Lab 01 EET334 2016

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO ESCOLA POLITÉCNICA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA E DE MATERIAIS EET 334 – Processamento de Recursos Minerais I

Prof. Luís Marcelo Tavares

Laboratório No 1 Data da aula: 27/04 e 29/04/2016 Entrega do relatório individual: 10/05/2016 Técnicas de amostragem para materiais particulados

1. OBJETIVO Analisar comparativamente técnicas de amostragem secundária de materiais particulados.

2. ASPECTOS GERAIS A amostragem de materiais particulados é muito importante em todas as operações de processamento mineral, pois é somente por meio de amostras que as características representativas de uma população de partículas podem ser determinadas. Essas características, por sua vez, são usadas para avaliar a operação de qualquer usina de processamento mineral. Os valores obtidos a partir de uma amostra de material particulado são significativamente influenciados pela técnica de amostragem usada para obter a amostra. Precisão e reprodutibilidade são afetadas. Os procedimentos experimentais seguintes têm sido designados para permiti-lo avaliar tanto a precisão quanto a reprodutibilidade das várias técnicas. Essa aula prática tem o intuito de comparar diferentes técnicas de amostragem secundária empregadas em laboratório.

3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Cada grupo receberá um lote com uma amostra representando uma mistura artificial de rocha calcária e açúcar. Anote o peso inicial da amostra. a. Técnicas de amostragem Prepare quatro amostras com 10 a 20 gramas usando cada um dos métodos de amostragem: a.1 Três pontos: A amostra é obtida através da coleta de porções em três pontos aleatórios do material espalhado em uma bandeja com o auxílio de uma concha. a.2 Pilha cônica: Todo o material a ser amostrado é despejado através de um funil (ou o próprio saco plástico) em um tapete de borracha, formando uma pilha cônica. O cone formado deve ser dividido diagonalmente em quatro quadrantes; rejeitar quaisquer dois quadrantes opostos e formar outro cone com o material dos outros dois. Repetir esse procedimento até que a combinação dos últimos dois quadrantes produza uma amostra com a massa desejada.

a.3 Quarteador Jones: Use uma das três caixas de coleta para passar todo o material a ser amostrado através do quarteador. Garanta que todo o material alimentado seja distribuído uniformemente ao longo da largura do quarteador. Continue dividindo o material até que a amostra de massa desejada seja obtida. b. Determine o teor de açúcar em cada amostra através da dissolução em água, filtração, secagem em estufa e pesagem do resíduo insolúvel.

4. RESULTADOS Calcule os teores (frações mássicas) de açúcar das amostras pela equação:

fi 

peso inicial - peso do resíduo após secagem peso inicial

a) Anote o teor real de açúcar fornecido pelo professor. b) Lance os seus dados brutos na forma de tabelas, bem como os teores de açúcar de cada amostra individual. Calcule a média e a variância de cada técnica de amostragem (as variâncias devem ser calculadas em relação à média e em relação ao valor real µ, fornecido pelo monitor). As seguintes fórmulas devem ser utilizadas: 1 n 1 n Valor médio: x   f i Variância em relação à média: ˆ 2   (f i   ) 2 n  1 i 1 n i 1 1 n Variância em relação ao valor real:  2  (f i  f ) 2  n  1 i 1 Nessas fórmulas, fi representa os valores medidos ou a quantidade derivada e f é o valor real correspondente. n é o número de amostras coletadas para cada método. Calcule também os desvios padrões (raiz da variância) e os coeficientes de variação (100*/x). Monte uma tabela com os valores das médias, variâncias e coeficientes de variação. c) Discuta as tendências desses valores com relação à técnica de amostragem. Discuta os seus resultados e compare os métodos com respeito à precisão (baixa variância em relação à média) e acurácia (baixa variância em relação ao valor real). d) Calcule as variâncias dos teores de açúcar em torno do valor real que seriam esperadas de amostras ideais (erro fundamental de amostragem). Isso pode ser obtido a partir da fórmula proposta por Gy, dada no apêndice A da apostila. Compare seus resultados às previsões de Gy e discuta os motivos para quaisquer diferenças presentes. Lembre que o desvio padrão de Gy diz respeito àquele esperado somente devido à influência da amostragem (tamanho da amostra), não levando em conta outros erros que também contribuem para a

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variabilidade encontrada nas medidas da aula prática. No cálculo dessa variância de Gy use a massa média de todas as amostras, comparando a variância encontrada com 2. e) Estime a massa mínima que você deveria ter coletada para compor cada amostra a fim de garantir que o desvio padrão devido ao erro fundamental de amostragem (desvio padrão, que é a raiz quadrada da variância) fosse inferior a 0,002. As quantidades devem ser dadas em unidades consistentes para fazer com que o resultado final das equações seja adimensional. Trabalhe com os valores em fração, não percentual, nos seus cálculos! 5. BIBLIOGRAFIA GÓES, M.A.C.; POSSA, M.V.; LUZ, A.B., 1995. Amostragem, Capítulo 2. In: Tratamento de Minérios, CETEM/CNPq. WEISS, N.L., Ed. 1985. SME Mineral Processing Handbook. SME NY, Vol. 2, Seção 30. TAVARES, L.M.M. 2004. Apostila da Disciplina EET334. Apêndice B.

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TÉCNICAS DE AMOSTRAGEM PARA MATERIAIS PARTICULADOS Nome: ______________________________________ Data: ________________ Material: _______________________________ Teor inicial de açúcar: __________

TRÊS PONTOS Amostra

Massa inicial da amostra

Massa do papel de filtro

Massa do Massa final do resíduo + resíduo papel de filtro

Teor de açúcar

Massa do papel de filtro

Massa do Massa final do resíduo + resíduo papel de filtro

Teor de açúcar

Massa do papel de filtro

Massa do Massa final do resíduo + resíduo papel de filtro

Teor de açúcar

1 2 3 4

PILHA CÔNICA Amostra

Massa inicial da amostra

1 2 3 4

QUARTEADOR JONES Amostra

Massa inicial da amostra

1 2 3 4

4