Procesos metalrgicos
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Procesos metalrgicosEspesador01/06/2015Nombres:Felipe PeaJuan
Torres
INTRODUCCIN
El agua es un recurso natural sper importante para nuestras
vidas y para el procesamiento de algunos metales de inters. La cual
dentro de una planta de procesamiento de minerales se est
constantemente recuperando para volver a reutilizarla en el
proceso, esto mediante diferentes espesadores que son los que se
encargan de sedimentar los slidos y recuperar el agua.En este
informe se dar a conocer los tipos de espesadores que existen, las
variables y reactivos que se necesitan para obtener una eficiente
recuperacin del agua.
VARIABLES Y REACTIVOSDistribucin de tamao de las partculas:Son
importantes los tamaos menores a 200 mallas, por el hecho de que
las partculas finas sedimentan ms lentamente. El aumento del
porcentaje bajo estos tamaos hace aumentar el rea superficial
requerida para las etapas de separacin solido- lquido, lo que
genera que la productividad disminuya por rea unitaria y el
contenido de humedad aumente.Forma de las partculas:Cuando la forma
de las partculas vara mucho de la esfericidad, esta influye en el
funcionamiento de los equipos, por ejemplo, la bentonita coloidal (
tipo de arcilla) es difcil de filtrar, a pesar que no tiene
problemas con la floculacin, debido a su forma aplanada, lo que
hace que las partculas se acomoden en forma de infinitas laminas
que obstaculizan el paso del liquido y reducen la razn de
filtracin. En este caso la sedimentacin tambin es lenta y se
requieren unidades de mayor tamao (rea).Superficie qumica de las
partculasEste factor es importante cuando se utilizan floculantes
en filtracin o en sedimentacin, debido a que la superficie qumica
de las partculas indica el tipo de floculante a utilizar: cationico
y no inico. Esto influye directamente en los costos de operacin y
en el sistema de floculacin a emplear.
Concentracin de slidos en peso de la alimentacin (Cp)Influye
fuertemente en las operaciones de filtracin y sedimentacin. Poe
ejemplo, en el caso de la sedimentacin su efecto depende del uso o
no uso de floculantes. Si no se utiliza floculante en la operacin,
un Cp alto es ms favorable porque trae como consecuencia una
productividad mayor por unidad de rea, a una misma concentracin de
slidos en la descarga. En cambio, un Cp alto, si se utiliza
floculante en la operacin, en muchos casos afecta negativamente la
estructura de los floculos, lo que puede producir una baja
productividad por unidad de rea. Ejemplos de este efecto se han
encontrado en la industria del carbn.
Concentracin de slidos coloidalesLos slidos coloidales
corresponden a partculas de tamaos menores a 10 micrones, estas
partculas poseen una gran superficie especifica, por lo cual se
dispersan en el liquido y no sedimentan. Si hay un significativo
porcentaje de coloides presente, es necesario utilizar floculantes
para ayudar a las etapas de sedimentacin y filtracin.Viscosidad del
lquidoUn aumento de esta disminuye la razn de separacin de solido-
liquido. Es vlido en sedimentacin y filtracin y se refleja en 7un
mayor contenido de humedad del solido final.TemperaturaEste factor
est ligado a la viscosidad. Un aumento de temperatura implica una
disminucin de la viscosidad y un aumento en la razn de separacin
solido-liquido.
CoagulacinHace que las partculas coloidales extremadamente finas
se adhieran ms directamente unas a otras formando una partcula ms
grande lo que facilita su sedimentacin. Para esto se utilizan
coagulantes, que son electrolitos que tienes una carga opuesta a
las de las partculas, de este modo neutralizan la carga cuando se
dispersan en el sistema, permitiendo que las partculas entren en
contacto y se adhieran como resultado de las fuerzas
moleculares.
Los coagulantes ms utilizados son sales inorgnicas tales como
AL+3, FE+3 Y CA+2, tambin se utilizan la cal y el acido sulfrico,
dependiendo de la carga superficial de las partculas.
FloculacinEs la formacin de aglomerados mucho ms abiertos que
aquellos que resultan de la coagulacin, para ello se utilizan
reactivos llamados floculantes.FloculantesSon reactivos que se usan
para formar puentes u uniones entre partculas, de tal manera de
formar una partcula ms grande. Son polmeros orgnicos de cadena
larga y alto peso molecular solubles en agua.Tipos de floculantes y
su adsorcin sobre las partculasCationicos:Predomina la
neutralizacin de las cargas superficiales de las partculas sobre la
formacin de puentes, semejante a la coagulacin, esta agregacin
recibe el nombre de floculacin electrosttica.Son utilizados
principalmente para espesamiento de desperdicio de carbn, lamas de
minerales de hierro y concentrados de minerales, las dosificaciones
normales van de 25 a 250 g/t. tambin son excelentes agentes
clarificadores de agua extrada de la mina, se usan dosificaciones
tpicas de 5 a 50 g/t.
AnionicosSon los ms utilizados en la industria minera, la
adsorcin se produce por enlaces covalentes o por reaccin qumica en
la superficie de la partcula, tambin por enlaces de hidrogeno, esta
agregacin recibe el nombre de floculacin por enlace de sal.Son
usados principalmente para espesamiento de pulpas de minerales y
concentrados, tales como colas de carbn, concentrados y colas de
cobre, plomo y zinc, lamas de fosfatos, etc. Las dosificaciones
normales van de 2.5 a 50 g/t. tambin se usan como ayudas para la
filtracin en vacio o a presin de desperdicios de carbn o
concentrados de minerales. Las dosificaciones van de 50 a 500 g/t.
otro uso es la centrifugacin.No-inicosLa adsorcin se produce solo
por enlaces de hidrogeno entre los tomos de oxigeno asociados con
los iones de metales hidratados en la superficie de la partcula y
tomos amido hidrgenos sobre el polmero.Son usados principalmente
para el espesamiento de pulpas de minerales y concentrados,
especialmente en lamas de mineral de hierro y colas de flotacin de
oro. Son particularmente efectivos en medio acido, ej.: en
soluciones proveniente de la lixiviacin del uranio. Las
dosificaciones tpicas van de 1 a 50 g/t.EspesamientoEs la separacin
por gravedad o espesamiento, es la tcnica de separacin de
solido-liquido ms utilizada, tanto en el proceso de minerales como
en hidrometalurgia, debido a que es un proceso de alta capacidad y
de costo relativamente bajo. La separacin se realiza en equipos
llamados espesadores.EspesadoresSon estanques de gran dimetro y de
poca profundidad relativa, desde los cuales se separa el liquido
claro en su parte superior y la pulpa con alta concentracin de
slidos en el fondo. Estos equipos se pueden utilizar en forma batch
o en continuo, siendo esta ultima forma la ms comn.Los espesadores
utilizados en forma continua son estanques cilndricos de dimetros
entre 2 y 180 metros y de profundidad de 1 a 7 metros, la pulpa se
alimenta a un cilindro de pequeo dimetro, pozo a alimentacin o feed
well, ubicado en el centro del espesador, a una profundidad de 1
metro (aprox.)Esta alimentacin permite una buena distribucin de la
alimentacin, una mejor mezcla de la pulpa con el floculante y en
muchos casos facilita la dilucin de la alimentacin cuando se
requiere.El lquido claro derrama por un canal perifrico, la
evacuacin debe realizarse a baja velocidad para evitar arrastre de
partculas finas (flujo aprox. De 0.1 m3/min de agua por metro
lineal de canaleta). El slido que sedimenta sobre el fondo del
estanque se saca como una pulpa espesa a travs de una salida
central.En el interior del estanque tiene uno o ms brazos
giratorios radiales (rastras), desde cada uno de ellos estn
suspendidas una serie de aspas acondicionadas para arrastrar los
slidos sedimentados hacia la salida central. En la mayora de los
espesadores estos brazos se elevan automticamente si el momentos de
torsin excede un cierto valor, evitando de este modo el dao debido
a la sobrecarga.Las rastras tambin ayudan a la compactacin de las
partculas sedimentadas y producen una descarga mas espesa que la
que puede alcanzar por la sedimentacin simple.La velocidad del
mecanismo de rastras en el permetro, es normalmente de 8 m/min lo
cual corresponde a rev/h para espesadores de 15 m de dimetro. El
consumo de energa es muy bajo por ejemplo para un espesador de 60 m
se requiere de un motor de 10 kw.
El sistema de impulsin depende del dimetro del espesador:a)
espesadores relativamente chicos, dimetro menor a 45 m.La cabeza de
trasmisin se sostiene, generalmente, sobre una estructura que
atraviesa el espesador, con los brazos fijos a la flecha motriz
(espesadores puente).b) espesadores de dimetros superiores a 45
m.El mecanismo de impulsin se soporta sobre una columna central
estacionaria de concreto de acero. En la mayora de los casos los
brazos de las rastras estn sujetos a una columna central que se
conecta al mecanismo impulsor. Los slidos espesados se descargan a
travs de un canal anular que rodea la columna central.Los
materiales de construccin de los espesadores pueden ser:-acero
(dimetros