3 Espesamiento (1)

7/22/2019 3 Espesamiento (1)

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CHANCADO

FILTRADO

MOLIENDA -CLASIFICACIN

ESPESAMIENTO

OPERACIONESUNITARIAS

FLOTACIN


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ESPESAMIENTO

OBJETIVOS

TERMINOLOGA Y CONCEPTOS BSICOS DE ESPESAJE

EQUIPOS DE SEDIMENTACINTEORA DE LA SEDIMENTACIN

PARMETROS Y VARIABLES EN ESPESADORES

ALGUNOS PROBLEMAS EN LOS ESPESADORES

ALGUNAS FALLAS DEL ESPESADOR


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ESPESAMIENTO DE MINERALESUn espesador es un estanque cilndrico de fondo inclinado, con unmecanismo de rotacin de rastras que conducen los slidos a ladescarga central .En la parte superior del estanque hay un rebalse perifrico que sirvepara evacuar el lquido clarificadoEn el centro de la superficie del espesador hay un crculo que recibe laalimentacin y est diseado de tal modo que minimiza la agitacin,obtenindose as un rebalse claro.

Rastras


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ESPESAMIENTO DE MINERALES

Se denomina espesamiento a la operacin deseparar, mediante el mecanismo desedimentacin, parte del agua de una

suspensin, de modo de obtener por una parteuna pulpa de mayor concentracin de slidosen la descarga inferior del espesador y por laotra, un flujo de agua clara en el rebose.


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OBJETIVOS:

Aumentar la concentracin de la pulpa de la

corriente de alimentacin hasta un 60 %

aproximadamente, mientras que en laclarificacin recuperar aproximadamente un

90% del lquido que contena en la etapa

anterior.


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ESPESAMIENTO

EN EL ESPESAJE:

AUMENTAR LA CONCENTRACION DE SLIDOS DE LAPULPA DE DESCARGA DEL ESPESADOR.

EN LA CLARIFICACION O DECANTACION:

REMOCION DE PARTICULAS SOLIDAS DE FLUJOSRELATIVAMENTE DILUIDOS.


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OBJETIVOS:

Eliminacin de Lquidos.

ESPESAMIENTO % Slido en descarga

FILTRADO

SECADO% Humedad mnimo


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TEORIA DE LA SEDIMENTACIN

Sedimentacin de Partculas:

Principal concepto utilizado en espesaje.

Fuerza de gravedad supera resistencia del

fluido.

Influye el dimetro, densidad y viscosidad.


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Conjunto de Partculas:

Arrastre de partculas vecinas.

Velocidad de partculas.

Desplazamiento del fluido.Fenmenos electroqumicos (Floculantes).

Las partculas no son esfricas.

Existe una banda granulomtrica de tamao.Existe interaccin entre las partculas.


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Las aplicaciones del espesado y clarificado son

muy bien conocidas. Sin embargo, debe tenerse encuenta que no se obtienen separaciones absolutas delslido-lquido o viceversa. Una de las principales ayuda

a la prctica de la sedimentacin es la floculacin enconjunto a los elementos mecnicos desarrollados parapromover y acelerar este fenmeno fsico-qumico. Lafloculacin es prcticamente un paso previo para tener

una eficiente clarificacin.


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Determinadas suspensiones muy diluidas no sepueden espesar o clarificar sin la adicin de un agente

floculante, el cual junta y coagula el material fino. En

muchos casos, donde la suspensin muestra buenacualidad para sedimentar, el uso de un floculante con

floculacin mecnica puede aumentar la velocidad de

sedimentacin y mejorar la clarificacin en forma

notoria.


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Convencionalmente las rastras sirven como

mecanismos floculantes. Su movimiento lento a

travs de la suspensin induce a los flculos a

formar slidos coloidales y semicoloidales.

La velocidad de rotacin de las paletas es

insuficiente para deshacer los flculos, pero si lo

suficiente para asegurar la colisin y adhesin de

las partculas.



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Actualmente, el tamao de los espesadores oscila entre 2,5m. hasta 150 m. de dimetro, existiendo tambin diseosespeciales de hasta 250 m. de dimetro.

La profundidad vara entre 3 m. en los dimetros pequeos

hasta 10 m. o ms para las unidades mayores.

En las unidades de dimetro menor a 20 m. normalmente elmecanismo impulsor es soportado por estructuras metlicas,

que cruzan el estanque. En las grandes unidades elmecanismo es soportado por un pilar de construccin deacero o concreto.

TERMINOLOGA Y CONCEPTOS BSICO DE ESPESAJE


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El mecanismo de las rastras consiste en

dos brazos radiales a 180 con hojas queempujan los slidos a la descarga central.

Los brazos estn unidos al eje central.

Hay diseos que incluyen 3 4 brazos

para ciertos servicios ms rigurosos y

raspadores espirales continuos.

El mecanismo impulsor est ubicado en el

extremo superior del eje o montado sobreuna plataforma circular, dependiendo del

tipo de unidad.



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En los espesadores de gran dimetro y enlos modelos antiguos de pequeo dimetro,los mecanismos impulsores traccionan enla periferia.

Tambin se usan protecciones para lasobrecarga, desde simples mecanismosoperados en forma manual, hasta

mecanismos automticos.

Dichos mecanismos, se disean paraelevar las rastras 30 cm (1pi) o ms parael caso de eventuales sobrecargas. Si la

sobrecarga se reduce, las rastras se bajana su posicin normal de operacin en formaautomtica o manual (realizada por unoperador)


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ZONAS DEL ESPESADOR

1. En el tope, Zona 1, esta el agua clara(o solucin clara) que representa elrebose del espesador.

2. En la Zona 2, es donde la alimentacinentra. Esta capa tiene la misma formageneral y consistencia de la alimentacin.

3. Zona 3. Contiene pulpa que estacomenzando a decantarse. Est entransito a la zona del fondo.

4. Zona 4 es la pulpa en compresin. Aquel peso de los slidos fuerza el agua osolucin a elevarse hacia la zona derebose.


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ESPESAMIENTO. Equipos.

Cortina de

retencin deslidos

Rebose agua clara



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Clarificacin: A altas diluciones existe un rgimen llamado

clarificacin.

En este rgimen las partculas pueden sedimentar ya seaindividual o colectivamente en flculos separados.

La caracterstica de este rgimen es que no existe una lnea dedemarcacin clara entre la suspensin que est sedimentando yel rebalse.

Las partculas de mayor tamao sedimentan primero que laspequeas. En los ensayos se puede ver una degradacin deltamao de las partculas y de la densidad de la pulpa.



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Transicin:al decrecer la dilucin se produce una zona de

transicin entre el clarificado y el espesado. La transicin noes abrupta, pero toma lugar sobre un rango estrecho dediluciones (est representada por la banda rayada en eldiagrama de paragnesis).

Si la dilucin decrece y las partculas estn suficientementecercanas, el comportamiento de la sedimentacin cambiamarcadamente entrando entonces al espesado en el cual sedebe considerar dos zonas:



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Un rgimen es llamado zona de sedimentacin libre, en elcual los slidos sedimentan como una masa ms o menosconsolidada y a su vez con una marcada lnea entre lasuspensin sedimentando y el rebalse.



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A bajas diluciones, los slidos entran a otro rgimen que por

razones histricas se le denomina compresin.

De acuerdo a la teora de Coe y Clavenger, este rgimenempieza cuando el peso de las partculas suspendidas no estolerado completamente por las fuerzas hidrodinmicas.

Cada capa de slido debera proveer algn soporte mecnicopara las capas superiores.

Esto hace que las estructuras de los slidos estn sometidas aesfuerzos de compresin mecnicos que provocan lacompactacin.



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SUSPENSIN EN SEDIMENTACIN A DISTINTOS VALORES DE TIEMPO


EQUIPOS DE SEDIMENTACIN


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Rastras



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La pendiente: tpica de la base es del orden de 80 a 140(mm) por un metro, aunque pendientes mayores(aproximadamente de 45) pueden utilizarse cerca delcentro de espesadores de gran tamao.

Los feed wells en espesadores convencionales sonalimentadores cilndricos, como los que se muestran enla siguiente figura, los cuales pueden conduciraproximadamente 1 m3/min por m2de seccin.



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(Feed well)



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El diseo del tipo de brazo para

las rastras puede tener una

influencia significativa en el costo

y operacin de un espesador.

En general, se pueden encontrar

numerosos diseos de brazos

para rastras, los de uso mscomn se aprecian en la

siguiente figura.



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Canaletas de overflow: para un funcionamiento eficiente delos espesadores se requiere controlar la velocidad del lquidoen los vertederos de rebalse.

En los clarificadores los flujos de rebalse son del orden de0,2 m3/min por metro de dimetro. En el caso de los

espesadores de procesos metalrgicos, el rango ms usualde operacin es del orden de 0,1 m3/min/m. Si los flujos derebalse son mayores a los comunes, se deben disearvertederos adicionales en la periferia.


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PARMETROS Y VARIABLES EN ESPESADORES DECONCENTRADO

AMPERAJE DEL MOTOR DE LA RASTRA

El amperaje del motor de la rastra, es una medida del grado decomprensin de la pulpa en el fondo del estanque.

El torque es la fuerza generada por el motor de la rastra

actuando sobre una carga de material.

Es posible influir sobre este parmetro de operacin (Torqueelctrico) utilizando el mecanismo de levante de la rastra, el

sistema de recirculacin de pulpa (permite concentrar el slidode la descarga).

OS S S S O S


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TORQUE MECNICO DE LA RASTRA

El torque mecnico se produce debido al aumento de la

fuerza de la rastra sobre el material (mediante las rastras),

debido al arrastre de material hacia el cono de descarga.

Este fenmeno se debe a la acumulacin de material del

espesador en un colector intermedio entre la pared del

espesador y el cono de descarga.

PARMETROS Y VARIABLES EN ESPESADORES DE


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ALTURA DE LA RASTRA

Est definida por la condicin del espesador y su carga,usualmente este parmetro se opera en casos de sobrecargay/o embancamiento, y es un parmetro muy importante, ya

que las rastras no deben subir hasta el lmite (o alturamxima), lo cual indicara que el espesador a alcanzado sucapacidad mxima de almacenamiento de carga.

Por otro lado si no se interrumpe la alimentacin, esteirremediablemente se embancar.



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PORCENTAJE DE SLIDOS EN LA DESCARGA

El control de la densidad y el porcentaje de slidos se

efecta tomando muestras de pulpa por intermedio de la

balanza Marcy.

Los valores de operacin varan entre:

Pulpa de alimentacin flucta entre: 15 - 25 %

Pulpa de descarga flucta entre: 40 - 60%



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NIVEL DE SOLUCIN CLARA

La observacin del rebose de salmuera o agua y la medicin

de la altura de la columna de lquido claro permitir al

operador tomar las medidas correspondientes respecto a laadicin de floculante.

El nivel normal en la cual se opera el nivel de lquido claro es

de 50 cm.


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ALTO NIVEL DEL SLIDO

Esto puede ser causado por un alto contenido de slidos en elespesador (cercano a 80 %), operacin normal 45 - 60 %. Estasituacin puede causar lo siguiente:

Retencin de carga dentro del espesador. Aumento de la presin hidrulica de las rastras (> 5 MPa). Que la rastra se detenga al aumentar el torque y estas no suban.



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EMBANCAMIENTO DE LA BOMBA DE TRASPASO

Cmo se podra atacar dicha medida ?

Levantar rastra

Adicionar agua en la lnea de alimentacin a la bomba.

Recircular espesador con flujo mximo.

Realizar cambio de bomba.



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EL SLIDO NO SEDIMENTA

Esto normalmente se soluciona agregando floculante en la

minera metlica. No se recomienda recircular el espesador.

Agregar agua sobre el espesador para eliminar la espuma que

no sedimenta.

Revisar reactivos agregados en flotacin.

ANLISIS DE FALLA DEL LECHO DEL ESPESADOR


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LECHO DE PULPA NORMAL

El rebose es relativamente claro, y los slidos descargandoen la salida del cono son de la densidad deseada. No se

requieren acciones de operacin para este punto.



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LECHO DE CIENO O PULPA SUPERFICIAL

La claridad del rebose es buena, pero la descarga depulpa lo ms probable que sea baja. En este caso, la tasa deremocin de la pulpa debe ser bajada hasta alcanzar ladensidad requerida por el proceso.

Entonces el estado de operacin normal puede serreanudada.



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S S C O S S O

LECHO DE PULPA ALTO

Un lecho de pulpa alto puede producir una claridad pobre en l

rebose y en algn momento una alta densidad de descarga en lasalida de pulpa del espesador.

En lo particular esto conlleva la posibilidad de un alto torque en larastra del espesador, lo cual puede llevar a la situacin mostrada

en la figura. La tasa de la pulpa retirada puede inicialmente serincrementada hasta obtener la claridad del rebose y la lectura detorque deseada.



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LECHO AISLADO

La lectura del torque es alta porque la altura de la pulpa o materialdepositado no cubre todo el dimetro del espesador.La lectura de la densidad esta ahora baja porque el lecho esta en cortocircuito a la descarga del espesador. El lecho de pulpa puede ser rotadocon las rastras.Esta situacin es extrema y requiere de inmediata correccin. La

alimentacin debe ser de inmediato detenida.Las rastras deben ser levantada muy cuidadosamente y luego deben serbajada para disolver la rotacin del lecho y estimular a la pulpa a moversehacia el centro.


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FIN

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