MAQUINARIA MINERA Y AGROINDUSTRIAL
BOMBAS DE PULPA
LABORATORIO BOMBAS DE PULPA 1.
OBJETIVOS
Conocer el funcionamiento y característica de la bomba de pulpa. Reconocer sus aplicaciones en la industria moderna. Poder apreciar su costo de operación y mantenimiento de la bomba de pulpa. Reconocer si las condiciones de operación en las mineras desafían a todas las bombas convencionales. Entender el porqué se usa revestimiento interior de materiales de goma, materiales sintéticos, poliuretano o hechas con aleaciones con níquel.
2. MARCO TEÓRICO: A. BOMBAS PARA PULPA Cuando las condiciones topográficas no son adecuadas (pendientes en contra del flujo, distancias muy grandes, etc.), se requiere mover la pulpa con un sistema de bombeo. Las bombas utilizadas para esto son de características distintas a las bombas para agua pura, dada la alta densidad, viscosidad y abrasividad de la pulpa. Las bombas más utilizadas son:
Bombas centrífugas Bombas de desplazamiento positivo (plunger y pistón)
Datos de características de diseño La bomba de pulpas cuenta con componentes adicionales tales como:
El eje de acero aliado de alta resistencia y gran formato debe ser soportado por cojinetes de alta resistencia lubricados con grasa en una unidad de cartucho autónoma
Una doble junta proporciona que un sellado fiable de los cojinetes frente a la contaminación Es preferible un de diseño modular para lograr total intercambiabilidad de los componentes que reducirán al mínimo los niveles de existencias La opción de desensamblaje por la parte posterior facilitaria la inspección y el mantenimiento
Aplicaciones típicas
Minería y procesamiento de minerales Lodos altamente abrasivos
Trabajos de recirculación de la descarga de molinos autó-genos y semi-autógenos
Alimentación de ciclón
Residuos y relavess mineros
Procesamiento industrial
Descarga de molinos
Cenizas de centrales eléctricas y carbón
Arena y grava
Lodos abrasivos de trabajos de minería
Bombas de transferencia de lodos en planta
Pulpa y papel
Lodos de cal
Alúmina Fertilizante
Neutralización de ácidos
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EJEMPLO DE DESIGNACION DE LA BOMBA PARA PULPA MINERAL
BOMBAS DE PULPA: Disposición Altura de Impulsión (H) La Altura de Impulsión (H), se define como la sumatoria de las pérdidas de carga por fricción, por singularidades y por desnivel geométrico.
En el cálculo de bombas la altura de impulsión considera también otras pérdidas de carga como son por: presión, velocidad y succión. En el caso de trabajar con pulpas hay que considerar lo siguiente:
Determinar la altura de la pulpa como si fuera agua. Corregir la altura de impulsión de la pulpa por el factor HR = RSP = Jm/Jo.
Correcciones a Altura de Impulsión (H) Los catálogos de bombas de pulpa presentan las curvas de funcionamiento para agua pura por lo cual éstas deben ser corregidas para las características de la pulpa a impulsar. Para las bombas centrífugas se considera lo siguiente: Ecuación General:
Donde HR < 1 Para determinar HR se pueden utilizar diversos métodos empíricos.
Modelo de Mc Elvain y Cave
Donde K se obtiene de un ábaco parametrizado por la gravedad específica de los sólidos. Ver figuras:
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BOMBAS DE PULPA Mac Elvain y Cave determinación de HR
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Modelo de Sillgren: La ecuación es más rigurosa y tiene la siguiente forma:
Donde:
Dimensionamiento Cálculo de Altura de Impulsión corregida Hw:
Donde:
HT = altura de impulsión en [m.c.p] HR = RSP = factor de corrección por efecto de sólidos en la pulpa HR (d50, S, Cp). d50 = diámetro medio de partículas a transportar [mm] S ==gravedad específica de los sólidos. Cs coeficiente de seguridad; 0,9 pulpa no espumosa (relaves) 0,7 pulpa espumosa (concentrados)
Dimensionamiento, cálculo ht Altura de Impulsión con pulpa, HT (mcp):
Donde:
Hf = pérdida de carga friccional, J L. HS = pérdida de carga por singularidades. HG = pérdida de carga por diferencia de cota (Zf – Zi). Hi = pérdida de admisión desde el estanque de bombeo a la tubería de aspiración (0,5 v2/2g). Hsuc = altura estática de succión. HP = altura de presión en el sistema de ciclonaje. Si se descarga a la atmósfera HP se omite y se usa He, que corresponde a la pérdida a la salida de la tubería v2/2g)
Potencia Consumida PM (potencial final requerida, HP):
PB = potencia de bombeo [HP] hT = eficiencia motor-transmisión = 0,92.
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Potencia de Bombeo, PB (HP):
PT = potencia teórica [HP] hR = eficiencia real de la bomba funcionando con pulpa: hR = hC HR Cs
Potencia teórica PT (Hp):
Donde:
rT = densidad de la pulpa [t/m3] QT = caudal de pulpa [l/s] hC = eficiencia de catálogo, hC (QT, Hw)
Altura neta positiva de aspiración (NPSH) Es la energía mínima que debe tener el fluido la entrada de del impulsor de la bomba, expresada en metros de columna, para evitar la cavitación que es la formación de burbujas de vapor en el interior e la bomba que se produce en los puntos en los que la presión está `por debajo de La presión de vapor del líquido (agua) El NPSH disponible se obtiene así:
Donde: Hatm: Es la presión barométrica expresada en m de columna de agua (m.c.a.) Su valor es 10,33 mal nivel del mar y 8m a 2.000 m sobre dicho nivel Hvap: Es la presión de vapor del fluido (agua) en m.c.a. que depende de su temperatura (Fig III.5) Za: Es la diferencia de altura geométrica, positiva o negativa entre el nivel líquido en el depósito de aspiración y el eje del rodete de la bomba. (Fig.III.6 y Fig.III.7) Hp: Es la pérdida de presión debida al paso del líquido por el orificio de salida del líquido (en m.c.a.) Hp: Es la perdida de presión debida al rozamiento en el conducto de aspiración (en m.c.a.) El NPSH de la bomba deberá ser superior a ese valor dl NPSH disponible.
Fig. 5
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Fig. 6
Fig. 7 4.
CÁLCULO DE LA POTENCIA DEL MOTOR DE LA BOMBA
La potencia absorbida en el eje de la bomba viene dada por:
Este valor se debe aumentar en un 20%
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PKw: Potencia del motor de la bomba en Kw. Q: caudal de pulpa en l/s Hm: Altura manométrica total, para agua.
Densidad de la pulpa
rm: rendimiento mecánico total de la bomba. Para este rendimiento se puede tomar un valor entre 0,67 y 0,55. El rendimiento de las bombas puede ir desde 30% en una bomba de 25mm de diámetro de descarga hasta 80% en una de 250mm.
Selección de la bomba El primer paso es escoger si la bomba será horizontal (la más utilizada) o vertical, en función del trabajo a realizar Una vez realizada esta selección, los datos necesarios son: Caudal en litros/segundo Altura manométrica de la pulpa Hp NPSHd disponible En la Fig. 8 se muestran las curvas de una bomba con estos datos.
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DISPOSICION DE MOTORES USUALES
Caudales y alturas de bombeo usuales Caudales desde 1 000 a 10 000 m³/h – 4 400 a 44 000 usgpm Alturas de bombeo de hasta 75 m - 250 pies Caudales desde 50 a 2 500 m³/h – 220 a 11 000 usgpm Alturas de bombeo de hasta 50 m - 160 pie
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DESCRIPCIÓN DEL BANCO DE PRUEBAS Y DEL SISTEMA DE MEDICIÓN:
Medidor Vernier Huincha métrica Mesa de apoyo
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Procedimiento Comenzamos a medir los diámetros del rodete. También medimos las dimensiones de la voluta. Como son la abertura al ingreso de de la bomba de pulpa. También medimos la dimensión a la salida de la voluta. Medir las dimensiones del cuerpo espiral y todas las dimisiones. Ver los desgastes notables en la voluta y en el rodete o impulsor. Pieza analizada en nuestro informe la cubierta interna de la bomba de pulpa es de material de caucho
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CONCLUSIONES
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Se observo un desgaste en la ubicación de la lengüeta de la voluta. Es un desgaste apreciable del recubrimiento de materiales de goma, materiales sintéticos, poliuretano o hechas con aleaciones con níquel. También se puedes concluir la gran utilidad en la industria química, del manejo de elementos abrasivos y corrosivos como; el sulfato de cobre, xantato, SIBX/MIBX, GUAR, cianuro, ácido sulfúrico, cal, floculantes, sulfato de zinc, aerofinos, silicato de sodio, BIOX, ácido muriático, sulfitos. Lógicamente todo esto permitirá una alta eficiencia de los procesos mineros y reduciendo el uso de químicos costosos. En la mayoría de aplicaciones mineras, los rotores o impulsores de tales bombas supuestamente “especiales para pulpa” solo duran fracciones de semanas, mientras que en las bombas de diagrama, las mismas se obstruyen, fugan, o fallan catastróficamente a cabo de solo unos meses. Por ende; podemos concluir q gran importancia en la industria “ las bombas de pulpa”.
BIBLIOGRAFÍA:
TYLERG Hicks. BME, Bombas, su Elección y aplicación. Compañía editorial Continental, S.A., México. 1979. KARASSIK IGOR I. CARTER ROY. Bombas Centrífugas, Continental, S.A. México. México 1978 MENAUGHTON KENNETCH. Bombas: Selección y Mantenimiento. McGraw – Hill. Méxido 1890. http://www.sapiensman.com/bombas-para-pulpas_hidraulica5.htm CANTABRIA Manual de bombeo de pulpas ERAL
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