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130

FILTRACION

259

FILTRADO Es  Es

el proc proceso eso de form formar ar un queq queque ue sopo soport rtad ado o por por un medi medio o ,

,

líquido de la suspensión ha ha pasado por el queque queque y los poros de • Cuando todo el líquido éste están llenos de líquido, esto es, el queque está saturado, la formación de queque ha terminado.

• Para eliminar eliminar más líquido, líquido, se sopla sopla aire a través del queque, queque, el que desplaza desplaza al líquido disminuyendo su humedad. humedad. fuerza impuls impulsad adora ora de la filtra filtració ción n es un gradie gradiente nte de presió presión n exter exterior ior • La fuerza impuesto por una una bomba. 260

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131

FILTRADO 

En general la suspensión a filtrar se impulsa hacia un recipiente y se hace pasar a través de un medio poroso denominado medio filtrante.

•

, filtración

• Si el filt filtro ro es vert vertic ical al,, las las part partíc ícul ulas as sedi sedime ment ntar arán án en la dire direcc cció ión n perpendicular a la dirección de filtración.

261

FILTRADO La filtración es un proceso que separa sólidos de líquidos, usando un medio medio poro poroso so que que retie retiene ne el sólid sólido o pero pero perm permit itee pasar pasar el líqu líquid ido. o.

alimentación y la cara posterior del medio filtrante.









132

FILTRADO Medio Filtrante 

Actúan como soporte del queque. Las capas iniciales del queque proporcionan el verdadero filtro.



Se seleccionan, principalmente, por su capacidad para retener los sólidos sin que se presente obstrucción. Deben ser mecánicamente fuertes, resistentes a la corrosión y permeables al flujo del líquido filtrado.



Se fabrican en: algodón, lana, lino, nylon, seda, fibra de vidrio, carbón poroso, rayón, cer micos etc.. Las te as e a go

n son as m s comunes, principa mente por su ajo

costo y la existencia de una amplia variedad de tejidos, usándose incluso para filtrar sólidos tan finos como 10 μm.

263

FILTRADO Filtros Existen diversos filtros que, en general, se agrupan en dos tipos: filtros de vacío y filtros de presión. Filtros de vacío: se aplica

vacío en la cara posterior del medio filtrante. ro s

e

p r es n :

se

aplica una presión positiva en la alimentación al filtro.









133

FILTRADO Filtro s de vacío vacío:

En ge gene nera rall su estr estruc uctu tura ra cons consid ider era a un me medi dio o filt filtra rant nte e sopo soport rtad ado o sobr sobre e un sist sistem ema a de dren drenaj aje, e, deba debajo jo del del cual cual la pres presió ión n se redu reduce ce al cone conect ctar ar un sis tema de vacío vacío. Lo Loss filt filtro ross pu pued eden en ser ser inte interm rmititen ente tess o conti continu nuos os,, sien siendo do esto estoss últi último moss los los de uso uso más com común. ún. Dent Dentro ro de los los filt filtro ross de vací vacío o cont contin inuo uoss (fil (filtr tros os conv conven enci cion onal ales es)) está están n los los filt filtro ross de tambor , de disco y los horizontales horizontales de banda o correa. Exis Existe te ta tamb mbié ién n el filtr iltro o cerámico , que es simi simila larr al de dis disco pero pero el vac vacío es gener enera ado grac gracia iass al prin princi cipi pio o

de capilarida capilaridad. d.

265

FILTRADO 

Filtro de tambor

Está Está com compue puesto sto por tam tambor bor horizo horizonta ntall girato giratorio rio,, el cua cuall est está á parcia parcialme lmente nte sum sumerg ergido ido en un estan ue al ue se alimenta la ul a. El tambor esta envuelto herméticamente en el medi me dio o filt filtra rant nte e y gira gira a baja bajass velo veloci cida dade dess (0,1 (0,1 - 3 rpm) rpm)..









134

FILTRACION 

Operación Operación filtro de tambor

Mientras el tambor gira se aplica vacío desde su interior. El vacío produce produce la formación formación del queque, posteriormente, posteriormente, una vez que el queque queque ya no está en contacto contacto con la pulpa, se . de la tela. La descarga se produce por un cambio pronunciado pronunciado en la dirección de la tela y fuerza de gravedad (figura), también hay descarga por raspado de la tela.

Ciclo de filtrado

Descarga del queque

267

FILTRACION  Filtro de discos

Es similar a los filtros de tambor. El queque se forma sobre ambos lados de los discos. Los discos están compuestos de secciones, las cuales están conectados al eje horizontal de la máquina y al vacío.

Hasta 15 discos, discos, φ: 1,2 a 4,0 m

Secciones de discos Eje horizontal del filtro









135

FILTRACION  Operación filtro de discos

1. Los discos giran y al estar en contacto contacto con la pulpa, captan captan . 2. Cuando están en contacto contacto con la atmósfera se mantiene el el vacío (secado del queque). El lavado es opcional.

.

ara ara a esca escarg rgaa e queq queque ue se u

za sop sop a o e

aire y raspadores.

269

FILTRACION  Filtros horizontales de banda o correa

Consisten en una su erficie sin fin de drena e hecha de caucho erforado conectada al vací vacío, o, que que sopo soport rta a una una band banda a sepa separa rada da hech hecha a de una una tela tela filt filtra rant nte e apro apropi piad ada. a. La pulp pulpa a se alim alimen enta ta po porr grav graved edad ad sobr sobre e el filt filtro ro y la filt filtra raci ción ón comi comien enza za inme inmedi diat atam amen ente te,, por por efec efecto to de la presión de la capa de pulpa y el vacío. En estos filtros es posible lavar el queque. En ge gene nera rall se ut utililiz iza a pa para ra sóli sólido doss grue grueso soss o do dond nde e se requ requie iere re una una alta alta efic eficie ienc ncia ia de lava lavado do.. Se pue puede de alcanz alcanzar ar humedades humedades más bajas que con los filtros de disco y tambor .

A x L: 1,2 x 9,8 m a 4 x 43 m











136

FILTRACION  Operación

filtros horizontales de banda o correa

1. La pulpa se alimenta sobre el

filtro y la presión de vacío comienza a remover el líquido generando el queque. 2. El queque ya formado se puede

lavar agregando agua mientras se mantiene el vacío. 3. La presión de vacío produce el secado del queque antes de la descarga al final del filtro.

271 271

FILTRACION 

Filtros cerámicos cerámicos

Son filtros de vacío similares a los de discos, que en lugar de tela filtrante utilizan un materi material al cerámi cerámico co de alúmin alúminaa sinter sinteriz izada ada como como medio medio filtr filtrant ante. e. Requi Requiere eren n menor menor vací vacío o que que los los filt filtro ross de disc discos os,, ya que que util utiliz izan an el prin princi cipi pio o de la capi capila lari rida dad. d.









137

FILTRACION  Operación filtros cerámicos

1. El sólido se adhiere a la placa filtrante

por 1

acción

capilar, produciéndose así la

formación del queque.

2. La acción capilar sigue actuando actuando cuando cuando el queque 2

ya no está en contacto contacto con la pulpa, pulpa, produciendo produciendo el secado del queque.

3. Finalizado el ciclo el filtro se raspa para descargar

el

queque teniendo

cuidado

de dejar de jar

3

una

delgada capa de queque remanente para no dañar la superficie del filtro. 273

FILTRACION Filtros de presión: La filtración a presión tiene ventajas sobre la filtración al vacío debido a la virtual incompresibilidad de los sólidos. Se caracteriza por el uso de presiones externas,









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 Filtro de prensa de placas verticales

Las pla placas cas est están án mon montad tadas as vertic verticalm alment ente e ent entre re barras barras latera laterales les,, con conect ectada adass a un cab cabeza ezall fijo o alimentador y a un cabezal de cierre, comprimiéndose por medio de un sist sistem ema a hidr hidráu áulilico co.. La Lass plac placas as de deja jan n cáma cámara rass en entr tre e ella ellas, s, está están n cubi cubier erta tass de tela tela filt filtra rant nte ey po pose seen en un una a supe superf rfic icie ie de dren drenaj aje e pa para ra evac evacua uarr el líqu líquid ido o filt filtra rado do..

275

FILTRACION 

Operación filtro de prensa de placas verticales 1. La pulpa se alimenta alimenta a presión presión en las cámaras. cámaras. El líquido líquido pasa la tela tela filtrante filtrante y 2. El queque se puede lavar agregando agua agua a través de una de las telas filtrantes. 3. Al dejar de salir líquido, se detiene la filtración y el queque es removido haciendo retroceder el pistón y separando cada una de las placas. Antes de

drena por por la superficie superficie de las placas. placas.









139

FILTRACION Para la determinación del número y tamaño de filtros que se requieren en una cierta aplicación, es necesario considerar los siguiente factores:  Capacidad de tratamiento (peso del sólido seco).

eren erencc a e pres pres n.  Área de la superficie de filtración.  Viscosidad del líquido filtrado.  Resistencia específica del queque (material filtrado), α.  Resistencia del medio filtrante y de las capas iniciales del queque, R.  Tiempos de: formación, secado y lavado (cuando corresponda).  Permeabilidades relativas al agua y al aire de soplado. En las pruebas de laboratorio se determina un parámetro de diseño denominado tasa de filtración (kg/h/m2) y los parámetros resistencia específica del queque, α, resistencia del medio filtrante, R, y permeabilidades relativas al agua y al aire de soplado.

277

FILTRACION Ensayos de laboratorio

Para filtros de vacío, las pruebas se realizan en un set de filtración de laboratorio. El ciclo de filtración filtración consta consta de de 3 (ó (ó 4) etapas: etapas: formación formación del queque queque (captació (captación), n), lavado lavado (opcional) (opcional)

y

secado para luego finalizar con la descarga. El filtro, conectado al vacío, se sumerge en la pulpa, manteniéndose allí por el tiempo de formación. Tras esto se saca y se drena a la









140

FILTRACION Exis Existe te otro otro test test que que perm permite ite dete determ rmin inar ar,, adem además ás de la tasa tasa de filtra filtraci ción ón los parámetros de filtración (R y α). Este ensayo es aplicable tanto para filtros de vacío como para filtros filtros a presión. Para estas pruebas existen diversos instrumentos, todos con una estructura similar. Las pruebas se realizan en una celda a presión que permite aplicar una presión positiva de gas a la pulpa, la que puede variar desde 0 (filtros de vacío) a presiones mayores (filtr (filtros os a presió presión), n), por por lo que que se puede puede simula simularr cualqu cualquier ier proces proceso o de filtra filtració ción. n. El . presión se regulan y miden durante durante el ensayo. La tasa de filtración y los demás parámetros se obtienen por ajuste de modelos de filtración a los resultados experimentales. 279

FILTRACION  Parámetros de la filtración Humedad del queque, H [%]

Está Está limi limita tada da por por los los requ requer erim imie ient ntos os de la etap etapaa post poster erio ior: r: tran transp spor orte te y fundición de concentrados (recomendable < 9 %).











141

EQUIPOS DE SEPARACION SOLIDO LIQUIDO

 Sedimentación:

• Espesador • Clarificador • Hidrociclón • Centrífuga

281









142 SEPARACION SOLIDO LIQUIDO EN PROCESAMIENTO DE MINERALES

 Los métodos de separación sólido ‐ líquido son:

• Sedimentaci Sedimentación ón o Espesamiento Espesamiento:: producto de 55 a 65% de sólidos en peso

• Filtración: producto producto de 8 a 15% de humedad

• Secado Térmico: Térmico: producto con menos de 5% de humedad

283









143

ESPESAMIENTO



Los Los rela relave vess fina finale less de una plan planta ta de flot flotac ació ión, n, que que son son mate materi rial al de desh deshec echo ho,, no se pued pueden en elim elimin inar ar sin sin ante antess recuperar el agua.

Las  Las

empre empresas sas miner mineras as frecu frecuent enteme ement ntee está están n situad situadas as en

regiones áridas o cordilleranas donde el agua es un recurso escaso escaso,, por o que e e ser recup recuper eraa a y rec rec rcu rcu a a.

285

285









144

VARIABLES COMUNES IMPORTANTES Concentración de

Sólidos.

• Incre Incremen mentos tos en la concen concentr tració ación n de sólidos sólidos de la alimen alimentac tación ión,, minimizará costos y el tamaño del equipo requerido en los procesos de separación sólido ‐ líquido.

• Las velocidades de filtración también aumentan a medida que el flujo que atraviesa los capilares del queque filtrado decrece.

• Las capacidades capacidades de secado aumentan aumentan y se requiere requiere menos energía energía por tonelada de producto final para evaporar la menor humedad asociada. 287

287









145

VARIABLES COMUNES IMPORTANTES

Viscosidad del líquido

Aumento toss de la visc viscos osid idad ad del del líqu líquid ido, o, prov provoc ocan an • Aumen disminuciones en las velocidades de espesamiento, filtrado y secado.

289

289











146

ESPESADORES









147

ESPESADOR



Los espesa espesador dores es metalú metalúrgi rgicos cos opera operan n con con densida densidades des de pulpa de 1.6 t/m3 o más y logran productos con concentraciones de 60 a 70% de sólidos en peso.

 Por lo anterior estos equipos deben ser de diseño robusto.

diámetros y alturas.

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