Presentación separación de sólidos

1. SEPARACIÓN DE SÓLIDOS
Danilo Burgos | Paula Junieles | Sergio Peña

2. Industria del carbón,
minería, metalúrgica,
medicamentos,
alimentos, química..
Sistema homogéneo o
heterogéneo?.
Sólido-Gas
Sólido-Líquido
Sólido-Sólido
Dar solución a:
1.Separación de sólidos
de interés.
2. Descontaminación
Planteamiento
1

3. Separación por
fases
Sólido-Gas
Separado en ciclones
Filtración
Sólido-Sólido
Tamizado en zarandas
Flotación
Clasificación por aire
Sólido-Líquido
Sedimentación
Centrifugación
(Hidrociclones)
Filtración
Separación por
membranas 2

4. CRIBAS
Una criba consiste en una
superficie con agujeros sujeta a un
aro de madera o metal, empleado
para separar granos u objetos de
diferentes tamaños.
La función de la criba separadora
por lo regular, se describe como la
separación de material grande de
una alimentación inicial.
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5. TIPOS DE CRIBAS
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6. ALGUNAS CRIBAS INDUSTRIALES
Separadoras vibratorias inclinadas
Separadoras vibratorias
horizontales
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7. CUADRO COMPARATIVO
Separadora Inclinada Separadora Horizontal
Se usa típicamente en plantas estacionarias y
en algunas plantas portátiles.
Se emplea en plantas portátiles porque
ayudan a disminuir las alturas de
recorrido.
Depende de la gravedad para mover el
material plataforma abajo. No depende de la gravedad.
Maneja regímenes de gran tonelaje y tamaños
de minerales grandes.
Permite al operador controlar la velocidad
del material proveniente de la plataforma.
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8. ZARANDAS
Lo podemos definir como la sucesión de
varias cribas a: compuesto por tejidos
metálicos con agujeros de diferentes
diámetros cuya funcionalidad es para
separar sustancias gruesas de otras más
finas.
Podemos decir que las zarandas
funcionan bajo el mismo principio de las
cribas.
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9. Se utiliza para filtrar los
materiales por ejemplo
después de la trituración.
Tiene varias capas de
tamaño variable, capaz de
cribar muchos materiales de
diferentes tamaños.
ESQUEMA DE UNA ZARANDA
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10. APLICABILIDAD
Se utilizan ampliamente en la
industria:
• Minera.
• Carbón.
• Transferir material arenoso o
bulto, o material de envasado.
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11. VENTAJAS DE UNA ZARANDA
• Gran Fuerza de Vibración.
• Mallas fabricadas en acero.
• Sistema de Transmisión por fajas y poleas.
• Gran capacidad de Manejo.
• Larga vida útil, bajo consumo, poco ruido
• Estructura simple, fácil mantenimiento.
• Alta eficiencia, gran capacidad y larga vida de trabajo.
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12. 11

13. CICLONES
Grupo de
partículas
Composición OMS USEPA
Gruesas Polvo, tierra >2,5 𝜇m >10 𝜇m
Finas Aerosoles, partículas de combustión, vapores de compuestos
orgánicos condensados, polvo muy fino.
<2,5 𝜇m <10 𝜇m
Definición:
Separador mecánico de material particulado en
suspensiones sólido-gas.
Sistema sólido/aire
 Polvo(dust): suspensión en aire de
partículas de tamaño pequeño 10^-3 𝜇m y
10^2 𝜇m, de forma muy variada
(Trituraciones, pulverizaciones)
 Fibras: suspensión partículas alargadas
 Hollín (soot): suspensión de partículas con
alto contenido en carbono (combustión
incompleta)
 Humos metálicos
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14. CICLONES
Principio:
Separación mecánica basada en la acción de la fuerza centrífuga.
Diseño:
1. Cuerpo cilíndrico.
2. Fondo cónico
Funcionamiento:
a. Entrada tangencial, perpendicular al eje del cuerpo del ciclón.
b. Movimiento de rotación, hacia el fondo (las partículas sólidas
y líquidas, son arrastradas por dicha rotación hacia la zona de
evacuación después de chocar con las paredes y caer en el
fondo).
c. Salida ascendente del gas limpio o con partículas muy finas
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15. TIPO DE FLUJO
Tangencial
Axial
Variables de diseño.
 Altura
 Ancho
 Velocidad de entrada
 Adición de filtros
 Sistema a procesar
Ecuaciones
𝑚 𝑒 = 𝑚 𝑜 + 𝑚 𝑢
𝑤𝑖 𝑚 𝑒 = 𝑤 𝑜𝑖 𝑚 𝑜 + 𝑤 𝑢𝑖 𝑚 𝑢
𝐸𝑖 =
𝑤 𝑜𝑖 𝑚 𝑜
𝑤𝑖 𝑚 𝑒
= 𝐸 𝑇 ∗
𝑤 𝑜𝑖
𝑤𝑖
Balance de masa
Balance por componente
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𝑚 𝑢
𝑚 𝑜
𝑚 𝑒
Eficiencia a la separaci

16. CARACTERÍSTICAS DEL FLUJO
Velocidad y balance de fuerzas sobre las
partículas del ciclón
𝑎 𝑐 =
𝑢 𝜃
2
𝑅
𝐹𝑐 =
𝜋𝑟𝑝
3
6
𝜌 𝑝
𝑢 𝜃
2
𝑅
Por la primera ley de newton (masa
constante)𝐹𝑐 = 𝑚 𝑝 𝑎 𝑐
Fuerza de empuje
𝐹𝑢 =
𝜋𝑟𝑝
3
6
𝜌 𝑔
𝑢 𝜃
2
𝑅
Fuerza de arraste (Ley de Stokes)
𝐹𝑑 = 3𝜋𝑥𝜇𝑢 𝑟
𝐹𝐶 = 𝐹𝑢 + 𝐹𝑐
𝑟𝑝
3
=
18𝜇
𝜌 𝑝 − 𝜌 𝑔
𝑟𝑝
3
𝑅
𝑢 𝜃
2 𝑢 𝑟
𝐸 𝑢 =
∆𝑃
𝜌 𝑔( 𝑢2 2)
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𝑅 = 𝐷𝑒𝑙 𝑐𝑖𝑐𝑙ó𝑛
𝑟𝑝 = 𝐷𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡í𝑐𝑢𝑙𝑎

17. CASO ESTUDIO
En un separador ciclónico, una corriente de aire fluye a
100 m3/h a una temperatura de 50ºC . La densidad de las
partículas es de 1200 kg/m3 . Determine el diámetro de
las partículas que serán removidas con una eficiencia de
un 50% de eficiencia, si la velocidad del aire no puede
exceder los 10 m/s.
Datos
Densidad del aire a 50ºC = 1,25 kg/m3
Viscosidad aire () 0 1,8x10-5 kg/m s
16
2
2
p
HW9
QdN


 pe
Los tamaños de los ciclones está generalmente entre 4
y 0,5 m de altura y un diámetro de 1m a 30 cm

18. HIDROCICLONES
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Definición: Los
hidrociclones son equipos
destinados principalmente
a la separación de
suspensiones solido-solido,
liquido – sólido.

19. - Separar los solidos suspendidos.
- La suspensión es bombeada a baja presión.
- Adopta una trayectoria circular (helicoidal)
- Las partículas pesadas frenan por rozamiento en
su superficie.
- Las partículas finas son arrastradas hacia el
rebose.
- Se ajusta el tamaño de separación de las
partículas solidas entre 10 y 500 micras.
- Se regula la aceleración del torbellino.
- Se modifica la geometría o toberas del
hidrociclón.
FUNCIONAMIENTO
D: diámetro de salida
superior
B: diámetro de entrada
H: distancia entre el
torbellino interior hasta
la boquilla de salida
inferior.
L: longitud entre la
entrada y salida
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20. • Debido a su especial diseño, el hidrociclón
funciona
con una mínima pérdida de carga.
• Los hidrociclones pueden colocarse en paralelo
para aumentar así su capacidad de filtración.
• Funcionan con una pérdida de carga constante,
no existiendo posibilidad de obturación
VENTAJAS
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21. APLICACIONES
• Decantación de arena y otros contaminantes
sólidos del agua destinada a uso doméstico,
agrícola o industrial.
• Como consecuencia de lo anterior, se consigue
la protección de las bombas, válvulas y sistemas
de control contra los desgastes causados por los
sólidos.
• Siempre recomendado en aguas procedentes de
pozo.
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