A separador espiral(ou concentrador espiral) é um dispositivo-baseado em gravidade usado para separar partículas de diferentes densidades em uma pasta (uma mistura de água e sólidos-triturados).
É um equipamento clássico e amplamente utilizado em processamento mineral, reciclagem e outras indústrias, valorizado por suasimplicidade, sem partes móveis e baixo consumo de energia.
Como funciona: o princípio básico
Imagine despejar uma mistura de areia e água em uma lâmina em forma de saca-rolhas. Partículas mais pesadas (como areia preta) se comportarão de maneira diferente das partículas mais leves (como areia normal). Um separador espiral explora isso em escala industrial.
Principais forças em jogo:
Gravidade:Puxa a pasta pela espiral.
Força Centrífuga:Empurra as partículas para fora contra a parede da calha.
Fricção e arrasto:Retarda as partículas, especialmente aquelas em contato com a calha.
Força Bagnold:Uma força de sustentação criada pelo fluxo da lama que empurra partículas menores e mais pesadas para dentro.
A separação acontece porquepartículas mais densas(por exemplo, hematita, estanho, carvão) epartículas mais leves(por exemplo, areia de sílica, argila) organizam-se em faixas distintas à medida que descem na espiral.
O processo de separação passo-a-etapa:
Alimentar:A pasta é bombeada para o topo da espiral e distribuída uniformemente na calha de alimentação.
Fluir pela hélice:À medida que a pasta flui pela espiral (normalmente 5-7 voltas), o filme que flui desenvolve um perfil característico.
Estratificação de Partículas:
Partículas pesadas/densas:Acomodam-se no fundo do filme que flui, experimentam mais fricção contra a calha e são forçadospara dentroem direção ao centro da espiral por correntes secundárias no fluido.
Partículas leves/menos densas:Ficam suspensos mais alto no filme que flui, são carregados pelo fluxo primário e são empurradospara foraem direção à borda pela força centrífuga.
Divisão:Na parte inferior da espiral, umdivisor(ou vários divisores) está posicionado para separar fisicamente as bandas agora{0}}segregadas em diferentes fluxos de produtos.
Divisor de produtos pesados/médios/leves
Coleção:Os produtos separados (normalmente 2 ou 3) são recolhidos em diferentes tubos ou tanques.
Principais recursos de design:
Perfil de calha:Geralmente um semicírculo modificado (por exemplo, parábola cúbica). Algumas são espirais de “água de lavagem” com ranhuras ou corredeiras para ajudar na separação.
Tom:A distância vertical entre curvas pode ser ajustada.
Número de voltas:Normalmente de 5 a 7, dependendo da dificuldade de separação.
Materiais:Feito de materiais duráveis como poliuretano, fibra de vidro ou ferro fundido, geralmente com revestimentos de desgaste de cerâmica.
Aplicações comuns:
Processamento Mineral:O uso mais comum. Separando:
Minério de ferro (hematita/magnetita de sílica)
Areias minerais pesadas (ilmenita, rutilo, zircão de quartzo)
Cromita
Estanho
Tungstênio
Processamento de carvão:Limpeza de carvão removendo rocha densa (xisto, pirita).
Reciclagem:Separação de plásticos de diferentes densidades (ex. PET de PVC).
Processamento de areia de sílica:Removendo impurezas minerais pesadas.
Remediação do solo:Separação de contaminantes do solo.
