Clasificacion de minerales

UNI-FIQTPI 146 CICLO 2012-1

CLASIFICACIÓNCLASIFICACIÓN

Ing. Rafael J. Chero Rivas

28 mayo 2012

Flo

wsheet

de u

na c

oncentr

adora

Estamos aquí!

Flo

wsheet

de u

na c

oncentr

adora

Ing. Rafael Chero Rivas

CIRCUITO MOLIENDA-CLASIFICACIÓN

27/05/2012 Ing. RAFAEL J. CHERO RIVAS 3

Abertura malla 14 = 1190 micras

CLA

SIF

ICA

DO

R T

IPO

ES

PIR

AL


CLA

SIF

ICA

DO

R T

IPO

ES

PIR

AL

Ciclones

Alta carga entrada� Partículas secas o húmedas

Alta η para d > 10 µm

∆P 1 kPa (4” w.g.)


∆P 1 kPa (4” w.g.)

Bajo costo inicial

Moderados costos de operación

Aplicaciones:� Polvo

Proporciones de un Ciclon Standard


Operación de un Ciclón

VortexFinder

Cylinder

Inlet

Outlet

Cyclonebody


Cone

DustDischarger

http://aerosol.ees.ufl.edu/cyclone/section05.html

HID

RO

CIC

LÓ

N


HID

RO

CIC

LÓ

N

HIDROCICLON Se muestra la doble espiral que se desarrolla dentro de un hidrociclón y de un ciclón.


DIM

EN

SIO

NE

S D

E U

N H

IDR

OC

ICLÓ

NDo = Dc/5

DIM

EN

SIO

NE

S D

E U

N H

IDR

OC

ICLÓ

N


Diferentes arreglos de los hidrociclones


Circuitos de clasificación y molienda


El diámetro de corte del ciclón puede ser descritamatemáticamente usando la siguiente expresión, Lapple(1951):

12 2

0.5p g

9 B Hd

Q

µ= ρ θ

d0.5 = diámetro de corte, el tamaño de partícula al cual, la eficiencia de colección es 50%, en micras.

µ = viscosidad del gas, Pa·s

Diá

met

ro d

e co

rte,

d 50


µ = viscosidad del gas, Pa·sB = ancho de la entrada, mH = altura de la entrada, mρp= densidad de la partícula, kg/m3

Qg = flujo volumétrico del gas, m3/sθ = número eficaz de giros, el cual está definido en la

siguiente ecuación:

Diá

met

ro d

e co

rte,

d

donde L1 y L2 son la longitud del cilindro ycono, respectivamente.

( )1 22L LHπθ = +


ECUACIONES PRÁCTICAS DE DISEÑO DE CICLONESEl patrón de flujo de un aparato ciclónico es complejo. Ecuacionessemiempíricas de diseño predicen su perfomance.Leith y Licht (1980) desarrollaron una teoría útil en el diseño práctico deciclones. Alexander (1949) encontró experimentalmente que el exponente mde la velocidad tangencial del fluido (Vrm = constante), es dado por:

m = 1 - ( 1 - 0,67 Dc0,14) (T/283)0,3

donde Dc es el diámetro del cuerpo el ciclón en metros y T es la temperaturaen K. La eficiencia de colección, de acuerdo al modelo de Leith y Licht estádadopor:


dadopor:η = 1 - exp ( -ψ Dp M)

donde:M = 1/(m + 1)

Ψ = 2 [ K Q ρp Cc ( m + 1)/(18 µ Dc 3)](M/2)

donde: K = 551,3 es un parámetro de configuración geométrica, adimensionalQ: m3/s,ρp: kg/m3, µ: kg/m.s; Dp: m.Cc es el factor de corrección de Cunningham= 0,954.η : Eficiencia fraccionaria, adimensional.

Parámetro Configuración Geométrica

Standard Stairmand Swift

K, parámetro de configuración 402,9 551,3 699,2


K, parámetro de configuración geométrica

402,9 551,3 699,2

Eficiencia de ciclonesCaudal: 1001,4 pies3/min

Diámetro del ciclón: 0,426 m

Densidad sólido: 2,0 g/cc

d50: 1,1 µ

Curva de Eficiencia

1.000

dp, µ efficiency

0,25 0,2452560,35 0,29530590,50 0,35295420,71 0,41812351,00 0,49010141,41 0,56733412,00 0,6472824


0.0000.100

0.2000.300

0.4000.500

0.6000.700

0.8000.900

1.000

0.25

0.50

1.00

2.00

4.00

8.00

16.0

0

35.0

0

Dp, micras

Efic

ienc

ia fr

acci

onar

ia

2,00 0,64728242,83 0,72643194,00 0,80056955,66 0,86540068,00 0,917461411,31 0,955075916,00 0,978919522,63 0,9917747

Datos para la Curva de Trompbeta = 0.434307

(beta = relación overflow/feed)

Resultados: distribución corregidamalla micrones a b c

feed over under3 6730 0.00 0.00 0.008 2380 3.97 0.00 7.06

12 1680 2.20 0.00 3.90

43.43

100 Beta = 0.434307


12 1680 2.20 0.00 3.9020 841 19.89 0.96 26.2230 595 7.03 5.99 7.8440 420 8.05 7.26 8.6645 354 8.51 8.27 8.6960 250 8.19 8.77 7.75100 149 7.93 9.47 6.74140 104 4.96 6.30 3.93200 74 5.71 7.59 4.26325 44 5.77 8.27 3.85400 37 1.16 1.67 0.78-400 16.63 24.83 10.33

100.00 89.37 100.0056.57

Tratamiento de Emisiones

Ejemplo. Determinar la eficiencia de unciclón “standard” que tiene las siguientescaracterísticas para partículas 10 micras dediámetro cuya densidad es de 800 kg/m3.


Diámetro ciclón = 0,50 m

Flujo volumétrico del gas = 4,0 m3/s

Temperatura del gas = 25oC

Solución: De la diapositiva Nº 6, para un ciclón standard, se puede calcular:

B = (0,25)(0,50 m) = 0,13 m

H = (0,50)(0,50 m) = 0,25 m

L1 = L2 = (2,00)(0,50 m) = 1,0 m


( )

The number of turns is then :

2 1.0 1.0 37.70.25

π θ = + =

( )1 22L LHπθ = −

Según la diapositiva Nº 15, el número eficaz de giros es dado entonces por:

+

Desde una tabla de propiedades de aire,para una temperatura de 25 ºC, la viscosidades de 18,5 x 10-6 Pa·s. El diámetro de cortees entonces:

( )( ) ( )( )( )( )

12 26

0.5 3 3

9 18.5 10 Pa s 0.13m 0.25md

800kg/m 4.0m / s 37.7

− × ⋅ =


( )( )( )6

800kg/m 4.0m / s 37.7

2.41 10 m

2.41 m

−

= ×= µ

Utilizando las ecuaciones de la diapositivaNº 16, la eficiencia de colección es de97,2%.

Diámetro de corte de un hidrociclónEl diámetro de corte es definido como el tamaño al cual tiene igual probabilidad de ser separado en el underflow o el overflow.Dahlstrom (1954) derivó la siguiente ecuación para pulpas muy diluidas (hasta 8% volumen sólidos):

d50 = 81 (DoDi)0,68 [1,73/(ρsól- ρpulpa)0,5] /Q0,53

d50: diámetro de corte, micrones


d50: diámetro de corte, micronesDo: diámetro del vórtex, pulgDi: diámetro del tubo de alimentación, pulgQ: flujo volumétrico de alimentación, GPMρsól: densidad del sólido, g/ccρpulpa: densidad de la pulpa, g/cc

Bradley desarrolló otra ecuación para obtener el d50:

d50 = 7,4 (Dc3 µb/(QF1,2(ρsól – ρfluído)))

0,5


DC: Diámetro del ciclón, pulgµb: viscosidad de la pulpa, centipoisesQF: alimentación, gal Imperial/min1 gal Imperial = 4,546 L = 1,2 gal US

Yoshioka y Hotta (1955) trabajaron con pulpas diluidas:

d50 = 6,3 x 103 Dc0,1Di0,6Do0,5µ0,5/[Q0,5(ρsól – ρfluído)0,5]

Dc: diámetro del hidrociclón, pulgDo: diámetro del vórtex, pulg


Do: diámetro del vórtex, pulgDi: diámetro del tubo de alimentación, pulgµ: viscosidad de la pulpa, centipoisesQ: flujo volumétrico de alimentación, GPMρsól: densidad del sólido, g/ccρfluído: densidad del fluído, g/cc


Fv: Flujo de la pulpa en el hidrociclón, considerando lacarga circulante, m3/h

Viscosidad de laspulpas predichasp o r v a r i o si nve s t i gado re s


Ejercicio

Una corriente de aire a 50 ºC y 1 atmarrastra partículas sólidas cuyadensidad es 1,2 g/cm3, con un caudalde 180 m3/min. Se desea proyectar


de 180 m3/min. Se desea proyectar(calcular) un ciclón para clasificarpartículas de 50 micras.

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