Selección de hidrociclones

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ME56B Taller de Dise˜ no Mec´ anico Dise˜ no de hidrociclones Informe de Avance Eladio Hurtado M. Javier Nacif H. Profesor: Alejandro Font F. Auxiliar: Marco Ruiz H. Primavera 2009

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ME56B

Taller de Diseno Mecanico

Diseno de hidrociclones

Informe de Avance

Eladio Hurtado M.

Javier Nacif H.

Profesor: Alejandro Font F.

Auxiliar: Marco Ruiz H.

Primavera 2009

Page 2: Selección de hidrociclones

Indice

1. Introduccion 1

2. Objetivos 2

2.1. Objetivo General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

3. Antecedentes 3

4. Planta de Sulfuros 6

4.1. Chancador Primario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4.2. Molino SAG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

4.3. Molienda Convencional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.3.1. Molino de Barras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.3.2. Molino de Bolas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.4. Chancado Secundario y Terciario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4.5. Harneros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4.5.1. Harnero del Molino SAG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

4.5.2. Harnero del Chancador terciario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

4.6. Correas Transportadoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5. Antecedentes del Hidrociclon 14

5.1. Descripcion del Hidrociclon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5.1.1. Condiciones de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

5.2. Definicion de clasificacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

5.2.1. Factores de correccion de diseno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

5.3. Velocidad de flujo volumetrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

5.4. Diametro del Apex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

6. Dimesionamiento de los Hidrociclones 24

6.1. Parametros de entrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

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6.2. Dimensionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

6.2.1. Factores de correccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

6.2.2. Dimensiones principales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

6.3. Numero de Hidrociclones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Page 4: Selección de hidrociclones

Capıtulo 1

Introduccion

En el presente informe se mostrara de forma general todos los procesos que hay involucrados en la

planta de Sulfuros de la mina El Soldado, explicando todas las etapas y equipos que se encuentran en

la planta.

Luego se realizara la descripcion del hidrocilon a disenar. Para esto, principalmente se explicara su

funcionamiento y se expondran los antecedentes necesarios para el diseno del equipo. Realizado esto,

se procedera al dimensionamiento y seleccion del numero de unidades teniendo en cuenta los datos

obtenidos durante la visita la divison El Soldado para defenir los parametros de entrada del diseno.

La informacion obtenida en dicha vista, sera de gran utilidad para entender el funcionamiento de la

planta y para definir los parametros de diseno del ciclon del Molino SAG, equipo que sera disenado para

el proyecto semestral del curso Taller de Diseno Mecanico.

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Capıtulo 2

Objetivos

2.1. Objetivo General

Disenar los hidrociclones del molino SAG de la planta de sulfuros de

Familiarizarse con el funcionamiento de una planta de molienda de mineral, en cuanto a las

distintas etepas, procesos y equipos involucrados.

Conocer en terreno las distintas instalaciones de una planta de molienda de mineral con el fin

de dimensionar los equipos de produccion. En particular, poder definir los parametros de diseno

principales del Ciclon.

Conocer los flujos de mineral involucrados en cada etapa del proceso de molienda, para poder

definir los datos de entrada para el diseno del hidrociclon.

Definir todas las variables que determina el diseno del hidrociclon.

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Capıtulo 3

Antecedentes

La planta de molienda de la Mina El Soldado, la cual cuenta con una mina a rajo abierto y otra

subterranea que abastecen dicha planta. El Soldado es una de las cinco divisiones pertencientes a Anglo

American Chile S.A. en Chile. Esta planta se encuentra ubicada en la V Region, en la comuna de

Nogales, a 132 kilometros de Santiago y a 600 metros sobre el nivel del mar, en la figura 3.1 se muestra

un mapa de la ubicacion de la planta.

Figura 3.1: Mapa de ubicacion Division El Soldado

La planta de molienda en la actualidad funciona en dos turnos de 8[hr] por dıa y recibe de la mina

aproximadamente 7,6 [Mton/ano]. En la figura 3.2 se muestra un esquema de todos los procesos

productivos que se realizan en la Division El Soldado.

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CAPITULO 3. ANTECEDENTES 4

Figura 3.2: Esquemas Procesos Productivos Division El Soldado

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CAPITULO 3. ANTECEDENTES 5

A continuacion se explicaran brevemente cada uno de estos procesos.

Mina a rajo abierto: operacion minera en la que el proceso extrativo se realiza en la superficie.

Mina subterranea: operacion miera en la que el proceso extractivo se realiza a traves de tuneles y

galerıas.

Perforacion: El macizo rocoso se perfora en los puntos de mayor debilidad para la introduccion de

los explosivos.

Tronadura: Mediante una reaccion fısico-quımica en cadena, los explosivos producen la fisura y la

fragmentacion del macizo rocoso.

Extraccion: El material tronado es removido con cargadores frontales y/o palas.

Stock de mineral de baja ley: Cantidad de mineral con bajas concentraciones de cobre.

Botadero: Lugar en que se depositan el esteril resultante de los procesos de extraccion.

Chancador: El material es reducido a 1,5 [in] en promedio y dispuesto en pilas.

Molienda: El material se reduce en molinos hasta conformar una pulpa con partıculas de unos 180

micrones.

Flotacion: La pulpa producida en la molienda es sometida a un proceso en el cual el cobre y otros

materiales se concentran en espuma, la que es secada para su espesamiento y filtrado.

Espesamiento y filtrado de concentrados: mediante el espesamiento del material y un filtro de

prensa, el concentrado es secado hasta reducir su humedad a 9 %.

Cobre contenido en concentrado: producto minero obtendi a traves de la flotacion del mineral de

cobre. Sus principales componentes son cobre, azufre y hierro.

Transporte a Chagres: El concentrado de cobre es enviado a la Division Chagres donde se almacena

para luego ser fundido y transformado en anodos de cobre.

Relaves: desechos provenientes de los procesos mineros.

Los procesos relacionados con la oxidacion no seran mecionados ya que no se recorrieron sus inta-

laciones durante la visita.

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Capıtulo 4

Planta de Sulfuros

La mayor parte del material extraıdo en faena, alrededor de un 85 % del total es procesado en la

planta de sulfuros. Al dıa esta recibe 23 [kton/dıa] de material.

La planta esta compuesta por las siguientes estaciones de trabajo:

Chancador Primario.

Molino SAG.

Chancador secundario y terciario.

Molienda Convencional.

Seccion de Flotacion.

Seccion de Filtrado.

Harneros.

Estanques de decantacion.

Pilas de acopio de concentrado de cobre.

Tranque de relabes.

En la figura 4.1 se muestra la distribucion de algunas de las estaciones antes mencionadas.

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CAPITULO 4. PLANTA DE SULFUROS 7

Figura 4.1: Distribucion de estaciones de trabajo Planta de Sulfuros

4.1. Chancador Primario

Es el primer equipo encargado de triturar las rocas que vienen desde la faena. Los camiones cargados

con 25 [ton] (su capacidad maxima es de 40 [ton]) descargan en el buzon a razon de 1000 [ton/hr]

en maxima produccion y valores promedios de 800 a 950 [ton/hr]. Las rocas recibidas pueden tener

diametros de 1 [m] por lo general, para poder ser procesados correctamente en el chancador. En el

caso de existir material de mayor diametro se cuenta con el taladro neumatico montado en un brazo

hidraulico que rompe las piedras hasta un tamano adecuado.

El chancador es del tipo giratorio de pera. La pera esta constituida por acero al manganeso y es de

25 [ton] aproximadamente.

La granulometrıa salida del chancador primario es de 5 [in], la medida puede variar un poco depen-

diendo las condiciones de operacion y el desgaste de la pera del equipo, en casos de mayor desgaste el

valor llega a 7 [in].

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CAPITULO 4. PLANTA DE SULFUROS 8

El material proveniente del chancador cae a la descarga del chancador, una correa corta que recibe

el impacto del material.

En las imagenes 4.2, 4.3, 4.4 y 4.5 se muestran algunas fotogrfıas tomadas del chancador primario

durante la visita.

Figura 4.2: Descarga al chancador primario Figura 4.3: Chancador primario

Figura 4.4: Pantalla de control chancador primario Figura 4.5: Brazo hidraulico

4.2. Molino SAG

El este molino es alimentado con el mineral proveniente de uno de los dos stockpile que alimenta el

chancador primario, esta pila descarga en la correa alimentadora del SAG.

El flujo maximo de material que puede entrar en el SAG es de 900[ton/h], con un flujo promedio

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CAPITULO 4. PLANTA DE SULFUROS 9

cercano a las 800[ton/h], la dimensiones de molino son 17[in] x 34[in] y 11,380[kW] de potencia.

4.3. Molienda Convencional

Proceso de molienda alternativo al de molienda SAG y posterior al chancado secundario y terciario.

Se trabaja con un flujo promedio de 340 [tph]. Este proceso cuenta con 2 etapas entre las cuales se ubica

un hidrociclon que separa el material que esta listo para la flotacion del que debe repetir el proceso.

4.3.1. Molino de Barras

El molino de barras gira con el material proveniente del chancador terciario, que llega continuamente

por una correa transportadora. El material se va moliendo por la accion del movimiento de las barras

que se encuentran libres y que caen sobre el mineral. Finalmente el material molido pasa al molino de

bolas.

4.3.2. Molino de Bolas

Este molino es un molino Chalmers, de dimensiones: 9 1/2 x 12 [in] y de 355 [KW] de potencia.

Esta ocupado en un 35 % de su capacidad por bolas de acero de 3,5 [in] de diametro, las cuales son los

elementos de molienda. En un proceso de aproximadamente 20 minutos, el 80 % del mineral es reducido

a un tamano maximo de 180 micrones. En la figura 4.7 se muestra un esquema de este molino.

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CAPITULO 4. PLANTA DE SULFUROS 10

Figura 4.6: Esquema de molino de bolas

En las ?guras ?? y ?? se muestran algunas fotografıas obtenidas durante la visita.

Figura 4.7: Pantalla de control de molino secundario y terciario (izquierda) molino de bolas (derecha)

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CAPITULO 4. PLANTA DE SULFUROS 11

4.4. Chancado Secundario y Terciario

Este proceso es alternativo al de molienda con SAG. A este proceso se van los Peblees rechazados

por el molino SAG. La primera etapa de este proceso es la del chancador secundario, chancador del tipo

Symonds STD de 5,5 [in] y 220 [kW] de potencia. Este chancador reduce el tamano de granulado del

material hasta alrededor de unas 3 [in] ,material que luego es ingresado a un Harnero, donde se separa el

material que esta listo para ingresar a la siguiente etapa (molienda convencional), del material que debe

aun ser pasado al chancador terciario. El chancador terciario reduce el tamano del granulado hasta 1/2

[in]. Esta unidad corresponde a un chancador Symonds SH de 7 [in] y 220 [kW] de potencia. Despues

del chancador terciario se hace pasar nuevamente el material por un harnero, derivando a la siguiente

etapa al de granulometrıa mas ?na e ingresando nuevamente al chancador terciario el de granulometrıa

mayor. Este proceso se esquematiza en la ?gura 4.8.

Figura 4.8: Esquema de flujo chancado El Soldado

4.5. Harneros

Estos equipo separan el material segun su granulometrıa el material ingresa a esta estructura vibra-

toria, donde debido a una malla de poliuretano existente en la base del harnero se separa el material de

granulometrıa mayor de el de granulometrıa mas ?na. Este equipo se puede ver en la ?gura 5.2. En El

Soldado se observan dos harneros:

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CAPITULO 4. PLANTA DE SULFUROS 12

4.5.1. Harnero del Molino SAG

Este harnero recibe y clasi?ca material proveniente del molino SAG entregando el material mas ?no

a los hidrociclones y el mas grueso a la molienda convencional (ver ?gura 5.2)

4.5.2. Harnero del Chancador terciario

Este harnero recibe y clasi?ca material proveniente del chancador terciario derivando a la siguiente

etapa al de granulometrıa mas ?na e ingresando nuevamente al chancador terciario el de granulometrıa

gruesa.

Figura 4.9: Harnero Molino SAG

4.6. Correas Transportadoras

Las correas transportadoras son abundantes en las instalaciones de molienda. En la visita se lograron

observar las correas que transportan material del chancador primario al primer acopio y al acopio SAG.

Tambien se observaron las correas que alimentan el molino SAG y la molienda convencional. En las

?guras ?? se muestran algunas fotografıas obtenidas durante la visita.

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CAPITULO 4. PLANTA DE SULFUROS 13

Figura 4.10: Correas transportadoras mina el Soldado

Page 17: Selección de hidrociclones

Capıtulo 5

Antecedentes del Hidrociclon

5.1. Descripcion del Hidrociclon

La separacion por sedimentacion de partoculas se da en la naturaleza en cualquier lago o estanque

donde se introduce agua turbia. Las partcıculas se posan en el fondo, formando un sedimento que posee

un grado de espesado en relacion con la concentracion de la alimentacion (feed), mientras que el agua

sobrante es clarificada y eliminada como flujo superior (overflow).

Los mismos fenmenos ocurren en una suspension en rotacion, donde fuerzas centrıfugas mucho

mayores a las producidas por la gravedad producen los efectos de separacion por aumento del grado

de sedimentacion. Los equipos que se emplean normalmente para este proposito, son las centrıfugas

con camisa maciza, y los hidrociclones pueden ser considerados como una centrıfuga de camisa maciza,

en la cual esta permanece fija, mientras que la rotacion de la suspension es producida por la propia

alimentacion al ciclon tangencialmente y a presion.

La figura ?? muestra, esquematicamente, el trabajo de un hidrociclon. La suspension de alimentacion

forma un torbellino primario a lo largo de la superficie interior de la pared de las partes cilındrica y

conica, dirigiendose al exterior a traves del vortice conico. Al ser este estrecho, solamente una parte de

la corriente es evacuada como flujo inferior (underflow), transportando las partıculas gruesas o inclusive

todos los solidos con ella. La mayorıaa del lıquido (que ha sido limpiado por la sedimentacion de los

solidos en el torbellino primario, o bien que transporta las partıculas finas sobrantes con el), es forzado a

abandonar el ciclon a traves de la tobera del flujo superior (overflow) formando un torbellino secundario

ascendente alrededor del nucleo de la carcasa. En el interior del nucleo se crea una depresion, que recoge

todo el aire que ha sido transportado como burbujas o disuelto en el agua de alimentacion. Tambien el

vapor creara esta visible columna centralde aire. Debido al incremento de la velocidad tangencial en el

torbellino secundario, las altas fuerzas centrıfugas generadas traen consigo una eficientısima separacion

secundaria. Las partıculas finas rechazadas sedimentan radialmente y se unen al torbellino primario; la

mayorıa de estas partıculas son evacuadas finalmente a traves de la boquilla formada por el vortice del

cono. Por consiguiente, la separacion dentro de un hidrociclon tiene lugar como resultado de estos dos

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CAPITULO 5. ANTECEDENTES DEL HIDROCICLON 15

procesos, y el punto de corte final sera determinado principalmente por la aceleracion centrıfuga del

torbellino secundario interior.

Figura 5.1: Vista en corte de un Hidrociclon

5.1.1. Condiciones de trabajo

En el caso particular de los hidrociclones a disenar que corresponden a 8 hidrociclones conectados

en paralelo, de lo cuales 2 son equipos redundantes, es decir, solo 6 de estos se encuentran en constante

funcionamiento. Estos, como conjunto, reciben la gravilla proveniente del harnero, que corresponde a

un flujo nominal de 1062 [TPH] y maximo de 1328 [TPH] de material humedo. El material obtenido

del flujo inferior de los hidrociclones es enviado al proceso de molienda convencional y corresponde a un

40-45 % del material recibido, mientras que el extraido de los flujos superiores corresponde al 55-60 %

del material recibido, tiene una granulometrıa de 200-220µm, y es enviado al proceso de flotacion.

En la figura ?? se ve un diagrama de flujo del Hidrociclon del molino SAG

Page 19: Selección de hidrociclones

CAPITULO 5. ANTECEDENTES DEL HIDROCICLON 16

Figura 5.2: Diagrama de flujo del hidrociclon del molino SAG

5.2. Definicion de clasificacion

Investigaciones recientes definen la clasificacion como el tamano de partıculas para el cual el 50 %

se va al overflow y el otro 50 % se va al underflow, o tambien llamado punto D50c. La figura 5.3

muestra una relacion tıpica entre el diametro de las partıculas y el porcentaje recuperado al underflow.

Page 20: Selección de hidrociclones

CAPITULO 5. ANTECEDENTES DEL HIDROCICLON 17

Figura 5.3: Vista en corte de un Hidrociclon

Por lo general en el diseno de un circuito que involucre ciclones el objetivo es producir un overflow,

el cual tiene una cierta distribucion de tamano, normalmente defenida como el porcentaje de partıculas

que pasan con un tamano en micrones dado. Una relacion empırica se muestra en la figura 5.2 se

muestra una tabala entre la distribucion de tamano en el overflow con el D50c requerido para producir

la separacion especificada. La relacion de esta tabla es para tamanos de partıculas molidas tıpicas o

promedio y puede variar levemente dependiendo de las caracterısticas del molido.

Page 21: Selección de hidrociclones

CAPITULO 5. ANTECEDENTES DEL HIDROCICLON 18

La separacion en un ciclon puede ser lograda aproximadamente usando la ecuacion 5.1. El D50c

(base) para un diametro de ciclon dado es multiplicado por una serie de factores de correccion de diseno

C1, C2 y C3 para obtener el de la aplicacion.

D50c(aplication) = D50c(base) · C1 · C2 · C3 (5.1)

Donde D50c (base) referido a las siguientes condiciones:

1. Lıquido: agua a 20 C

2. Solido: partıculas esferıcas de 2.65 sp gr.

3. Concentracion de la mezcla: menor al 1 % de solido por unidad de volumen.

4. Caıda de presion: 69 [kPa]

5. Geometrıa del ciclone: estandar

Corresponde al tamano en micrones para que un ciclon estandar pueda lograr las condiciones de

operacion bajo las condiciones base y calculados por la ecuacion 5.2.

D50c(base) = 2,84 ·D0,66 (5.2)

Donde D = al diametro del ciclon en centımetros.

5.2.1. Factores de correccion de diseno

Influencia de la concentracion de solido

El primer factor de correccion C1 esta relacionado con la influencia de la concetracion de de solido en

la mezcla. La representacion grafica de esta correccion se muestra en la figura 5.4 y puede ser calclulada

la ecuacion 5.3

Page 22: Selección de hidrociclones

CAPITULO 5. ANTECEDENTES DEL HIDROCICLON 19

C1 = (53 − V

53)−1,43 (5.3)

Donde C1 es el factor correcion por la influencia de la concentracion de solido en la mezcla, y V el

porcentaje de solido por volumen de la mezcla.

Figura 5.4: Concentracion de solido vs C1

Caıda de presion

El segundo factor de correccion esta relacionado con la caıda de presion a traves del ciclon, medida

tomando la diferencia entre la presion de entrada y la presıon del overflow. La caıda de presion es una

medida de la energıa utilizada en el ciclon para lograr la separacion. Se recomienda que la caıda de

presion, siempre que sea posible, sea disenada en el rango entre 40 y 70 kPa. La correccion para la caıda

de presion se muestra en la figura 5.5y puede ser calculada de la ecuacuon 5.4, en esta se observa que,

una mayor caıda de presion podrıa resultar en una separacion mas fina y una menor caıda de presion en

una separacion mas gruesa.

Page 23: Selección de hidrociclones

CAPITULO 5. ANTECEDENTES DEL HIDROCICLON 20

C2 = 3,27 · ∆P−1,43 (5.4)

Donde C2 es el factor correcion por la caıda de presion, y ∆P la caıda de presion en kPa.

Figura 5.5: Caıda de presion versus C2

Gravedad especıfica del solido

El siguiente factor de correccion esta relacionado con el efecto que la gravedad especıfica de los

solidos y el lıquido tienen en la separacion. En vista que un ciclon no hace una separacion en base al

tamano de las partıculas (como un harnero por ejemplo), sino lo que hace es una separacion segun masa,

la gravedad especıfica de las partıculas es extremadamente importante para determinar la separacion.

Esto tiene un valor significativo en aplicacines donde el solido tiene una alta gravedad especıfica que la

ganga, la cual permite una mejor liberacion de partıculas de mineral a un tamano promedio de separacion

mas grueso. La relacion entre la gravedad especıfica del solido y el factor de correccion C3 se muestra

en la figura 5.6 y puede ser calculada por la ecuacion 5.5

Page 24: Selección de hidrociclones

CAPITULO 5. ANTECEDENTES DEL HIDROCICLON 21

C3 = (1,65

GS −GL)0,5 (5.5)

Donde C3 es el factor de correccion por la influencia de la gravedad especıfca, GS y GL son la

gravedad especıfca del solido y del lıquido respectivamente.

Figura 5.6: Gravedad especıfica del solido versus C3

5.3. Velocidad de flujo volumetrico

Otro aspecto importante a determinar, ademas de las dimensiones del ciclon, es la capacidad ade-

cuada del ciclon para una aplicacion dada, en partıcular el numero de ciclones. Para esto considerar la

figura 5.7 en donde se muestra la relacion entre la caıda de presion y la velocidad del flujo volumetrico

para diferentes diametros de ciclones. La forma de determinar el numero de ciclones utilizando el grafico

de la figura ?? es determinar el flujo volumetrico para una caıda de presion dada y diametro de ciclon

dado, este corresponde al flujo volumetrico de un ciclon. Entonces si el flujo volumetrico total se divide

por este flujo volumetrico se obtiene el numero de ciclones necesarios. El tamano del vortex y el area

de entrada tambien tienen un efecto en la velocidad de flujo volumetrico. Un mayor tamano del vortex

Page 25: Selección de hidrociclones

CAPITULO 5. ANTECEDENTES DEL HIDROCICLON 22

o de las areas de entrada incrementarıan la la capacidad, mientras que un tamano menor del vortex o

de las areas de entrada reducirıan la capacidad.

Figura 5.7: Caıda de presion versus flujo voumetrico para distintos tamanos de ciclones

5.4. Diametro del Apex

La principal consideracion para el apex es que las partıculas mas grande que son recuperadas deben

pasar por el orificio. En la figura 5.8 se muestra un grafico que relaciona el flujo volumetrico y el diametro

del apex

Page 26: Selección de hidrociclones

CAPITULO 5. ANTECEDENTES DEL HIDROCICLON 23

Figura 5.8: Diamtro del apex versus flujo voumetrico

Page 27: Selección de hidrociclones

Capıtulo 6

Dimesionamiento de los Hidrociclones

6.1. Parametros de entrada

En base a la informacion obtenida en El Soldado, se definen los parametros de entrada para el diseno

mostrados en la tabla 6.1

Tabla 6.1: Parametros de entrada del Hidrociclon

Datos de entrada

Densidad total [Kg/m3] 1640

Densidad solido [Kg/m3] 1853,5

Densidad liquido [Kg/m3] 1000

Flujo masico total [TPH] 1062

Flujo masico solido [TPH] 900

Flujo masico liquido [TPH] 162

Caudal Volumetrico total [m3/s] 0,1799

Caudal Volumetrico solido [m3/s] 0,1349

Caudal Volumetrico liquido [m3/s] 0,045

6.2. Dimensionamiento

Teniendo en cuenta el proceso en el cual seran usasdos estos ciclones, se define el D50C de 200

micrones y tomando una distribucion de partıculas del 90 % se tiene de la figura 5.2 un factor de 0.91.

Por lo tanto el D50C(aplicacion) igual a:

D50C(aplicacion) = 0,91 · 200 = 182[µm] (6.1)

24

Page 28: Selección de hidrociclones

CAPITULO 6. DIMESIONAMIENTO DE LOS HIDROCICLONES 25

6.2.1. Factores de correccion

Teniendo en cuenta los datos de la tabla 6.1 se pueden calcular los 3 factores de correccion como

sigue:

C1 =53 − V

53

−1,43

= 3,52 (6.2)

C2 = 3,27 · ∆P−0,20 = 1,09 (6.3)

Esto ultimo es considerando una caıda de presion de 50 [kPa]

C3 =1,65

GS −GL= 1,39 (6.4)

Con estos 3 valores se puede obtener el D50C(base) y ası calcular el resto de las dimensiones, de la

siguiente manera:

D50C(base) =D50C(aplicacion)

C1 · C2 · C3= 34,01[µm] (6.5)

6.2.2. Dimensiones principales

El diametro del ciclon se puede obtener de la ecuacion 5.2.

D =D50C(base)

2,84

1/0,66

= 43,02[cm] (6.6)

Area de entrada

Ain = 0,05 ·D2 = 92,56[cm2] (6.7)

Diametro de entrada

Din =√Ain · 4/π (6.8)

Diametro Vortex

DV = 0,35 ·D = 15,087[cm] (6.9)

Page 29: Selección de hidrociclones

CAPITULO 6. DIMESIONAMIENTO DE LOS HIDROCICLONES 26

Diametro Apex, este se obtiene de la figura 5.8 y se optiene un valor de 6 [in].y se cumple la condicion

mencionada en el capıtulo anterior, de que el orificio debe ser mayor que el la partıcula mas grande (en

este caso son de 1.8[cm]aprox)

El largo seccion cilındrica es igual al diametro del ciclon, en este caso 43.02[cm]

6.3. Numero de Hidrociclones

Usando la figura 5.6 se puede determinar el numero de ciclones, ya que de este grafico se obtiene el

flujo volumetrico por unidad, luego si se divide el flujo total por el flujo por ciclon se tiene:

Nciclones =flujo por equipo

F lujo total= 6 (6.10)