HIDROCICLONES Word Exposicion Corregido

HIDROCICLONESHIDROCICLONE S- GRUPO4

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUIMICA E.A.P: INGENIERIA QUIMICA PROCESAMIENTO DE MINERALES CLASIFICACION - HIDROCICLONES

PROFESOR: Martínez Carrasco, Ricardo ALUMNOS:

GRUPO:: GRUPO

Molina León, Jhon Angel

05070173

Olarte López, Jonathan

10070130

Portugal Márquez, Alexander

00981765

Rivero Dextre, Shirley M.

10070196

Rodriguez Arauco, Ricardo

10070137

Nº 4

HORARIO:: Martes HORARIO Martes y Jueves 20 – 22 h

FECHA DE PRESENTACION: 03/06/14 Página 1


HIDROCICLONES HIDROCICLON: El hidrociclón fue patentado por E. Bretney el 26 de Mayo de 1891, en los Estados Unidos de América. Pero en la industria minera fue introducido por primera vez en la Dutch State Mines en Holanda en 1939, luego fue usado por los sudafricanos en 1940 y posteriormente en Norteamérica Norteaméric a en la década de 1950. En el Perú se crea la empresa INGENIERIA DE CYCLONES BOMBAS Y AUTOMATIZACION S.A. en 1979, la primera dedicada en fabricación de hidrociclones hidrociclo nes a nivel nacional y con ello la sustitución de los clasificadores mecánicos como aparatos de clasificación clasific ación por tamaño y densidad en la Mayoría de las plantas de molienda en el país. La industria minera es el principal usuario de los hidrociclones, siendo aplicado en clasificación de líquidos, espesamiento, lavado de sólidos y operaciones de ordenamiento de partículas ya sea por densidad o forma. Actualmente, Actualmente, este equipo es aplicado también en muchos otros tipos de industria tales como la química, petroquímica, textil, metalúrgica y otros. Debido a su versatilidad, simplicidad, su reducido tamaño, relativo bajo costo de manutención y porque resulta más eficaz especialmente para los tamaños más finos, los hidrociclones han reemplazado a los clasificadores mecánicos en un amplio número de operaciones unitarias.

TIPO DE CLASIFICADORES CLASIFICADORES Vía húmeda: húmeda: Separadores, no permiten humedad por lo que debe ser secado antes de su molienda. Vía seca: seca: Hidrociclones, Usualmente es usado en la minería del cobre, zinc, oro, hierro, etc y es el que más desarrollo ha tenido en los últimos años.

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HIDROCICLONES HIDROCICLON: El hidrociclón fue patentado por E. Bretney el 26 de Mayo de 1891, en los Estados Unidos de América. Pero en la industria minera fue introducido por primera vez en la Dutch State Mines en Holanda en 1939, luego fue usado por los sudafricanos en 1940 y posteriormente en Norteamérica Norteaméric a en la década de 1950. En el Perú se crea la empresa INGENIERIA DE CYCLONES BOMBAS Y AUTOMATIZACION S.A. en 1979, la primera dedicada en fabricación de hidrociclones hidrociclo nes a nivel nacional y con ello la sustitución de los clasificadores mecánicos como aparatos de clasificación clasific ación por tamaño y densidad en la Mayoría de las plantas de molienda en el país. La industria minera es el principal usuario de los hidrociclones, siendo aplicado en clasificación de líquidos, espesamiento, lavado de sólidos y operaciones de ordenamiento de partículas ya sea por densidad o forma. Actualmente, Actualmente, este equipo es aplicado también en muchos otros tipos de industria tales como la química, petroquímica, textil, metalúrgica y otros. Debido a su versatilidad, simplicidad, su reducido tamaño, relativo bajo costo de manutención y porque resulta más eficaz especialmente para los tamaños más finos, los hidrociclones han reemplazado a los clasificadores mecánicos en un amplio número de operaciones unitarias.

TIPO DE CLASIFICADORES CLASIFICADORES Vía húmeda: húmeda: Separadores, no permiten humedad por lo que debe ser secado antes de su molienda. Vía seca: seca: Hidrociclones, Usualmente es usado en la minería del cobre, zinc, oro, hierro, etc y es el que más desarrollo ha tenido en los últimos años.

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PARTES DE LOS HIDROCILONES HIDROCILONES El ducto de alimentación se denomina inlet, el tubo de salida de la suspensión diluida se denomina vortex, y el orificio de salida del concentrado se denomina apex, tal como se puede observar en el siguiente esquema de las partes del hidrociclón. 

Vortex: debe Vortex: debe ser extendido hasta debajo de la entrada de alimentación para prevenir al “cortocircuito” “cortocircuito” de material directamente hacia el rebose. El tamaño del vórtex igual a 0,35 veces al diámetro del ciclón.



Sección cilíndrica: cilíndrica: tiene el mismo diámetro que la cámara de alimentación, su función es incrementar el tiempo tiem po de retención. Para un ciclón estándar la longitud debe ser igual al diámetro.



sección cónica: cónica: tiene un ángulo generalmente entre 10° - 20° su función funci ón es similar si milar a la sección cilíndrica proveer tiempo de retención.



El tamaño normal del ápex: mínimo ápex: mínimo es de 10% del diámetro del ciclón y puede ser tan grande como 35%, debe ser lo suficientemente ampl io para evitar que el ciclón se obstruya.

EFECTOS DEL TAMAÑO DEL ÁPEX EN EL FLUJO DE DESCARGA El tamaño del orificio inferior es muy importante para una buena separación de partículas en el hidrociclón Ápex de tamaño correcto: - Da un flujo de ángulo de cono entre 20 á 30 grados (flujo en spray) - Permite el ingreso de aire que saldrá por el vórtex - Los gruesos descargan libremente con un % sólidos mayor al 50% en peso - Los finos salen libremente por el vórtex Ápex de tamaño muy pequeño: - Permite un flujo de salida denso en forma de espiral (flujo en soga) - No permite el ingreso de aire - Obliga la salida de partículas gruesas Ápex de tamaño muy grande: - Permite un flujo de pulpa de cono muy abierto - Permite la salida de mayor cantidad de agua (pulpa menos densa). Permite la salida de mayor cantidad de partículas finas (forma paraguas)

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HIDROCICLONES- GRUPO4

PARAMETROS BASICOS



Diámetro del hidrociclon.



Área de la abertura de la entrada de la cámara de alimentación: Di=Dc/7.



Diámetro del vortex Dv que controla el tamaño de separación y el flujo de salida de la pulpa: Dv=0.35Dc.



Sección cilíndrica, su función es proveer tiempo de retención, dando mayor capacidad y reduciendo la velocidad tangencial.



El ángulo de la sección normalmente entre 10° y 20°.



Diámetro del Ápex 0.1Dc  Da  0.35 Dc

cónica

PRINCIPIO DE OPERACIÓN El hidrociclón es un dispositivo mecánico muy simple que no incluye partes móviles. Consiste de un recipiente de forma cónica, abierto en su ápice o descarga que está unido a una sección cilíndrica, la cual tiene una entrada de alimentación tangencial. La parte superior de la sección cilíndrica está cubierto con una placa a través de la cual pasa un tubo de derrame axialmente montado. El tubo se extiende hacia el interior del cuerpo del hidrociclón por medio de una sección corta, conocido como buscador de remolino, el cual evita que la alimentación entre directamente hacia el derrame. El diámetro del hidrociclón puede variar desde una pulgada hasta diámetros que pueden alcanzar en ocasiones las 70 pulgadas.La razón largo: diámetro varía en un amplio margen, dependiendo de la aplicación y la dimensión del hidrociclón, en un rango desde 1:1 hasta 10:1. El hidrociclón requiere potencia externa para su funcionamiento, la cual es provista normalmente por una bomba centrífuga en operación continua. En ocasiones recibe la energía por el aporte de la energía potencial del fluido a través de sistemas especiales de Página 4


alimentación. La alimentación es introducida bajo presión, producido por la energía del fluido, a través de la entrada tangencial, lo cual imparte un movimiento rotacional a la pulpa. Debido a este movimiento se genera una zona de muy baja presión a lo largo del eje vertical del equipo, por lo que se desarrolla un nucleo de aire en ese lugar, que generalmente se conecta a la atmósfera a través del vortex de salida. De acuerdo a la teoría clásica de la acción del hidrociclón, las partículas en el fluido se ven afectadas en el sentido radial, por dos fuerzas opositoras: una, hacia la periferia del equipo debido a la aceleración centrífuga y la otra, hacia el interior debido al arrastre del fluido que se mueve a través del hidrociclón. Consecuentemente, la mayor parte de las partículas finas abandonarán el equipo a través del orificio vortex, localizada en la parte superior de la parte cilíndrica del equipo. El resto de las partículas, mayoritariamente los gruesos, saldrán a través del orificio de descarga o ápex ubicada en el extremo inferior de la sección cónica. El flujo del hidrociclón es obligado a seguir una trayectoria tipo espiral hacia abajo debido a la forma del equipo y a la acción de la fuerza de gravedad; sin embargo, en la medida que la sección transversal disminuye, se superpone una corriente interior que genera un flujo neto ascendente a lo largo del eje central del equipo, lo que permite que el fluido encuentre en su camino al tubo buscador de vortice que actua como rebalse, permitiendo que las partículas finas que acompañan al fluido desalojan el equipo. Adicionalmente, el vortex permite la estabilización de la columna de aire que se genera a lo largo del eje.

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OBJETIVO DE LOS HIDROCICLONES Los hidrociclones tienen dos principales aplicaciones en la industria minera: Deslamado Donde el objetivo principal es remover las partículas finas a través del rebose del hidrociclón para lograr una mayor eficiencia en los siguientes procesos como la flotación, separación magnética en húmedo, etc. Circuito cerrado Donde los objetivos de la clasificación son hacer más eficiente la molienda y asegurar que el producto de la operación este bajo un determinado tamaño, recirculando al molino las partículas mayores. Efectos del tamaño del Ápex El tamaño del orificio inferior es muy importante para una buena separación de partículas en el hidrociclón.

•

APEX DE TAMAÑO CORRECTO -Da un flujo de ángulo de cono entre 20 a 30 grados (flujo en spray). - Permite el ingreso de aire que saldrá por el vórtex. - Los gruesos descargan libremente con un % sólidos mayor al 50% en peso. - Los finos salen libremente por el vórtex.

•

APEX DE TAMAÑO PEQUEÑO -Permite un flujo de salida denso en forma de espiral (flujo en soga). - No permite el ingreso de aire. - Obliga la salida de partículas gruesas.

•

APEX DE TAMAÑO MUY GRANDE - Permite un flujo de pulpa de cono muy abierto. Página 6


- Permite la salida de mayor cantidad de agua (pulpa menos densa). - Permite la salida de mayor cantidad de partículas finas (forma paraguas). ATORO EN HIDROCICLONES ¿Cómo saber si existe un atoro en el hidrociclón? •

Cuando la densidad de los molinos está muy baja (aguada).

•

Cuando rebalsa las bombas.

•

Cuando se plantan las flotación.

máquinas de

La presencia de sustancias extrañas dentro del hidrociclón. El jebe protector se levanta o se despega del hidrociclón. Alimentación de carga gruesa. Exceso de agua en la alimentación. Consecuencias: •

La carga se asienta en las tuberías produciendo atoros.

•

Por la carga gruesa se plantan las bombas produciendo derrames.

•

Paradas de molinos

•

pérdida de tonelaje.

•

Ingreso de carga gruesa al circuito de flotación.

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DISEÑO DE UN HIDROCICLON Las siguientes figuras ilustran los HIDROCICLONES típicos: 

GRAFICOS DE KREBS

El diámetro del ciclón directamente proporcional tamaño de corte (D50s).

es al

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CRITERIO DE APLICACIÓN DE HIDROCICLONES En diseños de circuitos de molienda - clasificación, el objetivo es producir un rebose del ciclón que tenga cierta característica granulométrica, esta normalmente está definida como un porcentaje que pasa una determinada apertura de malla en micrones. Krebs Engineering propone una relación empírica que liga la distribución del over flow en tamaños de partículas con el D50c requerido para producir una separación especificada; ésta se da en la tabla.

La relación indicada en esta tabla es para sistemas típicos de molienda en distribuciones de tamaño promedio y puede variar sólo ligeramente con las características particulares de cada mena. La separación del ciclón puede ser alcanzada usando la ecuación z. D50c (aplicación) = D50c(base) x C1 x C2 x C3 El D50c (base para un ciclón de diámetro dado se multiplica por tres factores de corrección designados como C1, C2, C3. Este D50 (base) es el tamaño de micrones que un ciclón estándar puede alcanzar operando bajo las condiciones base y se estima de la relación 3. D50c (base) = 2.84 D0.66 Página 9


Dónde: D = diámetro del ciclón (cm.) La corrección C1 se debe a la influencia de concentración de sólidos contenidos en la pulpa alimentada y puede estimarse por la siguiente relación:

La segunda corrección C2 es debido a la caída de presión, medida entre la presión de alimentación menos la presión del rebose. La caída de presión es una medida de la energía que se utilizará en el ciclón para alcanzar la separación, en lo posible se recomienda que esta caída de presión sea del orden de 40 a 70 Kpa (5 a 10 PSI). Se puede estimar de la siguiente relación

Se reduce que una lata caída de presión tendrá como resultado una separación fina y una baja caída de presión, debe significar una separación gruesa. La siguiente corrección, C3 se debe al efecto de la gravedad especifica de sólidos y liquido que son sujetos de clasificación. Tiene mayor importancia cuando la diferencia de gravedad especifica entre el mineral y ganga es fuerte que conduce a pensar que se permite una mayor liberación de partículas minerales a un tamaño relativamente grueso de separación.

GL = Gravedad especifica de liquido (Normalmente 1)

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Dc: centímetros

CAPACIDAD DEL HIDROCICLÓN:

P Caída de presión Dc: Diámetro del hidrociclón

DIÁMETRO DEL VORTEX:

LONGITUD DEL VORTEX:

DIÁMETRO DEL APEX:

DIÁMETRO DE ENTRADA:

ALTURA DEL CICLÓN:

ÁREA DE ENTRADA:

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CORTOCIRCUITO

EFICIENCIA DE CLASIFICACION De esta manera se espera que la eficiencia de clasificación así definida, alcance sus más altos valores cercanos a 1 para las partículas más gruesas y contrariamente que dichos valores sean mínimos para las partículas finas de tamaño inferior. Página 12


VARIABLES PROCESO

DEL

Concentración de la alimentación Es la más importante variable ya que se puede normalmente cambiar con la adición de agua. El porcentaje de sólidos para una operación eficiente no debería pasar de 40 %. Sin embargo en circuitos cerrados de molienda se trabaja de 55-70%. Presión de la alimentación Normalmente varía abriendo o cerrando las válvulas de alimentación. Viscosidad de la mezcla Está directamente relacionada a la densidad de los sólidos por el volumen y al área superficial total de los sólidos. Caudal de pulpa La capacidad o caudal de pulpa que se alimenta al hidrociclón, depende fundamentalmente del diámetro del vórtex, de la caída de presión y del porcentaje de sólidos.

PREGUNTAS FRECUENTES EN LOS HIDROCICLONES ¿En que partes del circuito se debe agregar agua? El agua que ingresa junto con carga fresca debe ser tan constante como el tonelaje de mineral fresco. El segundo punto de adición de agua es para graduar la densidad de alimentación al hidrociclon que también se requiere sea constante para mantener un producto de clasificación estable. Página 13


¿Qué controlar visualmente en un hidrociclon durante la operación? El ápex no debe estar obstruido. Si la descarga está en “ducha” mayor es el cortocircuito, si esta en soga se corre el riesgo de que muchos gruesos estén indebidamente en el rebose. El trabajo debe ser recomendablemente alternado.

¿Qué rango de presión se trabaja en clasificación primaria y remolienda? Para clasificación primaria es bueno un rango de presión 12 a 15 psi. Cuando se tienen hidrociclones de muy pequeño diámetro, para clasificación extremadamente fina recomiendan opciones de presión entre 30 hasta 40 psi.

Hidrociclones en nido de distribución radial o hidrociclones en serie. ¿Cuál es el mejor? Se ha comprobado que un nido en serie la presión de ingreso a cada hidrociclon no es uniforme por lo tanto influye negativamente en la clasificación; en los hidrociclones en nido radial se logra una presión de alimentación más uniforme y mejor clasificación.

¿Hidrociclon inclinado, porque y cuanta inclinación? Generalmente se inclinan los hidrociclones cuando se desea disminuir los finos en la descarga gruesa. Son completamente horizontales en separación de gruesos para cancha de relaves; en circuito de molienda-clasificación tradicionalmente han sido inclinados entre 15 y 18 grados con la finalidad de mejorar el cortocircuito. Solo algunas plantas lo hacen, la mayoría tiene hidrociclones verticales.

Partes de desgaste en un hidrociclon: ápex, vortex y forro interior Si los ápex y vortex son cerámicos el desgaste es mínimo en 3-8 meses. Si el material es caucho con alma de hierro el control debe ser realizado cada 15 días. Si el ápex y vortex son de fierro dulce, el control debe ser semanal porque su desgaste es mayor. Si el interior del hidrociclon está forrado con jebe o caucho, en cada parada se debe medir, con un punzón afilado, el espesor que va quedando.

Tuberías de alimentación a hidrociclones deben ser de jebe de alta presión Son más resistentes a la abrasión que los tubos de fierro o plástico. Una ruptura del sistema de alimentación al hidrociclon es causa de grandes derrames y ocasionan paradas de planta. Página 14


TIPOS DE HIDROCICLONES

TIPOS DE HIDROCICLONES 1.

HIDROCICLONES CONICOS

Como anteriormente se mencionó los hidrociclones cónicos, o convencionales, podrían subclasificarse de acuerdo al ángulo de su parte cónica.

CONO PRONUNCIADO – CONVENCIONAL Este grupo recogería los hidrociclones con ángulo menor de 20º, caracterizados por un cuerpo relativamente largo debido a su conicidad. Este tipo de diseño se acompaña con partes cilíndricas de gran longitud (mayor que una vez el diámetro), y toberas de alimentación y rebose de pequeñas dimensiones, para aumentar el tiempo de residencia. Esto, debido a la gran altura libre de vórtice, (distancia entre el borde inferior de la tobera de rebose y el vértice de la parte cónica), y su influencia inversamente proporcional al tamaño de corte, los hace los más adecuados para clasificaciones finas, como se requiere en operaciones de clarificación y espesado. En general, solamente los hidrociclones de pequeño y medio diámetro, hasta 250 mm, se construyen con conicidad pronunciada. Suelen operar a presiones medias, entre 150 y 400 kPa, obteniendo tamaños de corte entre 2 micras y 30 micras. Página 15


Es este tipo el más difundido, especialmente en el tratamiento de minerales industriales donde a menudo se requieren clasificaciones más finas.

CONO TENDIDO Los hidrociclones de cono tendido o ancho, mayor de 20º, son usados principalmente para clasificar tanto por tamaño como por densidad (clasificación selectiva). El ángulo de su parte cónica varía entre 20º y 45º, aunque excepcionalmente pueden encontrarse hidrociclones de hasta l60º. Se construyen en diámetros comprendidos entre 250 mm y 1250 mm, aunque algunos fabricantes construyen modelos de hasta 2000 mm.

Como es lógico al disminuir el tiempo de residencia de la pulpa en el interior del hidrociclón, por su menor longitud, aumenta el tamaño de separación. Ello trae como consecuencia que estos hidrociclones no alcancen una elevada recuperación de sólidos, (referida a la descarga), pero si presentan una mejor selectividad. Página 16


La presión de operación suele ser menor a 150 kPa, aunque nunca menor de 20 kPa pues sino no se consigue una columna central de vacío estable. Generalmente se operan entre 30 kPa y 100 kPa y pueden alcanzar cortes entre 30 micras y 150 micras. Ha podido observarse en unidades de laboratorio, construidas en materiales transparentes, la formación de una "cama" de sólidos en la parte baja del cono que permanece en movimiento a lo largo del núcleo central, lo cual da lugar a un efecto de reclasificación, explicando él por qué de la mejor selectividad de estos hidrociclones de cono ancho Una aplicación muy conocida de este tipo de hidrociclones es el lavado de carbón con los llamados "ciclones de agua", "water-only cyclones", y los ciclones operando en medio denso, bien para tratamiento de minerales pesados o en lavado de carbón. 2.

HIDROCICLONES CILINDRICOS

Podrían incluirse dentro de la clasificación anterior, como hidrociclones de cono tendido, pero debido a que exteriormente no se aprecia nada más que su cuerpo cilíndrico por su ángulo de 180º, es decir fondo perpendicular a la pared lateral, y también porque su campo de aplicación difiere notablemente de aquellos, merecen un tratamiento diferenciado. No suponen realmente una nueva teoría, pues ya a principios de siglo pueden encontrarse las primeras aplicaciones de este tipo de ciclones.

CON DESCARGA PERIFERICA Consisten, básicamente en un ciclón convencional del cual se ha eliminado su zona cónica, remplazándola por una parte cilíndrica de similar longitud. El fondo del ciclón es plano y la extracción del producto grueso se realiza tangencialmente por la zona baja de la pared cilíndrica. Como quiera que este diseño provoca una descarga muy diluida, debido al corto circuito, (partículas finas en suspensión en el líquido acompañando a la descarga) la eficiencia de separación se reduce. Hace unos 30 años que uno de los principales fabricantes de hidrociclones KREBS, comercializó un tipo de hidrociclones, conocidos como EE que basándose en este diseño de descarga tangencial, conectó dos unidades. Un primera de gran diámetro y pared cilíndrica y una segunda convencional, cónica de menor diámetro. Este diseño no tuvo mucha aceptación al menos a escala industrial, quizás debido a los elevados desgastes que podrían esperarse en la zona de transición debido a la alta concentración de sólidos.

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CILINDRICOS CON DESCARGA CENTRAL. FONDO PLANO Con el fin de ampliar el campo de trabajo de los hidrociclones hacia tamaños de corte mayores, por encima de las 150 micras surgió, basándose en la cama de sólidos que se crea en los ciclones de cono obtuso, el desarrollo de los llamados ciclones de fondo plano, mejor llamados por su inventor el Prof. Dr. Helmut Trawinski de Amberger Kaolinwerke Gmbh Ciclones CBC (Circulating Bed Cyclone) o (Circulating Bed Classifier), ciclones de lecho circulante o clasificadores del lecho circulante. Se explicaba anteriormente que el lecho "fluido" creado en la zona inferior de los ciclones de cono ancho, no es un lecho estacionario, sino que está dotado de un movimiento de convención alrededor del núcleo central, lo cual favorece la reclasificación de partículas, ligeras o de pequeño tamaño, mal clasificadas, que en su movimiento constante son en algún momento arrastradas por el torbellino interior o principal, siendo finalmente evacuadas con el rebose superior. Este principio no puede ser aprovechado en un ciclón cónico, porque un aumento de la altura del lecho provocaría rápidamente la obstrucción de la boquilla de descarga, debido a la fricción de las partículas con la pared cónica (efecto silo), pero si puede ser desarrollado, alejando la pared del orificio de descarga, para lo cual se elimina la zona cónica, prolongando al mismo tiempo la zona cilíndrica y "cerrando" el ciclón con un fondo horizontal o casi, con un ángulo comprendido entre l60º-l80º. Página 18


El lecho fluido creado en el fondo del ciclón actúa como un "colchón", amortiguando las variaciones en la alimentación, tanto en caudal como en concentración de sólidos. Este efecto es de sumo interés, especialmente en circuitos cerrados de molienda donde existen variaciones frecuentes de la concentración de sólidos en la alimentación, debido a los cambios de dureza del mineral y otras variables. Una disminución de la concentración de alimentación es seguida de una disminución de la concentración en la descarga, lo que provoca automáticamente una pérdida de partículas finas con el producto grueso (cortocircuito o by-pass). Contrariamente a lo que podría pensarse la tendencia a la obstrucción de la descarga, por aumentos en el tonelaje de sólidos, es menor en ese tipo de ciclones que en los convencionales, resultando extraño, llegar a la obstrucción total, lo que es bastante usual en circuitos de molienda, con las terribles consecuencias que esto trae para los circuitos de flotación posteriores que reciben el producto del rebose de los ciclones.

APLICACIÓN DE HIDROCICLONES

Deslamado: Eliminación de partículas finas en su rebose, generalmente lamas y arcillas, operación también llamada “lavado” en el tratamiento de arenas, o bien como etapa previa

a las de molienda cuando se tratan minerales muy arcillosos. En esta aplicación, el producto útil es la descarga del hidrociclón. Refinado: Eliminando las partículas gruesas existentes en una suspensión, como puede ser el caso de limpieza de efluentes, o bien las etapas de clasificación en minerales ultrafinos como caolines, bentonitas, etc. Aquí el producto útil está contenido en el rebose. Espesado: Reduciendo el contenido de agua de una pulpa, para acondicionarla a una etapa subsiguiente de tratamiento, como atrición, gravimetría, separación magnética, filtración, etc., eventualmente eliminando algunas lamas con el agua. Clarificación: En ocasiones el hidrociclón puede ser instalado previamente a un tanque clarificador, o a un filtro, como una ayuda a los equipos principales. Concentración: La clasificación en el hidrociclón se realiza en base al peso de las partículas, es decir es isodrómica, por lo cual en caso de coexistir en el producto de alimentación partículas de diferente densidad, siempre las más pesadas irán preferentemente a la descarga, lo que supone que el hidrociclón realiza un trabajo de preconcentracon gravimétrica, y ello a menudo es muy apreciado, en etapas previas a procesos de flotación fina y gravimetría. Fraccionamiento: También llamada separación, o simplemente clasificación, en la que el hidrociclón separa o clasifica la masa sólida suspendida en la pulpa de alimentación, en Página 19


dos fracciones, gruesa y fina. Este puede ser el caso de un circuito de molienda, o de una separación lamas-arenas previa a flotación, y sin lugar a duda es la aplicación más extendida y donde se emplean mayor número de hidrociclones, aunque quizás es también la más compleja, pues ambas fracciones son producto útil, sujeto a especificaciones. Es interesante resaltar el hecho de que cada aplicación tiene una configuración o geometría de hidrociclón óptima, por lo que un buen fabricante debe disponer de un gran abanico de posibilidades, para en función de la aplicación, poder disponer de la configuración más conveniente, tanto en lo que respecta al ángulo de la parte cónica, longitud de la parte cilíndrica, y proporción de las diferentes toberas del hidrociclón: alimentación, rebose y descarga, en relación al diámetro nominal del mismo.

HIDROCICLONES EN HORIZONTAL

Los hidrociclones pueden ser montados horizontalmente, que producen separaciones más gruesas que los hidrociclones verticales de igual diámetro. La altura vertical reducida de los hidrociclones horizontales permite la producción de underflow de alta densidad. La selección del ápex no es crítica, de esta manera permite la utilización de apex de gran diámetro que impida atoros. Los hidrociclones horizontales deben trabajar con pulpa más diluidas que los ciclones verticales para producir el mismo tamaño de corte, y adicionando más agua también se mejorara la eficiencia de clasificación. Los hidrociclones horizontales producen un underflow con menor cantidad de finos, resultando una carga circulante de mejor calidad, influyendo de esta manera en mayor capacidad del molino, bomba e hidrociclones. Estos hidrociclones producen un underflow lento en comparación con los hidrociclones verticales que reduce el desgaste de forro cónico inferior y apex.

NIDO DE HIDROCICLONES:

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La instalación de múltiples ciclones debe ser elaborada de tal manera que todos los ciclones reciban una porción igual de pulpa en cuanto a concentración y distribución en tamaño desde un sistema de alimentación, y operar bajo la misma caída de presión. Un diseño inapropiado de distribuidor podría causar a que uno o más de los ciclones reciban una fracción relativamente gruesa del alimento con un incremento de fracción de sólidos. El incremento de la fracción de sólidos en el alimento puede resultar en una descarga del underflow excesivo para el orificio del ápex, y un producto overflow inaceptablemente gruesa a través del buscador vortex, es decir una extrema sobrecarga en el alimento de ciclones puede obturar el ápex, y luego el material ser descargado directamente hacia el overflow.

NIDO RADIAL El sistema de distribuidor radial está diseñado para distribuir uniformemente la pulpa del alimento y reunir los productos de overflow y underflow del hidrociclón. El sistema está conformado por el distribuidor radial y los tanques de colección de pulpa de underflow y overflow así como la estructura metálica de soporte. Los hidrociclones están montados en forma radial alrededor del distribuidor para la repartición uniforme de la pulpa. La pulpa es distribuida a cada uno de los hidrociclones a través de brazos de alimentación, que son toberas redondeadas en el extremo de salida cuyo objetivo es minimizar la turbulencia de la pulpa. Un manómetro con diagrama de protección es instalado en la parte superior del distribuidor, que también puede ser instalado en las bridas de alimentación de cada uno de los hidrociclones. La tapa que tiene una forma de cúpula es unida al distribuidor con un acoplamiento vitaúlico para permitir el acceso para la inspección y mantenimiento. La cámara de alimentación así como la tapa están construidas con planchas de acero cuyo espesor mínimo es de 1/4" y revestidas con elastómeros vulcanizados también de 1/4" de espesor. El diseño del distribuidor permite la remoción conveniente de cualquier hidrociclón, sin la perturbación de los demás. Todos los puntos de conexión de tuberías tienen acoplamiento vitaúlico ranurado estándar o bridas de conexiones. Una válvula individual es provisto para cada hidrociclón. Siendo este principalmente tipo pinch. Página 21


Los tanques de overflow y underflow son construidos de planchas de acero adecuadamente reforzados, también son revestidos con elastómeros de 1/4" como mínimo y vulcanizados. Los tanques son concéntricos con la tubería central de alimentación y abastecen una eficiente colección y transferencia de productos a las tuberías de descarga. También los tanques son diseñados para minimizar los salpicones. El sistema se incorpora los aceros estructurales requeridos para soportar el distribuidor, los hidrociclones y los tanques de coleccion del underflow y overflow.

NIDO LINEAL El sistema está compuesto por un distribuidor de la alimentación, tanques de colección de underflow y overflow y la estructura metálica de soporte. Los hidrociclones son alimentados a lo largo del tubo distribuidor, que es ramificado mediante el uso de Ts. Un manómetro con diagrama de protección es instalado en el tubo distribuidor, que también puede ser instalado en las bridas de alimentación de cada uno de los hidrociclones, al igual que en el distribuidor radial. Este tipo de distribuidor, alimentara en forma preferencial los sólidos gruesos en los ultimos ciclones de línea, es por ello que éste solamente es aplicable donde la separación no es crucial y/o la concentración del alimento es muy baja, puesto que las partículas de mayor masa por poseer mayor energía tienden a pasar los primeros ciclones y reportar en el ciclón final. Este tipo de distribuidor es mucho más barato que la del distribuidor tipo radial.

MATERIAL PARA HIDROCICLONES Los HIDROCICLONES durante su desempeño están propensos a ataques tipo abrasivas por la presencia de partículas gruesas en la pulpa, agravando aún más con el incremento de la densidad de ésta. El HIDROCICLÓN también puede sufrir ataques tipo corrosivas, si existe algún agente ácido en la pulpa. Los repuestos de los HIDROCICLONES están fabricados de una gama de materiales como CAUCHO NATURAL capaces de resistir ataques de alta severidad tanto abrasivos como corrosivos. O de otros elastómeros sintéticos como: poliuretano, neoprene, nitrilo, hypalon, etc. Usado para aplicaciones especiales en las cuales las condiciones del fluido Página 22


a procesar (Temperatura, pH, entre otros) no podrían permitir el empleo del caucho natural. Carburo de silicio Es el material altamente resistente a la abrasión y es utilizado principalmente para la fabricación del apex de los HIDROCICLONES de procesamiento de minerales.

Nihard Es una aleación de Níquel, Cromo, y Hierro martensítico altamente resistente a la abrasión. Se utiliza ampliamente en la fabricación de vortex para HIDROCICLONES de procesamiento de minerales.

Todas las carcasas metálicas de los HIDROCICLONES están fabricadas de acero estructural.

CIRCUITO DE HIDROCICLONES Algunas aplicaciones de este circuito se muestran en la siguiente figura:

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CASO 1 tal vez es el más común, el alimento fresco va directamente al molino, la descarga de éste es alimentada al ciclón para la clasificación. El overflow del hidrociclón es el producto, y el underflow retorna al molino para una molienda adicional junto con el alimento fresco. CASO 2 consiste una clasificación en dos etapas, donde el molino primario esta en circuito cerrado con el hidrociclón primario, el overflow de este es alimentado al hidrociclón secundario. El overflow de este hidrociclón secundario es considerado como Página 24


producto y el underflow como alimento del molino secundario para una molienda adicional. El producto de este molino es el alimento del hidrociclón conjuntamente con el overflow del hidrociclón primario. CASO 3 el alimento fresco y la descarga del molino son mezclados y clasificados dentro del mismo hidrociclón, el overflow del hidrociclón es el producto, y el underflow es retornado al molino. Este caso es ideal cuando se debe moler sólo una fracción por existir una cantidad considerable de finos en el material alimentado al circuito. CASO 4 para optimizar el performance de los hidrociclones, se debe realizar las operaciones de deslamado y clasificación independientemente en hidrociclones separados de tamaños diferentes. Ambos overflows son productos y ambos underflows son alimentos del molino.

HIDROCICLONES-APLICACIONES El HIDROCICLÓN es uno de los equipos más importantes de la industria minera; su principal aplicación es en la clasificación de partículas, en el que ha demostrado ser altamente eficiente, principalmente con las partículas finas .El HIDROCICLÓN ha reemplazado a los clasificadores mecánicos en gran parte de las operaciones unitarias por su alta eficiencia, simplicidad y bajo costo de mantenimiento.

APLICACIÓN DE HIDROCICLONES EN LA INDUSTRIA MINERA

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Los hidrociclones llegan a ser junto con las bombas centrífugas de pulpa, el equipo más popular en las plantas de procesamiento de minerales, y sin lugar a duda el más polifacético. Podemos encontrar hidrociclones en multitud de aplicaciones, entre las cuales destacaríamos, como principales o más comunes, las siguientes: 

Deslamado



Refinado



Espesado

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Clarificacion

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Concentracion

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Fraccionamiento

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Lavado de sólidos.

DESLAMADO Eliminación de partículas finas en su rebose, generalmente lamas y arcillas, operación también llamada “lavado” en el tratamiento de arenas, o bien como Página 26


etapa previa a las de molienda cuando se tratan minerales muy arcillosos. En esta aplicación, el producto útil es la descarga del hidrociclón.

REFINADO Eliminando las partículas gruesas existentes en una suspensión, como puede ser el caso de limpieza de efluentes, o bien las etapas de clasificación en minerales ultrafinos como caolines, bentonitas, etc. Aquí el producto útil está contenido en el rebose.

ESPESADO Reduciendo el contenido de agua de una pulpa, para acondicionarla a una etapa subsiguiente de tratamiento, como atrición, gravimetría, separación magnética, filtración, etc., eventualmente eliminando algunas lamas con el agua.

UTILIZACIÓN DEL HIDROCICLÓN 



Clarificación: En ocasiones el hidrociclón puede ser instalado previamente a un tanque clarificador, o a un filtro, como una ayuda a los equipos principales. Clasificación: La clasificación en el hidrociclón se realiza en base al peso de las partículas, es decir es isodrómica, por lo cual en caso de coexistir en el producto de alimentación partículas de diferente densidad siempre las más pesadas irán preferentemente a la descarga, lo que supone que el hidrociclón realiza un trabajo Página 27


de preconcentracion gravimétrica, y ello a menudo en muy apreciado en etapas previas a procesos de flotación fina y gravimetría. 

Fraccionamiento: También llamada separación, o simplemente clasificación, en la que el hidrociclón separa o clasifica la masa sólida suspendida en la pulpa de alimentación, en dos fracciones, gruesa y fina. Este puede ser el caso de un circuito de molienda, o de una separación lamas-arenas previa a flotación, y sin lugar a duda es la aplicación más extendida y donde se emplean mayor número de hidrociclones, aunque quizás es también la más compleja, pues ambas fracciones son producto útil.

MINERAS QUE USAN HIDROCICLONES EN EL PERU ANTAMINA: CiDRA suministra instrumentación a graNmina en Perú. CiDRA Minerals Processing, Inc. anunció que ha instalado y comisionado exitosamente los sistemas de monitoreo de proceso SONARtrac en Minera Antamina. Los sistemas SONARtrac suministrarán mediciones de flujo volumétrico en las tres líneas críticas de alimentación a los hidrociclones que existen dentro de la planta concentradora y, a la vez, trabajarán en forma integral en el monitoreo y control de la planta.

YANACOCHA: En el área de molienda, además del mineral grueso que ingresa, el molino necesita 10-15% de bolas de acero para que el mineral sea adecuadamente molido. También cuenta con un circuito de hidrociclones o nido de ciclones, el cual permite la clasificación de partículas de mineral por tamaño. BAYOVAR: Mota-Engil Perú se adjudica obra Montaje de Zarandas, Hidrociclones y Cambio de Coberturas Mina Bayóvar.

MINSUR: Desde noviembre se están realizando pruebas en el circuito de molienda primaria y secundaria, utilizando una zaranda con abertura de 1.2 mm (zaranda 3B), utilizando hidrociclones CAVEX 500 u CAVEX 400.El objetivo es disminuir el consumo de agua en el proceso y ver la posible eliminación de equipos no adecuados para el momento, como los JIGS Bendelari, clasificadores y otros.

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MODELOS Y ESPECIFICACIONES DE HIDROCICLONES CRIBACERO: EMPRESA ESPAÑOLA CRIBACERO fabrica sus hidrociclones con una combinación de acero y elastómeros, con carcasa metálica y revestimiento interior en diferentes elastómeros adecuados a la aplicación. También se construyen hidrociclones especiales para aplicaciones específicas.

HIDROCICLON PARA LA

SEPARACION DE ORO Y COBRE Alta eficiencia del Hidrociclón separador usado en oro, cobre, etc. Tectónica.

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El ciclón hidráulico está compuesto en la parte superior de un cilindro hueco, y la porción inferior del cuerpo vertebral. Además, el ciclón hidráulico también hay un tubo de alimentación, tubo de desagüe, el conducto de rebose y la boca de grano. El hidrociclón es ampliamente utilizado en el campo de los ferrosos, metales concentrados no ferrosos, química, farmacéutica y cerámica. Como un equipo de clasificación, concentración deslamado, deshidratación, que tiene las características de tamaño grande, pequeño espacio, ahorro de inversión y de alta eficiencia de la clasificación.

Hidrociclón Separador, Hidrociclón Filtro Ventajas del producto: 1. Simple estructura; ligero y ágil; ninguna parte móvil

2. Baja carga de mantenimiento; fácil de conectar y desconectar; ahorrar espacio en el piso; gasto bajo de construcción y Capacidad de procesamiento 3. Largo.

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4. El de tamaño de partícula de clasificación puede alcanzar 10μm .

JAX hidrociclón poliuretano

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HIDROCICLONES Word Exposicion Corregido

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