Separaciones de Solidos de Solidos -...

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    Industrias I 72.02

    SEPARACIN DE SLIDOS DE SLIDOS

    SEPARACINES HIDRAULICAS

    SEPARACIN DE SLIDOS DE LIQUIDOS

  • 72.02-Industrias I Separacin de slidos en slidos

    2

    4 SEPARACIN DE SLIDOS DE SLIDOS ......................................................... 4

    4.1 SEPARACIN DE MATERIALES ......................................................................................... 4

    4.2 CLASIFICACIN MECNICA ............................................................................................. 4

    4.2.1 Parrillas .................................................................................................................. 4

    4.2.2 Cribas (Zarandas) o Tamices ................................................................................ 5

    4.2.3 Zarandas (cribas) Vibratorias ............................................................................... 5

    4.2.3.1 Zaranda de Inercia .............................................................................................. 6

    4.2.3.2 Zaranda Vibratoria Electromagntica ............................................................... 8

    4.2.4 Cribas de Tambor (TROMMELS) ......................................................................... 8

    4.2.5 Separacin Magntica ........................................................................................... 9

    4.2.6 Separadores Magnticos ...................................................................................... 10

    4.2.6.1 Separadores de Tambor.................................................................................... 10

    4.2.6.2 Separadores de Cinta ........................................................................................ 11

    4.3 SEPARACIONES HIDRULICAS ....................................................................................... 11

    4.3.1 Generalidades ....................................................................................................... 11

    4.3.2 Fundamentos de las separaciones hidrulicas................................................... 12

    4.3.2.1 Sedimentacin .................................................................................................. 12

    4.3.2.2 Cada en Corriente de Liquido ........................................................................ 13

    4.4 APARATOS APLICADOS EN LA CLASIFICACIN HIDRULICA ....................................... 15

    4.4.1.1 Separadores de Polvo ....................................................................................... 16

    4.4.1.2 Cajas de sedimentacin .................................................................................... 16

    4.4.1.3 Cajas Piramidales (Spitzkasten) ...................................................................... 17

    4.4.1.4 Clasificadores de Cono .................................................................................... 19

    4.4.1.5 Clasificador Dorr (De artesa o rastrillo) ......................................................... 20

    4.4.1.6 Mesa de sacudidas (Mesa del minero) ............................................................ 20

    4.4.1.7 Hidrociclones .................................................................................................... 22

    4.5 SEPARACIONES HIDRAULICAS FLOTACION ................................................ 23

    4.5.1 Definicin y Generalidades del Mtodo ............................................................. 23

    4.5.2 Campos de Aplicacin de la Flotacin ............................................................... 23

    4.5.3 Flotacin por Espuma .......................................................................................... 23

    4.5.3.1 Formacin de Espumas .................................................................................... 24

    4.5.3.2 Factores Fsicos y Qumicos en la flotacin ................................................... 25

    4.5.4 Reactivos o Agentes de Flotacin ....................................................................... 27

    4.5.4.1 Espumantes ....................................................................................................... 27

    4.5.4.2 Colectores ......................................................................................................... 27

    4.5.4.3 Modificadores ................................................................................................... 28

    4.5.4.4 Floculantes (Coagulantes) ............................................................................... 29

    4.5.5 Aplicacin de la Flotacin en la Industria Minera ............................................ 29

    4.5.6 Maquinas de Flotacin ........................................................................................ 30

    4.5.7 Clasificacin de las mquinas de flotacin ........................................................ 31

    4.5.7.1 Condiciones de una Buena Mquina de Flotacin ......................................... 31

    4.5.8 Clasificacin de las Mquinas de Flotacin segn su Funcin en el Proceso 31

    4.5.8.1 Combinacin de Mquinas de Flotacin para la Concentracin de Sulfuros

    32

    4.5.9 Descripcin de Aparatos de Flotacin por Espumas ........................................ 32

  • 72.02-Industrias I Separacin de slidos en slidos

    3

    4.5.9.1 Cuba de Flotacin Callow ............................................................................... 32

    4.5.9.2 Cuba de flotacin Callow Mas Intosh.......................................................... 33

    4.5.10 Esquemas de Instalaciones de Flotacin ............................................................ 35

    4.6 SEPARACIN DE FASES SLIDO- LIQUIDO ................................................................... 36

    4.6.1 Introduccin .......................................................................................................... 36

    4.7 SEDIMENTACIN ............................................................................................................ 37

    4.7.1 Teora de la sedimentacin .................................................................................. 37

    4.7.1.1 Velocidad de sedimentacin ............................................................................ 39

    4.8 EQUIPOS ......................................................................................................................... 39

    4.8.1 Espesadores .......................................................................................................... 39

    4.9 CLARIFICADORES ........................................................................................................... 41

    4.10 FILTRACIN ............................................................................................................... 42

    4.10.1 Teora de la filtracin .......................................................................................... 42

    4.10.2 Regmenes de filtracin: ...................................................................................... 42

    4.10.3 Clasificacin de filtros ......................................................................................... 44

    4.10.4 Equipos.................................................................................................................. 45

    4.11 CENTRIFUGACIN ...................................................................................................... 56

    4.11.1 Teora de la centrifugacin ................................................................................. 56

    4.11.2 Equipos.................................................................................................................. 56

    4.12 BIBLIOGRAFA............................................................................................................ 59

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    4 SEPARACIN DE SLIDOS DE SLIDOS

    4.1 SEPARACIN DE MATERIALES

    La separacin de materiales slidos se hace con el objeto de clasificar las partculas de materia de

    acuerdo a sus tamaos o de acuerdo a sus caractersticas. Ejemplos de los primeros son la

    separacin de rocas en distintos rangos de tamaos (por zarandeo, tamizado, separaciones

    hidrulicas o neumticas); y, de los segundos, la separacin de minerales de su ganga (por

    separacin magntica o concentracin hidrulica).

    Segn el tamao y caractersticas del material a separar se utilizan distintos tipos de aparatos para

    la separacin de materiales slidos; en la tabla siguiente se da una clasificacin de dichos aparatos.

    TAMAO DE

    GRANO

    METODO DE

    SEPARACIN

    TIPOS DE

    APARATOS

    > 200 mm. Manual Parrillas

    de 200 a 1 mm. Mecnico Parrillas vibratorias

    Cribas de tambor

    < 2 mm. Hidrulico Separadores hidrulicos

    < 1,5 mm. Neumtico Separadores de aire

    de 50 a 1 mm. Electro magntico Separadores electromagnticos

    4.2 CLASIFICACIN MECNICA

    La clasificacin mecnica se realiza por tamizado de la mezcla a travs de parrillas o cribas.

    4.2.1 Parrillas

    Se fabrican de barrotes de acero de seccin trapecial con la base menor hacia abajo, o con rieles

    que se instalan con el patn hacia arriba. Pueden ser fijas u oscilante (Figura N1).

    Barrotes Rieles

    Figura N1. Parrillas

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    5

    Fijas: Se utilizan para separacin previa de trozos grandes que sobrepasan la abertura de la

    carga de la trituradora o a la entrada de los transportadores (elevadores, tornillos, etc.) para

    retener trozos demasiado grandes.

    Oscilantes: La oscilacin se produce por el giro de un eje y una excntrica, donde las parrillas

    se encuentran desfasadas a 180 y estn suspendidas en la parte inferior.

    4.2.2 Cribas (Zarandas) o Tamices

    Se hacen con planchas perforadoras o tejido metlico.

    Planchas Perforadoras : Son de acero de espesores entre 0.5 y 12 mm.

    Tejido Metlico : Alambre de acero blando, bronce, latn, cobre, zinc, etc.

    En la Figura N2 se pueden ver los distintos tipos de planchas y tejidos.

    Chapas Perforadas Aberturas cuadradas

    Aberturas redondas

    Aberturas hexagonales

    Tejidos Metlicos Rejilla metlica con orificios cuadrados

    Rejilla metlica con orificios rectangulares

    Figura N2. Planchas y Tejidos

    4.2.3 Zarandas (cribas) Vibratorias

    Existen varios tipos de zarandas, entre las que merecen destacarse, dentro de las vibratorias, las de

    inercia y las electromagnticas.

    Agujeros

    Mallas

    Vista en Corte

    Alambres

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    4.2.3.1 Zaranda de Inercia

    La zaranda de inercia esta compuesta de una especie de cajn (armazn) que cuenta con 1,2 o 3

    pisos de tejidos metlicos (tamices). El tejido de dimetro mas grande es el superior y el de menor

    dimetro (tamao de malla) es el inferior. (Figura N3)

    El marco (cajn) de la zaranda esta montado sobre 3 pares de resortes y esta atravesado,

    transversalmente, por un eje, con una polea (en un extremo) al que se acopla un motor a travs de

    correas trapezoidales. El eje cuenta, adems, con dos volantes de contrapeso. El movimiento del

    eje, y los contrapesos de los volantes hace que vibre todo el marco (cajn) de la zaranda.

    El tejido metlico esta inclinado unos 20 respecto de la horizontal y el material a clasificar ingresa

    al piso superior y merced a la vibracin e inclinacin del tejido metlico el material va avanzando

    y si es de tamao inferior al tamao de la malla pasa al piso mas abajo. El material que no pasa

    sale por el extremo del tejido opuesto al que entro. De esta forma se consigue, si hay 3 pisos de

    tejido metlico, separar el material en 4 tamaos.

    El mas fino, que pasa por todos los tejidos, el que le sigue que pasa dos pisos pero sale por el

    extremo del inferior, el que le sigue que pasa solo un piso y el que no pasa el primer piso.

    Al material que no pasa un tejido metlico (tamiz) se lo denomina rechazo.

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    Figura N3. Zaranda de Inercia

    VIS

    TA

    EN

    CO

    RT

    E

    VIS

    TA

    LA

    TE

    RA

    L

    1.-

    Res

    ort

    e

    3

    .- M

    arco

    5

    .- E

    je

    7.-

    Po

    lea

    2.-

    Tam

    ices

    4

    .-B

    asti

    do

    r

    6

    .- V

    ola

    nte

    Mate

    ria

    l G

    rueso

    Mate

    ria

    l F

    ino

    Alim

    enta

    ci

    n

    3

    3

    7

    2

    1 4

    5 6

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    4.2.3.2 Zaranda Vibratoria Electromagntica

    La vibracin se hace con un sistema electromagntico que se esquematiza en la Figura N4. La

    armadura es atrada por un electroimn hasta que toca el interruptor de corriente; al hacerlo, se

    interrumpe la corriente y actan los resortes, que tiran hacia abajo la armadura. De esta forma se

    logran 1800 vibraciones por minuto. La armadura esta unida al marco de la zaranda.

    Figura N4. Zaranda Vibratoria Electromagntica

    4.2.4 Cribas de Tambor (TROMMELS)

    Pueden ser cilndricas, cnicas, prismticas, piramidales, etc. Las ms comunes son las cilndricas

    (Figura N5). Son giratorias, se encuentran inclinadas respecto de la horizontal de 5 a 7. Las

    mallas ms pequeas se ubican del lado de la entrada del material y las ms grandes a la salida.

    Para un D: dimetro de 0,10 m. y L: longitud de 1,6 m. se pueden producir 50 ton / hora de

    material clasificado, a una velocidad de 25 r.p.m y con un motor de 2,5 HP.

    Por su bajo rendimiento, unido a un costo de mantenimiento elevado, estas cribas han ido

    desapareciendo de canteras y lavaderos de minerales que era donde mas se las usaba. Se usan aun

    en el cribado de basuras urbanas, por el acondicionamiento de la materia provocado por el batido

    enrgico que produce. Los apoyos de estas cribas se detallan en la Figura N6.

    Electroimn

    Interruptor

    Resorte

    Bastidor

    Armadura

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    Figura N5. Cribas de Tambor Figura N6. Apoyos cribas de Tambor

    4.2.5 Separacin Magntica

    Es un mtodo muy utilizado para concentrar minerales que poseen una propiedad, conforme a su

    naturaleza, de atraccin magntica. En algunos casos se aumenta las caractersticas magnticas del

    mineral sometindolos a procesos de tostacin o calcinacin (PIRITAS FeS2- y SIDERITAS

    CO3.Fe-). Un mineral sumamente apto para concentrarlo por este mtodo es la magnetita (Fe3O4 ).

    Considerando la escala de fuerza de atraccin magntica, para un valor 100 del hierro metlico, le

    corresponde 40 a la magnetita. La hematita (Fe2O3) que tiene valor 2, se torna fuertemente

    magntica cuando se la tuesta.

    Material

    medio

    Material

    fino Material

    grueso

    Cilindro

    Material de

    rechazo

    Motor

    Rodillos

    de apoyo

    Corona

    Pin

    Vista Lateral

    Pestaa

    de llanta

    Rodillo

    de Empuje

    Rodillos

    de apoyo

    Corte A - A

    A

    A

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    4.2.6 Separadores Magnticos

    Entre los separadores magnticos dos son los que se destacan, los de tambor y los de cinta.

    4.2.6.1 Separadores de Tambor

    Cuenta con dos tambores, uno fijo interno, con la mitad del mismo que tiene un campo magntico

    (zona rayada del esquema). El tambor exterior es concntrico al primero y gira. En su superficie

    cuenta con salientes.

    Ambos tambores se encuentran en el interior de una caja que tiene en su parte superior una boca de

    entrada para el material a separar y en la inferior dos bocas de salida saliendo por una de ellas el

    material no magntico (ganga) y por el otro el magntico (mineral).

    El material a separar ingresa al aparato y cae sobre el tambor, el no magntico, por gravedad cae y

    sale por la boca de descarga (a la de la derecha en Figura N7), el magntico se adhiere al tambor (

    por efecto del campo magntico) y va girando con el tambor exterior hasta que abandona el campo

    magntico, lugar donde cae por gravedad saliendo por la otra boca de descarga.

    El tamao del material a clasificar debe de ser de 1 a 20 mm.; la capacidad de produccin es de 50

    ton / hora, para un tambor de 0,90 m. de dimetro y 1,10 m. de longitud, utilizando una potencia de

    1,5 HP.

    Figura N7. Separadores de Tambor

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

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    4.2.6.2 Separadores de Cinta

    El separador de cinta es similar a una cinta transportadora, cuneta con dos poleas una motora y otra

    conducida. La cinta tiene, adems, salientes en su superficie.

    La polea conductora (izquierda de la Figura) esta magnetizada. El material no magntico cae, por

    gravedad, el magntico queda adherido por el campo magntico. Cuando la cinta abandona la

    polea cesa el campo magntico y el material magntico cae por gravedad. El tamao del material a

    separar debe ser de 5 a 50 mm. La produccin es de 10 ton / hora, para un polea de 0,45 m. de

    dimetro y 0,60 m. de ancho.

    El aparato trabaja a una velocidad de 50 r.p.m y utiliza un motor de 1,5 HP. de potencia.

    1.- Material a concentrar

    2.- Polea Motora

    (Magnetizada)

    3.- Polea Conducida

    4.- Cinta

    5.- Material no magntico

    6.- Material magntico

    Figura N8. Separador de Cinta

    4.3 SEPARACIONES HIDRULICAS

    4.3.1 Generalidades

    Las separaciones hidrulicas comprenden las separaciones de slidos de lquidos (tema que se

    estudia en la materia Industrias II), y las separaciones de dos o ms slidos entre s.

    SEPARACIONES

    HIDRULICAS

    1

    3

    4

    2

    5 6

    Separacin de lquidos de lquidos

    Separacin de 2 o ms sl. entre s

    Sedimentacin

    Filtracin

    Clasif. Hidrulica Concentracin

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    La clasificacin hidrulica de dos o ms slidos se prefiere al tamizado, cuando la materia a

    separarse se ha de elaborar en grandes tonelajes, o cuando los tamices son ineficaces por el grado

    de divisin de las partculas a separarse.

    La concentracin de minerales que se ver en este captulo es el mtodo denominado de flotacin

    por espumas.

    4.3.2 Fundamentos de las separaciones hidrulicas

    Las separaciones hidrulicas, se basan fundamentalmente en los fenmenos de sedimentacin de

    partculas y cada de partculas en corriente de lquidos. Las neumticas se sustentan en anlogos

    fenmenos, para el caso de fluidos (aire).

    Si bien en este curso no se ha de profundizar en el aspecto terico de estos fenmenos, ya que son

    temas de Mecnica de Fluidos, a continuacin se har una breve descripcin de los aspectos

    bsicos.

    4.3.2.1 Sedimentacin

    Si en un lquido se dejan caer simultneamente partculas de un mismo material (de peso

    especfico mayor que el lquido) y distintos tamaos, se formarn capas, tal como puede

    observarse en la Figura N9. Las partculas ms grandes (3) quedarn en el fondo del recipiente,

    las intermedias (2), encima de ellas, y de las ms finas (1), en la parte superior.

    Las partculas caen por la fuerza de gravedad, a la que se ponen, la fuerza de flotacin y la de

    rozamiento. Las dos primeras con constantes, pero la de rozamiento va creciendo a medida que

    aumenta la velocidad. En determinado momento, la velocidad de cada se mantiene constante, y se

    llama dicha velocidad: velocidad lmite (U1). A partir del momento en que se establece la

    velocidad lmite se verifica: (Figura N10)

    Peso partcula = Fuerza flotacin + Fuerza rozamiento

    La separacin de las partculas se realiza en el lapso de tiempo en que las partculas alcanzan su

    velocidad lmite, lo que dura fracciones de segundo, luego siguen con la U1, ya ordenadas por

    tamao, hasta depositarse.

    Los granos que integran una capa, es decir que han cado con igual velocidad, se denominan

    isdromos (o equidescentes).

    Partculas isdramas de distintos materiales cumplen la siguiente condicin:

    D1 . 1 = D2 . 2 = constante (donde D: dimetro partcula y : densidad)

    La expresin que da la velocidad lmite fue planteada por Stokes de la siguiente forma:

    U1 = k . (s 1) . Ds

    1

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

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    Representacin de la velocidad de cada de una partcula slida en un lquido.

    Donde: s densidad slido Ds dimetro partcula slido

    1 densidad lquido 1 viscosidad lquido

    En la Figura N10 se ha representado la velocidad de cada de una partcula slida en un medio

    lquido. Se puede observar que luego de un tiempo la velocidad alcanzada es U1, a partir de ese

    momento la velocidad se mantendr constante.

    Figura N 9

    Ul

    1Figura N 10

    4.3.2.2 Cada en Corriente de Liquido

    Supongamos ahora que una partcula cae en una corriente de lquido ascendente. Cuando la

    partcula alcanza su velocidad lmite se establece una velocidad relativa Ur que ser:

    Ur = U lquido U1 Ulim = Uliq Urel

    De esta expresin surgen tres alternativas:

    1. Si U lquido = U1 la partcula slida queda suspendida en el fluido. 2. Si U lquido < U1 la partcula cae al fondo del recipiente con velocidad Ur U1 la partcula es arrastrada hacia la parte superior del recipiente a velocidad U1

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    14

    Por consiguiente, para separar partculas slidas de dos tamaos distintos en corriente ascendente

    de lquido deber cumplirse:

    U1 < U liquido < U1'

    U1 v U1 son velocidades lmites de partculas de distintos tamaos, siendo la U1 la

    correspondiente al slido de mayor tamao.

    En la Figura N11 se puede observar las representaciones grficas del caso planteado.

    Cuando la cada no es en lquido ascendente (Y an en ese caso), se puede expresar la ecuacin de

    la velocidad relativa en trminos vectoriales:

    Ur = U lquido + U1

    Y sta expresin que plantea el caso ms generalizado permite calcular Ur por composicin de

    vectores.

    Ds

    Ds

    Figura N 11

    U

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    4.4 APARATOS APLICADOS EN LA CLASIFICACIN HIDRULICA

    Entre los aparatos aplicados veremos los siguientes:

    Separadores de polvos

    Cajas de sedimentacin

    Cajas piramidales

    Clasificadores de cono (sencillo y doble)

    Clasificador Dorr (de artesa o rastrillo)

    Mesa de sacudidas (o mesa de minero)

    Hidrociclones

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

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    4.4.1.1 Separadores de Polvo

    Son aparatos que se utilizan para separar el polvo fino (finos) del material grueso. Se aplican como

    complemento de los molinos, para retirar los finos de dicho aparato.

    Como se observa en la Figura es un aparato en forma de recipiente cilndrico, que termina en la

    parte inferior en forma de cono.

    Mediante un eje hueco, accionado por un motores da movimiento a una paleta y un disco

    distribuidor de los polvos que penetran por dicho eje.

    Cuenta adems con deflectores, y en la parte inferior, concntrico al cono, tiene una especie de

    embudo. Las paletas, al girar, generan una corriente de aire, tal como se indica en la Figura. Esa

    corriente arrastra a los finos que salen por la parte inferior del cono. El material grueso, que no es

    arrastrado por la corriente de aire, cae directamente por el embudo. Este material vuelve al molino

    para ser nuevamente molido.

    Un separador de 3,70 de dimetro puede clasificar 18ton/hera de material y utiliza para ellos una

    potencia de 12 HP.

    4.4.1.2 Cajas de sedimentacin

    1. Entrada suspensin

    2. Salida lquido claro 3. Partculas gruesas 4. Partculas medias

    5. Partculas finas 6. Caja de sedimentacin

    1. Slidos a separar

    2. Material grueso 3. Material fino 4. Caja cilndrica

    5. Embudo para material grueso 6. Pantalla deflectora 7. Eje hueco

    8. Disco distribuidor 9. Paletas 10. Corriente de aire

    Figura N 12

    Figura N 13

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

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    Las cajas de sedimentacin son clasificadores que se usan en minera, para separar los materiales

    en tres tamaos distintos.

    Como se observa en la Figura se trata de un recipiente que cuenta en su parte inferior con tabiques

    separadores de baja altura. La suspensin penetra por un extremo a una cierta velocidad. En el

    recipiente, las partculas van sedimentando, naturalmente primero las ms gruesas, luego las

    medias y por ltimo las finas.

    El lquido claro sale por el extremo opuesto a la entrada.

    Las cajas de pesca son un tipo de caja de sedimentacin, formadas por un canal de madera o

    ladrillo, de 2 m. De largo, 0,40 m. De ancho y 0,20 m. De profundidad. Estos aparatos hoy slo se

    emplean en explotaciones mineras de poca importancia.

    4.4.1.3 Cajas Piramidales (Spitzkasten)

    Este aparato es de funcionamiento anlogo al anterior. Se utiliza para la clasificacin de partculas

    de tamao que se encuentran entre 0,25mm. Y 1,25 mm. Son tambin utilizadas en minera y

    permiten clasificar partculas de cuatro clases distintas.

    Es una serie de recipientes en forma piramidal, cuyo tamao es creciente desde el extremo de

    entrada de la suspensin (primera caja) al de salida del lquido claro. En la primer caja sedimentan

    las partculas gruesas, en la segunda las medias y densas, en la tercera las medias y livianas y en la

    cuarta las finas. El aparato trabaja con un cierto nivel de lquido, el que es regulado mediante el

    agregado, a las cajas, de agua desde las tuberas, que se observan en la parte superior.

    Naturalmente el caudal de agua que se enva de las tuberas a las cajas depende del caudal de

    suspensin tratado.

    Las partculas formando un barro salen por la parte inferior de las cajas, a travs de un tubo

    acedado, por la presin hidrosttica que distribuyen a la misma en forma pareja en toda la seccin

    del aparato.

    El lquido claro sale por el extremo opuesto a la entrada de suspensin a travs de un canal.

    Como dato ilustrativo, a continuacin, se suministran datos del tamao de estos aparatos.

    Para un caudal de 100 litros/min. De suspensin entrada, las dimensiones de las cajas sern:

    1 caja ancho 70 mm. Largo 500mm.

    2 caja ancho 70 mm y largo 50% ms que la 1

    3 caja ancho 70 mm y largo 50% ms que la 2

    4 caja ancho 70 mm y largo 50% ms que la 3

    Inclinacin de las paredes de las cajas 50.

    Agua de inyeccin: 30 litros/min. por cada 100 litros/min. de suspensin entrada.

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    18

    1. Suspensin 2. Mat. Grueso y denso

    3. Mat. Medio y denso 4. Mat. Medio y liviano 5. Mat. Fino y liviano

    6. Lquido claro 7. Entrada de agua 8. Cajas piramidales

    Caera de agua 10-deflectores.

    Figura N 14

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    19

    4.4.1.4 Clasificadores de Cono

    Estos aparatos se utilizan para separar mediante una corriente de lquido ascendente partculas

    finas de gruesas.

    Clasificador de cono sencillo (Figura N15)

    Este aparato es una especie de embudo con un canal en la parte superior, para la descarga de los

    finos. La suspensin penetra por la parte superior, y el material grueso desciende por el embudo

    hasta salir por el fondo. El material fino, es arrastrado hacia la parte superior mediante una

    corriente de agua que asciende desde la parte inferior del embudo, descargndose por un canal

    circular.

    Estos clasificadores; pueden trata 20m3/hora, para un dimetro del cono de 1 metro.

    Clasificador de Doble Cono

    Este aparato es de funcionamiento anlogo al anterior, con la diferencia de que cuenta con dos

    conos concntricos. Por el interior, por la parte superior, penetra la suspensin y en sus parte

    inferior encuentra un conito derivador (que distribuye uniformemente a la misma). Una corriente

    ascendente de agua arrastra hacia la parte superior a los finos, por el espacio comprendido entre

    ambos conos.

    Las partculas gruesas, con su mayor peso, caen por el fondo del embudo.

    Este aparato permite modificar la posicin del embudo interior, con lo que se puede regular la

    velocidad de la corriente de agua ascendente en el espacio entre conos y, por consiguiente, el

    tamao de partculas a separar.

    1. Suspensin 2. Material grueso 3. Corriente ascedente de agua

    4. Material fino 5. Canal conector de finos 6. Cono distribuidor

    Figura N

    16

    1

    5 4

    3

    6

    3

    1. Suspensin 2. Material grueso

    3. Material fino 4. Corriente ascendente de

    agua

    3

    1

    4

    2

    Figura N 15

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    20

    4.4.1.5 Clasificador Dorr (De artesa o rastrillo)

    Este clasificador consta de una caja con plano inclinado (9 a 14),y un rastrillo (o artesa), que se

    desplaza de abajo hacia arriba rascando el plano inclinado, y vuelve hacia abajo pero levantado, es

    decir separado del plano inclinado, y vuelve hacia abajo pero levantado, es decir separado del

    plano inclinado. En su movimiento ascendente el rastrillo eleva las partculas ms gruesas que

    salen por la parte superior del plano inclinado. Las partculas finas se mantienen en suspensin y

    salen por rebose por el extremo opuesto. La entrada de la suspensin se hace, como se observa en

    la Figura, cerca de la parte inferior del aparato por una abertura lateral.

    Estos aparatos pueden tener 1, 2 o 4 rastrillos y una capacidad de produccin de 2000 toneladas/24

    horas. Las dimensiones del producto slido a clasificar se encuentran entre 10 y 200 mallas.

    La capacidad puede duplicarse respecto a la citada, en aparatos de 4 rastrillos. El aparato consume

    potencias bajas, de 2 a 5 HP, y el nmero de rastrilladas por minuto alrededor de 12 a 30 (las ms

    rpidas para partculas ms gruesas).

    El ancho de las cajas vara entre 1,20 m. y 4,80 m. (4 rastrillos), con una longitud de 6 a 9 metros.

    1. Caja

    2. Rastrillo 3. Plano inclinado 4. Mecanismo de movim. del rastrillo

    5. Entrada suspensin

    6. Salida material fino 7. Salida de material grueso 8. Perfil U

    9. Perfil L

    4.4.1.6 Mesa de sacudidas (Mesa del minero)

    Es una mesa1 de madera (habitualmente recubierta de linoleum) con listones

    2 de longitud

    creciente, formando ranuras en sentido longitudinal. La mesa es impulsada, con un movimiento de

    vaivn3 mediante un excntrico y con la ayuda de amortiguadores

    4 se consigue que dicho

    movimiento sea rpido hacia delante (sentido de la flecha) y lento al retroceder. El aparato cuenta

    Figura N 17

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    21

    con un distribuidor de agua5 que realiza un barrido en sentido perpendicular al movimiento de la

    mesa.

    La combinacin del movimiento de la mesa y la corriente de agua permite separar las partculas

    slidas en cuatro clases. El movimiento de la mesa (la sacudida) es predominante sobre la corriente

    de agua para las partculas gruesas y densas9 que por su peso se ubican en el fondo de las ranuras.

    En tanto la corriente de agua predomina sobre la sacudida para las partculas finas6 a las que

    arrastra perpendicularmente al eje longitudinal de la mesa. As, esta combinacin de movimientos

    permite separar las partculas en cuatro clases6 7 8 9

    , las que se reciben en recipientes dispuestos al

    borde de la mesa. La mesa tiene una ligera inclinacin respecto al plano horizontal de 2,5. Las

    parte ms elevada se encuentra del lado del distribuidor de agua. Los listones de madera se

    encuentran espaciados a unos 30 mm. La altura de los listones va disminuyendo desde la parte ms

    elevada a la inferior. La altura de los mayores es de 15 mm.

    1. Mesa

    2. Listones 3. Sentido del vaivn de la mesa 4. Suspensin

    5. Agua de barrido 6. Materiales finos y livianos 7. Materiales medios y livianos

    8. Materiales medios y densos 9. Materiales gruesos y densos

    Figura N 18

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    22

    4.4.1.7 Hidrociclones

    Los hidrociclones son aparatos que aprovechan la fuerza centrfuga y no la gravedad, como en el

    caso de los clasificadores anteriormente descriptos. Esto hace que sean aparatos de menos tamao

    que los anteriores.

    Son aparatos forma cilndrico-cnicas (ver Figura N19) que cuentan con una tubera de

    alimentacin (1), una cmara de alimentacin (2), un tronco de cono (3), una tubera de salida

    inferior (4) y una tubera de rebose (5). La suspensin (slido-lquido de 10 al 20%), se introduce a

    presin elevada en la cmara de alimentacin (2), mediante una tubera tangencial (1), tomando un

    movimiento en torbellino, alrededor de una columna de aire que se forma en el eje del aparato y se

    divide en dos corrientes, una que se evacua por el orificio central de rebose (5) arrastrando las

    partculas finas. La otra sale por el extremo inferior (4) junto a las partculas ms grandes (y

    pesadas) que han perdido energa cintica por el choque contra las paredes y posterior

    deslizamiento por las mismas hacia la salida inferior.

    Para tener una idea de tamaos y produccin de estos aparatos, se puede sealar que un hidrocicln

    de 0,60m. De dimetro puede clasificar alrededor de 200m3/hora de suspensin (con el 25% de

    slidos) y clasificar (levantan) partculas de 150u, para la alimentacin de hasta 40mm. Trabaja a

    presiones del orden de los 2 barios.

    Figura N 19

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    23

    4.5 SEPARACIONES HIDRAULICAS FLOTACION

    4.5.1 Definicin y Generalidades del Mtodo

    La flotacin es un mtodo para concentrar minerales finamente molidos. Consiste en separar el

    mineral de la ganga, haciendo flotar las partculas del primero, mediante burbujas de aire y hundir

    las del segundo, en un lquido de densidad inferior a ambos.

    Existen dos mtodos de flotacin: a) Flotacin de superficie

    b) Flotacin por espuma

    Flotacin de superficie: La misma se realiza colocando las partculas del mineral

    delicadamente sobre la superficie de un lquido (sin agitacin); las partculas metlicas tienden

    a flotar, por la tensin superficial del lquido, mientras que la ganga, que se moja, tiende a

    hundirse. Las sustancias que se agregan para mejorar la flotabilidad de los minerales son

    aceites, cidos o ambos.

    Este mtodo ha cado en desuso, siendo desplazado por el de flotacin de espumas.

    Flotacin por espuma: La misma se realiza por dispersin de las partculas en la masa de un

    lquido (lo que se denomina pulpa) al que se le agregan sustancias que actan sobre la

    superficie del mineral y lo hacen unir a burbujas de aire (producidas por la agitacin y/o

    inyeccin de aire a la mezcla) las que llevan el mineral a la superficie del lquido y se renen

    formando una espuma.

    Este procedimiento logra una flotacin ms rpida, completa y selectiva y con mejores

    rendimientos que la de superficie.

    4.5.2 Campos de Aplicacin de la Flotacin

    An cuando hasta hace poco el uso de la flotacin estaba limitado a la industria minera, en la

    actualidad su empleo se est extendiendo a otras tales como la separacin de semillas de diferentes

    especies vegetales y la remocin de tinta de la pulpa de papel recuperado.

    4.5.3 Flotacin por Espuma

    En adelante se profundizar el estudio de este procedimiento por tratarse del ms importante.

    Como consecuencia de las diferentes propiedades superficiales de los slidos a separar, algunos

    pueden mojarse fcilmente por el lquido en el que est suspendido y otros adsorben aire,

    disminuyendo su densidad aparente y tendiendo a flotar.

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    24

    4.5.3.1 Formacin de Espumas

    Para obtener la formacin de espumas (cargada de mineral), es decir, la adherencia entre las

    partculas de los minerales deseados a las burbujas de aire, se debe formar una pelcula superficial

    hidrofbica (que repele el agua), sobre las partculas a flotar y una pelcula superficial hidroflica

    (que tiene afinidad por el agua) sobre las otras partculas.

    Esto se consigue por el agregado a la pulpa de sustancias denominadas colectores y modificadores.

    La superficie del mineral a flotar adsorbe a las molculas del colector, la que consta de una parte

    polar y otra no polar, de acuerdo al esquema siguiente (Figura N 20)

    Molcula del colector

    Parte polar

    Figura N 20 Parte no polar

    La parte no polar (formada, generalmente, por radicales alcohlicos) le da al mineral las

    caractersticas hidrfobas.

    Adems es necesario que las burbujas de aire, que se unirn al mineral a flotar, tengan una dureza

    tal que no sean destruidas durante el proceso, para ello se agregan sustancias denominadas

    espumantes. Los espumantes tienen, tambin, sus molculas con dos partes bien diferenciadas, una

    polar y la otra no polar. Se disponen en la burbuja de aire de acuerdo al siguiente esquema (Figura

    N 21).

    Parte polar

    Parte no polar

    Molcula de espumante

    Figura N 21

    Aire

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    25

    Al reunirse el mineral a flotar con las burbujas de aire se disponen de la siguiente manera (Figura

    N22). Ascendiendo hasta la superficie de la pulpa donde al reunirse con las otras burbujas forman

    la espuma.

    Figura N22

    4.5.3.2 Factores Fsicos y Qumicos en la flotacin

    a) Factores Fsicos

    Temperatura de la pulpa

    Influye sobre la adsorcin. Para cada mineral es necesario buscar la temperatura ptima mediante

    ensayos que verifiquen la mejora de flotacin.

    Tamao de los granos de mineral

    Suponiendo igualdad de propiedades superficiales, a mayor densidad de un mineral, menor tamao

    de partcula flotable, de manera de permitirla estabilidad de su unin con la burbuja de espuma.

    La prctica seala que el tamao mximo de flotacin industrial vara entre 0,3 y 0,5 mm., con un

    mximo de 3 mm para el carbn.

    Anlisis granulomtricos realizados, han determinado que los mximos de rendimiento,

    enriquecimiento y separacin se obtienen para partculas comprendidas entre 100 y 10 lo que

    indica que el mximo rendimiento en flotacin depende ms de las particularidades fsicas que la

    composicin qumica del mineral.

    Las partculas de tamaos inferiores a 10 ofrecen las siguientes desventajas:

    Mineral

    Aire

    Aire

    Aire

    Aire

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    26

    a) Menor rendimiento, al disminuir la probabilidad de contacto, en la pulpa, con una burbuja, favorecindose, adems, la oxidacin.

    b) Mayor consumo de reactivos.

    c) Aumenta la mojabilidad del mineral, al recubrirse de ganga, impidiendo la flotacin.

    Las partculas de mineral menores de 5 deben flotarse agregando coagulantes (floculantes),

    que provocan su aglomeracin.

    Tamao de burbuja

    Deben cumplir con las siguientes condiciones:

    a) Para un volumen determinado de aire, deber ste encontrarse lo ms finamente dividido en la pulpa. De manera de aumentar la probabilidad de contacto con las partculas minerales.

    b) Las burbujas cargadas de mineral debern tener una densidad menor que la pulpa, para poder flotar y formar la espuma.

    b) Factores Qumicos

    Adsorcin qumica

    Solubilidad de las sustancias

    Es importante conocer la solubilidad de las sustancias intervinientes en el proceso por la influencia

    que ejerce sobre las transformaciones superficiales de los minerales y las modificaciones que, las

    sales disueltas, pueden producir en los reactivos.

    pH

    El carcter cido o bsico de la pulpa tiene gran importancia pues de l depende el rendimiento de

    la flotacin.

    La flotacin, generalmente, se realiza en medios ligeramente cidos o alcalinos, con pH que vara

    entre 4 y 10.

    A efectos de evitar la alteracin del pH que suelen agregarse soluciones buffer (amortiguadoras)

    para regularlo durante el proceso.

    Potencial Redox

    En la pulpa existen siempre reacciones Redox, las que pueden afectar el rendimiento en producto

    flotado.

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    27

    4.5.4 Reactivos o Agentes de Flotacin

    Son sustancias que se agregan a la pulpa para producir la flotacin.

    Se clasifican de la siguiente manera:

    a) ESPUMANTES b) COLECTORES

    c) MODIFICADORES (reguladores)

    4.5.4.1 Espumantes

    Estas sustancias tienen por objeto la formacin de espumas.

    Las condiciones que deben reunir son las siguientes:

    a) Formar espuma de duracin y persistencia para soportar la carga de mineral.

    b) Producir espuma por el agregado de la cantidad ms pequea posible. c) Repartirse en la pulpa completa y fcilmente. d) Tener escasa seccin sobre la superficie de los minerales.

    e) La espuma formada deber deshacerse fcilmente una vez retirada de la mquina de flotacin.

    Los espumantes utilizados son compuestos orgnicos heteropolares que contienen grupos

    funcionales alcohol (OH), carboxilo (CO.OH), amidas (CONH2), etc.

    Los espumantes comerciales ms importantes incluyen:

    C5H11OH Alcohol amlico

    CH3-C6H4-OH Cresol (en cido creslico)

    C10-H17-OH Terpinol (en aceite de pino)

    4.5.4.2 Colectores

    El objeto de estas sustancias es unir las burbujas de aire a las partculas minerales que deben flotar

    y producir el enriquecimiento de la espuma en mineral.

    Hay sustancias que poseen propiedades espumantes y colectoras.

    Las molculas de los colectores contienen un grupo no polar, constituido por radicales alcohlicos,

    generalmente, y un grupo polar.

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    28

    Los principales colectores son:

    a) Xantatos (xantogenatos): son sales de metales alcalinos con el cido xntico. Los xantatos de potasio responden a la siguiente frmula:

    S

    R - O C

    SK (R: radical alcohlico)

    Los xantatos disueltos en agua se disocian:

    S S - +

    R - O C (R O C) + K

    SK S

    Anin xntico

    La accin colectora de los xantatos se basa en los aniones xnticos que es adsorbido con el grupo

    polar hacia el mineral a flotar y el radical alcohlico hacia el agua.

    Los xantatos son los colectores ms enrgicos para los sulfuros (buen poder colector) y su

    consumo se encuentra entre 25 g. y 100 g. por tonelada tratada. Son muy solubles, lo que permite

    realizar una buena dosificacin. Pueden trabajar como colectores selectivos (buena selectividad),

    agregados paulatinamente, van actuando sobre cada uno de los minerales a flotar a lo largo del

    proceso, adems poseen slo accin colectora, por lo que no tienen influencia sobre la espuma.

    Se emplean los etilxantatos alcalinos para los sulfuros de CU, Pb, Zn, Mo y Fe.

    b) Ditiofosfatos: estos compuestos tiene propiedades semejantes a los xantatos y responden a la frmula:

    R O SK

    P

    R O S (R: Radical alcohlico)

    4.5.4.3 Modificadores

    Estas sustancias en presencia de colectores y espumantes actan sobre las propiedades

    superficiales del mineral modificando su flotabilidad. Se clasifican segn el resultado que se

    consigue por su agregado a la pulpa, en:

    a) Deprimentes: reducen la flotabilidad de los minerales que no quieren flotarse. Ejemplos de

    estos son: cianuros, sulfitos y lcalis.

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    29

    b) Agentes reflotadores (activadores): favorece al mineral para que se forme con el colector la pelcula polar no polar necesaria para la flotacin. Pueden tambin dar flotabilidad a los

    minerales que previamente fueron deprimidos. Ejemplos de estos son: (Cu++

    .SO3Na2) y

    SO3HNa.

    c) Precipitadores: precipitan a los iones existentes en la pulpa que perjudican la flotacin.

    4.5.4.4 Floculantes (Coagulantes)

    Son sustancias que se agregan a la pulpa y cuya funcin es reunir (colectar) las partculas

    minerales en forma de flculos. Esto favorece la flotacin porque la carga de mineral de las

    burbujas se hace por adherencia de flculos, lo que da una carga mayor por unidad de superficie

    que la se obtendra por la adherencia de granos aislados.

    4.5.5 Aplicacin de la Flotacin en la Industria Minera

    Los minerales flotables pueden clasificarse en cuatro grupos:

    a) Minerales nativos: Oro, plata y platino.

    b) Minerales sulfurados: Sulfuros, telulruros, seleniuros y antimoniuros.

    Estos minerales flotan generalmente bien con xantatos.

    Para la flotacin de sulfuros se usa la flotacin selectiva o diferencial. La misma se basa en que

    mediante el agregado de reactivos adecuados se separan paso a paso los distintos componentes de

    un mineral complejo. Primero se flota el sulfuro ms flotable, deprimindose los restantes, luego

    otro sulfuro y as, sucesivamente los dems.

    c) Minerales oxidados: xidos, hidrxidos, sulfatos, carbonatos, etc. Estos poseen una gran tendencia a la mojabilidad, lo que hace su flotacin tan dbil como la ganga. Para flotarlos se

    usan dos mtodos, el primero consiste en la sulfuracin, reemplazando las molculas de

    oxgeno de los minerales por azufre, y flotndose posteriormente como sulfuros, o empleando

    colectores cuya parte no polar sea la cadena larga, revistiendo al mineral para que la atraccin

    entre el mineral y el agua no se produzca. Para este segundo mtodo se usan, preferiblemente,

    como colectores sales alcalinas de cidos grasos superiores.

    d) Minerales no metalferos (ptreos o trreos): magnesita, espato-flor, fosfato de calcio, calcita, bauxita, diamante, grafito, lignito antracita, hullas, etc. Estos se clasifican en minerales

    polares, que se flotan en forma similar a los minerales oxidados y minerales no polares que son

    de fcil flotabilidad y para los que se usan aceites como espumantes.

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    30

    4.5.6 Maquinas de Flotacin

    Estas mquinas constan, esencialmente de los siguientes elementos. (Figura N 23).

    a) Cuba cmara, recipiente donde se coloca la pulpa para su tratamiento b) Hlice, con la que se provoca la agitacin de las pulpa c) Entrada de aire, para producir el aireo del mineral a flotar

    d) Espumadera, para retirar la espuma formada durante la flotacin e) Entrada, para la pulpa a la cuba f) Salida, para el estril (parte de la pulpa no flotada)

    Figura N 23. Cuba de Flotacin Denver (de Laboratorio)

    Espuma

    Aire Espumadera

    Burbujas de Recipiente que recibe

    espuma

    Aire y mineral

    Cuba Hlice Salida Rompeolas

    Estril

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    31

    4.5.7 Clasificacin de las mquinas de flotacin

    Se clasifican de acuerdo al siguiente cuadro:

    a) Mquinas sin agitacin

    (para flotacin de

    superficies).

    1) Aparatos con agitadores

    que aspiran aire por accin

    mecnica de ellos

    Maquinas de Flotacin 2) Aparatos con agitadores y

    aire introducido a presin

    b) Maquinas con Agitacin

    de la Pulpa

    3) Aparatos con agitacin

    producida por inyeccin de

    aire comprimido

    4) Aparatos con aireo de la

    pulpa por depresin

    producida en la cmara de

    flotacin

    4.5.7.1 Condiciones de una Buena Mquina de Flotacin

    Las condiciones que debe cumplir una buena mquina de flotacin son:

    a) Construccin fuerte y econmica b) Poco consumo de energa c) Fcil de realizar el mantenimiento

    d) De operacin fcil y mnimo requerimiento de personal

    4.5.8 Clasificacin de las Mquinas de Flotacin segn su Funcin en el Proceso

    Generalmente la flotacin no se realiza haciendo pasar todo el mineral por todas las clulas

    disponibles, el trabajo se divide en los siguientes grupos de clulas:

    a) Desbastadoras: Estas clulas tienen por objeto preparar un concentrado que debe seguir

    tratndose.

    b) Acabadoras: Trabajan alimentadas con el concentrado proveniente de las desbastadoras dando

    un concentrado definitivo o un segundo concentrado.

    c) Reacabadoras: Trabajan alimentadas con el segundo concentrado, dando el concentrado

    definitivo.

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    32

    4.5.8.1 Combinacin de Mquinas de Flotacin para la Concentracin de Sulfuros

    A continuacin se esquematiza un proceso para la concentracin de galena.

    En el proceso se utilizan mquinas desbastadoras, acabadoras y reacabadoras. Las desbastadoras

    son aparatos de agitacin, las acabadoras y reacabadoras aparatos de aire comprimido (Figura N

    24).

    ALIMENTACION

    (Mena con Pb: 4%; Zn: 6%)

    DESBASTADORAS Salida a la flotacin de Zn

    (donde da concentrado de

    blenda

    Zn: 58%; Pb: 1,1% y

    estril: Pb: 0,5%; Zn: 0,9%).

    ACABADORAS

    2 concentrado

    Figura N 24

    REACABADORAS

    Concentrado definitivo de galena (Pb: 72%; Zn: 3%).

    4.5.9 Descripcin de Aparatos de Flotacin por Espumas

    Dentro de los aparatos de flotacin, seguidamente, describiremos dos de los ms caractersticos

    como son la cuba de flotacin CALLOW y la CALLOW - Mas INTOSH. Otra importante es la

    DENVER, de la cual, en el punto 5.5, se describe y esquematiza una de laboratorio.

    4.5.9.1 Cuba de Flotacin Callow

    La cuba de flotacin Callow, es un aparato con agitacin producida por inyeccin de aire

    comprimido. Consta, como se observa en la figura, de una cmara que en su parte inferior tiene un

    distribuidor de aire. Bsicamente es un canal de anchos que varan entre 0,60 y 0,90 m. Y una

    altura de 0,45 a 0,65 m. Y de la longitud requerida segn el proceso. El fondo del canal est

    recubierto por lonas (sobre marcos de hierro). El aire, se sopla a una presin de 0,3 Kg./cm y un

    caudal de 2,5 a 3 m/m-min.

    Se aplica a materiales fcilmente flotables.

    La alimentacin del material a flotar penetra por un costado del canal (lado izquierdo del

    esquema), y la espuma, que se forma en la parte superior de la cuba y alcanza un espesor de 0,20 a

    concentrado

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    33

    0,25, se extrae por un extremo del canal, el opuesto a la alimentacin. El estril (las colas) se

    eliminan por el costado de la cuba opuesto a la alimentacin, saliendo los finos por la parte

    superior y los gruesos por la parte inferior.

    La misma se esquematiza en la Figura N 25.

    4.5.9.2 Cuba de flotacin Callow Mas Intosh

    Esta cuba mejora las condiciones de la anterior, ya que el aire soplado se lo introduce a la cuba a

    travs de un eje hueco, agujereado, giratorio, colocado en la cuba en el sentido longitudinal de la

    misma. En el esquema se observa una vista en corte transversal. El eje hueco al girar, impide el

    depsito del material slido sobre la superficie del cilindro, y que de lo contrario, hara detener

    peridicamente detener la operacin a efectos de su eliminacin. El tubo citado tiene un dimetro

    de 10, y gira a una velocidad de 15 r.p.m., cuenta con dos perfiles opuestos soldados que

    levantan el material de la parte inferior de la cuba. La alimentacin penetra por uno de los

    extremos de la cuba y la espuma se descarga por rebose por los costados de la misma. Las colas

    salen de la cuba por la parte inferior y el extremo opuesto de la alimentacin.

    El ancho del aparato es de 0,6; 0,9 1,20 m. El largo de estas cubas vara entre 3,6 y 9 m. En este

    ltimo caso, el tubo por donde se sopla el aire (que es un tubo de acero sin costura). Est dividido

    en dos partes.

    La misma se esquematiza en la Figura N 26.

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    34

    ALIMENTACION ESPUMA ESPUMA

    RESIDUOS

    FINOS

    CANAL COLECTOR

    DE ESPUMAS

    RESIDUOS EJE HUECO

    AIRE GRUESOS DISTRIBUIDOR

    DE AIRE

    Figura N 25 Figura N 26

    Imagen celda Mas Intosh:

    AIRE

    AIRE

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    35

    4.5.10 Esquemas de Instalaciones de Flotacin

    En las Figuras N 27 y 28 se esquematizan instalaciones de flotacin por espumas. Las mismas son

    suficientemente explcitas por s mismas, por lo que no se detallar el recorrido de los materiales y

    las operaciones realizadas en cada mquina.

    1) Transportador de mineral (triturado a 6 mm.) 2) Tolva de mineral

    3) Distribuidor 4) Molino de bolas 5) Clasificador de partculas (Dorr)

    6) Bomba 7) Mezclador 8) Clulas de flotacin acabadoras

    9) Clulas de flotacin desbastadoras 10) Clulas de flotacin agotadoras (que dan el estril que sale por 13 y realimentan 9) 11) Espesador de concentrado

    12) Filtro desecador 13) Salida de estril 14) Mineral para expedicin

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8 9 10

    13

    11

    12

    14

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    36

    Mezclador acondicionador

    Desbastador

    Desechos

    Cono

    Espesador

    Acabador

    Estril

    Molino de bolas

    Figura N 28

    4.6 SEPARACIN DE FASES SLIDO- LIQUIDO

    4.6.1 Introduccin

    Los mtodos de separacin de fases se clasifican de acuerdo al estado de agregacin de los

    elementos a separar. Estos a su vez se pueden dividir en mtodos qumicos, mecnicos,

    magnticos, etc.

    Concentrado grueso

    Mesa de Minero

    Concentrado mixto

    Concentrado Fino

    MINERAL: del 3 al 5% en Pb.

    CONCENTRADO: 50 AL 70% en

    Pb.

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    37

    Estado de agregacin Tipo de separadores

    Slido de slido Cribas, Separadores hidrulicos, neumticos y electromagnticos

    Slido de gas Filtros de aire, filtros de bolsas, ciclones

    Liquido de slido Prensas, extractores centrfugos

    Slido de liquido Espesadores, clarificadores, filtros, centrifugas

    Liquido de gas Cmaras de sedimentacin, ciclones, precipitadores electroestticos

    Gas de lquido Tanques fijos, rompedores de espuma

    Lquido de liquido Decantadores centrfugos, ciclones lquidos

    En muchos procesos industriales aparecen mezclas de lquidos y materias slidas en suspensin. El

    tamao de las partculas slidas que contienen es muy diverso. Cuanto ms pequeas son las

    partculas slidas, tanto ms difcil es su separacin del liquido. Los mtodos de separacin

    utilizados son: Decantacin (sedimentacin), filtracin y centrifugacin.

    La sedimentacin es la separacin por gravedad de la materia slida en un lquido. Este mtodo de

    separacin se utiliza para grandes cantidades de materias en suspensin. La sustancia slida que

    tiene mayor densidad se deposita por gravedad en el fondo del recipiente de decantacin. Ej.

    potabilizacin de agua.

    La filtracin es la separacin mecnica de la mezcla de slidos y lquidos con ayuda de un filtro

    que retiene las sustancias slidas. La fuerza fsica que acta es la cada de presin entre la entrada

    y la salida del filtro. La filtracin se utiliza cuando hay que separar una suspensin fina cuya

    velocidad de sedimentacin es muy pequea o cuando es necesario obtener la sustancia slida con

    la menor cantidad de humedad posible, por ejemplo concentrados de cobre.

    En la centrifugacin la separacin de los componentes slido y lquido de la suspensin se separan

    por accin de una fuerza centrfuga que acta dada la diferencia de densidad de cada uno de los

    componentes de la suspensin. Se utiliza para suspensiones finas o turbias puesto que la fuerza

    centrfuga puede llegar a ser un mltiplo de la fuerza de gravedad y permite una separacin mejor

    que con los mtodos anteriores.

    4.7 SEDIMENTACIN

    4.7.1 Teora de la sedimentacin

    El proceso de sedimentacin consiste en la extraccin de partculas slidas suspendidas dentro de

    una corriente de lquido mediante el asentamiento por gravedad. El mismo se puede dividir en dos

    operaciones: espesamiento y clarificacin. El espesamiento consiste en aumentar la concentracin

    de slidos suspendidos contenidos dentro de una corriente de alimentacin (por ejemplo para

    espesar un concentrado de flotacin de galena) mientras la clarificacin consiste en extraer una

    cantidad pequea de partculas suspendidas y producir un efluente claro (por ejemplo para la

    recuperacin las aguas de proceso y lavado).

    Para eliminar arenas relativamente gruesas que poseen velocidades de sedimentacin relativamente

    grandes, la clasificacin por gravedad bajo sedimentacin libre resulta satisfactoria. Pero para

    separar partculas finas menores de un micrn, las velocidades de sedimentacin son muy bajas,

    por lo tanto las partculas deben aglomerarse o flocularse para formar partculas mayores con

    mejor velocidades de sedimentacin. Este proceso es generalmente utilizado en la clarificacin.

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    38

    En la sedimentacin las partculas floculadas poseen dos caractersticas importantes. La primera es

    la complicada estructura de los flculos, pues los agregados tienen enlaces dbiles entre las

    partculas y retiene una gran cantidad de agua dentro de sus estructuras que acompaan a los

    flculos cuando sedimentan. La segunda caracterstica es la complejidad de su mecanismo de

    sedimentacin. En la Figura N 29.a se muestra una suspensin floculada distribuida

    uniformemente en el lquido y dispuesta para sedimentar. Si no hay arenas en la mezcla, la primera

    aparicin de slidos en el fondo del sedimentador se debe a la sedimentacin de flculos

    originados en la porcin inferior de la suspensin. En la Figura N 29.b estos slidos que estn

    formados por flculos que descansan suavemente unos sobre otros forman una capa llamada zona

    D. Sobre la zona D se forma otra capa llamada zona C, que es la capa de transicin y cuyo

    contenido en slidos vara desde el de la suspensin inicial hasta el de la zona D. Sobre la zona C

    est la zona B, constituida por la suspensin homognea de la misma concentracin que la

    suspensin original. Sobre la zona B est la zona A, la cual si las partculas han sido

    completamente floculadas es un lquido claro. En las suspensiones bien floculadas el lmite entre

    las zonas A y B es ntido. Si quedan partculas sin aglomerar la zona A es turbia y el lmite entre

    las zonas A y B es confuso.

    A medida que contina la sedimentacin (Figura N 29.c), la profundidad de las zonas D y A

    aumenta; la de la zona C permanece constante y la de la zona B disminuye. Por ltimo (Figura N

    29.d) desaparecen las zonas B y C y todo el slido se encuentra en la zona D; entonces aparece un

    nuevo efecto llamado compresin. El momento en que se inicia la compresin se llama punto

    crtico. En la compresin una parte del lquido que ha acompaado a los flculos hasta la zona de

    compresin (D) es expulsada cuando el peso del producto depositado rompe la estructura de los

    flculos. Durante la compresin una parte del lquido contenido en los flculos brota de la zona en

    forma de pequeos surtidores y el espesor de esta zona disminuye. Finalmente, cuando el peso de

    slido alcanza el equilibrio con la fuerza de compresin de los flculos, se detiene el proceso de

    compresin (Figura N 29.e), el proceso total que se representa se llama sedimentacin.

    Fig. N 29.a

    Fig. N 29.b Fig. N 29.c

    Fig. N 29.d Fig. N 29.e

    B B B

    D

    D

    A

    A

    Figura N 29

    C

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    39

    4.7.1.1 Velocidad de sedimentacin

    En la Figura N 30 se representa la curva de la altura de las lamas (lmite entre las zonas A y B)

    frente al tiempo. Durante la primera etapa de sedimentacin la velocidad es constante, a medida

    que el slido se acumula en la zona D, la velocidad de sedimentacin disminuye y desciende

    continuamente hasta que se alcanza la altura final. El punto crtico se alcanza en C.

    Las lamas difieren notablemente tanto en velocidades de sedimentacin como en las alturas

    relativas de las distintas zonas durante la sedimentacin. Es necesario un estudio experimental de

    cada una para evaluar exactamente sus caractersticas de sedimentacin.

    4.8 EQUIPOS

    4.8.1 Espesadores

    a) Espesador cilndrico de compartimento simple

    Consiste en un tanque, un medio para introducir la alimentacin con un mnimo de turbulencia, un

    mecanismo de rastrillo propulsado para mover los slidos asentados hasta un punto de descarga, un

    medio para retirar los slidos espesados y otro para eliminar el lquido clarificado (Figura N 31).

    Es impulsado por un motor mediante una transmisin de engranajes. Se sujetan dos brazos de

    rastrillo al eje central, estos brazos tienen suficientes aspas para raspar el fondo dos veces por

    revolucin y dos brazos cortos adicionales para rastrillar el rea interna cuatro veces por

    revolucin con el fin de retirar las grandes cantidades de partculas gruesas que se asientan cerca

    del centro. Los raspadores cnicos atornillados al eje central impiden que se atasque el cono de

    descarga del fondo. El lodo se extrae con una bomba de diafragma. Se utilizan unidades pequeas

    de aproximadamente 2 metros de dimetro para tratar 100 Kg/ hr. hasta mquinas de 100 metros de

    dimetro para tratar 750 TN de slidos por hora

    Figura N 30

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    40

    b)Espesador cilndrico de bandeja

    Son de dimetro ms pequeos que los anteriores y consiste en un tanque dividido verticalmente

    en compartimientos de acero con la misma alimentacin repartida uniformemente entre todos y

    cada uno de los compartimentos como se muestra en la Figura N 32. Cada bandeja se inclina

    hacia el centro del tanque, estas bandejas son zonas poco profundas de sedimentacin situadas una

    encima de otra. Unos agitadores de rastrillo hacen descender la suspencin sedimentada desde una

    bandeja hasta la siguiente. Los slidos espesados descienden ,debido a la gravedad, a travs de la

    zona central por tubos cilndricos hasta el compartimiento del fondo de donde se retiran. Cada

    bandeja se apoya en miembros estructurales radiales debajo del plato y en las paredes del tanque.

    La alimentacin para el espesador entra primeramente en una caja divisora ubicada en la parte

    superior izquierda del tanque que divide el flujo uniformemente entre los compartimientos a travs

    de tuberas. Se desborda el liquido claro por el compartimiento ubicado en la parte superior

    derecha del tanque utilizando las caeras que se encuentran a la derecha . Cada tubera lleva un

    Figura N 31

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    41

    manguito vertical , especie de vlvula de ajuste manual, para controlar el nivel del lquido claro en

    cada compartimiento.

    Estos espesadores se utilizan cuando se dispone de poco espacio y cuando se necesita retencin de

    calor ( procesos qumicos) , pueden disponerse en bateras de varios de ellos y trabajar en paralelo

    ( aumento de la capacidad de espesado) o en serie (lavado del slido).

    4.9 CLARIFICADORES

    En general se utilizan clarificadores continuos con suspensiones diluidas principalmente en

    desechos industriales y domsticos y su finalidad primordial es producir un derrame relativamente

    claro. Son bsicamente idnticos a los espesadores en el diseo general y la disposicin con la

    excepcin que se utiliza un mecanismo de construccin ms ligera y cabezal de transmisin con

    una capacidad ms baja de par motor pues en las aplicaciones de clarificacin el lodo espesado que

    se produce es de volumen menor y los slidos son ms ligeros; por lo tanto los costos instalados de

    un clarificador son de un 5 al 10 % ms bajos que para un espesador de igual tamao de tanque.

    Las unidades varan entre 2,5 y 122 metros. En las aplicaciones a desechos se usan unas escobillas

    de goma para las aspas raspadoras del brazo del rastrillo para que el fondo se pueda raspar lo mejor

    posible para evitar la acumulacin de slidos orgnicos y la descomposicin de los mismos.

    (Figura N 33)

    FIG: 3

    Figura N 32

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    42

    4.10 FILTRACIN

    4.10.1 Teora de la filtracin

    La filtracin es la separacin de una mezcla de slidos y fluidos, este puede ser un lquido o

    un gas) que incluye el paso de la mayor parte del fluido a travs de un medio poroso que retiene la

    mayor parte de las partculas slidas contenidas en la mezcla. El medio filtrante es la barrera que

    permite que pase el fluido mientras retiene la mayor parte de los slidos, los cuales se acumulan en

    una capa sobre la superficie o filtro (torta de filtracin) por lo que el fluido pasar a travs del

    lecho de slidos y la membrana de retencin. La mezcla fluye debido a alguna accin impulsora

    como la gravedad, la presin (o el vaco) o la fuerza centrfuga. En general, los filtros se

    clasifican de acuerdo con la naturaleza de la fuerza impulsora que provoca la filtracin. Los

    medios o superficies filtrantes pueden ser polvos granulares como polvo de carbn, amianto, arena,

    grava, tierras de variada naturaleza, etc. o fieltros o tejidos. Estos medios deben tener resistencia

    qumica y mecnica.

    4.10.2 Regmenes de filtracin:

    a) A presin constante: se utiliza cuando se filtra un lquido turbio y forma una torta apenas

    sensible a la presin el volumen de filtrado decrece pues disminuye la velocidad de filtrado ya que

    a medida que crece el espesor de la torta la resistencia a la filtracin es mayor. (Figura N 34)

    Figura N 33

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    43

    V = volumen acumulado de slidos

    p = Cte.

    t = tiempo

    b) A filtracin o velocidad constante: Se utiliza cuando se filtra una sustancia de naturaleza

    coloidal o gelatinosa muy sensible a la presin, estas pueden apelmazarse tapando los poros de

    filtracin sino se emplea una cantidad suficiente de coadyuvante.

    Los coadyuvantes son sustancias que poseen una gran energa superficial especfica

    constituyendo lechos que resultan insensibles a la presin. Se emplean aadindolos al lquido

    turbio que contiene al precipitado difcil de filtrar o se filtra primero agua y coadyuvante y luego

    la suspensin (cuando no deseo que la torta se contamine con el coadvuvante). Estas sustancias

    pueden ser tierra de diatomeas (Kieselgurhr) constituido por infinidad de esqueletos silicios de

    animales marinos, mrmol molido, coque, bagazo azucarero, etc. (Figura N 35).

    A medida que crece el espesor de la torta aumenta la presin para poder mantener el volumen

    constante. La desventaja es que en los primeros momentos podra obtenerse grandes volmenes de

    filtrado por ser pequea la resistencia, por lo tanto disminuye el rendimiento global del filtro.

    p

    V = cte.

    t

    c ) A rgimen mixto: Se armonizan las ventajas de los dos anteriores para la filtracin de las

    sustancias sensibles a la presin. En la primera parte se realiza una filtracin a velocidad constante

    y poca presin hasta que se forme un lecho suficiente sobre el material filtrante luego se va

    aumentando la presin hasta un determinado punto en donde la presin es constante y la velocidad

    de filtrado decrece.

    Figura N 34

    Figura N 35

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    44

    4.10.3 Clasificacin de filtros

    PRESION DE

    FILTRACION

    TIPOS DE

    FILTRO

    FILTRO

    CARACTERISTICO APLICACION OBSERVACIONES

    Carga

    hidrosttica del

    propio lquido

    Gravedad Filtro de arena

    Clarificacin de

    agua con

    pequea

    cantidad de

    slidos

    Presin

    producida por

    una succin

    practicada por la

    parte opuesta del

    material filtrante

    Vaco

    a) discontinuos

    b) continuos

    Filtro Nutcha

    Filtro rotatorio

    Filtro de discos

    Trabaja a

    escalas

    pequeas

    Se utilizan en

    gran escala

    industrial para

    lodos con gran

    cantidad de

    slidos

    Puede hacerse por

    gravedad

    La suspensin debe

    ser espesada para

    mejorar el

    rendimiento de la

    filtracin

    Presin

    adicional por

    bomba,

    generalmente

    centrfuga

    Presin

    a) prensa

    b) de caja

    Filtro de cmaras

    Filtro de placas y

    marcos

    Filtro de bolsa

    Filtro Sparkler

    Se utilizan en

    escala industrial

    para volmenes

    de produccin

    menores que los

    rotativos

    Contaminacin

    o recoleccin

    de polvos

    Clarificacin

    Son ms econmicos

    que los rotatorios pero

    ms caros en su

    operacin porque

    necesitan mayor mano

    de obra

    Separa partculas

    slidas de un gas

    La solucin puede

    calentarse para

    aumentar la

    viscosidad

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    45

    4.10.4 Equipos

    a) Filtro de arena

    Est formado por un depsito de fondo perforado cubierto por una capa de aproximadamente 30

    cm de rocas trituradas o de grava gruesa para sostener la capa superior de arena porosa (de 0,5 a

    1,25 m de altura) a travs de la cual pasa el fluido en rgimen laminar (Figura N 36). A travs de

    vlvulas permite efectuar el lavado del lecho de arena por circulacin de agua en sentido opuesto

    para arrastrar as a los slidos acumulados Son filtros de gran tamao y gran superficie filtrante.

    Son muy utilizados en el tratamiento de grandes cantidades de fluidos que slo contienen pequeas

    proporciones de materiales slidos en suspensin. Para el tratamiento de agua potable se le agregan

    coagulantes como SC4 Fe (So9) 3 Al 2 que liberan los hidroxilos y se utiliza como medio filtrante

    arena de cuarzo. El coque de tamaos clasificados cargado en cajas de madera revestidas en

    plomo se utiliza par la filtracin de cido sulfrico y la piedra caliza triturada en tamaos

    adecuados se usa par la filtracin de lquidos alcalinos. En todos los caso el material de relleno

    grueso se dispone sobre el fondo perforado para que sirva de soporte a los ms finos. Los

    diferentes tamaos de materiales debern disponerse en capas de modo que las partculas de

    tamaos distintos no se mezclen. La arena utilizada para la filtracin ha de tener un tamao

    uniforme de partcula para proporcionar la mxima porosidad y la mayor velocidad de filtracin.

    b) Filtro nutcha

    El material filtrante se deposita sobre la placa filtrante agujereada. Se lo llama de funcionamiento

    discontinuo debido a que el proceso de filtrado se interrumpe cada vez que es necesario reponer el

    material filtrante. Es utilizado para trabajos de pequea escala y pueden adaptarse fcilmente para

    como filtros de presin o gravedad. (Figura N 37). Los hay del tipo metlico de dimetros

    menores o iguales a 2,5 metros y reas filtrantes de 50 ft2

    con una capacidad de 8000 litros y de

    tipo cermicos con dimetros menores a 1 metro, reas filtrantes de 7 ft2

    con capacidad de 400

    litros.

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    46

    Figura N 36

    Figura N 37

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    47

    c) Filtro rotatorio de tambor

    Los filtros de vaco rotatorios se utilizan especialmente en trabajos de gran escala, como

    concentrados de flotacin, pulpa de papel y bagazo de caa de azcar. El tambor filtrante est

    sumergido en la suspensin a tratar (Figura N 38). La aplicacin de vaco al medio filtrante

    origina la formacin de un depsito o torta sobre la superficie exterior del tambor, conforme este

    va pasando, en su giro, por la suspensin. El tambor est dividido en segmentos cada uno de los

    cuales va conectado a la pieza giratoria de la vlvula distribuidora, por la cual se aplica el vaco, se

    separa el lquido filtrado y los de lavado y llega al aire. Estos sectores tiene normalmente unos 30

    cm de ancho y una longitud igual a la generatriz del tambor. El tambor tiene una velocidad de

    rotacin muy baja de 1 a 2 r.p.m.. Conforme el tambor gira en el sentido de las agujas del reloj

    la torta va adquiriendo espesor progresivamente, mientras que el lquido filtrado contina pasando

    hacia el colector principal. La torta se lava por una serie de boquillas de riego montadas sobre

    tubos paralelos al eje del tambor llamadas colectores de lavado. Despus del lavado la torta puede

    sufrir un apisonado mediante un rodillo para aumentar su densidad y disminuir su contenido en

    agua. El lquido de lavado se extrae por escurrido y paso del aire. En la ltima etapa la torta queda

    sometida a un soplo de aire a la presin de 0,35 Kg/ cm2

    de dentro hacia fuera. Este golpe de aire

    afloja la torta separndola del medio filtrante y se desprende con ayuda de un raspador o cuchilla.

    La superficie de filtrado vara entre 0,3 m2

    y 80 m2.

    d) Filtro de discos

    El funcionamiento de estos filtros es similar a los anteriores con la diferencia que la superficie

    filtrante no es el tambor sino las secciones circulares de cada disco por lo que aumenta

    considerablemente la superficie filtrante. El filtro est formado por discos filtrantes colocados

    sobre un mismo eje. Cada disco tiene su propia fosa donde se coloca la suspensin a filtrar la

    filtracin se efecta a travs de la superficie del disco. Las superficies de filtrado varan de 2 m2

    a

    280 m2.

    . Los discos pueden cambiarse independientemente sin afectar ni detener el l

    funcionamiento de los restantes discos del filtro. Cada disco puede filtrar productos distintos si los

    lquidos filtrados pueden mezclarse. Si no pueden mezclarse slo pueden filtrarse dos productos

    independientes debido a que pueden colocarse dos vlvulas distribuidoras, una en cada extremo del

    eje.

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    48

    e) Filtro prensa de camaras

    Estn formados por un acoplamiento de varias placas cncavas diseadas para producir una serie

    de cmaras o compartimientos en los que se pueden recoger los slidos (Figura N 39). Las placas

    se recubren con un medio filtrante. El sistema cierra mediante la presin ejercida por un pistn

    contra la primer placa ( asimetra en sentido longitudinal) llamada cabezal. El lquido turbio llega a

    a las cmaras que se forman mediante una bomba no pulsante para evitar que el precipitado se

    apelmace. La suspensin se introduce en cada compartimiento bajo presin; el lquido pasa a

    travs de la lona y sale a travs de una tubera dejando detrs una torta hmeda de slidos.El

    lquido filtrado por cada una de las placas llega por las tuberias a una pileta comn que se

    encuentra debajo de la mquina de filtrado. Una vez que se llenaron las cmaras se sustituye la

    corriente de lquido turbio por el de lavado que sigue la misma trayectoria que el anterior al pasar

    por la torta formada en la cmara. Una vez lavado el precipitado se escurre enviando una corriente

    de aire por la misma canalizacin. Terminado el ciclo de filtrado, lavado y escurrido se afloja el

    piston y se sacuden las placas de a una para que el precipitado se desprenda , recogindolo en un

    depsito en el mismo sitio.

    Figura N 38

  • 72.02 Industrias I Separacin de Fases Slido - Liquido

    49

    f) Filtro prensa de placas y marcos

    El funcionamiento de estos filtros es anlogo al de los filtros anteriores. En ellos las cmaras estn

    constituidas por el espacio hueco de los marcos situados entre dos placas. Las placas y marcos se

    acoplan alternadamente adaptando telas de filtracin sobre los dos lados de cada placa. El conjunto

    se mantiene acoplado, formando una unidad, por aplicacin del esfuerzo mecnico de un tornillo o

    con ayuda de una prensa hidrulica (Figura N 40).

    El lodo lquido es bombeado a las CAMARAS (A) rodeadas por LONAS filtrantes (B). Al

    bombear la presin se incrementa y fuerza al lodo a atravesar las lonas, provocando que los slidos

    se acumulen y formen una PASTA seca (C).

    del filtrado

    Figura N 39

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    El PISTON (D) hidrulico empuja la PLACA de acero (E) contra las PLACAS de polietileno (F)

    haciendo la prensa. El CABEZAL (G) y el SOPORTE terminal (H) son sostenidos por rieles de las

    BARRAS de soporte (I), diseados especialmente.

    El filtrado pasa a travs de las lonas y es dirigido hacia los canales de las placas y PUERTOS de

    drenado (J) del cabezal para descarga. La torta es fcilmente removida haciendo retroceder el

    pistn neumtico, relajando la presin y separando cada una de las placas, para permitir que la

    pasta compactada caiga desde la cmara.

    Figura N 40

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    Estos filtros tienen la ventaja con respecto al de cmaras que debido a la presencia de los marcos el

    volumen de precipitado es mayor. Pero el lavado en este tipo de filtros es defectuoso debido a que

    la presin se distribuye irregularmente sobre las caras del precipitado. Debido a esto no es

    frecuente su utilizacin cuando es el precipitado lo que nos interesa recoger como resultado de la

    filtracin.

    Una variedad de este tipo de filtro es el filtro prensa de placas y marcos con placas lavadoras

    que posee tres componentes fundamentales: las placas ordinarias (no lavadoras), los marcos y las

    placas lavadoras (Figura N 41)

    Figura N 41

    La placa no lavadora y la placa lavadora se disponen en el filtro entre los marcos. Ambas placas se

    encuentran recubiertas por un pao filtrante que retiene los polvos. Para evitar la adherencia del

    filtro a las placas, estas poseen un cuadriculado en relieve. En este proceso la alimentacin del

    lquido turbio llena al marco por la periferia y sale por la periferia de las placas tanto la ordinaria

    como las lavadoras. En este trayecto el agua turbia debe pasar obligatoriamente por el pao

    filtrante que retiene el slido y deja pasar el lquido.

    El lquido de lavado llega por la periferia cada dos placas, una si otra no, y pasa a travs de las dos

    tortas contenidas en cada marco a ambos lados de la placa y sale por las llaves dispuestas en la

    placa no lavadora. Todos estos tipos de placas pueden disearse para trabajar a desage cerrado

    (conductos aislados para la separacin del lquido de filtrado y del agua del lavado, los conductos

    pueden estar situados en las esquinas, centro o lugares intermedios entre placas y marcos).

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    Estos filtros suelen construirse de materiales diversos como madera, metales y aleaciones. El

    material filtrante puede ser lana, seda, nylon, algodn, nitrocelulosa, cloruro de polivinilo, etc. Las

    medidas de las placas van de 4 x 4 hasta 61 x 71 y marcos con espesores de 0,125 a 8. El

    nmero de placas puede llegar hasta 100 y se trabaja con presiones de 7 a 70 kg/cm2.

    Son filtros

    de bajo costo inicial pero con altos costos operativos por la necesidad de mano de obra en la

    separacin del mismo. Se lo puede utilizar tanto para la obtencin de slidos como para la de

    lquidos pero para volumen no demasiados grandes. Se los utilizan en la industria azucarera para la

    clarificacin de melaza, en la industria de las pinturas para filtracin de pigmentos, etc.

    g) Filtro de bolsa o mangas

    Consta de un gran deposito cilndrico o paraleleppedo ,dividido longitudinalmente en dos partes (

    una a la derecha del dibujo y otra a la izquierda).Separa partculas slidas de un gas. El aire

    cargado de slidos de polvo penetra en una de las partes ,a, pasa a travs de las mangas donde se

    filtra y sale por la parte superior del aparato arrastrado por un aspirador ,b. Cuando las mangas

    estn muy cargadas de slidos se las priva de este polvo adherido mediante una corriente de aire

    que circula a travs de las mangas pero en sentido contrario. En la parte baja se recoge el polvo

    recuperado Mientras una cmara del aparato trabaja en filtracin , la otra est en ciclo de

    recuperacin, alternndose en estas funciones.

    Figura N 42

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    Se utilizan especialmente para la contaminacin ambiental pues retienen los slidos generados en

    los distintos procesos industriales liberando el aire limpio. Son equipos de gran eficiencia ya que

    llegan a capturar partculas de menores de 0,5 micras con 99% de eficiencia. Sus limitaciones son

    la temperatura y la hmeda ya que no pueden manejar flujos a mas de 200 C y deben estar

    totalmente secos, de lo contrario se queman las bolsas o se apelmaza el polvo y tapan los poros de

    las bolsas (Figura N 43). Se utilizan en diversos procesos industriales donde se generan polvos:

    molienda, embolsado de cemento, etc.

    h) Filtro Sparkle

    Permite toda operacin de procesamiento de filtrado, decantacin, clarificacin, etc.; con ayuda de

    agentes fsicos tales como presin, vaco, fro, calor, etc. Debido al ahorro de tiempo sustituye a

    los lentos procesos de sedimentacin y un ahorro de costos con respecto al filtro prensa. La gran

    ventaja es que trabaja en circuito totalmente cerrado, limpio y sin contaminacin alguna con el

    Figura N 43

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    exterior adems admite trabajar con todo tipo de filtrantes como tierras activadas, carbn activado,

    papeles filtrantes, etc. Se fabrican de acero inoxidable y pueden estar revestidos en corcho duro. El

    filtro consta de una caja cilndrica y resistente a la presin en cuyo interior se alojan una serie de

    placas de forma especial, las mismas reciben por un taladro perifrico lateral el lquido turbio a

    presin y luego de filtrado lo descargan a un conducto central comn a todas las placas. La placa

    que va en posicin ms baja es distinta a las dems pues en realidad es un elemento auxiliar del

    filtro con llave de vaciado independiente a la canalizacin de desage en general. El objeto de esta

    placa es poder filtrar hasta las ltimas porciones del lquido turbio. La superficie de filtrado puede

    llegar a 14 m2

    y la unidad ms pequea construida tiene 0,1 m2. En gene