Diseño Filtros, Separacion Gravimetrica Revisado

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  • 8/11/2019 Diseo Filtros, Separacion Gravimetrica Revisado

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    Juan Zegarra Wuest

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    INTRODUCCION

    Teora general de filtracin puede ser desarrollada asumiendo que el

    filtrado exhibe comportamiento de flujo laminar o viscoso cuando

    pasa a travs del queque de filtracin. Esta teora no puede alcanzar

    aun suficiente detalle para permitir calcular los requerimientos del

    filtro a partir de los principios generales pero provee una gua sobre

    los factores que afectan la performance del filtro y puede ser de

    ayuda para la seleccin de procedimientos de control.

    TEORIA DE FILTRACION Flujo Laminar en Tubo Capilar

    Consideremos un cilindro de fluido de radio x y longitud L, fluyendo a

    una velocidad u a travs de un capilar de radio a

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    FILTRACION

    Si la perdida de presin a lo largo de la longitud L es Dp y la

    viscosidad del fluido n, luego para el flujo en el equilibrio el esfuerzo

    en el cilindro debe ser igual a la prdida de presin actuando en

    ambos extremos del cilindro:

    Dp x2 = 2 xLn(du/dx)

    o (du/dx) = Dp x/(2nL)..(1)

    Ecuacin (1) puede ser integrada para determinar la distribucin de

    velocidad (u) a lo largo del tubo. Para valores de u = 0 a x= a e

    integrando resulta: u= Dp (a2x2)/(4nL), de esta funcin es posible deducir la siguiente

    que determina la velocidad promedio u resultando:

    U= = Dp a2/8nL

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    DISEO DE FILTROS

    Los queques de filtracin o fraccin solida en procesamiento de

    minerales pueden ser considerados como incompresibles. La

    resistencia especifica del queque y del medio no pueden ser

    establecidos en base a principios aceptados por lo que el

    procedimiento de diseo esta basado en resultados de pruebas de

    laboratorio.

    Factores tales como humedad final del queque, los correspondientes

    tiempos de formacin, tiempos de secado y gradiente de presin

    pueden ser determinados solo experimentalmente.

    Los filtros usados en plantas de tratamiento de minerales son los de

    vacio rotatorios: de tambor o de discos, o de banda as como los de

    presin que pueden ser de placas verticales y de placas

    horizontales.

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    DISEO DE FILTROS

    (Continuacin) En los filtros de vacio han aparecido filtros cermicos que en lugar

    de lonas filtrantes utilizan medios cermicos con micro poros

    generando un efecto capilar de acuerdo a la ley de Kelvin segn la

    formula siguiente:

    Dp = 4 cos /D

    En la que:

    Dp = presin en punto de burbujeo

    = Angulo de mojado en grados

    D = dimetro de poro (micrones)

    = tensin superficial (N/m) 0.070 para agua a 20 C

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    DISEO DE FILTROS(Continuacin)

    En los filtros de presin tambin se tienen equipos especiales para

    aplicaciones a materiales muy finos requiriendo por lo tanto uso de

    grandes areas de filtracin para alimentacin a baja velocidad

    aproximando a flujos laminares tal es el caso de los filtro Scheibler.

    La aplicacin de los diferentes filtros debe ser evaluadaexperimentalmente existiendo algunas reglas generales que son

    aplicables en primera instancia:

    Los filtros de vacio son aplicables a minerales relativamente gruesos

    debiendo tener especifico cuidado en la determinacin de la

    humedad final del queque, factor del cual dependen elementos decostos adicionales para transporte existiendo cada vez mayores

    restricciones para productos con contenidos de mas de 8.5 % H2O.

    Los filtro cermicos tiene caractersticas muy significativas como

    son:

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    DISEO DE FILTROS

    (Continuacin) Menor consumo de energa en vacio frente al consumo requerido

    por filtros de vacio convencionales: 12 kW frente a 40 80 kW.

    El filtrado producido es muy limpio reportando contenidos de TSS de5 a 8 ppm mientras que los filtros de vacio convencional reportan

    100 ppm o mas.

    Para remover incrustaciones de materiales calcreos es necesario

    utilizar productos desincrustantes as como lavado as con HNO3.

    Especial cuidado se debe tener en la limpieza de los sectores

    cermicos para evitar su desgaste acelerado y destruccin en casos

    extremos.

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    DISEO DE FILTROS

    (Continuacin) En los filtros de presin que reportan ventajas importantes en el

    tratamiento de productos mas finos que los tratables en filtros de

    vacio debido a que la humedad del queque es controlable con la

    adicin de aire comprimido a mayores presiones en el periodo de

    secado del queque.

    Sin embargo cuando se tratan pulpa en las que los slidos reportan

    efecto de segregacin por tamao y densidad, en los filtros de

    placas verticales tendern a asentarse hacia el fondo de las placas y

    el ingreso de aire comprimido ser reducido a travs de la zona alta

    por encontrase concentradas las partculas finas y lo tanto se tendr

    alternativamente:

    i) mayor consumo de aire comprimido, o

    ii) queque con mayor contenido de humedad.

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    COMENTARIOS ADICIONALES ASISTEMAS DE ESPESAMIENTO Y

    FILTRACION Las eficiencias en equipos de separacin solido liquido reportan

    gradual progreso que hacen necesario reconsiderar las aplicaciones.

    i) En circuitos de lavado de residuos de cianuracin ha sido practicausual utilizar espesadores para lavado en contracorriente de los

    residuos y remover los contenidos de valores y contaminantes.

    En la actualidad se tienen plantas que operan con una etapa de

    espesamiento y los relaves son tratados incluyendo etapa de lavado

    en filtros de presin con mayor eficiencia. ii) La separacin de TSS procedentes de lixiviacin en pilas puede

    ser realizado con filtros de baja presin o alternativamente con

    sedimentadores cnicos clarificadores de mayor eficiencia que los

    filtros de alta presin empleados en el pasado

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    90

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    DENSIDAD DE PULPA ALIMENTO:% Solidos Peso

    RATEDEF

    ILTRACIONDESOLIDOS:kg/m2/hr

    EFECTO DE DENSIDAD DE PULPA EN ALIMENTO A FILTRACION A FILTRO LPF

    SOBRE EL RATE DE FILTRACION EXPRESADO EN PESO SECO: kg/m2/hr

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    DENSIDAD DE PULPA: % Sol PESO

    HUMEDADENQUEQUE:%

    VARIACION DE HUMEDAD EN QUEQUE DE FILTRACION EN FUNCION DE

    DENSIDAD DE PULPA DEL ALIMENTO

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    COMPARACIN DE METODOS PARA

    RECUPERACION DE BORRAS O CRUD

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    ALTERNATIVA 1

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    PARAMETER STREAM NUMBER

    DESCRIPTION UNITS 1 1A 2 3 4 5 6 8 9 10Dry S OL IDS K g/hr 0 .2 5 20 .0 0 2 0.25 1 8.95 1 .3 0 1 .90 1 .9 0 26 .4 5 2 6.41 0 .0 4

    Pulp gpm 44.03 0. 039 4 4.07 0 .60 4 3.48 0. 17 0.17 1.07 0.085 0.986

    Li qui d gpm 44. 03 0. 039 4 4. 03 0 .56 4 3. 47 0. 16 0. 16 1. 02 0. 034 0. 986

    P ul p Den si ty g r/ cc 0.84 7 0 .8 48 0 .9 35 0 .8 47 0 .8 78 0 .8 78 0.91 5 1 .70 4 0 .8 47

    Organic Concent % V 24.0 24.0 24.0 24. 0 24.0 24.0 24.0 24.0 24. 0

    PARAMETER STREAM NUMBER - POLISHING F ILTER

    DESCRIPTION UNITS 17Dry SOLIDS Kg/hr 2.333

    Pulp gpm 0.205

    Liquid gpm 0.201

    Pulp Density gr/cc 0.878

    Organic Concent % V 24.0

    0.878

    24.0

    0.8469

    23.78

    15

    23.98

    3.89

    0.142

    0.135

    0.923

    120.095

    44.85

    44.85

    160.324

    0.029

    0.028

    Installation of Filter LAROX PF & LSF

    AQUEOUS

    PHASE

    DIATOMITE

    50 g/l

    ORGANIC

    BODY FEED

    &

    PRECOAT

    TANK

    500 gal

    CAPACITY

    Filtrate

    receiving TK

    LAROX PF

    FILTER

    REACTED

    CLAY TK

    800 gal

    CAPACITY

    RECOVERED

    ORGANIC

    REACTED CLAY RECOVERY SYSTEM

    REGENERATED

    ORGANICREGENERATED ORGANIC PUMPTO TK

    NO

    YES

    ORGANIC TK

    PST

  • 8/11/2019 Diseo Filtros, Separacion Gravimetrica Revisado

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    ALTERNATIVA 2

    23/09/2014

    PARAMETER

    DESCRIPTION UNITS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D. SOLIDS Kg/hr 0.25 20.0 2 2.35 0 .27 22.08 0.044 22.04 2.0 2.0

    Pulp Flow gpm 44.03 1.76 4 7.71 47.60 1.29 0.60 0.69 0.18 0.18

    Liquid gpm 44.03 1 .72 47.66 47.59 1.25 0.60 0.65 0.17 0 .17

    Pu lp D en si ty gr /c c 0 .8 47 0 .8 78 0 .8 48 0 .8 47 0. 89 4 0 .84 7 0 .93 5 0 .8 79 0 .87 9

    O rga ni