Balance de Masa y Energía en Secado Indirecto de Concentrado de Cobre en Fundición Chagres

7/24/2019 Balance de Masa y Energa en Secado Indirecto de Concentrado de Cobre en Fundicin Chagres

1/82

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERA

Departamento de Ingeniera Metalrgica

BALANCES DE MASA Y ENERGA EN SECADO INDIRECTO DE

CONCENTRADO DE COBRE EN FUNDICIN CHAGRES

NADIA ESTEFANA ROJAS VALDS

Santiago Chile

2014

Profesor Gua: Msc. Ren Bustamante Moreno.

Trabajo de Ttulo presentado en conformidad a los requisitospara obtener el Ttulo de Ingeniera de Ejecucin enMetalurgia.


2/82

ii

NADIA ESTEFANA ROJAS VALDS

Se autoriza la reproduccin parcial o total de esta obra, con fines acadmicos, por cualquier

forma, medio o procedimiento, siempre y cuando se incluya la cita bibliogrfica en eldocumento.


3/82

iii

LA VIDA ES CUESTA ARRIBA, PERO LA VISTA ES

GENIAL


4/82

iv

AGRADECIMIENTO

En primer lugar quiero agradecer a mis padres Luis y Lucy, por darme la oportunidad de haber

podido estudiar en esta Universidad y as poder alcanzar este logro, ya que gracias a susesfuerzos y apoyo he podido llegar a cumplir cada una de mis metas.

Agradecer a mi hermana Pamela, porque a pesar de estar en las buenas y malas siempre meha dado su apoyo en todo lo que me he propuesto, te quiero mucho.

A mi abuela Doraliza, quien me ha apoyado y ayudado durante todo este proceso.

A mi pololo Alonso y gran amigo durante la vida universitaria, por siempre creer en m, pordarme todo su amor, apoyo, paciencia y comprensin desde los primeros das en queestuvimos juntos, hasta el da de hoy. Por siempre tener un consejo, una palabra de aliento ypor siempre levantar mi nimo, en los momentos difciles o cuando vea que todo estabaperdido. Gracias mi vida por mostrarme tu perseverancia, aceptarme en tu vida y dejarme entraren tu corazn, porque desde ese momento he sido feliz junto a ti.

A mis amigos de Universidad, Arnoldo y Jasn, por siempre darme su apoyar, una palabra dealiento o un reto en los momentos precisos, como tambin a mis compaeros durante estaetapa, gracias a todos por los buenos momentos vividos y su apoyo.

Y por ltimo, agradecer al profesor gua Ren Bustamante por su disposicin, paciencia, tiempo

y conocimientos entregados durante este tiempo. Tambin al cuerpo docente, quienes gracias asus conocimientos y formacin, me ensearon y apasionaron por la metalurgia, hasta llegar aconvertirme en Ingeniera el da hoy.


5/82

v

RESUMEN

Hoy en da, la reduccin de humedad de los concentrados provenientes de los procesos de

flotacin, se ha convertido en una necesidad imperiosa para algunas fundiciones de cobre.Es por esta razn, que el presente trabajo tiene como objetivo la realizacin de un programacomputacional para la planificacin del proceso de secado de concentrado de cobre en unSecador Indirecto a vapor. Y se decidi que fuera este secador a vapor porque en nuestroscasos el vapor se obtuviera de calderas que sirven para enfriar los gases de la fusin y/oconversin.

Para llevar a cabo este trabajo es necesario que a travs de planillas de clculo del programaMicrosoft Excel, se elaboraren los balances de masa y energa para el horno de secado y filtro

de mangas, para cuantificar as los efectos de cada una de las variables involucradas en esteproceso. Para validar el clculo de procesos desarrollado se utilizaron datos provenientes de laFundicin Chagres. El clculo de procesos desarrollado en Excel consisti en Balance de masay energa para el secador propiamente tal y el filtro de Mangas.

A travs de la validacin del programa se determino que es una herramienta para operar ydisear la de operacin del secador Multicoil, esto fue posible gracias a que se ocuparon losdatos de diseo del Secador Multiciol Kvaerner y se comparo con datos de operacin de dichosecador, el gran ejemplo de esto fue el valor del vapor de agua saturado del secador: 8824 kg/h

y el de validacin 8986 kg/h, con un 1,8% de variacin.El trabajo consta de la evaluacin de cinco casos distintos de concentrado de cobre con

diferentes especies mineralgicas presentes en ste, permitiendo abarcar un mayor rango deposibles concentrados que alimenten a estos equipos en la fundicin. Este trabajo busca ayudara la construccin de un sistema de apoyo al operador del secador, como tambin confeccionarun apoyo a la ingeniera, en detalles, construccin y puesta en marcha para nuevo proceso desecado en Fundicin Chagres.

.


6/82

vi

TABLA DE CONTENIDOS

AGRADECIMIENTOS .................................................................................................................... V

RESUMEN .................................................................................................................................... VI

TABLA DE CONTENIDOS .......................................................................................................... VII

INDICE DE TABLAS .................................................................................................................. VIII

INDICE DE FIGURAS .................................................................................................................... X

CAPTULO 1: INTRODUCCIN.................................................................................................... 1

1.1 Objetivos del Trabajo ......................................................................................................... 3 1.1.1 Objetivo general ............................................................................................................. 31.1.2 Objetivos especficos ..................................................................................................... 3

CAPTULO 2: ANTECEDENTES TERICOS .............................................................................. 4

2.1 Antecedentes Generales. .................................................................................................. 4

2.2 Pirometalurgia del cobre. .................................................................................................. 4

2.3 Secado ................................................................................................................................. 5

2.4 Secado Indirecto ................................................................................................................. 6

2.5 Clasificacin De Secadores .............................................................................................. 6 2.5.1 Secadores Indirectos ..................................................................................................... 7

2.6 Secador Multicoil Kvaerner de Chagres. ....................................................................... 10 2.6.1 Parmetros de diseo .................................................................................................. 192.6.2 Especificaciones tcnicas ............................................................................................ 19

CAPTULO 3: DESARROLLO DE PLANILLAS ........................................................................ 25

3.1 Horno De Secado .............................................................................................................. 26

3.2 Filtro de Manga ................................................................................................................. 27

3.3 Parametros de calculo. .................................................................................................... 47 3.3.1 Horno de Secado ......................................................................................................... 293.3.2 Filtro de manga ............................................................................................................ 29

CAPTULO 4: RESULTADOS Y DISCUCIONES ....................................................................... 30

4.1 Validacin de programa, segn datos de diseo. ........................................................ 47

4.2 Balances de masa y energa para operacin de Secado ............................................. 47


7/82

vii

4.3 Flujo de vapor de agua para proceso de Secado ......................................................... 47

4.4 Flujo de aire de arrastre para proceso de Secado ........................................................ 47

4.5 Evaluacin de arsnico segn distintos porcentajes .................................................. 47

4.6 Humedad de entrada y salida. ......................................................................................... 47

4.7 Resumen de programa computacional. ......................................................................... 47

CAPTULO 5: CONCLUSIONES ................................................................................................ 50

CAPTULO 6: BIBLIOGRAFA.................................................................................................... 51

ANEXO ......................................................................................................................................... 53

7.1 Balances de masa en secador. ....................................................................................... 47

7.2 Balances de energa en secador ..................................................................................... 47

7.3 Balances de masa en filtro de manga. ........................................................................... 47

7.4 Balances energa en filtro de manga .............................................................................. 69

7.5 Ecuaciones. ....................................................................................................................... 71

APENDICE ................................................................................................................................... 72


8/82

viii

INDICE DE TABLAS

Tablas del Captulo 2 .

Tabla 2.1: Especificaciones Generales del Sistema de Filtro de Manga ......................... 20

Tabla 2.2: Dimensiones Generales del Sistema de Extraccin de Vahos ........................ 21

Tabla 2.3: Dimensiones Generales del Sistema de Transporte Neumtico ..................... 22

Tabla 2.4: Dimensiones Generales e Informacin de Proceso del Secador de la Fundicin

Chagres ................................................................................................................... 23

Tablas del Captulo 3.

Tabla 3.1: Distribucin en peso determinada de elementos y especies mineralgicas. ... 28

Tabla 3.2: Datos de Fundicin Chagres para dos hornos de secado en funcionamiento. 29

Tabla 3.3: Parmetros del filtros de manga. ................................................................. 29

Tablas del Captulo 4.

Tabla 4.1: Datos de diseo para validar planillas de secado, en balances de energa. ..... 30

Tabla 4.2: Balance de energa de validacin, segn datos de diseo con 100% CuFeS 2. . 31

Tabla 4.3: Variacin entre datos de diseo y validacin de planillas. ............................. 31

Tabla 4.4: Balance de energa para Caso 1, segn datos de diseo. .............................. 32




Tabla 4.8: Cantidad de vapor necesario y energa para balances de energa, segnparmetros de diseo para los distintos casos y sus respectivos porcentajes de

variacin. ................................................................................................................. 35

Tabla 4.9: Balance de masa segn parmetros de anlisis qumico inicial. .................... 37


9/82

ix

Tabla 4.10: Balance de masa para Caso 1, de acuerdo a especies mineralgicas

utilizadas. ................................................................................................................. 37

Tabla 4.11: Balance de energa para Caso 1, de acuerdo a especies mineralgicas

utilizadas. ................................................................................................................. 38


utilizadas. ................................................................................................................. 38


utilizadas. ................................................................................................................. 39


utilizadas. ................................................................................................................. 39

Tabla 4.15: Balance de energa para Caso 3, de acuerdo a especies mineralgicasutilizadas. ................................................................................................................. 40


utilizadas. ................................................................................................................. 40


utilizadas. ................................................................................................................. 41

Tabla 4.18: Flujo de Vapor de agua necesario para proceso de secado. ........................ 42

Tabla 4.19: Energa necesaria para el proceso de secado. ............................................ 43

Tabla 4.20: Comparacin de composicin de vahos para distintos flujos de aire de

arrastre. ................................................................................................................... 45

Tabla 4.21: Comparacin de temperatura de roco, vapor de agua y humedad absoluta,

para distintos flujos de aire de arrastre. ...................................................................... 45

Tabla 4.22: Comparacin de 3 porcentajes de arsnico ocupados en el anlisis qumico,

con su respectivo porcentaje de diferencia. ................................................................ 46

Tabla 4.23: Variacin de humedad de entrada y salida ................................................. 46

Tabla 4.24: Entrada de datos para programa computacional ......................................... 46


10/82

x

INDICE DE FIGURAS

Figuras del Captulo 1.

Figura 1.1: Diagrama de Bloques para la Obtencin de Productos de Cobre. ...................... 1


Figura 2.1: Secador de bandeja al vacio .................................................................................... 9

Figura 2.2: Secador de bandeja batch al vacio ......................................................................... 9

Figura 2.3: Secador rotatorio con tubo de vapor .................................................................. 10

Figura 2.4: Ejemplo tipico de secador rotatorio al vacio ....................................................... 11

Figura 2.5: Secador de doble cono .......................................................................................... 12

Figura 2.6: Secador horizontal agitacin ................................................................................. 13

Figura 2.7: Vista de Elevacin y Corte del Secador Multicoil Kvaerner. .............................. 14

Figura 2.8: Sistema de Retirada del Condensado en las Espiras ......................................... 15

Figura 2.9: Secador Multicoil con concentrado y sistema de remocin de Vahos ............. 17

Figura 2.10: Esquema general de la Unidad de Secado de Chagres (Kvaerner)................. 18


Figura 3.1: Diagrama de flujo de Unidad de Secado en Fundicin Chagres. ...................... 25Figura 3.2: Diagrama de flujo en horno de secado. ............................................................... 26

Figura 3.3: Diagrama de flujo en filtro de mangas. ................................................................ 27


Figura 4.1: Vapor necesario para proceso de secado en cada uno de los casos. .............. 43

Figura 4.2: Energa necesaria para proceso de secado en cada uno de los casos. ........... 44

Figura 4.3: Resumen de programa computacional. ............................................................... 49


11/82

1

CAPTULO 1: INTRODUCCIN

Actualmente Chile es el mayor productor de cobre del mundo, con una produccin promedio de

5,4 millones de toneladas mtricas, lo que corresponde al 34% de la produccin mundial. En lanaturaleza, este metal se presenta como minerales oxidados y sulfurados. Los oxidados seprocesan va hidrometalrgica, donde el mineral es apilado y expuesto a un solvente (solucinlixiviante cida) que recupera el cobre como Cu2+, mientras que los sulfurados siguen la vapirometalrgica, tratando trmicamente el concentrado de minerales de cobre obtenidos a partirde la flotacin. La Figura 1.1 esquematiza el proceso productivo del cobre, desde que essacado de la mina hasta que se obtiene el cobre como ctodos.

Figura 1.1: Diagrama de Bloques para la Obtencin de Productos de Cobre.

MINA

Chancado

Molienda

Flotacin

Secado

Fusin

Conversin

Refinacin

Electro-Refinacin

Lixiviacin

Extraccin porsolventes

Electro-Obtencin

Cementacin

PRODUCTOS


12/82

2

En la va pirometalrgica, se considera en algunas ocasiones una etapa de secado antes deltratamiento en los hornos y convertidores a altas temperaturas. En particular en FundicinChagres, el proceso de secado permite preparar el concentrado de cobre obtenido de laflotacin, que arriba con una humedad alrededor del 8%, la cual debe ser reducida aaproximadamente 0,2%; ya que posteriores operaciones requieren un mnimo de humedad,como es el caso del Horno Flash. En general existen varias razones para extraer humedad deun producto, por ejemplo:

Permitir el transporte o almacenaje del producto, con la consecuente disminucin de loscostos que estas operaciones involucran.

Transformar el producto a un estado que permita procesarlo en alguna operacin posterior.

En el caso de Chagres, el propsito de disminuir la humedad que trae el material que se

carga en el Horno Flash a un mximo de 0,2% y permitir de esta forma el proceso decombustin Flash del horno.

La implementacin de nuevas tecnologas en la obtencin del cobre por medio de lapirometalurgia han permitido aprovechar de mejor manera la energa liberada por las reaccionesqumicas, generando vapor de agua usado como medio de calefaccin en secadores rotatoriosindirectos continuos (rota tubos, rota espiras o rota discos), que a diferencia de los directos,reduce el escape de material particulado. Adems se opera a una mayor temperatura, lo que

evita la posibilidad de descomponer compuestos sulfurados que producen emisiones de azufre,y no utiliza combustibles fsiles.


13/82

3

1.1 Objetivos del Trabajo

En base a lo expuesto anteriormente se plantean los siguientes objetivos para este trabajo:

1.1.1 Objetivo general

Confeccionar balances de masa y energa del proceso de secado, en un softwaregeneral como Microsoft Excel para un secador indirecto de concentrado de cobre.

1.1.2 Objetivos especficos

Determinar los flujos de aire de arrastre y vapor de agua necesarios para el procesogeneral.

Efectuar un anlisis crtico del modelo construido para simplificarlo y constituir a partirde l, un sistema de apoyo al operador de secador.

Construir una herramienta de apoyo a la ingeniera, detalles, construccin y puesta enmarcha para nuevos procesos de secado.


14/82

4

CAPTULO 2: ANTECEDENTES TERICOS

2.1 Antecedentes Generales.

El cobre es uno de los metales antiguamente ms utilizados, desde tempranas pocas elhombre descubri sus propiedades de maleabilidad y ductilidad, el cobre y su aleacin conestao y bronce, adquirieron tanta importancia que los historiadores han llamado Edad delCobre y Edad del Bronce a dos periodos de la Prehistoria, VI milenio a.C y IV milenio a.Crespectivamente,

Actualmente el cobre y sus aleaciones tienen mltiples usos en nuestra vida diaria, aplicacionesque van desde las ms obvias hasta las ms ocultas. Est presente en la arquitectura yconstruccin, donde se destaca su sorprendente belleza, como tambin su uso en caeras,cables elctricos, energa solar y el impacto positivo que ha demostrado el metal rojo en el reade la eficiencia energtica en refrigeracin.

En la actualidad la mayor parte del cobre disponible aparece disperso en grandes reas,mezclado con otros minerales y con roca estril. Estos son los yacimientos porfdicos, que slopudieron ser explotados cuando se desarrollaron las habilidades metalrgicas necesarias paraseparar y recuperar el metal.

Hay una gran cantidad de compuestos que contienen Cobre, que se clasifican en dos grupos:los minerales sulfurados y los minerales oxidados. Existen en la actualidad dos mtodosutilizados para la extraccin de minerales de cobre. Tradicionalmente para la extraccin de losminerales oxidados de cobre se utiliza la va hidrometalrgica, en cambio para la extraccin deminerales sulfurados de cobre, sean estos de tipo primario o secundario, la opcin de extraccines va pirometalrgica. Es as como en la actualidad, aproximadamente el 80% de la produccinde cobre de mina se obtiene por esta va, mientras el 20% restante es producido por tratamientohidrometalrgico de minerales oxidados y en menor medida de minerales sulfurados lixiviables.

2.2 Pirometalurgia del cobre.

Es el ms importante y ms antiguo de los mtodos extractivos de metales utilizado por elhombre, en que la obtencin y refinacin de los metales se procede utilizando calor, como en elcaso de la fundicin, procurando siempre hacer una operacin rentable y cumpliendo con lasnormativas ambientales vigentes.


15/82

5

2.3 Secado

El secado es un proceso mediante el cual se elimina la humedad o agua contenida en un slidohmedo, a travs de la evaporacin de la humedad por medio de una corriente gaseosa, comogases de combustin o vapor de agua.

El requisito bsico para la evaporacin es que la presin de vapor del agua sea mayor que lapresin parcial del agua en la atmsfera circundante (Terkel,1987).

Conceptualmente, el secado trmico de un concentrado de cobre es una operacin unitariapirometalrgica, ya que corresponde a una deshumidificacin de ste.

Cuando el concentrados que entran al secador con un 8-12% en peso de contenido de H 2O, yen la salida los contenidos de agua son tan bajos como 0,1-0,3% en peso de H 2O, este casonormalmente se denomina secado a muerte.

Dependiendo del tipo de proceso posterior, las razones principales por las que se secan losconcentrados corresponde a:

Reducir los costos de transporte, por las caractersticas del sistema de fusin. Mejorar el carguo y la operacin de los hornos de fusin/conversin de concentrados.

Mejorar el balance trmico de la operacin siguiente de fusin/conversin.

Desde el punto de vista termodinmico el proceso ms importante asociado al secado es ladeterminacin de la temperatura y del aire de arrastre necesario para obtener un determinadosecado.

Las operaciones de secado pueden clasificarse segn sean discontinuas (o lotes) o continuas .En el secado por lotes el material a secar est esttico, de modo que el medio de calefaccinfluye continuamente. Por otro lado, en el secado continuo tanto el slido hmedo como el mediode calefaccin pasan continuamente por el interior del equipo.

Dentro de los tipos de secado, se encuentra el secado de alimentos, que es una de las tcnicasms antigua para la conservacin de alimentos. El propsito principal de la deshidratacin dealimentos es prolongar la durabilidad del producto final, como tambin la disminucin del pesodel alimento para facilitar ahorro de transporte y almacenamiento, ofrecer mayor variedad alconsumidor y facilidades de manejo.


16/82

6

2.4 Secado Indirecto

En este tipo de operacin, el calor no es transferido mediante la conveccin como en el secado

directo, sino el fenmeno de transferencia que predomina es la conduccin. El material hmedono est en contacto directo con el medio de calefaccin, si no que ambos son separadosmediante un medio slido con alta conductividad trmica, de modo que la resistencia a latransferencia sea baja. En este tipo de secado, pueden distinguirse cinco elementos principales:

Fuente de calor: Corresponde al medio de calefaccin que aporta la energa trmica necesariapara el calentamiento y posterior remocin de la humedad por evaporacin. Comnmente sonutilizados vapor de agua, agua caliente, aceite caliente, gases de combustin, sal fundida.

Superficie de intercam bio de calor: Corresponde al medio fsico que separa el material slido

hmedo de la fuente de calor. Por lo general son fabricados de materiales metlicos con altaconductividad trmica, tales como cobre y acero.

Material hm edo: El slido hmedo puede tomar muchas formas diferentes, desde lminashasta pastas. En el rea metalrgica, la forma en que se encuentra el material es como unslido granulado.

Fase sobre el lecho : Esta es la fase receptora de la humedad evaporada desde el lecho. En elcaso de secado al vaco, esta fase estar formada netamente por el vapor de la humedad a unabaja presin. Por otro lado, la fase circundante puede ser un gas inerte, tal como aire, cuyafuncin es arrastrar el vapor generado por la remocin de la humedad.

Dispos itivo de agitacin: Su funcin es agitar y mezclar el lecho slido con el gas, con lafinalidad de eliminar los gradientes de temperatura y humedad al interior del lecho.

2.5 Clasificacin De Secadores

Hay varias maneras de clasificar los equipos de desecacin. Las dos clasificaciones ms tilesse basan en: 1) el mtodo de transmisin de calor a los slidos hmedos, o 2) lascaractersticas de manejo y las propiedades fsicas del material hmedo. El primer mtodo declasificacin revela las diferencias en el diseo y el funcionamiento del secador, mientras que elsegundo es ms til para seleccionar entre un grupo de secadores que se someten a unaconsideracin preliminar en relacin con un problema de secado especfico.


17/82

7

Secadores directos: Las caractersticas generales de operacin de los secadores directos son:

1. El contacto directo entre los gases calientes y los slidos se aprovecha para calentarestos ltimos y separar el vapor.

2. Las temperaturas de secado varan hasta 700C, que es la temperatura limitante para

casi todos los minerales de uso comn. A mayores temperaturas, la radiacin seconvierte en un mecanismo de transmisin de calor de suma importancia.

3. A temperaturas de gases inferiores al punto de ebullicin, el contenido de vapor de ungas influye en la velocidad de secado y el contenido final de humedad del slido. Contemperaturas de gas superiores al punto de ebullicin en todos los puntos, el contenidode vapor del gas tiene solo un ligero efecto de retraso en la velocidad de desecacin yel contenido final de humedad.

4. Para desecaciones a temperaturas bajas y cuando las humedades atmosfricas sonexcesivamente elevadas, quiz sea necesario deshumidificar el aire de secado.

2.5.1 Secadores Indirectos

Un secador indirecto, tambin conocido como de contacto o conductivo, son equipos donde elmedio de calefaccin est separado del material objetivo a secar. El calor es conducido desdeel medio de calefaccin mediante la conduccin de la superficie de una pared separadora haciael material hmedo. Normalmente, la temperatura de dicha superficie vara desde 40 C(secado por congelacin) hasta 300 C (secado por calentamiento indirecto mediantecombustin directa de productos tales como lodos residuales). El rol del aire de arrastre esprincipalmente retirar los vahos de humedad producida por la evaporacin.

Los secadores indirectos presentan una serie de ventajas, que pueden resumirse en lasiguiente lista (Mujumdar, 2007):

Gran eficiencia energtica debido a que la corriente de los gases de escape es reducida,con lo que se reduce el calor arrastrado.

Ahorro en costos de energa, ya que la fuente de calentamiento puede ser el calor residualde otro proceso.

Mnima necesidad de limpieza de los gases de escape, debido al reducido flujo requerido.

Baja emisin de finos y partculas por arrastre de gas, facilitando el proceso de limpieza.

El tamao de sopladores y red de ductos interconectado para el gas son pequeos encomparacin al secado directo.


18/82

8

En el rea metalrgica, el secado es generalmente llevado a cabo en la etapa de materia primao manipulacin del producto. Las razones de esta operacin pueden ser resumidas en lasiguiente lista (Mujumdar, 2007):

Ahorro en los gastos de transporte si el mineral es trasladado a grandes distancias.

Facilita la manipulacin en cintas transportadoras, camiones, contenedores, entre otros. Mejoramiento de eficiencia de los procesos subsiguientes al secado, tales como cribado y

precipitacin electroesttica..

Minimiza o elimina problemas de manipulacin de slidos hmedos debido a congelacinen climas fros.

En algunos procesos, tales como fusin flash , puede requerir slidos completamente secoscomo una necesidad para una operacin eficiente.

Tipos de Secadores Indirectos

Secadores de band ejas batch (Mujumd ar, 2007)

El slido es depositado en bandejas que estn dispuestas dentro de una estructura estante, queson calentadas por un medio de calefaccin, el cual puede ser vapor a elevadas presiones paracalentamiento moderado o alto hasta vapor sub-atmosfrico para temperaturas bajas, aceitecaliente e incluso calentamiento elctrico para unidades pequeas. El nmero de estantes

puede variar desde 1 a 20 por unidad de longitud.

En los diseos estndar, todos los estantes estn dentro de una sola cmara, pero una formaalternativa es dividir el secador en un nmero de cmaras separadas para permitir mayorflexibilidad en la operacin. Tpicamente, cada bandeja puede ser cargada con 40 kg dematerial hmedo por metro cuadrado.

La eficiencia trmica de un secador de bandeja al vaco es, casi siempre, de orden del 60 a80%. La potencia requerida para secadores es solo la necesaria para el sistema de vaco, paravacio de 680 a 735 mmHg, el consumo es del orden de 0,06 a 0,12 kW/m 2 de bandeja.


19/82

9

Figura 2.1: Secador de bandejas al vaco. (Stokes Equipment Division, Pennwalt Corporation)

Figura 2.2: Secador de bandeja batch al vaco.


20/82

10

Secador rotatorio d e contacto ind irecto (Mujum dar, 2007)

Consiste en una carcasa cilndrica, inclinada levemente (1 a 5) respecto de la horizontal, parafacilitar el transporte del material hmedo a travs de s, en la cual un nmero de tuboscalentados interiormente con vapor son ubicados simtricamente en una, dos o tres corridas

concntricas. Estos tubos pueden ser simples tuberas con drenado de condensado (manifold obayoneta), soportando una presin de vapor al interior de 4 10 bares.

La eficiencia trmica de estos secadores se encuentra en el rango 70% - 90%, si est bienaislado. Por otro lado, los coeficientes de transferencia de calor pueden variar desde 30 a 85[W/m2K], pudiendo ser mayor en la medida que el efecto de radiacin comience a tomarimportancia. Los flujos de calor necesarios, llevando vapor saturado desde 140 170 C, vandesde 3400 a 6800 [W/m2K] para materiales difciles de secar y productos orgnicos, y hasta11350 [W/m2K] para finos de materiales inorgnicos.

Figura 2.3: Secador rotatorio con tubo de vapor. (General American Transportation Corp.)


21/82

11

Secado res ro tator ios batc h al vaco (Muju m dar, 2007)

Este tipo de secador es esencialmente una vasija rotatoria que contiene el material hmedo ensu interior. Contiene una cmara calentada al vaco, la cual rota sobre un eje horizontal. Elmaterial es cargado a travs de una abertura de carga a la vasija, que luego es cerrada y

ajustada a la presin deseada. El calor es suministrado mediante el calentamiento delenchaquetado. La vasija gira sobre el eje, dndole movimiento al material hmedo, a unavelocidad de 5 rpm para unidades grandes y a 30 rpm para unidades ms pequeas. Loscoeficientes globales de estos secadores varan desde 30 a 200 [W/m 2K], dependiendofuertemente de la resistencia entre la pared del enchaquetado interno y el slido.

Figura 2.4: Ejemplo tpico de secador rotatorio al vaco. (Blaw-Knox Food & ChemicalEquipment Inc.)


22/82

12

Secador de co no (Mujum dar, 2007)

Es un tipo de secador agitado donde la vasija tiene la forma de un cono invertido, concapacidades desde 50 litros hasta 25 m 3 de slido cargado. La accin de agitado esproporcionada por un tornillo montado internamente que rota sobre su propio eje y mueve

alrededor de su brazo orbitando al secador. Este tornillo puede ser calentado para proporcionarun calentamiento adicional de entre un 10 30%. El medio de calefaccin puede ser vapor,agua o aceite caliente, entre las temperaturas de 50 150 C y una presin en el rango de 3 30 [kPa] absolutos. El vapor generado es removido de la vasija por una bomba de vaco,pudiendo ser condensado para recuperacin de solventes. Para el diseo propuesto, elcoeficiente de transferencia de calor est alrededor de 60 [W/m 2K].

Figura 2.5: Secador de doble cono. (Stokes Equipment Division, Pennwalt Corp.)

Secador ho rizontal agitado (Mujum dar, 2007)

Consiste en una coraza esttica horizontal, en la cual un conjunto de palas del agitadormontadas en un eje central mezcla y transporta el material humedecido. El calor essuministrado por la circulacin de agua, vapor o algn fluido caliente a travs del enchaquetadode la carcasa y, para unidades ms grandes, por el hueco interior del eje central.

Un ejemplo de este tipo de secador es un secador de paletas. El agitador consiste en un ejerotatorio al cual estn unidas paletas, pudiendo ser tambin discos o espiras. Las velocidadesde rotacin pueden variar entre 10 30 rpm. La alimentacin hmeda entra por un lado de lacarcasa y sale por el lado opuesto. En este tipo de equipo, el coeficiente global de transferenciade calor es aproximadamente 50 [W/m2K]. Sin embargo, para slidos con humedad superficialse esperan valores muy superiores.


23/82

13

Figura 2.6: Secador horizontal agitacin.

2.6 Secador Multicoil Kvaerner de Chagres (Cia. Minera Disputada de las Condes, InformeTcnico, 2001)

El equipo cuenta con una carcasa exterior, cuyo fondo tiene una geometra cilndrica y sobre elcentro tiene una forma rectangular. Dentro de la carcasa est montado el sistema decalefaccin que consta de un rotor central dotado con 54 espiras de 6 y 3 anillos. Las primerasseis espiras de 3 anillos permiten un mejor flujo de concentrado en estado hmedo y pastoso alingreso del secador. La Figura 2.7 muestra la elevacin y el corte de la carcasa conteniendo elsistema de calefaccin.


24/82

14

Figura 2.7: Vista de Elevacin y Corte del Secador Multicoil Kvaerner.

El vapor es suministrado desde una caldera al rotor por medio de una unin rotativa, equipadade mangueras flexibles que se conectan a las caeras de la alimentacin y drenaje. Luego, la

distribucin del medio de calefaccin desde el tubo central a los anillos de cada espira esmediante tubos radiales manifolds . Luego, el condensado producido fluye en los tubos de laespira, hacia un punto debajo de cada anillo, depositndose en este punto mientras gira.Durante la rotacin, es levantado y descargado al tubo central (rotor) a travs de los tubosradiales manifolds . Para evitar el retorno del lquido, se han soldado tubos anti-retorno dedimetro menor, que conectan los anillos al tubo del rotor. El drenado del condensado se hacepor medio de un tubo sifn, necesitando una pequea diferencia de presin entre el vapor y elsistema del lquido. La Figura 2.8 muestra el sistema de retirada del condensado.

Salida de vahosIngreso mineral

Carcasa Entradavapor

Salidacondensado

Salida mineral Sistema decalefaccin

Unidadmotriz

Sello

(a) Elevacin

Salida mineral

(b) Corte

Carcasa


25/82

15

Figura 2.8: Sistema de Retirada del Condensado en las Espiras

La dosificacin y cantidad de concentrado a introducir al secador se efecta en las tolvas de lafundicin desde donde mediante dos correas transportadoras, el mineral hmedo es dirigidohacia una tolva de recepcin para luego ser repartida en lo que se denomina chute de pantalndel secador. La entrada del secador est provista de una vlvula de doble compuerta que regulala cantidad de mineral hmedo que ingresa y provee el sello necesario para evitar la entrada deaire no contralado. El vapor fluyendo al interior del rotor y las espiras proporciona el calornecesario para la remocin del contenido de humedad del slido a secar de modo indirecto. Elavance del material slido est garantizado con la adicin de paletas deflectoras en lasprimeras espiras, mientras que en las ltimas la fluidez es producto de la gravedad debido a ladiferencia de altura con el punto de salida del secador. Una vez seco, el concentrado esdescargado a travs de una compuerta regulable que permite controlar el grado de llenado alinterior del secador, elevando o bajando su nivel. El nivel de llenado apropiado esaproximadamente 1 metro sobre el eje del rotor, con lo que el rea de transferencia del secadores utilizada al mximo y la temperatura de la superficie de calefaccin sea lo ms baja posible.La humedad evaporada en el proceso es arrastrada por aire seco proveniente del transporteneumtico y del aire de complementacin de barrido. Debido al posible arrastre de finos, lamezcla de aire y humedad pasa a travs de un filtro de mangas de modo que los finos sean

Tubos manifolds deespiras

Entrada de vapor

Rotor

Acumulacinde condensado

Anillos

Tubos anti retorno decondensado

Tubo sifn

Condensado

Vapor


26/82

16

retenidos. La mezcla gaseosa debe tener una temperatura de punto de roco de al menos 10 Cms baja que la de operacin para garantizar as que no habr condensacin en los ductos yfiltro des de salida. Luego, es expulsada a la atmsfera por medio de un ventilador extractor devahos1 a travs de una chimenea de descarga. Hay que destacar que el sistema de filtros demangas cuenta con un sistema de limpieza a base de aire comprimido a una presin de 6 8[bar] con una capacidad de 1 [m3/ min]. La Figura 2.9 muestra un esquema general del secadory del sistema de remocin de vahos.

Una vez que el concentrado sale del secador, es recepcionado en un harnero vibratorio quetiene como objetivo eliminar las partculas de gran tamao que puedan eventualmenteperjudicar el transporte neumtico. Ests partculas son dirigidas a una tolva de rechazos,mientras el resto de las partculas son transportadas hacia un sistema de ciclones yalmacenadas en los contenedores disponibles.

El sistema de transporte neumtico cuenta con los siguientes equipos y elementos principales:

Soplador (compresor) tipo roots de aire comprimido para el transporte neumtico

Sistema de Air Lift compuesto de un cilindro con la funcin de sellar y alimentar el eyectorde transporte neumtico. Una boquilla eyectora est instalada al interior del cuerpocilndrico para el arrastre e impulsin del concentrado seco a travs de la caera decaptacin y de transporte hasta los ciclones.

1 Vahos: Gases producto de secado.


27/82

17

Figura 2.9: Secador Multicoil con Concentrado y Sistema de Remocin de Vahos.

Separador de expansin tipo impacto primario, cuya funcin es separar el material seco delaire de transporte

Ciclones de separacin secundarios, con funcin auxiliar de separacin del slido seco

Ventilador auxiliar para retornar el aire de impulsin neumtica al secador una vez queabandona los ciclones

En la Figura 2.10 se muestra un esquema general del funcionamiento de la unidad de secadousado en la Fundicin Chagres. El nmero 2 de la Figura indica un segundo secador operandoen paralelo.

Mangas

Descarga devahos

Chimenea

Vlvula diafragmaSistema de limpieza

Entrada vapor

Salidacondensado

Vlvula dealimentacin

Descarga concentrado

Alimentacinconcentrado

Soplador

Talud del mineral

Unidadmotriz

Aire de barrido

Aire de barridocomplementario

Espiras

Rotor


28/82

18

Figura 2.10: Esquema General de la Unidad de Secado de Chagres (Kvaerner)

E s t a n q u e

d e

e x p a n s

i n

C i c l o n e s

T o l v a c a r g a

c o n c e n

t r a d o

C h u t e d e

r e c h a z o s

H a r n e r o

v i b r a t o r

i o

B o m

b a

A i r

l i f t

S o p

l a d o r

R o o

t

A i r e e x

t e r i o r

A i r e

d e b a r r

i d o

A i r e

d e b a r r

i d o c o m p l e m e n

t a r i o

V a p o r

C o n

d e n s a d o

D r e n a

j e

d e

c o n d e n s a

d o

V e n

t e o

V e n

t e o

C h u t e

p a n t a l

n

A i r e

c o m p r

i m i d o

E s t a n q u e

p u l m n

V a h o s

F i l t r o

d e

m a n g a s

S e c a d o r

V a p o r c o n t r a

i n c e n d

i o s

S i s t e m a

d e t r a n s p o r t e

n e u m

t i c o

2

2

2

2


29/82

19

2.6.1 Parmetros de diseo

El secador fue diseado especficamente para evaporar una humedad equivalente de 5.520[kg/h] como capacidad mxima, para un flujo de concentrado seco nominal de 65 [ton/ h] con un

8% de humedad, base hmeda 2. Esta capacidad es supuesta como el resultado de minimizarlos elementos disponibles con el objetivo de producir un equipo ms econmico y compacto.

Los parmetros de operacin mximos fijados por el fabricante son los siguientes:

Presin del vapor de calefaccin: 20 [bar]

Temperatura del vapor de calefaccin: 212 C Consumo de vapor de calefaccin: 8.824 [kg/ h] Superficie de intercambio del rotor multiespiras: 460 [m2]

Fraccin de llenado: Alrededor de 75%

Temperatura de entrada del concentrado: 20C

Temperatura de salida del concentrado: 120 C

Humedad de salida del concentrado: 0,2% (base hmeda)

Flujo de aire de barrido de los vahos: 8.505 [kg/ h]

Temperatura de vahos: 120 a 140C

Temperatura de aire de arrastre: 20C.

2.6.2 Especificaciones tcnicas

A continuacin se presentan las especificaciones tcnicas principales de cada componentedel sistema de secado.

2 Base hmeda: se refiere al producto incluyendo el agua que normalmente posee en cualquier etapa deun proceso.


30/82

20

Filtro de mangas

Tabla 2.1: Especificaciones Generales del Sistema de Filtro de Manga 3

Datos de Proceso

Gases de escape, vapor 5.520 [kg/ h]

Gases de escape, gas inerte 8.500 [kg/ h]

Concentracin de polvos de salida (despus de recinto debolsas)

10 30 [mg/Nm ]

Capacidad del filtro 82 [m / m h]

Tipo de filtros

Nmero de filtros 2

rea de los filtros 246 [m ]Nmero de filtros de manga 169

Dimensiones principales

Ancho del filtro 3.000 [mm]

Altura sobre el filtro 4.250 [mm]

Longitud de la coraza 3.200 [mm]

Datos de diseo

Presin de diseo 0,05 [bar]

Temperatura de diseo 140 [C]

Condiciones de funcionamiento del filtro

Flujo de aire 8.500 [kg/ h]

Flujo de agua evaporada 5.520 [kg/ h]

Flujo de vahos 20.000 [m / h]

Flujo de vahos (Condicin normal) 13.900 [Nm / h]

Temperatura normal 120 [C]

Temperatura mxima 140 [C]

Punto de roco 85 [C]

Mxima entrada de polvos 50 [g/ Nm ]Contenido de humedad absoluta del aire 0,65 [kgH2O/kgAS]

3 Fuente: Cia. Minera Disputada de las Condes, Informe Tcnico (2001)


31/82

21

Ventilador de extraccin de gases

Tabla 2.2: Dimensiones Generales del Sistema de Extraccin de Vahos 4

Datos de proceso

Capacidad del ventilador (condicin de diseo) 21.000 [m / h]Gases de escape, vapor 5.520 [kg/ h]

Gases de escape, gas inerte 8.500 [kg/ h]

Concentracin de polvos 30 [mg/Nm3]

Tipo de ventiladores

Nmero de ventiladores 2

Velocidad de rotacin 1.738 [rpm]

Velocidad crtica 2.620 [rpm]


Ancho del ventilador 1.475 [mm]

Ancho global del ventilador 1.700 [mm]

Altura sobre el ventilador 1.622 [mm]

Longitud de la coraza 3.000 [mm]

Datos de diseo

Presin de diseo (manomtrica) 500 [mmH2O]

Temperatura de diseo 140 [C]



32/82

22

Sistema de transporte neumtico

Tabla 2.3: Dimensiones Generales del Sistema de Transporte Neumtico 5

Soplador tipo roots

Caudal de operacin real (local) 58 [m / min]

Presin manomtrica de aire comprimido 45 [kPa]

Velocidad de rotacin 1.600 [rpm]

Air l ift

Capacidad 80 [ton/ h]

Presin manomtrica de entrada 25 30 [kPa]

Presin manomtrica en la cmara de

fluidizacin

15 25 [kPa]

Presin manomtrica en transporte neumtico 25 30 [kPa]

Sistema de ciclones

Nmero de ciclones 2

Eficiencia separacin de expansin 80 90%

Eficiencia de ciclones 90%

Ventilador auxiliar

Caudal de operacin real (100 C) 4.600 [m / h]

Presin manomtrica 2,5 [kPa]

Velocidad de rotacin del ventilador 1.017 [rpm]

Potencia 30 [hp]



33/82

23

Unidad de Secado

Tabla 2.4: Dimensiones Generales e Informacin de Proceso del Secador de la Fundicin

Chagres6

Datos de proceso

Capacidad (entrada de base total) 65 [ton/ h]

Humedad de entrada, base hmeda 8%

Humedad de salida mxima, base hmeda 0,20%

Flujo de agua evaporada mxima 5.520 [kg/ h]

Flujo total de aire de barrido 8.500 [kg/ h]

Medio de calefaccin

Presin de vapor saturado 20 [bar]Temperatura del vapor saturado 212 [C]

Flujo de vapor saturado 8.824 [kg/ h]


Largo del secador 8.480 [mm]

Dimetro del secador (seccin circular) 2.772 [mm]

Altura sobre el eje (seccin rectangular) 1.664 [mm]

Dimetro interno de tubo central del rotor 1.150 [mm]

Dimetro exterior del tubo central del rotor 1.220 [mm]

Largo del tubo central del rotor 8.350 [mm]

Nmero de espiras 54

Nmero de anillos por espira 6

Dimetro interno de los tubos anulares 53 [mm]

Dimetro externo de los tubos anulares 60,3 [mm]

Nmero de tubos radiales 5

Largo de los tubos radiales 680 [mm]

Dimetro del eje 380 [mm]

Superficie total de transferencia de calor 460 [m ]



34/82

24

Continuacin Tabla 2.4

Datos de diseo

Factor de seguridad del diseo 1,1

Presin de diseo del sistema de calefaccin 20 [bar]

Temperatura de diseo del sistema de calefaccin 212 [C]

Presin de diseo de la batea atmosfrica

Temperatura de diseo de la batea 130 [C]


35/82

25

CAPTULO 3: DESARROLLO DE PLANILLAS

En la realizacin de este trabajo se utiliz el programa Microsoft Excel para resolver las planillas

de los balances de masa y energa.En cada planilla se encuentran los clculos realizados para determinar los flujos de entrada ysalida de la operacin de secado (para los 2 secadores en funcionamiento y sus respectivosfiltros de manga), mediante balances de masa y energa, como se aprecia en la Figura 3.1. Los balances se basan bajo el principio de la Ley de conservacin de la masa y energa 7:

Masa entrada = Masa salida Ecuacin 3-1

Energa entrada = Energa de salida + Prdidas de calor Ecuacin 3-2

Figura 3.1: Diagrama de flujo de Unidad de Secado en Fundicin Chagres.

7 Ley de conservacin de la masa y energa o ley de conservacin de la materia, seala que la masa yenerga consumida de los reactivos es igual a la masa y energa obtenida de los productos.


36/82

26

3.1 Horno De Secado

En la planilla del horno de secado, se ha dispuesto para la utilizacin de 2 secadores en planta.

Est compuesta por flujos de entrada, que son la mezcla de concentrado hmedo, vapor y airede arrastre; mientras que los flujos de salida son el concentrado seco, condensado, vahos * yevaporacin.

Los compuestos utilizados en los flujos de entrada y de salida es:

Mezcla de Concentrado.

Concentrado seco.

Polvo de vahos.

Aire de arrastre: O2 y N2. Vapor H2O(g).

Condensado H2O(l).

Vahos: O2, N2 y H2O(g).

Agua residual (agua lquida contenida en el concentrado seco).

Figura 3.2: Diagrama de flujo en horno de secado.

* Vahos: Gases producto de secado.


37/82

27

3.2 Filtro de Manga

La planilla para el filtro de manga, est compuesta por flujos de entrada, que son vahos y polvo

en vahos; mientras que los flujos de salida sern polvo recuperado, polvo emitido y vahos*

yevaporacin.

Los compuestos utilizados en los flujos de entrada y de salida es:

Polvo en vahos.

Polvo emitido.

Polvo recuperado.

Vahos: N2, O2 y H2O(g).

Figura 3.3: Diagrama de flujo en filtro de mangas.

* Vahos: Gases producto de secado.


38/82

28

3.3 Parmetros de clculo

Para llevar a cabo las planillas de los balances de masa y energa se ocup una distribucin

qumica determinada, con datos provenientes de Fundicin Chagres, especificada en la Tabla3.1. A partir de ella se trabajo con cuatro alternativas diferentes, con distintas especiesmineralgicas y porcentaje de composicin.

Tabla 3.1: Distribucin en peso determinada de elementos y especies mineralgicas.

Anlisis Qumico

Distribucin %

Cu 26,10

Fe 27,80S 30,60

As 0,12

SiO2 11,20

Al2O3 3,16

CaO 1,02

Total 100,00

Siendo las 4 alternativas:

i. Caso 1 : 74,5% CuFeS2 (Calcopirita), 5,3% FeS2 (Pirita), 4,2% FeS (Troilita), 0,6%Cu3 AsS4 (Enargita), 11,2% SiO2 (Slice), 3,2% Al2O3 (Almina), 1,0% CaO (Cal), %Cu5FeS4 (Bornita), % Cu2S (Calcosina) y 0% CuS (Covelina).

ii. Caso 2 : 40,7% Cu5FeS 4 (Bornita), 24,8% FeS2 (Pirita), 18,4% FeS (Troilita), 0,6%Cu3 AsS4 (Enargita), 11,2% SiO2 (Slice), 3,2% Al2O3 (Almina), 1,0% CaO (Cal), 0%CuFeS2 (Calcopirita), % Cu2S (Calcosina) y 0% CuS (Covelina).

iii. Caso 3 : 32,3% Cu2S (Calcosina), 29,7% FeS2 (Pirita), 22,0% FeS (Troilita), 0,6%Cu3 AsS4 (Enargita), 11,2% SiO2 (Slice), 3,2% Al2O3 (Almina), 1,0% CaO (Cal), 0%CuFeS2 (Calcopirita), 0% Cu5FeS 4 (Bornita) y 0% CuS (Covelina).

iv. Caso 4 : 38,8% CuS (Covelina), 5,3% FeS2 (Pirita), 39,9% FeS (Troilita), 0,6% Cu3 AsS4 (Enargita), 11,2% SiO2 (Slice), 3,2% Al2O3 (Almina), 1,0% CaO (Cal), 0% CuFeS2 (Calcopirita), 0% Cu5FeS4 (Bornita) y 0% Cu2S (Calcosina).


39/82

29

3.3.1 Horno de Secado

Los parmetros utilizados para la realizacin de los clculos, segn datos obtenidos deFundicin Chagres, en 2 hornos de secado en funcionamiento son los siguientes:

Tabla 3.2: Datos de Fundicin Chagres8 para dos hornos de secado en funcionamiento.

Flujo de Concentrado (base seca) 94,2 t/h

Humedad entrada concentrado (base seca) 8 %

Humedad salida concentrado (base seca) 0,2 %

Flujo de aire de Arrastre 10000 Nm /h

Presin atmosfrica 0,9 Atmsfera

rea seccin transversal secador 460 m2

Temperatura C Entrada Salida

Concentrado 20 110

Aire de arrastre 25 -

Vapor 212 -

Condensado - 212

Vahos salida - 135

Filtro de mangas 135 135

3.3.2 Filtro de manga

Los parmetros de clculo utilizados para el filtro de manga son los siguientes:

Tabla 3.3: Parmetros del filtros de manga.

Filtro de mangas %Polvo a filtro 5

Eficiencia de filtraje 99,98

8 Datos de fundicin Chagres son Flujo de concentrado, humedades de entrada y salida, presinatmosfrica y rea de secc transversal.9 Flujo de concentrado obtenido de Fundicin Chagres entre fechas 10-04-14 al 17-04-14.


40/82

30

CAPTULO 4: RESULTADOS Y DISCUCIONES

4.1 Validacin de planilla de balance de masa y energa para secador indirecto, segn

datos de diseo

Para comenzar, se analizaron balances de energa con las especificaciones tcnicas delfabricante (datos de diseo) del Horno Secador Multicoil Kvaerner Eureka, los cuales semuestran en la siguiente tabla 4.1.

Tabla 4.1: Datos de diseo para validar planillas de secado, en balances de energa.

Datos de proceso

Capacidad (entrada de base total) 65 [ton/h]

Humedad de entrada (base seca) 8%

Humedad de salida (base seca) 2%

Flujo mximo de agua evaporada 5.520 [kg/h]

Flujo total de aire de barrido 8.500 [kg/h], 6600 [Nm3/h]

Flujo de vapor saturado 8.824 [kg/ h]

Temperatura entrada de concentrado 20C

Temperatura salida de concentrado 120C

Temperatura de vapor 212C

Temperatura de condensado 212C

Temperatura de aire de barrido 25C

Temperatura de vahos 120C

Eficiencia de filtraje 94%

Polvo a filtro 6%

Perdida 20510 [MJ/h]

Vahos 13477 [kg/h]

10 Flujo de prdida extrado de Anexo 3: Clculos de Proceso Ingeniera Conceptual del proyecto deDesarrollo de la Fundicin de Chagres. Process Calculations OUTOTEC agosto 2009


41/82

31

Primero se realiz un balance de energa de validacin, de acuerdo a parmetros de diseo delsecador Multicoil Eureka Kvaerner, datos de tabla 4.1, y con composicin mineralgica 100%CuFeS2.

Tabla 4.2: Balance de energa de validacin, segn datos de diseo con 100% CuFeS 2.

Balance EnergaCantidad Temperatura Entalpia Total

kg/h, (Nm /h) C kJ/kg, (kJ/Nm ) MJ/hEntrada

Mezcla Concentrado 59800 20 -3 -166Aire de Arrastre (6600) 25 0 0Vapor 8798 212 2809 24715Agua en Alimentacin 5200 20 -10 -52

Total 24497Salida

Mezcla Concentrado 56212 120 53 2965Polvo en vahos 3588 120 53 189Evaporacin 5080 - 2445 12422Condensado 8798 212 783 6888Vahos (12926) 120 (138) 1780Agua Residual 120 120 398 48

Perdida de Calor - - - 205Total 24497

Tabla 4.3: Variacin entre datos de diseo y validacin de planillas.

Datos de diseo Validacin Variacin %Vapor de agua (kg/h) 8824 8986 1,8

Vahos (kg/h) 13477 13593 0,9

Analizando el balance de energa de validacin y los datos de diseo, se puede apreciar que losvalores obtenidos difieren en poca cantidad, como se muestra en la tabla 4.3, donde se ve que


42/82

32

el vapor de agua entre ambos tiene una variacin de 1,8% entre el de diseo 8824 kg/h y el devalidacin 8986 kg/h. Por lo que se puede sealar que la planilla realizada cumple con losrequisitos para modificar datos y as encontrar las mejores condiciones para el proceso desecado.

Luego se aprecia la utilizacin del programa en balances de energa, para los 4 casos descritosanteriormente (Seccin 3.3), con el objetivo de analizar el impacto de parmetrosoperacionales, tales como la composicin mineralgica del concentrado.

Tabla 4.4: Balance de energa para Caso 1, segn datos de diseo.



Mezcla Concentrado 59800 20 -3 -184Aire de Arrastre (6600) 25 0 0Vapor 8986 212 2809 25244Agua en Alimentacin 5200 20 -10 -52

Total 25008Salida

Concentrado Seco 56212 120 58 3280Polvo en vahos 3588 120 66 238Evaporacin 5080 - 2445 12422Condensado 8986 212 783 7035Vahos (12926) 120 (138) 1780Agua Residual 120 120 398 48Perdida de Calor - - - 205

Total 25008


43/82

33



kg/h, (Nm /h) C KJ/Kg, (KJ/Nm ) MJ/hEntrada

Mezcla Concentrado 59800 20 -3 -199Aire de Arrastre (6600) 25 0 0Vapor 9088 212 2809 25530Agua en alimentacin 5200 20 -10 -52

Total 25279Salida


Total 25279


44/82

34



Kg/h, (Nm /h) C KJ/Kg, (KJ/Nm ) MJ/hEntrada


Total 25740Salida


Total 25740


45/82

35



Kg/h, (Nm /h) C KJ/Kg, (KJ/Nm ) MJ/hEntrada


Total 25361Salida


Total 25361

Tabla 4.8: Cantidad de vapor necesario y energa para balances de energa, segn parmetrosde diseo para los distintos casos y sus respectivos porcentajes de variacin.

Vapor de agua[kg/h]

%diferencia

Energa[Nm3 /h]

%diferencia

Validacin 8798 0,0 24497 0,0

Caso 1 8986 2,1 25008 2,1

Caso 2 9088 3,3 25279 3,2

Caso 3 9264 5,3 25740 5,1

Caso 4 9124 3,7 25361 3,5


46/82

36

Al analizar la Tabla 4.8, se puede discutir que al tener distintas mezclas de concentrados, losvalores de vapor de agua y energa variaran ya que, estos dependen primeramente de laspropiedades de las especies mineralgicas que se encuentran dentro de l, en este casohablamos de las distintas entalpias de cada especie. A partir de esto se apreci que la variacinms significativa en el vapor de agua fue de 5,3% en el caso 3, donde la calcosina tiene mayorporcentaje de distribucin, por ende tiene una mayor entalpa que las dems especiesmineralgicas. Y tambin se puede ver que el caso 1, donde tiene mayormente Calcopirita, lavariacin es de 2,1% siendo ms cercano a la validacin donde esta es 100% CuFeS 2.

4.2 Balances de masa y energa para Operacin de Secado

Para realizar las planillas de los balances de masa y energa de la operacin de secado enFundicin Chagres, se utilizaron y analizaron cuatro casos de distinta composicinmineralgica, pero con el mismo parmetro de composicin qumico, y con los siguientes datosde parmetros (tabla 3.2.)

Tabla 3.2: Datos de Fundicin Chagres11 para dos hornos de secado en funcionamiento.

Flujo de Concentrado (base seca) 94,2 t/h

Humedad entrada concentrado (base seca) 8 %

Humedad salida concentrado (base seca) 0,2 %

Flujo de aire de Arrastre 10000 Nm3/h

Presin atmosfrica 0,9 Atmsfera

rea seccin transversal secador 460 m

Temperatura C Entrada Salida

Concentrado 20 110

Aire de arrastre 25 -

Vapor 212 -

Condensado - 212

Vahos salida - 135Filtro de mangas 135 135

11 Datos de fundicin Chagres son Flujo de concentrado, humedades de entrada y salida, presinatmosfrica y rea de seccin transversal.12 Flujo de concentrado obtenido de Fundicin Chagres entre fechas 10-04-14 al 17-04-14.


47/82

37

Cabe mencionar que al ocupar una distribucin qumica determinada en las planillas de Excel,en ellas solo se encuentran los datos de los elementos utilizados. Por lo que si se quiere tenerotros elementos solo hay que ingresar las entalpias de formacin de dicho elemento.

A continuacin, se presentan los resultados producto de los balances de masa y energarealizados en este trabajo, a partir de una misma composicin qumica.

Tabla 4.9: Balance de masa segn parmetros de anlisis qumico inicial.

Masa Cu Fe S As SiO 2 Al2O3 CaOt/h t/h % t/h % t/h % t/h % t/h % t/h % t/h %

EntradaMezclaConcentrado

86,7 22,6 26,1 24,1 27,8 26,5 30,6 0,1 0,1 9,7 11,2 2,7 3,2 0,9 1,0

SalidaConcentrado Seco 82,3 21,5 26,1 22,9 27,8 25,2 30,6 0,1 0,1 9,2 11,2 2,6 3,2 0,8 1,0Polvo Recuperado 4,3 1,1 26,1 1,2 27,8 1,3 30,6 0,0 0,1 0,5 11,2 0,1 3,2 0,1 1,0Polvo emitido 0,1 0,0 26,1 0,0 27,8 0,0 30,6 0,0 0,1 0,0 11,2 0,0 3,2 0,0 1,0

Tabla 4.10: Balance de masa para Caso 1, de acuerdo a especies mineralgicas utilizadas.

Masa CuFeS 2 FeS2 FeS Cu 3AsS4 SiO2 Al2O3 CaO

t/h t/h % t/h % t/h % t/h % t/h % t/h % t/h %Entrada

Mezcla Concentrado 86,7 64,6 74,5 4,6 5,3 3,6 4,2 0,5 0,6 9,7 11,2 2,7 3,2 0,9 1,0Salida

Concentrado Seco 82,3 61,3 74,5 4,4 5,3 3,4 4,2 0,5 0,6 9,2 11,2 2,6 3,2 0,8 1,0Polvo Recuperado 4,3 3,2 74,5 0,2 5,3 0,2 4,2 0,0 0,6 0,5 11,2 0,1 3,2 0,1 1,0Polvo Emitido 0,1 0,1 74,5 0,0 5,3 0,0 4,2 0,0 0,6 0,0 11,2 0,0 3,2 0,0 1,0


48/82

38

Tabla 4.11: Balance de energa para Caso 1, de acuerdo a especies mineralgicas utilizadas.




Total 36248Salida

Concentrado Seco 82331 110 52 4299Polvo 4333 135 78 338Evaporacin 7363 - 2445 18002Condensado 13024 212 783 10197Vahos (19168) 135 (159) 3050Agua Residual 173 110 356 62Perdida de Calor - - - 300

Total 36248


Masa Cu 5FeS4 FeS2 FeS Cu 3AsS4 SiO2 Al2O3 CaO


MezclaConcentrado

86,7 35,3 40,7 21,5 24,8 15,9 18,4 0,5 0,6 9,7 11,2 2,7 3,2 0,9 1,0

SalidaConcentrado Seco 82,3 33,5 40,7 20,4 24,8 15,1 18,4 0,5 0,6 9,2 11,2 2,6 3,2 0,8 1,0Polvo Recuperado 4,3 1,8 40,7 1,1 24,8 0,8 18,4 0,0 0,6 0,5 11,2 0,1 3,2 0,1 1,0Polvo Emitido 0,1 0,0 40,7 0,0 24,8 0,0 18,4 0,0 0,6 0,0 11,2 0,0 3,2 0,0 1,0


49/82

39




Mezcla Concentrado 86664 20 -3 -283

Aire de Arrastre (10000) 25 0 0Vapor 13157 212 2809 36961Agua en alimentacin 7536 20 -10 -75

Total 36603Salida

Concentrado Seco 82331 110 55 4535Polvo 4333 135 82 354

Evaporacin 7363 - 2445 18002Condensado 13157 212 783 10301Vahos (19168) 135 (159) 3050Agua Residual 173 110 356 62Perdida de Calor - - - 300

Total 36603


Masa Cu 2S FeS 2 FeS Cu 3AsS4 SiO2 Al2O3 CaO


MezclaConcentrado

86,7 28,0 32,3 25,7 29,7 19,1 22,0 0,5 0,6 9,7 11,2 2,7 3,2 0,9 1,0

Salida

Concentrado Seco 82,3 26,6 32,3 24,5 29,7 18,1 22,0 0,5 0,6 9,2 11,2 2,6 3,2 0,8 1,0Polvo Recuperado 4,3 1,4 32,3 1,3 29,7 1,0 22,0 0,0 0,6 0,5 11,2 0,1 3,2 0,1 1,0Polvo Emitido 0,1 0,0 32,3 0,0 29,7 0,0 22,0 0,0 0,6 0,0 11,2 0,0 3,2 0,0 1,0


50/82

40





Total 37637Salida


Total 37637


Masa CuS FeS 2 FeS Cu 3AsS4 SiO2 Al2O3 CaO


MezclaConcentrado

86,7 33,6 38,8 4,6 5,3 34,5 39,9 0,5 0,6 9,7 11,2 2,7 3,2 0,9 1,0

SalidaConcentradoSeco

82,3 32,0 38,8 4,4 5,3 32,8 39,9 0,5 0,6 9,2 11,2 2,6 3,2 0,8 1,0

PolvoRecuperado

4,3 1,6 38,8 0,2 5,3 1,7 39,9 0,0 0,6 0,5 11,2 0,1 3,2 0,1 1,0

Polvo Emitido 0,1 0,0 38,8 0,0 5,3 0,0 39,9 0,0 0,6 0,0 11,2 0,0 3,2 0,0 1,0


51/82

41



kg/h, (Nm /h) C kJ/kg, (kJ/Nm MJ/hEntrada


Total 37385Salida


Total 37385

A partir de los balances de masa obtenidos, se puede determinar la concentracin de materialparticulado del proceso de secado, ya que tenemos el flujo de polvo emitido 0,1 t/h y el flujo devahos del secador 19168 Nm 3/h, por lo que calculando obtenemos 45,2 mg/Nm3 de materialparticulado, no sobrepasando as el mximo de emisin que seria 50 mg/Nm 3.

En cambio al observar los balances de energa, se puede apreciar que al tener la mismacomposicin qumica e ir cambiando la composicin mineralgica de los concentrados, variarala entalpia de este, como por ejemplo en el concentrado seco: Caso 1 H= 52 kJ/kg, Caso 2

H= 53 kJ/kg, Caso 3 H= 64 kJ/kg y Caso 4 H= 62 kJ/kg . Por lo que se puede asentir que las

entalpias son las que condicionan en la obtencin del vapor de agua, como de la energanecesaria del proceso, debido a que las propiedades del concentrado dependen de laspropiedades de cada especie mineralgica utilizada.


52/82

42

4.3 Flujo de vapor de agua y energa necesaria para proceso de secado

A partir de los clculos realizados, se aprecia que el flujo de vapor de agua vara de acuerdo a

las diferentes energas obtenidas en los casos estudiados. Lo que est directamenterelacionado a las entalpias de los diversos compuestos mineralgicos, ya que la especiemineralgica con mayor valor es Calcosina y la de menor es la Calcopirita.

Debido a lo anterior, se aprecia que los valores del Caso 1 son los ms favorables para elproceso, sea donde tendramos menor consumo de vapor de agua con 13024 kg/h, en cambiolos del Caso 3 serian los desfavorables, ocupando una mayor cantidad de vapor de agua 13540kg/h, para un mismo flujo de concentrado.

Tabla 4.18: Flujo de Vapor de agua necesario para proceso de secado.

Vapor de agua[kg/h]

% variacin

Caso 1 13024 0,00Caso 2 13157 0,01Caso 3 13540 0,04

Caso 4 13447 0,03


53/82

43

Figura 4.1: Vapor necesario para proceso de secado en cada uno de los casos.

Luego de realizados los clculos se aprecia que obtenemos una menor energa 36248 MJ/h enel Caso 1 y una mayor energa 37637 MJ/h en el Caso 3, con una variacin de 3,8%. Ademsse corrobora que la entalpia es la que influye en la energa, como en el clculo del vapor deagua.

Tabla 4.19: Energa necesaria para el proceso de secado.

Energa[MJ/h]

%variacin

Caso 1 36248 0,0Caso 2 36603 1,0Caso 3 37637 3,8Caso 4 37385 3,1

12700

12800

12900

13000

13100

13200

13300

13400

13500

13600

V A P O R D E A G U A [ K G / H ]

Caso 1Caso 2Caso 3Caso 4


54/82

44

Figura 4.2: Energa necesaria para proceso de secado en cada uno de los casos.

4.4 Flujo de aire de arrastre para Proceso de Secado

Para estudiar el impacto del aire de arrastre se probaron cuatro alternativas de flujo: 7000Nm3/h, 10000 Nm3/h, 14000 Nm3/h y 17000 Nm3/h; a travs del mtodo de iteracin, los cualesse calcularon en base al caso 1 de la composicin mineralgica descrita en el capitulo 3, con losque se comparo la cantidad de vahos que produca cada flujo, como tambin su temperatura deroco, humedad absoluta y cantidad de vapor de agua necesaria para el proceso de secado.

Para el aire de arrastre se necesita obtener un flujo que sea el indicado para tener la menorcantidad de vapor de agua posible, pero con el cual se pueda evaporar la mayor cantidad dehumedad del concentrado. As mismo se necesita un flujo con el cual, al calcular la humedadabsoluta, ste no est por encima del 50 a 60% ya que habra problemas de precipitado en elfiltro de mangas, por el porcentaje de agua que contiene.

35500

36000

36500

37000

37500

38000

E N E R G

A [ M J / H ]

Caso 1Caso 2Caso 3Caso 4


55/82

45

Tambin hay que tener en consideracin que al elegir este flujo, la temperatura de roco 13 debeser del orden de los 85C aproximadamente y como condicin mnima debe tener una diferenciade al menos 10C con la temperatura de vahos de salida del secador. La temperatura de rocodel secador, se calcula a travs de la relacin existente entre la humedad relativa, la constantede equilibrio (k) y la humedad absoluta obtenidas en el vahos saliente del secador. VerEcuacin 3 - 43 (Anexo 7.5).

Tabla 4.20: Comparacin de composicin de vahos para distintos flujos de aire de arrastre.

Flujo[Nm3 /h]

O2 N2 H2O Vahos[Nm3 /h]Nm /h % Nm /h % Nm /h %

7000 1470 9,1 5530 34,2 9168 56,7 16168

10000 2100 11,0 7900 41,2 9168 47,8 1916814000 2940 12,7 11060 47,7 9168 39,6 2316817000 3570 13,6 13430 51,3 9168 35,0 26168

Tabla 4.21: Comparacin de temperatura de roco, vapor de agua y humedad absoluta, paradistintos flujos de aire de arrastre.

Flujo[Nm3/h]

Temperatura

de roco[C]

Agua

evaporada[t/h]

Consumo

de vapor[t/h]

Consumounitario

[t vapor/t aguaevaporacin]

H2O resultante

o Humedadabsoluta

7000 84,15 7,36 12,81 1,74 56,7%10000 80,51 7,36 13,02 1,77 47,8%14000 76,55 7,36 13,31 1,81 39,6%17000 74,05 7,36 13,52 1,84 35,0%

13 Temperatura de roco: Temperatura a la cual empieza a condensarse el vapor de agua, contenido en elaire en forma de roco.


56/82

46

4.5 Evaluacin de arsnico segn distintos porcentajes

Al evaluar distintos porcentajes de arsnico, se ocuparon 3 alternativas, dentro de las que se

encuentra un 0,12%As14

que se ocupo como base para la mayora de los balances de masa yenerga realizados a travs del trabajo, como tambin 0,0%As y un 1,2%As porcentajesocupados para realizar la comparacin. Para calcular la diferencia entre los porcentajes ltimosy el porcentaje base, se uso la cantidad de vapor de agua que resulto en cada uno de losbalances, debido a que se evaluaron los 4 casos especificados en el captulo 3.

En la tabla 4.22, se aprecia que al realizar cambios en la composicin, en el orden de 1%, lasvariaciones son insignificantes. Al aumentar a 1,2%As la mxima variacin fue de 0,52% en elcaso 2, y la mnima variacin es de 0,28% en el caso 1. Como tambin al disminuir a 0,0%As lamxima variacin respecto a 0,12%As fue de 0,08% en el caso 1 y la mnima variacin fue de-0,05% en el caso 2 y 4.

A partir de este clculo se aprecia que al separar los compuestos mineralgicos entre 2categoras: mayor a 18% de composicin y menos a 18% de composicin, se puede determinarque las variaciones de la primera categora sern significativas, en comparacin con la segundacategora, en donde las variaciones sern insignificativas como es en el caso de la tabla 4.22.En donde al estar en la segunda categora de menor a 18% de composicin las variaciones sondel orden de 0,50% de variacin.

Tabla 4.22: Comparacin de 3 porcentajes de arsnico ocupados en el anlisis qumico, con surespectivo porcentaje de diferencia.

Caso

% As0,12 0,00 1,20

Vapor[kg/h]

Vapor[kg/h]

%diferencia

Vapor[kg/h]

%diferencia

1 13024 13034 0,08 13061 0,28

2 13154 13147 -0,05 13223 0,523 13559 13551 -0,06 13627 0,504 13466 13459 -0,05 13534 0,50

14 Dato obtenido de Fundicin Chagres, y dato base para los anlisis qumicos.


57/82

47

4.6 Humedad de entrada y salida.

Para realizar la variacin de humedad ocupamos el caso 1, donde tenemos un 74,5% CuFeS 2.

Como se puede ver en la tabla 4.23, al aumentar la humedad de entrada 10% de humedad,obtenemos un mayor consumo de vapor de agua de 15455 kg/h con un 0,19% de variacin conrespecto al caso base, esto ocurre debido a que al tener un mayor porcentaje de humedad senecesita un mayor flujo de vapor de agua, para que condense el agua contenida en el mineral.

En cambio al tener un menor porcentaje de humedad, se necesita un menor flujo de vapor paralograr la condensacin. En este caso se puede ver que mientras menor sea el porcentaje dediferencia entre las humedades de entrada y salida, menor es el vapor ocupado, un ejemploseria tener un 7% humedad de entrada y un 0,4% humedad de salida, obtenemos un consumo

de vapor de 11597 kg/h, para que ocurra el proceso.

Tabla 4.23: Variacin de humedad de entrada y salida.

Humedadentrada

Humedadsalida

Vapor deagua[kg/h]

Variacin%

8% 0,20% 13013 0,00

10% 0,20% 15454 0,1910% 0,40% 15261 0,177% 0,20% 11797 -0,097% 0,40% 11597 -0,11


58/82

48

4.7 Resumen de programa computacional

Tabla 4.24: Entrada de datos para programa computacional.

Anlisis Qumico, wt-%

Distribucin %Cu 26,10Fe 27,80S 30,60

As 0,12SiO2 11,20

Al2O3 3,16

CaO 1,02Total 100,00Mezcla de Concentrado 94,2 t/hHumedad entrada 8,0 %Humedad salida 0,2 %

Aire de arrastre15 10000 Nm3/hVahos salida 19168 Nm3/hConcentrado a filtro 5 %Eficiencia filtro 99,98 %

secc trasversal secador 460 m2Presin atmosfrica 0,9 atmTemperatura C Entrada SalidaConcentrado 20 110

Aire de arrastre 25 -Vapor 212 -Condensado - 212Vahos salida - 135Filtro de mangas 135 135

15 Aire de arrastre: Valor calculado por mtodo de iteracin.16 Vahos: Valor calculado en balance de energa.


59/82

49

Figura 4.3: Resumen de programa computacional.


60/82

50

CAPTULO 5: CONCLUSIONES

Se utiliz el programa Microsoft Excel para realizar los balances de masa y energa en

el proceso de secado de Fundicin Chagres, una vez efectuada la validacin sedetermino que es una herramienta eficaz para modificar datos y as encontrar la mejorcombinacin de variables para la mejora del proceso de secado de concentrado.

Se evalu el funcionamiento de los dos secadores de concentrado de cobre,actualmente en operacin en Fundicin Chagres, a travs del programa formulado paracalcular los balances de masa y energa del proceso completo, cuantificando el efectode algunas variables manipuladas, ya que al realizar los balances con los parmetrosde diseo se aprecio que los valores obtenidos son cercanos al del fabricante.

En el caso de vapor de agua se determino que el Caso 1 (calcopirita) es el que tiene unmenor flujo con 13024 kg/h, en cambio el Caso (calcosina) 3 es el que tiene un mayorflujo con 13540 kg/h, teniendo una variacin entre ambos de un 0,04%.

En el caso de la energa necesaria para el proceso se evalu que el Caso 1 tuvo lamenor cantidad 36248 MJ/h en comparacin con el Caso 3 en donde se obtuvo lamayor energa con 37637 MJ/h, obteniendo una variacin de 3,8%.

Para el clculo del flujo de aire de arrastre necesario para el funcionamiento delsecador, resulto como mejor alternativa, un flujo de 10.000 Nm3/h, ya que con estacondicin existe una buena combinacin entre la cantidad de humedad retirada delconcentrado pero con una mnima inyeccin de vapor al equipo. Como tambin optimatemperatura de roci de 80,51C.

Al evaluar el porcentaje de arsnico, se observo que el impacto en la variacin es de0,5% con 69 kg/h al tener 1,2%As y 0,05% con 7 kg/h al tener 0%As de diferenciacomparndolo con el 0,12% de la composicin qumica utilizada. Por lo cual se puedeconcluir que el impacto del porcentaje de elementos o impurezas contenidas en elconcentrado que estn en el orden de 1,5, la existencia de estos es de poca relevanciaen el valor del vapor de agua.


61/82

51

CAPTULO 6: BIBLIOGRAFA

1. Perry, Robert H., Green, Don W., Maloney, James O., Manual del Ingeniero qumico, 6 th Edition, McGraw Hills, Mxico (1992).

2. Outokumpu S.A, HSC Chemistry 5.1.

3. Zuiga, M. P., Modelacin y simula cin de un secador de rota-coil calefaccionado convapor para el secado de concentrado de cobre, Trabajo de tesis para optar al ttulo de

Ingeniero Civil Qumico, Universidad de Santiago de Chile (2013).

4. Rosenqvist, Terkel; [tr. Por Ernesto Gutierrez Miravete], Fundamentos de metalu rgia

extractiva, Limusa, Mxico (1987).

5. Davenport, W. G., Flash smelting: anlysis, control and optimization, Warrendale (2003).

6. Glvez V. Luis J., Implementacin de un sistema de manejo de informacin para procesospirometalrgicos de secado, fusin y tratamiento de escorias, Trabajo de tesis para optaral ttulo de Ingeniero de Ejecucin en Metalurgia, Universidad de Santiago de Chile (2010).

7. Bustamante M., Ren., Manrquez F. Jorge A.; Compaa Minera Disputada de las CondesChile., Operacin fusin flash, Gerencia de Puesta en Marcha, Santiago (1994).

8. Ca Minera Disputada de Las Condes, Nueva Fundicin Chagres; Secador de concentrado,Medidas de corto y largo plazo 1/3, Volumen 578: Descripcin de Operacin (2001).

9. Ca Minera Disputada de Las Condes, Nueva Fundicin Chagres; Secador de concentrado,Medidas de corto y largo plazo 2/3, Volumen 579: Operacin del secador (2001).

10. Ca Minera Disputada de Las Condes, Nueva Fundicin Chagres; Secador deconcentrado, Medidas de corto y largo plazo 3/3, Volumen 580: Informe Tcnico (2001).

11. Mujumdar, A. S., Handbook of Industrial Drying, Tercera Edicin, 2007.


62/82

52

12. Seal, R.R. II, Robie, R.A., Hemingway, B.S. and Evans, H. T. Jr., Heat capacity andentropy at the temperatures 5 K to 720 K and thermal expansion from the temperatures 298K to 573 K of synthetic enargite (Cu3 AsS4). Journal of Chemical Thermodynamics , Vol 28(4), p 405-412. 1996


63/82

53

ANEXO


64/82

54

7.1 Balances de masa en secador

Cu Entrada = Cu Salida

Caso 1-.

Masa concentrado % CuFeS 2 concentrado

100

PA CuPM CuFeS 2

+ Masa concentrado % Cu 3 AsS 4 concentrado

100

3PA CuPM Cu 3 AsS 4

=

Masa concentrado Seco % CuFeS 2 concentrado Seco

100 PA Cu

PM CuFeS 2 + Masa concentrado Seco

% Cu 3 AsS 4 concentrado Seco100

3PA Cu

PM Cu 3 AsS 4+ Masa Polvo en Vahos

% CuFeS 2 Polvo en Vahos100

PA Cu

PM CuFeS 2 +

Masa Polvo en Vahos % Cu 3 AsS 4 Polvo en Vahos

100

3PA CuPM Cu

3AsS

4

Ecuacin 7-1

Caso 2-.

Masa concentrado % Cu 5 FeS 4 concentrado

100

5PA CuPM Cu 5 Fe S 2


100

3PA CuPM Cu 3 AsS 4

= Masa concentrado Seco % Cu 5 FeS 4 concentrado Seco

100

5PA CuPM Cu 5 FeS 4

+ Masa concentrado Seco

% Cu 3 AsS 4 concentrado Seco100

3PA Cu

PM Cu 3 AsS 4+ Masa Polvo en Vahos

% Cu 5 FeS 4 Polvo en Vahos100

5PA Cu

PM Cu 5 FeS 4 +

Masa Polvo en Vahos % Cu 3 AsS 4 Polvo en Vahos100 3PA Cu

PM Cu 3 AsS 4 Ecuacin 7-2

Caso 3-.

Masa concentrado % Cu 2 S concentrado

100

2PA CuPM Cu 2 S


100

3PA CuPM Cu 3 AsS 4

=

Mas

Balance de Masa y Energía en Secado Indirecto de Concentrado de Cobre en Fundición Chagres

Documents

Transcript of Balance de Masa y Energía en Secado Indirecto de Concentrado de Cobre en Fundición Chagres