SORTAREA MATERIALELORSortarea materialelor este o operaie de concentrare i reprezint separarea materialelor utile de cele sterile.Concentrarea se realizeaz folosind una sau mai multe proprieti fizice sau chimice ale materialelor de separat.Se grupeaz pe baza proprietii care st la baza separrii:Flotaia se bazeaz pe proprietile superficiale ale materialelor.Concentrarea magnetic diferen de permeabilitate magneticConcentrarea electrostatic diferen de conductivitate electricConcentrarea dielectric pe baza diferenei de constant dielectricAlte metode folosesc diferena de mrime, de form, de coeficient de frecare, de aderen la grsimi i uleiuri, etc.Cea mai important este flotaia

Flotaia se bazeaz pe faptul c particulele pot pluti ntr-un lichid, dei au densitatea mai mare dect lichidul, datorit tensiunii superficiale i tensiunii interfaciale.Flotabilitatea este mai mare ntr-un lichid spumos. De aceea, se creaz spum prin agitare mecanic i/sau insuflare (barbotare) de aer.Flotabilitatea poate fi modificat (mrit sau micorat) prin reactivi specifici. Se realizeaz n masini de flotaie (fig. 4.43)

Sortarea magneticSe bazeaz pe diferena dintre proprietile magnetice Pentru ndeprtarea unor materiale, piese, nedorite cu proprieti magnetice. Separarea magnetic este pe cale uscat sau umed. Mai avantajoas cea uscat pentru ca apa este un mediu mai dens i micoreaz proprietile magnetice.Separatorul magnetic conine un cmp magnetic produs de un magnet puternic i un mijloc de transport pentru aducerea i scoaterea materialului din cmpul magnetic.Materialele susceptibile magnetic sunt atrase de cmpul magnetic, celelalte nu (fig. 4.45)

Sortarea electricCuprinde urmtoarele metode: Separarea electrostatic, bazat pe diferena de conductivitate electric a materialelor ntr-un cmp electric; Separarea dielectric, bazat pe diferena de constant dielectric a materialelor Separarea osmotic bazat pe fenomenele de electroforez i electroosmoz.ntr-un cmp electric produs ntre doi electrozi particulele ncrcate electric (pozitiv i negativ) se deplaseaz ctre electrodul corespunztor cu rezultanta dintre forele coulombiene i cele gravitaionale. Cele nencrcate electric cad fr deviaie (fig. 4.46).Particulele materialului sunt ncrcate electric cu sarcini diferite, funcie de conductivitatea electric superficial a fiecruia. Prin urmare vor fi deviate diferit n cmpul electric dup cum se observ n fig. 4.47

APARATE PENTRU DESPRFUIREA GAZELORPraful din gaze reprezint o problem ecologic, de poluare cu trei implicaii majore: protecia muncii, poluarea mediului nconjurtor i economia de resurse (materiale, energie etc.)Pentru desprfuirea gazelor se folosesc diverse procedee: de sedimentare de filtrare de centrifugare electrice sonice

Procedee i aparate de desprfuire prin suprafee filtrantePrincipiul de desprfuire este trecerea gazului cu suspensia solid printr-o suprafaa filtrantSuprafaa filtrant poate fi: materiale vitro-ceramice: porelan, sticl, etc. materiale fibroase n strat ntre dou plase metalice: vat de sticl, vat ceramic materiale granulare vrsate (umpluturi) materiale textile sub form de saci (esturi)La desprfuirea prin suprafee filtrante sunt importante: - viteza de filtrare (debitul de gaz ce trece prin unitatea de suprafa i unitatea de timp) - capacitatea de filtrare (cantitatea de gaz total trecut prin unitatea de suprafa ntre dou curiri) - pierderea de presiune la trecerea prin suprafaa filtrant

Cele mai folosite sunt filtrele cu testuri (de obicei cu saci). Gradul de reinere > 99%. Gradul de reinere al prafului crete odat cu mrirea fineei testurii.Pe msur ce praful se depune, crete i gradul de reinere pe suprafaa filtrant dar crete i rezistena hidraulic (cderea de presiune)De aceea, estura trebuie curat (scuturat) periodic.Eficacitatea filtrului depinde de starea fizic a gazului, de umiditate i de temperatura lui la intrarea n filtru.Umezeala combinat cu o eventual rcire a gazelor poate duce la colmatarea prematur a filtrului. Prin urmare, adesea gazul se nclzete.Felul esturii (grosimea firelor, rsucirea lor etc), grosimea esturii, natura firelor influeneaz procesul de filtrare.Scuturarea filtrelor se face de obicei mecanic cu dispozitive automate, electrice sau pneumatice.Pentru gaz foarte ncrcat cu praf se procedeaz la o desprfuire primar n cicloane.

FILTRE ELECTRICELa procedeele mecanice de desprfuire, pierderea de presiune P = 40 kPa datorit rezistenelor hidraulice ridicate.La filtrele electrice: P < 3 kPa (foarte mic), limita de separare = 1 m (mic), temperatura de lucru ridicat (300C), grad de separare ridicat, > 99%Procedeul de filtrare electric se bazeaz pe fenomenul c particulele solide n suspensie ntr-un curent de gaz, pot fi ncrcate electric i separate din gaz, n timpul trecerii prin filtru.Filtrul are dou sisteme de electrozi, cu polaritate diferit:1. Electrozi legai la pmnt, numii electrozi de depunere (de precipitare), formai din plase de srm sau suprafaa interioar a unor tuburi.2. Electrozi legai la o surs de curent continuu de tensiune nalt (20 80 kV), numii electrozi de scnteiere (de ionizare), formai din srme metalice subiri, srme cu vrfuri.

ntre cele dou tipuri de electrozi se creeaz un cmp electric puternic care ionizez gazele (prin electroni emisi de electrozii de ionizare) i particulele solide se ncarc electric i se deplaseaz i apoi se depun pe electrozii de depunere. O influen important o are conductivitatea electric i concentraia particulelor din suspensie n curentul de gaz. Conductivitatea electric poate fi mrit prin umezirea gazului. O concentraie mare de particule i/sau o vitez mare a curentului de gaz conduce la o ncrcare insuficient a particulelor solide i deci un randament de separare mai mic. n general, capacitatea de separare scade cu creterea temperaturii gazului (prin reducerea tensiunii de strpungere). Se folosete stropirea curentului de gaz cu o cantitate de ap fin pulverizat ce se evapor complet i scade i temperatura i crete i umiditatea. Un astfel de dispozitiv (rcitor prin evaporare) folosit la electrofiltru n fig. 4.53

Gradul de separare (eficiena) al filtrului electric, , este:

F suprafaa activ de depunere [m2] (pe ambele fee)w viteza de deplasare a particulelor de praf spre electrodul de depunere [m/s]Q debitul curentului de gaz [m3/s]

Viteza de deplasare w se poate calcula:

E intensitatea cmpului electric r raza particulei de prafg viscozitatea gazului

n funcie de forma electrozilor:- Filtre electrice cu tuburi, la care electrozi de depunere sunt tuburi metalice (fig. 4.55)- Filtre electrice cu plci, la care elctrozi de depunere sunt plci metalice verticale (fig. 4.56)

Filtrele electrice au sisteme de scuturare pentru evacuarea materialului solid depus.Filtrele electrice se mpart dup metoda de lucru n:- Filtre electrice pe procedeul uscat (la temperaturi peste punctul de rou)Filtre electrice pe procedeul umed (la temperaturi sub punctul de rou)

Procedee sonicePrincipiul metodei: sub aciunea undelor sonore de o anumit frecven, se produce aglomerarea particulelor de dimensiuni mici care apoi se depun uor sub aciunea gravitaiei.Importante sunt: frecvena undelor, intensitatea undelor i durata lor.Se lucreaz cu frecvene de 1 100 kHz, intensiti de 0,1 1 W/cm2, Limita de separare este de 10 mSchema din fig. 4.57 prezint un astfel de dispozitiv

n fig. 4.58 este un generator de unde ultrasonice: putere 70-130 W, frecven 5 70 kHz, debit epurat 10 20 m3/h.Pentru puteri mari se folosesc generatoare tip siren. Acestea au puterea 10 kW, intensitate de 10 W/cm2, frecven 1 200 kHz iar debitul de gaz epurat pn la 40.000 m3/h.Gazul de purificat strbate turnul de aglomerare sub aciunea cmpului sonor iar apoi ntr ntr-un ciclon pentru depunerea particulelor.