coaguladas e a quantidade de água no material a granel contendo água que emerge como água livre não aumenta.

FORMA DE ASPERSÃO DE NÉVOA

[0073] A forma de aspersão de névoa usável na revelação é a forma de bocal de aspersão de modo que o floculante, na forma líquida ou em pó, possa ser aspergido em forma de névoa.

[0074] Ademais, quando o floculante é adicionado ao material a granel contendo água, ou depois que o floculante é adicionado ao material a granel contendo água, o floculante e o material a granel contendo água podem ser agitados ou amassados em conjunto com o uso de uma unidade de agitação ou amassamento, que será descrita posteriormente, de modo que o floculante se adira ao material a granel contendo água, e o elemento resultante possa ser carregado em um navio de carga.

[0075] Além disso, os métodos mencionados acima para processamento de um material a granel contendo água, em que a adição do floculante é realizada na(s) posição(ões) selecionada(s), por exemplo, em uma BC, podem ser realizados em combinação conforme considerado adequado.

FLOCULANTE

[0076] Nesta revelação, um floculante principalmente composto de um floculante polimérico (também chamado doravante de uma “solução química”) é usado.

[0077] O floculante polimérico pode ser qualquer floculante polimérico que tem uma atividade de adsorção em um pó e induz uma ação de reticulação entre pó através da força eletrostática ou ligação de hidrogênio do polímero, e tem o efeito de formar uma estrutura granulada sólida para gerar partículas coaguladas (floco). Por exemplo, os floculantes de poliacrilamida (copolímero de acrilamida e acrilato de sódio), polivinil amidina ou um polímero anfotérico, que são floculantes orgânicos líquidos, granulares ou em pó, são preferenciais à medida que exibem não somente a ação de coagulação, mas também a ação de floculação. Um floculante inorgânico bem conhecido pode também ser misturado em conjunto.

[0078] Como o floculante polimérico, um polímero catiônico de acrilato, um polímero catiônico de acrilamida, um polímero de metacrilato, um polímero catiônico de metacrilato amino éster, um polímero de amidina, um polímero de emulsão A/O aniônica e similares também estão disponíveis.

[0079] Para uso na presente invenção, o agente químico composto principalmente de um floculante polimérico refere-se a um agente químico que contém o floculante polimérico pelo menos em uma quantidade comumente reconhecida por ter o efeito de floculação, e contém tipicamente cerca de 40 % ou mais do floculante polimérico. Certamente, um polímero floculante a 100 % pode ser usado como o agente químico. Nesta revelação, as representações de % são em % em massa, exceto para a razão de água livre, e exceto onde declarado em contrário.

[0080] Se o floculante estiver na forma líquida ou sólida e for diluído em uso, a solução inclui água e um solvente orgânico, o soluto inclui um polímero de C, H, N e O, e o solvente inclui um solvente à base de hidrocarboneto (contendo apenas C, H, O).

[0081] Adicionalmente, a quantidade de adição do floculante, para uso na presente invenção, é, de preferência, a partir de 0,04 % a 1 % em massa seca em relação ao teor de água do material a granel.

[0082] Quando a quantidade de adição está dentro dessa faixa, a fluidez devido ao excesso de água diminui e um aumento na viscosidade devido à adição excessiva do floculante é evitado, conforme confirmado nos resultados de teste mencionados abaixo. A quantidade de adição é, com mais preferência, de 0,06 % a 0,4 % em massa seca em relação ao teor de água do material a granel. Para uso na presente invenção, a razão de adição (quantidade) da solução química é a razão entre o teor de água do material a granel, conforme mencionado acima.

[0083] A taxa de adição do floculante não é particularmente limitada e pode ser definida conforme for adequado para a unidade usada e similares. Como um exemplo, a taxa de adição é de cerca de 2 l/min a 10 l/min.

[0084] Embora a revelação tenha sido feita com o uso de minério de ferro de Carajás como um exemplo, outros minérios também podem ser usados, contanto que estejam de acordo com as condições da presente invenção. No caso do uso de novo minério de ferro, o valor alvo do teor de água pode ser determinado submetendo-se o novo minério de ferro a experimentos como o primeiro e o segundo experimentos mencionados acima.

[0085] Para minimizar a possibilidade que a água contida derivada de água livre transborde a correia transportadora, é seguro aplicar a presente revelação quando o material a granel contendo água tem um teor de água de 9,6% ou mais. Observe que um material a granel contendo água com um teor de água maior que 23% é, de preferência, misturado com um material a granel contendo água com um teor de água menor para ter um teor de água de 23% ou menos. Para uso na presente invenção, o teor de água (quantidade) é a razão entre a quantidade de água e a massa do material a granel.

[0086] Além disso, o aparelho revelado pode ser um aparelho para adição de um aditivo a um material a granel (A) contendo água que contém minérios em uma trajetória de transporte, conforme ilustrado na Figura 5, isto é, quando transportado a partir da instalação de processamento 14, em que o minério é esmagado a um tamanho de partícula e componentes predeterminado, através de uma correia transportadora ou similares para o porão de um navio de carga (B). O aditivo pode ser selecionado a partir de qualquer um dentre um floculante, um floculante e um líquido de difusão de floculante ou uma solução floculante obtida mediante a adição de um líquido de difusão de floculante a um floculante antecipadamente.

[0087] O aparelho é distinguido por compreender: uma unidade de adição configurada para adicionar um aditivo ou aspergir um floculante na forma de névoa ao material a granel contendo água; um controlador de quantidade de adição configurado para controlar a quantidade de adição do aditivo; um sensor configurado para coletar informações para determinar quando iniciar e parar a adição do aditivo e similares; um tanque configurado para armazenar o aditivo e similares a serem adicionados; e uma mangueira de transporte configurada para transportar o aditivo e similares a partir do tanque até a unidade de adição.

UNIDADE DE ADIÇÃO CONFIGURADA PARA ADICIONAR UM ADITIVO AO MATERIAL A GRANEL CONTENDO ÁGUA

[0088] A unidade de adição revelada configurada para adicionar uma solução química ao material a granel contendo água compreende: conforme ilustrado nas Figuras 6A a B, uma porção de união entre a unidade de adição e uma mangueira de transporte; um tubo; e uma porção de bocal configurada para aspergir líquido. Como esses componentes, podem ser usados, sem limitação, quaisquer componentes que são, em geral, usados para a aspersão de líquidos e que possibilitem a adição de uma quantidade predeterminada de uma solução química a um material a granel contendo água durante o transporte para um navio de carga. Um bocal da máxima preferência é um bocal do tipo reto, conforme ilustrado na Figura 6A, ou um bocal do tipo três vias, conforme ilustrado na Figura 6B. Nas Figuras 6A a B, o símbolo de referência 61 é uma mangueira de transporte, o símbolo de referência 62 é uma porção de união entre a unidade de adição e a mangueira de transporte, o símbolo de referência 63 é um tubo, o símbolo de referência 64 é um bocal do tipo reto, o símbolo de referência 65 é um bocal do tipo três vias e o símbolo de referência 66 é um corredor. UNIDADE DE ADIÇÃO NA FORMA DE ASPERSÃO DE NÉVOA

[0089] A unidade de adição revelada pode operar na forma de aspersão de névoa.

[0090] Especificamente, a unidade de adição opera, de preferência, na forma de bocal de aspersão.

[0091] Ademais, a unidade de adição pode ser instalada em pelo menos uma ou mais posições selecionadas a partir de em um funil de conexão de BC, em uma parte de junção de uma BC ou em uma BC.

CONTROLADOR DE QUANTIDADE DE ADIÇÃO CONFIGURADO PARA CONTROLAR A QUANTIDADE DE ADIÇÃO DO ADITIVO

[0092] Nesta revelação, o controlador de quantidade de adição configurado para controlar a quantidade de adição do aditivo compreende, de preferência, conforme ilustrado na Figura 7, um ajustador de distância de bocal; uma válvula; e uma bomba para a alimentação de líquido. Na Figura 7, o símbolo de referência 71 é um tanque de aditivo, o símbolo de referência 72 é uma bomba, o símbolo de referência 73 é uma mangueira, o símbolo de referência 74 é um sensor, o símbolo de referência 75 é uma válvula, o símbolo de referência 76 é um ajustador de distância e o símbolo de referência 77 é uma porção de bocal.

[0093] O controle de quantidade de adição revelado no presente documento para controlar a quantidade de adição do aditivo pode ser realizado com o uso de uma válvula mediante o ajuste do grau de abertura. Adicionalmente, a quantidade do aditivo adicionado a minérios pode ser controlada por meio, por exemplo, do ajuste da quantidade da solução química descarregada a partir da bomba, da alteração do grau de abertura na ponta do bocal, da alteração do número de bocais e do ajuste da distância entre minérios e bocais com o uso do ajustador de distância de bocal. Observe que o controlador de quantidade de adição é igualmente aplicável à forma de operação em que o floculante é aspergido na forma de névoa.

[0094] Embora a quantidade de adição do aditivo possa ser determinada por experimentos adaptados às características de minérios, é desejável definir a quantidade de adição para cerca de 50 kg/h a 600 kg/h em peso seco para cerca de 500 ton/h a 2.000 ton/h.

[0095] A válvula pode ser de qualquer tipo comumente usado na trajetória de transporte para transportar o aditivo. O ajustador de distância de bocal pode ser um mecanismo para elevar e abaixar a unidade de adição configurada para adicionar a solução química ao material a granel contendo água, um mecanismo para expandir e contrair o tubo situado entre a porção de bocal e a porção de união entre a unidade de adição e a mangueira de transporte, ou similares.

[0096] A bomba, a válvula e o ajustador de distância de bocal não são componentes necessários, mas podem ser usados de maneira seletiva, ou podem não ser usados dependendo da quantidade de adição do aditivo e similares.

[0097] Conforme ilustrado na Figura 7, o aparelho revelado compreende: um tanque configurado para armazenar um aditivo a ser adicionado; e uma mangueira de transporte configurada para transportar o aditivo a partir do tanque até a unidade de adição. Podem ser usados quaisquer materiais estruturais que permitem o armazenamento e o transporte do aditivo de acordo com o tipo e a quantidade exigida. A capacidade do tanque e o diâmetro da mangueira de transporte podem ser selecionados conforme for adequado para o tamanho da unidade, a quantidade do material a granel a ser transportado e assim por diante. O tanque e a mangueira de transporte são igualmente aplicáveis à forma de operação em que o floculante é aspergido na forma de névoa.

SENSOR CONFIGURADO PARA COLETAR INFORMAÇÕES PARA DETERMINAR QUANDO INICIAR E PARAR A ADIÇÃO DO ADITIVO

[0098] O aparelho revelado precisa operar em quatro padrões ilustrados na Figura 8.

[0099] No desenho, o Padrão I é um padrão em que a adição do aditivo precisa ser realizada, uma BC usada para adição do aditivo está em operação e uma carga é colocada sobre a BC (conforme mostrado pelo ícone).

[00100] O Padrão II é um padrão em que a adição do aditivo precisa ser parada, uma BC usada para adição do aditivo está em operação e nenhuma carga é colocada sobre a BC (conforme mostrado pelo ícone).

[00101] O Padrão III é um padrão em que a adição do aditivo precisa ser parada, uma BC usada para adição do aditivo é parada e uma carga é colocada sobre a BC (conforme mostrado pelo ícone).

[00102] O Padrão IV é um padrão em que a adição do aditivo precisa ser parada, uma BC usada para adição do aditivo é parada e nenhuma carga é colocada sobre a BC (conforme mostrado pelo ícone).

[00103] Para assegurar o funcionamento dos quatro padrões de operação mencionados acima, e para verificar se o motor da BC está em operação e se qualquer minério contendo água livre é transportado sobre a BC, é necessário que o aparelho revelado tenha um sensor configurado para coletar informações para determinar quando iniciar e parar a adição do aditivo. O sensor compreende, de preferência, uma placa móvel e um comutador de limite. Isso se deve ao fato de que tal configuração possibilita a detecção mais precisa de cargas sobre a BC, conforme ilustrado na Figura 9. Se o motor da BC está em operação pode ser determinado a partir de um sinal elétrico indicativo do estado ligado/desligado do motor que é obtido diretamente a partir do motor ou a partir de um sinal elétrico enviado a partir do ambiente elétrico. Na Figura 9, o símbolo de referência 91 é uma placa móvel e o símbolo de referência 92 é um comutador de limite.

[00104] É importante que, se a unidade de adição configurada para adicionar o aditivo ao material a granel contendo água for instalada em uma BC, o sensor seja instalado em outra BC a jusante daquela BC.

[00105] Se minérios sobre uma BC estão acompanhados de água livre pode ser visualmente determinado pelo operador, pode ser, ainda, determinado pela medição do ângulo de repouso do material sobre a BC, mediante a análise de imagens de vídeo de superfícies do material ou por análise automática do material automaticamente coletado sobre a BC. Para uso na presente invenção, o sensor configurado para coletar informações para determinar quando iniciar e parar a adição do aditivo é destinado a abranger tais recursos.

[00106] É importante que o fluxo de controle real determine o estado ligado/desligado da BC em uma base preferencial conforme ilustrado na Figura 10. Se a solução química for adicionada quando a BC está no estado desligado, ou parado, a solução química se acumula sob a BC devido a sua alta viscosidade, causando uma falha da unidade. Se a solução química for adicionada quando a BC está no estado ligado, ou em operação, com nenhuma carga sobre a mesma, a BC pode sofrer degradação de borracha e, novamente, uma falha da unidade é causada pelo acúmulo de solução química sob a BC. O sensor é igualmente aplicável à forma de operação em que o floculante é aspergido na forma de névoa.

[00107] Adicionalmente, o aparelho usado para o método revelado no presente documento pode compreender: uma unidade de adição configurada para adicionar um floculante ao material a granel contendo água; e uma unidade de misturação para agitação ou amassamento, em que a unidade de adição pode compreender um controlador de quantidade de adição configurado para controlar a quantidade de adição do floculante, e pode ser instalada em um transportador de floculante a jusante de um ponto onde o floculante é carregado na unidade de misturação, ou sobre a unidade de misturação. UNIDADE DE MISTURAÇÃO PARA AGITAÇÃO OU AMASSAMENTO

[00108] Como a unidade de misturação para agitação ou amassamento usada para o método revelado, pode ser usada qualquer unidade de misturação bem conhecida e amplamente usada que possibilite a misturação de pó. UNIDADE DE ADIÇÃO CONFIGURADA PARA ADICIONAR UM FLOCULANTE AO MATERIAL A GRANEL CONTENDO ÁGUA

[00109] A unidade de adição usada no aparelho que tem a unidade de misturação pode ser igual conforme descrito no parágrafo 0046. CONTROLADOR DE QUANTIDADE DE ADIÇÃO CONFIGURADO PARA CONTROLAR A QUANTIDADE DE ADIÇÃO DO FLOCULANTE

[00110] O controlador de quantidade de adição pode ser igual conforme descrito no parágrafo 0049.

PRINCÍPIO DA TRANSPORTABILIDADE

[00111] As Figuras 11A a B ilustram, cada uma, a água Wm contida em uma suspensão de água livre que inclui um pó (material a granel) P e um floculante polimérico A a ser adicionado ao mesmo. Quando A é adicionado a P, parte da Wm e P coagula como se fosse capturada por polímeros B com cadeias moleculares dendríticas no floculante polimérico A, conforme ilustrado na Figura 11C, e forma algumas partículas coaguladas 21 pequenas em diâmetro de partícula, conforme ilustrado na Figura 11D. Subsequentemente, algumas partículas coaguladas 21 eventualmente se submetem à floculação (se agrupam) e se desenvolvem em uma partícula floculenta 22 grande em diâmetro de partícula, conforme ilustrado na Figura 11E. Consequentemente, a expressão "o floculante se adere ao material a granel contendo água", usada no presente documento, refere-se não apenas a um estado em que o floculante sozinho se adere ao material a granel contendo água, mas também um estado em que o floculante e o líquido de difusão de floculante se aderem ao material a granel contendo água, um estado em que as partículas floculadas e/ou as partículas coaguladas mencionadas acima se aderem ao material a granel contendo água, ou uma combinação dos mesmos. Para uso no presente documento, o floco do material a granel contendo água é composto das partículas floculadas e partículas coaguladas em qualquer razão (qualquer uma das mesmas pode ser 100 %).

[00112] No estágio ilustrado na Figura 11E, Wm foi solidificada e está em um estado de adesão para aderir ao material a granel. Nesse estado, o material a granel pode ser facilmente transportado sobre a correia transportadora, e a própria suspensão de água livre pode ser transportada juntamente com o material a granel sem transbordar a correia transportadora. Como resultado, o material a granel pode ser entregue a um estaleiro de matéria-prima ou similares sem qualquer dificuldade.

[00113] Ademais, os componentes, como N, C e H, da solução química, como o floculante revelado no presente documento, são queimados por meio de uma máquina de sinterização durante a etapa de sinterização subsequente e não permanecem no produto, eliminando a necessidade da separação da solução química. A presente revelação é, dessa forma, vantajosa pelo fato de que uma etapa de separação de solução química é desnecessária.

[00114] Conforme mencionado anteriormente, quando ocorre um transbordamento de água, a água ou o pó que se adere à parte posterior da correia transportadora não apenas interrompe o transporte do material a granel e similares, mas também causa uma falha dos cilindros da transportadora e do sistema de acionamento. De acordo com a revelação, entretanto, a água e o material a granel são impedidos de transbordar da correia transportadora, de modo que esses problemas possam ser evitados de maneira eficaz mesmo mediante o transporte do material a granel com um alto teor de água.

EXEMPLOS EXEMPLO 1

[00115] O seguinte experimento foi realizado, simulando um método para adição de um floculante a um material a granel contendo água transportado em uma correia transportadora. A ocorrência de água livre foi examinada usando minério de ferro de Carajás (doravante "minério de ferro") com um teor de água de 12 % a 24 % seguindo o procedimento abaixo.

[00116] (1) O minério de ferro foi preparado em uma quantidade de 30 kg e seco por um secador. Após ser seco, o minério de ferro foi transferido para um recipiente.

[00117] (2) A água e um agente químico foram adicionados ao minério de ferro transferido para o recipiente para obter um teor de água predeterminado e o material resultante foi agitado com o uso de um agitador de misturação. Como o agente químico (floculante), foi usado Kurisat C-333L. Observe que Kurisat C-333L é um líquido.

[00118] (3) Sob a conclusão da agitação, o recipiente foi coberto para impedir que a água evaporasse e foi deixado em repouso durante 24 horas.

[00119] (4) Após 24 horas, o recipiente foi submetido à vibração durante 24 horas para simular o transporte de navio de carga (rolamento).

[00120] (5) Então, a massa de água livre ocorrida foi medida.

[00121] Os resultados experimentais são listados na Tabela 2. Os resultados de avaliação na tabela têm por base a razão de água livre (%). A razão de água livre (%) é dada pela equação abaixo. razão de água livre (%) = a quantidade de água livre (kg) / a quantidade de água adicionada (kg) x 100

[00122] Os resultados experimentais revelaram que todos os presentes exemplos mostraram uma razão de água livre menor que os Experimentos nos 1 a 4 com um teor de água correspondente, aos quais nenhum floculante foi adicionado. Em particular, para o teor de água a partir de 12% a 20%, nenhuma água livre ocorreu (razão de água livre: 0%).

EXEMPLO 2

[00123] Um experimento foi conduzido da mesma maneira conforme descrito no Exemplo 1, exceto pelo fato de que o agente químico foi diluído com água em condições diferentes antes de ser adicionado ao minério de ferro para facilitar a difusão do agente químico.

[00124] Os resultados experimentais revelaram que a ocorrência de água livre após o teste de vibração foi reduzida de modo eficaz quando o agente químico foi diluído com água a uma razão de massa (água/agente químico) a partir de 20 a 200 antes de ser adicionado ao minério fino.

[00125] Para uma razão de massa (água/agente químico) após a diluição de 10, o agente químico não foi, pelo menos em parte, suficientemente difuso no minério alvo. Por outro lado, para uma razão de massa (água/agente químico) após a diluição de 300, parte da água adicionada emergiu como água livre. Em ambos os casos, a saber, onde a razão de massa foi de 10 ou 300, a ocorrência de água livre durante o descarregamento não foi significativa de modo a interromper o processo de transporte.

[00126] No experimento apresentado na Tabela 3, o agente químico foi adicionado a uma concentração de 0,4 % do total da água de diluição e da água contida no próprio minério.

APLICABILIDAD E INDUSTRIAL

[00127] O método para processamento de um material a granel contendo água e o aparelho para adição de um floculante a um material a granel contendo água, de acordo com a revelação, podem ser aplicados a operações de transporte de materiais a granel que incluem não apenas carvão ou minério contendo água mencionado acima, mas também cascalho, areia, grãos e similares. LISTA DE SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA 1 porão 2 material a granel 3 suspensão de água livre 4 depressão 5 descarregador 6 caçamba do tipo garra 7 material a granel 8 água livre 9 teor de água de material a granel contendo água 11 escavador hidráulico 12 veículo automotor 13 recipiente 14 instalação de processamento em que o minério é esmagado para ter tamanho de partícula e componentes predeterminados 15 funil 21 partícula coagulada pequena 22 partícula floculada grande 61 mangueira de transporte 62 porção de união entre unidade de adição e mangueira de transporte 63 tubo 64 bocal do tipo reto 65 bocal do tipo três vias 66 corredor 71 tanque 72 bomba 73 mangueira 74 sensor 75 válvula 76 ajustador de distância 77 porção de bocal 91 placa móvel 92 comutador de limite A floculante polimérico B polímero P pó Wm água

Claims

1. Método para processamento de um material a granel contendo água, como minério ou carvão contendo água, em que, quando o material a granel contendo água é carregado em um navio através de uma correia transportadora, um floculante é adicionado, sobre a correia transportadora e/ou em uma parte de junção da correia transportadora, ao material a granel contendo água de modo que o floculante se adira ao material a granel contendo água, caracterizado pelo fato de que como o floculante, uma solucação floculante, obtida pela adição de água como um líquido de difusão de floculante ao floculante a uma razão de massa de água/floculante de 20 a 200 é adicionada ao material a granel contendo água.

2. Método para processamento de um material a granel contendo água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, quando o floculante é adicionado, o líquido de difusão de floculante é adicionado ao floculante.

3. Método para processamento de um material a granel contendo água, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma solução floculante é obtida mediante a adição do líquido de difusão de floculante ao floculante, antecipadamente.

4. Método para processamento de um material a granel contendo água, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a adição do floculante é realizada na forma de aspersão de névoa.

5. Método para processamento de um material a granel contendo água, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, quando o floculante é adicionado, o material a granel contendo água é agitado.

6. Método para processamento de um material a granel contendo água, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que, depois que o floculante é adicionado, o material a granel contendo água é agitado.

7. Aparelho, usado para o método para processamento de um material a granel contendo água, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, para adição de uma solução floculante a um material a granel contendo água, a solução floculante sendo obtida mediante a adição de água como um líquido de difusão de floculante a um floculante a uma razão de massa de água/floculante de 20 a 200 antecipadamente, sendo que o aparelho é caracterizado pelo fato de que compreende: uma unidade de adição configurada para adicionar o aditivo ao material a granel contendo água; um controlador de quantidade de adição configurado para controlar a quantidade de adição do aditivo; um sensor (74) configurado para coletar informações para determinar quando iniciar e parar a adição do aditivo; e um tanque (71) configurado para armazenar o aditivo; e uma mangueira de transporte (61) configurada para transportar o aditivo a partir do tanque (71) até a unidade de adição.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que: a unidade de adição é configurada para aspergir um floculante na forma de névoa para o material a granel contendo água.

9. Aparelho para adição de um floculante a um material a granel contendo água, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a unidade de adição compreende um bocal do tipo reto (64) ou um bocal do tipo três vias (65).

10. Aparelho para adição de um floculante a um material a granel contendo água, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que o controlador de quantidade de adição compreende uma bomba (72).

11. Aparelho para adição de um floculante a um material a granel contendo água, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o controlador de quantidade de adição compreende, adicionalmente, uma válvula (75) e um ajustador de distância (76) de bocal.

12. Aparelho para adição de um floculante a um material a granel contendo água, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que o sensor (74) compreende uma placa móvel (91) e um comutador de limite (92).

13. Aparelho, usado para o método para processamento de um material a granel contendo água, como definido na reivindicação 5 ou 6, para adição de um floculante a um material a granel contendo água, sendo que o aparelho é caracterizado pelo fato de que compreende: uma unidade de adição configurada para adicionar um floculante ao material a granel contendo água; e uma unidade de misturação para agitação ou amassamento, em que a unidade de adição compreende um controlador de quantidade de adição configurado para controlar a quantidade de adição do floculante, e é instalada em um transportador de floculante a jusante de um ponto em que o floculante é carregado até a unidade de misturação ou sobre a unidade de misturação.