Capacitación Espesador MHA 2011

Curso Espesamiento

Objetivos 1. Record Recordar ar lo concep conceptos tos básicos del proceso de espesamiento. 2. Ver Ver las las prin princip cipal ales es variables de diseño y operacionales que afectan el proceso de espesamiento. 3. Conoce Conocerr las las princ principa ipales les partes de un equipo de espesamiento.

Temas •

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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 Tamaños de Partículas 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

Teoría De Sedimentación

Velocidad de sedimentación

Volumen de partícula (Vp)

Fuerza de gravedad (g)

Fuerzas de resistencia al fluido (FR)

 Área de partícula transversal al movimiento (Ap)

Densidad específica de la partícula (dp)

FR

Densidad del fluido (d)

Viscosidad del líquido (CR)

FG

Teoría De Sedimentación

FR

FG

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 como se realice la operación

Sedimentación batch

Sedimentación continua

Según movimiento partículas

Sedimentación libre

de

las

Sedimentación por zonas

Floculación

Floculación Objetivo: Facilitar el retiro de los sólidos en suspensión y de las partículas coloidales. Ventajas: 1. Acelera la sedimentación de las partículas 2. Mejora la calidad del agua de rebose 3. 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 partículas.

entre

Permite la unión entre puentes de partículas permitiendo formar lodos espesados.

Coagulación y Floculación Coagulantes

Floculantes

Coagulation (charge neutralization) Effective radius

  n   o    i    t    i    d    d   a    t   n   a    l   u   g   a   o   c

____ _ +

_ _ + _

+_

_ +

_ ++ _

__

__

+_

_+

+_

_++_

__

__ _+

+_ +_

_++_

+

_+

+

_ + __

+_

+_

+_

Stable Colloid

Teoría de sedimentación Sedimentación discontínua

Planta Floculante Se utilizan dos Floculantes: Optimer 9873 para operación normal SNF 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/l Estanque de Preparación Nivel

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 m 3/h

Control de espuma

Espumación Etapas de formación de la espuma: Formación

 Agitación mecánica

Inyección de aire

Maduración

Espuma Húmeda

Espuma Seca

Persistencia

Tensoactivos

Partículas coloidales

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

Caída en cascada

Viscosidad

Bombeo

Espumación Crecimiento de la espuma

 Antiespumante

Control De Espuma Rompimiento de espuma

 Aplicación de Antiespumante Actual

 Aplicación de antiespumante NALCO 7810. Dos puntos de aplicación: de flotación  Canaleta 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.

Equipo Sedimentador

Terminología y conceptos básicos 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.

Equipos espesadores 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

Controles operacionales 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.

Equipos Espesadores 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.

Controles operacionales

Nota: el torque aumenta a medida que la misma cantidad de fuerza s e aplique mas distante del centro de eje.

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

Equipos espesadores Espesador Alta Capacidad Zona de Sedimentación Libre

Agua Clara

Zona de Lodos Zona de Compactación

•

•

•

•

•

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.

Equipos espesadores Diseño del Feed Well GAP Nivel de La Pulpa

r2

Nivel de Agua Clara Diferencia de Altura

r1

Placa Deflectora

Zona de Lodos

 Analisis Aguas Claras Altura de aguas claras espesador de colas 2.0-3.0 1.0-2.0 0.0-1.0

3.0 150 250 350 450 550 650 alimentación (tms/h) 750 850 950 1000

2.0

0.0

4

3

    )     h     /    s    m    t     (     l    a    r    e    n    i    m    n     ó    i    c    a    t    n    e    m    i     l    A

1000 950 850 750 650 550 450 350 250 150

3 1,1 1,1 1,0 0,9 0,9 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6

4 1,3 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0 0,9 0,8 0,8 0,7

Altura aguas claras (m)

1.0

5 1,4 1,4 1,3 1,2 1,2 1,1 1,1 1,0 0,9 0,9

6

5

6 1,6 1,5 1,5 1,4 1,3 1,3 1,2 1,1 1,1 1,0

7

8

9

10

11

12

Sólidos (%p/p)

Sólido de alimentación (% p/p) 7 8 1,7 1,9 1,7 1,8 1,6 1,8 1,6 1,7 1,5 1,6 1,4 1,6 1,4 1,5 1,3 1,4 1,2 1,4 1,2 1,3

9 2,0 2,0 1,9 1,9 1,8 1,7 1,7 1,6 1,5 1,5

10 2,2 2,1 2,1 2,0 1,9 1,9 1,8 1,7 1,7 1,6

11 2,3 2,3 2,2 2,2 2,1 2,0 2,0 1,9 1,8 1,8

12 2,5 2,4 2,4 2,3 2,2 2,2 2,1 2,0 2,0 1,9

Espesadores de relaves