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Os espessadores são utilizados para a separação sólido-líquido pelo processo de sedimentação em grande escala. De modo geral, o ativo aproveita a força da gravidade para separar os elementos. Isto é, bombeia-se continuamente a suspensão para dentro do espessador, a mistura em repouso proporciona a separação em que os sólidos mais densos precipitam e escoam por uma tubulação (underflow). Enquanto isso, o líquido sai pela tubulação localizada na parte superior do tanque.
Quanto a sua composição, basicamente, são tanques de concreto equipados com mecanismo de raspagem para retirada do material sedimentado e uma câmara central que recebe a mistura. O propósito desse compartimento é evitar que a força de entrada movimente excessivamente a mistura e, assim, atrapalhe o processo de suspensão.
O espessador contribui ainda para aumentar a densidade do espessado, organizar partículas sólidas uma sobre as outras e manter o sólido em suspensão para evitar o aterramento do espessador.
No entanto, há diversos fatores que provocam influência no processo de sedimentação, por exemplo, a natureza (tamanho e forma) das partículas, o pré-tratamento (porcentagem de sólido) da polpa, característica da superfície e viscosidade do líquido.
Estruturalmente, os espessadores tendem a não apresentar muitas falhas no tanque, rake ou tubulações. Mas, é sempre importante ficar atento a desgastes excessivos, trincas, rachaduras e vazamentos, que podem ser detectados nas rotinas de inspeção.
Outras falhas estão relacionadas aos componentes como bombas, motores e sistemas de acionamento. Para evitá-los, é possível instalar um sistema de monitoramento de desempenho, que vai contribuir para a detecção de falhas em estágios iniciais e evitar paradas não planejadas.
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Além desses problemas, existem aqueles relacionados a efetividade da operação do espessador. Sob o aspecto da separação sólido-líquido, o projeto de implementação deve ser embasado no cálculo da área da seção de sedimentação e na altura do equipamento, obtendo-se, assim, o volume de sedimentos. Caso não seja feito o dimensionamento de maneira adequada, a eficiência da operação pode ficar aquém do esperado.
Um fator relevante (e que pode se tornar um problema) é a configuração da velocidade do rastelo (rake). Visto que, se estiver a uma velocidade baixa, dificultará os movimentos dos braços. Agora, se estiver rápido demais produzirá turbulências e descompactação da polpa no underflow.
Outro problema é a presença de uma maior proporção de materiais em faixas granulométricas mais finas. Isso representa uma redução na eficiência de separação e maior consumo de reagentes agregantes. Situação que causa, portanto, maior dificuldade para a operação de filtros industriais. Assim como partículas lamelares e aciculares tendem a reduzir a produtividade do filtro e cegar o meio filtrante.
Existem alguns modelos principais de espessadores, dentre eles:
Ambos são considerados ativos sedimentadores, mas o objeto de interesse é diverso. Isto é, nos espessadores, o objetivo é espessar o material com valor comercial ou o rejeito. Já os clarificadores têm a função de gerar um produto clarificado ao máximo (overflow). Para isso, portanto, a concentração de sólidos na alimentação da clarificação tem que ser menor de (5%) e a concentração de sólidos no underflow é geralmente acima de 40%.
O espessamento produz um produto adensado (underflow), que se torna adequado para a operação seguinte: bombeamento, filtragem, condicionamento etc. Em alguns casos, aplicam-se floculantes para a agregação das partículas finas, contribuindo para a sedimentação. Sendo útil, portanto, para:
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