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VI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica

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DETERMINAÇÃO DA PRESSÃO NOS SÓLIDOS E PERMEABILIDADE DO MEIO POROSO ATRAVÉS DE ENSAIOS DE SEDIMENTAÇÃO EM BATELADA C.G. Azevedo1, F.O. Arouca2*, J.J.R. Damasceno3
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Aluna – FEQUI/UFU Orientador – Discente PPG-EQ/UFU 3 Orientador – Docente FEQUI/UFU *e-mail: arouca@equi.ufu.br

RESUMO - O estudo teórico doespessamento é fundamental para o dimensionamento cada vez mais preciso de equipamentos responsáveis pela separação entre o sólido e o líquido que utilizam tais princípios. Para desenvolver tal estudo é necessário o levantamento de equações constitutivas para a pressão nos sólidos e permeabilidade do meio poroso, ambas em função da concentração local de sólidos. Um procedimento simples para adeterminação dos parâmetros das expressões constitutivas para a pressão nos sólidos foi reproduzido neste trabalho através de ensaios tradicionais de sedimentação em batelada, para várias concentrações iniciais de sólidos. As alturas finais do sedimento foram observadas sendo que, a partir de tais dados eram obtidos valores médios de concentração usados nos cálculos de pressões nos sólidos. Adeterminação da permeabilidade do sistema para a região de sedimentação propriamente dita foi feita através de ensaios dinâmicos de testes de proveta em baixas concentrações iniciais, nas quais monitorou-se a distância percorrida pela interface descendente como uma função do tempo, obtendo-se a velocidade de sedimentação dos sólidos. A permeabilidade do sistema para tal região era determinada pelaaplicação da equação do movimento. Os resultados obtidos foram satisfatórios permitindo a modelagem de sistemas de separação entre o sólido e o líquido em trabalhos futuros.

INTRODUÇÃO Sedimentadores são equipamentos que promovem a separação entre o sólido e o líquido muito utilizados em indústrias químicas, indústrias de beneficiamento de minério, seja para o descarte ou para o aproveitamento do sólidoe em estações de tratamento de água e efluentes. O conhecimento da distribuição de concentrações de partículas pode ser muito útil para o projeto e avaliação de sedimentadores (Damasceno, 1992). Sistemas que promovem separação entre o sólido e o líquido, tais como

sedimentadores, podem ser modelados através das equações da continuidade e do movimento para os constituintes da mistura, além daincorporação de equações constitutivas apropriadas. Equações constitutivas para a pressão nos sólidos e permeabilidade do meio poroso são indispensáveis para que o equacionamento possa ser resolvido, anulando o grau de liberdade do sistema. O principal objetivo deste trabalho é determinar parâmetros de equação constitutiva para a pressão nos sólidos através de ensaios estáticos utilizando ametodologia proposta por França et al

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(1995) além de determinar a permeabilidade do meio poroso na região de sedimentação propriamente dita por meio de ensaios dinâmicos. As metodologias utilizadas neste trabalho baseiam-se na aplicação direta da equação do movimento para o constituinte sólido. MATERIAIS E MÉTODOSCaracterização do Sólido Suspensões aquosas de carbonato de cálcio (CaCO3) foram utilizadas para a realização dos ensaios experimentais. A densidade do sólido foi determinada pela técnica de picnometria à quente sendo equivalente a ρs=(2,69±0,01) g/cm3. A análise granulométrica do material sólido foi conduzida no granulômetro Malvern MasterSizer® MicroPlus MAF 5001. Nesta técnica, o tamanho dapartícula é calculado com relação a uma esfera correspondente de mesmo volume (Rodrigues, 2001). O equipamento utilizado fornece a distribuição de tamanhos de partículas através da difração laser de uma fonte de luz de comprimento de onda fixo. A distribuição granulométrica do carbonato de cálcio seguiu o modelo de parâmetros ajustáveis de Rosin-RammlerBennet (RRB) representado pela Equação 1 com...
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