analisis del plano inclinado en sedimentadores continuos
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8/12/2019 Analisis Del Plano Inclinado en Sedimentadores Continuos
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ANALISIS DEL PLANO INCLINADO EN SEDIMENTADORES
CONTINUOS
PRESENTADO POR :
Alumno : ISAAC E. LIBERATO EUSEBIO
UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION
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INTRODUCCION La sedimentacin es el acto deasentamiento de partculas slidasen un medio fluido, bajo la fuerza
de la gravedad
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ESPESADORES
Recipientes enforma cilndrica
con fondo enforma de cono.Pueden ser
unidades
intermitentes ocontinuas.
Influente
EfluenteLodo
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DISEO DE SEDIMENTADORES 1.- SEDIMENTADOR CONTINUO
Conforme entra el flujo de alimentacin en el espesador,los slidos van decantando hacia el fondo.
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2.- SEDIMENTADOR DISCONTINUA
Se realizan pruebas de sedimentacin discontinua enprobetas conteniendo pulpas a una concentracininicial definida, que al sedimentar, permiten medir lavariacin de la altura de la interfase entre la solucin
clara y la pulpa que sedimenta respecto al tiempo .A
D
A
D
A
D H
D B
A
H
Ho
A
B H
t = 0 Tiempo
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DISEO DE ESPESADORES
Para el diseo de espesadores existen variosmtodos y son:
- Metodo de Coe and Clevenger- Mtodo de Talmage and Fich- Metodo de Kinch- Metodo de Moncrieff
Pero el mtodo mas adecuado para este tipo dediseo es el de Talmage and Fich
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METODO DE TALMAGE AND FITCH Este mtodo es de gran importancia por
que permite obtener una serie de datosde concentracin y velocidades de
sedimentacin con una sola prueba.
HoCo HiCi Ci
HoCo Hi
El rea unitaria
Co Ho
Tu Au
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CONEPTO DE ESPESADORES DE FLUJO
LAMINAR Despus de la floculacin, estos
slidos reposan en las placasinclinadas y por gravedad resbalan
al fondo. Es el mtodo maseconmico para remover slidos de
los lquidos
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El parmetro de diseo ms importante en estasunidades es la velocidad de sedimentacin de los
flculos.
V
S
d
L
b
a FLUJO DE
LIQUIDO
Si V es la velocidad horizontal del lquido, S es lavelocidad de sedimentacin de la partcula slida,L es el largo del mecanismo de sedimentacin, y d
es la profundidad.
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SEDIMENTADORES LAMINARES DE FLUJO ASCENDENTE
SEDIMENTADORES LAMINARES DE FLUJO ASCENDENTE
hP
DE FLUJO VERTICAL DE FLUJO HORIZONTAL
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METODOLOGIA EQUIPOS USADOS EN EL LABORATORIO
Para los trabajos a nivel de laboratorio se usaron lossiguientes:
Equipos:Varillas de vidrioPipetas de 10 ml y 20 mlProbetas de 1000 cc.
Materia prima: Agua de mina subterrnea
Reactivos:Se us el floculante polmero catinico 581 de Cytec,diferente a los floculantes convencionales parasedimentar concentrados de plomo, zinc, Cu, tambinse prob el floculante Separan AP-30 de la Dow
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FISICA- Contenido de slidos en suspensin: 501 ppm- Color: marrn rojizo mate.- Muestra: de carcter cido- corrosivo.- pH natural variable en el rango de 6.9 a 7.6
- Temperatura, relativamente constante en 20C.- Dureza total (CaCO3-MgCO3): 790 mg/l- Olor natural poco perceptible.- No se aprecia presencia de fermentos orgnicos.
- Contenido de sales en solucin 1430 mg/l luego deevaporacin.- Estable al medio oxidante en periodos de 2 hr 4hr.- Ligeramente viscoso.- Lquido no translcido.
CARACTERISTICAS DEL AGUA DE MINA
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ANALISIS QUIMICO DEL AGUA
Iones Agua
Original (mg/l)
Sedimentada
Mg/l
Filtrada
mg/l
Agua clase
III (mg/l)
SO4 750 (650) (700) 400
CO3 50 0.070 0.050 --
Ca 150 930 690 --
Mg 107 10 10 150
As 10 10 10 0.20
Cu 0.11 20 1.0 0.50
Pb 0.15 (99.5) 10 10 0.10
Zn 33.60 5 2 25.00
Ag 0.02 (0.01) (10) 0.05
Fe 2.30 (21.8) 8.0 3.0 1.00
Mn 11.70 1.0 0.4 0.50
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PROCEDIMIENTO Muestra + floculante
A B C D
Con un cronometro anotar los datos de velocidad de sedimentacin Tiempo(min) vs Altura (cm).Conociendo la gravedad especifica y la densidad inicial calcular el % de
slidos inicial.
VARILLA
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RESULTADOS
Densidad inicial = 1040 gr/lGravedad especifica = 1.50 gr/ccVolumen de carga sentada = 108 ccPeso hmedo neto = 170 grsPeso seco neto = 95 grsTiempo de sedimentacin = 15.30 horas .
LODO
AGUA
CLARIFICADA
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Datos de laspruebas de
sedimentacindel agua de
mina usandoprobeta de
1000 cc.(Mtodo de
Kinch)
Altura cm. Tiempomin.
Velocidad sedi. Promediocm/min(Kinc
h)
Mtodo Kinch. Velocidad
pie/hr
35.3 0 0 0
32.6 2 1.35 2.66 29.0 4 1.58 3.10
25.6 6 1.62 3.19
23.1 8 1.53 3.01
21.4 10 1.34 2.72
20.2 12 1.26 2.48
19.4 14 1.14 2.24
18.7 16 1.04 2.05
17.9 19 0.92 1.81
17.2 22 0.82 1.61
16.7 25 0.74 1.46
16.0 30 0.64 1.26
15.4 35 0.57 1.12
14.8 40 0.51 1.00
14.4 45 0.46 0.91
13.4 60 0.37 0.73
12.4 75 0.31 0.61
12.2 80 0.29 0.57
11.9 90 0.26 0.51
11.7 120 ---- -----
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GRAFICO N 3.1 CURVA DE SEDIMENTACION EXPERIMENTAL CON POLIMEROS CATIONICOS COMOFLOCULANTES
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73
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 20 40 60 80 100 120 140
TIEMPO (min)
A L T U R A ( c m
)
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CALCULOS
1) Determinacin de % slidos prctico:
%21.967.1031
10095%
67.1031
00.95
67936
6793633631000
3363501
95
2
Slidos
g pulpa g pulpa
g .
..-Occ H
cc slidos..
g
cc g
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2) Co = Concentracin inicial:
pulpa pieton slido
Colb
ton
g
lb
pie
lt
lt
g g Co
0029.0
2000
1
6.453132.2802.95
09693.0
21.9
3
3
pulpa pieton slido
Cu
lbton
g lb
pielt
lt g g
Cu
01963.0
2000
1
6.45332.2808.629
08266.0
52
3
3) Cu = Concentracin Final (U/F)El espesador debe descargar un underflow de 52% (% slidos = 52 %)
4) Determinacin de Hu:
cm Hu
Hu
CuCo Ho
Hu
21.5
1964.0
0029.03.35
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5) Determinacin de Hi a concentraciones Ci entre los rangos de:gravedad especifica 1.5 gr/cc
a) Hallar Ci a 10.5 % slidos 5221.9 CuCo
pulpa pie
slidotonCi
lb
ton
g
lb
pie
lt
lt
g Ci
lt
g Ci
pulpalt Ci
cc
ccSlidos
ccO H
3
2
00339.0
2000
1
6.45332.2881.108
81.108
0965.0
5.10
0965.01000
5.96
5.96
00.75.1
50.1050.10
50.89
0.1
50.8950.89
b) Hallar Ci a 16.6%:
pulpa pie
slidotonCi
lbton
g lb
pielt
lt g
Ci
lt
g Ci
pulpalt Ci
cc
ccSlidos
ccO H
3
2
00548.0
2000
1
6.45332.2872.175
72.175
09447.0
6.16
09447.01000
47.94
47.94
07.115.1
60.1660.16
40.83
0.1
40.8340.83
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6) Hallar Hi
a)
b)
c)
d)
Ci HoCo
Hi
cm Hi 20.3000339.0
0029.03.35
cm Hi 68.1800548.0
0029.03.35
cm Hi 68.701333.0
0029.03.35
cm Hi 64.501816.0
0029.03.35
7) De la curva de sedimentacin determinamos el Tu, a partir de lainterseccin entre Hia) Tu = 20.5 min.b) Tu = 72.5 min.c) Tu = d) Tu =
GRAFICO N 3.1 CURVA DE SEDIMENTACION EXPERIMENTAL CON P OLIMEROS CATIONICOS COMOFLOCULANTES
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0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 20 40 60 80 100 120 140
TIEMPO (min)
A L T U R A ( c m )
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8) Hallamos rea Unitaria (Au):
CoHoTu
Au
a)
b)
c)
d)
diaton
pie Au
dia pie
cmcm
Au pulpa pie
slidoton
2
24.4
min1440
148.30
0029.03.35
min5.20
3
diaton
pie Au
dia pie
cmcm
Au pulpa pie
slidoton
2
99.14
min1440
148.30
0029.03.35
min5.72
3
Au
Au
9) Hallamos el Dimetro (sedimentador circular):
1416.3
6099.144 x x D D = 33.84 pies = 40 pies
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10) Calculo de la altura del Espesador (circular):
piesS S A
S T H 1'
1333.1
pies H
H
16.2
1210.15.199.14
15.130.15333.1
pies pies H
H 1012.9
225.15.112.2
H = piesT = tiempo total de la prueba = 15.30 horasS = gravedad especifica = 1.5 gr/cc
A = rea unitaria = 14.99 pie2/ton/daS = densidad de la pulpa en U/F = 1.210 gr/lt (%s = 52%)
Por lo tanto las dimensiones del espesador sern:Dimetro = 40 pies
Altura = 10 pies
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PARAMETROS DE DISEO OBTENIDOS EN ELLABORATORIO
Parmetros de Diseo
Parmetros Valores Dosis optima de coagulante 0.5 ppm (1%)
Tiempo de mezclado < 1 segundo Gradiente de velocidad (mezcla) 1000 -2000 l/s Velocidad de sedimentacin 0.88cm/min,=1.73 pie/hr. rea Unitaria 14.99 pie 2/ton/da Dimetro del espesador 40 pies
Altura del espesador 10 pies Tanque rectangular con inclinacin 22.50x9.50x5.80=1239.7m 3de 15 Volumen del tanque 1240 m 3 Planchas de asbesto 2.42 m x 1.22m
Angulo de inclinacin de las placas 60
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Material Removido en el Laboratorio
CONTENIDO DECONTAMINANTES MUESTRAS
Elementos (mg/l) Agua De
mina
Agua clarificada Lodo sedimentado
Plomo 99.5 0.10 10
Zinc 33.6 1.0 5.0
Cobre 0.11 0.5 20.0
Hierro 21.8 1.0 8.0
Arsnico 10 0.20 10.0
Plata 0.02 0.01 0.01
Manganeso 11.7 400 1.0
Sulfato 750 0.40 650
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COAGULANTE APROPIADO
- AP- 30 de la Dow (slido)- Polimetro cationico 581 de Cytec (liquido)
siendo este ltimo el mas adecuado, el cual se emple a una
concentracin de 1% (0.2 ppm 1,25 ppm) dependiendo de laturbiedad de ingreso siendo el promedio recomendado de 0.5 ppm. ,
Cabe destacar que la turbiedad se mide en unidades nefelomtricas(NTU), y la cantidad de slidos en suspensin en mg/lt
una unidad nefelomtrica es igual a 1.1 mg/lt (NTU = 1.1 mg/lt).
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TANQUE DE PREPARACIN DEL FLOCULANTEPOLMERO CATINICO
Su funcionamientoes totalmente
hidrulico. Por loque la operacin
es muy confiable yeconmica al no
requerir de energaelctrica .
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SEDIMENTADOR DE SECCION RECTANGULAR CON PLACASINCLINADAS
1
3
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8
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LEYENDA1. Tanque colector de agua de mina2.-Sala de preparacin de ReactivoFloculante3.-Mezclador Hidrulico4.-Floculador5.-Cmara de sedimentacin6.-Poza de descarga de Lodo7.-Poza de agua clarificada8.-Canal de Evacuacin de Lodo
UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIONESCUELA DE METALURGIA
SEDIMENTADOR DE SECCION RECTANGULAR CON PLACAS INCLINADAS
DIBUJADO POR: ALUMNO: ISAAC ELIOENAI LIBERATO EUSEBIOAPROBADO POR: Ing. FELIX OLIVERA MATOS
DIBUJO N 4.1.2 Fecha: CERRO DE PASCO, OCTUBRE DEL 2207
2
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MODULO DE UN SEDIMENTADOR DE SECCION CIRCULAR CON PLANOINCLINADOS
El espesador 40 x 10
modificado con placasinclinadas, para el manejo de
los slidos en suspensincontenidas en el agua de mina
se puede necesitar en elmismo espesador, instalarvarios paquetes de placas
inclinadas a 60,-mayor eficiencia en la
sedimentacin de laspartculas finas
- Incrementa su clarificacin enel Overflow, hasta en 10 vecessu capacidad de clarificacinmuchas veces con mnima
cantidad de utilizacin de unfloculador o aglomerante .
REBALSE
ALIMENTO
DESCARGA
UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL A. CARRION ESCUELA DE METALURGIA
MODULO DE UN SEDIMENTADOR DE SECCION CIRCULARCON PLANOS INCLINADOS
DIBUJDO POR : ALUMNO: ISAAC ELIOENAI LIBERATO EUSEBIO APROV. POR : ING. FELIX OLIVERA MATOS
Dibujo N 4.2 Fecha: Cerro de Pasco, octubre del 2007
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VENTAJAS
Es una unidad muy simple de construir y operar.
Es muy eficiente cuando este bien diseado, el tiempo de
retencin terico y el normal son prcticamente iguales,anulndose la posibilidad de espacios muertos y cortocircuitos.
Su funcionamiento es totalmente hidrulico, por lo que laoperacin es confiable y menos costosa al no requerir de
energa elctrica.
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CONCLUCIONES
Es un sistema prctico para el manejo de los slidos ensuspensin y producir agua clara y lodos por un sistemamayormente mecanizado y con aplicacin especifica al caso.Con la instalacin de un espesador de 40 x 10 modificado conplacas inclinadas a 60, o con espesador rectangular de 22.50m. x 9.50 m. x 5.80 m., favorecera la no contaminacin almedio ambienteLa clase de agua producida en el tratamiento es de clase III,. Elagua de mina clarificada podra ser utilizada en laconcentracin de minerales (flotacin)
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RECOMENDACIONES
Evaluar la planta antes de ponerla en marcha, para corregircualquier deficiencia.
La tecnologa tipos planos inclinados. Ocupa un espaciomenos un equipo convencional.Al disminuir el caudal, el tiempo de retencin se incrementay las gradientes de velocidad disminuyen; al aumentar elcaudal el efecto es a la inversa.
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GRACIAS POR SU
ATENCION