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Amostragem de Minérios: Introdução, Procedimentos e Determinação de Propriedades, Exercises of Law

Relatorio de amostragem quimica

Typology: Exercises

2021/2022

Uploaded on 08/23/2023

felipe-eduardo-da-rocha
felipe-eduardo-da-rocha 🇺🇸

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AMOSTRAGEM
1 INTRODUÇÃO
O processo de amostragem consiste na retirada de quantidades moduladas
de material (incrementos) de um todo que se deseja amostrar, para a composição da
amostra primária ou global, de tal forma que essa seja representativa do todo
amostrado. Em seguida, a amostra primária é submetida a uma série de etapas de
preparação que envolvem operações de redução de granulometria, homogeneização
e quarteamento, até a obtenção da amostra final, com massa e granulometria
adequadas para a realização de testes e/ou análises química e instrumental.
Cabe ressaltar que a representatividade dada é válida para parâmetros de
interesse (densidade, teor, umidade, distribuição granulométrica, constituintes
minerais) definidos inicialmente. E, ainda, que cuidados devem ser tomados para
que essa representatividade não se perca, durante a preparação da amostra
primária.
A amostragem é um processo aleatório, e sua teoria envolve o estudo dos
diferentes erros passíveis de ocorrer, tanto na etapa de amostragem propriamente
dita como na etapa de preparação.
A importância da amostragem é enfatizada, quando entram em jogo a
avaliação de depósitos minerais, o controle de processos em laboratório e indústria,
e a comercialização de produtos.
5
pf3
pf4
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pfe
pff
pf12

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AMOSTRAGEM

1 INTRODUÇÃO

O processo de amostragem consiste na retirada de quantidades moduladas

de material (incrementos) de um todo que se deseja amostrar, para a composição da

amostra primária ou global, de tal forma que essa seja representativa do todo

amostrado. Em seguida, a amostra primária é submetida a uma série de etapas de

preparação que envolvem operações de redução de granulometria, homogeneização

e quarteamento, até a obtenção da amostra final, com massa e granulometria

adequadas para a realização de testes e/ou análises química e instrumental.

Cabe ressaltar que a representatividade dada é válida para parâmetros de

interesse (densidade, teor, umidade, distribuição granulométrica, constituintes

minerais) definidos inicialmente. E, ainda, que cuidados devem ser tomados para

que essa representatividade não se perca, durante a preparação da amostra

primária.

A amostragem é um processo aleatório, e sua teoria envolve o estudo dos

diferentes erros passíveis de ocorrer, tanto na etapa de amostragem propriamente

dita como na etapa de preparação.

A importância da amostragem é enfatizada, quando entram em jogo a

avaliação de depósitos minerais, o controle de processos em laboratório e indústria,

e a comercialização de produtos.

2 OBJETIVO

Apresentar alguns critérios e procedimentos utilizados na obtenção de uma

amostra final e a determinação de algumas propriedades deste material.

distribuição mais uniforme dos constituintes, permitindo assim o quarteamento em

frações de menor massa. Para isso utilizam-se pilhas e/ou equipamentos auxiliares.

O quarteamento é feito formando-se duas pilhas cônicas, tomando-se para

uma, as porções de índices ímpares e para outra, as de índices pares. Caso seja

necessário, repete-se a operação com uma das pilhas cônicas.

Pilhas

As pilhas mais empregadas são as dos tipos cônicas e alongada (tronco de

pirâmide).

Na própria preparação de uma pilha cônica, obtém-se uma boa

homogeneização do material. A seguir, divide-se a mesma em quatro setores iguais

(A), o quarteamento é feito formando-se duas novas pilhas (B) (figura 01). Caso seja

necessário dividir ainda mais a amostra, toma-se uma destas pilhas e repete-se a

operação.

A pilha alongada é a mais indicada tanto em laboratório, como para grandes

quantidades de minério. A preparação desse tipo de pilha é feita dividindo-se o lote

inicial em quatro regiões aproximadamente iguais. Em seguida, atribui-se a uma

pessoa ou grupo de pessoas (A) a responsabilidade da retirada do minério,

alternadamente, de quartos opostos (1 e 3); outra pessoa ou grupo de pessoas (B)

serão responsáveis pelos outros quartos (2 e 4) (figura 01).

Figura 01: Procedimentos para homogeneização e quarteamento

3.3 Densidade

No processo de amostragem, a densidade é uma propriedade muito

importante, pois diversos minerais diferem entre si por essa característica, esta

determinação de densidade é feita principalmente em relação a duas definições, que

é a densidade absoluta e densidade relativa.

3.3.1 Densidade absoluta

A definição de densidade ou densidade absoluta (ρ) é a relação entre massa

(m) e volume do corpo (V), desta forma, pode-se afirmar que quanto maior o

empacotamento dos átomos de um corpo, maior será sua densidade absoluta. A

densidade absoluta é também uma propriedade específica, isto é, cada substância

pura tem uma densidade própria, que a identifica e a diferencia das outras

substâncias. Levando em consideração esta relação, propôs-se o equacionamento a

seguir, sendo que a unidade estabelecida no SI para a densidade é quilograma (kg)

por metro cúbico (m³).

ρ =

m

V

(kg/m³)

Equação 01: Densidade absoluta

3.3.2 Densidade relativa

Outra definição para densidade é a densidade relativa (d), na qual é a relação

entre a densidade absoluta de um determinado material (ρ) e a densidade absoluta

de uma substância estabelecida como padrão ( ρ

0

). Na maioria dos cálculos de

densidade relativa, a substância comumente estabelecida como padrão é a água, no

qual tem uma densidade absoluta de kg/dm³ a temperatura ambiente, 24°C, e

pressão de 1 atm. Devido esta relação de densidades absolutas, a densidade

relativa é adimensional.

d =

ρ

ρ

0

Equação 02: Densidade relativa

d

p

m

p

v

p

Equação 03: Densidade da polpa

Para o cálculo da percentagem de sólidos (% S ) na polpa em função da

densidade dos sólidos (

d

s

) e da densidade da polpa (

d

p

) na qual estão contidos

esses sólidos, com a densidade da água igual a 1.000 kg/m

3

, tem-se:

( %S )= 100

d

s

( d

s

d

p

( d

s

Equação 04: Porcentagem De sólido na polpa

3.4 Porosidade

A porosidade é um dos parâmetros mais utilizados para descrever o

comportamento de um material poroso. Quanto mais a partícula se afastar da forma

esférica, mais poroso será o leito. É a propriedade da partícula que mais influencia

as propriedades do conjunto (leito poroso).

ε =

volume de vazios ( poros ) da amostra

Volume total ( particulas + poros )

Equação 05: Calculo de porosidade

3.5 Picnômetro

O instrumento utilizado para determinar a densidade, no presente relatório, foi

o picnômetro (figura 03). O picnômetro é uma vidraria utilizada na determinação de

densidade, no qual é composto por um pequeno frasco de vidro, geralmente com

volume de 100 ml, e uma tampa com um vazamento no centro para o

transbordamento do material analisado. Devido apresentar baixo coeficiente de

dilatação, não é recomendada a secagem do picnômetro a altas temperaturas, pois

levaria a uma modificação de seu volume.

Figura 03 : Picnômetro

O processo de picnometria é uma técnica laboratorial utilizada para fazer a

determinação da massa específica e da densidade de líquidos e também determinar

massa especifica e densidade de sólidos, devendo estes antes ser dissolvido.

Figura 04: Lona quadrada Figura 05: Régua

Figura 06: Béquer Figura 07: Espátula Figura 08: Provetas

Figura 09: Picnômetro Figura 10: Balão volumétrico

A amostragem é o conjunto de operações destinadas a obtenção de uma

amostra representativa de uma dada população ou universo. Tais operações serão

descritas a seguir:

4.1 Homeneização e quarteamento

Homogeneizou-se em bancada uma pequena quantidade de minério de cobre

com o auxilio de uma lona quadrada, soerguendo uma extremidade de cada vez da

lona, por vinte vezes, até formar uma pilha cônica. Achatou- se o vértice do cone

para facilitar a divisão. Tal divisão foi realizada com o auxílio de uma régua,

dividindo-se o material em quatro partes, operação descrita de quarteamento,

seguindo dois planos verticais que se cruzam no eixo geométrico do cone.

4.2 Determinação das densidades

4.2.1 Procedimentos para a determinação da densidade relativa ou real

Pesou –se o picnômetro limpo e seco, encontrando- se o valor de A 1

Posteriormente a amostra de minério foi adicionada ao picnômetro, pesado e obtido

o valor de A 2

. Acrescentou-se água a esse conjunto, encontrando valor do A 3 . Por

último esvaziou-se o picnômetro encheu-se novamente com água até transbordar. A

superfície molhada foi devidamente enxuta, para não influenciar no valor, que foi de

A

4

Com o auxílio da equação (06) da densidade relativa de sólidos, encontrou-se

o resultado final.

ds =

( A 2 ) −( A 1 )

( A 4 + A 2 )−( A 1 + A 3 )

Equação 06: Densidade relativa de sólidos

4.2.2 Procedimento para determinação da densidade aparente de solidos (d a

O minério de cobre, já na proveta foi pesado, encontrando-se a massa do

mesmo, posteriormente mediu-se o volume aparente do minério na proveta.

Utilizando a equação (01) da densidade descobriu-se o resultado final para a

densidade aparente do sólido.

d =

m

v

4.2.3 Procedimento para determinação de d p

e de sólidos %s.

O balão volumétrico de 50 ml foi pesado. Adicionou-se o minério de cobre e

um novo valor para o conjunto foi encontrado. Adicionou-se água e uma nova

Figura 11: Procedimentos de homogeneização e quartamento

5.1 Determinação da densidade relativa ou real.

Realizou-se a pesagem do picnômetro de 100 ml, vazio em uma balança

analítica, que registrou massa (A 1

) correspondente de 40,88 g, em seguida colocou-

se no picnômetro a amostra de minério (figura 12), onde todo o conjunto passou a

apresentar massa (A 2

) de 42,85 g, posteriormente adicionou-se água no picnômetro

com a amostra (figura 13), apresentando assim uma massa (A 3

) de 93,65 g.

Esvaziou-se o picnômetro, voltando a enchê-lo apenas com água, realizou-se a

pesagem que apresentou massa (A 4

) de 92,44 g.

Figura 11:

Picnômetro com minério Figura 11: Picnômetro com água e minério

A partir dos dados obtidos usando a equação 06, pode-se então calcular a

densidade do sólido (ds):

d

s

=( A ¿¿ 2 )−

( A ¿¿ 1 )

A

4

+ A

2

−( A

1

+ A

3

d

s

(42,85−40,88) g

g +

g

d

s

=2,592 g / cm

3

5.2 Determinação da densidade aparente de sólidos (da)

Colocou-se a amostra de minério em uma proveta graduada (figura 14)

aferindo um volume de 4,9 ml, em seguida realizou-se a pesagem obtendo-se

massa equivalente de minério de 7,13 g.

Figura 14: Proveta com a amostra de minério

A partir dos dados obtidos fazendo uso da equação 01, pode-se então realizar

o cálculo para determinar a densidade aparente (da):

d =

m

v

d =

7,13 g

4,9 ml

d =1,45 g / cm

3

5.3 Determinação da densidade de polpas (d p

) e da porcentagem de sólidos (%S)

em polpas

Tarou-se a balança com um balão volumétrico de 50 ml, e inseriu uma quantia

de sólido (figura 15), apresentando assim uma massa (m a

) de 5,63g. Adicionou-se

( %S )=9,6 %

5.4 Determinação da Porosidade

Adicionou-se a amostra de minério em uma proveta graduada (01) (figura 17),

aferiu-se seu volume, equivalente a 100 ml, aferiu-se em outra proveta (02) 100 ml

de água e adicionou-se no conjunto proveta minério (figura 08), verificando-se o

novo volume apresentado pelo conjunto (proveta 01 + proveta 02), sendo 153 ml.

Figura 17: Proveta com

minério Figura 18: Proveta com minério e água

A partir de então foi possível calcular a % de porosidade do minério. O volume

de vazios (poros) da amostra é dado pela diferença entre o volume aferido de

minério mais o volume de água e o conjunto proveta contendo minério e água, desta

forma:

poros = 200 ml − 153 ml

poros = 47 ml

A percentagem é dada pelo quociente entre o volume de poros e volume de

água, multiplicando por 100.

% de porosidade =

47 ml

100 ml

X 100

% de porosidade = 47 %

6 CONCLUSÃO

Ao finalizar o trabalho pode-se compreender a importância de se realizar uma

amostragem, tomando as devidas precauções para que todos os passos para os

procedimentos de amostragem sejam seguidos corretamente, como a

homogeneização e o quarteamento adequados do minério em análise.

Após a homogeneização de um minério, qualquer experimento pode ser

realizado apenas com uma pequena alíquota do material que vai representar o seu

todo. Realizou-se em laboratório determinações de densidade real de sólidos por

picnometro, determinação de densidade aparente, determinação da percentagem de

polpas e da percentagem de sólidos em polpas e determinação de porosidade.

Os resultados encontrados, que foram demostrados no decorrer deste

trabalho, estão na média com as informações reais que estão disponíveis em