Otimização de Processos

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Teste de fusibilidade de cinzas de carvão

O teste de fusibilidade de cinzas é uma ferramenta crítica para otimizar a utilização de carvão na geração de energia e processos metalúrgicos. Ao determinar as temperaturas de transformação características das cinzas de carvão – Deformação Inicial (IDT), Amolecimento (ST), Hemisférica (HT) e Fluido (FT) – os laboratórios podem prever o comportamento de escórias em caldeiras e gaseificadores, garantindo segurança e eficiência operacionais.

Cinzas de carvão com composições minerais variadas exibem diferentes comportamentos de fusão; por exemplo, altos teores de ferro ou álcalis diminuem os pontos de fusão. A medição confiável desses parâmetros ajuda os operadores a selecionar misturas de carvão adequadas e ajustar as condições do forno para evitar escórias e tempo de inatividade não planejado.

O Forno de Fusibilidade de Cinzas Carbolite Gero CAF G5 foi projetado especificamente para esta aplicação. Os principais recursos incluem:

Aquecimento até 1600 °C, com opções de atmosfera inerte ou redutora para simular ambientes reais de forno.
Câmera e software integrados para captura contínua de imagens e reconhecimento automático de pontos finais, minimizando o erro humano.
Conformidade com as normas internacionais (ISO 540:2008, ASTM D1857/D1857M–18, DIN 51730) para resultados padronizados e reprodutíveis.
Taxas de aquecimento controladas (por exemplo, 8 °C/min) para garantir a observação precisa das transformações do cone de cinzas.

Ao empregar o CAF G5, os laboratórios de mineração e qualidade do carvão obtêm dados precisos e reproduzíveis sobre o comportamento das cinzas. A gravação automatizada de imagens não só melhora a garantia de qualidade, mas também aumenta a produtividade. Sua flexibilidade vai além do carvão, suportando testes de fusibilidade de cinzas em biomassa e combustíveis derivados de resíduos, tornando-se uma solução versátil para otimização de processos.

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Testes de moabilidade em mineração: determinação do índice de trabalho de ligação

Medição precisa da dureza do minério para um projeto de circuito mais inteligente

Na indústria de mineração e minerais, entender o quão difícil é moer um minério é essencial para projetar circuitos de fragmentação energeticamente eficientes e econômicos. O teste Bond Work Index (BWI) é o método mundialmente reconhecido para determinar a energia necessária para moer um minério para um tamanho de partícula específico. Se você está projetando uma nova planta de processamento ou otimizando uma já existente, conhecer a moabilidade do seu material é um primeiro passo crítico. A Retsch oferece uma solução eficiente e fácil de usar para testes de Bond com seu Drum Mill TM 300, que pode ser usado como Bond Index Tester. Esta máquina é adaptada para atender aos requisitos específicos deste procedimento padronizado.

Por que realizar testes de índice de trabalho de obrigações?

Projeto de Circuitos de Fragmentação

Os engenheiros usam os valores do Bond Work Index para determinar o tamanho e as necessidades de energia dos moinhos de esferas ou hastes. Um índice mais alto indica um minério mais duro que requer mais energia para moer — isso influencia diretamente o número ou o tamanho dos moinhos necessários para o processamento.

Viabilidade e Planeamento de Instalações

Os dados do Bond Index são uma entrada padrão em estudos de viabilidade. Ele ajuda a estimar os requisitos de energia do moinho com base no rendimento do minério e no tamanho da moagem alvo, tornando-o um fator-chave na seleção do equipamento certo e na avaliação do consumo de energia.

Otimização do desempenho do moinho

Ao longo da vida útil de uma mina, as características do minério podem mudar. Acompanhar o Índice de Trabalho de Obrigações ao longo do tempo ajuda a otimizar as configurações do moinho, ajustar as estratégias de mistura ou prever o desgaste e a manutenção do equipamento.

Conformidade e relatórios

Como o método Bond é amplamente aceito por bancos, empresas de engenharia e órgãos reguladores, realizar o teste com precisão é essencial para auditorias, validações de projeto e aprovações de projetos.

A vantagem da Retsch: Testes eficientes e escaláveis

Tradicionalmente, os testes do Bond Work Index eram demorados e trabalhosos. A Retsch simplifica esse processo oferecendo:

Moinhos de esferas e hastes de índice de vínculo dedicados adaptados ao procedimento padronizado.
O Moinho de Tambor TM 300 é configurável para testes de Bond, proporcionando alta flexibilidade em ambientes de laboratório.
Potencial integração com software para agilizar o tratamento de dados, como contagem automática de rotações e ferramentas de cálculo integradas para determinar o índice de trabalho final após cada ciclo.

Esse nível de automação e precisão reduz a carga de trabalho do operador, aumenta a consistência e melhora o tempo de resposta para avaliações de moabilidade, sem sacrificar a precisão exigida pelo método Bond.

Para profissionais de mineração, metalúrgicos e engenheiros de processo, determinar o Bond Work Index é essencial para o dimensionamento adequado do equipamento, estimativa de energia e otimização de processos. Com o equipamento de teste Bond especializado e eficiente da Retsch, você obtém dados confiáveis mais rapidamente, com menos esforço manual e total confiança em seus resultados. Não importa se você está projetando uma planta greenfield ou ajustando um circuito existente, a Retsch oferece a solução de teste de moabilidade em que você pode confiar.

Moinho de tambor TM 300

Teste de Redutibilidade do Minério de Ferro

A redutibilidade do minério de ferro é uma medida da facilidade com que um minério de ferro pode ser reduzido (oxigénio removido) a ferro metálico, em condições semelhantes a um alto-forno. O teste padrão (ISO 4695:2015) envolve a reação de pelotas de minério de ferro ou sinterização com redução de gás em alta temperatura e medição da taxa e extensão da perda de peso (à medida que o oxigênio é removido). O resultado é normalmente expresso como um Índice de Redução (% de redução em um determinado momento) ou como uma taxa.
Laboratórios de mineração e metalurgia realizam este teste para avaliar diferentes fontes de minério de ferro para minérios de desempenho de alto-forno que reduzem prontamente exigirão menos combustível e levarão a maior eficiência.
Este teste é crucial para a avaliação de matérias-primas de altos-fornos. Um minério altamente redutível contribuirá para um menor consumo de coque no alto-forno e potencialmente maior produtividade.
Se um minério tem baixa reducibilidade, ele pode não ser totalmente reduzido no eixo, levando a uma menor metalização ou mais energia necessária na lareira, ou pode afetar a permeabilidade do forno (porque a redução causa expansão ou desintegração, o que pode ser problemático).
Ao desenvolver processos de beneficiamento ou comparar minério granulado versus pelotas, a redutibilidade é uma métrica para a qualidade. Os fabricantes de pellets também rastreiam a redutibilidade como controle de qualidade, uma vez que aditivos ou condições de queima podem alterá-la.
O forno Carbolite Gero IOR (Iron Ore Reducibility) foi projetado para este teste, acomodando a cesta de amostras e fornecendo um ambiente de gás controlado e perfil de temperatura. Ele provavelmente inclui uma balança integrada para registrar automaticamente a mudança de peso, semelhante ao TGA, mas em uma escala maior.

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O forno IOR pode ser equipado para executar testes em paralelo ou seqüência através do controle automatizado de gás e temperatura. Procedimento de ensaio:

Normalmente, uma amostra de minério de tamanho (como pellets de 10 mm ou peças de sinterização) é colocada em um forno de tubo de reação.
O forno é aquecido a cerca de 900 °C (a norma ISO 4695 especifica 950 °C) num gás redutor de fluxo (normalmente misturas CO + N₂ ou H₂/CO) durante um período definido.
A amostra é pesada intermitentemente ou continuamente para determinar a quantidade de oxigénio (massa) que foi removida periodicamente.

Monitorização do Tamanho de Partículas no Processamento Mineral (Otimização e Recuperação de Moagem)

Na mineração, o controle preciso do tamanho das partículas é fundamental para maximizar a recuperação mineral em processos a jusante, como flotação ou lixiviação. Os analisadores de difração a laser fornecem feedback em tempo real sobre o tamanho da moagem (por exemplo, D80 ou % passando de 75 μm), permitindo que os operadores ajustem os parâmetros do moinho imediatamente. Ao contrário da peneira tradicional, a difração a laser é mais rápida, automatizada e segue os padrões ISO 13320, garantindo dados confiáveis.

Este método é amplamente aplicado no controle de circuitos de moagem, onde a manutenção de partículas dentro de uma faixa ideal (tipicamente 10–100 μm para flotação de sulfeto de cobre) aumenta a eficiência de liberação e flotação. Se as partículas forem muito grosseiras (>150 μm), os minerais permanecem presos na ganga; muito fino (<5 µm), they may reduce recovery or increase reagent consumption.

Estudos de caso mostram que a instalação de sistemas on-line de tamanho de partículas melhora a estabilidade e a recuperação do processo, geralmente em 1 a 2%. Pesquisas acadêmicas apoiam isso, ligando o tamanho da moagem a curvas de recuperação e modelos geometalúrgicos. ASTM B822, fornecendo medições confiáveis.

Há também outro exemplo sobre o SYNC e a combinação de difração a laser e análise dinâmica de imagem, para melhorar a eficiência energética e reduzir a pegada de carbono no beneficiamento de magnetita e minério de ferro. O objetivo principal é otimizar o tamanho das partículas e o condicionamento magnético para melhorar os processos a jusante, como a flotação. Ao analisar o tamanho e a forma das partículas da mesma amostra, o sistema evita erros de amostragem e garante dados precisos.

Mais detalhes sobre

Otimizando processos de mineração com difração a laser e análise de imagem

Em mineração e geologia, a distribuição do tamanho das partículas influencia diretamente a precisão da exploração, a eficiência do processamento e a conformidade com as normas ambientais. Da perfuração à flotação e aos agregados de construção, a caracterização precisa é essencial para otimizar a recuperação, reduzir custos e garantir a sustentabilidade.

O Microtrac SYNC combina exclusivamente Difração a Laser (LD) e Análise Dinâmica de Imagem (DIA) em um único instrumento, fornecendo dados abrangentes sobre tamanho e forma de partículas. Essa abordagem dupla capacita os operadores com resultados rápidos, automatizados e reproduzíveis em toda a cadeia de valor da mineração.

Principais Benefícios:

Exploração e Caracterização de Recursos:

Os dados de tamanho de grão revelam padrões de mineralização e guiam a colocação da broca.

Processamento e otimização do moinho:

O monitoramento do tamanho das partículas em tempo real reduz o uso de energia e melhora a recuperação metalúrgica.

Controle de Flotação e Lixiviação:

Garante o tamanho ideal da ração para o máximo rendimento e consumo reduzido de reagente.

Monitorização Ambiental:

Rastreia rejeitos, poeira e efluentes para cumprir com regulamentos rigorosos.

Materiais de Construção:

Proporciona um controle rápido da gradação dos agregados, melhorando a qualidade e a durabilidade.

Por que as soluções Verder são importantes

Microtrac SYNC para análise combinada de partículas LD + DIA.
STABINO ZETA para estabilidade do chorume e monitorização do potencial zeta.
A integração com as ferramentas de preparação de amostras da Retsch garante amostras representativas e livres de contaminação.

Com os instrumentos Verder, laboratórios e plantas obtêm dados acionáveis que melhoram diretamente a eficiência do processo, a sustentabilidade e o desempenho econômico.

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Fisiorrupção de Azoto para Análise de Área de Superfície e Microporosidade de Materiais Geológicos

A adsorção de gás nitrogênio a temperaturas criogênicas (77 K) continua sendo uma técnica fundamental na pesquisa de geociências e materiais para determinar a área superficial específica e a microporosidade de minerais, minérios e materiais derivados. Usando a série Microtrac BELSORP, pesquisadores e laboratórios podem obter informações detalhadas sobre a porosidade em nanoescala e as características da superfície, cruciais para interpretar o comportamento mineral, a capacidade de adsorção e a eficiência de processamento.

Este método é amplamente aplicado em vários materiais geológicos, como argilas, zeólitas, carvões ativados, bauxitas, xistos e sinterizadores de minério de ferro. É igualmente relevante em campos de ponta como a geologia planetária, onde a porosidade mineral oferece pistas para a formação e alteração de corpos extraterrestres.

Mais detalhes sobre BELSORP

Análise de microporos e área de superfície usando adsorção de nitrogênio

Muitos materiais geológicos, incluindo carvão, xistos e zeólitos, contêm uma fração significativa de poros menores que 2 nanômetros. O azoto a 77 K pode aceder à maioria destes microporos, enquanto o CO₂ a 273 K é frequentemente utilizado para explorar ultramicroporos (<1 nm) due to nitrogen’s kinetic limitations. No entanto, a análise BET baseada em nitrogênio continua sendo um método robusto para determinar a área total da superfície, capturando contribuições de superfícies externas e poros internos acessíveis (mesoporos e microporos selecionados).

Usando analisadores Microtrac BELSOP:

As amostras são primeiro desgaseificadas para remover a umidade e contaminantes voláteis.
O azoto é adsorvido a pressões relativas controladas (P/P₀) enquanto o instrumento regista a isoterma de adsorção a 77 K.

Ferramentas de software avançadas fornecem cálculo de área de superfície BET, análise de microporos/mesoporos e suporte para vários gases, incluindo argônio (87 K) e dióxido de carbono (273 K) para estudos especializados.

Métodos de Normalização

Os sistemas Microtrac suportam a avaliação de dados de acordo com as diretrizes internacionais, garantindo precisão, reprodutibilidade e comparabilidade:

ISO 9277:2010/2022 - Define as medições da área de superfície BET e os critérios de validação (linearidade, constante C, etc.)
ISO 15901-2:2022 - Abrange a análise de mesoporos e a distribuição do tamanho dos poros através de métodos como NLDFT
ASTM D3663 - Prática padrão para análise de área de superfície BET de catalisadores, mostrando relevância intersetorial

A fisisorpção de nitrogênio usando analisadores Microtrac fornece informações críticas sobre a área de superfície e a porosidade que não podem ser obtidas apenas através de química a granel ou microscopia. Seja estudando a capacidade de adsorção mineral, a classificação do carvão ou material extraterrestre, a análise BET oferece uma visão padronizada e precisa da estrutura em escala nanométrica de amostras geológicas, apoiada pela qualidade e confiabilidade da tecnologia Microtrac.

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Testes de microdureza de minerais e rochas

Medição Precisa da Dureza Mineral e de Fase em Geociências

O teste de dureza de micro-indentação - usando técnicas como Vickers ou Knoop sob baixas cargas - é um método poderoso para avaliar a dureza de grãos minerais individuais e fases em espécimes geológicos. Embora comumente usada na metalurgia, esta técnica é igualmente valiosa nas geociências. Os testadores de microdureza QATM, originalmente desenvolvidos sob a marca Qness, oferecem soluções de medição precisas e confiáveis que vão além dos metais para rochas polidas, minério, carvão e amostras planetárias.

Caracterização Quantitativa da Dureza Mineral

Ao contrário da escala de Mohs tradicional, que é qualitativa, o teste de microdureza fornece valores numéricos (por exemplo, Número de Dureza Vickers) para dureza mineral. Isso permite comparações mais precisas, a deteção de diferenças sutis entre minerais visualmente semelhantes (por exemplo, calcita versus aragonita) e até mesmo insights sobre o zoneamento composicional dentro de um único cristal (por exemplo, mudanças core-to-rim em granada).

Cominuição de minério e geometalurgia

A dureza das fases minerais individuais influencia fortemente o comportamento de quebra e moagem do minério. Minerais mais duros podem resistir à fragmentação, permanecendo como partículas grosseiras e potencialmente prendendo fases mais macias ou valiosas. Os dados de microdureza suportam estudos de liberação mineral e ajudam a otimizar modelos de fragmentação, contribuindo diretamente para a eficiência do processo.

Mecânica do Carvão e do Xisto

Os testes de microdureza são cada vez mais aplicados ao carvão e ao xisto para avaliar suas propriedades mecânicas em relação aos reservatórios de gás não convencionais. As medições fornecem informações sobre fragilidade, resistência e comportamento de fratura, apoiando a recuperação de metano e o desenvolvimento de gás de xisto.

Materiais Planetários e Extraterrestres

Compreender a microdureza dos minerais em meteoritos e amostras lunares ajuda a avaliar sua resistência à abrasão, resposta a eventos de impacto e suscetibilidade ao intemperismo espacial. Estes estudos contribuem com informações valiosas para a exploração planetária e a interpretação do comportamento de materiais extraterrestres.

Por que os nossos equipamentos?

Recuo de alta precisão em escala micron
Medições e imagens automatizadas para fluxos de trabalho eficientes
Compatibilidade com espécimes geológicos polidos
Valores absolutos de dureza em MPa ou kgf/mm², permitindo comparações detalhadas de materiais

Mesmo distinções finas - como diferentes valores de dureza em polimorfos ou entre zonas de composição - podem ser capturadas com instrumentos QATM, apoiando aplicações industriais e de pesquisa.

Entre em contato com o especialista Mais informações sobre o Teste de Microdureza

Porosimetria de mercúrio para porosidade da rocha e distribuição do tamanho dos poros

A Porosimetria de Intrusão de Mercúrio (MIP) é usada para caracterizar o volume e a distribuição do tamanho dos poros de rochas, minérios e outros materiais sólidos, forçando o mercúrio para dentro dos poros sob pressão.

A porosidade é uma propriedade chave: é a capacidade de armazenamento de fluidos nas rochas e o determinante de como os fluidos se movem (a permeabilidade está relacionada com o tamanho da garganta dos poros). Enquanto a porosidade geral pode ser medida por meios mais simples (como saturação ou picnometria de hélio), a PImáx fornece exclusivamente uma distribuição do tamanho dos poros (PSD) em uma ampla gama. Isso é valioso para a avaliação da qualidade do reservatório. Dada a porosidade, uma amostra com poros predominantemente grandes geralmente terá maior permeabilidade do que uma amostra onde a porosidade está em microporos. A intrusão de mercúrio dá uma ideia do tamanho eficaz da garganta dos poros controlando o fluxo. Digitação de rochas: Dois arenitos podem ter porosidade de 20%, mas se um a tiver principalmente em poros de 10 μm e o outro em poros de 0,1 μm, seu comportamento difere. O MIP pode diferenciar esses casos, ajudando os geólogos a classificar os tipos de rochas do reservatório.

Na mineração e no processamento mineral, o conhecimento do tamanho dos poros pode influenciar a forma como se tritura ou processa um minério. Por exemplo, se o mineral valioso de um minério estiver contido em uma matriz que tenha poros muito pequenos, a solução de lixiviação pode não penetrar bem – você precisaria esmagar mais fino ou pré-tratar. O PMI poderia quantificar esses tamanhos de entrada de poros para informar tais decisões.

Em resumo, a porosimetria de intrusão de mercúrio fornece aos geólogos e engenheiros de minas uma janela para a arquitetura de poros de rochas e materiais, quantificando a porosidade total conectada e a distribuição de tamanho dessas conexões de alguns nanômetros até vazios visíveis. Essas informações são essenciais para prever como os fluidos interagem com o material – seja óleo migrando através de um arenito, ou solução de lixiviação ácida percolando através de minério triturado, ou simplesmente água entrando em uma pedra de construção e causando intemperismo.

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Fornos de planta piloto para testes de carvão e coque

Os fornos de plantas-piloto são ferramentas essenciais para simular o processamento de carvão e coque em condições laboratoriais controladas. Eles permitem que laboratórios de mineração e metalurgia repliquem processos industriais de coque em menor escala, fornecendo dados valiosos para otimização de processos e avaliação de misturas de carvão.

Relevância da aplicação

Avaliação da mistura de carvão:

Teste a produção de coque em pequena escala para prever o desempenho industrial.

Otimização de Processos:

Estudar o comportamento de carbonização para melhorar a eficiência nas operações siderúrgicas.

Garantia de Qualidade:

Avalie a resistência, a reatividade e a adequação do coque para altos-fornos antes do uso em grande escala.

Investigação e Desenvolvimento:

Apoio ao desenvolvimento de novos processos de coqueria e combustíveis alternativos.

Carbolite

Os fornos de planta piloto Carbolite Gero fornecem controle preciso sobre perfis de aquecimento, atmosferas e tamanhos de lote. Isso permite que os laboratórios de mineração e aço simulem de forma confiável as condições industriais, reduzam os riscos e garantam que as matérias-primas atendam aos rigorosos requisitos dos processos metalúrgicos.

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