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Esquema GeneralEsquema General
PLANTA CONCENTRADORA
Relave 25-30 % Sólidos
Concentrado 25-30 % Sólidos
ESPESADOR
FILTRO
ESPESADOR
RELAVERA
Agua decantada
Concentrado 6-12 % H2O
Agua
Agua
45-55 % Sólidos55-65 %
Sólidos
Separación sólido/liquidoSeparación sólido/liquido
Operaciones unitarias Operaciones unitarias destinadas a eliminar el agua de destinadas a eliminar el agua de los productos intermedios o los productos intermedios o finales de una planta finales de una planta concentradoraconcentradora
Separación sólido/liquidoSeparación sólido/liquido
Espesamiento y clarificación.-Espesamiento y clarificación.- Resulta una pulpa espesa con un contenido Resulta una pulpa espesa con un contenido de sólidos de 50 – 70% de sólidosde sólidos de 50 – 70% de sólidos
Filtración.-Filtración.- Producto final es el cake de Producto final es el cake de sólidos con un contenido de humedad sólidos con un contenido de humedad entre 10 a 12 % de aguaentre 10 a 12 % de agua..
Secado.-Secado.- Por vía térmica, en la que la Por vía térmica, en la que la
humedad se reduce hasta 5 % humedad se reduce hasta 5 %
EspesamientoEspesamiento
El espesamiento ocurre por sedimentación El espesamiento ocurre por sedimentación de las partículas.de las partículas.
El tamaño de las partículas tiene que ser El tamaño de las partículas tiene que ser evaluado en las operaciones desde evaluado en las operaciones desde molienda, evitando exceso de molienda y de molienda, evitando exceso de molienda y de atricción de partículas a fin de obtener atricción de partículas a fin de obtener buena eficiencia en el desaguado.buena eficiencia en el desaguado.
Las partículas finas tienen bajas velocidades Las partículas finas tienen bajas velocidades de sedimentación y bajas velocidades de de sedimentación y bajas velocidades de filtración.filtración.
EspesadoresEspesadores La sedimentación se realiza en equipos contìnuos La sedimentación se realiza en equipos contìnuos
denominados espesadores, que en su modelo denominados espesadores, que en su modelo tradicional son recipientes de forma cilíndrica con fondo tradicional son recipientes de forma cilíndrica con fondo en forma de cono de gran ángulo. Los diámetros varían en forma de cono de gran ángulo. Los diámetros varían entre 2 a 200 m y profundidades entre 1 a 7 metros.entre 2 a 200 m y profundidades entre 1 a 7 metros.
La suspensión de sólidos en líquidos, es decir el La suspensión de sólidos en líquidos, es decir el alimento, se adiciona en el centro del tanque; el cual alimento, se adiciona en el centro del tanque; el cual está lleno de pulpa. El líquido sobrenadante claro, está lleno de pulpa. El líquido sobrenadante claro, rebalsa por la periferia del tanque y la pulpa espesada o rebalsa por la periferia del tanque y la pulpa espesada o barro, se asienta en el tanque hasta ser descargado por barro, se asienta en el tanque hasta ser descargado por el fondo del mismo.el fondo del mismo.
EspesadoresEspesadores El tanque tiene un mecanismo El tanque tiene un mecanismo
tipo rastrillo en el fondo. Este tipo rastrillo en el fondo. Este mecanismo es el que dirige la mecanismo es el que dirige la carga sedimentada hacia el centro carga sedimentada hacia el centro de salida .de salida .
Loa rsatrillos evitan que la carga Loa rsatrillos evitan que la carga se compacte y que los sólidos se compacte y que los sólidos sedimentados permanezcan sedimentados permanezcan fluidos y sean descargados hacia fluidos y sean descargados hacia el centro por el underel centro por el under..
Se construyen de acro o Se construyen de acro o concreto . Es nas econòmico en concreto . Es nas econòmico en acero cuando el diametro es acero cuando el diametro es menor a 25 metros.menor a 25 metros.
E fondo cònico con 80 a 140 mm E fondo cònico con 80 a 140 mm por metro, aunque pueden usarse por metro, aunque pueden usarse mayores pendientes.mayores pendientes.
EspesadoresEspesadores Velocidad de los rastrillos: En espesadores la Velocidad de los rastrillos: En espesadores la
velocidad de la rastra es periféricamente 8 velocidad de la rastra es periféricamente 8 mt/minuto u 8 revoluciones por hora para un mt/minuto u 8 revoluciones por hora para un espesador de 15 metros de diámetro.espesador de 15 metros de diámetro.
Consumo de energía para un espesador de 60 Consumo de energía para un espesador de 60 metros de diametro tiene un motor de 10 kw..metros de diametro tiene un motor de 10 kw..
SedimentaciónSedimentación
La sedimentación gravitacional puede La sedimentación gravitacional puede ser:ser:
EspesamientoEspesamiento IInteresa obtener un producto de alta nteresa obtener un producto de alta
densidad (producto espeso con alta densidad (producto espeso con alta concentración de sólidos), sin importar concentración de sólidos), sin importar mucho la turbidez del liquido que rebalsemucho la turbidez del liquido que rebalse
Clarificación Clarificación Interesa obtener un rebalse de líquido Interesa obtener un rebalse de líquido
claro descargando los sólidos en el claro descargando los sólidos en el underflow sin importar su concentración. underflow sin importar su concentración.
SedimentaciónSedimentación
Proceso de sedimentación continuo Proceso de sedimentación continuo mediante el cual se reduce el contenido de mediante el cual se reduce el contenido de agua de los productos de concentración agua de los productos de concentración hasta obtener una pulpa de alto contenido hasta obtener una pulpa de alto contenido de sólidos llamado “underflow”de sólidos llamado “underflow”
El underflow se evacua continuamente con El underflow se evacua continuamente con medios mecánicos, del estanque de medios mecánicos, del estanque de sedimentación en la parte inferior. El agua sedimentación en la parte inferior. El agua turbia rebalsa (overflow) el estanque en turbia rebalsa (overflow) el estanque en forma continua por la parte superior, con forma continua por la parte superior, con un contenido de sólidos muy bajo.un contenido de sólidos muy bajo.
FloculaciónFloculación
Acción de polìmeros Acción de polìmeros orgánicos de alto peso orgánicos de alto peso molecular, solubles en aguamolecular, solubles en agua
La coagulación causa la La coagulación causa la unión de partículas coloidales unión de partículas coloidales formando coágulos de mayor formando coágulos de mayor peso ayudando a una peso ayudando a una sedimentación más rápidasedimentación más rápida
Mecanismo de la floculaciónMecanismo de la floculación Las partículas finas tienen cargas iguales del Las partículas finas tienen cargas iguales del
mismo signo por lo cual tienden a mismo signo por lo cual tienden a permanecer dispersas a causa de su permanecer dispersas a causa de su repulsión.repulsión.
Si se añaden electrolitos, los iones formados Si se añaden electrolitos, los iones formados neutralizan las cargas de las partículas.neutralizan las cargas de las partículas.
Las partículas neutralizadas pueden Las partículas neutralizadas pueden aglomerarse para formar partículas mas aglomerarse para formar partículas mas pesadas. Cuando las partículas están pesadas. Cuando las partículas están cargadas negativamente, es efectivo el catión cargadas negativamente, es efectivo el catión del electrolito y si la carga es positiva, la del electrolito y si la carga es positiva, la actividad le cabe al anión.actividad le cabe al anión.
Mecanismo de la floculación
Mecanismo de la floculaciónMecanismo de la floculación
Cuanto mayor sea la valencia del ión mayor es Cuanto mayor sea la valencia del ión mayor es su eficiencia como agente coagulante su eficiencia como agente coagulante (aglomerante)(aglomerante)
Ej. Sales de Al, Fe y Ca. La cal es un buen Ej. Sales de Al, Fe y Ca. La cal es un buen coagulante. separan, superfloc,coagulante. separan, superfloc,
La floculación incluye la formación de La floculación incluye la formación de aglomerados mucho mas abiertos que los que aglomerados mucho mas abiertos que los que resultan de la coagulación y acentúan a las resultan de la coagulación y acentúan a las moléculas formar puentes entre las partículas moléculas formar puentes entre las partículas suspendidas y separadas.suspendidas y separadas.
Adición en soluciones muy diluídas (0.1 %) Adición en soluciones muy diluídas (0.1 %) sobre la canaleta de alimentaciónsobre la canaleta de alimentación
Precauciones con los Precauciones con los
floculanfloculantestes Una precaución necesaria es usarlos en dosificaciones Una precaución necesaria es usarlos en dosificaciones
mínimas no solamente por razones de costo sino para:mínimas no solamente por razones de costo sino para:
Impedir la formación de flóculos difíciles de espesar Impedir la formación de flóculos difíciles de espesar a alta densidad y de filtrar.a alta densidad y de filtrar.
Evitar excedentes de floculantes en el agua que Evitar excedentes de floculantes en el agua que eventualmente pueda retornar a la flotación por su eventualmente pueda retornar a la flotación por su efecto nocivo sobre estaefecto nocivo sobre esta
Debido a la importancia de su manejo, se aconseja Debido a la importancia de su manejo, se aconseja consultar a fabricantes e investigar su efecto en el consultar a fabricantes e investigar su efecto en el laboratorio. Son ejemplos de floculantes: Separan, laboratorio. Son ejemplos de floculantes: Separan, superfloc, etc. superfloc, etc.
Partes de un espesadorPartes de un espesador
Cilindro de alimentaciónCilindro de alimentación
Orienta la dirección de la pulpa de entrada y disminuye su Orienta la dirección de la pulpa de entrada y disminuye su energía cinéticaenergía cinética
TanqueTanque
De madera, acero o concreto. De fondo inclinado que facilita la De madera, acero o concreto. De fondo inclinado que facilita la remoción del under. Proporciona el tiempo de residencia para remoción del under. Proporciona el tiempo de residencia para el espesamiento y clarificaciónel espesamiento y clarificación
Brazos de rastrilloBrazos de rastrillo
Se mueve sobre el fondo inclinado del espesador. Se mueve sobre el fondo inclinado del espesador. Conduce los sólidos sedimentados hacia el cono de Conduce los sólidos sedimentados hacia el cono de
descarga. descarga. Mantiene la fluidez del solido decantado impidiendo la Mantiene la fluidez del solido decantado impidiendo la
cementación. cementación. Incrementa el contenido de sólidos, creando canales en la Incrementa el contenido de sólidos, creando canales en la
cama de sólidos por donde se escape el agua en la zona de cama de sólidos por donde se escape el agua en la zona de compresióncompresión..
Partes de un espesadorPartes de un espesador PaletasPaletas o scrapers o scrapers
Brazos de los rastrillos ubicados en ángulo Brazos de los rastrillos ubicados en ángulo recto. Remueven los sólidos en el cono central recto. Remueven los sólidos en el cono central de descarga y los conduce al orificio de salida.de descarga y los conduce al orificio de salida.
Canal de reboseCanal de rebose
Recoge el rebose clarificado y lo transporta a Recoge el rebose clarificado y lo transporta a su salida correspondiente. El diseño mas su salida correspondiente. El diseño mas adecuado es el de rebose uniforme por toda adecuado es el de rebose uniforme por toda la periferia del tanque.la periferia del tanque.
Mecanismo de alarma automáticaMecanismo de alarma automática En caso de aumentos anormales de torque o En caso de aumentos anormales de torque o
valores intolerables, actúan sobre mecanismos valores intolerables, actúan sobre mecanismos automáticos de levante de los brazos para automáticos de levante de los brazos para reducir el torque y evitar paralizaciones.reducir el torque y evitar paralizaciones.
Partes de un espesadorPartes de un espesador TuberíasTuberías
Brazos de los rastrillos ubicados en ángulo recto. Brazos de los rastrillos ubicados en ángulo recto. Remueven los sólidos en el cono central de descarga y Remueven los sólidos en el cono central de descarga y los conduce al orificio de salida.los conduce al orificio de salida.
Mecanismo de alarma automáticaMecanismo de alarma automática
En caso de aumentos anormales de torque o valores En caso de aumentos anormales de torque o valores intolerables, actúan sobre mecanismos automáticos de intolerables, actúan sobre mecanismos automáticos de levante de los brazos para reducir el torque y evitar levante de los brazos para reducir el torque y evitar paralizacionesparalizaciones..
Zonas en un espesadorZonas en un espesador
Zona de agua clara o soluciónZona de agua clara o solución
Mínima proporción de sólidos que fluyen hacia arriba y rebosa por los bordes Mínima proporción de sólidos que fluyen hacia arriba y rebosa por los bordes del espesador. Zona de agua clara turbiadel espesador. Zona de agua clara turbia
Zona de sedimentaciónZona de sedimentación
Zona a la cual ingresa la pulpa que se desea espesar a través de un sistema que Zona a la cual ingresa la pulpa que se desea espesar a través de un sistema que no produce turbulencia ((feedwel) Contenido de sólidos igual a la no produce turbulencia ((feedwel) Contenido de sólidos igual a la alimentaciónalimentación
Zona de transiciónZona de transición
De consistencia entre la alimentación y la zona de compresiónDe consistencia entre la alimentación y la zona de compresión Zona de CompresiónZona de Compresión
Los sólidos eliminan agua por compresión para luego ser evacuados por el Los sólidos eliminan agua por compresión para luego ser evacuados por el cono inferior, barridos por los rastrillos.cono inferior, barridos por los rastrillos.
Alimentación
Rebose
Zona de clarificación
Zona de espesamiento
Descarga de pulpa densificada
SólidosSSóólidoslidos
ESQUEMA DE UN ESPESADORESQUEMA DE UN ESPESADORESQUEMA DE UN ESPESADOR
AguaAgua
Zona de agua clara
Consideraciones en espesadoresConsideraciones en espesadores
Debe vigilarse:Debe vigilarse:
Alimentación = DescargaAlimentación = Descarga
Cualquier acumulación de sólidos Cualquier acumulación de sólidos y de la densidad de sólidos y de la densidad de sólidos conduce a atoros en el under, lo conduce a atoros en el under, lo cual termina en la necesidad de cual termina en la necesidad de vaciar el espesadorvaciar el espesador
Consideraciones en espesadoresConsideraciones en espesadores
Cuando sube el torque pero disminuye la Cuando sube el torque pero disminuye la densidad del under, existe la densidad del under, existe la probabilidad de acumulación irregular probabilidad de acumulación irregular de sólidos en el fondo, que se adhieren a de sólidos en el fondo, que se adhieren a los rastrillos y no descargan fácilmente.los rastrillos y no descargan fácilmente.
Lo prudente es reducir la alimentación Lo prudente es reducir la alimentación hasta que se normalice el torque y subir hasta que se normalice el torque y subir las rastraslas rastras
Control de la operaciónControl de la operación Aquello que ocurre en el interior de un espesador no resulta claro a Aquello que ocurre en el interior de un espesador no resulta claro a
la observación visual. El operador debe tener representación mejor la observación visual. El operador debe tener representación mejor en continuo de las medidas siguientes:en continuo de las medidas siguientes:
Nivel de pulpaNivel de pulpa. El aumento de nivel es indicativo de acumulación, . El aumento de nivel es indicativo de acumulación,
posiblemente posiblemente debido a la floculación o insuficiente salida de los debido a la floculación o insuficiente salida de los sólidos sedimentados.sólidos sedimentados.
Alimentación.Alimentación. Densidad, distribución granulométrica, y cantidad de Densidad, distribución granulométrica, y cantidad de
sólidos.sólidos.
Hundido (underflow)Hundido (underflow). Densidad, distribución granulométrica de los . Densidad, distribución granulométrica de los
sólidos, y sólidos, y cantidad. Los cantidad. Los sólidos en la alimentación se espera que sólidos en la alimentación se espera que vayan hacia el vayan hacia el hundido.hundido.
ParPar. El aumento de par indican que pueden ocurrir sobrecarga.. El aumento de par indican que pueden ocurrir sobrecarga.
Dosificación de floculante y mezcla.Dosificación de floculante y mezcla.
Posición de los brazos con respecto a la posición normal, en Posición de los brazos con respecto a la posición normal, en caso de usarse caso de usarse dispositivo de elevación.dispositivo de elevación.
Cuidados en los espesadoresCuidados en los espesadores Que la alimentación sea constante y en Que la alimentación sea constante y en
cantidad apropiada.cantidad apropiada. Que el rebalse sea lo mas limpio posible.Que el rebalse sea lo mas limpio posible. Evitar agitación en la superficie.Evitar agitación en la superficie. Evitar que se atore la tubería de descargaEvitar que se atore la tubería de descarga No usar aire en el cono de descarga a menos No usar aire en el cono de descarga a menos
que sea muy necesario.que sea muy necesario. Controlar la densidad de descarga.Controlar la densidad de descarga. No abusar del agua en el cono No abusar del agua en el cono No permitir que caigan objetos que puedan No permitir que caigan objetos que puedan
atorar la descarga del espesador atorar la descarga del espesador
DISEÑO DEL ESPESADORDISEÑO DEL ESPESADORDISEÑO DEL ESPESADORDISEÑO DEL ESPESADOR
Método de Coe y Clevenger:Método de Coe y Clevenger:
A u= 1.333(F - D)/ RA u= 1.333(F - D)/ R
Au = Área unitaria del espesador, Au = Área unitaria del espesador, pie2/ton*24 hpie2/ton*24 h
R = Velocidad de sedimentación, pies/hrR = Velocidad de sedimentación, pies/hr
F = Dilución inicial líquido/sólido en peso F = Dilución inicial líquido/sólido en peso
D = Dilución final Líquido/Sólido en la D = Dilución final Líquido/Sólido en la descargadescarga
