Procesos metalrgicos

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Procesos metalrgicosEspesador01/06/2015Nombres:Felipe PeaJuan Torres

INTRODUCCIN

El agua es un recurso natural sper importante para nuestras vidas y para el procesamiento de algunos metales de inters. La cual dentro de una planta de procesamiento de minerales se est constantemente recuperando para volver a reutilizarla en el proceso, esto mediante diferentes espesadores que son los que se encargan de sedimentar los slidos y recuperar el agua.En este informe se dar a conocer los tipos de espesadores que existen, las variables y reactivos que se necesitan para obtener una eficiente recuperacin del agua.

VARIABLES Y REACTIVOSDistribucin de tamao de las partculas:Son importantes los tamaos menores a 200 mallas, por el hecho de que las partculas finas sedimentan ms lentamente. El aumento del porcentaje bajo estos tamaos hace aumentar el rea superficial requerida para las etapas de separacin solido- lquido, lo que genera que la productividad disminuya por rea unitaria y el contenido de humedad aumente.Forma de las partculas:Cuando la forma de las partculas vara mucho de la esfericidad, esta influye en el funcionamiento de los equipos, por ejemplo, la bentonita coloidal ( tipo de arcilla) es difcil de filtrar, a pesar que no tiene problemas con la floculacin, debido a su forma aplanada, lo que hace que las partculas se acomoden en forma de infinitas laminas que obstaculizan el paso del liquido y reducen la razn de filtracin. En este caso la sedimentacin tambin es lenta y se requieren unidades de mayor tamao (rea).Superficie qumica de las partculasEste factor es importante cuando se utilizan floculantes en filtracin o en sedimentacin, debido a que la superficie qumica de las partculas indica el tipo de floculante a utilizar: cationico y no inico. Esto influye directamente en los costos de operacin y en el sistema de floculacin a emplear.

Concentracin de slidos en peso de la alimentacin (Cp)Influye fuertemente en las operaciones de filtracin y sedimentacin. Poe ejemplo, en el caso de la sedimentacin su efecto depende del uso o no uso de floculantes. Si no se utiliza floculante en la operacin, un Cp alto es ms favorable porque trae como consecuencia una productividad mayor por unidad de rea, a una misma concentracin de slidos en la descarga. En cambio, un Cp alto, si se utiliza floculante en la operacin, en muchos casos afecta negativamente la estructura de los floculos, lo que puede producir una baja productividad por unidad de rea. Ejemplos de este efecto se han encontrado en la industria del carbn.

Concentracin de slidos coloidalesLos slidos coloidales corresponden a partculas de tamaos menores a 10 micrones, estas partculas poseen una gran superficie especifica, por lo cual se dispersan en el liquido y no sedimentan. Si hay un significativo porcentaje de coloides presente, es necesario utilizar floculantes para ayudar a las etapas de sedimentacin y filtracin.Viscosidad del lquidoUn aumento de esta disminuye la razn de separacin de solido- liquido. Es vlido en sedimentacin y filtracin y se refleja en 7un mayor contenido de humedad del solido final.TemperaturaEste factor est ligado a la viscosidad. Un aumento de temperatura implica una disminucin de la viscosidad y un aumento en la razn de separacin solido-liquido.

CoagulacinHace que las partculas coloidales extremadamente finas se adhieran ms directamente unas a otras formando una partcula ms grande lo que facilita su sedimentacin. Para esto se utilizan coagulantes, que son electrolitos que tienes una carga opuesta a las de las partculas, de este modo neutralizan la carga cuando se dispersan en el sistema, permitiendo que las partculas entren en contacto y se adhieran como resultado de las fuerzas moleculares.

Los coagulantes ms utilizados son sales inorgnicas tales como AL+3, FE+3 Y CA+2, tambin se utilizan la cal y el acido sulfrico, dependiendo de la carga superficial de las partculas.

FloculacinEs la formacin de aglomerados mucho ms abiertos que aquellos que resultan de la coagulacin, para ello se utilizan reactivos llamados floculantes.FloculantesSon reactivos que se usan para formar puentes u uniones entre partculas, de tal manera de formar una partcula ms grande. Son polmeros orgnicos de cadena larga y alto peso molecular solubles en agua.Tipos de floculantes y su adsorcin sobre las partculasCationicos:Predomina la neutralizacin de las cargas superficiales de las partculas sobre la formacin de puentes, semejante a la coagulacin, esta agregacin recibe el nombre de floculacin electrosttica.Son utilizados principalmente para espesamiento de desperdicio de carbn, lamas de minerales de hierro y concentrados de minerales, las dosificaciones normales van de 25 a 250 g/t. tambin son excelentes agentes clarificadores de agua extrada de la mina, se usan dosificaciones tpicas de 5 a 50 g/t.

AnionicosSon los ms utilizados en la industria minera, la adsorcin se produce por enlaces covalentes o por reaccin qumica en la superficie de la partcula, tambin por enlaces de hidrogeno, esta agregacin recibe el nombre de floculacin por enlace de sal.Son usados principalmente para espesamiento de pulpas de minerales y concentrados, tales como colas de carbn, concentrados y colas de cobre, plomo y zinc, lamas de fosfatos, etc. Las dosificaciones normales van de 2.5 a 50 g/t. tambin se usan como ayudas para la filtracin en vacio o a presin de desperdicios de carbn o concentrados de minerales. Las dosificaciones van de 50 a 500 g/t. otro uso es la centrifugacin.No-inicosLa adsorcin se produce solo por enlaces de hidrogeno entre los tomos de oxigeno asociados con los iones de metales hidratados en la superficie de la partcula y tomos amido hidrgenos sobre el polmero.Son usados principalmente para el espesamiento de pulpas de minerales y concentrados, especialmente en lamas de mineral de hierro y colas de flotacin de oro. Son particularmente efectivos en medio acido, ej.: en soluciones proveniente de la lixiviacin del uranio. Las dosificaciones tpicas van de 1 a 50 g/t.EspesamientoEs la separacin por gravedad o espesamiento, es la tcnica de separacin de solido-liquido ms utilizada, tanto en el proceso de minerales como en hidrometalurgia, debido a que es un proceso de alta capacidad y de costo relativamente bajo. La separacin se realiza en equipos llamados espesadores.EspesadoresSon estanques de gran dimetro y de poca profundidad relativa, desde los cuales se separa el liquido claro en su parte superior y la pulpa con alta concentracin de slidos en el fondo. Estos equipos se pueden utilizar en forma batch o en continuo, siendo esta ultima forma la ms comn.Los espesadores utilizados en forma continua son estanques cilndricos de dimetros entre 2 y 180 metros y de profundidad de 1 a 7 metros, la pulpa se alimenta a un cilindro de pequeo dimetro, pozo a alimentacin o feed well, ubicado en el centro del espesador, a una profundidad de 1 metro (aprox.)Esta alimentacin permite una buena distribucin de la alimentacin, una mejor mezcla de la pulpa con el floculante y en muchos casos facilita la dilucin de la alimentacin cuando se requiere.El lquido claro derrama por un canal perifrico, la evacuacin debe realizarse a baja velocidad para evitar arrastre de partculas finas (flujo aprox. De 0.1 m3/min de agua por metro lineal de canaleta). El slido que sedimenta sobre el fondo del estanque se saca como una pulpa espesa a travs de una salida central.En el interior del estanque tiene uno o ms brazos giratorios radiales (rastras), desde cada uno de ellos estn suspendidas una serie de aspas acondicionadas para arrastrar los slidos sedimentados hacia la salida central. En la mayora de los espesadores estos brazos se elevan automticamente si el momentos de torsin excede un cierto valor, evitando de este modo el dao debido a la sobrecarga.Las rastras tambin ayudan a la compactacin de las partculas sedimentadas y producen una descarga mas espesa que la que puede alcanzar por la sedimentacin simple.La velocidad del mecanismo de rastras en el permetro, es normalmente de 8 m/min lo cual corresponde a rev/h para espesadores de 15 m de dimetro. El consumo de energa es muy bajo por ejemplo para un espesador de 60 m se requiere de un motor de 10 kw.

El sistema de impulsin depende del dimetro del espesador:a) espesadores relativamente chicos, dimetro menor a 45 m.La cabeza de trasmisin se sostiene, generalmente, sobre una estructura que atraviesa el espesador, con los brazos fijos a la flecha motriz (espesadores puente).b) espesadores de dimetros superiores a 45 m.El mecanismo de impulsin se soporta sobre una columna central estacionaria de concreto de acero. En la mayora de los casos los brazos de las rastras estn sujetos a una columna central que se conecta al mecanismo impulsor. Los slidos espesados se descargan a travs de un canal anular que rodea la columna central.Los materiales de construccin de los espesadores pueden ser:-acero (dimetros