CINÉTICA DE FLOTACIÓN DE LODOS FINOS DE CARBÓN Juan Sebastián Guerrero Pérez - Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.1

Pedro Colom2

1Escuela de Ingeniería Química – Universidad del Valle, Cali (Colombia)

2Carbones del Cerrejón Limited, Guajira (Colombia)

III Congreso Brasilero de Carbón Mineral Gramado, RS – Agosto 2011

CONTENIDO

• Introducción

• Modelos cinéticos considerados

• Metodología experimental

• Resultados y Discusión

• Conclusiones

INTRODUCCIÓN

• Lodos finos de carbón Lavado de carbones altos en

materia mineral

• Disposición Embalses y lagunas Perdidas económicas y

consecuencias ambientales

Fuente de energía + Beneficios

Recuperación de la materia orgánica

INTRODUCCIÓN

• Técnicas de Beneficio Recuperación de la materia

orgánica

• Flotación burbujeante Finos (Dp < 250m) Diferencias fisicoquímicas de la

superficie de las partículas

• Cinética Implementación de la técnica de

flotación a nivel industrial

INTRODUCCIÓN

• Importancia del modelo matemático

• Variables Complejidad

• Distintos modelos con aplicaciones restringidas

MODELOS CONSIDERADOS

Modelo de tres parámetros–Flotación lenta y rápida (Kelsall, 1962)

Modelo de dos parámetros – Rectangular (Meyer y Klimpel, 1984)

Modelo de tres parámetros – Gamma (Huber-Panu, 1976)

METODOLOGÍA

Lodos finos de carbón Mina Cerrejón (Guajira – Colombia) %Ceniza (bs) 58.63 % P.C.: 3073 Btu/lb Colector Queroseno [2lb/ton de LS] Espumante Aerofroth 65 [10, 15 y 20ppm] Celda de flotación Tipo Denver Pulpa 5% sólidos, 1400rpm

METODOLOGÍA

Arranque

• Agua • Colector • Lodo seco • Espumante

Flotación

• Aire • Recolección de

8 flotados. • Filtración y

secado

Análisis

• Humedad residual

• Ceniza • %R.O. vs. t

• Pruebas cinéticas de flotación en celda

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Curvas cinéticas a distintas concentraciones de espumante.

2lb/ton LS Queroseno, Pulpa 5% Sólidos, 1400rpm

0

20

40

60

80

100

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00

Re

cu

pe

ra

ció

n,

%

Tiempo de retención (min)

10ppm

15ppm

20ppm

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Modelo de Kelsall

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Pa

rá

me

tro

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

Ks

, m

in-1

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Kf,

min

-1

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Modelo de Meyer y Klimpel

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

Re

cu

pa

re

ac

ión

fin

al

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

K,

min

-1

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Modelo de Huber-Panu

0

0,2

0,4

0,6

0,8

Re

cu

pe

ra

ció

n f

ina

l

0

0,3

0,6

0,9

1,2

1,5

1,8

Pa

rá

me

tro

P

0

0,25

0,5

0,75

1

Pa

rá

me

tro

la

md

a

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

• Grado de ajuste de los modelos contemplados

Modelo R2 mínimo Error máx.

Kelsall 0.9901 0.0203

Meyer y Klimpel 0.9880 0.0218

Huber-Panu 0.9985 0.0079

CONCLUSIONES

La recuperación final y la rapidez con la que se realiza la recuperación del material orgánico, aumentan al emplear mayores concentraciones de espumante

La mayor recuperación orgánica (75%) se obtuvo a 20ppm de espumante La flotación de lodos finos de carbón puede describirse con los modelos de Kelsall, Meyer y Klimpel y Huber-Panu. El mejor ajuste de las curvas cinéticas se obtuvo con el modelo de Huber-Panu

AGRADECIMIENTOS

Al Instituto Colombiano de Ciencia y Tecnología (Colciencias) A Carbones del Cerrejón Limited Al Grupo de Ciencia y Tecnología del Carbón de la Universidad del Valle Proyecto de investigación “Limpieza de carbones del Cerrejón bajos en poder calorífico usando una columna de flotación a escala piloto”

CINÉTICA DE FLOTACIÓN DE LODOS FINOS DE CARBÓN Juan Sebastián Guerrero Pérez - Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.1

Pedro Colom2

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