Departamento de ingeniería química y ambiental Manejo de sólidos
Jorge Arturo Forero Torres Nicolás Rojas Sanabria Juan José Santiago Tovar CRISTALERIA PELDAR La empresa Cristalería Peldar S.A. fue fundada en Medellín Colombia en !"#" produce $idrio bajo a$an%ados est&ndares de calidad y consta de t res líneas de producción' en$ases de $idrio $idrios planos y cristalería para el (ogar. Para ello cuenta con cuatro plantas de producción ubicadas en Cogua y Soac(a en el centro del país )n$igado al sur de Medellín y *uga al norte de Cali. Peldar es una filial de +,ens-llinois la empresa m&s grande del mundo productora de en$ases de $idrio y recibe asistencia t/cnica de las m&s importantes empresas productoras de cristalería. La función de compras de Peldar S.A. es una acti$idad analítica y racional para lograr los objeti$os de una acertada gestión en la adquisición de bienes en la calidad cantidad momento pro$eedores y precios justos adecuados a los requerimientos de la empresa. )n los procesos de producción de $idrio de la empresa se utili%an materias primas nacionales nacionales e importadas. en cantidades calidades y granulometrías definidas conjuntamente con sus pro$eedores pro$eedores estableciendo fec(as de entregas decadales para cada una de sus plantas. )l objeti$o principal de la función de compras es el de generar utilidades medibles por índices de gestión conser$ar los in$entarios en los ni$eles mínimos posibles y adquirir los bienes bienes de consumo consumo en las cantidade cantidades s estrictame estrictamente nte necesari necesarias. as. 0odas las acti$idad acti$idades es relacion relacionadas adas con la adquisic adquisición ión almacena almacenamien miento to manejo manejo consumo consumo y pago de bienes bienes est&n regidas por los procedimientos establecidos en el manual de Almac/n y de Compras de *ienes y Ser$icios de la Compa1ía. Pre$alecer&n las relaciones que otorguen poder negociador definidas preferiblemente con los productores o sus representantes mayoristas debidame debidamente nte autori%a autori%ados dos e$itando e$itando los intermed intermediari iarios os no necesari necesarios os en la cadena cadena de distribución. Materias primas: La cristalería P)LDA2 S.A en sus procesos industriales utili%an distintas materias primas para la elaboración de sus productos entre sus especificaciones est&n la granulometría la
fec(a de entrega la cantidad y de m&s de cada una de sus materias primas para lograr productos de calidad. )n la tabla ! se muestra dos de las materias primas que produce la empresa el $olumen estimado anual por toneladas y el precio m&3imo de compra por tonelada'
Materia Prima
Volumen estimado anual (Ton
Precio má!imo com"ra (#$ton
Carbonato de Sodio Denso
45647
#57!#!
Dolomita
!8##7
!5677
Tabla 1. Materias primas implementadas en el proceso
Se incluyen las especificaciones de cali%a y dolomita dado por Cristalería Peldar en Cogua Cundinamarca para los cuales nuestra compa1ía de ingeniería con amplia e3periencia en el manejo de sólidos requiere definir el proyecto que cumpla con las especificaciones solicitadas por Peldar de forma competiti$a. Para efectos de la ingeniería conceptual del proyecto se considera que la alimentación de los minerales $endr&n en tama1o de 9: 3 7: con un Dp medio de ;.7 mm.
Especificaciones de las materias primas: ➢
Carbonato de Sodio Denso: )l carbonato de Calcio es una sustancia abundante en a naturale%a formando rocas como componente principal en todas partes del mundo y es el principal componente de conc(as y esqueletos de muc(os organismos
?@AC0?2AS SLC)AS S.A.S.
Ilustración 1. Ubicación mina Carbonato de Sodio
Ilustración 2. Aspecto Carbonato de Sodio
Re%uisito& 'ontenido en
Valor
>a9C+8
min. ""
Sulfato de Sodio >a9S+#
M&3. 779
Cloruro de Sodio >aCl
m&3. 7!
ierro @e9+8
m&3. 777!
umedad
M&3. 787
Tabla 2. Especificaciones Carbonato de Sodio •
Branulometría en seco' 2esiduo sobre malla !4 2esiduo sobre malla 97 2esiduo sobre malla 87 2esiduo sobre malla !77
m&3. 77 m&3. ;7 m&3. 97 m&3. 97
Pasa malla 977
m&3. !77
Ilustración . An!lisis "ranulom#trico Carbonato de Sodio
➢
Dolomita: La dolomita es un mineral compuesto de carbonato de calcio y magnesio CaMgS)2SA S.A.S.
Ilustración $. Ubicación mina Dolomita
Ilustración %. Aspecto Dolomita
Re%uisito& 'ontenido en
Valor
ó3ido de Calcio
m&3. 887;
Sílice
!
ierro como @e9+8
m&3. 776
Al9+8
m&3. 7!8
Mg+
min !587
2
m&3. !5
2
;9
Tolerancia
I78
I78
umedad
787
Tabla . Aspecto Dolomita
•
Branulometría en seco' 2esiduo sobre malla !4 2esiduo sobre malla 97 Pasa malla !#7
m&3. 77 m&3. ;7 m&3. !77
&ota: Cual'uier residuo sobre malla 1() ori"ina el rec*a+o del material.
Ilustración (. An!lisis "ranulom#trico Dolomita
Organización de la planta: )n el ,lano superior de la planta
Ilustración /. 0aout planta de operación
Tiempos !orarios para la correcta operación de la planta: Para lle$ar a cabo la entrega cumplida y puntual de las materias primas por parte de las empresas a Peldar se llega al acuerdo con las empresas distribuidoras de entregar dic(o material puntualmente a la empresa. Dentro de los acuerdos de dic(a distribución la dolomita que ser& transportada desde *ogot& llegar& apro3imadamente en 9 (oras y 87 minutos (asta la %ona de desembarqueG se estima que este material llegue a la %ona de desembarque a las #'77a.m. Por otra parte el carbonato de Sodio denso ser& distribuido desde Mosquera
orario #'77am- 4'77 am 4'77am-9'77pm 9'77pm-!7'77pm !7'77pm!9'77am
@unción Pesaje y recepción de materiales Procesamiento de materias primas Procesamiento de materias primas Carga de camiones y en$ío (acia Peldar
Tabla $. -orarios de trabao
Se trabajar& en dic(os turnos durante los primeros !6 decadales del a1o 97!6 durante 6 días a la semana !4 (oras diarias de procesamiento y (oras de embarque y desembarque del material. )n el decadal !5 y en el decadal 84 del a1o 97!6 se reali%ar& la reparación y mantenimiento de los equipos. Los días 9# 9; 87 y 8! de diciembre del a1o 97!6 no se trabajar&.
Operaciones "#sicas: Las operaciones b&sicas y el orden de las mismas se ilustran en la figura 5
Ilustración . 3peraciones b!sicas
Se (a optado por el mismo diagrama para la cali%a y la dolomita ya que los tonelajes anuales en magnitud no difieren en cantidad adem&s de eso el porcentaje de (umedad requerido para ambos minerales es el mismo entonces en cuanto a transporte y almacenamiento ambos minerales pueden ser tratados de la misma forma cuando se reali%a el an&lisis granulom/trico se puede $er que P)LDA2 e3ige para ambos minerales una granulometría muy parecida por lo cual puede tratados con el mismo circuito de molienda y trituración pero ob$iamente trabajando a diferentes condiciones esto es de gran utilidad ya que permite a(orrar costos y maquinaria. Diagramas de fl$%o para am"os procesos: )l mineral es traído a la planta en camiones desde la mina y luego es transportado por medio de cintas transportadoras a pilas en las cuales el material es almacenado como se obser$a en la figura "
Ilustración 4. Acopio materia prima
Luego de eso si se requiere su utili%ación es cargado al proceso por medio de peque1as $olquetas a cintas transportadoras las cuales alimentan un triturador luego de eso el mineral es anali%ado para saber si es óptimo para entrar al molino en el molino se (ace un proceso similar donde al final la parte de la muestra que no cumpla los requisitos de salida es nue$amente retornada al molino al final del proceso se requiere secar el producto para que cumpla con las especificaciones de Peldar de (umedad para ello se requiere una corriente de aire con las especificaciones necesarias para e3traer la (umedad necesaria al producto. )l diagrama del proceso con sus respecti$os equipos se puede encontrar en la figura !7'
Ilustración 15. Dia"rama del proceso
Especificaciones de la ma&$inaria:
Se (a escogido un proceso de trituración pre$io a la molienda ya que el tama1o de los minerales que sale de la mina en ambos casos es muy $ariado y adem&s de eso los tro%os m&s grandes entran con gran tama1o por eso se (a escogido triturar primero para optimi%ar el proceso de molienda y posteriormente al secador. Como la cantidad que necesita Peldar de cali%a es un poco m&s de ; $eces las toneladas de dolomita se destinaron dos líneas de producción para tratar cali%a y una para el tratamiento de la dolomita. )n seguida se describen los elementos y la maquinaria que compone la planta' ➔
'amiones& Se eligieron Camiones olteo 4# NS!)PA de la empresa C+DACA->+ con las siguientes características'
Motor
Diesel # tiempos
Potencia
#97 P a !577 rpm
)misión de gases
)?2+
Capacidad de carga
87 0on
Peso bruto $e(icular
8";77 Ogs
0anque de combustible
877 litros
Tabla %. Especificaciones camiones
➔
Ilustración 11. Modelo de los camiones
)áscula& Se seleccionó la b&scula de la empresa P)SAMA0C para Pesaje de Camiones Din&mico yJo Comercial Plataforma de 97 3 8 m cuenta con un sistema de montaje completamente flotante y autocentrante que permite asegurar el f uncionamiento y la e3actitud de la b&scula incluso ante desastres naturales o tr&nsito brusco sobre la plataforma sin necesidad de utili%ar elementos restrictores disminuyendo con esto los costos de mantención por fallas y las p/rdidas relacionadas con esta operaciónG tiene una tarjeta sumadora construida con tecnología de Fltima generación celdas de carga de alta capacidad un controlador de peso con protección contra interferencias de radiofrecuencia. )l soft,are de pesaje est& dise1ado para trabajar en indo,s ";J"5 o indo,s >0.
➔
Trituradora de %uijada Consiste en un mecanismo que rompe el material m&s grande e3primi/ndolo entre dos placas de quijada una mo$ible y la otra inmó$il. ?tili%ado normalmente como trituradora
primaria. Compresión de las aplicaciones y un cierto agotamiento para mac(acar el material donde el coeficiente de reducción es de 4 a !
Ilustración 12. Trituradora de 'uiada
Se (a escogido este mecanismo de molienda teniendo en cuenta la dispersión en los tama1os de entrada del material y el coeficiente de reducción del sistema así como su economía y facilidad de operación la cual es óptima tanto para la cali%a como para la dolomita.
Trituradora
Di&metro de Alimentación
Longitud de quijada
Capacidad
elocidad de 2otación
Potenci a
Di&metro de Salida
≤60
#77
!7-!77
";
47
7.;-87
Tabla (. Especificaciones trituradora
)n la tabla 4 se puede obser$ar las condiciones en las cuales opera la trituradora y adem&s de eso las características de trituradora de quijada +>BQ son '
➔
!.
Producir una distribución de tama1o fino que produce poco pol$o durante la operación.
9.
Son ampliamente utili%ados para la trituración de minerales cuyos ni$eles abrasi$os son bajos y en la producción a peque1a escala de las minas.
Molino de bolas& )l molino de bolas es una m&quina para moler di$ersos minerales y otros materiales' de construcción y materias primas utili%adas en la industria química. Por su alta eficiencia y economía es usado en diferentes industrias ya que proporciona un buen control de la granulometría ya dem&s de eso se pueden llegar a di&metros de salida bastante reducidos y aunque su uso se recomienda m&s en materiales secos tambi/n se puede operar con materiales (Fmedos a ciertas características.
Ilustración 1. Dia"rama de bolas
)s un cilindro rotatorio R9!77#;77 que contiene bolas de acero que actFan como medio moledor. )l material para ser molido es puesto en un barril cilíndrico que es gira a una $elocidad entre # y 97 re$oluciones por minuto dependiendo en el di&metro del molino. )l di&metro del molino es in$ersamente proporcional a la $elocidad de rotación. La rotación del cilindro produce fuer%as centrífugas que le$antan las bolas (asta una altura (aci/ndolas caer sobre el material para ser molido.
'a"acidad (t$* Molinos de )olas
/ 0 12
+iámetro Alimentaci,n (mm ≤25
'arga de bolas (t 31
Velocidad de Rotaci,n 3456
+iámetro de Salida (mm 75761 0 751
Potencia (-. 312
Tabla /. ,ar!metros t#cnicos molino ➔
Tami8& )l 0ami% de tambor +>BQ consiste de un motor desacelerador unidad de rotor c(asis tapa de cierre (erm/tico entrada y salida. 0ras el material (aber sido introducido en el tambor ser& le$antado por la rotación y ser& aireado mientras cae nue$amente. )sta acción se repite con cada re$olución a lo largo del tambor. Por Fltimo el material m&s fino pasa a tra$/s de las aberturas del tami% mientras que el material m&s grande cae (acia su salida en la parte trasera del tambor. )l tami% de tambor es ampliamente usado en muc(as industrias ya que proporciona muc(as facilidades y entre esas se pueden encontrar $arias características comoG !. )l tami% de tambor est& configurado para (acer clasificación y filtrado. 9. Con su estructura simple opera con una mayor confiabilidad y menores costos de in$ersión. 8. )l tami% de tambor es de f&cil mantenimiento.
#. )3celente comportamiento y bajo ruido de funcionamiento ;. Como resultado del dise1o Fnico de su tami% el tami% de tambor se caracteri%a por sus altas capacidades larga $ida Ftil del tami% y menor bloqueo en la malla del tami%.
Ilustración 1$. Tami+ de tambor
Modelo Capacidad
GS1530
Diámetro
del Longitud
Potencia
Dimensiones
(m3/h)
tambor (mm)
(mm)
(KW)
generales(mm)
40-80
Φ1500
3000
5.5
3980×1790×1975
Tabla . ,ar!metros t#cnicos tami+ de tambor
➔
Secador indirecto al vac9o con ana%ueles )L secador indirecto +>BQ al $acío contiene anaqueles que se calientan indirectamente y son del tipo de lotes similares a los de las bandejas. )sta clase de secador consta de un gabinete construido de (ierro colocado o planc(a de acero con puertas (erm/ticas de tal manera que se pueda operar al $acío. Los anaqueles (uecos de acero se montan dentro de las c&maras y se conectan en paralelo con los colectores de $apor de entrada y de salida. Las bandejas que contienen los sólidos mojados se colocan sobre los anaqueles (uecos. )l calor se conduce a tra$/s de las paredes met&licas y por radiación entre los anaqueles. )l secador indirecto tiene muc(as $entajas como una estructura ra%onable alta eficiencia bajo consumo de energía y cómodo para ser transportada.
+5 carcasa e!terior (mm
+5 interno carcasa interior (mm
:5 carcasa (m
Volumen (m 4
;nclinaci,n de carcasa
T má! de entrada de aire (<'
2200
800
25
69.15
3-5%
850
Ilustración 1%. ,ar!metros t#cnicos secador
Ilustración 1(. 6uncionamiento secador indirecto
Ilustración 1/. Secador indirecto al 7ac8o con ana'ueles
➔
Trans"ortador de 'orrea )l transportador de correa est& compuesto por dos poleas e3tremas y dos la%os continuos de material que gira alrededor de ellos. Los materiales que deben ser transmitidos son puestos en la correa. *ajo la conducción del motor los rodillos de conducción del transportador de correa causan que la correa a$ance transportando el material (asta el lugar designado.
Ilustración 1. Transportador de correa
)l transportador de correa es ampliamente utili%ado como en la minería procesamiento de alimentos y bebidas fabricación y transporte de energía etc. Algunas $eces tambi/n pueden ser utili%ados para transportar mercancías comerciales materiales de construcción productos forestales pulpa y papel etc. Ancho de la corra Largo (mm) 800
de
la
correa
(m) Velocidad de la correa Capacidad
/Potencia (Kw)
≤6/4
6-15/5.5
15-30/7.5-
(m/S)
(t/h)
1.3-1.6
278-546
15
Tabla 4. ,ar!metros t#cnicos transportador de correa
Características banda transportadora' !. Alta intensidad en condiciones de (umedad lo cual es Ftil para transferir el material ,as(y o trabajando en condiciones (Fmedas. 9. Son compatibles con los de larga distancia de transporte con alta carga $elocidad y afectar los materiales a granel. 8. ?tili%ados en di$ersas industrias para aplicaciones de manejo de materiales tales como minería industria química la estación de energía el/ctrica la metalurgia la planta de cemento planta de la arena la logística agricultura y campo de la construcción. #. Las cintas transportadoras )P son adecuados para el transporte de bulto granular en pol$o pasta y materiales líquidos
Almacenamiento: Para garanti%ar una producción continua los minerales se almacenan en grandes silos con una altura (asta de 87m y un di&metro de (asta 97m. Las grandes dimensiones de los silos requieren un llenado y $aciado en $arios puntos de manera uniforme. Por la cantidad de dolomita que es necesario tratar no es necesario reali%ar el almacenamiento de dolomita en pilas por lo cual se considera la idea de almacenarla en silos de torre de apro3imadamente !8 m de altura y ; m de di&metro para garanti%ar una alimentación continua.
Ima"en 9. Silo de almacenamiento dolomita La producción llegar& a los silos y a la pila por medio de bandas transportadoras y su descarga se (ar& por medio de un sistema de compuerta que descargan directamente al camión y retroe3ca$adoras que las pondr&n en el camión. Para la dolomita se utili%ar&n 6 pilas de almacenamiento de !777!4 m8. Ser&n cubiertas de pl&stico para e$itar que (ayan perdidas de materiales yJo de (umedad. Concl$siones SegFn las especificaciones del cliente P)LDA2 S.A Se conseguir&n los equipos necesarios para alimentar el proceso con ; 0onJ( de dolomita para obtener al finali%ar 8 0onJ( y las p/rdidas ser&n del ##. Por otra parte se alimentar& !# 0onJ( de Carbonato de Sodio con !75 de p/rdidas para obtener !8 0onJ(. )l costo que debe asumir la empresa P)LDA2 S.A. m&3imo que debe pagar por la dolomita es de !789 millones de pesos por decadal. T para el carbonato de sodio los clientes deben asumir el costo por decadal de ""567 millones de pesos.
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'i"liograf(a: !ttps:))es*+i,ipedia*org)+i,i)Secado-de-s.C/.'/lidos (ttps'JJes.,iHipedia.orgJ,iHiJCali%a (ttps'JJes.,iHipedia.orgJ,iHiJDolomita (ttp'JJ,,,.informacion-empresas.coJ)mpresaU>)2S+>)S-+0)2+C-C+MPA>ASA.(tml (ttp'JJ,,,.(ino.com.gtJinde3.p(pJ$entasJ"-camiones-serie-677J89-camion-$olteo-43#%s!ep$a-87-toneladas
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