Orientador: Elias Basile Tambourgi

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: O contato entre sólidos e líquidos em tanques com impulsores mecânicos está envolvido em cerca de 80% das operações em indústrias química e mineral, incluindo processos como a lixiviação e dissolução de reagentes para suspensão de catalisadores e produtos de reação, tais como precipitação e...

Resumo: O contato entre sólidos e líquidos em tanques com impulsores mecânicos está envolvido em cerca de 80% das operações em indústrias química e mineral, incluindo processos como a lixiviação e dissolução de reagentes para suspensão de catalisadores e produtos de reação, tais como precipitação e cristais. Não é conveniente conduzir os estudos de otimização das condições de suspensões nos tanques em escala industrial. O presente trabalho teve por objetivo verificar sete métodos de ampliação de escala em tanque com agitação mecânica, analisando o perfil de concentração de sólidos e a potência consumida no eixo do impelidor. As unidades experimentais foram compostas por dois tanques cilíndricos de geometria semelhante em acrílico transparente de 0,010m3 e 0,049m3 e partículas grossas (-48+65#) de minério de apatita. Utilizaram-se impulsores de duas e quatro pás inclinadas de 45° e turbina com 6 pás planas a 90°. Adotou-se como variável de controle a mínima rotação do impulsor (Njs), proposta por Zwietering, com um desvio padrão de no máximo ± 0,4rps. Foi observada uma semelhança no perfil axial de concentração de sólidos através de coletas de amostras em cinco pontos igualmente espaçados em ambos os tanques estudados em condições isocinéticas de amostragem. Os valores encontrados do Número de potência (Np ± 1,40) para Njs com o impelidor de 4 pás de 45° são semelhantes aos reportados na literatura. Foi obtido para esse impulsor um valor de 0,75 para a relação entre a rotação (N) e o diâmetro do impulsor (D), denominado n, sendo N2=N1.(D1/D2)n, de acordo com o indicado por Rautzen et al. (1976). Os menores desvios das técnicas de ampliação de escala para os demais impulsores foram: a) duas pás inclinadas a 45°, potência por volume constante (2% de desvio) com n de 0,67 e b) turbina com 6 pás planas 90°, também a potencia por volume constante (8% de desvio) com o mesmo expoente n de 0,67

Abstract: The contact between solids and liquids in tanks with mechanical impellers are involved in about 80% of the operations in chemical and mineral industries, including processes ranging from leaching and complete dissolution of reagents to suspension of catalysts and reaction products, such as...

Abstract: The contact between solids and liquids in tanks with mechanical impellers are involved in about 80% of the operations in chemical and mineral industries, including processes ranging from leaching and complete dissolution of reagents to suspension of catalysts and reaction products, such as precipitates and crystals (KUZMANIC; RUSIC, 1999). It is not convenient to carry out the studies of optimized suspension at tanks in industrial scale. The present study was done to verify seven scale up methods of tanks with mechanical impellers, analyzing the axial profile of solids concentrations and axle power consumption. The experimental units are comprised of two acrylic cylindrical tanks of similar geometry, measuring 0,010m3 and 0,049m3 and coarse particles (-48+65#) of apatite ore. Turbine of 2 or 4 blades inclined at 45° and Rushton turbine were used. Proposed by Zwietering (1958) the impeller minimum rotation (Njs) was adopted. The control variable where the maximum standard deviation was ± 0,4 rps. It was observed that the axial profiles of solids (apatite ore) distribution were similar for the two tanks under study and the trials were carried out in isokinetic conditions. The values found for the power numbers (Np ± 1,40) and for the Njs are close to the values reported in current literature. For the impeller an exponent value of n equal to 0,75 for the ratio between rotation (N) and impeller diameter (D) called n, where N2=N1.(D1/D2)n, in agreement with recommendations by Rautzen et al (1976). The small devitations for techniques of other impellers were: a) 2 inclined blades at 45°, Power per Constant volume (2% devitation) with n of 0,67 e b) turbine with 6 flat blades 90°, (8% devitation) with the same expoent n de 0,67

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