Presentación de Opu

 

  P R TOS UTILIZ DOS EN FILTR CIÓN

 

FILTROS PRENSA (DISCONTINUO DE PRESIÓN) En estos se coloca una tela o una malla sobre placas verticales, de manera tal que sean los bordes los que soporten a la tela y al mismo tiempo dejen debajo de la tela un área libre lo más grande posible para que pase el filtrado. Normalmente se les llama "Filtros de placa y marco". En esta clase de filtros se alternan placas acanaladas cubiertas en ambos lados por medio filtrante, con marcos, en conjunto se encu en cuen entr tran an ap apre reta tada da po porr to torn rnilillo loss o un una a prensa hidráulica que la cierran herméticamente.

 

FILTROS ESPESADORES DE PRESIÓN (CONTINUOS DE PRESIÓN) El obje jetto de un filt ltrro espesa sad dor es separa rarr part rte e del lílíqu quid ido o co cont nte enid ido o en un una a su susspe pen nsi sión ón dililu uid ida a para obtener otra concentrada. Tiene la a parie ien nn ctia esmbeasrg rgo no co iendee un mafililtrtcro o dey prle ans sa,pslainca táon, modifific mod icad adas as.. La Lass pl plac acas as suc suces esiva ivass llllev evan an ca cana nale less apareados que forman, cuando se monta la pre pr ens nsa, a, un una a co con ndu ducc cció ión n la larg rga a en esp spirira al pa para ra la suspensión. Los lados de los canales están recubiertas con un medio filtrante mantenido enttre la en lass pl plac aca as. Mi Mien enttra rass la su susp spen ensi sión ón pa pasa sa por  el canal a presión, una parte del fluido sigue fluyendo por el canal hacia al distribuidor   múltiple de descarga de líquido claro. La smo uspvimi emien nsento iónto rá epido sdo pespa adra a nosob e stru miraelntca iennal. e l. en movi rápi para obst ruir cana

 

FILTROS ROTATORIOS (CONTINUO DE VACÍO) En este tipo de filtros, el flujo pasa a través de un una a tel ela a cilínd ndriric ca rotato toriria a, de la que se puede retirar la to torrta de forma conti tin nua. La fuerza más común aplicada es la de va vac cío. En estos sistemas, la tela se soporta sobre la periferia de un tambo borr sobr bre e los que se está form fo rmand ando o la to torta rta.. Cabe Ca be de dest stac acar ar qu que e lo loss fifilt ltro ross an ante teririor orme ment nte e vistos son a modo de ejemplo destacando el filtro de prensa, el cual fue usado en el laboratorio. Se pueden encontrar una variedad muy amplia de estos en el com omer erci cio o dep epen end dien endo do de la fi fina nalilida dad d de dell proc pr oces eso o a rea realilizar zar..

 

FILTROS POR MEMBRANA Se da por la presión aplicada a un fluido donde la suspensión atraviesa una membra ran na sem emiiperm rme eabl ble e que va varría en el tamaño de sus poros en función del prod pr oduc ucto to qu que e se de dese sea a se sepa para rar. r. Básicamente estos funcionan por una presión aplicada a una suspensión o coloide que choca con una membrana semipermeable por la cual atraviesan los líquidos y par arttíc ícu ulas de menor tamañ año o que dicha dic ha mem membran brana. a.

 

HIDROCICLON Est ste e eq equi uipo po fun unci cio ona gr grac acia iass a la fue uerz rza a ce cent ntríríffug uga, a, la cual se encarga de realizar la separación de las partículas sólidas" al ten ener er en peso espe pec cíf ífiico mayor  a la del líquido. Con este equipo la filtración es producida cuando ingresa el líquido con los sólidos porr el pu po punt nto o de en entr trad ada, a, lu lueg ego o re reti tien enen en la lass pa parrtí tícu cula lass con may ayo or peso es esp pecífico que el del líquido" esto se genera gracias a la fuerza centrífuga que incide a una alta velocidad con trayectoria tangencial. Por  otr tra a parte, el líquido limpio es retirado por el punt nto o de salida ubicado en la parte superior del mismo, mientras que los sólidos caen por la pared del hidr hi droc ocic iclo lon, n, co con n ay ayud uda a de la fu fuer erza za gr grav avit itat ator oria ia ha hast sta a llegar a la sección cónica donde estos son separados" para posteriormente recogerlos en el colector.

 

CENTRIFUGA DE CESTA Al ap aplilica carr la fue uerz rza a ce cent ntríríffug uga, a, lo loss só sólilid dos se di diririge gen n a las paredes quedando atrapados en el medio filtrante de las paredes, para así formar una torta con un espesor deseado, y luego poder   des esca carg rgar arla la en la par arte te in inffer erio iorr de la ce cent ntririffug uga a de forma lenta y manual. Para este es necesario adiici ad cion onar ar la su susspe pens nsió ión, n, po posster erio iorm rmen ente te el lílíqu quid ido o se escurre a través del medio filtrante ubicado en las paredes para salir por el punto de salida, por su par artte los líqui uid dos forman una torta con un espesor  deseado a la cual se le rocía un líquido de lavado para separar el material soluble, se vuelve a centrifugar hasta secar, en la parte inferior se real re aliz iza a la de desc scar arga ga de lo loss só sólilido dos. s.

 

FILTRACIÓN AL VACÍO El fundamento de los filtros al vacío se basa en la presión atmosférica, que es la fuerza impulsadora para que el líquido atraviese el filtro cuando se aplica el vacío al sistema. Perm Pe rmit ite e la fifilt ltra raci ción ón de aq aque uellllas as su susp spen ensi sion ones es en las que la fuerza de gravedad no es suficiente para el proceso. En estos filtros la separación solido líquido se da debido a la presión que imp mpririm me un una a bo bom mba de va vací cío o ba bajo jo la sup uper erfi fici cie e dond do nde e se en encu cuen entr tra a el pr prod oduc ucto to..

 

Tortas compresibles y

∆

constante

La compresibilidad de una torta se caracteriza por un aumento de su resistencia específica al aumentar el gradiente de presión que actúa sobre la torta. La mayoría de las tortas de material biológico son compresibles. En estos casos la resistencia específica de la torta puede ser correlacionada con el gradiente de presión mediante la siguiente ecuación empírica:

′(∆)    es una constante relacionada principalmente con el tamaño y forma de las

donde α’ partículas de la torta, y s el índice de compresibilidad. Este varía de cero para una torta incompresible a 0.8 para una torta altamente compresible (la correlación es aceptable para s≤ 0.6 y ∆P ≥ 0.2 atmósferas).

 

La ecuación de diseño de un filtro se basa en la Ley de Darcy Darc y, donde se determina la velocidad, v, de un fluido al pasar por un lecho sólido como:

  ∆ Donde:    ×    (1) k: constante de permeabilidad de la ley de Darcy ∆P: Caída de presión en el Lecho L: Ancho del Lecho : Viscosidad del lecho Si la velocidad se calcula como:

μ

V  A  A1 × dVdt   (2)

Donde V: Volumen Volumen total de filtrado desde el comienzo c omienzo del ciclo  A: Área transversal del filtro Q: Flujo de líquido a través del filtro Volviendo Vol viendo a la ecuación (1), se puede definir la resistencia r esistencia al paso del líquido:

 l R  K  Rm  Rc   (3)

 

Entonces se iguala (1) y (2)

   1 dV  K ∆P Luego reemplazamos la ecuación (3) en V la ecuación A  A × anterior dtdt    L ×y seμ tiene la siguiente ecuación:   1 × dV    ∆P   (4) A A dt μ(Rm  Rc) Si se sabe que la resistencia de la torta es

Donde

Rc  α.α. W  α.α.ρρ . AV   (5)

Masa de torta por unidad de volumen filtrado : :Resistencia específica de la torta RM: Resistencia del medio RC : Resistencia de la torta

 

Se reemplaza la ecuación (5) en la ecuación (4); para luego invertirlo y reemplazar

    (  +.∆./) M. μ   (6) ′∆Ps. ρ  . V  R∆P.A dV  dV dt   μ.μ.αα∆P.A

Se integra la ecuación (6) y se obtienes la siguiente ecuación:

   ’      ∆− .    ) ( )  ∆   ()

  ′(∆)

 

ECUACIÓN GENERAL DE LA FILTRACIÓN Distribución de la caída de presión en la sección de un filtro Medio

LT

P

Claro Pa Pb

Fluido sucio

Pa: Presión de entrada. Pb: Presión de salida. P Presión de frontera f rontera torta/medio. P : Presión sobre capa dl. LT: Espesor de la torta. Dl: Espesor de la capa.

P dl

La resistencia de la torta es cero al iniciar la filtración, a causa de la deposición continua de sólidos sobre el medio, esta resistencia aumenta continuamente con el tiempo de f iltración. matemáticamente, un filtro de torta trabaja de la siguiente manera:

∆  ∆  ∆; ∆  ∆  ∆ … () En él existen resistencias que bloquean el paso del líquido de un lado al otro, siendo las dos más importante y caso de estudio la resis esiste tenc ncia ia de la to tort rtaa ( ΔPc )  y la resi resist sten enci ciaa de dell me medi dioo filt filtra rant ntee (ΔP ΔPm m ).

 

Resistencia de la torta (ΔPc) La velocidad de fluido a través de la torta viene dada por:

Donde:

         …() :  :      ::      

de do dond ndee la ecua ecuaci ción ón qu qued eda: a:

    …()   (∆)  .  .  La resistencia del medio filtrante Una vez realizados todos los cambios que se deben la velocidad en el medio filtrante es la siguiente:

  (∆)   …()  . Donde:

:   : :       :    

 

ECUACIÓN GENERAL DE LA FILTRACIÓN De las ecuaciones 3 y 4 se despejan las variaciones variaciones de presión de la torta y del medio filtrante respectivamente respectivamente (D Pc y D Pm) y se sustituye en la ecuación 1:

 ...    …()  ..  .    . ∆  .. . .  .. Realizando algunos cambios y conociendo que:

       …() Con:

         . . ::       : :      :: Llegamos a:

     ..     .   …   ∆ .  .  ∆  . 

           …() 1    1 

Donde:

 :     ℎ  :     ::  

 

Todas las ecuaciones de la filtración vienen dadas en función de C, la concentración en base al volumen de filtrado filtrad o por lo que si dan el dato de Cs se debe cambiar cambiar con la formula arriba mostrada. mostrada. Para utilizar utilizar la formula, formula, darán la humedad de la torta en base húmeda o en base seca, dependiendo de esto los valores de mf y mc se  busca  bus can n de la sigui si gui ent e fo forma rma : Humedad en base húmeda Mf

mc

1

1- (% h u m e d a d / 10 0)

1 00

100 -%hu m eda d Humedad en base seca

Mc

Mf

1

1+ (% h um e d a d / 10 0)

1 00

100 + %h u m e d a d

La ecuación 8 es la Ecuación General de la Filtración por Torta, a partir de esta se trabaja para encontrar  la Ecuación que permite calcular el tiempo de filtración en filtros a Presión Constante, integrando entre un tiempo 0 y t y entre un volumen de filtr ado de 0 y V. V. La ecuación e s:

 න  

  ..   න     .   න ∆ .. .   ∆ ∆ .. .   ∆ 

   ∆ ∆..  .. .  2     ∆ ∆.  .. .     …( …()

 

Esta ecuación se le da la forma de una ecuación de línea recta.

...  .       ∆    2.  ∆ ∆.  .. .      ..    ;     . 2. ∆ .  .  ∆ .. .  ∆    .    … () La ecuación 11 representa la ecuación de una línea recta (y=mx+b), donde la pendiente es Kp y el punto de corte con el eje y es B. Al graficar t/V en el eje de las Y, y V en el eje de las X, debe dar una línea recta donde se puede encontrar tanto su pendiente como su punto de corte y con estos poder encontrar valores importantes como lo son la resistencia de la torta   α  y la resistencia del medio Rm.

 

FILTRO PRENSA



Un filtro prensa contiene un conjunto de placas diseñadas diseñad as para proporcionar una serie de cámaras o compartimentos en los que se pueden recoger los sólidos. Las placas se recubren con un medio filtrante tal como una lona. La suspensión se introduce en cada compartimento bajo presión; el líquido pasa a través trav és de la lona y sale a través de una tubería de descarga, dejando detrás una torta de sólidos húmeda.

 

FILTRO DE BANDA AUTOMÁTICO 

El filtro de banda banda Larox Larox es un filtro a presión discontinuo que separa, comprime, lava y descarga de forma automática la torta. La filtración tiene lugar entre 2 y 20 cámaras hori- zontales, colocadas una sobre la otra. Una Una banda de tela través de las las cáma- ras del filtro en turno. Con la banda filtrante pasa a través sostenida de modo estacionario, se llenaagua cadaa cámara condetrás sólidosde durante el ciclo de filtración . Entonces se bombea alta presión un diafragma flexible en la cámara límite, apretando la torta y expulsando de manera mecánica algo del líquido

 



El tipo más frecuente de filtro continuo de vacío es el filtro de tambor rotatorio que se representa en la figura 29.6. Un tambor horizontal, con en unaunsuperficie gira con una velocidad de 0.1 a 2 rpm depósitoacanalada, con la suspensión agitada. Un medio , tal como una lona, cubre la del tambor, que está filtrante superficie sumergido parcialmente en el líquido. Debajo de la superficie cilíndrica acanalada del tambor principal se encuentra un segundo tambor más pequeño con una superficie só- lida. Entre los dos dos tambores existen separaciones radiales que dividen el espacio anular en compartimentos separados, conectado por medio de una tubería cada uno de los cuales está



interna a un orificio situado en la placa de la válvula rotatoria. Conforme el tambor gira se alimenta aire y vacío alternativamente en cada compartimento

FILTRO DE TAMBOR ROTATORIO.

 



Cuando la alimentación contiene partículas sólidas gruesas que sedimentan rápido, un filtro de tambor rotatorio funciona mal o simplemente no puede funcionar. Las partículas gruesas no se mantienen bien en suspensión y la torta que se forma con frecuencia no se adhiere a la superficie del tambor. En estos casos se utiliza un filtro horizontal alimentado por la parte superior. El filtro de banda móvil que se observa en la figura 29.8 es uno de los diferentes tipos de filtro hor horizo izontal ntal;; es es semeseme- jan jante te a un transportador de banda con un soporte transversal o de drenaje que lleva la tela filtrante, y que tiene también la forma de una banda sinfín

FILTRO DE BANDA HORIZONTAL

 

FILTR CIÓN VELOCID D CONST NTE

 

pro oces eso os de filtración por to torrta se pueden lleva varr a cabo a vel elo ocidad cons nsttan antte, Los pr es decir, el valor de dv/dt es v/t. Se debe tener especial cuidado en el término "velocidad constante". Cuando se trabaja con fluidos líquidos la "velocidad" se expr ex pres esa a en fun unci ción ón de flu lujo jo vo vollum umét étriric co (vo volu lum men con re resspe pect cto o al ti tiem emp po) o).. El te term rmin ino o veloc vel ocid idad ad rea realm lment ente e vie viene ne da dado do po por: r:

    .. Donde: : velocidad, V: volumen, t: tiempo de filtración, A: área de filtración.



 

Para este tipo de filtración es la presión la que varía con respecto al tiempo, por ello es que los datos experimentales vienen en función de estas variables. La ecuación para trabajar con ve vellocidad cons nsttan antte surg rge e de la ecuación de la re ressisten enc cia de la torta, ya que al ini nic cio de la filtración se cons nsiidera que la presión del med ediio filtran antte es cassi de ca desspr prec ecia iabl ble e co con n re resp spec ecto to a la pr pres esió ión n de la to torrta ta.. La ec ecua uaci ció ón de la re ressis iste tenc ncia ia de la torta es la sigui uie ente te::



∆     . . . . . Esta fórmula se trabaja para llegar a la ecuación de la filtración por torta a veloc vel ocid idad ad co cons nstan tante te que es es::

   ..    − Δ  Δ     .  

  

Donde: D P: re resi sist sten enci cia a to tota tall de la to tort rta. a. D Pm: re resi siste stenc ncia ia de dell me medi dio o fifilt ltran rante. te. s: fa fact ctor or de co comp mpre resi sibi bililida dad d de la to tort rta. a. U: vel veloc ocid idad ad de dell flflui uido do.. t: ti tiem empo po de fifiltr ltraci ación ón.. C: co conc ncen entr trac ació ión n de la so solu luci ción ón en ba base se al fifilt ltra rado do.. m: vis viscos cosida idad d del flu fluido ido.. o: Re Resi sist sten enci cia a me medi dia a es espe pecí cífifica ca de la to tort rta. a. Se re real aliz iza a un ca camb mbio io de va variriab able le a la ec ecua uaci ción ón an ante teririo or y qu qued eda: a:

Δ  Δ −  ..

 

Con:

  ..   

 

En esta última ecuación la filtración a velocidad constante, si se le aplica a esta ecuación logaritmo en ambos miembros, queda:

  1 .   1   .. . [      ]  lo g 

 

PROBLEMA DE APLICACIÓN Filtr Fi ltrac ació ión n a pre presi sión ón y vel veloc ocid idad ad co cons nsta tante nte.. Un operador al observar la filtración de un lodo, encuentra que el período inicial se efectúa a velocidad constante, a la máx áxim ima a ca capa paci cid dad de la bo bom mba de al alim imen enta taci ció ón, ha hassta qu que e la presión alcanza un valor de 58 lb/in². A continuación se mantiene la presión en este valor durante el resto de la operación y que la operación a velocidad cte. dura 900s, obteniéndose durante este período la tercera parte del filtra rad do to tottal. De Desspr pre eciand ndo o la resisten enc cia del medio filtrante determina: tiem empo po to tota tall de fifilt ltra raci ción ón • El ti • El ciclo de filtración con la bomba existente para la capacidad diaria máxima, si el tiempo necesario para separar la torta y volver a montar la prensa es de 1200s. La torta no se lav ava a.

NOTA NO TA:: Su Supo pong nga a qu que e la te tela la no of ofre rece ce re resi sist sten enci cia. a.  

Extrapolando para t=0

∆  4.  ∆  576.

    

  0.100     1.08  

   

  0.92     6.1810−  .

   32.17  . . Resistencia del medio en:

 ∆. .  .    ∆ ..     310 −

Factor de comprensibi comprensibilidad: lidad:

 1 .   1   . .. [ ∆   ∆  ] ]  log 

1       0.642 642   0.358 358  

:

−

∆   ∆  ]   [ [ ∆ Cuando

   ∆   ∆   10.    1440   

   144081 −   1.316         . .. .     6.1 810.32.17  . − 0.100   1.08   

 

  81 81

  6.34210 .   

ESQUEMA DE LA OPERACIÓN DE FILTRACION Suspensión

Suspensión

Torta

Medio Filtrante

Filtrado  

APLICACIONES DE LA FILTRACION LA FILTRACIÓN SE EMPLEA EN UN GRAN NÚMERO DE PROCESOS RELACIONADOS CON INDUSTRIAS MUY DIVERSAS; COMO EJEMPLO SE CITAN LAS SIGUIENTES: 

Química: filtración de azufre fundido, silicato sódico, ácido cítrico, resinas y fibras sintéticas, plásticos.



Farmacéutica: Farmacéut ica: producción de vitaminas y antibiótico antibióticoss



Alimentaria: filtración de glucosa, fructosa y azúcares, jugos de frutas, cerveza, vino, v ino, ETC. 





En la producción de azúcar se emplean filtros de vacío siempre que es necesaria la separación de materia sólida de un líquido, también aparecen centrífugas. En la producción de zumos de frutas, hay que señalar que está aumentado la utilización de filtros para espesamiento de tipo continuo frente a los típicos decantadores. decantadores. En el embotellado vino o zumos de frutas, se emplean los filtros de placas como filtro final para la esterilización. Otros usos de los filtros en la industria del vino v ino se dan en bodega para filtración clarificante y eliminación de turbidez si se coloca el filtro entre dos tanques.

 

FILTROS USADOS EN LA AGROINDUSTRIA

 

FILTRO DE PLACA HORIZONTAL (INDUTRIA DE BEBIDAS)



Este tipo de filtro esta compuesto por cierto número de lacas horizontales diseñadas de forma que permitan el desplazamiento libre del líquido, montadas formando un bloque vertical, dentro de un recipiente cilíndrico, resistente a la presión. El medio de filtración cubre la parte superior de las plac pl acas as.. La pa papi pilllla a de al alim imen enta taci ción ón ing ngre resa sa po porr un co cond nduc ucto to cen entr tra al o a tr trav avés és de un co cond nduc ucto to ce cent ntra rall

 

FILTRO ROTATIVO A VACIO (INDUTRIA AZUCARERA)



La alimentación se produce girando el tambor, parcialm lme ente sumergido en un tanque que con onttie iene ne la pap apililla la.. En el ca caso so de la se sed dim imen enta tac ció ión n rá ráp pid ida a de lo loss só sólilid dos se pu pued ede e alilime men nta tarr el fifilt ltro ro po porr la pa part rte e su supe peririor or.. En es este te si sist stem ema, a, la pa papi pilllla a al alim imen enta ta un di dist striribu buid idor or,, si situ tuad ado o en la pa part rte e más alta del tambor, desde donde fluye a la superficie del medio. Para extraer la torta, se puede emple lea ar una cin intta continua que pasa alr lre ededor del tambor y sobre la que se form rma a la torta.

 

FILTRO DE ARENA VERTICAL (INDUTRIA FILTRACION DE AGUA)



Los filtros de arena son efectivos para filtrar tanto contaminantes orgánicos, orgán icos, como inorgánicos. El tamaño mayor y la naturaleza tridimensional de la cama de arena proveen más otros área tipos y tienen una mayor capacidad retención que muchos tde iposfiltrado de filtros. Determinar la capacidad delde filtro y entender la función de retrolavado (limpieza) de su su sistema están entre otros los aspectos más importantes de una filtración exitosa. exit osa.

 

METODOLOGÍA PARA RESOLVER PROBLEMAS DE FILTRACIÓN Generalmente los problemas de filtración muestran dos partes en el planteamiento. Una parte es la experimental, donde se han realizado experiencias en laboratorio con la suspensión que se usará en la rla earle, atrlad taonnddoe dsee seim rta er  , nu cluaer netlrapro laceinscoóyg, nla itaotarabpuasc pero que usa la misma suspensión de la experimental.

 

Una vez conocido los datos de ambas partes (real y expper ex erim imen enttal al)) se de detter erm min inaa que ti tipo po de fi filt ltrrac ació iónn po porr torta se está desarrollando para conocer cuales ecuaciones se van a utilizar, teniendo en cuenta que existen tres tipos de ecuaciones la de la   presión constante, la de filtro rotatorio y la de velocidad constante.. constante

 

FILTRACIÓN A PRESIÓN CONSTANTE

   .   ... .    ... 

 

   . PARA TORTAS INCOMPRENSIBLES Y FILTRACIÓN A PRESIÓN CONSTANTE RESULTA:

 

FILTRACIÓN A VELOCIDAD CONSTANTE.

      μ μ.. .  .    .  

 

  CONSTANTE ( )  Y LA TORTA ES INCOMPRENSIBLE, LA ECUACIÓN ANTERIOR PUEDE ESCRIBIRSE COMO:

  

  μ        μ.  .  .  .    . (  )  ) .             μ μ... .  . ( )   μ. μ.       

.  

 

FILTROS CONTÍNUO (ROTATORIO)

    ..∗   .  .     

 

FLOTACIÓN

 

FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE FLOTACIÓN: FLOTACIÓN :

La flota lotac ció ión n es un pr pro oceso fi fisi sic coquí oquím mic ico o de tr tre es fases ses so soli lid doo-L Liq iqu uid ido ogas) que tiene por objetivo la separación de especies de minerales mediante la adhesión sele lec ctiva de partí rtículas mineral rales a burbujas de aire. En otras palabras, se trata de un proceso de separación de materias de distinto origen que se efectúa desde sus pulpas acuosas por medio de burbujas de gas y a base de sus propiedades hidrofilicas y hidrofóbicas.

 

TIPOS DE FLOTACIÓN:

1) Cole Colect ctiv iva: a: se prod produc uce e la se sepa para raci ción ón en do doss grup grupos os,, de los los cu cual ales es el concentrado, contiene dos o más componentes. 2) Selectiva: Esta puede presentarse en dos tipos de concentración. -Bulk: Cuando la especie útil se presenta en fracción menor del mineral y la especie estéril son de gran volumen. -Cleaner: Cuando la especie estéril es de menor fracción y la separación adopta un carácter de purificación.

 

TENEMOS QUE TOMAR EN CUENT CUENTA A CIERTOS PRINCIPIOS BÁSICOS PARA ESTE PROCESO: La hidrofobicidad del mineral que per mite la adherencia de las part pa rtíc ícu ulas las só sóli lid das a la las s bur urbu buja jas s de air ire. e. L armite forte ma ció nener der e la essppa umrtícu a cula eslas tasbso lebre seoblaresu lperf a rfic suicie pie. er.ficie del agua que permi pe ma mant nten las partí sobr supe La superficie hidrofóbica presenta afinidad por la fase gaseosa y repe re pele le la fase fase li liqu quid ida. a. La supe superf rfic icie ie hi hidr drof ofíl ílic ica a ti tien ene e af afin inid idad ad por por la fa fase se li liqu quid ida. a.

 

ASPECTOS GENERALES

La ope opera rac ción ión uni nita tari ria a se basa en dos asp spec ecto tos: s: Acondicionamiento, cuyo objetivo es crear las condiciones fisicoquímicas necesarias para aseg egu urar la selectividad apropiada entre entr e pa partí rtícu cula las s qu que e se qu quie iere ren n se sepa para rarr. Sep Se para rac ción ión, que se bas asa a en in inttro rod ducir bu burb rbuj uja as de ai aire re en el re reci cip pie ien nte de trabajo con el objetivo de que contacten con las especies par tículas ligadas de manera que se separen por flotación. Las par tículas ligadas a las burbujas de aire se eliminan en for ma de espuma.

 

REACTIVOS REACTIV OS UTILIZADOS

Colectores= Son agentes de superficia activa (tensioactivos) que se añaden a la su susp spen ensi sión ón.. Se ab abso sorb rben en sele select ctiv ivam amen ente te so sobr bre e las las part partíc ícul ulas as vo volv lvié iénd ndos ose e hidrofóbicas. Espumantes= Son tensoactivos que añadidos a la suspensión estabilizan las burbujas para que se produzca una adherencia efectiva de las partículas, su arrastré hasta la capa de espuma y eliminación de esta. Modificadores = se dividen en 4; activadores: Se emplean para volver a receptiva al re recu cubr brimi imien ento to de dell co cole lect ctor or la su supe perf rfic icie ie de un mine minera ral,l, Re Regu gula lado dore ress de dell pH, Depr De pres esor ores es:: Ay Ayud udan an a la se sele lecti ctivi vida dad d o imp impide iden n la flota flotaci ción ón de ma mater teria iales les no deseados, Dispersantes y floculantes.

 

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES E rquímedcuerpo es nos “todo inldipcraincipqiouede  A sumerg sume rgid ido o tota totall o pa parc rcia iame ment nte e en un lí líqu quid ido, o, ex expe peri rime ment nta a un una a fuerza de empuje hacia arriba, que es igual al peso del líquido desplazado”

 

EMPUJE EMPU JE HIDROST HIDROSTA ATICO

  .   ..   .

   ( )

 ) ( ) .              (   (    ()

 

LAS FÓRMULAS DE FLOTACIÓN Flotabilidad caso I Si el cuerpo está totalmente sumergido (V s=V0) y no ha llega de a su posición de equilibrio 

            (  ൯

      

 =       

  >            

         

Flotabilidad caso II

Si el cuerpo no está totalmente sumergido

           ≠  Como el cuerpo flota a=0

  

 <        () ()

 

CARACTERÍSTICAS FLOTACIÓN La flotación puede ser   defifin de nid ida a com como un proceso ceso de separación de partículas (o agregados) o gotas vía adhe ad hesi sión ón a burb burbuj ujas as de ai aire re.. la flotación contempla la presencia de tres fases: sólilida só da,, lílíqu quid ida a y gase gaseos osa a La fase sólida está representada por las materias a separar y la fase líquida es el agua y la fase gas el aire.

 

TIPOS DE FLOTACIÓN Flotación natural: •Válido si la diferencia en la densidad natural es suficiente para la separación.

Flotación ayudada •Ocurre cuando se utilizan los medios externos para promover la separación de las

partículas que están flotando de forma natural.

Flotación inducida •Ocurre cuando la densidad de las l as partículas es artificialmente disminuida para

permitir que las partículas floten. Esto se basa en la capacidad de ciertas partículas sólidas y líquidas para unirse unirs e con las burbujas de gas (usualmente aire) para formar for mar

con una densidad menor que el líquido.

 

REACTIVOS Proceso de Flotación

 

Los reactivos de flotación corresponden a sustancias que promueven,



intensifican y modifican las condiciones óptimas del mecanismo físico-químico CONCEPTO del proceso.

 

LOS PRINCIPALES TIPOS DE REACTIVOS QUE SE UTILIZAN EN LA FLOTACIÓN SON: 1. 2.

Colector  Activador 

3. 4.

Depresor  Regulador de pH

5.

Espumante

 

Compuesto orgánico heteropolar que se adsorben COLECTOR selectivamente sobre la superficie de las partículas 

haciendo que estas se vuelvan hidrófobas (aerófilas). 

Los colectores más utilizados son los xantatos y los aerofloats.

EJEMPLO: Xantatos que se utilizan en la flotación de sulfuros.

 



Sin los colectores los sulfuros no podrían pegarse a las burbujas éstas subirían aa lalas superficie sin los minerales y los sulfurosy valiosos se irían colas. Una cantidad excesiva de colector haría que flotaran incluso los materiales no deseados (piritas y rocas) o los sulfuros que deberían flotar en circuitos siguientes.

 

ACTIVADOR 

Compuesto orgánico que modifica selectivamente la superficie de las partículas para permitir que el colector se adsorba sobre éstas.

Ejemplo: Sulfato de cobre que se utiliza en la activación de algunos sulfuros, como la antimonita.

 

DEPRESOR 

Generalmente es un compuesto inorgánico que modifica la superficie de las partículas volviéndolas hidrófilas o inhibe la absorción del colector.

Ejemplo: Sulfato de sodio que deprime a los sulfuros. Se usa por ejemplo para deprimir los sulfuros de cobre en la flotación selectiva de Cobre  –  Molibdeno.

 

REGULADOR El pH indica el grado de DE acidezPH o de alcalinidad de la pulpa. Cada sulfuro tiene su propio pH de flotación, donde puede flotar mejor. Esta propiedad varía según el mineral y su procedencia. Los reguladores de pH tienen la misión de dar a cada pulpa el pH más adecuado para una flotación optima. La cal es un reactivo apropiado para regular el pH, pues deprime las gangas y precipita sales disueltas en el agua.

La cal se puede alimentar a la entrada del molino a bolas.  

ESPUMANTE Reactivo tenso activos que modifican la tensión superficial del 

agua y que producen una espuma estable. 

Los productos más usados como espumantes son: aceite de pino, ácido cresílico, alcoholes sintéticos como el Dowfroth 250, etc.

Ejemplo: Aceite de pino. Al hacer pasar aire a través de agua pura no se produce espuma. Pequeñas cantidades de ciertos compuestos

orgánicos como por ejemplo, aceites, al soplar aire a través del líquido se formaran burbujas de aire.  

MECANISMO DE PROCESO DE LA FLOTACION  La flotación es proceso fisicoquímico, objetiv objetivo o es separación especies minerales, tr trav avés és de dell us uso o un de la ad adhe hesi sión ón se sele lect ctiv iva a decuyo la las s pa part rtic icul ulas as delamine mi nera rale les s valio alde ioso sos s a las las bu burb rbuj ujas as deaaire aire.. B: burbuja; burbuja; P: partícula partícula s - g: sól sólido ido - gas; gas; s - l: sóli sólido do - líq líquid uido o Fi Fig gura ura 1: 1: Esq Esque uema ma bási básic co del del proc proce eso de flo flota taci ción ón

: tensión tensión de adhesión adhesión

Figur igura a 2: Esquema adhesión selectiva



Burbuja deaire (pequeña)

s- g 

Colisión

Partícula (Suspensión mineral)

B

P

aire

Adhesión = f (hidrofobicidad)

H O 2

 No adh esi ón

S up up er er fi fi ci ci e d el el l íq íq ui uid o

P ar ar tí tí cu cu la las f in in as as

Figura 3: Esquema de celda celda de flotación Concentrado

Hidrofóbicas

Colisión

s- l

Hidrofílicas

 



Separación selectiva de minerales (flotación)

Al coexistir las tres fases, las par   “preferirán”   adherirse a la fase partíc hidro hid fóbica icas gaseosa   (bur (burbu buja jas) s),, ev evita itand ndo o as así í tículas el ulas conta co ntact cto orofób con els ag agua, ua, mi mient entra rass que la lass dem demás ás  permanecerán en la fase líquida. Las burbujas con partículas adheridas y una densidad conjunta menor que la del líquido, ascenderán hasta llegar a a la espuma.

Espuma

Concentrado

Hidrofóbica

Pulpa

Hidrofílica

Relave

 

FLOTACIÓN  –  APLICACIÓN  APLICACIÓN DE LA FLOTACIÓN EN PROCESOS INDUSTRIALES

 

•   Se Sepa para raci ción ón de pr prot oteí eína nas, s, im impu pure reza zas s en la in indu dust stri ria a de dell

azúcar. •   Separación de (detergentes)

aceites,

grasas,

tensoactivos

•   Remo Remoci ción ón de ol olor or y re resi sidu duos os só sólilido dos s de la in indu dust stri ria a de alimentos •   Re Reci cicl clad ado o de pl plás ásti tico cos, s, pi pigm gmen ento tos, s, co colo lora rant ntes es y fi fibr bras as

Separación tinta-papel, gomas, resinas, pigmentos de los "ton "t onne ners rs"" de la las s im impr pres esor oras as a lá láse serr, es espe pesa sami mien ento to de lodos activados

•   Microorga Microorganismo nismos s (alg (algas, as, hongos, bacterias), bacterias), metales metales en química analítica.  



Trat Tratam amiiento ento de suelo ueloss: rem remoci oción de pes pesti tici cida das, s, ac acei eite tess y el elem emen ento toss ra radi dioa oact ctiivo vos; s; separación de pigmentos, semillas; tratamiento de aguas de procesos para el control de la corrosión, remoción de detergentes, aguas para uso industrial y doméstico (flocos biológicos). Ejemplos de aplicación de flotación en el tratamiento de aguas y efluentes líquidos tratados son descritos en la Tabla que sigue

 



Recientemente observamos también el empleo del proceso de flotación en la separación de microorganismos desde que la célula cé lula por sus dimensiones pueda ser considerada como biocoloide.



En la figura a continuación muestra las células en la burbuja de aire. Estudios recientes intentan viabilizar esta técnica para la separación de levaduras en el proceso de producción de alcohol.

Células de levadura Sacharomyces cerevisiae cerevi siae adher adheridas idas a la burbuja burbuja de aire

 

VARIABLES OPERACIONALES DE FLOTACIÓN Ldaesntrvoariadbeles coie preto rasciornaanlg esos,pueyd aen sese ar m moadnifuicaal daos automáticamente. Según si son variables sobre las que se actúa para modificar el proceso o si son variables de salida que se miden para conocer el estado del proceso o sus productos, se clasifican en variables manipuladas o controladas

 

PRINCIPALES VARIABLES OPERACIONALES DE FLOTACION       

Granulometría Tipos de reactivos Dosis de reactivos Densidad de pulpa Aireación Regulación del pH Tiempo de Residencia



Temperatura

 







  GRANULOMETRÍA: Adquiere gran importancia dado que la flotación requiere que las especies min ine erales útiles tengan un gra rad do de lib ibe era rac ció ión n adecuado para su concen enttra rac ció ión. n.   TIPOS DE REACTIVOS: Los reactivos pueden clasificarse en colectores, espumantes y modificadores. La eficiencia del proceso dependerá de la selección de la mejor fórmula de reactivos.  DOSIS DE REACTIVO: La cantidad de reactivos requerida en

el proceso dependerá de las pruebas metalúrgicas preliminares y del balance económico desprendido de la  



ido os óptimos  DENSIDAD DE LA PULPA: Existe un porcentaje de solid p l eprraol ceenso ue da elramein ine losqc irctuieitnoes. influencia en el tiempo de residencia





  AIREACIÓN: La aireación permitirá aumentar o retardar la flotación en beneficio de la recuperación. El aire es uno de los 3 elementos imprescindibles en el proceso de flotación, junto con el mineral y el agua.  REGULACIÓN DEL PH: La flotación es sumamente sensible al pH, especialmente cuando se trata de flotación selectiva. Cada formula de reactivos tiene un pH optimo ambiente en el cual se

obte ob tend ndríría a el me mejo jorr re resu sultltad ado o op oper erac acio iona nal.l.  



 TIEMPO DE RESIDENCIA: El tiempo de flotación depende de laosncjuagractió enrístdiceatsodeols m ee ria y edne ela c loas td ml áqsufeacse torveas a qufelotinacr id n el proceso. El tiempo de residencia se puede variar   normalmente a través de alteraciones en el flujo y en la conc co ncen entr trac ació ión n de só sólilido dos. s.



  TEMPERATURA: La mayoría de los procesos a nivel industrial, por lo general se realiz iza an a temperatura ambie ien nte, puesto q niem ue n mueejorsaom ntu oy dpeoclo as elofisciemnicniearalceos n queel amuumeestnra ton d temperatura de la pulpa. Sin embargo, es útil registrar las temperaturas de pulpa y considerar su influencia sobre la respuesta junto con la información de los probables