capacitación espesador mha 2011
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Curso Espesamiento
1. Recordar lo conceptos básicos del proceso de espesamiento.
2. Ver las principales variables de diseño y operacionales que afectan el proceso de espesamiento.
3. Conocer las principales partes de un equipo de espesamiento.
Objetivos
Temas
• Teoría De Sedimentación• Teoría De Floculación• Teoría De Antispumante• Equipos Espesadores
Definición
Espesamiento o espesaje
Es la operación de separar, mediante el mecanismo de sedimentación, parte del agua de una suspensión. Producto de ésta operación unitaria se obtienen dos productos:
Una pulpa de mayor concentración de sólidos en la descarga (bajoflujo) y por la otra,
un flujo de agua clara (sobreflujo).
Sedimentación
Proceso en el cual las sustancias en suspensión se depositan en el fondo del liquido debido a la gravedad.
Sedimentación
Elemento Tamaño: microns Tiempo para caer 1m
Grava 10,000 (10 mm) 1 seg
Arena Gruesa 1,000 (1 mm) 10 seg
Arena Fina 100 (0.1mm) 125 seg
Finos 10 108 min
Bacterias 1 180 hr
Coloides .1 2 años
Tamaños de Partículas
Velocidad de sedimentación
Fuerza de gravedad (g)
Fuerzas de resistencia al
fluido (FR)
Volumen de partícula (Vp)
Área de partícula transversal al
movimiento (Ap)
Densidad específica de la
partícula (dp)
Densidad del fluido ( )d
Viscosidad del líquido (CR)
Teoría De Sedimentación
FG
FR
Teoría De Sedimentación
FG
FR
Teoría de sedimentación
Para el flujo de pulpas de un proceso minero, la velocidad de sedimentación se ve afectada por los siguientes efectos:
Las partículas no son esféricas
Existe un gradiente granulométrico de partículas.
Existe interacción entre partículas.
Teoría de sedimentación
Tipos de sedimentación
Según movimiento de las partículas
Sedimentación libre
Sedimentación por zonas
Según como se realice la operación
Sedimentación batch
Sedimentación continua
Floculación
Floculación
Objetivo:
Facilitar el retiro de los sólidos en suspensión y de las partículas coloidales.
Ventajas:
1. Acelera la sedimentación de las partículas2. Mejora la calidad del agua de rebose3. Reduce el volumen de lodo sedimentado
Floculación
Factores que influyen en la floculacion:
La naturaleza del agua. La floculación es extremadamente sensible a las caractersticas fisicoquímicas del agua cruda, tales como la alcalinidad, el pH y la turbiedad.
Las variaciones de caudal y la intensidad de agitación.
El tiempo de floculación. La velocidad de aglomeración de las partículas es proporcional al tiempo.
Gradiente de velocidad. Cuanto mayor es el gradiente de velocidad, mas rápida es la velocidad de aglomeración de las partículas.
Floculación y Coagulación
Coagulantes• Su principal acción es en las
partículas coloides (< 1 micra =1/1000 mm).
• Neutraliza la carga superficial de las partículas coloidales (disminuye la repelencia entre ellas).
• Permite acercar las partículas coloidales dispersas lo suficiente para formar floculos.
Floculantes• Su principal acción es en
partículas en suspensión (> 1 micra).
• Forma puentes entre partículas.
• Permite la unión entre puentes de partículas permitiendo formar lodos espesados.
Coagulación y Floculación
Coagulantes Floculantes
Coagulation (charge neutralization)
_ _ _ __ + + _
_ + + _
_ _ + _
_ ++ __ _
_ _ _ + + _
_ + + _
+ _
_ ++ __ _
+
_ _ _ + + _
_ + + _
+ _
_ ++ __ _
+
coag
ulan
t add
ition
Effectiveradius
StableColloid
Sedimentación discontínua
Teoría de sedimentación
Se utilizan dos Floculantes:Optimer 9873 para operación normalSNF 103 para eventos de pérdidas de aguas claras u operación inestable del espesador de colas.El precio del floculante SNF 103M es 8% mayor que el de Optimer 9873.
Preparación para 1,5 g/lEstanque de PreparaciónNivel bajo inicio de preparación: 30%Nivel alto termino de preparación: 85%
Cantidad de Floculante: 125 Kg (190 Kg en caso de que el estanque de preparación estuviese vacío)
Adición de agua en mezclador estático:
Valor del flujo debe ser cercano a 100 m3/h
Planta Floculante
Control de espuma
Espumación
Formación Agitación mecánica
Inyección de aire
Caída en cascada Bombeo
Maduración Espuma Húmeda Espuma Seca
Persistencia Tensoactivos Partículas coloidales Viscosidad
Etapas de formación de la espuma:
Tensoactivos (también llamados surfactantes): son sustancias que influyen por medio de la tensión superficial en la superficie de contacto entre dos fases.
Tensión superficial: la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie. Esta definición implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie
Espumación
Crecimiento de la espuma
Antiespumante
Control De Espuma
Rompimiento de espuma
Actual• Aplicación de
antiespumante NALCO 7810.
• Dos puntos de aplicación: Canaleta de flotación
Linea N° 2. Canaleta de alimentación
al espesador.
Propuesto• Alimentar desde planta
de reactivos del antiguo TK de almacenamiento de AP 405.
• Alimentación remota.• Aplicación en spray.
Aplicación de Antiespumante
Equipo Sedimentador
Descripción
Un espesador es un estanque cilíndrico con un fondo inclinado y un mecanismo de rotación de las rastras que conducen los sólidos a la descarga central abierta. Un rebalse periférico ubicado en la parte superior del estanque sirve para evacuar el líquido clarificado.
Terminología y conceptos básicos
Objetivos del Espesador de relaves
• Aumentar la concentración de sólidos de la pulpa de la corriente de alimentación hasta un 60%.
• Recuperar y reutilizar el agua contenida antes que sea depositada en el tranque de relaves.
Equipos espesadores
Principales partes del espesador
Equipos espesadores
Perfil de Zonas de un Espesador
Equipos espesadores
Consideraciones de seguridad personal:
• Uso del EPP
• Cuidado en el uso de objetos sueltos que puedan caer dentro del espesador (cascos de seguridad, balanzas marcy, recipientes, etc).
• Riesgos de caídas.
Controles operacionales
Consideraciones operacionales:
• Chequeo visual del agua de rebose
• Chequeo del torque y altura de rastras
• Chequeo del nivel de aguas claras.
• Control del %solido de alimentación al espesador y descarga de bombas.
• Inspección descarga floculante
• Amperaje bomba de descarga.
Controles operacionales
Consideraciones de las Rastras:
Tiene una influencia significativa en los costos y la operación del equipo.
La velocidad de giro debe ser tal que no destruya los floculos y, a la vez asegure la colisión y adhesión de particulas.
Permite arrastrar los lodos hacia la descarga central.
Su movimiento ayuda a la formación de flóculos coloidales.
Equipos Espesadores
Torque=Fuerza x distancia
Controles operacionales
Nota: el torque aumenta a medida que la misma cantidad de fuerza se aplique mas distante del centro de eje.
¿Que nos indica la medición de torque?
El torque mecánico se produce debido al aumento de
la fuerza de la rastra sobre el material (Mediante las
aspas), debido al arrastre de material hacia el cono
de descarga.
Este fenómeno se debe a la acumulación de material
del espesador en un colector intermedio entre la
pared del espesador y el cono de descarga.
Controles operacionales
Acumulación de lecho de lodos
Espesador Alta Capacidad
• Feed Well Profundo con Placa Deflectora• Área de Sedimentación dentro del FeedWell.• Consumo Eficiente de Floculante por dilución de la pulpa• Fácil control de claridad O/F y densidad de U/F.• Mayor capacidad de tratamiento por unidad de área.
Zona deSedimentación
Libre
Zona de Lodos
Zona deCompactación
Agua Clara
Equipos espesadores
Diseño del Feed Well
Diferencia de Altura
r1
r2
Placa Deflectora
Nivel deLa Pulpa
Nivel deAgua Clara
Zona de Lodos
GAP
Equipos espesadores
Analisis Aguas Claras
1000
850
650
450
250
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Altura de aguas claras espesador de colas
3 4
5 6
7 8
9 10
11 12
alimentación (tms/h)
Altura aguas claras (m)
Sólidos (%p/p)
3 4 5 6 7 8 9 10 11 121000 1,1 1,3 1,4 1,6 1,7 1,9 2,0 2,2 2,3 2,5950 1,1 1,2 1,4 1,5 1,7 1,8 2,0 2,1 2,3 2,4850 1,0 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 1,9 2,1 2,2 2,4750 0,9 1,1 1,2 1,4 1,6 1,7 1,9 2,0 2,2 2,3650 0,9 1,0 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 1,9 2,1 2,2550 0,8 1,0 1,1 1,3 1,4 1,6 1,7 1,9 2,0 2,2450 0,7 0,9 1,1 1,2 1,4 1,5 1,7 1,8 2,0 2,1350 0,7 0,8 1,0 1,1 1,3 1,4 1,6 1,7 1,9 2,0250 0,6 0,8 0,9 1,1 1,2 1,4 1,5 1,7 1,8 2,0150 0,6 0,7 0,9 1,0 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 1,9
Sólido de alimentación (% p/p)
Alim
enta
ción
min
eral
(tm
s/h)
Espesadores de relaves
¿Consultas?
Se pueden distinguir dos tipos de sedimentación según el movimientos de las partículas que sedimentan: Sedimentación libre: se produce en suspensiones de baja concentración de sólidos. La interacción entre partículas puede considerarse despreciable, por lo que sedimentan a su velocidad de caída libre en el fluido.
Sedimentación por zonas: se observa en la sedimentación de suspensiones concentradas. Las interacciones entre las partículas son importantes, alcanzándose velocidades de sedimentación menores que en la sedimentación libre. La sedimentación se encuentra retardada o impedida. Dentro del sedimentador se desarrollan varias zonas, caracterizadas por diferente concentración de sólidos y, por lo tanto, diferente velocidad de sedimentación.
Dependiendo de cómo se realice la operación, la sedimentación puede clasificarse en los siguientes tipos:
Sedimentación intermitente: el flujo volumétrico total de materia fuera del sistema es nulo, transcurre en régimen no estacionario. Este tipo de sedimentación es la que tiene lugar en una probeta de laboratorio, donde la suspensión se deja reposar.
Sedimentación continua: la suspensión diluida se alimenta continuamente y se separa en un líquido claro y una segunda suspensión de mayor concentración. Transcurre en régimen estacionario.
Teoría de sedimentación