Separacion Solido liquido

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Concentracion de minerales

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  • SEDIMENTACION

    Vladimir A. Arias Arce

    UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN

    MARCOS

    E.A.P. INGENIERIA METALURGICA

    SEPARACION SOLIDO - LIQUIDO

  • SEPARACIN SLIDO / LQUIDO

    El procesamiento de minerales utiliza importantes volmenes de agua.

    Operaciones realizadas en pulpa: flotacin y lixiviacin requieren separar los slidos

    del agua.

    MTODOS

    Sedimentacin

    Filtracin

    Secado trmico

  • MINERAL PROVENIENTE DE LA

    MINA

    Chancado

    Molienda

    Clasificacin por tamao

    Flotacin

    Concentrado

    de galenaRelaves

    Espesamiento y

    filtracinCancha de

    relaves

    Partculas

    de

    tamao

    final

    Retorno de

    gruesos

    Concentrado seco

    a la fundicin

  • Consiste en la separacin, por accin de la gravedad, de las partculas suspendidas cuyo peso especfico es mayor que el del agua.

    Se utiliza para:

    - Eliminacin de arenas

    - Eliminacin de materia en suspensin:

    en aguas residuales y para potabilizacin

    flculo biolgico en los decantadores secundarios de los procesos de lodos activados

    flculos qumicos cuando se emplea coagulacin.

    - Concentracin de los slidos en los espesadores.

    SEDIMENTACIN

  • 1 Discreta (Tipo 1): Sedimentacin de partculas en una suspensin con concentracin de slidos baja. Las partculas sedimentan como entidades individuales, sin haber interaccin con partculas vecinas.

    2 Floculenta (Tipo 2): Sedimentacin de partculas de una solucin diluda, que floculan durante el proceso. Al aglomerarse, aumentan su tamao y su masa, por lo tanto tambin su velocidad de sedimentacin.

    En funcin de la concentracin y de la

    tendencia a la inter-accin de las partculas,

    se pueden producir cuatro tipos de

    sedimentacin:

  • Continuacion

    3 Retardada (llamada en bloque o zonal) (Tipo3): Corresponde a una suspensin de concentracin intermedia, en la cual las fuerzas interpartculas son suficientes para entorpecer la sedimentacin de las partculas vecinas, hacindolas sedimentar como una sola unidad.

    4 Por compresin (Tipo 4): Cuando la concentracin de partculas es tal que stas forman una estructura, la sedimetacin slo puede darse por compresin, debido al peso de las partculas que se van aadiendo.

  • Zona de agua clarificada

    Zona de sedimentacin discreta (Tipo 1)

    Zona de sedimentacin floculenta (Tipo 2)

    Zona de sedimentacin retardada (Tipo

    3)

    Zona de compresin

    (Tipo 4)

    Probeta TIEMPO

    Pro

    fun

    did

    ad

  • OBJETIVOS

    Reconocer las operaciones de los procesos de

    separacin slido-lquido.

    Identificar los efectos que las variables ejercen

    sobre la sedimentacin y filtracin de los

    minerales.

    Reconocer los equipos ms comunes utilizados

    durante el espesamiento y la filtracin.

  • ETAPA DE SEPARACIN

    SLIDO-LQUIDO

    Una vez que hemos obtenido los concentrados a partir de la flotacin stos contienen sulfuros muy valiosos que a la vez contienen espumas y stas a la vez agua, que tenemos que quitrsela para poder transportar y manipular estos concentrados de manera ms fcil para las siguientes operaciones que se han de realizar.

  • CONCENTRADOS

    SULFUROS

    ESPUMAS

    AGUA

  • ESPESAMIENTO Y FILTRACIN

    En el procesamiento de minerales, la

    operacin unitaria de separacin

    slido - lquido consiste en la

    eliminacin de agua de los productos

    finales o intermedios de una planta

    concentradora

    DEFINICIN

  • OPERACIONES PRINCIPALES

    OPERACIONES

    PRINCIPALES DE LA

    SEPARACIN SLIDO -

    LQUIDO

    ESPESAMIENTO

    Que comienza con la

    eliminacin de la mayor

    cantidad de agua contenida

    en las espumas.

    LA FILTRACIN

    En la que procuramos quitar

    todo lo que se pueda del agua

    que ha quedado despus del

    espesamiento.

    SECADO

    Consiste en retirar al 100% el

    agua del concentrado.

  • SEDIMENTACIN

    Sedimentacin: Eficiente cuando hay buena diferencia en densidad entre slidos y lquido.

    Una rpida sedimentacin de slidos produce un lquido claro a ser decantado, produciendo

    una pulpa densificada, con 50 a 60 % slidos.

    Partculas muy finas sedimentan lentamente y requieren sedimentacin centrfuga o

    floculacin.

  • LEYES

    La sedimentacin obedece a leyes de Stokes y Newton, segn el tamao de partcula.

    Ley de Stokes: v = k1d2 (Ds - Df)

    Vlida para d < 50

    Ley de Newton: v= k2[d (Ds - Df)]1/2

    Vlida para d > 0.5 cm

    d = Dimetro de la partcula

    Ds = Densidad de la partcula

    Df = Densidad del fluido

    v = Velocidad terminal

  • Relaves:

    Espesamiento antes del depsito de relave, recuperacin de agua

    Concentrados:

    Espesamiento antes de filtracin.

    Hidrometalurgia:

    Filtracin cuando la solucin tiene alta densidad.

    Filtracin antes de precipitar Au/Ag de solucin de cianuracin.

    APLICACIONES

  • Esquema General

    PLANTA

    CONCENTRADORA Relave

    25-30 % Slidos

    Concentrado 25-30 % Slidos

    ESPESADOR

    FILTRO

    ESPESADOR

    RELAVERA

    Agua decantada

    Concentrado 6-12 % H2O

    Agua

    Agua

    45-55 % Slidos 55-65 %

    Slidos

  • ESPESAMIENTO

    Sedimentador de slidos por gravedad y decantacin del agua, en espesadores.

    Para aumentar la eficiencia se aade floculantes, que aglomeran las partculas formando flculos.

    Clarificador de diseo similar al espesador, pero

    menos robusto, porque recibe

    pulpas con menor contenido

    de slidos.

  • Alimentacin

    Rebose

    Zona de clarificacin

    Zona de espesamiento

    Descarga de pulpa densificada

    Slidos

    ESQUEMA DE UN ESPESADOR

    Agua

    Zona de agua clara

  • Espesadores convencionales

  • DISEO DEL ESPESADOR

    Mtodo de Coe y Clevenger:

    A = (F - D)W / RS

    A = rea del espesador, m2

    R = Velocidad de sedimentacin, m/hr

    S = Gravedad especfica del lquido, kg/l

    F = Relacin Lquido/Slido en peso

    D = Relacin Lquido/Slido en la descarga

    W = Alimentacin de mineral, tm/hr

  • ESPESADOR DE LAMELAS

    Utiliza un conjunto de placas

    inclinadas paralelas que

    reducen la distancia de

    sedimentacin e

    incrementan el rea efectiva.

    El espacio requerido es 20 % de un

    espesador convencional.

    El rea efectiva de sedimentacin es:

    Aef = nA cos

    n = nmero de placas; A = rea de cada placa = ngulo de las placas con la horizontal

  • SEDIMENTACIN CENTRFUGA

    La velocidad de sedimentacin de partculas se incrementa por influencia de fuerza centrfuga

    La separacin centrfuga puede hacerse mediante ciclones o centrfugas.

    Los ciclones son equipos sencillos y baratos. Su eficiencia baja con partculas pequeas.

    Partculas menores de 10 van de todas

    maneras al rebose.

    Son ms eficientes en clasificacin que en

    sedimentacin.

  • Centrfuga

    Ms compleja y costosa que el cicln, pero eficiente en clarificacin, ms flexible, y da

    mayores concentraciones de slidos.

    El tipo solid bowl scroll es el de ms uso en minera debido a que descarga slidos en

    forma continua. Consiste en un casco cilindro-

    cnico horizontal giratorio. En su interior hay un

    transportador de tornillo que gira en el mismo

    sentido, a velocidad diferente.

  • Descarga de slidos

    Descarga

    de lquidos

    Pulpa

    ESQUEMA DE CENTRFUGA

    SOLID BOWL SCROLL

  • Centrfuga

    Velocidad de rotacin : 1600 a 8500 rpm

    Dimetro: 0.15 a 1.50 m

    Capacidad: 0.50 a 50 m3/hr lquido, o 0.25 a 100 TM slidos/hr

    Alimentacin: 0.5 a 70 % slidos

    Partculas: 12 mm a 2 , o ms fino con floculacin

    Humedad el producto: 5 a 20 %.

  • FILTRACIN

    Operacin que separa slidos del lquido mediante un medio poroso que retiene los slidos y deja pasar el lquido.

    Tipos de filtro:

    A vaco: Disco, tambor, circular, faja, hoja

    A presin: tiene ventajas sobre el filtro a vaco: mayor capacidad, lavado y secado. La mayora opera en batch.

    Filtro prensa es el ms usado.

  • Filtracin ...

    Factores que afectan la filtracin:

    Cada de presin

    rea filtrante

    Viscosidad del filtrado

    Resistencia de la torta y del medio filtrante

  • Filtracin

    Lamas tienen efecto adverso en la filtracin, tupen al medio filtrante.

    La floculacin reduce este efecto y facilita la filtracin.

  • Filtro Medio filtrante:

    Muy importante para asegurar una buena filtracin.

    Debe retener slidos sin obstruirse.

    Debe tener resistencia mecnica y a la corrosin.

    Debe tener baja resistencia al flujo del lquido.

    Medios filtrantes: de algodn, lana, lino,yute,nylon, seda, fibra de vidrio, carbn

    poroso, rayn, cermica. Deben filtrar slidos

    de < 10 .

  • Filtro de banda horizontal Filtro prensa de placas verticales

    Filtro de Tambor

  • Filtro automtico a presin Larox

  • Diagrama de flujo del Filtro

    Automtico Larox

  • SECADO Eliminacin de humedad mediante evapora-

    cin del agua, requiere suministro de calor.

    La velocidad de evaporacin se increme