PRUEBA DE SEDIMENTACION

1. ALCANCES

OBJETIVO

-Determinar la variación de la velocidad de sedimentación y la influencia con los floculantes

-ver la influencia del pH en la sedimentación.

FUNDAMENTO TEORICO

SEDIMENTACION

Es una operación de separación de faces fluido-sólidos en la que las partículas sólidas se separan del fluido debido a que por su mayor densidad, tienden a sedimentar debido a la gravedad.

El fluido puede ser un líquido o gas, aunque en este último caso pasa a ser fluidización.

USOS:

- Clarificación: obtener una fase liquida clara, sin sólidos en suspensión. ( tratamiento de aguas)

- Espesamiento: Obtener una pulpa de densidad adecuada para alguna operación subsiguiente(pulpa para filtrado)

BARIABLES:

- Tamaño de partícula

- Densidad de la partícula

- Forma de las partículas

- Propiedades superficiales

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION

La velocidad de sedimentación o velocidad de separación está determinada por las propiedades del sólido, del líquido o de la mezcla por mezcla.

Propiedades del solido

- Densidad

- Forma

- Rugosidad superficial

- Condición eléctrica de su superficie

- Distribución granulométrica

Propiedades de la fase liquida

- Densidad

- Viscosidad

- Naturaleza molecular

- Substancias disueltas

Propiedades de la mezcla

- Concentración de solidos

- Viscosidad de la mezcla

Para determinar las características de operación de un espesador continuo se construye una gráfica de sedimentación. A partir de esta grafica (Profundidad vs. Tiempo) se puede obtener la velocidad de sedimentación. Con la gráfica, se pueden identificar las zonas de sedimentación que se presentan en el proceso.

ANALISIS DE LA SEDIMENTACION FLOCULANTE

En soluciones relativamente diluidas, las partículas no se comportan como partículas discretas sino que tienden a agregarse unas a otras durante el proceso de sedimentación. Conforme se produce la coalescencia o floculación, la masa de partículas va aumentando, y se deposita a mayor velocidad.

La medida en que se desarrolla el fenómeno de floculación depende de la posibilidad de contacto entre las diferentes partículas, que a su vez es función de la carga de superficie, de la profundidad del tanque, del gradiente de velocidad del sistema, de la concentración de partículas y de los tamaños de las mismas. El efecto de estas variables sobre el proceso solo se puede determinar mediante ensayos de sedimentación.

Para determinar las características de sedimentación de una suspensión de partículas floculentas se puede emplear una columna de sedimentación. El diámetro de la misma puede ser cualquiera, pero su altura deberá ser la misma que la del tanque de sedimentación de la que se trata. Se han obtenido buenos resultados empleando un tubo de plástico de 15 cm. De diámetro por unos 3m de altura. Los orificios de muestreo deben colocarse cada 0.5m. La solución con materia en suspensión se introduce en la columna de modo que produzca una distribución uniforme de tamaños de las partículas en toda la profundidad del tubo.

PARTE EXPERIMENTAL

Las pruebas que se realizaron fueron para ver la eficiencia de dos floculantes RENAFLOC Y ORIFLOC

A continuación el resumen de las propiedades de los floculantes:

RENAFLOC:

El RENAFLOC es un floculante No Ionico elaborado para la minería.

Cuando se aplica con un coagulante inorgánico deben disolver en dos dispositivos diferentes, de lo contrario va a crear una interacción entre los dos floculantes para producir el efecto de cohesión.

Composición : Copolimero de acrilamida y acrilato de sodio ( Poliacrilamida No- Ionico)

Características:

Apariencia : solido

Color referencial : blanco

Estabilidad de disolución: 1 día

Concentración : 0.10% recomendado

Trabajo rango de pH : 6.45 al 0.1%

Viscosidad

(0.5 % en agua destilada):aprox. 229 cP (viscosímetro Stormer ku-2)

Modo de empleo : Se deben realizar ensayos a pequeña escala para determinar la dosis optima y las condiciones de uso, el uso general se encuentra en el rango de 0.1 – 0.5 ppm

Propiedades : Es un agente floculante

Almacenamiento : El floculante RENAFLOC no puede ser almacenado en recipientes metálicos. Mantener en lugares secos y bajo techo.

ORIFLOC

Nombre químico (IUPAC): Poli (solución de sal sódica de ácido acrilamida-acrílico) con varios carboxilos.

Formula química: Polímero complejo

Sinónimos: Poliacrilamida anionica; Poliacrilamida anionica hidrolizada.

Concentración: >/= 88%

pH concentración y temperatura: App. 7.3 para solución 1%

Temperatura de descomposición: no ha sido determinada

Densidad a 20°C: 0.7-0.85

NOTA: los floculantes no iónicos son usados en la sedimentación de pulpas con mayor eficacia en pulpas acidas. Los consumos o dosificaciones típicos varían entre 1 a 50 gr/ton.

Los floculantes anionicos son los más usados en la sedimentación de pulpas de minerales y concentrados. Los consumos o dosificaciones típicos varían entre 2 a 50 gr/ton (gramos de floculante por tonelada de solidos secos).

2. OBJETIVO:

Determinar la eficiencia en cuanto a turbidez y velocidad de sedimentación de los floculantes ORIFLOC y RENAFLOC.

3. PROCEDIMIENTO:

3.1. Para realizar la prueba se tomó una muestra de 10 Lt de los siguientes puntos

PUNTO % de muestra VOLUMEN (Lt)Relave sulfuros 4 0.421

Lamas 25 2.632Cola 1ra limpieza 8 0.842Cola scavenger 58 6.110

3.2. Para la preparación del floculante se realizó con una concentración del 0.05% en un volumen de 200cc lo cual equivale aun 0.1 gr de floculante:

0.05%= Pengr200cc

X=0.1 gr de floculante

3.3. Se utilizó probetas de 1000ml para la prueba para cada uno de los floculantes:

FLOCULANTE VOLUMEN DE PULPA(ml)

VOLUMEN DE FLOCULANTE (ml)

RENAFLOC Con cal 1000 1.2Sin cal 1000 1.2

ORIFLOC Con cal 1000 1.2Sin cal 1000 1.2

3.4. DENSIDAD Y PH DE LAS MUESTRAS

RENAFLOC ORIFLOC

con cal sin cal con cal sin calDENSIDAD(gr/

Lt) 1150.8 1152.1 1150.4 1143.2

PH 8.6 5.9 8.6 5.9

4. RESULTADOS:

RENAFLOC ORIFLOC

ALTURA (mm) ALTURA (mm)TIEMPO

(min)con cal

sin cal

Ac. con cal

Ac sin cal

con cal

sin cal

Ac. con cal

Ac sin cal

0.5 6 5 314 315 9 7 311 3131 34 13 286 307 32 16 288 3042 68 34 252 286 61 35 259 2853 100 58 220 262 87 57 233 2634 129 82 191 238 113 80 207 2405 154 108 166 212 134 103 186 2176 168 130 152 190 153 124 167 1967 178 150 142 170 166 145 154 1758 187 165 133 155 176 160 144 1609 194 174 126 146 184 171 136 149

10 202 181 118 139 192 179 128 14115 225 205 95 115 220 204 100 11622 233 226 87 94 233 228 87 92

30 236 231 84 89 237 233 83 87

0 5 10 15 20 25 30 350

50

100

150

200

250

300

350

RENAFLOC

con calsin cal

TIEMPO (min)

ALTU

RA A

C (m

m)

0 5 10 15 20 25 30 350

50100150200250300350

ORIFLOC

con calsin cal

TIEMPO (min)

ALTU

RA A

C (m

m)

0 5 10 15 20 25 30 350

50

100

150

200

250

300

350

SIN CAL

RENAFLOCORIFLOC

TIEMPO (min)

ALTU

RA A

C (m

m)

0 5 10 15 20 25 30 350

50

100

150

200

250

300

350

CON CAL

RENAFLOCORIFLOC

TIEMPO (min)

ALTU

RA A

C (m

m)

Ac. con cal Ac sin cal Ac. con cal Ac sin cal6 5 9 734 13 32 1668 34 61 35

100 58 87 57129 82 113 80154 108 134 103168 130 153 124178 150 166 145187 165 176 160194 174 184 171202 181 192 179225 205 220 204233 226 233 228236 231 237 233320 320 320 320

RENAFLOC ORIFLOC

La pendiente de la recta representa la velocidad de sedimentación inicial. En el presente cuadro se observa la diferencia de velocidades de sedimentación para los dos floculantes en medio ácido y básico.

Velocidad (mm/seg)sin cal con cal

RENAFLOC 20.02 19.577ORIFLOC 19.55 19.108

4.1. PARTICULAS EN SUSPENSIÓN

Para el análisis de la solución clarificada se tomó una muestra de 50 ml para ser filtrado:

Un papel filtro en condiciones normales tiene un peso aproximado de 1.1761gr y al ser sometido a calor tiene una reducción en peso a 1.1546gr lo cual nos indica que el papel tiene una humedad de 1.83% que en peso es 0.0156 gr.

FLUOCULANTEPₒ papel filtro

(gr)

P₁ papel filtro con partículas

(gr)P. final partículas

(gr)Proporción

(mg/Lt)

RENAFLOCcon cal 1.1867 1.1876 0.0165 330sin cal 1.1805 1.1807 0.0158 316

ORIFLOCcon cal 1.1872 1.2063 0.0347 694sin cal 1.197 1.1967 0.0165 330

5. CONCLUSIONES:

En medio acido se observa que la velocidad de sedimentación es casi pareja entre los dos floculantes con una pequeña ventaja del RENAFLOC a un pH de 5.9.

En medio básico el RENAFLOC también tiene una mayor velocidad de sedimentación a un pH de 8.6.

Existe presencia de un colchón de espuma para ambos floculantes en un medio acido con alturas de 8 mm para el ORIFLOC y 5 mm para el RENAFLOC.

La variación de velocidad de sedimentación cuando se añade cal aumenta . En cuanto a la clarificación la que tiene menor cantidad de partículas en

suspensión es el RENAFLOC en comparación con el ORIFLOC tanto en medio acido como básico.