Uma corrente aquosa contendo
wt de cromo ( Cr ) faz parte do resíduo de uma planta de beneficiamento de metais. O resíduo é alimentado a uma unidade de tratamento que remove
do Cr alimentado e o recicla para a planta. A corrente líquida efluente é então enviada para uma lagoa de rejeitos. A unidade de tratamento tem uma capacidade máxima de
de resíduo. Se a vazão de resíduo da planta for maior que a capacidade da unidade de tratamento, o excesso é desviado e combinado com a corrente líquida efluente da unidade. A corrente combinada é enviada para a lagoa de rejeitos. Pede-se: a) Esquematizar o fluxograma deste processo; b) Calcular a vazão e a composição da corrente combinada enviada para a lagoa de rejeitos para uma vazão de resíduo da planta de beneficiamento de
; c) Calcular a vazão e a composição da corrente enviada para a lagoa de rejeitos para vazões de resíduo da planta de beneficiamento variando de
a
, com incrementos de
.
Passo 1
O enunciado descreve uma corrente aquosa de resíduo da planta com vazão
e teor de Cr de
em massa. Essa corrente alimenta uma unidade de tratamento que:
- aceita no máximo
,kg/h de resíduo; - remove
do Cr alimentado (apenas o cromo é removido e reciclado; o resto segue no efluente); - o excedente de resíduo (se
kg/h) é desviado e se combina com o efluente da unidade; - a combinação final é enviada à lagoa de rejeitos.
Para resolver, vamos fazer balanços de massa separando dois regimes:kg/h e kg/h.
Passo 2
Definindo
(fração mássica de Cr no resíduo) e
(fração de Cr removida):
- Se
:
• não há bypass, toda a vazão entra na unidade;
• massa de Cr alimentada:;
• massa de Cr removida:;
• massa de Cr no efluente:;
• vazão do efluente (toda massa menos o Cr removido):
• teor de Cr no efluente:
- Se
:
• vazão tratada:, bypass: ;
• apply o mesmo balanço paracomo acima, gerando efluente de vazão e cromagem ;
• o bypass mantém; ao combinar:
Passo 3
Para
,kg/h (
):
• kg/h
• kg/h
• vazão efluente da unidade:
•
•
• vazão efluente da unidade:
• Cr no efluente da unidade:
• bypass:
,kg/h com
kg/h
• combinado para lagoa:
• combinado para lagoa:
Passo 4
Para
de
a
kg/h (passo 1 000), calculamos com as fórmulas dos regimes. Os resultados são:
|
|
|
|
|---|---|---|
| 1 000 | 951{,}075 | 0{,}271 |
| 2 000 | 1 902{,}150 | 0{,}271 |
| 3 000 | 2 853{,}225 | 0{,}271 |
| 4 000 | 3 804{,}300 | 0{,}271 |
| 4 500 | 4 279{,}838 | 0{,}271 |
| 5 000 | 4 779{,}838 | 0{,}781 |
| 6 000 | 5 779{,}838 | 1{,}538 |
| 7 000 | 6 779{,}838 | 2{,}070 |
| 8 000 | 7 779{,}838 | 2{,}467 |
| 9 000 | 8 779{,}838 | 2{,}772 |
| 10 000 | 9 779{,}838 | 3{,}016 |
Resposta
a) Fluxograma (texto):
- Alimentação: corrente de resíduo (vazão
, wt Cr) → - Unidade de tratamento (capacidade
kg/h): remove de Cr →
• Saída 1 (Cr removido) é reciclada →
• Saída 2 (efluente, sem Cr removido) → - Bypass: se
, o excedente desvia sem tratamento → - Combinação: efluente + bypass → lagoa de rejeitos.
b) Para
kg/h:
• Vazão para lagoa: kg/h
• Composição: wt Cr
• Vazão para lagoa:
• Composição:
c) Tabela acima com
e
de
a
kg/h.