Projeto de um sedimentador a partir de ensaio de separação de sólido-líquido

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  • Publicado : 1 de março de 2013
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Universidade de Ribeirão Preto – UNAERP
Centro de Ciências Exatas, Naturais e Tecnologia
Curso de Engenharia Química



Projeto de espessador a partir de um ensaio de sedimentação com a separação de sólido-líquido

Laboratório de Engenharia Química 1


RIBEIRÃO PRETO – SP

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO 3
2. OBJETIVO 5
3. PROCEDIMENTOEXPERIMENTAL 6
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 20
5. CONCLUSÃO 35
6. REFERÊNCIAS 36

1 INTRODUÇÃO

A sedimentação é um processo de separação em que a mistura de dois líquidos ou de um sólido suspenso num líquido é deixada em repouso (sedimentação em batch) ou adicionada continuamente em uma unidade de sedimentação em contínuo. A fase mais densa, por ação dagravidade deposita-se no fundo do recipiente, ou seja, sedimenta[1].
O mecanismo de sedimentação pode ser descrito observando um ensaio de sedimentação dos sólidos numa suspensão colocada numa proveta conforme Figura 1.

Figura 1 – Ensaio de sedimentação em proveta

A zona D é de sólidos sedimentados e inclui, predominantemente, as partículas mais pesadas, com sedimentação mais rápida. Numa zonade transição, mal definida, acima do material sedimentado, existem canais através dos quais o fluido se eleva. Esse fluido é expelido da zona D à medida que esta zona é comprimida. A zona C é uma região de distribuição variável de tamanhos e de concentração não uniforme.
A zona B é uma zona de concentração uniforme, com aproximadamente a mesma concentração e distribuição que a inicial. A zona Aconstitui a região de líquido límpido. À medida que a sedimentação continua, as alturas de cada zona variam, conforme indicado na Figura 1 (etapas “c” e “d”). Observa-se que A e D aumentam a expensas de B.
Finalmente, chega-se a um ponto em que B e C desaparecem, e todos os sólidos estão em D; este é conhecido como o ponto de sedimentação crítico, isto é, o ponto em que uma única interface nítidaforma-se entre o líquido límpido e os sedimentos. Daí por diante, o processo de sedimentação consiste na compressão lenta dos sólidos, com a expulsão do líquido retido entre os sólidos para a zona límpida.
As operações de sedimentação industrial podem ser efetuadas de forma contínua ou descontínua em equipamentos denominados decantadores ou sedimentadores. Estes, por sua vez, subdividem-se emespessadores, quando o produto visado é a lama decantada (por exemplo, no tratamento de minérios) ou clarificadores, quando o produto visado é o líquido límpido (por exemplo, no tratamento de água para distribuição em cidades)[2].
Nas indústrias químicas, os processos de separação por sedimentação são  feitos continuamente ou descontinuamente nos tanques de decantação ou decantadores. Podem serclassificados como:
Descontínuos: tanques cilíndricos com a solução em repouso por certo tempo. Contínuos: tanques rasos de grande diâmetro, em que operam grades com função de remover a lama. A alimentação é feita pelo centro do tanque.
Os decantadores mais comuns são: de rastelos; helicoidal; ciclone e hidroseparadores[3].

2 OBJETIVO

O objetivo dessa prática foi determinar experimentalmenteatravés da leitura, em uma proveta, da altura da interface (Z) em função do tempo (s), interpretar os dados desse ensaio de sedimentação em batelada (teste em proveta) para dimensionar a área do sedimentador pelos métodos de Kynch, Talmadge and Fitch e checar a altura do mesmo pelo método de Coe e Clevenger.

3 PROCEDIMENTO experimental

Os materiais utilizados nessa prática foram:cronometro, balança semi-analítica, água destilada, cal, béquer, proveta de 500 mL, proveta de 250 mL e régua. As concentrações de cal utilizadas no experimento foram de 150g/L e 350g/L.
Inicialmente foi pesada as massas de cal (oxido de cálcio, CaO) de 37,5g e 175g que serão solubilizadas em 250mL e 500mL (proporção). Foi feito o experimento primeiramente com a concentração de 150g/L. A massa foi...
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