A indústria de processamento mineral enfrenta hoje um cenário de transformação. Com o esgotamento progressivo das reservas de alto teor e fácil lavra, as mineradoras voltam-se cada vez mais para corpos de minério complexos, muitas vezes caracterizados por teores mais baixos e, crucialmente, por uma maior presença de contaminantes argilosos e umidade natural.
Diferente do processamento via úmida, onde a água é adicionada intencionalmente para auxiliar no transporte e classificação, a umidade natural (proveniente de aquíferos, chuvas ou retenção capilar) apresenta um desafio técnico formidável: ela transforma o minério de um material particulado fluído em uma massa coesiva e plástica.
Para engenheiros de processo e operadores de planta, o maior inimigo neste contexto é o cegamento (blinding) das telas. Ocorre quando finos úmidos aderem aos fios da malha, criando uma crosta que fecha a área aberta, ou quando a tensão superficial da água impede a passagem das partículas.
O resultado é a perda drástica de eficiência, contaminação do produto final e paradas onerosas para limpeza manual. Neste artigo, exploraremos a engenharia por trás da solução desse problema, detalhando como diagnosticar o material, ajustar a operação e selecionar as tecnologias corretas para peneirar minério com eficiência, mesmo sob condições críticas de umidade.
Antes de culpar o equipamento ou a tela, é fundamental entender a reologia do material que está sendo alimentado. A umidade absoluta (percentual de água) é um indicador importante, mas isoladamente ela não conta toda a história.
O fator determinante para o cegamento é a interação entre a água e os finos argilosos, comportamento descrito pela plasticidade do material.
Em geotecnia e processamento mineral, utilizamos os Limites de Atterberg para prever esse comportamento. O ponto crítico é o Limite de Plasticidade (LP).
Se a umidade natural do seu minério estiver próxima ou acima desse limite, o material deixará de se comportar como um sólido friável e passará a agir como uma massa plástica. É neste ponto que as forças de coesão capilar superam a gravidade, fazendo com que o minério grude nas telas vibratórias convencionais.
Para uma verificação rápida em campo, sem a necessidade de laboratório imediato, pode-se aplicar o método do “rolinho”. Tente moldar uma pequena amostra de finos úmidos em um filamento de 3 milímetros de diâmetro sobre uma superfície lisa.
Se o filamento se quebrar ou esfarelar antes de atingir essa espessura, o material está abaixo do limite de plasticidade e o risco de cegamento é gerenciável. Porém, se for possível formar um “macarrão” coeso e contínuo, o material é plástico.
Tentar peneirar minério com essa característica em peneiras vibratórias de malha quadrada padrão resultará em falha operacional quase imediata.
Além da plasticidade, a análise da curva granulométrica é vital. Uma alta concentração de partículas “near-size” (tamanho próximo à abertura da tela) agrava o problema, pois essas partículas tendem a se alojar nas aberturas, facilitando o início do processo de cegamento por entupimento (pegging), que posteriormente serve de base para a adesão de finos.
Muitos problemas de cegamento não se originam na peneira, mas na forma como o material chega até ela. A estratificação (o processo físico onde partículas finas descem para o fundo do leito e as grossas sobem para o topo) é dificultada pela umidade, que cria uma “cola” entre as partículas. Para vencer essa resistência, a engenharia de alimentação deve ser impecável.
A profundidade do leito (bed depth) é a variável de controle mais crítica. Em operações a seco, um leito mais espesso pode ser tolerável, mas com umidade elevada, ele é catastrófico.
O peso das camadas superiores compacta o material contra a tela, fundindo os finos em uma massa impermeável. A regra de ouro para peneirar minério úmido é trabalhar com um leito fino.
A profundidade do material na descarga não deve exceder 2 a 3 vezes a abertura da malha. Isso garante que cada partícula tenha a chance de interagir com a superfície da tela e ser submetida à força G necessária para desprender-se.
Isso exige que a alimentação seja perfeitamente distribuída por toda a largura da peneira desde o chute de entrada (feed box). Uma alimentação centralizada cria um pico de carga no meio do deck, cegando a área central e deixando as laterais subutilizadas.
O uso de distribuidores estáticos ou alimentadores vibratórios largos é essencial para garantir essa uniformidade.
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Quando lidamos com minérios pegajosos, a energia aplicada ao material deve ser suficiente para romper as pontes líquidas e a coesão capilar. Peneiras convencionais ajustadas para agregados secos (tipicamente operando a 3G ou 4G) frequentemente falham com minério úmido.
Aumentar a Força G para a faixa de 5G a 7G é muitas vezes necessário para desalojar o material aderido. No entanto, deve-se ter cautela: força excessiva aplicada de maneira errada pode compactar ainda mais o material plástico. O segredo está na relação entre amplitude e frequência. Para materiais úmidos e finos, altas amplitudes (golpes longos) podem ser contraproducentes, pois permitem que o material “pouse” e grude.
A estratégia preferencial é utilizar baixa amplitude combinada com alta frequência. Frequências elevadas criam um estado de vibração rápida que impede a formação de meniscos de água estáveis entre a partícula e o fio da tela. A inércia da água não consegue acompanhar a velocidade da tela, causando o rompimento da tensão superficial.
Além disso, em peneiras inclinadas, aumentar ligeiramente a inclinação (para 20° ou mais) aumenta a velocidade de transporte, afinando o leito e reduzindo o tempo de residência do material pegajoso sobre a superfície, o que é benéfico para evitar a formação de tortas de filtro.
Se a troca do equipamento principal não for uma opção imediata, a substituição das mídias de peneiramento é a intervenção de melhor custo-benefício. Telas de aço trançado (woven wire) são, por natureza, propensas ao cegamento devido aos seus nós de tecelagem, que funcionam como pontos de ancoragem para a argila.
As telas de harpa (piano wire) ou autolimpantes são a primeira linha de defesa no peneiramento mineração. Elas são compostas por fios longitudinais tensionados individualmente, sem tramas cruzadas fixas.
Sob vibração, esses fios oscalam independentemente, criando um efeito de “chicote” ou “corda de violão”. Essa vibração secundária contínua cisalha as pontes de argila em formação e ejeta partículas presas.
Outra opção robusta são os painéis de poliuretano (PU) com geometria cônica ou trapezoidal. O poliuretano possui características hidrofóbicas naturais, reduzindo a adesão química da água.
A geometria cônica das aberturas é crucial: o furo é mais estreito na face superior e se alarga em direção à parte inferior. Isso garante que, uma vez que uma partícula passe pelo “gargalo”, ela caia livremente, eliminando o entupimento em profundidade.
Além disso, painéis de membrana flexível podem “respirar” (expandir e contrair), ajudando a soltar crostas.
Para situações extremas, onde a vibração harmônica convencional não é suficiente, recursos mecânicos ativos podem ser instalados. O sistema de “ball deck” (deck de bolas) é um clássico eficaz.
Ele consiste em um compartimento sob a tela contendo bolas de borracha ou silicone que, excitadas pela vibração da peneira, saltam aleatoriamente e golpeiam a parte inferior da tela. Esses impactos pontuais geram picos de aceleração altíssimos, expulsando partículas entupidas e mantendo a malha permeável.
No entanto, quando o Índice de Plasticidade é muito alto (IP > 15%), a solução definitiva muitas vezes exige abandonar a vibração convencional em favor do peneiramento dinâmico. Tecnologias como as peneiras de discos (Roller Screens) e peneiras estrela (Star Screens), como as linhas Robust e Robust Star da Recimac, operam sob princípios diferentes.
Ao peneirar minério nestes equipamentos, o material não desliza sobre uma superfície estática; ele é transportado ativamente por eixos rotativos. Nas peneiras de discos, a forma oval ou triangular dos discos gera uma agitação vertical (“bouncing”) mecânica intensa, enquanto a diferença de velocidade entre eixos cria uma ação de cisalhamento que limpa continuamente os discos adjacentes.
Já as peneiras estrela utilizam elementos flexíveis que “chicoteiam” o material, explodindo torrões de argila e impedindo a adesão. Essas tecnologias são intrinsecamente imunes ao cegamento clássico, pois não possuem uma malha fixa para ser bloqueada.
Embora o foco seja o equipamento, estratégias de pré-tratamento podem mitigar a severidade da umidade. A mistura (blending) de minério úmido com material mais seco ou granular antes da etapa de peneiramento pode reduzir a plasticidade global da alimentação.
Em alguns casos, a adição de reagentes químicos secantes ou dispersantes em pó pode alterar a tensão superficial, embora isso deva ser avaliado cuidadosamente quanto aos custos operacionais e impactos no processo a jusante.
Gerenciar o peneiramento a umidade natural exige métricas precisas. A simples observação visual (“a tela parece limpa”) é insuficiente. Os principais indicadores de desempenho (KPIs) devem ser monitorados constantemente.
A Eficiência de Peneiramento (E) deve ser calculada com foco na recuperação de finos. A fórmula clássica compara a porcentagem de material passante na alimentação com o que realmente passou.
No entanto, o indicador mais sensível ao cegamento é o arraste. O arraste mede a quantidade de material fino que não passou pela tela e foi carreado junto com o material grosso.
Em condições secas, busca-se um arraste abaixo de 5%. Com umidade elevada, um aumento súbito neste índice é o primeiro sinal de que a área aberta da tela está sendo comprometida, muitas vezes antes que o cegamento seja visível a olho nu.
Outro KPI vital é a Taxa de Cegamento, que pode ser medida pelo tempo de operação contínua possível antes que a eficiência caia abaixo de um limite aceitável. Se sua operação exige paradas a cada 2 ou 4 horas para limpeza, sua tecnologia atual é inadequada para a plasticidade do minério.
Finalmente, deve-se distinguir entre Disponibilidade Física e Utilização. Uma planta pode ter alta disponibilidade mecânica (as máquinas não quebram), mas baixa utilização devido às paradas frequentes de processo para desentupimento de chutes e limpeza de telas.
A solução do problema de cegamento impacta diretamente a utilização, transformando horas perdidas em horas produtivas.
A manutenção em ambientes de alta umidade e abrasão é desafiadora. Para telas de harpa, o tensionamento é o fator crítico.
Fios frouxos perdem a capacidade de vibrar individualmente (efeito autolimpante) e cegam rapidamente, além de sofrerem desgaste prematuro por atrito. Verificações semanais de torque e estado das borrachas de proteção das longarinas são obrigatórias.
No caso de tecnologias dinâmicas como as peneiras de discos, o monitoramento da geometria dos elementos de desgaste é essencial. Discos desgastados tornam-se redondos, perdendo a capacidade de agitar o material eficientemente.
A manutenção preventiva deve focar na substituição planejada desses elementos para garantir que a agressividade mecânica do sistema se mantenha constante.
Em suma, peneirar minério com alta umidade natural e plasticidade elevada deixa de ser um gargalo operacional quando a ciência dos materiais é aplicada corretamente.
Ao combinar o diagnóstico preciso da plasticidade com a seleção adequada de tecnologias, seja otimizando vibratórias com harpas e ball decks, ou migrando para soluções dinâmicas de discos e estrelas, é possível manter a planta rodando com alta eficiência e lucratividade, independentemente das condições climáticas ou da geologia do minério.
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Responsável técnico pelo artigo: Gilson Silveira, CEO da Recimac Indústria e Comércio, engenheiro com 29 anos de experiência no setor metal-mecânico/metalúrgico, inventor de patentes e premiado por inovações no setor.
