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CLASE N°7
DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH
Espesamiento y Floculación
Pablo Bustos C.
CLASE N°7
DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH
2
CLASE N°7
DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH
3
CONCEPTOS DE FLOCULACION
Floculación es la operación unitaria en donde a través
de un polímero orgánico denominado “Floculante” es
posible agrupar las partículas finas suspendidas en
una pulpa o suspensión, provocándose una
sedimentación artificial de ellas. Este fenómeno físico
se denomina “Floculación”
Estos polímeros orgánicos son de la familia de las
“Poliacrilamidas” con un alto peso molecular. Se
encuentran disponible en el mercado en una amplia
variedad.
CLASE N°7
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4
CONCEPTOS DE FLOCULACION (Cont.)
En una suspensión o pulpa de minerales, pueden
existir partículas muy grandes que sedimentan
rápidamente en forma natural, mientras que las
partículas muy finas, tienden a quedar suspendidas,
sin sedimentar en forma natural.
Estas partículas muy finas deben ser agrupadas entre
sí para que aumenten su peso y puedan sedimentar.
CLASE N°7
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5
CONCEPTOS DE FLOCULACION (Cont.)
La velocidad de sedimentación de cualquier partícula
sólida depende de:
• Su tamaño y peso.
• El pH de la suspensión o pulpa
• La viscosidad del medio que la suspende.
• La densidad relativa del medio que la suspende.
• Las fuerzas que interactúan entre las partículas
suspendidas, ya sean atrayentes o repelentes.
CLASE N°7
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6
CONCEPTOS DE FLOCULACION (Cont.)
Si las fuerza repelentes dominan, el agrupamiento de
las partículas sólidas no ocurre, mientras que si actúan
las fuerzas atrayentes ocurre el agrupamiento y
asentamiento de los flóculos mas grandes.
Para el caso de suspensiones o pulpas, las partículas
de minerales tienen casi generalmente cargas
superficial negativas, excepto en pocos casos en
donde el pH de la pulpa es muy bajo.
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7
CONCEPTOS DE FLOCULACION (Cont.)
Para lograr una sedimentación más rápida de
partículas sólidas suspendidas, se agrega a la
suspensión o pulpa, floculante, el cual es un polímero
con cargas positivas que actúa formando redes
poliméricas, con el fin de lograr un agrupamiento
electroestático de las partículas finas sólidas cargadas
negativamente.
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8
CONCEPTOS DE FLOCULACION (Cont.)
Considerando que las partículas sólidas de minerales
tienen casi en su mayoría cargas negativas, los
floculantes más usados en la minería son los
aniónicos de alto peso molecular.
En las siguientes dos figuras se muestra el
mecanismo de floculación de partículas sólidas con
un polímero.
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Mecanismo de Floculación
CLASE N°7
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10
Mecanismo de Floculación
CLASE N°7
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11
Mecanismo de Floculación (Cont.)
En la primera etapa se agrega el floculante a la
suspensión o pulpa con partículas sólidas.
Posteriormente comienza la adsorción (electroestática)
del polímero con las partículas sólidas.
Finalmente, ocurre el puenteo o unión de cargas
contrarias atrayentes, formándose los flóculos o redes
poliméricas, que al aumentar su peso sedimentarán en
forma más rápida.
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12
Mecanismo de Floculación (Cont.)
En la figura siguiente se aprecia el efecto filtro que
ocurre cuando una partícula sólida no floculadas es
atrapada en la red polimérica de partículas sólidas
perfectamente floculadas.
Al formarse una red polimérica floculada de partículas
finas suspendidas, ésta aumenta su fuerza-peso
produciéndose una sedimentación más rápida.
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13
Efecto Filtro en la Floculación
CLASE N°7
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14
Pruebas y Preparación de Floculantes
La selección del floculante adecuado se realiza en base
empírica con el soporte de la experiencia práctica del
operador.
El criterio de selección de un floculante se base en: el costo,
velocidad de sedimentación, claridad del sobrenadante y
requerimientos de compactación o concentración de sólidos
en la descarga.
Considerando que las condiciones de proceso pueden
cambiar en el tiempo, se deben hacer periódicamente
pruebas de floculación, bajo distintas condiciones de proceso.
CLASE N°7
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15
Pruebas y Preparación de Floculantes (Cont.)
Usualmente los floculantes son usados más eficientemente a
concentraciones diluidas, de entre 0.01 a 0.05 % (0.1 a 0.5
gr/lt).
Es recomendable agregar el floculante en distintos puntos
de la canaleta o tubería de alimentación al espesador,
cuidando no destruir los flóculos por la agitación o
turbulencia natural de la pulpa al entrar al feedwell.
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16
TIPOS DE FLOCULANTES
En el mercado de reactivos químicos existen tres tipos de
floculantes sintéticos mas usados:
Floculantes Aniónicos: Son los más usados en la
sedimentación de pulpas de minerales y concentrados, tales
como Cu, C, Pb, Zn, etc. Los consumos o dosificaciones
típicos varían entre 2 a 50 gr/ton (gramos de floculante por
tonelada de sólidos secos). También pueden usarse como
ayuda filtrante.
CLASE N°7
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17
TIPOS DE FLOCULANTES (Cont.)
Floculantes No-Iónicos: Son también usados en la
sedimentación de pulpas de minerales y concentrados,
especialmente en lamas de mineral de Fe, y flotación de Oro
etc., son muy efectivos en pulpas ácidas. Los consumos o
dosificaciones típicos varían entre 1 a 50 gr/ton. También
pueden usarse como ayuda filtrante.
CLASE N°7
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18
TIPOS DE FLOCULANTES (Cont.)
Floculantes Catiónicos: Son principalmente usados en la
sedimentación de desperdicios de carbón, lamas de mineral
de hierro y concentrados de minerales, etc. Los consumos o
dosificaciones típicos varían entre 25 a 250 gr/ton.
Son también efectivos para la clarificación de las aguas
extraídas de la mina, en dosificaciones de entre 5 a 50 gr./ton.
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19
SEDIMENTACION
CLASE N°7
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20
SEDIMENTACION
Sedimentación es la operación unitaria , consistente en
separar por gravedad, desde una suspensión o pulpa, un
fluido claro que sobrenada y un lodo de mayor contenido de
sólido, utilizando la velocidad de sedimentación de las
partículas sólidas.
La sedimentación se puede acelerar mediante el uso de
floculantes, los cuales forman redes poliméricas que atrapan
las partículas sólidas finas y aceleran la sedimentación.
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21
CURVA DE SEDIMENTACION
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CLASE N°7
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23
TEORIA DE SEDIMENTACION
VARIABLES EN LA SEDIMENTACIÓN
• Ph de la pulpa.
• Temperatura de la pulpa.
• Dosis y tipo de floculantes.
• Gravedad específica del sólido.
• Viscosidad de la pulpa (reología).
• Granulometría del mineral o material.
• Porcentaje de sólido en la alimentación y descarga.
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CLASE N°7
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TEORIA DE SEDIMENTACION
VARIABLES EN LA SEDIMENTACIÓN
• Ph de la pulpa.
• Temperatura de la pulpa.
• Dosis y tipo de floculantes.
• Gravedad específica del sólido.
• Viscosidad de la pulpa (reología).
• Granulometría del mineral o material.
• Porcentaje de sólido en la alimentación y descarga.
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EFECTO % SÓLIDO ALIMENTACIÓN
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EFECTO % SÓLIDO ALIMENTACIÓN
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30
EFECTO % SÓLIDO ALIMENTACIÓN
CLASE N°7
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31
GRANULOMETRÍA DEL MATERIAL
(12 gr/ton)
(20 gr/ton)
(40 gr/ton)
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32
REBALSE SOLUCIÓN
CLARA
ALIMENTACIÓN
DESCARGA DE PULPA ESPESADA
ZONAA : AGUA CLARA O SOLUCION
ZONA D : PULPA EN COMPRESION
ZONA C : PULPA EN TRANSICION
DE CONSISTENCIA B a D
ZONA B : PULPA O CONSISTENCIA
DE ALIMENTACION
ZONAS DE SEDIMENTACIÓN EN UN ESPESADOR
A
B
C
D
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33
BET
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34
DOSIS FLOCULANTE AREAS UNITARIAS M2/TPD
gr/ton 45 % UF 50 % UF 54 % UF
0 0.649 0.728 0.788
1.87 0.304 0.356 0.375
3.63 0.256 0.273 0.279
6.47 0.181 0.187 0.208
9.2 0.092 0.107 0.117
3.51 0.309 0.478 0.637
DIAMETRO, (metros) = 4 * Area Unitaría (m2/ton/día) * Tonelaje ( ton/día)
p
DATOS :
DOSIS DE FLOCULANTE = 3.5 - 3.6 gr/ton
DESCARGA ESPESADOR = 54% SOLIDOS
MATERIAL = RELAVES DE COBRE
DIMENSIONAMIENTO DE ESPESADORES
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ESPESADOR NUEVO, TRATAMIENTO DE 18.300 ton/dia
ESPESADOR AREA UNITARIA DIAMETRO DIAMETRO TRATAMIENTO AUMENTO
(m2/ton/dia) (metros) (pies) (ton/dia) %
CONVENCIONAL 0.637 121.95 400 18,327 100
HI-CAP TIPO E-DUC 0.279 121.95 400 41,844 228
ESPESADOR AREA UNITARIA DIAMETRO DIAMETRO TORQUE DRIVE
(m2/ton/dia) (metros) (pies) ft-lb/ft2
CONVENCIONAL 0.637 121.829 399.701 2,715,936 C120B3P
HI-CAP TIPO E-DUC 0.279 80.627 264.526 1,189,555 C108B2P
ESPESADOR VIEJO, DE 400pies DE DIAMETRO
DIMENSIONAMIENTO DE ESPESADORES
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36
ELEMENTOS DE UN ESPESADOR
1 ALIMENTACION, CANERIA O CANALETA
2 TANQUE
3 NIVEL DEL LIQUIDO
4 BRAZO DE RASTRAS CON CUCHILLAS
5 MECANISMO DE LEVANTE
6 ACCIONAMIENTO DE RASTRAS
7 CANALETA DE REBALSE
8 SALIDA DE REBALSE
9 SALIDA DE DESCARGA
10 CONO DE DESCARGA
11 CONO RASPADOR
12 POZO DE ALIMENTACION FEEDWELL
8
ESPESADOR DE PUENTE O SOPORTE DE VIGA
1
2
3
5
6
7
4
10
11
12
MECANISMO DE SOPORTE
9
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ELEMENTOS DE UN ESPESADOR
1 ALIMENTACION, CANERIA O CANALETA
2 TANQUE
3 NIVEL DEL LIQUIDO
4 BRAZO DE RASTRAS CON CUCHILLAS
5 MECANISMO DE LEVANTE
6 ACCIONAMIENTO DE RASTRAS
7 CANALETA DE REBALSE
8 SALIDA DE REBALSE
9 SALIDA DE DESCARGA
10 CONO DE DESCARGA
11 CONO RASPADOR
12 POZO DE ALIMENTACION FEEDWELL
PUENTE DE ACCESO
8
1
2
3
5, 6
7
12
COLUMNA CENTRAL
JAULA COLUMNA
4
10
11
ESPESADOR DE COLUMNA
CLASE N°7
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39
CONFIGURACION DE ESTANQUES
ESPESADOR DE PUENTE O SOPORTE DE VIGA
ESTANQUE DE ACERO O REVESTIDO EN ACERO
TANQUE DE CONCRETO
NIVEL DEL
PISO
TUNEL DE ACCESO UNDERFLOW
ESTANQUE ELEVADO
DE ACERO
ESTANQUE ELEVADO DE
MADERA O ACERO
NIVEL DE PISO
ESTANQUE DE ACERO O
REVESTIDO EN ACERO
TANQUE DE CONCRETO
NIVEL DEL
PISO
ESPESADOR CON SOPORTE DE COLUMNA CENTRAL
COLUMNA CENTRAL
CONEXION DE DESCARGA TUNEL DE ACCESO UNDERFLOW
CLASE N°7
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40
CLASIFICACION ESTRUCTURAL DE
ESPESADORES
• PUENTE
• COLUMNA
• TRACCION PERIFERICA
• SIN MECANISMO
CLASE N°7
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41
CLASE N°7
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42
CLASE N°7
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43
ESPESADORES DE PUENTE
• TODO EL MECANISMO DEL MOVIMIENTO DE RASTRAS
ESTA SOSTENIDO EN UN PUENTE QUE CRUZA TODO EL
LARGO DEL ESPESADOR
• UTILIZADOS NORMALMENTE EN ESPESADORES HASTA
UN DIAMETRO DE 140 PIES (42.7 MT)
• 0.08 A 0.33 RPM, DEPENDIENDO DE DIAMETRO Y
APLICACIÓN
• PUEDEN TENER O NO SISTEMA DE LEVANTE DE
RASTRAS
• PRINCIPAL APLICACIÓN EN MINERIA : ESPESADORES DE
CONCENTRADO
CLASE N°7
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44
ESPESADORES DE PUENTE
ESPESADOR DE CARBON, DE 80 PIES DE
DIAMETRO, EN NORTH AMERICAN COAL
CO., POWAHATAN POINT, OHIO.
CLASE N°7
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45
ESPESADORES DE PUENTE
ESPESADOR DE CONCENTRADO DE CU, EN
LA CANDELARIA, DE 100 PIES DE
DIAMETRO, CON MECANISMO B60P
CLASE N°7
DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH
46
ESPESADORES DE COLUMNA
ESPESADOR DE COLUMNA, 504 ‘ DIAMETRO,
LAMAS DE LA PRODUCCION DE FOSFATOS EN
BARTOW, FLORIDA.
CLASE N°7
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47
ESPESADORES DE COLUMNA
ESPESADOR DE RELAVES EN EL TENIENTE, 325
PIES DE DIAMETRO, CON MECANISMO
C120B2P
CLASE N°7
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ESPESADORES DE TRACCION PERIFERICA
• LA COLUMNA CENTRAL ACTUA COMO PIVOTE Y EL MOVIMIENTO
ESTA DADO POR UN CARRO QUE CIRCULA POR LA PERIFERIA DEL
ESPESADOR . EL PUENTE SOLO ES UN ACCESO AL MECANISMO
CENTRAL
• UTILIZADOS NORMALMENTE EN ESPESADORES DESDE 90 HASTA
420 PIES DE DIAMETRO (27.4-128 MT)
• 0.04 A 0.10 RPM, DEPENDIENDO DE DIAMETRO Y APLICACIÓN
• NO TIENEN SISTEMA DE LEVANTE DE RASTRAS
• PRINCIPAL APLICACIÓN EN MINERIA ESPESADORES DE RELAVES
CLASE N°7
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ESPESADORES DE TRACCION PERIFERICA
ESPESADOR DE RELAVES CU CON
TRACCIÓN PERIFERICA EN MINERA
CANDELARIA. 400 FT DE DIAMETRO
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ESPESADORES DE TRACCION PERIFERICA
ESPESADOR DE RELAVES CU/AU CON
TRACCIÓN PERIFERICA EN HERNES HENRY,
AUSTRALIA . 182 FT DE DIAMETRO
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ESPESADORES SIN MECANISMO
• NO USA MECANISMO, LUEGO NO TIENEN PARTES
MOVILES
• DIAMETRO MAXIMO DE 40 PIES (12.2 MT)
• PRINCIPAL APLICACIÓN EN MINERIA : TRATAMIENTO DE
MINERALES FINOS DE ORO
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52
CLASE N°7
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ESPESADORES SIN MECANISMO
ESPESADOR E-CAT EN HARMONY GOLD DE
33 PIES DE DIAMETRO. APLICACIÓN
OVERFLOW DE CICLONES
CLASE N°7
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ESPESADORES SIN MECANISMO
ESPESADOR E-CAT EN UNA PLANTA DE
TRATAMIENTO DE ORO EN SUD AFRICA, DE
12 PIES DE DIAMETRO
CLASE N°7
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55
CLASIFICACION DE ESPESADORES
ESTRUCTURAL
• ESPESADORES DE PUENTE
• ESPESADORES DE COLUMNA
• ESPESADORES DE TRACCIÓN PERIFÉRICA
• ESPESADORES SIN MECANISMO/ ACCIONAMIENTO
OPERACION
• ESPESADORES CONVENCIONALES
• ESPESADORES “HI-RATE” O ALTA CAPACIDAD
• ESPESADORES DE ALTA DENSIDAD O PASTAS
CLASE N°7
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CLASIFICACION OPERACIONAL
DE ESPESADORES
• CONVENCIONAL
• HIGH RATE
• DE PASTA
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ESPESADORES CONVENCIONALES
• LA PULPA DE ALIMENTACIÓN AL ESPESADOR NO SE
DILUYE
• PUEDE O NO USAR FLOCULANTE
• EN GENERAL, LA MEZCLA DEL FLOCULANTE CON LA
PULPA NO ES HOMOGENEA
• NI OPTIMA
CLASE N°7
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58
ESPESADORES HIGH RATE
• NO EXISTEN DIFERENCIAS ENTRE ESPESADORES HIGH RATE
O HIGH CAPACITY
• LA PULPA DE ALIMENTACIÓN AL ESPESADOR ES DILUIDA
EN ALGÚN GRADO
• SE AUMENTA LA VELOCIDAD INICIAL DE SEDIMENTACIÓN.
DISMINUYE EL AREA UNITARIA, AUMENTANDO LA
CAPACIDAD DE TRATAMIENTO POR M2
• SIEMPRE USA FLOCULANTE
• SE OPTIMIZA LA MEZCLA DEL FLOCULANTE Y SU
HOMEGENIZACIÓN CON LA PULPA
CLASE N°7
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ESPESADORES HIGH RATE
SISTEMAS DE DILUCIÓN DE PULPA DE
ALIMENTACIÓN
• DILUCIÓN POR VENTANA
• SISTEMA DE AUTODILUCIÓN E-DUC
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60
ESPESADORES HIGH RATE
SISTEMA DE DILUCIÓN POR VENTANAS
ESPESADOR HIGH RATE DE300 PIES DE
DIAMETRO.
CIA MINERA DISPUTA LAS CONDES
• ES UN SISTEMA QUE NO CONTROLA EL GRADO DE
DILUCIÓN DE LA PULPA
• EL FLOCULANTE NO NECESARIAMENTE SE MEZCLA
CON LA PULPA 100% DILUIDA
• LA MEZCLA DEL FLOCULANTE CON LA PULPA NO ES
HOMOGENEA
• POR LIMITACIONES FISICAS DEL FEEDWELL, NO
SIEMPRE SE LOGRA LA DILUCIÓN APROPIADA
• EN CIERTOS CASOS, LA PULPA SALE POR LAS
VENTANAS DEL FEEDWELL
CLASE N°7
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61
ESPESADORES HIGH RATE
SISTEMA DE AUTODILUCIÓN E-DUC
• LA DILUCIÓN DE LA PULPA ES CONTROLADA, SIENDO EL
GRADO OPTIMO DEPENDIENTE DE LA APLICACIÓN
• AL MOMENTO DE MEZCLARSE EL FLOCULANTE CON LA
PULPA, ESTA YA ESTÁ DILUIDA
• NO EXISTEN LIMITACIONES FISICAS PARA LOGRAR LA
DILUCIÓN OPTIMA
• LA MEZCLA DEL FLOCULANTE CON LA PULPA ES
HOMOGENEA
• PARA DILUIR LA PULPA CON EL AGUA CLARA, SI EXISTE
FLOCULANTE REMANTE, ESTE SE VUELVE A APROVECHAR,
MINIMANDO SU CONSUMO
ESPESADOR HIGH RATE DE 420
PIES DE DIAMETR CIA MINERA LOS
PELAMBRES
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ESPESADORES HIGH RATE
SISTEMA DE AUTODILUCIÓN E-DUC
CLASE N°7
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ESPESADORES HIGH RATE
FLUX & CONCENTRATION
CLASE N°7
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64
• LA DILUCIÓN OPTIMA ES DISTINTA PARA CADA APLICACION Y ES
FUERTEMENTE DEPENDIENTE DE LA GRANULOMETRIA DEL MINERAL
• EJEMPLOS DE DILUCIÓN OPTIMA :
– MINERA ESCONDIDA : 8.5 % SOL
– CODELCO CHUQUI : 10.0 % SOL
– LOS PELAMBRES : 11.0 % SOL
– CODELCO ANDINA : 13.0 % SOL
– CODELCO EL TENIENTE : 13.0 % SOL
– MANTOS BLANCOS : 17.0 % SOL
– DISPUTADA LOS BRONCES: 20.0 % SOL
ESPESADORES HIGH RATE
SISTEMA DE AUTODILUCIÓN E-DUC
CLASE N°7
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65
ESPESADORES DE PASTA
.
LOS PRIMEROS ESPESADORES DE
ALTA DENSIDAD FUERON
DESARROLLADOS PARA LA
INDUSTRIA DEL ALUMINIO. A
PARTIR DE 1996 SE DESARROLLO
Y COMERCIALIZO ESTA
TECNOLOGIA A OTRAS
APLICACIONES INDUSTRIALES,
NACIENDO LOS ESPESADORES DE
CONO PROFUNDO O DEEP CONE.
CLASE N°7
DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH
66
ESPESADORES DE PASTA
• SON ESPESADORES QUE ENTREGAN UNA ALTA
DENSIDAD DE SOLIDOS EN LA DESCARGA, SON
TAMBIEN CONOCIDOS COMO DEEP CONE THICKENER
• ESTOS ESPESADORES ENTREGAN UNA DENSIDAD DE
SOLIDOS EN LA DESCARGA QUE PUEDE LLEGAR A
FORMAR UNA PASTA
• SON ESPESADORES HIGH RATE QUE TIENEN MAYOR
ALTURA DE CAMA DE SOLIDOS PARA LOGRAR EL
EFECTO DE COMPRESIÓN DE LOS SOLIDOS
CLASE N°7
DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH
67
ESPESADORES DE PASTA
• EN GENERAL LA PENDIENTE DEL PISO ES MAS
PRONUNCIADA EN COMPARACIÓN A OTROS
ESPESADORES PARA FACILITAR LA EVACUACIÓN DE
LOS SOLIDOS
• DEBEN USAR SISTEMAS MOTRICES MUCHO MAS
ROBUSTOS PARA PODER SOPORTAR LOS ALTOS
TORQUES GENERADOS EN SU INTERIOR, DEBIDO A LA
ACUMULACIÓN DE SOLIDOS
CLASE N°7
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68
ESPESADORES DE PASTA
TIPOS DE ESPESADORES DE PASTA
HIGH DENSITY THICKENER DEEP CONE THICKENER
DIAMETRO, MT 0 - 300 0 - 70
PENDIENTE PISO 20 30 - 45
ALTURA CAMA, MT 3 7
ALTURA TOTAL, MT 6 - 15 10 - 20
CLASE N°7
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ESPESADORES DE PASTA
• SOLIDOS SUSPENDIDOS QUE NO SEDIMENTAN
• ALTA CONCENTRACION DE SOLIDOS
• GRANULOMETRIA : MAYOR DE 15% -20
MICRONES
• ALTA VISCOSIDAD
• PRESENTA ALTOS ESFUERZOS DE CORTE
(ALTO TORQUE )
CARACTERISTICAS DE UNA PASTA
CLASE N°7
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ESPESADORES DE PASTA
CARACTERISTICAS DE UNA PASTA
CLASE N°7
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ESPESADORES DE PASTA
CARACTERISTICAS DE UNA PASTA
CLASE N°7
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COMPARACION DE ESPESADORES
CLASE N°7
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73
COMPARACION DE ESPESADORES
CLASE N°7
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74
Parámetro Convencional High Rate PASTA
Diámetro, ft. 210 210 210
Tratamiento , Ton/Día 10,000 - 20,000 25,000 - 50,000 25,000 - 50,000
Area Unitaria, m2
/TMSPD 0.15 - 0.30 0.05 - 0.15 0.05 -0.15
Altura Muro, mt 2.8 2.8 4.0
Profundidad Parte Cónica, mt 2.66 2.66 5.33
Pendiente Piso 1 : 12 1 : 12 2 –5 : 12
Sistema Alimentación Pulpa Cañería Libre E-DUC Feed System E-DUC Feed System
%Solido Alimentación Feedwell 25 - 30% 3 - 17 % 3 - 17 %
%Solido Descarga 45 - 55 50 - 60% 60 - 75 %
Dosis de Floculantes, gr/Ton 5 - 10 2 - 8 5 - 10
Rango Factor F 15 - 25 20- 50 50 - 150
Drive C108 B2P C108B2P C120B4P
Torque, lb-ft 1,200,000 1,200,000 4,000,000
Factor K, lb-ft/ft2
27 27 90
COMPARACION DE ESPESADORES
CLASE N°7
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75
INSTRUMENTACION
Y CONTROL
CLASE N°7
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76
Para tener una óptima operación y control de espesadores
es recomendable tener un buen nivel de instrumentación y
lazos control.
El primer lazo de control más importante, es el del
tonelaje, (controlado por la densidad y el flujo de
alimentación) con el flujo de floculante, de manera de
mantener una dosis constante de floculante.
INSTRUMENTACION Y CONTROL
Lazo de Control Recomendado
CLASE N°7
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77
También se puede tener un segundo lazo de control de la
interfase con la dosis de floculante, de manera de mantener
un nivel de cama fijo de por lo menos de 2 mt. de altura,
Este lazo es recomendado solo para aplicaciones donde
existe y funciona el censor de nivel de interfase.
Para la descarga se recomienda ajustar el flujo de descarga
por medio de la válvula de control para mantener una
densidad constante.
INSTRUMENTACION Y CONTROL
Lazo de Control Recomendado
CLASE N°7
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78
El flujómetro también verifica que se mantenga un flujo
adecuado para evitar embanques en la línea.
Opcionalmente, se puede tener un lazo de control que
mantenga el equilibrio del espesador en relación al tonelaje
de sólidos que entran y que salen.
INSTRUMENTACION Y CONTROL
Lazo de Control Recomendado
CLASE N°7
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79
Bomba Dosificadora de
Velocidad Variable para
Floculante
Densímetro Nuclear
Flujo metro
Magnético o
Ultrasónico
Válvula Reguladora
de Flujo
Sensor Ultrasónico
de Nivel de Cama de
Sólidos
Control Recomendado para Espesadores
CLASE N°7
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80
Esta filosofía de control es más económica por que ocupa
menos instrumentos y solo se basa en un sistema de control
de nivel de interfase en relación al flujo de floculante. Para
la descarga, la idea es mantener un inventario constante, es
decir un volumen de pulpa en el interior del espesador
constante y esta es ajustada de acuerdo al flujo controlada
por una válvula de control.
INSTRUMENTACION Y CONTROL
Lazo de Control Alternativo
CLASE N°7
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81
Control Alternativo de Espesadores
Bomba Dosificadora de
Velocidad Variable para
Floculante
Válvula Reguladora
de Flujo
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CLASE N°7
DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH
82
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  • 1. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH Espesamiento y Floculación Pablo Bustos C.
  • 2. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 2
  • 3. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 3 CONCEPTOS DE FLOCULACION Floculación es la operación unitaria en donde a través de un polímero orgánico denominado “Floculante” es posible agrupar las partículas finas suspendidas en una pulpa o suspensión, provocándose una sedimentación artificial de ellas. Este fenómeno físico se denomina “Floculación” Estos polímeros orgánicos son de la familia de las “Poliacrilamidas” con un alto peso molecular. Se encuentran disponible en el mercado en una amplia variedad.
  • 4. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 4 CONCEPTOS DE FLOCULACION (Cont.) En una suspensión o pulpa de minerales, pueden existir partículas muy grandes que sedimentan rápidamente en forma natural, mientras que las partículas muy finas, tienden a quedar suspendidas, sin sedimentar en forma natural. Estas partículas muy finas deben ser agrupadas entre sí para que aumenten su peso y puedan sedimentar.
  • 5. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 5 CONCEPTOS DE FLOCULACION (Cont.) La velocidad de sedimentación de cualquier partícula sólida depende de: • Su tamaño y peso. • El pH de la suspensión o pulpa • La viscosidad del medio que la suspende. • La densidad relativa del medio que la suspende. • Las fuerzas que interactúan entre las partículas suspendidas, ya sean atrayentes o repelentes.
  • 6. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 6 CONCEPTOS DE FLOCULACION (Cont.) Si las fuerza repelentes dominan, el agrupamiento de las partículas sólidas no ocurre, mientras que si actúan las fuerzas atrayentes ocurre el agrupamiento y asentamiento de los flóculos mas grandes. Para el caso de suspensiones o pulpas, las partículas de minerales tienen casi generalmente cargas superficial negativas, excepto en pocos casos en donde el pH de la pulpa es muy bajo.
  • 7. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 7 CONCEPTOS DE FLOCULACION (Cont.) Para lograr una sedimentación más rápida de partículas sólidas suspendidas, se agrega a la suspensión o pulpa, floculante, el cual es un polímero con cargas positivas que actúa formando redes poliméricas, con el fin de lograr un agrupamiento electroestático de las partículas finas sólidas cargadas negativamente.
  • 8. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 8 CONCEPTOS DE FLOCULACION (Cont.) Considerando que las partículas sólidas de minerales tienen casi en su mayoría cargas negativas, los floculantes más usados en la minería son los aniónicos de alto peso molecular. En las siguientes dos figuras se muestra el mecanismo de floculación de partículas sólidas con un polímero.
  • 9. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 9 Mecanismo de Floculación
  • 10. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 10 Mecanismo de Floculación
  • 11. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 11 Mecanismo de Floculación (Cont.) En la primera etapa se agrega el floculante a la suspensión o pulpa con partículas sólidas. Posteriormente comienza la adsorción (electroestática) del polímero con las partículas sólidas. Finalmente, ocurre el puenteo o unión de cargas contrarias atrayentes, formándose los flóculos o redes poliméricas, que al aumentar su peso sedimentarán en forma más rápida.
  • 12. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 12 Mecanismo de Floculación (Cont.) En la figura siguiente se aprecia el efecto filtro que ocurre cuando una partícula sólida no floculadas es atrapada en la red polimérica de partículas sólidas perfectamente floculadas. Al formarse una red polimérica floculada de partículas finas suspendidas, ésta aumenta su fuerza-peso produciéndose una sedimentación más rápida.
  • 13. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 13 Efecto Filtro en la Floculación
  • 14. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 14 Pruebas y Preparación de Floculantes La selección del floculante adecuado se realiza en base empírica con el soporte de la experiencia práctica del operador. El criterio de selección de un floculante se base en: el costo, velocidad de sedimentación, claridad del sobrenadante y requerimientos de compactación o concentración de sólidos en la descarga. Considerando que las condiciones de proceso pueden cambiar en el tiempo, se deben hacer periódicamente pruebas de floculación, bajo distintas condiciones de proceso.
  • 15. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 15 Pruebas y Preparación de Floculantes (Cont.) Usualmente los floculantes son usados más eficientemente a concentraciones diluidas, de entre 0.01 a 0.05 % (0.1 a 0.5 gr/lt). Es recomendable agregar el floculante en distintos puntos de la canaleta o tubería de alimentación al espesador, cuidando no destruir los flóculos por la agitación o turbulencia natural de la pulpa al entrar al feedwell.
  • 16. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 16 TIPOS DE FLOCULANTES En el mercado de reactivos químicos existen tres tipos de floculantes sintéticos mas usados: Floculantes Aniónicos: Son los más usados en la sedimentación de pulpas de minerales y concentrados, tales como Cu, C, Pb, Zn, etc. Los consumos o dosificaciones típicos varían entre 2 a 50 gr/ton (gramos de floculante por tonelada de sólidos secos). También pueden usarse como ayuda filtrante.
  • 17. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 17 TIPOS DE FLOCULANTES (Cont.) Floculantes No-Iónicos: Son también usados en la sedimentación de pulpas de minerales y concentrados, especialmente en lamas de mineral de Fe, y flotación de Oro etc., son muy efectivos en pulpas ácidas. Los consumos o dosificaciones típicos varían entre 1 a 50 gr/ton. También pueden usarse como ayuda filtrante.
  • 18. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 18 TIPOS DE FLOCULANTES (Cont.) Floculantes Catiónicos: Son principalmente usados en la sedimentación de desperdicios de carbón, lamas de mineral de hierro y concentrados de minerales, etc. Los consumos o dosificaciones típicos varían entre 25 a 250 gr/ton. Son también efectivos para la clarificación de las aguas extraídas de la mina, en dosificaciones de entre 5 a 50 gr./ton.
  • 19. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 19 SEDIMENTACION
  • 20. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 20 SEDIMENTACION Sedimentación es la operación unitaria , consistente en separar por gravedad, desde una suspensión o pulpa, un fluido claro que sobrenada y un lodo de mayor contenido de sólido, utilizando la velocidad de sedimentación de las partículas sólidas. La sedimentación se puede acelerar mediante el uso de floculantes, los cuales forman redes poliméricas que atrapan las partículas sólidas finas y aceleran la sedimentación.
  • 21. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 21 CURVA DE SEDIMENTACION
  • 22. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 22
  • 23. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 23 TEORIA DE SEDIMENTACION VARIABLES EN LA SEDIMENTACIÓN • Ph de la pulpa. • Temperatura de la pulpa. • Dosis y tipo de floculantes. • Gravedad específica del sólido. • Viscosidad de la pulpa (reología). • Granulometría del mineral o material. • Porcentaje de sólido en la alimentación y descarga.
  • 24. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 24
  • 25. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 25
  • 26. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 26
  • 27. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 27 TEORIA DE SEDIMENTACION VARIABLES EN LA SEDIMENTACIÓN • Ph de la pulpa. • Temperatura de la pulpa. • Dosis y tipo de floculantes. • Gravedad específica del sólido. • Viscosidad de la pulpa (reología). • Granulometría del mineral o material. • Porcentaje de sólido en la alimentación y descarga.
  • 28. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 28 EFECTO % SÓLIDO ALIMENTACIÓN
  • 29. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 29 EFECTO % SÓLIDO ALIMENTACIÓN
  • 30. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 30 EFECTO % SÓLIDO ALIMENTACIÓN
  • 31. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 31 GRANULOMETRÍA DEL MATERIAL (12 gr/ton) (20 gr/ton) (40 gr/ton)
  • 32. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 32 REBALSE SOLUCIÓN CLARA ALIMENTACIÓN DESCARGA DE PULPA ESPESADA ZONAA : AGUA CLARA O SOLUCION ZONA D : PULPA EN COMPRESION ZONA C : PULPA EN TRANSICION DE CONSISTENCIA B a D ZONA B : PULPA O CONSISTENCIA DE ALIMENTACION ZONAS DE SEDIMENTACIÓN EN UN ESPESADOR A B C D
  • 33. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 33 BET
  • 34. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 34 DOSIS FLOCULANTE AREAS UNITARIAS M2/TPD gr/ton 45 % UF 50 % UF 54 % UF 0 0.649 0.728 0.788 1.87 0.304 0.356 0.375 3.63 0.256 0.273 0.279 6.47 0.181 0.187 0.208 9.2 0.092 0.107 0.117 3.51 0.309 0.478 0.637 DIAMETRO, (metros) = 4 * Area Unitaría (m2/ton/día) * Tonelaje ( ton/día) p DATOS : DOSIS DE FLOCULANTE = 3.5 - 3.6 gr/ton DESCARGA ESPESADOR = 54% SOLIDOS MATERIAL = RELAVES DE COBRE DIMENSIONAMIENTO DE ESPESADORES
  • 35. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 35 ESPESADOR NUEVO, TRATAMIENTO DE 18.300 ton/dia ESPESADOR AREA UNITARIA DIAMETRO DIAMETRO TRATAMIENTO AUMENTO (m2/ton/dia) (metros) (pies) (ton/dia) % CONVENCIONAL 0.637 121.95 400 18,327 100 HI-CAP TIPO E-DUC 0.279 121.95 400 41,844 228 ESPESADOR AREA UNITARIA DIAMETRO DIAMETRO TORQUE DRIVE (m2/ton/dia) (metros) (pies) ft-lb/ft2 CONVENCIONAL 0.637 121.829 399.701 2,715,936 C120B3P HI-CAP TIPO E-DUC 0.279 80.627 264.526 1,189,555 C108B2P ESPESADOR VIEJO, DE 400pies DE DIAMETRO DIMENSIONAMIENTO DE ESPESADORES
  • 36. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 36 ELEMENTOS DE UN ESPESADOR 1 ALIMENTACION, CANERIA O CANALETA 2 TANQUE 3 NIVEL DEL LIQUIDO 4 BRAZO DE RASTRAS CON CUCHILLAS 5 MECANISMO DE LEVANTE 6 ACCIONAMIENTO DE RASTRAS 7 CANALETA DE REBALSE 8 SALIDA DE REBALSE 9 SALIDA DE DESCARGA 10 CONO DE DESCARGA 11 CONO RASPADOR 12 POZO DE ALIMENTACION FEEDWELL 8 ESPESADOR DE PUENTE O SOPORTE DE VIGA 1 2 3 5 6 7 4 10 11 12 MECANISMO DE SOPORTE 9
  • 37. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 37
  • 38. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 38 ELEMENTOS DE UN ESPESADOR 1 ALIMENTACION, CANERIA O CANALETA 2 TANQUE 3 NIVEL DEL LIQUIDO 4 BRAZO DE RASTRAS CON CUCHILLAS 5 MECANISMO DE LEVANTE 6 ACCIONAMIENTO DE RASTRAS 7 CANALETA DE REBALSE 8 SALIDA DE REBALSE 9 SALIDA DE DESCARGA 10 CONO DE DESCARGA 11 CONO RASPADOR 12 POZO DE ALIMENTACION FEEDWELL PUENTE DE ACCESO 8 1 2 3 5, 6 7 12 COLUMNA CENTRAL JAULA COLUMNA 4 10 11 ESPESADOR DE COLUMNA
  • 39. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 39 CONFIGURACION DE ESTANQUES ESPESADOR DE PUENTE O SOPORTE DE VIGA ESTANQUE DE ACERO O REVESTIDO EN ACERO TANQUE DE CONCRETO NIVEL DEL PISO TUNEL DE ACCESO UNDERFLOW ESTANQUE ELEVADO DE ACERO ESTANQUE ELEVADO DE MADERA O ACERO NIVEL DE PISO ESTANQUE DE ACERO O REVESTIDO EN ACERO TANQUE DE CONCRETO NIVEL DEL PISO ESPESADOR CON SOPORTE DE COLUMNA CENTRAL COLUMNA CENTRAL CONEXION DE DESCARGA TUNEL DE ACCESO UNDERFLOW
  • 40. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 40 CLASIFICACION ESTRUCTURAL DE ESPESADORES • PUENTE • COLUMNA • TRACCION PERIFERICA • SIN MECANISMO
  • 41. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 41
  • 42. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 42
  • 43. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 43 ESPESADORES DE PUENTE • TODO EL MECANISMO DEL MOVIMIENTO DE RASTRAS ESTA SOSTENIDO EN UN PUENTE QUE CRUZA TODO EL LARGO DEL ESPESADOR • UTILIZADOS NORMALMENTE EN ESPESADORES HASTA UN DIAMETRO DE 140 PIES (42.7 MT) • 0.08 A 0.33 RPM, DEPENDIENDO DE DIAMETRO Y APLICACIÓN • PUEDEN TENER O NO SISTEMA DE LEVANTE DE RASTRAS • PRINCIPAL APLICACIÓN EN MINERIA : ESPESADORES DE CONCENTRADO
  • 44. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 44 ESPESADORES DE PUENTE ESPESADOR DE CARBON, DE 80 PIES DE DIAMETRO, EN NORTH AMERICAN COAL CO., POWAHATAN POINT, OHIO.
  • 45. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 45 ESPESADORES DE PUENTE ESPESADOR DE CONCENTRADO DE CU, EN LA CANDELARIA, DE 100 PIES DE DIAMETRO, CON MECANISMO B60P
  • 46. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 46 ESPESADORES DE COLUMNA ESPESADOR DE COLUMNA, 504 ‘ DIAMETRO, LAMAS DE LA PRODUCCION DE FOSFATOS EN BARTOW, FLORIDA.
  • 47. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 47 ESPESADORES DE COLUMNA ESPESADOR DE RELAVES EN EL TENIENTE, 325 PIES DE DIAMETRO, CON MECANISMO C120B2P
  • 48. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 48 ESPESADORES DE TRACCION PERIFERICA • LA COLUMNA CENTRAL ACTUA COMO PIVOTE Y EL MOVIMIENTO ESTA DADO POR UN CARRO QUE CIRCULA POR LA PERIFERIA DEL ESPESADOR . EL PUENTE SOLO ES UN ACCESO AL MECANISMO CENTRAL • UTILIZADOS NORMALMENTE EN ESPESADORES DESDE 90 HASTA 420 PIES DE DIAMETRO (27.4-128 MT) • 0.04 A 0.10 RPM, DEPENDIENDO DE DIAMETRO Y APLICACIÓN • NO TIENEN SISTEMA DE LEVANTE DE RASTRAS • PRINCIPAL APLICACIÓN EN MINERIA ESPESADORES DE RELAVES
  • 49. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 49 ESPESADORES DE TRACCION PERIFERICA ESPESADOR DE RELAVES CU CON TRACCIÓN PERIFERICA EN MINERA CANDELARIA. 400 FT DE DIAMETRO
  • 50. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 50 ESPESADORES DE TRACCION PERIFERICA ESPESADOR DE RELAVES CU/AU CON TRACCIÓN PERIFERICA EN HERNES HENRY, AUSTRALIA . 182 FT DE DIAMETRO
  • 51. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 51 ESPESADORES SIN MECANISMO • NO USA MECANISMO, LUEGO NO TIENEN PARTES MOVILES • DIAMETRO MAXIMO DE 40 PIES (12.2 MT) • PRINCIPAL APLICACIÓN EN MINERIA : TRATAMIENTO DE MINERALES FINOS DE ORO
  • 52. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 52
  • 53. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 53 ESPESADORES SIN MECANISMO ESPESADOR E-CAT EN HARMONY GOLD DE 33 PIES DE DIAMETRO. APLICACIÓN OVERFLOW DE CICLONES
  • 54. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 54 ESPESADORES SIN MECANISMO ESPESADOR E-CAT EN UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE ORO EN SUD AFRICA, DE 12 PIES DE DIAMETRO
  • 55. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 55 CLASIFICACION DE ESPESADORES ESTRUCTURAL • ESPESADORES DE PUENTE • ESPESADORES DE COLUMNA • ESPESADORES DE TRACCIÓN PERIFÉRICA • ESPESADORES SIN MECANISMO/ ACCIONAMIENTO OPERACION • ESPESADORES CONVENCIONALES • ESPESADORES “HI-RATE” O ALTA CAPACIDAD • ESPESADORES DE ALTA DENSIDAD O PASTAS
  • 56. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 56 CLASIFICACION OPERACIONAL DE ESPESADORES • CONVENCIONAL • HIGH RATE • DE PASTA
  • 57. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 57 ESPESADORES CONVENCIONALES • LA PULPA DE ALIMENTACIÓN AL ESPESADOR NO SE DILUYE • PUEDE O NO USAR FLOCULANTE • EN GENERAL, LA MEZCLA DEL FLOCULANTE CON LA PULPA NO ES HOMOGENEA • NI OPTIMA
  • 58. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 58 ESPESADORES HIGH RATE • NO EXISTEN DIFERENCIAS ENTRE ESPESADORES HIGH RATE O HIGH CAPACITY • LA PULPA DE ALIMENTACIÓN AL ESPESADOR ES DILUIDA EN ALGÚN GRADO • SE AUMENTA LA VELOCIDAD INICIAL DE SEDIMENTACIÓN. DISMINUYE EL AREA UNITARIA, AUMENTANDO LA CAPACIDAD DE TRATAMIENTO POR M2 • SIEMPRE USA FLOCULANTE • SE OPTIMIZA LA MEZCLA DEL FLOCULANTE Y SU HOMEGENIZACIÓN CON LA PULPA
  • 59. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 59 ESPESADORES HIGH RATE SISTEMAS DE DILUCIÓN DE PULPA DE ALIMENTACIÓN • DILUCIÓN POR VENTANA • SISTEMA DE AUTODILUCIÓN E-DUC
  • 60. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 60 ESPESADORES HIGH RATE SISTEMA DE DILUCIÓN POR VENTANAS ESPESADOR HIGH RATE DE300 PIES DE DIAMETRO. CIA MINERA DISPUTA LAS CONDES • ES UN SISTEMA QUE NO CONTROLA EL GRADO DE DILUCIÓN DE LA PULPA • EL FLOCULANTE NO NECESARIAMENTE SE MEZCLA CON LA PULPA 100% DILUIDA • LA MEZCLA DEL FLOCULANTE CON LA PULPA NO ES HOMOGENEA • POR LIMITACIONES FISICAS DEL FEEDWELL, NO SIEMPRE SE LOGRA LA DILUCIÓN APROPIADA • EN CIERTOS CASOS, LA PULPA SALE POR LAS VENTANAS DEL FEEDWELL
  • 61. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 61 ESPESADORES HIGH RATE SISTEMA DE AUTODILUCIÓN E-DUC • LA DILUCIÓN DE LA PULPA ES CONTROLADA, SIENDO EL GRADO OPTIMO DEPENDIENTE DE LA APLICACIÓN • AL MOMENTO DE MEZCLARSE EL FLOCULANTE CON LA PULPA, ESTA YA ESTÁ DILUIDA • NO EXISTEN LIMITACIONES FISICAS PARA LOGRAR LA DILUCIÓN OPTIMA • LA MEZCLA DEL FLOCULANTE CON LA PULPA ES HOMOGENEA • PARA DILUIR LA PULPA CON EL AGUA CLARA, SI EXISTE FLOCULANTE REMANTE, ESTE SE VUELVE A APROVECHAR, MINIMANDO SU CONSUMO ESPESADOR HIGH RATE DE 420 PIES DE DIAMETR CIA MINERA LOS PELAMBRES
  • 62. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 62 ESPESADORES HIGH RATE SISTEMA DE AUTODILUCIÓN E-DUC
  • 63. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 63 ESPESADORES HIGH RATE FLUX & CONCENTRATION
  • 64. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 64 • LA DILUCIÓN OPTIMA ES DISTINTA PARA CADA APLICACION Y ES FUERTEMENTE DEPENDIENTE DE LA GRANULOMETRIA DEL MINERAL • EJEMPLOS DE DILUCIÓN OPTIMA : – MINERA ESCONDIDA : 8.5 % SOL – CODELCO CHUQUI : 10.0 % SOL – LOS PELAMBRES : 11.0 % SOL – CODELCO ANDINA : 13.0 % SOL – CODELCO EL TENIENTE : 13.0 % SOL – MANTOS BLANCOS : 17.0 % SOL – DISPUTADA LOS BRONCES: 20.0 % SOL ESPESADORES HIGH RATE SISTEMA DE AUTODILUCIÓN E-DUC
  • 65. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 65 ESPESADORES DE PASTA . LOS PRIMEROS ESPESADORES DE ALTA DENSIDAD FUERON DESARROLLADOS PARA LA INDUSTRIA DEL ALUMINIO. A PARTIR DE 1996 SE DESARROLLO Y COMERCIALIZO ESTA TECNOLOGIA A OTRAS APLICACIONES INDUSTRIALES, NACIENDO LOS ESPESADORES DE CONO PROFUNDO O DEEP CONE.
  • 66. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 66 ESPESADORES DE PASTA • SON ESPESADORES QUE ENTREGAN UNA ALTA DENSIDAD DE SOLIDOS EN LA DESCARGA, SON TAMBIEN CONOCIDOS COMO DEEP CONE THICKENER • ESTOS ESPESADORES ENTREGAN UNA DENSIDAD DE SOLIDOS EN LA DESCARGA QUE PUEDE LLEGAR A FORMAR UNA PASTA • SON ESPESADORES HIGH RATE QUE TIENEN MAYOR ALTURA DE CAMA DE SOLIDOS PARA LOGRAR EL EFECTO DE COMPRESIÓN DE LOS SOLIDOS
  • 67. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 67 ESPESADORES DE PASTA • EN GENERAL LA PENDIENTE DEL PISO ES MAS PRONUNCIADA EN COMPARACIÓN A OTROS ESPESADORES PARA FACILITAR LA EVACUACIÓN DE LOS SOLIDOS • DEBEN USAR SISTEMAS MOTRICES MUCHO MAS ROBUSTOS PARA PODER SOPORTAR LOS ALTOS TORQUES GENERADOS EN SU INTERIOR, DEBIDO A LA ACUMULACIÓN DE SOLIDOS
  • 68. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 68 ESPESADORES DE PASTA TIPOS DE ESPESADORES DE PASTA HIGH DENSITY THICKENER DEEP CONE THICKENER DIAMETRO, MT 0 - 300 0 - 70 PENDIENTE PISO 20 30 - 45 ALTURA CAMA, MT 3 7 ALTURA TOTAL, MT 6 - 15 10 - 20
  • 69. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 69 ESPESADORES DE PASTA • SOLIDOS SUSPENDIDOS QUE NO SEDIMENTAN • ALTA CONCENTRACION DE SOLIDOS • GRANULOMETRIA : MAYOR DE 15% -20 MICRONES • ALTA VISCOSIDAD • PRESENTA ALTOS ESFUERZOS DE CORTE (ALTO TORQUE ) CARACTERISTICAS DE UNA PASTA
  • 70. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 70 ESPESADORES DE PASTA CARACTERISTICAS DE UNA PASTA
  • 71. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 71 ESPESADORES DE PASTA CARACTERISTICAS DE UNA PASTA
  • 72. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 72 COMPARACION DE ESPESADORES
  • 73. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 73 COMPARACION DE ESPESADORES
  • 74. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 74 Parámetro Convencional High Rate PASTA Diámetro, ft. 210 210 210 Tratamiento , Ton/Día 10,000 - 20,000 25,000 - 50,000 25,000 - 50,000 Area Unitaria, m2 /TMSPD 0.15 - 0.30 0.05 - 0.15 0.05 -0.15 Altura Muro, mt 2.8 2.8 4.0 Profundidad Parte Cónica, mt 2.66 2.66 5.33 Pendiente Piso 1 : 12 1 : 12 2 –5 : 12 Sistema Alimentación Pulpa Cañería Libre E-DUC Feed System E-DUC Feed System %Solido Alimentación Feedwell 25 - 30% 3 - 17 % 3 - 17 % %Solido Descarga 45 - 55 50 - 60% 60 - 75 % Dosis de Floculantes, gr/Ton 5 - 10 2 - 8 5 - 10 Rango Factor F 15 - 25 20- 50 50 - 150 Drive C108 B2P C108B2P C120B4P Torque, lb-ft 1,200,000 1,200,000 4,000,000 Factor K, lb-ft/ft2 27 27 90 COMPARACION DE ESPESADORES
  • 75. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 75 INSTRUMENTACION Y CONTROL
  • 76. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 76 Para tener una óptima operación y control de espesadores es recomendable tener un buen nivel de instrumentación y lazos control. El primer lazo de control más importante, es el del tonelaje, (controlado por la densidad y el flujo de alimentación) con el flujo de floculante, de manera de mantener una dosis constante de floculante. INSTRUMENTACION Y CONTROL Lazo de Control Recomendado
  • 77. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 77 También se puede tener un segundo lazo de control de la interfase con la dosis de floculante, de manera de mantener un nivel de cama fijo de por lo menos de 2 mt. de altura, Este lazo es recomendado solo para aplicaciones donde existe y funciona el censor de nivel de interfase. Para la descarga se recomienda ajustar el flujo de descarga por medio de la válvula de control para mantener una densidad constante. INSTRUMENTACION Y CONTROL Lazo de Control Recomendado
  • 78. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 78 El flujómetro también verifica que se mantenga un flujo adecuado para evitar embanques en la línea. Opcionalmente, se puede tener un lazo de control que mantenga el equilibrio del espesador en relación al tonelaje de sólidos que entran y que salen. INSTRUMENTACION Y CONTROL Lazo de Control Recomendado
  • 79. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 79 Bomba Dosificadora de Velocidad Variable para Floculante Densímetro Nuclear Flujo metro Magnético o Ultrasónico Válvula Reguladora de Flujo Sensor Ultrasónico de Nivel de Cama de Sólidos Control Recomendado para Espesadores
  • 80. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 80 Esta filosofía de control es más económica por que ocupa menos instrumentos y solo se basa en un sistema de control de nivel de interfase en relación al flujo de floculante. Para la descarga, la idea es mantener un inventario constante, es decir un volumen de pulpa en el interior del espesador constante y esta es ajustada de acuerdo al flujo controlada por una válvula de control. INSTRUMENTACION Y CONTROL Lazo de Control Alternativo
  • 81. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 81 Control Alternativo de Espesadores Bomba Dosificadora de Velocidad Variable para Floculante Válvula Reguladora de Flujo Sensor Ultrasónico de Nivel de Cama de Sólidos Transmisor de Presión
  • 82. CLASE N°7 DEPARTAMENTO DE METALURGIA USACH 82 EMBANCAMIENTO