Embed Size (px)
Citation preview
DIMENSIONAMIENTO DE PILAS DE LIXIVIACIÓN
Datos de diseño
Tonelaje : 30 TMS
Ley : 1.4 % Cu
Recuperación : 80%
Altura de la pila (h) : 1 (m)
Relación largo/ancho (m) : 1
Densidad del mineral :1.45 (ton/m3)
Tiempo del ciclo de lixiviación :30 días
Angulo de reposo del mineral : 40
La pila a dimensionar es de base cuadrada del tipo permanentes y estática .
B
a
b
A
El volumen de una pila de base rectangular, esta dado por:
Donde:
Reemplazando se obtiene:
Considerado que B=n*A, se tiene:
Reemplazando los valores:
A2 - 12.71A-39372.2=0
Resolviendo la ecuación cuadrática se tiene:
A=214.6 m
A=-201.9m
Por lo tanto el ancho de la pila de lixiviación, considerando que esta
fuese una sola pila grande es de 211.2m, y las otras dimensiones son:
3*214.6 = 643.8m
= 195.5m
Dimensinamiento del piso radier.
Para este tipo de dimensionamiento, se realiza en función del número de las pilas que se emplearon y de la superficie que estas cubren. El terreno tiene como característica ser compactado y nivelado con pendientes entre 0.5 – 1%; sobre esta se colocará una capa de material fino harneado de 30cm. de espesor, cuyo fin es proteger la carpeta impermeable de incrustaciones de materiales, piedras desde el piso hacia la parte superior, sobre esta capa de material se colocará la carpeta de polietileno de alta densidad (1.5 a 2 mm. de espesor).
Estructura del piso.
Con el objeto de proteger la carpeta de polietileno de incrustaciones, se colocará una segunda capa de 30 cm. De espesor de material fino, quedando la carpeta protegida por ambas superficies, sobre la segunda capa de material particularmente fino se coloca una capa de áridos de 40 cm. De espesor, lo cual la protegerá y además servirá como medio de drenaje de las soluciones lixiviadas.
Dimensionamiento de la carpeta.
Para efectos de dimensionamiento de la carpeta, se utiliza las dimensiones
de la pila completa.
Dimensiones de la pila.
40 cm de ripio
harneado
30 cm de arena
carpeta
30 cm de
arena
66 m.
A; ancho = 222 m.
Dimensionamiento del sistema de riego.
Durante 30 días se riega con una solución semicargada (solución
intermedia), el material aglomerado y dispuesto en las pilas. Posteriormente
durante 13 días el mineral será regado con una solución de refino, el cual
proviene de la etapa de extracción por solvente.
Se determinará el diámetro de los conductos matrices que
transportaran las soluciones semicargada, para el riego durante 30 días y de
13 para el transporte de las soluciones de refino.
Determinación del área de riego.
Área de riego esta dada por =
Dimensiones de las subpilas.
b ,=129.4 m.
B, = 133.2 m
área de riego =27901.2 m2.
Riego con solución de refino.
La expresión del caudal que riega con solución de refino, esta dada por:
TR ; tasa de riego = 19.8 ((l/h)/m2)
AR ; área de riego (m2).
Reemplazando los valores se tiene:
Por efectos de pérdida al caudal calculado se le suma un 10%.
Por lo tanto, se determinará el diámetro de los ductos que tienen como
función transportar la solución intermedia para el riego de las subpilas.
v; velocidad de riego = 1.3 m/s
Por lo tanto, se tiene que el diámetro del ducto.
Riego con solución intermedia.
Área de riego = 27901.2 m2*3
Area de riego = 83703.6 m2
Caudal que riega la solución intermedia, viene dado por:
Por lo tanto el diámetro del ducto que transporta la solución intermedia es el
siguiente.
Determinación del diámetro de las líneas de riego, caudal por cada línea,
diámetro de cada línea.
Los aspersores utilizados tienen un alcance de 5metros de radio.
Por cada subpila, se tiene 13 líneas de riego y el total para toda la pila es de
65 líneas.
Caudal por cada línea.
Los ductos por líneas, se unen al ducto matriz que tiene como función
distribuir la solución de regadío hacia los aspersores que se encuentran sobre
la pila, los aspersores están ubicados a una distancia de 10 metros.
DIMENSIONAMIENTO DE LOS ASPERSORES
El flujo o goteo del aspersor debe cumplir con la función de no provocar
la generación de finos, causado por el desglosamiento de los aglomerados,
es por ello que el aspersor debe tener un riego uniforme y el goteo no debe
verse afectado por condiciones adversas.
Y el número de aspersores totales=1776
Cantidad de aspersores por cada línea en una subpila.
Sistema de drenaje de soluciones.
Para el dimensionamiento del sistema de drenaje, se hace uso del
aprovechamiento de la pendiente del piso y el grado de percolación presente
en el aglomerado.
La salida de la solución lixiviante es evacuar a través de conductos de
drenaje, ubicados en el interior de la pila, estos ductos descargan las
soluciones hacia las canaletas de recolección de soluciones.
El caudal que sale por la canaleta de recolección es el 66 % del caudal
que ingresa al riego
Por cada subpila se tiene.
Caudal total = 0.169m3/s
Ancho subpila =133.2 m
Velocidad de drenaje =1.2 m/s
Número de ducto =67
Caudal total que sale por la canaleta de recolección, viene dado por
Caudal por ducto =
Cantidad total de conductos =335
Dimensionamiento de canaletas de recolección.
Las canaletas de recolección cumplen la función de recolección de
soluciones lixiviadas y se encuentran inmersa al revestimiento impermeable
de la pila.
La pendiente característica de la canaleta es del orden de 0.5 – 1% hacia el
punto de recolección.
La canaleta de recolección se ubica a 0.5 metros de la pila, al costado
de la misma.
Razón óptima para obtener un valor máximo de área.
y con K, =0.35
y = c
m ; pendiente = 1%
N; coeficiente de rugosidad = 0.015
Q; caudal de drenaje = 0.11*5 = 0.55 m3/s.
Despejando b tenemos que:
y
c
b
Las otras 2 canaletas (solución rica e intermedia) son de idénticas
características
Para el cálculo del caudal de solución rica real obtenido se determina en base
a los kgCu/h, obtenido y a las concentraciones de refino, solución rica.
Solución rica (PLS) = 6.93 g/l
Solución refino (RF) = 0.43 g/l
Dimensionamiento de estanques de proceso
Es necesario para efectos de dimensionamiento describir los estanques
necesarios para nuestro sistema.
- 1 estanque de solución rica.
- 1 estanque de solución intermedia.
- 1 estanque de agua.
- 1 estanque desarenador.
- 1 estanque de refino
- 1 estanque de ácido
Estanque de solución rica.
La forma del estanque es tronco piramidal invertido, directamente
excavado en terreno, revestido de un mineral impermeable, en forme similar
al empleados en las pilas.
Volumen del estanque esta dado por
TR; tasa de riego = 19.8 ((l/h)/m2)
Área de riego = 27901.2 m2*3 = 83703.6 m2
La base del estanque es de forma cuadrada y sus paredes presentan una
inclinación de 45
H
I
La superficie de revestimiento está dada por.
El 20% corresponde a la superficie de anclajes superiores y bordes.
Reemplazando se tiene:
S = 6123.9 m2
S +20% = 7348.68 m2
Estanques de solución intermedia.
Es de idénticas dimensiones que el estanque de solución rica.
Estanque de agua de proceso.
El estanque de agua de proceso debe cumplir con la función de
abastecer de agua, por un tiempo no inferior a 1 día , para nuestro caso se
hace para dos días y se considera un requerimiento de un 10% de solución
de regadío (caudal de refino) más la cantidad de agua que se adiciona al
tambor aglomerador.
Para regadío.
Para el tambor aglomerador.
Capacidad total de estanque = 2920.3+1333.44=4253.74 (m3/2 días).
Dimensiones del estanque (cilindro D = H).
Altura
Estanque desarenador.
La función de este tipo de estanque es de recibir la solución desde las
canaletas de recolección y alimentar (por rebalse) los estanques de proceso,
decantando los sólidos en suspensión.
V; volumen (m3).
Q; caudal de drenaje = 0.11 m3/s
T; tiempo de residencia = 120 s
Reemplazando se tiene
El volumen del estanque considera la siguiente expresión.
; y además a =3*b y h = b
por lo tanto, se tiene:
a = 4.91 m.
b = 1.64 m.
H = 1.64m.
El estanque en su interior contiene tres placas cuyo alto es:
Y la distancia entre ellas:
El estanque se encuentra protegido de plástico, y la superficie de
plástico requerido va a ser igual al total de las caras interiores más las placas
estabilizadoras de flujo.
Se debe tener presente que para la evacuación de las solución será
necesario dejar uno de los lados del estanques con una altura menor,
adoptándose 5 cm.
Por lo tanto la altura
Estanque de refino.
Posee la misma forma geométrica del estanque de solución rica, y se
dimensionará para un día de operación.
Superficie de revestimiento (s)
S +20% = 3767.6 m2
Estanque de ácido.
El consumo de ácido sulfúrico normalmente utilizado es del orden de 20
(kgH+/TMS), aportando un 80% de este ácido el tambor aglomerador (16
kgH+/TMS) con ello el tonelaje a tratar durante tres días para contar con un
abastecimiento racional, se tiene lo siguiente:
Consumo total de ácido=36 kgH+/TMS.
Si el estanque tiene la forma de un cilindro D=H
y la altura.
y la superficie de revestimiento (s) es la siguiente:
