Filtro Cerâmico e Mineroduto

Ana Flavia Lara

Por: Ana Flávia Lara, Engenheira de Processos Sênior, Ausenco

Usar ou não Usar filtro cerâmico à Jusante do mineroduto? Eis a questão.

Mineroduto é definido pela via responsável pelo transporte de polpas minerais por meio de longas distâncias, geralmente interligam a usina de beneficiamento ao porto de embarque. Nas últimas décadas, várias mineradoras ao redor do mundo têm optado por minerodutos para o transporte de concentrado, pois estes têm se mostrado mais econômicos e menos impactante na esfera ambiental que o transporte ferroviário.

Para o transporte via mineroduto, a polpa deve ter uma distribuição granulométrica constante. Mas, em misturas bifásicas (sólido-líquido), como as polpas minerais as partículas tendem a sedimentar. Para o sucesso do transporte é necessário que o fluxo se mantenha em turbulência, e com velocidade de transporte alta o bastante, capaz de manter os sólidos suspensos.

Assim, as polpas precisam possuir partículas finas (no caso das polpas de minério de ferro - menores que 44 microns), que alteram a reologia da polpa. Pois, as partículas finas criam um meio que permitem manter as partículas mais grossas em suspensão. Portanto, para o sucesso do transporte a granulometria e a porcentagem de sólidos das polpas devem ser bem controladas.

No terminal, a polpa entregue na estação de recebimento do mineroduto passa por processo de filtragem antes do destino final. Essa polpa é adequada para a filtragem, já que possui os parâmetros de processo controlados. Porém, o material necessita ter granulometria mais fina para ser transportado, o que dificulta a operação do filtro. 

Os filtros de discos rotativos convencionais, muito utilizados em operações de minério, operam bem com material homogêneo. Mas, as polpas remoídas, com excesso de material tendem a entupir a tela com maior rapidez. Com consequências na produtividade – reduz a TUF (Taxa Unitária de Filtragem) e aumenta a umidade da torta. Uma alternativa para melhorar o desempenho seria a utilização de filtro cerâmico.

O filtro cerâmico tem aparência e princípio de funcionamento parecido com o do filtro rotativo convencional. Mas, o meio filtrante, ao invés de uma malha (como no filtro convencional) é uma placa de material cerâmico de estrutura microporosa que permite apenas a passagem de líquido. Por isso se tornam boas opções para materiais com alto teor de finos.

No filtro, o filtrado é sugado por meio dos discos cerâmicos, quando estes estão imersos na polpa, e a torta é formada na superfície dos discos. À medida que os discos giram, a capilaridade continua a agir initerruptamente, através da superfície do disco até que o líquido livre seja removido dos sólidos. A torta é removida dos discos cerâmicos por um raspador. Mas, ao longo dos ciclos, as placas cerâmicas precisam ser regeneradas para manter suas funções de capilaridade. A regeneração deve ser realizada a cada 8-10 horas de operação contínua. E, é feita através de uma lavagem ácida – combinado os ácidos nítrico e oxálico.

Em contrapartida, para controle dos parâmetros de processo do mineroduto, normalmente é realizado a dosagem de cal. Além de ser responsável pelo ajuste do pH da polpa para redução da taxa de corrosão, auxilia no processo de repolpagem, pois deixa o material sedimento ”menos” compacto mesmo após um longo período de repouso. E, o oxalato na presença de cal reage formando um cristal que precipita na polpa e tende a acelerar o processo de degeneração das placas cerâmicas. 

Algumas medidas podem ser tomadas para alterar o processo de formação do precipitado de cálcio, de tal forma que minimizem ou até mesmo cessem o fenômeno. 

  • Fazer a limpeza das tubulações e do filtro com água corrente antes da lavagem ácida. Solução empregada na maior parte dos projetos e minimiza pouco o fenômeno.
  • Fazer as limpezas ácidas a cada 8-10 horas com ácido nítrico e utilizar o ácido oxálico com menor frequência. Solução já adotada - minimiza o fenômeno, vem apresentando bons resultados.
  • Utilizar apenas ácido sulfúrico (ao invés de ácido nítrico/oxálico) – que cumpre as duas funções e não contêm carbonato e oxalato em sua composição, solução proposta em conjunto com uma das fornecedoras de filtro, e ainda não está implantada.

Diante do apresentado, a dúvida entre utilizar ou não o filtro cerâmico a jusante do mineroduto pode ser respondida:

Geralmente, sem entrar no tocante individual de cada caso (afinal na mineração, cada jazida é um novo desafio), o filtro cerâmico se apresenta como uma solução para ser instalação à jusante de mineroduto de concentrado. Desde que seja implementada uma solução que minimiza a formação de precipitado de cálcio e que ao mesmo tempo assegure a integridade da tubulação do mineroduto, em caso de paradas e retardando o processo corrosivo.

Para maiores detalhes sobre nossas soluções de separação sólido/líquido, procure por Ana Flávia Lara, de 18 a 21 de setembro, estande H2 e L1 na Exposibram.