BRPI0717980A2 - Método e equipamento para preparar uma amostra de análise - Google Patents

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Description

"MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA PREPARAR UMA AMOSTRA DE ANÁLISE"
A presente invenção se refere a um método e a um equipamento para preparar, objetivando uma análise online continua, uma amostra de análise que seja formada de um material de amostra, o qual é retirado de um fluxo de material contendo matéria sólida e líquida.
Em processos industriais que tratam e processam lamas contendo matéria sólida, existe, normalmente, uma 10 necessidade de regularmente e continuamente controlar o processo, com base nos teores de elementos de matéria sólida contidos na lama. É bem conhecido o uso de determinados métodos de análise para a análise de lamas que contêm matéria sólida. Entre este se incluem os métodos de 15 análise ótica, ressonância magnética nuclear,
espectroscopia de emissão de laser e espectroscopia de captação gama, assim como, os métodos que utilizam raios X, como, por exemplo, o método baseado em fluorescência de raios X. A fim de otimamente observar e controlar os 20 processos industriais com base em tais resultados de aferição, as amostras devem ser retiradas continuamente do fluxo do processo e imediatamente analisadas, sem demora, o que é significativo, se comparado ao tempo constante do processo. Os processos de separação de minerais e os 25 processos do campo de hidrometalurgia são exemplos de processos industriais em que uma análise de lamas e líquidos em tempo real é necessária. Os processos de flotação, separação magnética e gravitacional, extração de metais, limpeza de líquido, assim como, processos de limpeza e recuperação eletrolítica representam processos minerais e hidrometalúrgicos que utilizam analisadores em tempo real.
Uma técnica comumente usada nos laboratórios de
análise de amostras de lamas é o procedimento de filtrar a lama, secar e moer a matéria sólida em uma forma de finos e comprimir a amostra na forma de um briquete para realização de cada análise. 0 briquete assim obtido é posteriormente 10 levado para um analisador. Entretanto, pelo fato de que a intenção é analisar amostras de pó de granulação fina, mediante uma análise contínua online, é óbvio que a fabricação do briquete para análise da amostra é complexa e sensível a danos. Ao se analisar lamas de minerais, 15 normalmente, é preferível se remover a água da amostra antes de analisar a mesma. A desidratação da amostra torna o resultado da análise mais preciso e melhora a sensibilidade da aferição, quando se analisa a amostra mediante uma técnica de aferição baseada, por exemplo, na 20 ativação de feixes de laser ou raios X ou na ativação de nêutrons. Os métodos conhecidos de desidratação de lamas de minerais incluem espessamento/clarificação ou filtração, pelo que, devido à natureza desses métodos, o material grosso se separa do material fino. Quando se prepara a 25 amostra diretamente a partir do processo, para uma análise em tempo real, a amostra deve ser representativa com relação a sua distribuição de tamanho de partículas, formato e peso das referidas partículas. Conseqüentemente, não é preferível se aplicar diretamente os procedimentos de espessamento ou filtração para a preparação da amostra para a análise online, nos métodos acima mencionados.
O objetivo da presente invenção é proporcionar um 5 método e um equipamento para preparação de uma amostra de análise representativa, para um analisador online contínuo. O objetivo da invenção, especificamente, é de preparar uma amostra de análise, a partir de um material de amostra, que é retirado do processo e que contém matéria sólida e 10 líquida, o teor de sólidos da amostra de análise sendo superior ao do material da amostra.
A invenção é caracterizada pelo que se encontra citado nas reivindicações anexas.
A invenção se refere a um método e a um equipamento para preparação de uma amostra de análise, para uma análise online contínua, em que, por meio de um dispositivo de amostragem, uma adequada quantidade de material de amostra é tomada para análise de um fluxo de material contendo sólidos finos e líquido, e alimentada dentro de uma câmara. Uma camada de material contendo depósitos de sólidos grossos na parte inferior da câmara e uma camada de material contendo líquido e sólidos finos é separada do material de amostra na parte superior. A matéria sólida contida no material da amostra começa a se depositar na parte inferior da câmara, de modo que a parte mais grossa e mais pesada da matéria sólida se deposita rapidamente. Na parte superior da câmara, o líquido se separa do material da amostra, também contendo matéria sólida leve e fina, que se deposita lentamente. A fim de obter da matéria sólida uma amostra de análise representativa que contenha um teor de sólidos mais alto que o material da amostra, de acordo com a invenção, pelo menos parte do material contendo sólidos finos é movida para a parte inferior da câmara, de onde a amostra de análise homogênea e representativa, contendo um teor de sólidos mais alto que do material da amostra, é removida. Circulando através do leito de sólidos grossos, a matéria sólida fina adere às partículas grossas. De acordo com a invenção, o material que contém sólidos finos é movido para a parte inferior da câmara, até que na parte superior, além do líquido, exista somente uma quantidade insignificante de sólidos finos para a representatividade da amostra de análise.
De acordo com uma modalidade característica da invenção, o material contendo sólidos finos é movido para a parte inferior da câmara mediante bombeamento. De acordo com uma modalidade, pelo menos uma bomba, como, por 20 exemplo, uma bomba provida de mangueira, e pelo menos um canal, são conectados à câmara, para movimentar o material que contém sólidos finos para a parte inferior da câmara. De acordo com uma modalidade da invenção, um dispositivo, tal como, um equipamento de medição ótico, é conectado ao 25 canal para medição do teor de sólidos do material que contém sólidos finos. De acordo com uma modalidade característica da invenção, a transferência do material que contém líquido e sólidos finos para a parte inferior da câmara é interrompida, quando o teor de sólidos medido para o material for suficientemente baixo.
De acordo com uma modalidade da invenção, a parte inferior da câmara é fechada durante o tempo de preparação 5 da amostra de análise, e aberta para remover a amostra de análise por meio de um elemento de fechamento móvel conectado à parte inferior, o elemento de fechamento sendo usado para abrir e/ou fechar o portão de descarga da parte inferior. Quando necessário, a amostra de análise é 10 misturada antes de sua remoção da parte inferior da câmara. De acordo com um exemplo, aletas são conectadas ao elemento de fechamento para misturar a amostra de análise.
De acordo com uma modalidade da invenção, um agente de floculação é adicionado ao material que contém sólidos finos para promover a aglomeração da matéria sólida.
De acordo com uma modalidade da invenção, a câmara é vibrada por meio de um elemento de vibração, que é conectado à câmara para facilitar a saída da amostra de análise.
De acordo com a invenção, o líquido em excesso que é formado em conexão com a preparação da amostra de análise é removido da parte inferior da câmara e, quando necessário, a parte inferior é lavada entre as etapas de preparação das amostras de análise.
De acordo com uma modalidade da invenção, o material de amostra é retirado do fluxo de material, para ser processado e analisado em um único estágio. De acordo com outra modalidade da invenção, o material de amostra é retirado do fluxo de material para ser processado e analisado em pelo menos dois estágios.
De acordo com uma modalidade da invenção, o material de amostra é retirado, alternativamente, de mais de um ponto do processo, para ser processado e analisado usando dispositivos de amostragem paralelos.
De acordo com uma modalidade da invenção, a área de seção transversal da parte inferior da câmara é menor 10 que a da parte superior. De acordo com outra modalidade da invenção, a câmara apresenta uma área de seção transversal constante, e tem de se dispor em uma posição inclinada. Conseqüentemente, se torna mais fácil a remoção da amostra de análise da parte inferior da câmara.
De acordo com uma modalidade da invenção, o
equipamento compreende um dispositivo pulverizador de água, para remover qualquer espuma da superfície da camada de material de amostra na câmara.
A seguir, a invenção será descrita em detalhes com a ajuda de um exemplo e, também, fazendo-se referência aos desenhos anexos, nos quais:
- a figura 1 mostra o equipamento de acordo com a invenção;
- a figura 2 também mostra o equipamento de acordo com a invenção; e
- a figura 3 também representa o equipamento de acordo com a invenção.
As figuras 1, 2 e 3 ilustram o equipamento (1) , de acordo com a invenção, para preparar uma amostra de análise (2), para realização de uma análise online contínua (3) . A figura 1 mostra, de acordo com a invenção, como um fluxo de material de amostra (5) é levado de um fluxo de material (24), o qual contém sólidos finos e líquido, por 5 meio de um dispositivo de amostragem (4) , para dentro de uma câmara (6) contida no equipamento (1) . O fluxo de material (24) é retirado de um processo, no qual lama de um mineral está circulando, por exemplo, por meio de qualquer conhecido dispositivo de amostragem. Podem também existir 10 diversos fluxos de materiais (24) e dispositivos de amostragem (4), lado a lado, em que a mesma câmara de processamento de amostra (6) e analisador online (3) podem ser usados para medir diversos fluxos de amostra. A alimentação do material de amostra (5) é encerrada quando é 15 alcançado um desejado nível, detectado com um equipamento de medição (11) ou de alguma outra maneira. Isso pode ser observado da figura 2, como uma camada de material (10), a qual contém matéria sólida grossa que se deposita rapidamente, é formada na parte inferior (9) da câmara (6), 20 e na parte superior (7) permanece uma camada de material (8) contendo líquido e matéria sólida fina que desce lentamente do material de amostra. Quando nenhum material de amostra (5) é alimentado para ser preparado na câmara, o mesmo pode ser retornado ao processo como um fluxo de 25 retorno (12) . Conforme mostrado nas figuras 2 e 3, de acordo com a invenção, pelo menos parte do líquido e da camada de material (8) que contém sólidos finos é transferida para a parte inferior (9) da câmara (6), pelo que, ao circular junto com o líquido através da camada de material grosso (10), as partículas sólidas mais finas aderem às partículas mais grossas e, possivelmente, sob o efeito do agente de floculação que é alimentado, se 5 misturam ou são floculadas em partículas maiores. Nesse caso, é mais fácil para as partículas de matéria sólida mais fina permanecer nos espaços entre os grânulos de material mais grosso na parte inferior da câmara (6), o que é necessário para se preparar um material de amostra 10 representativo. Desse modo, uma amostra de análise (2) desejada contendo um teor de sólidos mais alto pode ser formada. Uma bomba (13), como, por exemplo, uma bomba provida de mangueira, é conectada à câmara (6), bombeando o líquido (8) contendo sólidos finos, que está situado na 15 parte superior (7) da câmara, para a parte inferior (9) da referida câmara. A bomba movimenta o material (8) dentro de um canal (14), tal como, uma mangueira, por meio da qual o material é movido para a parte inferior (9) da câmara. Após isso, a bomba é parada e a amostra de análise 20 representativa (2) que é formada na parte inferior da câmara está pronta para ser removida através do porta de descarga (15), conforme mostrado na figura 3. Na amostra de análise (2), existe uma quantidade consideravelmente maior de matéria sólida, preferivelmente, por exemplo, 80% em 25 peso, se o material de amostra contiver 2 0% em peso de matéria sólida. 0 material de amostra (2) é conduzido da parte inferior da câmara para ser analisado no analisador (3) . Se o material de amostra (5) contiver espuma, um jato de água é pulverizado sobre sua superfície por meio de um elemento pulverizador (22), o qual é colocado em conexão com a câmara (6) , para remover a camada de espuma. A câmara 5 (6) apresenta o formato, por exemplo, de um cone pontudo convergente descendente, ou formato similar, de modo que a amostra de análise (2), preferivelmente, pode ser removida da parte inferior (9) da câmara (6) . Após a preparação da amostra, a amostra de análise (2) que contém um teor mais 10 alto de sólidos que o material de amostra (5), é removida da maneira mostrada pela figura 3.
A porta de descarga (15) na parte inferior (9) da câmara (6) pode ser fechada mecanicamente, por exemplo, por meio de um elemento de fechamento (16), tal como, um tampão 15 de borracha, o qual é pneumaticamente móvel na direção vertical. O mecanismo de abertura e fechamento (17), que é conectado ao tampão, apresenta aletas (18) conectadas ao mesmo, misturando e movimentando a amostra de análise (2) completada, enquanto o tampão (16) é levantado. Um vibrador 20 (19) é conectado à câmara (6), ajudando a amostra de análise (2) a se mover descendentemente na câmara e, conseqüentemente, também na remoção da amostra de análise. Quando necessário, um agente de floculação (20) é adicionado ao fluxo de material (8), o qual é movido da 25 parte superior da câmara para sua parte inferior, contendo matéria sólida fina, para promover a aglomeração. Em conexão com a porta de descarga (15) da parte inferior (9) da câmara (6), também são dispostos bocais (21) para pulverizar um líquido de limpeza na parte inferior da câmara, entre as preparações dos lotes de amostras. 0 material fino é bombeado até que a parte superior da amostra tenha suficientemente se clarificado e a amostra de 5 análise grossa (2) seja formada na parte inferior da câmara. O líquido em excesso que é formado na preparação da amostra de análise (2) pode ser removido através de uma unidade de descarga (23) que é colocada na parte inferior da câmara. Os dados que são analisados a partir da amostra 10 de análise (2) podem ser posteriormente utilizados no controle e otimização do processo. Um dispositivo (25), tal como, um equipamento para medição da turbidez ótica, é conectado a um canal (14) para medição do teor de sólidos do material (8) que contém sólidos finos. A transferência 15 do material (8) que contém líquido e sólidos finos para a parte inferior (9) da câmara (6) é interrompida quando o teor de sólidos do material (8) medido for suficientemente baixo.
A invenção não está exclusivamente limitada às modalidades descritas acima, pelo que, diversas modificações são factíveis dentro da idéia inventiva definida pelas reivindicações anexas.

Claims (25)

1. Método de preparação de uma amostra de análise (2) para realização de uma análise online contínua, em que um material de amostra (5) é retirado por meio de um dispositivo de amostragem (4) de um fluxo de material (24) que contém matéria sólida e líquida, em que o material de amostra (5) é alimentado dentro de uma câmara (6), onde uma camada de material (10) contendo matéria sólida grossa se deposita na parte inferior da câmara e uma camada de material (8) contendo líquido e matéria sólida se separa do material de amostra na parte superior da câmara, caracterizado pelo fato de que pelo menos parte do material (8) contendo fluido e sólidos finos é movimentada mediante bombeamento para a parte inferior (9) da câmara (6), de onde a amostra de análise (2) contendo um teor de sólidos mais alto que o material de amostra (5) é removida.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um material (8) contendo fluido e matéria sólida fina é levado para a parte inferior da câmara, até que seja formada a amostra de análise (2).
3. Método, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a parte inferior (9) da câmara (6) é fechada durante o tempo de preparação da amostra de análise.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a transferência do material (8) contendo líquido e sólidos finos para a parte inferior (9) da câmara (6) é interrompida quando o teor de sólidos medido para o material (8) for suficientemente baixo.
5. Método, de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 4, caracterizado pelo fato de que um agente de floculação (20) é adicionado ao material (8) contendo fluido e sólidos finos, para promover a aglomeração da matéria sólida.
6. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a amostra de análise (2) é misturada, antes de ser removida da parte inferior (9) da câmara (6).
7. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a câmara (6) é vibrada para facilitar a saída da amostra de análise (2 ) .
8. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a parte inferior (9) da câmara (6) é aberta para remover a amostra de análise (2) .
9. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o líquido em excesso que é formado na preparação da amostra de análise (2) é removido da parte inferior (9) da câmara.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de amostra (5) é retirado do fluxo de material (24) para ser processado e analisado em um único estágio.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de amostra (5) é retirado do fluxo de material (24) para ser processado e analisado em pelo menos dois estágios.
12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de amostra (5) é retirado, alternativamente, de mais de um ponto do processo, para ser processado e analisado.
13. Equipamento (1) para preparação de uma amostra de análise (2), para realização de uma análise online contínua, em que uma amostra de material (5) é retirada por meio de um dispositivo de amostragem (4) de um fluxo de material que contém matéria sólida e líquida para ser processada pelo equipamento (1), em que o equipamento (1) inclui pelo menos câmara (6), na qual o material de amostra (5) pode ser alimentado, em que a parte superior (7) da câmara contém uma camada de material (8) que contém fluido e sólidos finos do material de amostra e a sua parte inferior (9) contém uma camada de material (10) que contém material grosso, em que o equipamento compreende um dispositivo para transferência de pelo menos parte da camada de material (8) contendo fluido e sólidos finos para a parte inferior (9) da câmara (6), e um dispositivo para remoção da amostra de análise (2) que contém um teor de sólidos mais alto que do material de amostra (5) da parte inferior (9) da câmara (6), caracterizado pelo fato de que pelo menos uma bomba (13) e pelo menos um canal (14) são conectados à câmara (6) para movimentar a camada de material (8) que contém fluido e sólidos finos para a parte
14. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a bomba (13) é uma bomba provida de mangueira.
15. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que um dispositivo (25) é conectado ao canal (14) para medir o teor de sólidos da camada de material (8) que contém fluido e sólidos finos.
16. Equipamento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (25) para medir o teor de sólidos contém equipamento de medição ótica.
17. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a área de seção transversal da parte inferior (9) da câmara (6) é menor que a área de seção transversal da parte superior (7) da câmara.
18. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a área de seção transversal da câmara (6) é constante e se encontra numa posição inclinada.
19. Equipamento, de acordo com quaisquer das reivindicações 13 a 18, caracterizado pelo fato de que o equipamento (1) compreende um dispositivo para pulverização (22) de água, para remover qualquer espuma da superfície da camada de material de amostra (5) na câmara.
20. Equipamento, de acordo com quaisquer das reivindicações 13 a 19, caracterizado pelo fato de que o equipamento (1) compreende um dispositivo para adição de um agente de floculação (20), para promover a aglomeração da camada de material (8) que contém fluido e sólidos finos.
21. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que um vibrador (19) é conectado à câmara (6) para facilitar a saída da amostra de análise (2).
22. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que na parte inferior (10) da câmara (6) é proporcionado um elemento de fechamento móvel (16) para abertura e/ou fechamento da porta de descarga (15) da parte inferior.
23. Equipamento, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que aletas (18) são conectadas ao elemento de fechamento (19) para misturar a amostra de análise (2) .
24. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que na parte inferior (9) da câmara se dispõe um dispositivo (21) para lavagem da mesma após a remoção da amostra de análise (2).
25. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que fluxos de amostra (24) tomados de mais de um ponto do processo podem ser alimentados dentro do mesmo equipamento (1), mediante uso de dispositivos de amostragem paralelos (4).
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