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Curso: Engenharia de Minas Disciplina: Flotação e Propriedades da Interface Estudante: João Vitor de Brito Olá, turma! A seguir são apresentadas questões discursivas sobre todo o assunto abordado na disciplina. Para respondê-las, consultem o material didático fornecido, os materiais de apoio, as leituras e vídeos da sala de aula e dos estudos complementares. Orientações: As questões discursivas devem ser redigidas pelo aluno e devidamente referenciadas. As citações e referências devem seguir o que preconizam a ABNT NBR 6023 e a ABNT NBR 10520; Atividades com altos índices de plágio, conforme Manual do Aluno, devem ser reprovadas; Todos os cálculos necessários à resolução da atividade devem estar elucidados em cada questão e podem ser feitos a mão e digitalizados; A atividade deve ser entregue em apenas um arquivo em formato .pdf, .docx ou similar. QUESTÃO 01 Ao longo do processo de flotação, existem ocorrências que incluem a hidrodinâmica e a cinética do sistema, tais como o movimento de bolhas e partículas e a energia mínima de colisão que é preciso para eliminar a camada líquida de água que as separa. A colisão está vinculada à hidrodinâmica do sistema e acontece quando uma determinada partícula mineral se aproxima de tal maneira de uma bolha que inicia as interações físico-químicas entre ambas as partes e, então, começa a operar. Explique os fatores que influenciam o estímulo da colisão partícula-bolha. QUESTÃO 02 A adsorção, de forma simplificada, consiste no acúmulo de partículas (adsorvato) sobre determinada superfície. É considerada como uma ocorrência de interfaces, em que certa espécie é acumulada espontaneamente. Esse fenômeno, na interface líquido-gás, acontece pela comunicação da parte polar da molécula com o dipolo permanente da água, já a parte apolar da molécula se mantém sem quaisquer alterações. Se a adsorção acontecer na interface líquido-sólido, as propriedades elétricas da partícula serão afetadas e haverá uma modificação na dupla camada elétrica. Esse fenômeno pode ser de dois tipos: específica (podendo ser química ou física) ou eletrostática (apenas física). Explane as diferenças básicas entre adsorção física e adsorção química. QUESTÃO 03 A flotação é um processo extremamente relevante para a concentração de minerais e tem possibilitado o crescimento e o aprimoramento dos equipamentos de flotação. A condição essencial para um bom desempenho dessa operação unitária é a existência de equipamentos fidedignos. Esses equipamentos de flotação precisam ser adequados para executar diversas funções concomitantemente com a finalidade de alcançar uma maior eficiência no processo. Quais são essas funções? ATIVIDADE 4 1. Explique os fatores que influenciam o estímulo da colisão partícula-bolha. R: Conforme proposto por SIVOMOHAM (1990), a flotação em coluna é o principal processo que objetiva aumentar a probabilidade de colisão entre partículas e bolhas (Escoamento em contra corrente), onde o objetivo é reduzir o arraste hidrodinâmico de partículas melhorando assim à separação de partículas em faixas de tamanhos mais finas quando comparado a flotação mecânica convencional. Conforme TRAHAR e WATTRN, (1976) a colisão entre particular e bolhas é um subprocesso, que faz parte do processo Coleta seletiva: agregado partícula bolha referente a II Etapa de Flotação e leva em consideração 2. Explane as diferenças básicas entre adsorção física e adsorção química. R: A adsorção física e a adsorção química diferem em vários aspectos. A adsorção física, dominada por forças de Van der Waals, possui baixa energia de adsorção (5-40 kJ/mol) e é geralmente reversível. Ela é favorecida por baixas temperaturas e altas pressões, não é muito específica e pode formar múltiplas camadas de adsorção. Em contraste, a adsorção química envolve a formação de ligações químicas fortes, tem alta energia de adsorção (40-400 kJ/mol) e é geralmente irreversível. Esta forma de adsorção é favorecida por altas temperaturas e é independente da pressão. Além disso, a adsorção química é altamente específica, formando geralmente uma única camada de adsorção devido à saturação da superfície com ligações químicas. Essas diferenças são cruciais para determinar a aplicação adequada de cada tipo de adsorção em processos industriais e científicos. 3. Esses equipamentos de flotação precisam ser adequados para executar diversas funções concomitantemente com a finalidade de alcançar uma maior eficiência no processo. Quais são essas funções? R:(MARIA, 2009), propõem que os equipamentos de flotação desempenham diversas funções cruciais para garantir a eficiência do processo. Dentre as funções temos: a) Sustentar as partículas em suspenção, sendo que a velocidade desejada seja maior que a velocidade de sedimentação e que essa agitação não disperse os minerais; b) Produzir e espargir as bolhas de ar: considerando que as bolhas de ar precisam ter tamanho apropriados para a coleta de partículas de material com diversos tamanhos e que estas “atinjam” toa a popa melhorando assim a sua efetividade de aglutinação do mineral. c) Coletar seletivamente o mineral desejado e promover o transporte deste mineral: possibilitar a colisão eficiente das partículas com as bolhas de ar é importante para que aconteça a adesão das partículas minerais hidrofóbicas às bolhas e para que ocorra o deslocamento ascendente do conjunto partícula-bolha para a camada de espuma. Essas funções trabalham em conjunto para garantir a recuperação eficiente dos minerais valiosos, permitindo a concentração precisa na operação de flotação. João Vitor de Brito Maio de 2024 – São Paulo