View
39
Download
1
Category
Preview:
DESCRIPTION
Concentracion de minerales
Citation preview
SEDIMENTACION
Vladimir A. Arias Arce
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN
MARCOS
E.A.P. INGENIERIA METALURGICA
SEPARACION SOLIDO - LIQUIDO
SEPARACIN SLIDO / LQUIDO
El procesamiento de minerales utiliza importantes volmenes de agua.
Operaciones realizadas en pulpa: flotacin y lixiviacin requieren separar los slidos
del agua.
MTODOS
Sedimentacin
Filtracin
Secado trmico
MINERAL PROVENIENTE DE LA
MINA
Chancado
Molienda
Clasificacin por tamao
Flotacin
Concentrado
de galenaRelaves
Espesamiento y
filtracinCancha de
relaves
Partculas
de
tamao
final
Retorno de
gruesos
Concentrado seco
a la fundicin
Consiste en la separacin, por accin de la gravedad, de las partculas suspendidas cuyo peso especfico es mayor que el del agua.
Se utiliza para:
- Eliminacin de arenas
- Eliminacin de materia en suspensin:
en aguas residuales y para potabilizacin
flculo biolgico en los decantadores secundarios de los procesos de lodos activados
flculos qumicos cuando se emplea coagulacin.
- Concentracin de los slidos en los espesadores.
SEDIMENTACIN
1 Discreta (Tipo 1): Sedimentacin de partculas en una suspensin con concentracin de slidos baja. Las partculas sedimentan como entidades individuales, sin haber interaccin con partculas vecinas.
2 Floculenta (Tipo 2): Sedimentacin de partculas de una solucin diluda, que floculan durante el proceso. Al aglomerarse, aumentan su tamao y su masa, por lo tanto tambin su velocidad de sedimentacin.
En funcin de la concentracin y de la
tendencia a la inter-accin de las partculas,
se pueden producir cuatro tipos de
sedimentacin:
Continuacion
3 Retardada (llamada en bloque o zonal) (Tipo3): Corresponde a una suspensin de concentracin intermedia, en la cual las fuerzas interpartculas son suficientes para entorpecer la sedimentacin de las partculas vecinas, hacindolas sedimentar como una sola unidad.
4 Por compresin (Tipo 4): Cuando la concentracin de partculas es tal que stas forman una estructura, la sedimetacin slo puede darse por compresin, debido al peso de las partculas que se van aadiendo.
Zona de agua clarificada
Zona de sedimentacin discreta (Tipo 1)
Zona de sedimentacin floculenta (Tipo 2)
Zona de sedimentacin retardada (Tipo
3)
Zona de compresin
(Tipo 4)
Probeta TIEMPO
Pro
fun
did
ad
OBJETIVOS
Reconocer las operaciones de los procesos de
separacin slido-lquido.
Identificar los efectos que las variables ejercen
sobre la sedimentacin y filtracin de los
minerales.
Reconocer los equipos ms comunes utilizados
durante el espesamiento y la filtracin.
ETAPA DE SEPARACIN
SLIDO-LQUIDO
Una vez que hemos obtenido los concentrados a partir de la flotacin stos contienen sulfuros muy valiosos que a la vez contienen espumas y stas a la vez agua, que tenemos que quitrsela para poder transportar y manipular estos concentrados de manera ms fcil para las siguientes operaciones que se han de realizar.
CONCENTRADOS
SULFUROS
ESPUMAS
AGUA
ESPESAMIENTO Y FILTRACIN
En el procesamiento de minerales, la
operacin unitaria de separacin
slido - lquido consiste en la
eliminacin de agua de los productos
finales o intermedios de una planta
concentradora
DEFINICIN
OPERACIONES PRINCIPALES
OPERACIONES
PRINCIPALES DE LA
SEPARACIN SLIDO -
LQUIDO
ESPESAMIENTO
Que comienza con la
eliminacin de la mayor
cantidad de agua contenida
en las espumas.
LA FILTRACIN
En la que procuramos quitar
todo lo que se pueda del agua
que ha quedado despus del
espesamiento.
SECADO
Consiste en retirar al 100% el
agua del concentrado.
SEDIMENTACIN
Sedimentacin: Eficiente cuando hay buena diferencia en densidad entre slidos y lquido.
Una rpida sedimentacin de slidos produce un lquido claro a ser decantado, produciendo
una pulpa densificada, con 50 a 60 % slidos.
Partculas muy finas sedimentan lentamente y requieren sedimentacin centrfuga o
floculacin.
LEYES
La sedimentacin obedece a leyes de Stokes y Newton, segn el tamao de partcula.
Ley de Stokes: v = k1d2 (Ds - Df)
Vlida para d < 50
Ley de Newton: v= k2[d (Ds - Df)]1/2
Vlida para d > 0.5 cm
d = Dimetro de la partcula
Ds = Densidad de la partcula
Df = Densidad del fluido
v = Velocidad terminal
Relaves:
Espesamiento antes del depsito de relave, recuperacin de agua
Concentrados:
Espesamiento antes de filtracin.
Hidrometalurgia:
Filtracin cuando la solucin tiene alta densidad.
Filtracin antes de precipitar Au/Ag de solucin de cianuracin.
APLICACIONES
Esquema General
PLANTA
CONCENTRADORA Relave
25-30 % Slidos
Concentrado 25-30 % Slidos
ESPESADOR
FILTRO
ESPESADOR
RELAVERA
Agua decantada
Concentrado 6-12 % H2O
Agua
Agua
45-55 % Slidos 55-65 %
Slidos
ESPESAMIENTO
Sedimentador de slidos por gravedad y decantacin del agua, en espesadores.
Para aumentar la eficiencia se aade floculantes, que aglomeran las partculas formando flculos.
Clarificador de diseo similar al espesador, pero
menos robusto, porque recibe
pulpas con menor contenido
de slidos.
Alimentacin
Rebose
Zona de clarificacin
Zona de espesamiento
Descarga de pulpa densificada
Slidos
ESQUEMA DE UN ESPESADOR
Agua
Zona de agua clara
Espesadores convencionales
DISEO DEL ESPESADOR
Mtodo de Coe y Clevenger:
A = (F - D)W / RS
A = rea del espesador, m2
R = Velocidad de sedimentacin, m/hr
S = Gravedad especfica del lquido, kg/l
F = Relacin Lquido/Slido en peso
D = Relacin Lquido/Slido en la descarga
W = Alimentacin de mineral, tm/hr
ESPESADOR DE LAMELAS
Utiliza un conjunto de placas
inclinadas paralelas que
reducen la distancia de
sedimentacin e
incrementan el rea efectiva.
El espacio requerido es 20 % de un
espesador convencional.
El rea efectiva de sedimentacin es:
Aef = nA cos
n = nmero de placas; A = rea de cada placa = ngulo de las placas con la horizontal
SEDIMENTACIN CENTRFUGA
La velocidad de sedimentacin de partculas se incrementa por influencia de fuerza centrfuga
La separacin centrfuga puede hacerse mediante ciclones o centrfugas.
Los ciclones son equipos sencillos y baratos. Su eficiencia baja con partculas pequeas.
Partculas menores de 10 van de todas
maneras al rebose.
Son ms eficientes en clasificacin que en
sedimentacin.
Centrfuga
Ms compleja y costosa que el cicln, pero eficiente en clarificacin, ms flexible, y da
mayores concentraciones de slidos.
El tipo solid bowl scroll es el de ms uso en minera debido a que descarga slidos en
forma continua. Consiste en un casco cilindro-
cnico horizontal giratorio. En su interior hay un
transportador de tornillo que gira en el mismo
sentido, a velocidad diferente.
Descarga de slidos
Descarga
de lquidos
Pulpa
ESQUEMA DE CENTRFUGA
SOLID BOWL SCROLL
Centrfuga
Velocidad de rotacin : 1600 a 8500 rpm
Dimetro: 0.15 a 1.50 m
Capacidad: 0.50 a 50 m3/hr lquido, o 0.25 a 100 TM slidos/hr
Alimentacin: 0.5 a 70 % slidos
Partculas: 12 mm a 2 , o ms fino con floculacin
Humedad el producto: 5 a 20 %.
FILTRACIN
Operacin que separa slidos del lquido mediante un medio poroso que retiene los slidos y deja pasar el lquido.
Tipos de filtro:
A vaco: Disco, tambor, circular, faja, hoja
A presin: tiene ventajas sobre el filtro a vaco: mayor capacidad, lavado y secado. La mayora opera en batch.
Filtro prensa es el ms usado.
Filtracin ...
Factores que afectan la filtracin:
Cada de presin
rea filtrante
Viscosidad del filtrado
Resistencia de la torta y del medio filtrante
Filtracin
Lamas tienen efecto adverso en la filtracin, tupen al medio filtrante.
La floculacin reduce este efecto y facilita la filtracin.
Filtro Medio filtrante:
Muy importante para asegurar una buena filtracin.
Debe retener slidos sin obstruirse.
Debe tener resistencia mecnica y a la corrosin.
Debe tener baja resistencia al flujo del lquido.
Medios filtrantes: de algodn, lana, lino,yute,nylon, seda, fibra de vidrio, carbn
poroso, rayn, cermica. Deben filtrar slidos
de < 10 .
Filtro de banda horizontal Filtro prensa de placas verticales
Filtro de Tambor
Filtro automtico a presin Larox
Diagrama de flujo del Filtro
Automtico Larox
SECADO Eliminacin de humedad mediante evapora-
cin del agua, requiere suministro de calor.
La velocidad de evaporacin se incrementa con la temperatura.
La capa de mineral a secar debe ser lo ms delgada posible.
Permite reducir el costo de transporte
Hay hornos de secado en muchos diseos. El horno horizontal rotatorio: el ms comn.
Dimetro: 1.5 a 2.0 m, largo: 8 a 12 m, inclinacin: 1 a 2. Velocidad: 3 a 8 rpm
Gases calientes en contracorriente.
CMARA DE
COMBUSTIN CILINDRO
ZONA DE
CARGA
SLIDOS
GASES
ESQUEMA DE HORNO ROTATORIO DE SECADO
SECCION
BIBLIOGRAFIA
Sevryukov, N., Kuzmin, B., Chelihchev, Y.- General Metallurgy
Wills, B.A., Mineral Processing Technology
De Campos Filho, M.- Introduao Metalurgia Extrativa e Siderurgia
Kennedy Van Saun Corp.- Rock Talk Manual
Recommended