2015
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
FACULTAD:
CURSO:
IGMMG
LABORATORIO DE OPERACIONES sdasdaaaPROCESOS sdasdaaa PROCESOS METALÚRGICOS I
INFORME:
PROFESOR:
FILTRACIÓN DE PULPAS METALURGICAS
ING. DANIEL LOVERA DAVILA
INTEGRANTES:
CCOLLANA CUADROS JHONN ANTHONY
LARA SUAREZ JOSE LUIS
NAVARRO ROMANI LUIS ANTONIO
QUISPE TORRES DIEGO MARTIN
REYES FLORES CARLOS ENRIQUE
CIUDAD UNIVERSITARIA
Y
ÍNDICE
1. RESUMEN ................................................ ...................................................... .................... 3 2. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 3 3. FUNDAMENTO TEÓRICO .................................................................................................. 4 4. MODELO MATEMÁTICO DE FILTRACIÓN .......................................................................... 5 5. DATOS ..................................................... ...................................................... .................... 5 6. PROCESAMIENTO DE DATOS ............................................................... ............................. 8 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................. ........................... 10 8. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................. 10 9. ANEXOS ................................................... ...................................................... .................. 11
2
FILTRACION DE PULPAS METALURGICAS 1. RESUMEN En este laboratorio se experimentó la práctica filtración de pulpas metalúrgicas, en el cual veremos cómo se lleva a cabo una filtración de pulpas metalúrgicas, utilizando sus fundamentos y realizando simulaciones. Para ello la filtración consiste en una operación que trata de separar un líquido de los sólidos suspendidos en él, pudiendo ser valioso cualquiera de los dos. La filtración se lleva a cabo haciendo pasar la mezcla sólido-líquido a través de un medio poroso debido a la acción de una fuerza impulsora, como la gravedad, la fuerza centrífuga y la presión, donde el medio poroso retiene y soporta las partículas sólidas formándose una torta porosa, así el fluido seguirá pasando a través del lecho de sólidos y de la membrana porosa. Por eso al realizar las simulaciones, vamos a utilizar el equipo de separación filtro, usando como medio filtrante el papel filtro, donde se obtuvieron 4 datos experimentales, en los cuales su composición es de 10 g/l, 11 g/l, 12g/l y 13 g/l, obteniendo datos que presentan curvas que siguen el comportamiento lineal esperado para una filtración a presión constante, y dándonos a concluir que a mayor contenido de sólidos en la pulpa se necesita más tiempo para realizar el filtrado debido a que aumenta el espesor y la resistencia del medio filtrante.
2. INTRODUCCIÓN
La filtración es una operación básica, de ingeniería que puede considerarse como un caso especial del flujo del fluido a través de lechos granulares estáticos. Esta operación es muy utilizada en los procesos industriales en los cuales se hace necesario separar la fase sólida en suspensión contenida en el seno de un líquido. Tal separación es posible por el empleo de una diversidad de equipos llamados unidades de filtración, los mismos que son seleccionados según la naturaleza y grado de complejidad del problema a tratarse.
3
3. FUNDAMENTO TEÓRICO Proceso de separación sólido-líquido haciendo pasar una suspensión por un lecho poroso que retiene el sólido y deja pasar el líquido.
Lecho poroso Fluido que pasa Sólido retenido
medio filtrante filtrado queque
Restricciones:
Las propiedades de la suspensión, del filtrado y del queque son constantes. El queque formado es incompresible. La superficie de filtración es plana. La velocidad de percolación del filtrado por la tela filtrante y el queque es muy lenta.
Granulometría del sólido
PERTURBACIONES
DISEÑO
S P
Distribución de tamaño QF (t) F (t)
ENTRADA S
VARIABLES
SALIDA S
OPERACIÓN
QP (t) (1- P) (t)) pm.
VARIABLES DE CONTROL t1 ,t2 , t3 Agitación
PARAMETROS
, k( ), (e), , , P P
4
MODELO MATEMÁTICO DE FILTRACIÓN t Vf (t)
Rm Rm
R m S pe
0
2S
pe S
a
m
2
pe 1
0
k
0
k 0
Vf (t)
1 0
b
0 2
2S
pe 1
0
0
k m
4. DATOS 1. Pesos del mineral (Dolomita)
P1= 10g P2= 11g P3= 12g P4= 13g
2. Juego de probetas
Probeta -1 = 10 g/L Probeta -2 = 11 g/L Probeta -3 = 12 g/L Probeta -4 = 13 g/L
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3. Datos de filtración de la pulpa tomando en cuenta el volumen que pasa por
unidad de tiempo.
Volumen(ml)
Tiempo(min) P-2= 11 g/l P-3= 12 g/l 0.25 0.37
5
P-1=10 g/l 0.18
P-4= 13 g/l 0.52
10
0.46
0.55
1.03
1.37
15
1.02
1.15
1.83
2.57
20
1.56
1.72
2.72
3.33
25
2.21
2.33
3.37
4.60
30
2.75
2.93
4.32
5.62
35
3.16
3.51
5.20
6.93
40
4.03
4.13
6.40
8.05
45
4.65
4.78
7.17
9.85
50
5.01
5.48
8.42
11.80
55
6.32
6.61
10.13
13.83
60
7.25
7.55
11.98
15.02
65
8.06
8.54
13.75
17.53
70
9.92
10.78
14.98
19.72
75
11.92
13.83
16.95
21.33
80
14.07
16.69
17.27
23.57
85
16.53
19.81
19.65
25.10
90
18.62
22.67
22.65
27.75
6
Grafica de tiempo vs volumen
Tiempo vs Volumen 100 90 80 70
) l m 60 ( N E 50 M U L 40 O V
30 20 10 0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
TIEMPO (min) P-1=10 g/l
P-2=11 g/l
P-3=12 g/l
P-4=13 g/l
7
5. PROCESAMIENTO DE DATOS
1. Datos de tiempo/volumen ( T/V )
Volumen(ml)
T/V
5
P-1=10 g/l 0.036
P-2= 11 g/l 0.050
P-3= 12 g/l 0.073
P-4= 13 g/l 0.103
10
0.046
0.055
0.103
0.137
15
0.068
0.077
0.122
0.171
20
0.078
0.086
0.136
0.167
25
0.088
0.093
0.135
0.184
30
0.092
0.098
0.144
0.187
35
0.090
0.100
0.149
0.198
40
0.101
0.103
0.160
0.201
45
0.103
0.106
0.159
0.219
50
0.100
0.110
0.168
0.236
55
0.115
0.120
0.184
0.252
60
0.121
0.126
0.200
0.250
65
0.124
0.131
0.212
0.270
70
0.142
0.154
0.214
0.282
75
0.159
0.184
0.226
0.284
80
0.176
0.209
0.216
0.295
85
0.194
0.233
0.231
0.295
90
0.207
0.252
0.252
0.308
8
Grafica de Volumen vs T/V
Volumen vs T/V 0.350 y = 0.0021x + 0.1381 0.300 y = 0.0019x + 0.0842 0.250
y = 0.0022x + 0.0328
0.200 V / T
y = 0.002x + 0.0233
0.150 0.100
P-1=10 g/l P-2=11 g/l P-3=12 g/l P-4=13 g/l Linear (P-1=10 g/l) Linear (P-2=11 g/l) Linear (P-3=12 g/l) Linear (P-4=13 g/l)
0.050 0.000 0
20
40
60
80
100
volumen (ml)
Modelo P-1= 10g/l T/V = a + bv >> y= 0.002x + 0.0233
>> a=0.0233 b=0.002
P-2= 11g/l T/V = a + bv >> y= 0.0022x + 0.0328
>> a=0.0238 b=0.0022
P-3= 12g/l T/V = a + bv >> y= 0.0019x + 0.0842
>> a=0.0842 b=0.0019
P-4= 13g/l T/V = a + bv >> y= 0.0021x + 0.1381
>> a=0.1381 b=0.0021 9
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
A mayor contenido de sólidos en la pulpa se necesita más tiempo para realizar el filtrado, es decir, se disminuye la capacidad del filtro; asimismo, se aumenta el espesor y la resistencia del medio filtrante. En cuanto a la operación del filtro con las 2 pulpas se puede observar que la pulpa con mayor contenido de sólido tarda más tiempo en completar el filtrado, esto se puede deber a que, al formar una torta con un mayor espesor, el filtrado tiene una mayor resistencia que vencer para pasar a través de la torta y el medio filtrante. Para la gráfica de V vs T/V, los datos presentan curvas que siguen el comportamiento lineal esperado para una filtración a presión constante. La importancia de emplear modelos matemáticos para la simulación de procesos y operaciones metalúrgicas, sirven para un mejor planeamiento y control de las variables industriales en plantas concentradoras.
7. BIBLIOGRAFÍA
Guía de laboratorio de operaciones y procesos metalúrgicos I. Operaciones mecánicas, Hugo Cárcamo. Departamento de ingeniería metalúrgica. Modelización y simulación de Procesos Metalúrgicos: Flotación, Filtración, Lixiviación y Espesamiento – Revista del Instituto de Investigación FIGMMG – UNMSM. Manual de Filtración & Separación - Centro de Tecnología Mineral, CETTEM Tecnología productiva RED CETTEC. Universidad de Concepción – Chile.
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8. ANEXOS ANEXO#1
ANEXO#2
11
ANEXO#3
ANEXO#4
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