ESPESAMIENTO CONTINUO

Definición. El termino sedimentación o espesamiento implica el asentamiento por gravedad de las partículas sólidas suspendidas en líquido. Puede dividirse en dos clases: sedimentación de materiales arenosos y sedimentación de limos. Por lo general, el término sedimentación supone la eliminación de la mayor parte del líquido o el agua del limo después del asentamiento de éste.

Tabla 1. Carácter de la sumersión con diferentes tipos de pulpas

Tipos de pulpa

Carácter de la sumersión.

Descripción Ejemplos.

Zona de clarificación por sedimentación libre

Diluida Sumersión independiente de las partículas.

Las partículas o flóculos se posan independientemente. No existe ninguna línea definida de sumersión. Sedimentación no estorbada y que depende del tamaño de la partícula o el flóculo.

Agua turbia, aguas fecales y desperdicio de la industria.

Intermedia Sumersión por fases

Zona superior de sumersión independiente de las partículas. Zona inferior de sumersión colectiva. Línea de demarcación indefinida.

Pulpas químicas y metalúrgicas.

Punto de compresión.

Concentrada Sumersión colectiva

Línea de sumersión definida. La rapidez de sumersión disminuye al aumentar la concentración de los sólidos. La rapidez de sedimentación se retarda por la interferencia de las partículas o flóculos.

Pulpas químicas y metalúrgicas

Zona de espesamiento por compresión

Compacta Sumersión compacta

Flóculos y partículas en contacto intimo. Sumersión debida a la compresión.

Todas las pulpas pasan por esta zona por sedimentación

Capacidad De Espesamiento.

La relación entre las velocidades de sedimentación de las partículas en diversas disoluciones, en función del área necesaria para el espesador, se expresa por la siguiente formula:

A= 0.0416(F – D) R (densidad)

En la que A = m2 / Tm de sólidos secos / 24 hr.; R = velocidad de sedimentación en m/hr., de un material de dilución F; densidad es la del líquido, F = relación, en peso, del líquido a los sólidos en la descarga.

Aplicando esta formula a las pulpas de diferentes densidades, cuya dilución varíe desde la densidad de alimentación a la de descarga, se hallara la zona que exija mayor área unitaria y ella determinara el área que habrá de proporcionarse para la pulpa ensayada.

Capacidad De Espesamiento.

El volumen que proporciona un tanque en la zona de sedimentación depende directamente del periodo de detención necesario para que el limo o fango alcance la densidad deseada y se determina por la siguiente fórmula:

V= 0.0416T(G – densidad)G(S – densidad)

En la que V = volumen, en m3, necesario para el espesamiento por tonelada de sólido por 24 hr; S = densidad media de la pulpa espesada durante el período de la compresión; densidad es de la solución clara; G = densidad de los sólidos en la pulpa; T = período de detención en horas.

Mecánica De Espesamiento.

Existe una diferencia notable en las propiedades relacionadas con el espesamiento de las diferentes pulpas. Algunas se consolidan en unas cuantas horas y forman un limo o fango denso que apenas circula por la tubería, en tanto que en otras el contenido de humedad después de sedimentarse durante días no se reduce a menos del 95%. Estos efectos se deben en gran parte a las distintas densidades de los sólidos y a las diferencias físicas en el carácter y la estructura de los flóculos.

Desestabilización de los coloides.

En todos los problemas de clarificación y espesamiento, la finalidad es obtener el área mínima de trabajo (en m2/ton de sólidos tratados) admisible con un funcionamiento satisfactorio, incluyendo un margen de seguridad para las posibles variaciones e las condiciones del material tratado, como dilución,

temperatura, grado de floculación, tamaño de las partículas, etc. En la formula del área se ve que la velocidad de sedimentación o de clarificación es uno de los factores que intervienen. El área de un espesador varia en razón inversa de la velocidad de sedimentación o de clarificación, suponiendo constantes todas las demás condiciones.

Cualquier agente que acelere la velocidad de sedimentación proporcionara una reducción correspondiente en el área necesaria de tanque. Como la velocidad de sumersión es la sedimentación de las partículas que posan más lentamente, el control de las velocidades de la sedimentación de las partículas más finas es sumamente importante. A medida que las partículas van siendo mas finas , se reduce gradualmente el efecto de la gravedad que es equilibrado por las fuerzas de la energía superficial y de movimiento browniano, alcanzándose un estado coloidal en el que las partículas dispersas se mantienen en suspensión permanente en el líquido.

Suspensiones. Partículas cuyo diámetro medio es mayor de 0.0001 mm

Soluciones coloidales. Partículas cuyo diámetro es menor que 0.0001 mm y mayor que 0.000001 mm

Soluciones verdaderas. Partículas cuyo diámetro es menor a 0.000001 mm.

BIBLIOGRAFÍA

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Manual del ingeniero químicoJohn H. Perry, Ph. D.