clasificacion final[1]

5/11/2018 Clasificacion Final[1] - slidepdf.com

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE

SAN MARCOS(UNIVERSIDAD DEL PERÚ, DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE QUÍMICA, ING. QUÍMICA E ING.AGROINDUSTRIAL

Escuela Académica Profesional de Ingeniería Química

Tema

CLASIFICACIÓN

Curso

PROCESAMIENTO DE MINERALES I

Profesor

ING. RICARDO MARTÍNEZ

Alumnos

CALLO CASTRO GUSTAVO 05070178

ROJAS CAMONES NEYBI 06070135

VILLAVICENCIO SÁNCHEZ NANCY 05070044

2011



CLASIFICACIÓN

INTRODUCCIÓN

La clasificación, que es en realidad una separación de las partículas, se lleva a cabosegún su rapidez de asentamiento en el fluido. Debido a que el agua es el fluido de uso máscomún en el procesamiento de minerales el trabajo se enfoca generalmente a laclasificación llevada en medio húmedo, pero debe tomarse en cuenta que también puedeaplicarse a otros fluidos, como el aire.

Esta operación es de amplio uso industrial y su objetivo principal es manipular lasdistribuciones de tamaños de los flujos en una planta con el fin de optimizar elcomportamiento de otras operaciones. Cuando se trata de tamaños gruesos la separación se produce por el impedimento físico de una superficie provista de aberturas, la que retienesobre ella aquellas partículas con tamaños mayores que su abertura; en este caso laoperación se denomina “Harneado”. Cuando los tamaños de la distribución sonrelativamente pequeños, la separación se realiza haciendo uso de principios hidrodinámicos(sedimentación) y la operación recibe el nombre de “clasificación”.

PROCESAMIENTO DE MINERALES Página 2



CLASIFICACIÓN

OBJETIVOS DE LA CLASIFICACIÓN

Hacer más eficiente la molienda y asegurar que el producto de la operación esté bajo un determinado tamaño, recirculando al molino las partículas mayores.

Preparar un material de rango de tamaño más estrecho para aumentar laeficiencia de otras operaciones en el procesamiento de minerales.

Prevenir la entrada de finos a las etapas de reducción de tamaño, así se evita la

formación de lamas y se aumenta la capacidad y eficiencia del proceso.

Restringir la distribución de propiedades de las partículas que van a entrar auna etapa de concentración.




CLASIFICACIÓN

CLASIFICACIÓN

La clasificación es la operación unitaria en la que se produce la separación de unsistema particulado de una cierta distribución granulométrica en dos fracciones, una

corriente positiva con una distribución en la que prevalecen los tamaños mayores, contienelas partículas de asentamiento más rápido, y se les llama arenas, productos de descarga

inferior o sobretamaño (generalmente contiene poca agua) y en la segunda, se tiene unacorriente de respuesta negativa, denominada derrame, rebose o lamas, donde se tendrá lostamaños menores. La separación de las partículas se lleva a cabo según su rapidez deasentamiento en el fluido. Debido a que el agua es el fluido de uso más común en el procesamiento de minerales el trabajo se enfoca generalmente a la clasificación llevada enmedio húmedo, pero debe tomarse en cuenta que también puede aplicarse a otros fluidos,como el aire.

El término clasificación cubre una amplia variedad de operaciones llevadas a cabo,en máquinas que se diferencian enormemente en apariencia y en la manera en quefuncionan. Todas ellas tienen una cosa en común, que es, de manera general la separación

por tamaños.

La verdadera clasificación de partículas por tamaños se realiza casi siempre bajocondiciones de sedimentación obstaculizada; donde el volumen de las partículas ensuspensión, la viscosidad y la densidad real de la pulpa, la densidad del fluido y lostamaños de partícula, afectan la separación y la operación puede concebirse con másrealismo como una operación de selección más que de clasificación por tamaños.

SEDIMENTACIÓN OBSTACULIZADA

La clasificación que ocurre bajo condiciones de asentamiento obstaculizado serefiere usualmente al ordenamiento dentro de un fluido de partículas minerales dediferentes tamaños y gravedades específicas. Los minerales en cada grupo tienenaproximadamente iguales velocidades de asentamiento. La clasificación en productosdepende de las diferencias en la velocidad de asentamiento en un medio fluido (usualmente

agua).

Los factores que influencian el movimiento de partículas en un fluido son:




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Las velocidades relativas de partículas de la misma gravedad específica, sonfunciones del tamaño; una partícula más grande cae más rápido que una máspequeña.

Cuando dos partículas son del mismo tamaño y forma, pero de densidades

diferentes, la partícula más pesada cae más rápido.

Cuando dos partículas tienen la misma densidad y volumen, pero tienenformas radicalmente diferentes; la velocidad de sedimentación está relacionadaa la fricción superficial, la cual es una función del área superficial. Lavelocidad terminal máxima es desarrollada por una forma de gota, mientrasque una placa delgada tiene máxima resistencia y mínima velocidad.

La resistencia a la caída es una función de la velocidad de las partículas quecaen. Conforme la velocidad incrementa, las fuerzas de resistencia

incrementan; hasta que ellas son iguales a las fuerzas gravitacionales y en estepunto se alcanza una velocidad terminal constante.

La resistencia a la caída incrementa con la densidad y viscosidad del mediofluido.

Debido a floculación de pequeñas partículas y a la presencia de diminutasburbujas de aire adsorbidas u ocluidas sobre la superficie de la partícula,ocurren variaciones en la velocidad de sedimentación.

CLASIFICACIÓN MECÁNICA

En las antiguas plantas de procesamiento de minerales, la clasificación de partículasse realizó en tanques de asentamiento en los cuales, se mantuvieron corrientes de aguaascendentes.

Las principales fuentes de disconformidad fueron las siguientes:

Baja capacidad combinada con alto consumo de agua

Las dificultades de descarga continua.

Cuando se perfeccionó el clasificador mecánico, la corriente ascendente fue producida por agitación del tanque de sedimentación, en una manera mecánica controlada. Comoconsecuencia los promedios de tonelaje se incrementaron grandemente; los requerimientosde agua se redujeron a proporciones apropiadas y la operación continua no fue más un problema.




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Los clasificadores mecánicos utilizan ciertos medios mecánicos para retirar el producto arenoso del dispositivo: generalmente este mecanismo trabaja contra la gravedad .

El alimento, el cual es usualmente una descarga del molino, se introduce en el extremo poco profundo de la piscina o charca (pool), más lejano del rebalse. Las partículas del

tamaño requerido rebalsan el vertedero; mientras que las partículas demasiado gruesas paralos requerimientos del proceso, se asientan en el fondo del tanque, y son arrastrados haciaarriba por el rastrillo o espiral para que retornen al circuito de molienda.

Las variables de operación o de control en un clasificador mecánico son:

• Gradiente del tanque

La cual determina el área del pool y por lo tanto, el tamaño del material rebalsado. Ellatambién controla la capacidad de rastrillado de la arena, las características de la arenadescargada y el diseño de circuitos cerrados para molienda.

• Altura del rebalse

Es una variable de operación que permite cambios en el área del pool . Un incrementoen altura origina un incremento en el área del pool. Un incremento en altura origina unincremento en el área del pool , con una consecuente reducción en el tamaño máximo de partícula de rebalse.

• Velocidad

Es importante desde el punto de vista de la agitación del pool y de su efecto en latamaño de separación. Las velocidades varían desde 28 a 30 golpes por minuto para unaseparación gruesa (malla 28) a 10 golpes por minuto para una separación de 200 mallas. Enun clasificador de espiral, la velocidad periférica del borde del espiral se mantiene enaproximadamente 100 pies por minuto.

• Dilución

La densidad de la pulpa rebalsada es el factor más importante en la determinación de lamalla de separación. El incremento en la dilución origina una separación más fina (es decir un decremento en el contenido de sólidos del rebalse), hasta un contenido mínimo del 10%

de sólidos en peso.




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Entre los clasificadores mecánicos más comunes tenemos:

- Clasificadores de espiral (de rastrillo o arrastre)Este clasificador realiza la descarga de sobre-tamaños por medios mecánicos y de

acuerdo con movimiento relativo entre las partículas y el fluido por sedimentación. Este

tipo de espirales es útil en circuitos de molienda, lavado y eliminación de agua.

FIGURA 1: Clasificador en espiral

- Clasificadores de paletas

La clasificación se hace por medios mecánicos y por sedimentación de laspartículas en el fluido. Este tipo de clasificadores se utiliza para separacionesgruesas y para remover aglomerados.

FIGURA 2: Clasificador de paletas

- Clasificadores de tanques cilíndricos




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Este clasificador posee rastrillos giratorios en el fondo del tanque, con el finde facilitar la descarga de las arenas por medio mecánico. La interacción entreel fluido y las partículas se hace por sedimentación. La baja eficiencia de esteclasificador hace que su uso sea práctico sólo cuando se requiere separargrandes volúmenes de material.

FIGURA 3: Clasificador de tanque cilíndrico

- Clasificadores de cono

En este tipo de clasificadores la descarga de los sobretamaños se hace porgravedad y la interacción entre las partículas y el fluido se da porsedimentación. La eficiencia de este tipo de clasificadores es relativamentebaja y de bajo costo, por lo que es utilizado solamente en separación primaria.

FIGURA 4: Clasificador de cono

CLASIFICACIÓN HIDROCICLÓNICA

HIDROCICLONES




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El hidrociclón ha reemplazado al clasificador mecánico como un aparto declasificación por tamaños en la mayoría de plantas de molienda. Un hidrociclón es unaparto el cual causa la separación de sólidos suspendidos en el líquido (pulpa), alimentado aél mediante utilización de la fuerza centrífuga. Debido a su tremenda capacidad entoneladas por pie cuadrado de espacio ocupado, comparado con el clasificador mecánico,así como algunas ventajas metalúrgicas acumuladas de la mecánica de separación, laaceptación y uso del hidrociclón es universal.

El ciclón utiliza la energía de un fluido, el cual es forzado tangencialmente dentrode una sección cilíndrica, con el objeto de crear un movimiento rotacional del fluido. Estemovimiento rotacional causa movimientos (relativos uno a otros) de partículas las cualesestán suspendidas en el fluido. Esto origina la separación de partículas, una de otras o delfluido, cualquier sea el caso, la característica resaltante de un ciclón es el uso de fluido apresión para desarrollar fuerzas rotacionales y por tanto centrífugas y radiales.

Un ciclón consiste de una sección cilíndrica recta con un tope abierto, montadosobre una sección cónica abierta en el fondo. Un segundo cilindro abierto llamadovortex finder, se halla localizado centralmente dentro de la porción cilíndrica yadherido a la portilla de descarga en el tope de la parte cilíndrica. Cuando la pulpa sefuerza tangencialmente dentro del ciclón, la corriente de pulpa viaja a una velocidad alta auna trayectoria circular. Los productos se descargan verticalmente a través del orificodel rebalse (vortex finder) en el tope, y el orificio de descarga (ápex) en el fondo.

Cuando se fuerza la pulpa dentro del ciclón a una velocidad tangencial alta, seforma un vórtice alrededor del eje central de la unidad, tal que hay un espacio abierto que

se extiende desde el ápex hasta el vortex finder. La fuerza centrífuga desarrollada comoresultado de una velocidad tangencial, origina que las partículas más grandes ypesadas sean llevadas a las paredes. Desde este punto, ellos siguen una trayectoriahacia abajo para descargarse por el ápex. Las partículas más ligeras, las cuales noalcanzan la envolvente que viaja hacia abajo, son llevadas al overflow a través del vortex.

Dados que los orificios de salida del ciclón, están localizados axialmente; elalimento rotante, en efecto, se espiraliza hacia el centro con el objeto de descargarse. Enconsecuencia, se desarrolla una velocidad radial hacia el interior y una velocidad verticalhacia abajo. De este modo, una partícula mineral está sujeta a tres fuerzas: una fuerza

centrífuga hacia afuera, una fuerza radial hacia adentro y una fuerza de asentamientohacia abajo.

Las principales razones para la popularidad son su bajo costo, debido a su pequeñotamaño y simpleza estructural, su alta capacidad por unidad de espacio ocupado y su bajocosto de operación y mantención. Sin embargo, ellos también presentan importantes problemas que sólo son tolerados debido a las ventajas mencionadas. Los principales deestos problemas son su baja eficiencia, debido a la existencia del fenómeno de




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cortocircuitos, su falta de especificidad, debido a la poca nitidez de su corte, y suinflexibilidad, ya que una vez instalado en una planta son muy sensibles a cambios en laoperación. A pesar de haber sido material de numerosos estudios, el conocimiento queexiste actualmente sobre los hidrociclones es principalmente empírico, perdurando muchasconclusiones conflictivas que han impedido realizar avances significativos en la solución delos problemas mencionados.

La aplicación de estos equipos en la minería está dado por:

- Clasificación de sólidos en el rango 10–300 micras, especialmente en circuitos demolienda.

- Espesado de pulpas previo a etapas de concentración y separación sólido-líquido.- Clarificación parcial de efluentes, como ayuda a clarificadores.- Circuitos de lavado en contra-corriente

El tipo de hidrociclón que se ha de utilizar dependerá de algunos parámetros, dentro delos cuales cabe mencionar:

- Naturaleza del sólido- Distribución granulométrica y forma de las partículas sólidas- Densidades específicas de sólido y líquido- Concentración de sólidos- Viscosidad de la pulpa- Caudal a tratar - Tamaño de corte o Separación deseada- Condicionantes propios de la operación: concentraciones de sólidos en descarga y

rebose, contenidos permitidos de finos en gruesos o gruesos en finos, cargacirculante en circuitos cerrados de molienda, efecto de lavado en circuitos de lavadoen contracorriente y presión recomendada de operación.

Las paredes del hidrociclon se ven profundamente afectadas por la abrasión provocada por la pulpa. Por lo que la vida útil depende directamente del material utilizado.

En la siguiente tabla se observan distintos materiales utilizados.




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TABLA 1: Materiales para uso en secciones de apex

Para las paredes de hidrociclones se tienen distintos materiales y sus vidas útiles, locual se puede observar los siguientes materiales:

TABLA 2: Materiales para uso en paredes de ciclón

Para el casquete se utiliza acero al carbono y en la parte interior de la seccióncilíndrica se debe utilizar una goma crepe o (BLUE PALE CREPE GUM RUBBER) lo cualevita la abrasión del acero y aumenta la vida útil del ciclón.




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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Se desarrollan 3 fuerzas sobre las partículas que ingresan en la pulpa de alimentación:

- Una fuerza centrífuga hacia afuera

- Una fuerza radial hacia adentro

- Una fuerza de asentamiento hacia abajo

- La velocidad tangencial aumenta conforme el fluido y las partículas minerales, semueven del aperiferia del cono hacia la línea central del ciclón.(lugar geometrico es unaenvolvente cilindrica, centrada desde el eje del cono y se extiende desde el ápex hasta elvortex finder)

- Radio de máxima velocidad tangencial :r c/6

- La velocidad radial hacia el centro del cono, se origina como resultado deldesplazamiento de la masa del fluido por el alimento ingresante. Se ha demostrado quealcanza su velocidad maxima en la pared del cono y decerec conforme se reduce elradio hasta que llega a ser cero en la interfase del nucleo del aire.

FIGURA 5: Funcionamiento interno de un hidrociclón




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RENDIMIENTO DE UN HIDROCICLÓN

Las curvas de rendimiento que se presentan describen adecuadamente la separación.

Puesto que una separación se describe comúnmente en función del tamaño de partícula, lacurva de rendimiento se representa en una gráfica de la fracción de la masa del tamaño dn.En la siguiente figura se ilustra la curva típica. Debe notarse que aunque la escala deldiámetro de las partículas está generalmente en función del diámetro de abertura, éste es undiámetro nominal diferente del que realmente recibe el clasificador, el cual es un diámetronominal basado en las condiciones de asentamiento que prevalecen dentro del clasificador.La curva de rendimiento de clasificación perfecta es una línea vertical que indicaaproximadamente el “tamaño de corte”. En la práctica, la curva se extiende a lo largo deleje de tamaños, un efecto que puede causarse por la dispersión inicial de las partículas através de la boca de alimentación, y por la dispersión debida a las perturbaciones q ocurren

durante el paso a través del estanque de clasificación. La curva puede mostrar también otras2 imperfecciones, indicadas por y1 y y2 en la figura. Éstas son ocasionadas en efecto,por una parte de la corriente de entrada que sale del clasificador sin haber sido clasificada. Laimperfección denotada por y1 es la más común y se debe a las lamas que hay en la descargainferior. Puede estimarse adecuadamente suponiendo por tanto, la fracción de éstas partículas y1 presente en la descarga inferior será igual a la fracción del agua dealimentación que sale con la descarga inferior. La imperfección y2 se debe al material de laalimentación que pasa directamente hasta el derrame. Generalmente es insignificante,aunque puede manifestarse cuando las partículas tienen una gama de densidades. La posibilidad de que ocurra y2 indica también la inexactitud de la medición convencional deltamaño de separación (tamaño limitativo): resulta claro que la sección de pendiente fuertede la curva de rendimiento es la medida verdadera del tamaño de separación.




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FIGURA 6: Eficiencia en fucnión el tamaño de partícula

Forma característica de la curva de rendimiento de un hidrociclón. b) Relación de lacurva de rendimiento a la clasificación de partícula

VARIABLES QUE AFECTAN LA OPERACIÓN DE UN HIDROCICLÓN- VARIABLES DE DISEÑO:

Está bien establecido que el tamaño de separación de un hidrociclón depende principalmente de su diámetro. La separación de partículas pequeñas requiere de

hidrociclones pequeños y la separación de partículas mayores de hidrociclones másgrandes. Por ejemplo, Arteburn indica que d50 ∞ dc

0.66, mientras que Trawinski da d50

∞ dc0.5 y Pires y Massarani encuentra d50 ∞ dc

0.75, donde dc es el diámetro dehidrociclón. Esto significa que en la selección de tamaño del hidrociclón nointerviene directamente el flujo de material a procesar y que esto solo aparecerá para establecer el número de hidrociclones que sean necesarios. Datoscoleccionados por Lynch de hidrociclones geométricamante similares pero de




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diferentes diámetros, entre 100 y 380 mm mostraron que todos presentaban lamisma función de clasificación reducida.

En forma general se reconoce que los tamaños de la alimentación, ápex y vortexinfluyen en el tamaño de separación. El tamaño d 50 aumenta al aumentar el diámetro

del vortex y el área de alimentación, y disminuye al aumentar el diámetro del ápex.

- PARÁMETROS DEL MATERIAL:

La función de clasificación reducida es constante para un determinadomaterial en hidrociclones geométricamente similares. Dos son las propiedades delmaterial que tienen mayor influencia en el comportamiento de un hidrociclón: ladensidad del material, si éste es puro y la composición si está constituido por unamezcla

- VARIABLES DE OPERACIÓN:

Entre las variables que permiten controlar la operación de un hidrociclón podemosmencionar variables de entrada y de salida. Las principales variables de entrada sonel flujo, la concentración y la presión de la alimentación. De estas tres, laconcentración de la suspensión, expresada como fracción volumétrica de sólidos c v,es la principal variable de control que permiten cambiar en forma inmediata eltamaño de corte. Entre las variables de salida interesa especialmente lagranulometría de rebalse y la proporción de agua que aparece en la descarga.

- PERTURBACIONES:

La principal perturbación de un hidrociclón funcionando en un circuito cerrado demolienda es la distribución granulométrica de la alimentación. La frecuentevariación de ésta requiere de un ajuste inmediato de la concentración de laalimentación para mantener el d50 constante.

MODELOS CUANTITATIVOS DE HIDROCICLONES:




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BALANCES GENERALES:

Independiente del tipo de diseño o simulación a aplicar, se debe cumplir los

balances macroscópicos de masa total y de masa de partículas de cada tamaño, así podemosescribir el balance de sólidos:




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Usando la primera ecuación y dividiendo por Q a la última, tenemos:

Utilizando el concepto de razón de recirculación, podemos escribir el balance deagua en la forma:

La fracción de agua de la alimentación que va a la descarga se puede calcular desdela última ecuación:

Arterburn desarrolló un modelo empírico que permite calcular a nivel estimativo eltamaño y número de hidrociclones necesarios para una operación determinada. El métodofue desarrollado para hidrociclones Krebs de geometría normalizada y se basó encomparaciones de experiencias normalizadas con la operación habitual. Se definió comohidrociclón normal aquel que poseía la siguiente geometría:




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OBJETIVO 1: diseño aislado

Especificar un hidrociclón para tratar un determinado flujo volumétrico dealimentación QP de granulometría conocida pi y producir un rebalse con granulometríaespecificada Pq(xs) y concentración cvq.

Etapa 1: Elección de una concentración de descarga adecuada

Arterburn sugiere una pulpa de descarga debe tener una concentración c vt en el rango0.50≤cvt≤0.53 para un circuito de molienda y 0.40 ≤ cvt ≤ 0.45 para un circuito deremolienda.

Etapa 2: Estimación del valor de d50

Arterburn sugiere la utilización de λ=4 (S.I=0.58) para describir la función declasificación en un hidrociclón Krebs:




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Etapa 3: cálculo de cvp, C y a’ necesarios para ajustar el balance

Combinando las ecuaciones:

Con a=a’, resulta:

Despejando C, resulta:




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a’ se obtiene de la ecuación:

Y cvp se obtiene de la ecuación:

Etapa 4: cálculo de d50 normalizado

Etapa 5: estimar el diámetro del hidrociclón

La relación entre el diámetro de un hidrociclón normal y el tamaño (d50)” es:

Donde d50 se mide en micrones y dc resulta en centímetros




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A continuación se selecciona el hidrociclón estándar de tamaño más cercano alcalculado. una vez elegido éste se recalcula de nuevo (d50)n y luego la caída de presión paradar el mismo d50 real.

Etapa 6: cálculo de la capacidad del hidrociclón elegido

Esta expresión fue desarrollada originalmente para flujos de agua. Arterburnindica que un hidrociclón puede pasar un flujo un poco mayor de pulpa y, por lo tanto, elcálculo es conservador.

Etapa 7: cálculo del número de hidrociclones de la batería

Etapa 8: cálculo del tamaño del ápex y vortex

Reemplazando la definición de razón de recirculación C=T/Q en el balance global demasa, se puede eliminar Q:




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OBJETIVO 2: simulación de diseño




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OBJETIVO 3: simulación de operación

MODELO DE LYNCH Y RAO:

Consiste en ecuaciones empíricas que dan la capacidad, el tamaño de separación, ladistribución de agua y la curva de clasificación. Cada ecuación contiene parámetros quedeben ser determinados experimentalmente.

CAPACIDAD:




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TAMAÑO DE SEPARACIÓN:

DISTRIBUCIÓN DE AGUA:

FUNCIÓN DE CLASIFICACIÓN:

Donde:




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FACTORES DE DISEÑO

INSTALACIÓN

Aplicando toda las teorías comentadas es posible que se llegue a determinar el

hidrociclón más adecuado en cuanto al tamaño de separación deseado, y el número deunidades a emplear en función del caudal a tratar.

Otro criterio de orden práctico debería considerarse antes de concluir ladeterminación de tipo de hidrociclón y número de unidades.

Es importante dotar a las instalaciones de flexibilidad, lo que significa que en elcaso de operar con varias unidades es preferible componer grupos que permitan al menos,cerrando o abriendo ciclones ajustar el caudal en magnitudes de orden del 15%-25% lo que permitirá acomodar la instalación a las fluctuaciones de la alimentación tanto en loreferente a cantidad como a calidad y esto es especialmente importante en circuitos

cerrados de molienda donde el cambio del tamaño de partículas, bien por cambios en ladureza del mineral o por cambios en las áreas de trituración, tiene una gran influencia en lacarga circulante del molino.

Esto significa que en ocasiones la operación con ciclones de pequeño diámetro ymayor número de unidades presenta ventajas de flexibilidad frente a la mayor simplicidadde operar con el menor número de unidades posibles, y ello debe tenerse en cuenta enoperaciones donde se prevean fluctuaciones de alimentación importantes.

La operación con ciclones de pequeño diámetro presenta a menudo el inconveniente

de frecuentes atascos por elementos extraños tanto en la tobera de descarga como en la dealimentación, siendo esto último más difícil de detectar por lo cual y especialmente encircuitos de molienda, donde la presencia de trozos de elementos molturantes es frecuente,es aconsejable operar con hidrociclones con toberas de alimentación de grandesdimensiones.

Ciclones de diámetro menor del necesario en cuanto al tamaño de separación,significan tamaños de corte menores, lo que podría ser un inconveniente, y es aquí dondelos hidrociclones de cono corto, o de fondo plano son una ayuda para alcanzar cortesgruesos con ciclones de pequeño diámetro.




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FIGURA 7: uso del hidrociclón en molinos de bolas

En el supuesto de que empleando todos los conocimientos y advertencias

mencionadas hubiésemos llegado a una conclusión más o menos acertada en cuanto alhidrociclón y presión de operación, nos quedaría la parte, aparentemente, más simple ydonde lamentablemente no se sabe porque razón, más errores se cometen: la instalación.

Cuando se trata de una instalación simple con un solo hidrociclón, se suele poner poca atención en la necesidad de un control de la operación en el tiempo y así vemosmultitud de instalaciones donde no existe medición de presión, los conductos de descarga yrebose no son accesibles fácilmente, con lo cual se pierde el control visual tanto o másimportante que el electrónico, y en la mayoría de las ocasiones resulta, totalmenteimposible tomar muestras de las diferentes corrientes para su análisis.

En el caso de instalaciones con varias unidades el problema no es tan acusado pero tambiénexiste y además surgen otros problemas inherentes a la distribución de la alimentación.

a) Cámara de distribución

El diseño de la cámara de distribución se hace por lo general con criterios mecánicos sin prestar demasiada atención a la parte hidráulica.




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La cámara de distribución debe tener un volumen generoso, proporcional al caudal globalde tratamiento de forma que permita conseguir una hipotética velocidad cero que eliminelas turbulencias originadas en el transporte por tubería desde la bomba hasta el distribuidor.A ser posible su forma debería ser lo más cercana a una esfera para conseguir un equilibrioideal de presiones lo cual dará lugar a una distribución uniforme y homogénea a cadahidrociclón.

FIGURA 8: cámara de un hidrociclón industrial

La cámara deberá ir provista de medición de presión a ser posiblepor duplicado, conun manómetro especial para pulpas con membrana separadora y amortiguador hidráulico, yun transmisor de presión para control a distancia. Además deberá llevar un sistema dedesaereación manual o automático pues normalmente todo e1 aire transportado se acumulaen la cámara y enocasiones es causa de problemas.

Igualmente y cumpliendo normas de seguridad debe llevar una válvula limitadora de

presión




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FIGURA 9: válvulas de seguridad en la parte superior del hidrociclón

b) Depósitos colectores de rebose y descarga

Los depósitos colectores de los reboses y las descargas de las diferentes unidadesdeberán tener las dimensiones necesarias para prevenir salpicaduras, y permitir la toma demuestra de cada flujo. Especial cuidado debe ponerse en el diseño del depósito de recogidade reboses que debe tener la altura suficiente que asegure la velocidad de salida adecuada para evacuar el cauda1 total de rebose, considerando las singularidades de la tubería deevacuación y su diferencia de nivel.




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FIGURA 10: depósitos colectores en hidrociclones

El diseño del tanque de recogida de descargas deberá tener en cuenta la dificultad demovimientos de estos flujos con alta concentración de sólidos, evitando la formación dedunas o por e1 contrario estudiando su conveniente creación como sistema de proteccióncontra el desgaste.

c) Conductos de alimentación.

Otro punto importante es la conexión entre cámara e hidrociclones. Los conductos

de conexión deben ser absolutamente idénticos y provistos de válvulas, abierta/cerrada, para poder aislar cada hidrociclón separadamente en operaciones de mantenimiento, osimplemente por necesidades operativas de mantener una cierta presión.

Las válvulas deberían ser de apertura-cierre mecanizado, muy especialmente cuandose trate de válvulas de diámetro superior a 100 mm y nunca deberán utilizarse comosistema de control de caudal siendo conveniente que vayan provistas de interruptores queindiquen las posiciones extremas abierta y cerrada.




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FIGURA 11: válvula de apertura-cierre

En casos límites, al menos un 20% de las válvulas deberían ser mecanizadas parasimplificar el control de la operación.

d) Conductos de Rebose y Descarga

Al igual que los conductos de alimentación, éstos deben ser idénticos para conseguir una distribución uniforme. Lamentablemente demasiadas instalaciones no tienen esto encuenta y son causa de problemas operacionales absurdos.

Las corrientes del hidrociclón tanto de descarga como de rebose deberían salir libremente al exterior sin perturbaciones que provoquen turbulencias internas. Especialcuidado debe ponerse en el diseño de los conductos de rebose que deben ser generosos endiámetro (mayor que el de la tobera de rebose) y con curvas de gran radio permitiendo laexpansión del torbellino interno de un modo suave y progresivo.

A ser posible el extremo final del conducto de rebose debe estar situado por encimadel nivel de punto de alimentación al hidrociclón, para evitar un efecto de sifón quecausaría arrastres anormales de partículas gruesas. En caso de que por cualquier motivoesto no fuese posible debería proveerse a este conducto de un tubo de aireación que permitala entrada de aire, evitando así la formación del sifón. Este tubo de aireación, debería ser vertical y con una altura proporcional a la presión de operación para evitar proyecciones de pulpa y vapor.




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Los conductos de descarga deben permitir la libre salida al exterior del productogrueso evitando la posibilidad de obstrucción por sedimentación y lo que es muyimportante deben permitir la visión de la descarga pues la forma de esta corriente indicaclaramente la condición de operación.

e) Ángulo de instalación.

Mucho se habla, acerca de los beneficios de colocar 1os hidrociclones en posicióncercana a la horizontal en vez de verticalmente como es usual y parecería más lógico.

En tanto la presión de operación sea suficientemente alta, el hidrociclón podría colocarsehasta en posición invertida a la convencional, como suele hacerse en 1as presas de residuos.

FIGURA 12: clasificador horizontal

Con motivo de la última crisis económica los costos operativos se elevarontremendamente, al mismo tiempo que bajaron los precios de los metales con lo cual, las

operaciones mineras, como otras, se volvieron menos rentables. La solución más rápida fueaumentar la producción con los equipos existentes realizando los mínimos cambios, ylógicamente manteniendo los molinos y la flotación. En conclusión había que aumentar eltamaño del producto de molienda que entraba a flotación para lo cual se requería modificar el trabajo de los ciclones.




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En primer lugar como la flotación en la alimentación a hidrociclones conalimentación del 72% de sólidos en peso, muy cercana a la concentración de la descarga,80%.

En una segunda etapa se aumentó el volumen de flotación con lo cual se volvieron a

recuperar parcialmente las concentraciones de operación, pero esto trajo comoconsecuencia una disminución del tamaño de corte y se procedió a ajustar los hidrociclonesde modo estos hicieran lo que no querían hacer, en base a modificación de toberas, a operar con menos hidrociclones de los necesarios para poder mantener una alta concentración desólidos añadiendo el agua necesaria para la dilución adecuada en flotación posteriormente ala molienda.

También se descubrió que cambiando el ángulo de instalación del ciclón seconseguía un corte más grueso además de obtener algunas otras ventajas adicionales.Podríaestablecerse un pequeño cuadro de ventajas e inconvenientes sobre la instalación de

hidrociclones en horizontal.

-Ventajas: Mayor capacidad, tamaño de corte más elevado, menor desgaste de la boquilla,menor altura de instalación

-Inconvenientes: Arrastres incontrolados de partículas gruesas en el rebose, bloqueosfrecuentes, tendencia al acordonamiento, instalación más costosa y mayor espacio ocupado,operaciones de mantenimiento incómodas.

Todos estos ”movimientos” dieron lugar a una bajada en la eficiencia declasificación, lo que se tradujo en una disminución paralela de las eficiencias de molienda yflotación pero que en el caso de minas con alto contenido de metales en el mineral brutoarrojaba resultados positivos al compensar el aumento de tonelaje, las pérdidas de laoperación.

Esto ha dado lugar al movimientoactual de cambios de hidrociclones de 500mm de diámetro por ciclones de hasta800 mm tanto en instalacionesexistentes como en aquellas de nuevodiseño. En las plantas de lavado de arenas esfrecuente el empleo de hidrociclones de1000 mm de diámetro, como se ve en lasiguiente imagen:




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FIGURA 12: clasificador industrial en lavado de arena

OPERACIÓN

A pesar de todos los cálculos empíricos y de todos los defectos de instalación, el

hidrociclón funciona casi correctamente.

Con la colaboración de un buen operador puede, si la selección ha sido bastantecontrolada llegarse a un ajuste perfecto del hidrociclón, imprescindible, para lograr una buena operación, resulta el hecho de tener un fácil acceso a las diferentes partes delhidrociclón que no hagan tediosas las rutinas de mantenimiento y control, y muyespecialmente el tener un buen control visual del ciclón.




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FIGURA 13: uso de buena visibilidad en molino de bolas

Mediante la modificación de la presión, el cambio de toberas de alimentación, rebose ydescarga, y alguna que otra palabra de aliento, el operador finalmente logra alcanzar losobjetivos deseados. Aquí resulta de gran ayuda disponer de hidrociclones de calidad, con

grandes posibilidades de ajuste mediante intercambio de toberas de diferentes diámetros,cambio de conicidad, diferentes longitudes y por supuesto que cuenten con el respaldo deun fabricante de solvencia, reputación, experiencia práctica, y servicio técnico in-situ.

a) La descarga

Exteriormente el flujo de descarga, bien sea en paraguas o en cordón, permite al operador experto conocer el estado del ciclón. Contrariamente a lo que se tiene por normal, unaoperación en cordón no es obligatoriamente síntoma de una mala operación.

Si es verdad en cambio que una descarga en paraguas permite una mayor relajación de la

operación por lo cual es un estado deseado por no 1os mejores operadores, Foto 14.

Una descarga en paraguas muy abierto es generalmente signo de una boquilla demasiadogrande lo que trae por consiguiente un by-pas elevado; sin embargo en operaciones a presiones medias o elevadas una descarga en paraguas puede ser óptima, y lo mismo puededecirse cuando se trabaja con granulometrías muy finas. En consecuencia debecomprobarse con bastante frecuencia, al menos al comienzo de la operación, la




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concentración de sólidos mediante muestreo y simple pesada con balanza, en la propia planta.

Una descarga intermitente pasando de cordón a paraguas denota, bien una presiónligeramente baja o un diámetro de boquilla al límite. Ambas cosas provocan la

sedimentación de sólidos en la parte final del cono el cual se autodestruye una vez que elincremento de presión interior ayuda a la expulsión, provocando intermitencia.

b) El rebose

El flujo de rebose deber ser continuo y uniforme. La discontinuidad en el flujo denota una baja presión de operación lo que provoca la ruptura del torbellino interno, y ello puede ser debido a realmente baja presión de operación (por debajo de 20 kPa) o simplemente acortes de caudal bien por la existencia de aire en los conductos de alimentación alhidrociclón o por bajo nivel en el depósito de la bomba y ello es fácilmente detectable a

través del manómetro de presión en la alimentación cuando este existe o funciona, lo cualno sucede paradójicamente en la mayoría de las instalaciones.

El flujo de rebose debe ser uniforme, cubriendo totalmente la periferia del conducto 1o cualsignifica que el torbellino interno continua a través del mismo.

Un flujo parcial denota que el hidrociclón opera a baja presión o con caudal insuficiente, yesto también puede ser provocado por una obstrucción parcia1 de la tobera de alimentación

c) El ruido y la vibración No sería una mala idea que el operador tratase de oír los latidos del hidrociclón y para ellosimulando a un doctor en medicina, auscultase a su paciente con un buen estetoscopio. Sinrecurrir a tanto, muchas veces acercando el oído puede apreciarse la uniformidad delfuncionamiento.

Una operación a concentración de sólidos muy elevada conduce a veces a una paralizaciónde las corrientes y eso puede apreciarse escuchando el ruido interno. La sedimentación enel vértice del cono, causada por boquillas de diámetro inadecuado o simplemente por baja presión de operación, también puede percibirse a través del sonido.

Estos fenómenos rara vez son apreciables exteriormente y sin embargo indican unaoperación incorrecta que debería subsanarse.

Tendencias al bloqueo de la descarga o presencia de aire en exceso (por cavitación de la bomba), se traducen en vibraciones anómalas del hidrociclón, que anuncian el problema.




CLASIFICACIÓN

d) La presión

A menudo parece olvidarse que los hidrociclones carecen de mecanismo alguno y que suúnico “motor” es el movimiento de la propia pulpa a tratar.

Resulta de todo punto imprescindible conocer en todo momento la presión de operación yademás muy conveniente llevar un registro de la misma, en el tiempo.

Todo hidrociclón o grupo de hidrociclones precisa de un manómetro, que debe ser de buenacalidad y con diseño adecuado a1 trabajo con pulpas con sólidos en suspensión.

Manómetros de membrana de gran diámetro, con un gran orificio de paso para evitar obstrucciones y provistos de líquido antivibración son requeridos para este trabajo yrepresentan un gasto despreciable frente a la inversión total.

FIGURA 14: manómetro de control

e) Toma de muestras

Para que un hidrociclón opere a las condiciones deseadas se requiere un control mínimo dela operación.

En los circuitos de flotación es usual prever sistemas automáticos de muestreo; con lo cuál,es en los circuitos de molienda, donde se generan los mayores costos operativos que sedebe tener este elemento fundamental.




CLASIFICACIÓN

Resulta bastante difícil controlar circuitos de molienda simplemente con la información del producto de rebose. Las nuevas instalaciones están dotadas de control de densidad en laalimentación a hidrociclones, formando un lazo de control con velocidad de bomba,aportación de agua y tonelaje de alimentación al molino.

Los densímetros, requieren una calibración periódica frecuente y ésta debe realizarse por contraste con la densidad real analizada en laboratorio.

Cuando se trata de un único hidrociclón, resulta prácticamente imposible un perfectocontrol a menos que se haya previsto alguna derivación con válvula en el conducto dealimentación bomba - hidrociclón. En operaciones con baterías de hidrociclones, en caso deque la cámara central carezca de toma de muestras, un buen sistema, es abrir ligeramente, ydurante un tiempo breve, una válvula de uno de los hidrociclones de reserva de modo quetodo el flujo salga por la descarga, y si esta es accesible como debiera, al cabo de unosminutos podrá tomarse una muestra representativa.

Las muestras tanto de la alimentación como de la descarga y el rebose deberán tomarsemediante cortadores de modo que se tome solo una parte, pero representativa, del flujototal.

f) Evaluación rápida

En el supuesto de que puedan tomarse muestras de las tres corrientes del hidrociclón con un procedimiento de cálculo, sencillo, puede evaluarse rápidamente la operación de unhidrociclón y del circuito de molienda en caso de que este forme parte del mismo.

• Reparto de masa

En un circuito de molienda el reparto de masa en el hidrociclón permite calcular fácilmentela carga circulante (cc) en el circuito de molienda según las ecuaciones mostradas.

El sistema tradicional para determinar la eficiencia de clasificación y carga circulante precisa de la toma de muestras de diferentes puntos del circuito y la determinación delanálisis granulométrico de cada producto para después de un relativamente largo cálculomatemático, con ajuste por mínimos cuadrados incluido, obtener el valor de la cargacirculante y por supuesto mucha otra información sumamente valiosa.

A menudo los laboratorios de planta están saturados con determinaciones químicas, razón por la cual los análisis granulométricos demoran, lo que finalmente conduce a quesolamente se realizan estos por causas de fuerza mayor.

Conociendo las concentraciones de sólidos de las tres corrientes en el hidrociclón puedecalcularse fácilmente el reparto de peso en el hidrociclón con la ayuda de las ecuaciones yamostradas




CLASIFICACIÓN

La concentración de sólidos puede expresarse indistintamente en gramos de sólido seco por litro de pulpa, porcentaje de sólidos en peso, o densidad de pulpa.

La toma de muestras, la determinación de la concentración de sólidos mediante balanza encampo y el cálculo de (O) y (cc), pueden realizarse fácilmente, pudiendo conocerse

rápidamente la situación de la operación.

• Tamaño de separación

Hoy en día existen instrumentos bastante fiables para determinar en tiempo real el tamañode partícula en una pulpa con sólidos en suspensión, sin embargo dado su elevado costo tansolo las plantas de gran tonelaje o muy automatizadas poseen estos equipos.

Existe un procedimiento sencillo, no muy riguroso, pero que sirve para darse una idea de loque esta sucediendo en la clasificación, sin necesidad de mayores análisis y sobre todo pudiendo ser realizado por el operador con la sola ayuda de una balanza de campo, el tamizde control requerido, y una toma de agua limpia.

FIGURA 15: selección de mineral

Se toma una muestra de un volumen especifico de la pulpa con las partículas a

determinar, que generalmente suele ser el rebose del hidrociclón, y se pesa en la balanzacon lo cual se determina la densidad de la pulpa ρ p, y consiguientemente la masa de sólidosen suspensión en el volumen de muestra tomada.

Indiscutiblemente el éxito de cualquier operación minera dependefundamentalmente del tándem equipo-operario, por lo que se requiere el mayor entendimiento posible entre ellos.




CLASIFICACIÓN

HIDROCICLONES EN EL PERÚ

En nuestro país la minería se encuentra a la vanguardia en el uso de hidrociclones y entrelos proveedores más representativos se encuentran:

EMPRESA INGENIERIA DE CYCLONES S.A. (ICBA)

HIDROCICLONESEl hidrociclón es uno de los equipos másimportantes de la industria minera; su principalaplicación es en la clasificación de partículas,en el que ha demostrado ser altamente eficiente,

principalmente con las partículas finas. Elhidrociclón ha reemplazado a los clasificadoresmecánicos en gran parte de las operacionesunitarias por su alta eficiencia, simplicidad y bajo costo de mantenimiento. Además delcircuito cerrado de molienda, los hidrociclonesson empleados en el proceso de deslamado de

los relaves, para la preparación del material del relleno de mina ó para la construcción dediques de contención de canchas de relave.

La industria minera es el principal usuario de los hidrociclones, siendo aplicado enclasificación de líquidos, espesamiento, ordenamiento de partículas por densidad ó tamaño y lavado de sólidos. Consistede una parte cónica seguida por una cámara cilíndrica, en la cualexisten una entrada tangencial para la suspensión de laalimentación (Feed). La parte superior del hidrociclón presentaun tubo para la salida de la suspensión diluida (overflow) y en la parte inferior existe un orificio de salida de la suspensión

concentrada (underflow). El ducto de alimentación se denominainlet, el tubo de salida de la suspensión diluida se denominavortex, y el orificio de salida del concentrado se denomina apex,tal como se puede observar en el siguiente esquema de las partesdel hidrociclón:




CLASIFICACIÓN

La suspensión es bombeada bajo presión, y entrando al

hidrociclón a través del tubo de alimentación se generaun movimiento de tipo espiral descendente debido a laforma del equipo y la acción de la fuerza de gravedad. Arazón de este movimiento se produce una zona de muy baja presión a lo largo del eje del equipo, por lo que sedesarrolla un núcleo de aire en ese lugar. A medida que lasección transversal disminuye en la parte cónica, sesuperpone una corriente interior que genera un flujo netoascendente también de tipo espiral a lo largo del ejecentral del equipo, lo que permite que el flujo encuentre en su camino al vortex que actúa

como rebalse.

Las partículas en el seno del fluido se ven afectadas en elsentido radial por dos fuerzas opositoras: una hacia la periferia del equipo debido a la aceleración centrífuga yla otra hacia el interior del equipo debido al arrastre quese mueve a través del hidrociclón. Consecuentemente, lamayor parte de las partículas finas abandonarán el equipoa través del vortex, y el resto de las partículas,mayoritariamente los gruesos, saldrán a través del apex.En la siguiente figura se puede observar la trayectoria deflujos dentro del hidrociclón.

Básicamente los cuatro parámetros independientes que permiten variar las condiciones deoperación son: la densidad de la pulpa, la caída de presión en la alimentación, el diámetrodel vortex y el diámetro del apex. El tamaño de corte y la eficiencia de la separación soncontrolados mediante el ajuste de estos parámetros.

El diámetro del hidrociclón puede variar desde una pulgada hasta dimensiones que puedenalcanzar las 70 pulgadas. Hidrociclones de mayor diámetro producen separaciones gruesase hidrociclones de menor diámetro producen separaciones finas. Las figuras siguientesilustran el tamaño de corte producido por los hidrociclones típicos y las capacidades queestos hidrociclones ofrecen.




CLASIFICACIÓN

Diámetro del ciclón Vs. Tamaño de corte

Capacidad de los HIDROCICLONES

(De acuerdo a la caída de presión en la alimentación)

Los hidrociclones tienen mayor aplicación en el circuito de molienda cerrado, que pueden presentar como en los casos de la siguiente figura. El objetivo de la clasificación es hacer más eficiente el proceso de molienda y asegurar que el producto de la operación esté bajoun determinado tamaño, recirculando al molino las partículas más gruesas.




CLASIFICACIÓN

El área de abertura del inlet del hidrociclón afecta la capacidad del hidrociclón y el tamañode corte de clasificación (D50). A mayor abertura del inlet se consigue mayor capacidad delhidrociclón y un D50 más grueso. La abertura del vortex puede variar en un rango amplio yla capacidad del hidrociclón se eleva con el incremento del diámetro del vortex, pero seobtiene un tamaño de corte más grueso. El tamaño de corte también es afectado por eldiámetro del apex, a mayor diámetro de apex se consiguen menor D50. El tamaño de corteno deberá ser muy pequeño como para que produzca el efecto “ensogado”, que consiste de

un chorro de descarga del mismo diámetro que el del apex; pero tampoco no deberá ser tangrande como para que produzca el efecto “paraguas”, que consiste de una descarga de conomuy amplio.

Los HIDROCICLONES fabricados por ICBA S.A. son:




CLASIFICACIÓN

La capacidad de los hidrociclones y los tamaños de separación son válidos para: presión dealimentación 7 a 20 PSI, gravedad específica del mineral 2.5 a 3.5 y % de sólidos en pesomenor a 32%.

NIDOS DE HIDROCICLONES

La aplicación de más de un hidrociclón en cualquier operación unitaria requiere la utilización de undistribuidor, diseñado para alimentar uniformementela pulpa de alimentación a cada uno de loshidrociclones. El distribuidor conjuntamente con lostanques de los productos gruesos y finos y loshidrociclones conforman lo que se conoce como elnido de hidrociclones ó batería de hidrociclones.

Es muy importante que cada hidrociclón reciba una porción de pulpa de igualescaracterísticas con el resto de las porciones alimentados en los demás hidrociclones, esto es,que la porción de la pulpa alimentada a cada hidrociclón debe poseer la mismaconcentración de sólidos y distribución de partículas, además operar bajo la misma caída de presión.




CLASIFICACIÓN

El sistema de distribuidor radial está diseñado para distribuir uniformemente la pulpa acada uno de los hidrociclones y reunir productos de overflow y underflow del hidrociclónmediante tanques de colección para cada producto separado. Los hidrociclones sonmontados alrededor del distribuidor y la pulpa es distribuida a cada uno de loshidrociclones a través de brazos de alimentación, que son toberas redondeadas en elextremo de salida del distribuidor para minimizar la turbulencia de la pulpa. Un manómetrode diafragma de protección es instalado en la parte superior del distribuidor, que también puede ser instalado en las bridas de alimentación de cada uno de los hidrociclones pararegistrar la presión de alimentación de la pulpa hacia el hidrociclón.

El Distribuidor Lineal es otro tipo de distribuidor de hidrociclones que consiste de un tubohorizontal; y que a lo largo del cual los hidrociclones son alimentados mediante empalmesen T. Al igual que el Nido Radial, el distribuidor lineal posee tanques de colecciónoverflow y undeflow. Este tipo del distribuidor tiene menor costo que el distribuidor radial.




CLASIFICACIÓN

Los hidrociclones durante su desempeño están propensos a ataques tipo abrasivas por la presencia de partículas gruesas en la pulpa, agravando aún más con el incremento de ladensidad de ésta. El hidrociclón también puede sufrir ataques tipo corrosivas, si existe

algún agente ácido en la pulpa.

Los repuestos de los hidrociclones estánfabricados de una gama de materialescomo CAUCHO NATURAL capaces deresistir ataques de alta severidad tantoabrasivos como corrosivos. O de otroselastómeros sintéticos como: poliuretano,neoprene, nitrilo, hypalon, etc. Usado para aplicaciones especiales en las cuales

las condiciones del fluido a procesar (Temperatura, pH, entre otros) no podrían permitir el empleo del cauchonatural.

Carburo de silicio, es el materialaltamente resistente a la abrasión y esutilizado principalmente para la fabricación del apex de los hidrociclones de procesamientode minerales.

Nihard, es una aleación de Níquel, Cromo, y Hierro martensítico altamente resistente a laabrasión. Se utiliza ampliamente en la fabricación de vortex para hidrociclones de procesamiento de minerales

Todas las carcasas metálicas de los HIDROCICLONES están fabricadas de aceroestructural.




CLASIFICACIÓN

ERAL EQUIPOS Y PROCESOS, S.A.

ERAL fabrica una amplia gama de hidrociclones en construcción integral de poliuretano o polímeros y construcción en acero-elastómero con carcasa metálica y revestimiento interior

en diferentes elastómeros según la aplicación. Su sistema de construcción modular permiteel intercambio de piezas entre hidrociclones de diferentes tipos y tamaños.

El desarrollo de nuevas técnicas y procesos en el tratamiento de minerales ha permitido aERAL la realización de importantes proyectos e instalaciones, destacando diversas plantasde concentración y recuperación por gravimetría, con etapas finales de separaciónmagnética y electrostática para minerales de cobre, plomo, zinc, oro, estaño, wolframio yhierro entre otros. Igualmente en el tratamiento de antiguas escombreras o relaves, hadesarrollado sistemas y plantas capaces de recuperar los elementos de valor perdidos en procesos anteriores.

Hidrociclones en circuito cerrado de molienda de cobre. Capacidad de planta

200.000 t/día




CLASIFICACIÓN

Hidrociclones en circuito de clasificación y molienda de relaves (cobre)

WEIR MINERALS

Los hidrociclones CAVEX® presentan un exclusivo diseño de admisión en espirallaminado. Estos hidrociclones están diseñados para lograr una eficiencia y capacidadmáximas y una mayor vida útil que los diseños de ciclón convencionales con alimentaciónen espiral o tangencial.

CAVEX® CVX SOLID URETHANE HYDROCYCLONES

Características: Construcción en uretano sólido, conexiones de vertederoy alimentación Victaulic, tamaño de hasta 250mm de diámetro

Aplicaciones: Los sólidos hidrociclones de uretano Cavex® fuerondiseñados como secciones desechables. Los hidrociclones son livianos eincluyen conexiones sencillas. Los hidrociclones son ideales paraaplicaciones para partículas finas con bajo desgaste o procesos en loscuales la química de solución no es favorable para revestimientos degoma. Aplicable en las siguientes industrias (Clasificación delcarbón, fosfato, mineral de hierro, industria general)

CAVEX® CVX RUBBER LINED HYDROCYCLONES




CLASIFICACIÓN

Características: Cubierta fundida o de plástico reforzado para unidades pequeñas, cubiertasfabricadas para unidades más grandes, recubrimientos de goma moldeada de hasta 50mmde grosor, tamaño de hasta 1200mm de diámetro

Aplicaciones: Weir Minerals desarrolla y fabrica los recubrimientos de goma para los

hidrociclones Cavex® en una gran gama de componentes aptos para todas las aplicaciones.Los componentes de goma están formulados especialmente por científicos en materiales deWeir Minerals para brindar una vida útil superior. Los hidrociclones son ideales paraaplicaciones de clasificación en las siguientes industrias (procesamiento de minerales deroca dura, industria general, clasificación del carbón, campos petrolíferos)

CAVEX®CVX CERAMIC TILE LINED HYDROCYCLONES

Características: carcasas fabricadas con revestimiento delosa cerámica de hasta 50mm de grosor, tamaño de hasta1000mm de diámetro.




CLASIFICACIÓN

Aplicaciones: Las losas de cerámica están específicamente diseñadas para garantizar unamáxima vida útil en los trabajos más pesados de clasificación de partículas gruesas para loscuales otros materiales no son adecuados. Los hidrociclones son ideales para aplicacionesde clasificación en las siguientes industrias (medios densos de carbón, clasificación delcarbón, diamantes, cromo, mineral de hierro)

CAVEX® CVX SOLID HIGH CHROME HYDROCYCLONES

Características: Moldeado en hierro blanco duro ysólido sin revestimiento, construcción de brida con perno y ranuras, tamaño de hasta 750mm dediámetro

Aplicaciones: Los materiales de hierro blanco duroestán formulados especialmente por científicos enmateriales de Weir Minerals para brindar una vidaútil superior en una variedad de entornos difíciles.Estos hidrociclones de Cavex® brindan unrendimiento excepcional en el tratamiento de partículas gruesas y cortantes. Estos hidrociclonesson ideales para aplicaciones en medios densos, en las que la separación de la densidad esimportante, en las siguientes industrias (medios densos de carbón, clasificación del carbón,diamantes, mineral de hierro, cromo).

CAVEX® RECYCLONE

Diseñado para imprimir una eficiencia y capacidad máximas, y una mayor vida útil que losdiseños de ciclón convencionales con alimentación en espiral o tangencial.

Características: Cavex® ReCyclone es una unidad de clasificación doble en una sola faseque mejora significativamente la eficiencia de clasificación global, lo que aumenta la precisión de la separación y reduce significativamente el desvío de partículas finas a la




CLASIFICACIÓN

corriente subterránea. Este nuevo diseño logra una notable disminución del desvío, cuyoobjetivo es ejercer influencia en el caudal de la capa viscosa de fluido cercano a las paredesdel hidrociclón. Esto se logra con la desestabilización mecánica de esta capa viscosa y conla modificación de su viscosidad mediante una inyección de agua. Este proceso dereingeniería de una idea sencilla ha permitido lograr mejoras significativas de intentos dediseño previos.

Diseño de unidad doble: Sin duda una mejoraconsiderable en la eficiencia de clasificación selogra con el uso de dos o más unidades conectadasen serie. Sin embargo, los costos defuncionamiento son significativamente mayores yesta solución se evita en la mayoría de lasaplicaciones industriales. Por lo tanto, para mejorar el rendimiento del hidrociclón, se han intentadovarias combinaciones de dos fases de clasificaciónen una unidad. Sin embargo, estos diseños tienen problemas comunes como por ejemplo grandesgaste en la zona de transferencia, poco controlen la proporción del caudal que va a la segundafase y la necesidad de funcionar a alta presión.

El diseño de CAVEX ReCyclone: CavexReCyclone utiliza el mismo concepto declasificación doble en una unidad simple, lo quemejora considerablemente las deficiencias de losdiseños previos. Cavex ReCyclone no sólo agregóun dispositivo ingenioso para controlar ladistribución del caudal al segundo hidrociclón, sinoque también resolvió el problema de desgaste en la zona de transición, mediante un mejor control de la turbulencia en la zona. Con esto, se mejoró considerablemente la fuga de partículas gruesas al vertedero del segundo ciclón. Además, la presión crítica en el primer ciclón, con la cual el segundo ciclón comienza a funcionar, se redujo de manerasignificativa. Esta solución conceptual permite que, en la práctica, Cavex ReCyclonefuncione a caídas de presión similares a las de un hidrociclón convencional. Además, sudiseño modular, compuesto de partes intercambiables, permite el reemplazo de sólo las partes expuestas al desgaste, lo que aumenta la vida útil de la unidad y disminuyesignificativamente los costos de mantenimiento.




CLASIFICACIÓN

Ventajas de CAVEX ReCyclone:

· Mejorar la eficiencia de clasificación global.· Reducir significativamente el desvío de las partículas finas.

· Reducir considerablemente el desgaste en la zona de transición.· Reducir los costos de funcionamiento y mantenimiento.· Mejorar la calidad del producto de flotación.· Aumentar considerablemente la capacidad de los circuitos de clasificación y trituración.

MINERA AURÍFERA RETAMAS S.A.

Minera Aurífera Retamas S.A. es una empresa de minería de capital íntegramente peruano,

el yacimiento conocido como "Cerro El Gigante", que viene explorando y explotandosostenidamente hace 30 años se encuentra ubicado en el "Batolito de Pataz", que forma parte del complejo geológico del Marañón, rico en concentraciones de oro y plata.MARSA, fundada en 1981 por don Andrés Marsano Porras, está ubicada a 3900 metrossobre el nivel del mar en el anexo de Llacuabamba, distrito de Parcoy, provincia de Pataz,departamento de La Libertad; en el flanco oeste de la Cordillera de los Andes.

En sus inicios, la empresa fue inaugurada con una planta de tratamiento de 50TMS/día; con pocosrecursos y como consecuencia de un arduo trabajominero sostenido, de la inquebrantable fe minera de

su fundador y de su equipo de colaboradores, selogró el crecimiento y desarrollo de MARSA;contando la empresa hoy en día con una planta de1800TMS/día de capacidad instalada. MARSA eshoy en día una empresa moderna, eficiente,respetuosa de su entorno, que da trabajo a más de3,500 personas y que tiene un alto compromiso deresponsabilidad social y ambiental.

Una de las empresas mineras más importantes con una mentalidad comprometida con eldesarrollo y progreso de su país. En 1997, su fundador fue nombrado "Empresario minerodel año" por el Consejo Editorial del Directorio Minero del Perú, y ese mismo año MARSArecibió un premio del Congreso de la República dedicado a su esfuerzo por la preservacióndel medio ambiente.




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MARSA es una empresa moderna, sólida, eficiente, que utiliza tecnología de punta en sus procesos productivos y que invierte sostenidamente en la búsqueda de la renovación de susreservas mineras. Desde el año 2004, MARSA logró conectarse al Sistema EléctricoInterconectado Nacional (SEIN). Desde sus inicios, la empresa se ha preocupadoconstantemente por el bienestar, salud y seguridad de su personal, por el cuidado del medio

ambiente y por el desarrollo de las comunidades de su entorno. Prueba de ello es que se halogrado la Certificación Ambiental ISO 14001 y la Certificación OHSAS 18001.Asimismo, ha obtenido el Certificado de Calidad ISO 9001 en el laboratorio químico de suunidad minera San Andrés.

GEOLOGÍA Y EXPLORACIONES

En el territorio del distrito minero de Parcoy, en elBatolito de Pataz, se encuentra el depósito mineral

conocido como «El Gigante», donde MARSA desarrollasus operaciones. En las exploraciones y desarrollo, la política de MARSA es mantener el nivel de reservas, paralograr este objetivo se desarrolla un agresivo programamensual de avances lineales de alrededor de 2 mil metros.Las exploraciones son vitales para encontrar y renovar nuestras reservas. Actualmente nuestras reservas alcanzan para una producción de 10 años.

MINA

La mina produce 1650 TMSD (toneladas métricas secas por día), mineral proveniente dela explotación, preparación y desarrollo. Los principales métodos de explotación sonCámaras y Pilares Mecanizados, en perforación se utiliza perforadoras tipo jackleg, y parala limpieza winches eléctricos de arrastre en las labores convencionales y scoop en los tajosmecanizados, y para restablecer el macizo rocoso se usa el relleno hidráulico de alta




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densidad. MARSA, decidió profundizar la mina de manera mecanizada construyendo larampa de 4.0 m por 4.5 m, que tiene un recorrido de 5500 m. y se viene ejecutando la profundización de la rampa II etapa, que tendrá una longitud de 4000 m. En la construcciónde la Rampa se está utilizando jumbos electrohidráulicos de dos brazos, volquetes de 20 m3de capacidad, para el desagüe de las aguas subterráneas se viene empleando bombas de 300

hp de potencia y 50 l/s, y se está construyendo una cámara principal de bombeo donde seinstalará la bomba de 400Hp y 150 l/s de capacidad como medida de contingencia. Losimplementos de seguridad que se usa en la mina esta dentro de los estándaresinternacionales y su cambio o reemplazo obedecen a la frecuencia de uso y el estado delEPP establecido en el estándar de la mina.

PLANTA

La Planta cuenta con una capacidad de procesamiento de mineral de 1800 TMS/día procesael mineral ininterrumpidamente 24 horas al día, 365 días al año. El mineral antes de ser chancado es sometido a una clasificación previa para separar el producto de -½” que

acompañará al mineral de tolva de gruesos proveniente de la mina, el rechazo de laclasificación, es decir el material mayor a ½” se tritura en una chancadora primaria dequijadas de 15”x24” y luego se complementa el chancado en dos chancadoras cónicas de 48FC y 36 FC hasta obtener un producto fino que pasa la malla -½”.

En el beneficio del mineral se aplican cuatro procesos metalúrgicos importantes:

- Concentración de los minerales auríferos (mayormente sulfuros).

- Cianuración de los concentrados auríferos.

- Precipitación de los valores disueltos mediante el uso del polvo de zinc (Proceso

Merrill-Crowe).- Deposición separada de los relaves de flotación y cianuración.

El mineral chancado a 100% -1/2” pasa luego al proceso de molienda, el que se realiza endos molinos de bolas de 9’øx8’, en circuito cerrado con un hidrociclón de 20” ø.

Para la concentración de los minerales valiosos, además de la operación gravimétrica, eloro tanto libre como asociado a las piritas, es recuperado aplicando el proceso físico-químico de “Flotación por Espumas”. Esta etapa está orientada principalmente a la




CLASIFICACIÓN

recuperación de valores finos (tamaños cercanos a 200 mallas). En la flotación se utilizandos reactivos: el colector (Z-6) y un espumante. Los concentrados son espesados y filtrados para separar el agua que le acompaña, de tal manera que se evita el incremento de líquidoen el circuito de cianuración.

La cianuración se aplica al concentrado obtenido en la planta de concentración, cuyovolumen representará aproximadamente entre la séptima y octava parte del total de mineralalimentado. Las etapas que comprende el proceso de cianuración son: Remolienda yclasificación con presencia de cianuro (> 95 % - 37 micras), espesamiento y clarificaciónde la solución rica, lixiviación en tanques agitadores, lavado en contracorriente yfinalmente la recuperación de los valores disueltos mediante el proceso Merrill-Crowe con polvo de La remolienda de concentrados se realiza en dos molinos de bolas 5’ x 10’ con carga de bolas entre 1 ½” y 1” de diámetro, clasificados en un nido de ciclones de 10” con una altadilución para asegurar el corte de > a 95 % - 400 mallas (37 micras). En este circuito sedisuelve el 90 % del oro quedando un 5 a 6 % para ser disuelto en los agitadores.

El overflow de los ciclones (con sólidos altamente diluidos por la abundancia del líquido (<a 7 % de sólidos) es conducido a un espesador para separar la solución rica por rebose quefinalmente va al Merrill-Crowe previa clarificación y conducir a los sólidos a través delunderflow de este equipo hacia el circuito de agitadores para que complete la lixiviación deloro.

La pulpa final del circuito de agitadores es conducida al circuito de lavado encontracorriente para recuperar los valores disueltos y devolverlos en recirculación con ellíquido que rebosa del primer espesador lavador hacia el nido de hidrociclones.

El Merrill-Crowe es el proceso que utiliza el polvo de zinc y se aplica para precipitar valores disueltos de oro y plata contenidos en líquidos fácilmente clarificados. Comprendecuatro etapas:

- La filtración a presión para la eliminación de los sólidos aun presentes después de laclarificación de la solución rica.

- La desaereación de la solución rica, donde la solución filtrada pasa a una torredonde interiormente se dispersa en una cámara porosa para quitarle fácilmente eloxígeno contenido en el líquido mediante una bomba de vacío.

- Precipitación de valores mediante el polvo de zinc, a la solución rica proveniente de

la parte baja de la torre libre de sólidos y de oxígeno se le agrega polvo de zinccomo agente químico que reacciona inmediatamente formando un precipitadosólido que es arrastrado con el fluido y recuperado por filtración. Mientras que las partículas de zinc mayormente se disuelven.

- Filtración del precipitado valioso, los sólidos valiosos formados por la reacción conel polvo de zinc son recuperados en otros filtros a presión y quedan atrapados en lascámaras de estos equipos dejando pasar al líquido muy pobre en valores al que se lellama solución pobre o barren.




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- Cabe resaltar que la calidad y eficiencia de nuestros procesos se ven garantizados por la modernización, la instrumentación con rumbo a la full automatización.




CLASIFICACIÓN

BILIOGRAFÍA

“DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS DE MOLIENDA Y CLASIFICACIÓN”, Austin Leonard G.

“MODELOS DE MOLIENDA, CLASIFICACIÓN Y OPTIMIZACIÓN” , MagneOrtega, Luis

“ EQUIPOS DE TRITURACIÓN, MOLIENDA Y CLASIFICACIÓN”, FueyoCasado, Luis.

“ INTRODUCCIÓN AL PROCESAMIENTO DE MINERALES”, Kelly Errol G.

“REVISTA BRASILEÑA DE TECNOLOGÍA” , Pires R. P. e Massarani

“EL HIDROCICLÓN”, Bradley D.


clasificacion final[1]

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