1. Universidad de Atacama- Departamento de Metalurgia
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
SEDIMENTACIÓN
2. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Objetivos
Aplicar los principios de la mecánica de fluidos en el
planteamiento y resolución de problemas prácticos,
relacionados con la sedimentación.
Desarrollar la capacidad basado en conocimientos teórico-
prácticos para diseñar, seleccionar y evaluar equipos de
sedimentación.
3. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Temario
Introducción
Sistemas de dispersión
Estabilidad de dispersiones
Coagulación y floculación
Mecanismos de aglomeración de partículas
Sedimentación discontínua
Sedimentación contínua
4. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Separaciones mecánicas
Los métodos para separar los componentes de las mezclas
pueden resumirse en dos categorías
Métodos difusionales
diferencias físico-químicas entre las moléculas de la mezcla
destilación, absorción de gases y extracción líquido-líquido
Métodos mecánicos
diferencias de propiedades físicas entre las partículas (tamaño, forma
y densidad)
aplicables a mezclas heterogéneas
filtración, centrifugación, tamizado, espesamiento y filtración
5. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Sedimentación
Es una operación de separación de fases fluido-sólido 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
Objetivos
Clarificación: Obtener una fase líquida clara, sin sólidos en
suspensión
Espesamiento: Obtener una pulpa de densidad adecuada para
alguna operación subsiguiente (ej: pulpa para filtrado)
6. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Sedimentación
Variables:
Tamaño de partícula
Densidad de la partículas
Forma de las partículas
Propiedades superficiales
Otros fenómenos
Sedimentación impedida
Coagulación
Floculación
Dispersión
7. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Sistemas de dispersión
Son sistemas multifásicos, compuestos de dos o tres fases
Una fase contínua (medio dispersante)
Una o dos fases discontínuas (fases dispersas)
Clasificación según el tamaño de partícula
Suspensiones, partículas mayores que 1 micron
Coloides, desde 1 micron a 10 angstrom
Las pulpas tienen características de suspensiones y coloides a
la vez.
8. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Estabilidad de las dispersiones
Se define como la capacidad de un sistema de mantener en el
tiempo una concentración uniforme a través de todo el
volumen sin necesidad de agitación mecánica externa.
Cuando el sistema no es estable, se separan ambas fases por
sedimentación de la fase sólida debido a la fuerza de
gravedad.
Una suspensión es un sistema naturalmente inestable.
La velocidad de separación de ambas fases está determinada
por la propiedades físicas de ambas fases y la concentración
de la fase sólida
9. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Estabilidad de las dispersiones
A medida que la partícula es más pequeña, menor es el efecto
de la fuerza de gravedad.
A este nivel, son significativos factores tales como las fuerzas
de atraccción y repulsión entre las partículas.
Si predominan las fuerzas de repulsión, el sistema se
mantiene estable
En caso contrario, las partículas sedimentan solas o forman
agregados.
10. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Fuerzas de London-Van der Wals
Son fuerzas de atracción intermolecular y tienen origen en la
polarización, ya sea natural o inducida, de las moléculas.
Si la molécula se encuentra en el seno de la solución, ésta se
encuentra compensada
Si las moléculas se encuentran en la superficie, están
descompensadas
Esta descompensación se manifiesta como una tensión o
energía superficial.
El efecto neto de estas fuerzas es la tendencia a unirse, a fin
de disminuir la interfase del sólido, y con ello la energía
superficial del sistema.
11. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Carácter eléctrico de la interfase
Cuando una partícula se encuentra en una fase acuosa, su
superficie adquiere una carga superficial debido a la
interacción de la superficie con el medio.
La distribución de carga en exceso sobre la superficie se
denomina “doble capa eléctrica”
El potencial en la interfase se conoce como potencial
superficial o electroquímico ()
El potencial en el plano de separación entre la capa fija y la
difusa se denomina potencial electrocinético o potencial Z ().
12. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Carácter eléctrico de la interfase
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
Distancia a la superficie
Potencial
.- potencial superficial o
electroquímico
.- potencial electrocinético o
potencial Z
a
b c
13. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Carácter eléctrico de la interfase
El balance de las fuerzas de cohesión y la naturaleza eléctrica
de la superficie, determinan la estabilidad de un sistema
coloidal
Distancia
Atracción
Repulsión
14. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Coagulación y floculación
Para el espesamiento de pulpas, se hace necesario disminuir
la estabilidad de las dispersiones.
Esto permite favorecer la formación de agregados
multipartículas con velocidades de sedimentación superiores a
la de una partícula normal.
Se hace necesario reducir la barrera energética, disminuyendo
el potencial superficial.
Posibilidades:
Adsorción superficial de iones
Condensación de la doble capa
15. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Adsorción superficial
Se realiza modificando la concentración de iones
determinantes de potencial
Para los óxidos y silicatos, los iones determinantes de
potencial son el H+ o el OH- (pH).
Un pH bajo indica una superficie cargada positivamente y uno
alto, una carga negativa.
Se denomina punto de carga cero (ZPC) al pH en que el
potencial superficial es cero, que es característico de cada
mineral.
17. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Condensación de la doble capa
Consiste en la reducción de su tamaño debido a un aumento
de la fuerza iónica de la solución
Esto se logra aumentando la concentración de un electrolito
indiferente a la superficie
La disminución del perfil del potencial permite reducir la
barrera energética con lo que se favorece la formación de
agregados de partículas.
Cuando se induce la desestabilización de una dispersión
mediante adsorción superficial de iones o por compresión de
la doble capa, el fenómeno se denomina coagulación.
18. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Condensación de la doble capa
Cuando se induce la desestabilización de una dispersión
mediante adsborción superficial de iones o por compresión de
la doble capa, el fenómeno se denomina coagulación.
- Coagulantes: Son en su mayoría inorgánicos. Su acción
es la de introducirse entre partículas residuales y unirlas a su
carga eléctrica. Los coagulantes tienen una carga eléctrica
contraria a las partículas residuales y actúan de puente.
19. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Coagulación
Distancia a la superficie
Potencial
’
’
’
Adsorción superficial
de iones
Condensación de
la doble capa
Potencial
20. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Floculación
La floculación es otra forma de producir agregados de
partículas
El agregado de partículas se produce como consecuencia de
la adición de compuestos orgánicos de cadena larga
(polielectrolitos)
Estos compuestos se adsorben sobre la superficie
Mecanismos
Si la cadena es corta, el reactivo produce hidrofobización de las
superficies
Si la cadena es larga con múltiples grupos polares, cada
molécula se adsorbe sobre varias partículas.
21. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Mecanismo de aglomeración
de partículas
Coagulación
+ iones
+
+
Floculación hidrofóbica
Floculación por acción de puente
23. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Reactivos floculantes
Son polímeros orgánicos naturales como los polisacáridos
(almidón y sus derivados)
También pueden ser sintéticos como las poliacrilamidas
La longitud de las moléculas debe ser a lo menos del orden
del espesor de la doble capa
Contienen a lo largo de la cadena grupos polares por medio
de los cuales se produce la unión del reactivo a la superficie
del mineral.
24. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Reactivos floculantes
La adhesión reactivo mineral puede ser debida a dos
mecanismos:
Interacción electroestática
Adsorción química mediante enlace de hidrógeno o covalente.
La selección y dosificación de floculante depende de la
naturaleza de la pulpa y de la aplicación específica.
Normalmente, existe una concentración de floculante en la
cual la eficiencia del reactivo es máxima
Floculantes inorgánicos: Forman una densa red en el agua en
la que se retienen un alto porcentaje de las partículas residuales
presentes en el agua.
25. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Velocidad de sedimentación
La velocidad de separación o velocidad de sedimentación está
determinada por las propiedades del sólido, del líquido o de la
mezcla.
Propiedades del sólido
Densidad
Forma
Rugosidad superficial
Condición eléctrica de su superficie
Distribución granulométrica
26. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Velocidad de sedimentación
Propiedades de la fase líquida
Densidad
Viscosidad
Naturaleza molecular
Substancias disueltas
Propiedades de la mezcla
Concentración de sólidos
Viscosidad de la mezcla
29. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Velocidad de sedimentación
Las zonas de sedimentación y la del líquido claro crecen a
expensas de las zona de concentración uniforme hasta que
desaparece (punto crítico).
Hasta este punto, las partículas sedimentan libremente,
chocando eventualmente debido a la concentración
Después del punto crítico, las partículas descansan una sobre
otra produciéndose una compresión final.
Esto ocurre debido al peso de la columna y al peso de la
columna hidrostática.
30. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Velocidad de sedimentación
La única interfase nítida es la existente entre el agua clara y la
pulpa.
La variación de esta altura respecto del tiempo se utiliza para
caracterizar la sedimentación batch.
La velocidad de desplazamiento se calcula mediante la
pendiente de la curva.
La curva presenta tres zonas típicas:
Recta al principio, en que la velocidad de la interfase es
constante
Tramo curvo, cuando desaparece la zona de concentración
constante
Asintótica, después del punto crítico
31. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Velocidad de sedimentación
Sea G la densidad de flujo másica
Masa que atraviesa una unidad de área perpendicular a la
dirección del flujo, en la unidad de tiempo
El valor inverso corresponde al área unitaria, AU
Representa el área de sección transversal necesaria para que
atraviese una unidad de flujo másico
2
w kg
Gb v C =
A m s
donde:
C = concentración de sólidos, masa de sólidos por unidad de volumen de pulpa
v = velocidad de sedimentación del sólido a la concentración C
w = flujo másico de sólidos
A = sección transversal al flujo
32. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Velocidad de sedimentación
Experimentalmente:
Concentración, C
Velocidad
de
sedimentación,
v
Concentración, C
Densidad
de
flujo
másico,
Gb
33. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Método de Coe y Clevenger
La suposiciones de Coe y Clevenger fueron:
que la velocidad de sedimentación solo es función de la
concentración
El grado de floculación no depende de la concentración
La información se obtiene mediante pruebas experimentales
en que se varía la concentración inicial
Se aprovecha el hecho de que la curva es una recta.
34. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Método de Kynch
Kynch propuso que la sedimentación era un fenómeno de
propagación de ondas, basándose en las siguientes
suposiciones:
La suspensión es originamente homogénea
La velocidad de sedimentación es función de la concentración
local solamente
Las partículas son esféricas y de tamaño uniforme, por lo que el
material sedimentado es incompresible
35. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Método de Kynch
Interpretación del fenómeno:
Antes que comience la sedimentación habrá una concentración
uniforme
Las partículas en sedimentación llegarán el fondo de la columna
donde se acumularán
La concentración del materia acumulado será mayor que la
concentración inicial de la suspensión
Existirá en todo punto una zona de concentración constante que
a través del tiempo se desplazará hacia arriba
Esto último constituye una onda de concentración constante
36. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Método de Kynch
dh
C - dC
v + dv
C
v
v
C : concentracion de solidos en la
onda de concentracion constante
v : velocidad de sedimentacion de las
particulas a la concentracion C
v : velocidad de ascenso de la onda
de concentracion constante
Masa que ingresa
al volumen de control = (v + dv + v) (C - dC) A
por unidad de tiempo
Masa que sale
al volumen de control = (v + v) (C) A
por unidad de tiempo
37. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Método de Kynch
Desarrollando el balance de masa
tiempo
de
unidad
por
control
de
volumen
el
en
acumula
se
que
Masa
tiempo
de
unidad
por
control
de
volumen
del
sale
que
Masa
tiempo
de
unidad
por
control
de
volumen
el
en
genera
se
que
Masa
tiempo
de
unidad
por
control
de
volumen
al
ingresa
que
Masa
(v + dv + v) (C - dC) A 0 (v + v) (C) A 0
dv
v C - v
dC
Nota: se desprecian los términos de segundo orden
38. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Método de Kynch
Como la velocidad solo es función de la concentración de
sólidos, tenemos:
v C '(C) - (C)
f f
En cualquier instante se cumple que:
0 0 i i i i i i
solido inicial = solido en la onda + otro solido
C ×h ×A = C ×t ×v ×A + C ×t ×v ×A
donde:
vi : velocidad de ascenso de la onda de concentración Ci.
vi : velocidad de sedimentación de las partículas a la concentración Ci.
ti : tiempo en que la onda de concentración Ci alcanza la intefase agua-clara pulpa
h0 : altura inicial de la pulpa
39. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Método de Kynch
Como la velocidad de ascenso de
la onda es igual a:
i
i
h
v
t
0 0
i
i i i
C ×h
C =
h + v ×t
tiempo
Altura
interfase
m
ti
hi
zi
Por lo tanto
Del gráfico
i i
i
i
z - h
dh
v = - =
dt t
i i 0 0
C ×z = C ×h
Combinando estas ecuaciones:
40. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Método de Kynch
Lo que significa que zi es la altura de la pulpa de
concentración uniforme Ci que contiene la misma cantidad de
sólidos que la pulpa inicial
La velocidad de sedimentación, por lo tanto, se puede obtener
en función de la concentración a partir de un sola prueba de
sedimentación
Experimentalmente, esto es válido para la zona anterior al
punto crítico.
A partir de ahí, la velocidad y la densidad de flujo dependen de
la altura de la columna de fluido.
41. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Sedimentación continua
En una sedimentación continua, en estado estacionario, la
densidad de flujo de sólidos debe ser constante a través de
toda la unidad
Asi no existe acumulación de sólidos en ningún nivel
Esta densidad tiene dos componentes
Una debida a la sedimentación, Gb.
Otra debida al flujo global de pulpa hacia el underflow, Gu.
b u
G = G + G = v C + v* C
donde v* es la componente de la velocidad del sólido debida al flujo del underflow
42. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Sedimentación continua
Concentración de sólidos, C
Densidad
de
flujo
másico,
G
Flujo batch
vi Ci
Flujo del underflow
V* Ci
CL Cu
43. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Sedimentación continua
Las curvas de densidad de flujo másico presentan un mínimo
que indica que existe una concentración CL para la cual que
flujo que atravieza es mínimo.
Como la concentración de flujo de la alimentación Ca es
normalmente menor que CL y la de descarga Cu, es siempre
mayor
Entonces, el máximo flujo de sólidos que debe pasar por
unidad de área hacia el undeflow está dado por este valor
mínimo.
Este es el punto de operación estable de la unidad.
44. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Sedimentación continua
Estas condiciones son límites, ya que limitan la capacidad de
operación continua
Un G mayor que GL provoca que el nivel de sólidos aumente
hasta eventualmente rebalsar
Debido al desplazamiento hacia la superficie de la capa de
concentración CL por la acumulación de sólidos
Una densidad de flujo menor que GL por el contrario provoca
una disminución del nivel de sólidos hasta vaciarse
Todo esto desde luego sin variar el flujo del underflow.
45. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Dimensionamiento de
espesadores continuos
El dimensionamiento implica calcular el diámetro y la altura del
espesador
Si bien es ideal contar con unidades pilotos, en la práctica se
necesitarían grandes volúmenes de pulpa.
Normalmente, se trabaja con pruebas batch en probetas
Todos los métodos se basan en determinar las condiciones
límites, variando solo la forma de manejar la información
experimental.
46. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Area de un espesador continuo
Método de Coe y Clevenger
Plantean la existencia de la condición límite para el flujo de
sólidos en una operación continua
Suponen que la velocidad de sedimentación es solo función
de la concentración
Las pruebas de sedimentación se realizan a varias
concentraciones iniciales.
Con esta información se calcula la densidad de flujo de sólidos
para cada caso con el objetivo de determinar la condición
límite.
48. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Area de un espesador continuo
Método de Coe y Clevenger
Para un nivel i cualquiera
i i i i
G = v ×C + v*×C
como:
u
Q
v* =
s
donde:
Qu: flujo volumétrico de pulpa en el underflow
S : la sección del espesador
combinando las ecuaciones y despejando vi:
u
i
i
i
Q
G
v = -
C s
49. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Area de un espesador continuo
Método de Coe y Clevenger
En el estado estacionario, la densidad de flujo de sólidos en
cualquier nivel del espesador debe ser igual al de descarga
u u
i u
Q ×C
G = G =
s
luego:
despejando la densidad de flujo se obtiene:
i i
i u
1 1
v = G -
C C
i
i
i u
v
G =
1 1
-
C C
50. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Area de un espesador continuo
Método de Coe y Clevenger
Cuando se utiliza la dilución (razón agua-sólido en peso) la
ecuación anterior se transforma en:
donde:
D : dilución
: densidad del fluido
i
i
i u
ρ×v
G =
D - D
También se acostumbra a utilizar la variable area unitaria AU,
que indica el área necesaria para que atraviesa la unidad de
masa de sólidos en la unidad de tiempo
i
1
AU =
G
51. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Area de un espesador continuo
Método de Coe y Clevenger
Ejemplo 1:
Se desea determinar el área unitaria de un espesador capaz de
recibir una alimentación con dilución 6:1 para producir una descarga
de 1.12:1
Se realizaron 5 experiencias a diferentes diluciones y los resultados
fueron:
Experiencia Dilución vi [cm/s] AU [m2 s/kg] AU [m2/TPH]
1 6.00 0.0184 265 7.37
2 4.94 0.0101 378 10.51
3 4.00 0.0076 379 10.53
4 3.51 0.0064 373 10.37
5 3.00 0.0051 369 10.24
i u
i i
D - D
1
AU = =
G ρ×v
53. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Area de un espesador continuo
Método de Talmage Fitch
Propusieron una modificación al método de Coe y Clavenger
Consiste en determinar la relación velocidad de sedimentación
versus concentración a partir de una sola prueba.
Las velocidades, las tangentes y las densidades de flujo
másico se determinan de acuerdo a:
i i
i
i
z - h
v =
t
0 0
i
i
C ×h
C =
z
i
i
i u
v
G =
1 1
-
C C
54. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
La altura de un espesador continuo está determinada por la
altura de la zona de compresión más alturas que se adicionan
principalmente por concepto de sumersión de la alimentación.
Experimentalmente se ha determinado que para una pulpa en
particular, la concentración de sólidos en la descarga del
espesador es función de la altura de la zona de compresión y
del tiempo que los sólidos permanecen en ella
Altura de un espesador continuo
Método de Talmage Fitch
55. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
El tiempo de residencia del sólido (tr) en la zona de
compresión de un espesador continuo está definido por el
tiempo necesario para que la pulpa atraviese la zona de
compresión, es decir es el tiempo necesario para que una
pulpa en su condición crítica alcance la concentración de
descarga.
Roberts propone estimar tr como la diferencia entre un tiempo
y el tiempo necesario para que la pulpa alcance la
concentración de descarga deseada.
Altura de un espesador continuo
Método de Talmage Fitch
56. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
el tiempo corresponde a una altura “Z” en el gráfico de Roberts
2
z
z
z
'
o
o
Altura de un espesador continuo
Método de Talmage Fitch
57. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
La altura final del espesador se estima como la suma de la altura de
la zona de compresión más alturas que se adicionan por pos
siguientes conceptos:
- Sumersión de la alimentación : 0,6 mt
- Capacidad de almacenamiento: 0,6 mt
- Inclinación del fondo : 0,6 mt
Altura de un espesador continuo
Método de Talmage Fitch
58. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
tiempo (hr) altura (cm)
0 36
0.1 34.6
0.25 32.3
0.5 28.6
0.75 24.8
1 21.2
1.25 18.2
1.5 16.2
1.75 14.7
2 13.75
2.25 13.3
2.5 12.8
3 12.3
4 11.8
5 11.5
6 11.2
8 10.65
12 9.8
20 8.8
oo 7.7
Ejemplo:
Estimar
El área unitaria necesaria para llevar
una concentración inicial de 236 g/L
a una concentración final de 550 g/L
y la altura de la zona de compresión
si se requiere una capacidad de 50
Ton/hr
Una prueba de sedimentación batch
con dicha pulpa dio los siguientes
resultados.
59. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Con los datos de la tabla se debe graficar
en un grafico con escala normal la curva de
sedimentación.
tiempo (hr) altura (cm)
0 36
0,1 34,6
0,25 32,3
0,5 28,6
0,75 24,8
1 21,2
1,25 18,2
1,5 16,2
1,75 14,7
2 13,75
2,25 13,3
2,5 12,8
3 12,3
4 11,8
5 11,5
6 11,2
8 10,65
12 9,8
20 8,8
7,7
curva de sedimentación
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 15 20 25
tiempo (horas)
altura
(cm)
60. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
curva de sedimentación
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 15 20 25
tiempo (horas)
altura
(cm)
63. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
másico
Flujo
w
espesador
Diámetro
w
AU
espesador
Area
G
AU
AU
G
i
i
*
1
1
min
min
65. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
a) Determinación del tiempo (gráf ico Roberts )
b) Determinación del tiempo en el que se alcanza la concentración
final “tu“ (gráfico conc. v/s tiempo)
c) Determinación del tiempo de residencia “tr”
d) Determinación de la concentración alcanzada al tiempo (gráfico
conc. v/s tiempo)
e) Determinación de la concentración media
θ
u
r t
t
t
2
C
C
C u
θ
66. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
Cálculo del volumen de la zona de compresión
Donde w es el flujo másico a procesar
C
t
w
V r
c
67. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
grafico de Roberts
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 5 10 15 20 25
tiempo (hr)
h-hoo
(cm
)
zo
Z’o
2
z
z
z
'
o
o
Z=17
17
7
,
3
,
8
2
5
2
z
= 0,7 horas
Determinación del tiempo
68. SEDIMENTACION
MECANICA DE FLUIDOS – NIVEL 302 METALURGIA
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0 1 2 3 4 5 6
tiempo (hr)
concentración
(gr/
cm
3)
C
tu
Cu
Determinación del tiempo tu y C