TANQUES DE ESPESADORES
INTRODUCCION
La separación separación solido-liquido solido-liquido es una parte parte fundamental fundamental en la mayoría de los procesos de tratamientos hidrometalurgicos Y de importancia especial despues despues de procesos de lixiviación, clarificación antes de cambio iónico, extracción por solvente, precipitación, donde otros procesos se precisa recuperar los sólidos de la mejor calidad posible, como cristalización o precipitación.
OBJETIVO
Decantar y decantar el concentrado concentrado en solido, a fin de conseguir conseguir la mayor concentración posible y por tanto el menor volumen posible de concentrado a gestionar. Obtener un líquido sobrenadante libre de sólidos.
Identificar los equipos y parámetros involucrados en el proceso de Espesamiento.
Tanques de espesadores El Tanque espesador es un depósito circular o de base triangular donde llegan todas las aguas sucias del proceso de lavado y diversos procesos metalúrgicos. En el que los sólidos en suspensión se dejan decantar, produciendo un rebose de agua clarificada y un lodo concentrado en la descarga. Cuando en la separación se produce una decantación y un posterior espesamiento de los sólidos concentrados, se trata de un espesador.
El proceso está formado por: Floculación •
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Es un proceso, con adición de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado. La solución floculante más adaptada a la naturaleza de las materias en suspensión con el fin de conseguir aguas decantadas limpias y la formación de sólidos espesos se determina por pruebas, ya sea en laboratorio o en el campo.
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Para la preparación y dosificación del floculante. El equipo de Floculación permite controlar la preparación y dosificación del polielectrolito( floculante) y operar en continuo de manera automática. El sistema consiste en una tolva par el floculante en polvo, dosificador con motovaridor y tanques de preparación, maduración y trasiego con sus correspondientes electroagitadores. Todo el conjunto es de acero inoxidable e incorpora una bomba dosificadora con variador de velocidad electrónico y armario eléctrico de control. Centrales TEFLOC Manuales. Especialmente diseñadas para la preparación de pequeñas cantidades, donde en un único tanque se prepara y almacena la solución. Se dispone de tanques desde 500 hasta 2.500 litros con una capacidad de producción de entre 0.5 y 2.5 kg/h. Centrales TEFLOC Automáticas. En las que la preparación del polielectrolito es continua y completamente automatizada. Estas preparadoras se fabrican en diferentes tamaños y número de depósitos. Se dispone de centrales de preparación de polielectrolito con 1, 2 y 3 tanques de diferentes volúmenes con una capacidad de producción de entre 2.5 kg/h y 14 kg/h.
Cabezas de Mando En suspensión: usadas en espesadores tipo C, donde no existe columna de apoyo central. Estas cabezas soportan todo el peso propio del eje y de los
brazos de barrido, y el esfuerzo del servicio. En apoyo: para espesadores tipo CP, en los que el accionamiento va anclado sobre una columna central en el tanque. Apropiadas para grandes diámetros. De acuerdo con el tamaño llevan uno o dos grupos motores, con equilibrado hidráulico o mecánico.
Rascador de Paletas
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SISTEMA DE ELEVACIÓN DE LOS BRAZOS.- El sistema de elevación de los brazos permite levantar los brazos y evitar su agarrotamiento y posible avería ante cualquier sobrecarga. Los sistemas de elevación están disponibles en versión manual o en versión motorizada, con un accionamiento automático, semiautomático o manual. Mediante los sistemas eléctricos apropiados puede registrarse la carga del espesador o los niveles de los brazos.
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BRAZOS DE BARRIDO DE FONDO.- Todo el esfuerzo desarrollado por la cabeza de mando se transfiere a los brazos que arrastran los sólidos. Por este motivo los brazos se construyen de acuerdo con el servicio a realizar. El barrido cubre todo el fondo del tanque.
Cono de aspiración de lodos
Es donde el sólido concentrado donde se sienta en el fondo del espesador y la densidad aumenta de la pulpa a través de la sedimentación y compactación de las partículas de la pulpa.
Salida de aguas limpias Estas aguas libre de concentrado, se dirigen al sector de aguas y relaves. La agua clarificada para otro procesos de agua residuales, se necesita hacer el proceso más de 1 vez.
Bomba de evacuación del concentrado
Equipo móvil de aspiración-impulsión de lodos y/o afluentes del tipo de los empleados en la aspiración y evacuación del concentrado y/o afluentes residuales, que consta de dos recipientes o tanques receptores del concentrado y/o afluentes que van a ser llenados por el concurso de un depresor que actúa a modo de bomba de vacío permitiendo la succión por acción
de la cual la pulpa de concentrado /o efluente entra en uno de los tanques hasta que éste está lleno; momento en el que se produce una inversión de las válvulas de todo o nada de que consta el equipo y pasa a ser evacuado el tanque que permanecía lleno mientras que por esa misma inversión de válvulas el otro tanque comienza a llenarse hasta un nivel preestablecido y controlado.
Espesamiento
1. Preparación de dosificación floculante donde se inyecta la mezcla del 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
floculante. Alimentación del concentro de pulpa. Caja donde se mezclan en concentrado con el floculante. Rastras, la concentración de solido de concentrado. Cono de aspiración de concentrado. Bomba de concentrado. Salida de agua claras. Deposito auxiliar de aguas claras.
Operación •
La pulpa de alimentación se conduce inicialmente a un deposito auxiliar donde se elimina el aire y se aporta el floculante necesario para acelerar el efecto de sedimentación.
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La mezcla e la pulpa/floculante pasa a la zona inferior del tanque a través de un lecho creado en el fondo por los sólidos sedimentados. De este modo se fuerza el contacto de las partículas solidas con el floculante retenido en el lecho, potenciándose así el afecto del reactivo. El agua Clarificada asciende a través del lecho fluido hacia la superficie siendo evacuada por medio de un canal periférico de rebose. La interfase solido liquido formada por el lecho fluido y el agua clarificada se controla automáticamente mediante diferentes sensores. Un sistema de rastras que gira en el fondo del tanque empuja el concentrado sedimentado hacia el cono central de descarga de donde es extraído mediante bombeo. La frecuencia y concentración de la descarga de concentrados se controla de manera continua mediante un detector de carga que actúa sobre el sistema de bombeo de concentrados.
Determinaciones
Zona A: Zona sedimentación libre
de
Se forma por el moviente hasta abajo de las partículas en suspensión,
que un líquido transparente, sin partículas.
Zona B : Zona de sedimentación obstaculizada Que contiene partículas muy próximas entre si, separa por corriente ascendentes de agua desplazada, hay un equilibrio de fuerzas de gravedad ( hacia abajo) y de arrastre ( hacia arriba) , de tal manera que la velocidad de sedimentación es prácticamente constante en toda la zona, es decir que las partículas guardan entre si distancias y posiciones casi constantes. La densidad por lo tanto es prácticamente la misma en todos los puntos de la zona.
Zona C: Zona de compresión progresiva Las partículas se aproximan lentamente unas a otras aumentando la velocidad de la zona, bajo la presión ejercida por las partículas de la zona B. Es cuanto a la zona C crece un poco, la B disminuye.
Zona D : Zona de compactación Se forma con las partículas que ya han alcanzado la máxima densidad resultante de la acción de las partículas de la zona C, la velocidad es muy baja, casi nula.
Determinación del área mínima requerida pra conseguir la Clarificación El área mínima requerida Ac para la clarificación depende de la velocidad Vs para la que las partículas en suspensión sedimentan antes de alcanzar la concentración crítica interfacial Xc. En condiciones de caudal constante, la velocidad del clarificado que rebosa por la parte superior del sedimentador, o vertedero, no debe exceder de Vs si se desea evitar el arrastre de las partículas y la clarificación. Por lo tanto, el área mínima requerida para la clarificación Ac puede calcularse a partir de la expresión:
Ac = Qe / Vs
En la que Qe es el caudal (m3/s), Vs es la velocidad de sedimentación por zonas (m/s) Ac el área mínima requerida para la clarificación (m2). Determinación del área mínima requerida para el espesamiento del sólido El hecho de que el área de la sección del sedimentador pueda calcularse para asegurar la clarificación de la suspensión no significa que se alcance la concentración deseada de sólido en la disolución de salida, Xu. Generalmente el área de la sección requerida para el espesamiento suele ser mayor que la requerida para la clarificación. El procedimiento desarrollado por Yoshioka y Dick para la determinación de la sección mínima requerida para el espesamiento se basa en las siguientes consideraciones: En primer lugar ha de considerarse que los ensayos de sedimentación llevados a cabo en el laboratorio no corresponden a un funcionamiento en continuo (figura 3). La capacidad del sedimentador discontinuo para arrastrar los sólidos a su parte inferior, con una concentración Xi, en funcionamiento discontinuo, viene dada por:
GB = Xi Vi En la que: GB = caudal de sólido (kg/m2 s) Xi = concentración de sólido en disolución (kg/m3 ) Vi = velocidad de sedimentación en la zona para una concentración Xi (m/s). Los sólidos se transportan hacia la parte inferior tanto por gravedad como por el movimiento que resulta por la separación del sólido en el fondo del sedimentador. La ecuación de flujo total será la siguiente:
GT = GB + Gu En la que: GT = flujo total de sólidos (kg sólidos / m2 s). GB = flujo de sólidos en funcionamiento discontinuo (kg sólidos / m2 s). Gu = flujo de sólidos que sale al exterior (kg sólidos / m2 s).
Instrumentación y Control •
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Todos los clarificadores se suministran con un limitador de par de electrónico contra sobrecargas e incorporan un sistema automático de descarga de lodo espesado, que actúa en función del contenido de sólidos sedimentados. Estos dispositivos permite controlar el modo eficaz y automático la operación del clarificador. El espesado de productos de elevada densidad o que sedimentan con rapidez, se ofrece de forma opcional un dispositivo de elevación de las rastras que garantiza la protección del sistema de accionamiento. La calidad del agua puede ser controlada mediante un dispositivo, de suministro opcional, que mide la turbiedad del agua clarificada. Este elemento de control se activa en función de los valores detectados. El grupo automotriz se halla instalado en el centro de la pasarela y mediante acoplamiento rígido, acciona el eje central cuya parte inferior se hallan sujetos a los brazos rascadores.
Tamaños y Tipos
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TIPO C. Unidad con accionamiento central, en la que un puente diametralmente dispuesto sobre el tanque soporta todos los mecanismos, cilindros y conducto de alimentación.
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TIPO CP. Unidad para servicios pesados, en la que el accionamiento descansa sobre una columna central. El puente es radial, para el acceso a este accionamiento. La alimentación del aparato se realiza por el interior de la columna.
Obra Civil
Los espesadores realizados con paneles de obra están disponibles con unos diámetros de entre 6 y 20 metros. El número de paneles utilizados en la construcción del tanque define el diámetro del mismo (8 a 24 paneles). La altura lateral del tanque está disponible en 3 y en 4 metros según la función que realice el tanque y la carga de sólidos que se le aporte.
Ventajas y Desventajas
Ventajas
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En las industrias permitiendo mayor autonomía, rapidez en el servicio y menor concurso de personal.
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Reduce los costos condicionadores de químicos.
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Utilizar el agua clarificada para otros procesos.
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Determinar el análisis del solido concentrado.
Desventajas
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El costo de implantación es más elevado.
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No es adecuado para pequeñas plantas de tratamientos.
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El agua saliente del tanque de espesador tiene que pasar por el mismo proceso 2 o 3 veces a diferencia de otros procesos de clarificadores.
Conclusiones
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La importancia de emplear modelos matemáticos en operaciones metalúrgicas. Estos modelos de planteamiento y control de las variables industriales en plantas concentradoras.
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Llevar a procesos los sólidos concentrados.
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Las aguas clarificadas para diferentes procesos.
Bibliografía •
Revista ERAL ( www.eralgroup.com )
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Revista TEFSA (www.gruptefsa.com )
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Youtube - Area de Espesamiento Antamina
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Revista ( www.aritema.es )
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Monografia: Sedimentacion y Espesamiento de minerales (www.monografias.com )
