Laboratorio Sedimentación

Universidad de Chile
Facultad de Ciencias Fsicas y Matemticas

Departamento de Minas
Laboratorio N5:
Pruebas de Sedimentacin
MI5022-Anlisis y Simulacin de procesos
Mineralrgicos
Nombre: Felipe Araneda

Yosuke Ebisu
Giovanni Pamparana
Profesor: Willy Kracht
Auxiliares: Francisca San Martn
Diego Mesa
Fecha: 19 de Noviembre de 2014
Resultados y Discusin
Grficos de Altura versus Tiempo
Altura[cm]
Curva sedimentacin, Cp=20%

45.0
40.0
35.0
30.0
25.0
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0
Sin floculante
Con floculante
Tiempo[s]
Grfico 1. Altura v/s tiempo para Cp=20%
A una concentracin de slidos del 20% se aprecia que, partculas llegan mas rpido
cerca del fondo con el empleo de floculantes. Mientras sin floculantes tarda 1020 [s]
en que zona de interfaz se estabilice en 10 [cm], con floculantes ocurre lo mismo
alrededor de los 300[s]. Sin embargo, con y sin floculante interfaz llega a la misma
altura.
Altura[cm]
Curva de sedimentacin, Cp=25%

45.0
40.0
35.0
30.0
25.0
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0
Sin floculante
Con floculante
Tiempo[s]
De acuerdo a la grfica 2, en condiciones de Cp=25%, el efecto de los floculantes es

similar al visualizado con Cp=20%. En este sentido, la formacin de flculos facilita la
sedimentacin de las partculas y determina un menor tiempo en alcanzar la zona de
compactacin del sedimento. Sin embargo, con y sin floculantes, interfaz llega a la
misma altura.

45
40
Altura[cm]
35
30
25
20
Sin floculante
15
Con floculante
10
5
0
Tiempo[s]
Altura[cm]

45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Con floculante
Sin Floculante
Tiempo[s]
De acuerdo a las grficas 3 y 4, el efecto de los floculantes es anlogo a lo sucedido a

concentraciones de slido inferiores, favoreciendo la sedimentacin de las partculas.
Empero, en estos casos la altura alcanzada en la zona de compactacin difiere al
aadir reactivos (floculantes). En este sentido, para Cp=30% y 35% existen
diferencias de alrededor de 15 [cm] entre la altura alcanzado c/s flculos.
Curva Sedimentacin, Cp=40%

45
Altura[cm]
40
35
Sin Floculante
30
Con Floculante
25
20
Tiempo[s]
Particularmente, a partir del grfico 5 con un Cp=40% no se aprecian grandes

diferencias en las curvas de sedimentacin con y sin el uso de reactivos. Este
fenmeno puede atribuirse al aumento de la porosidad provocado durante la
formacin de flculos tal que, la compactacin posible es menor con floculantes que
sin floculantes sin surtir un efecto positivo dada la presencia de floculantes.

43
41
Altura[cm]
39
37
35
33
Sin Floculante
31
Con Floculante
29
27
25
Tiempo [s]
De acuerdo al grfico 6, a un Cp=50%, el empleo de floculantes favorece la

sedimentacin al igual que en todos los casos anteriores, a excepcin de la
concentracin de slidos de 40%. En definitiva, la formacin de flculos favorece la
sedimentacin como un fenmeno fsico donde con el aumento del dimetro medio de
partculas es mayor, su dinmica es ms rpida (apoyndose en la ley de Stokes).
Determinacin de la velocidad de sedimentacin

Para encontrar la velocidad de sedimentacin se tomaron dos puntos de la curva que
representen la zona de transicin (recta) y no la zona de compresin. De esta forma se
consideraron los primero tramos rectos de las curvas de sedimentacin (altura v/s
tiempo) para determinar la pendiente y con ello, la velocidad de sedimentacin.
Finalmente los valores obtenidos quedan tabulados a continuacin:
Tabla 1, Velocidades de Sedimentacin
Cp
20
25
30
35
40
50
Sin Floculante
Con Floculante
0.0203
0.2187
0.0183
0.0883
0.0061
0.0333
0.0044
0.0158
0.0033
0.0056
0.0062
0.0022
Grficos de Cp versus velocidad de sedimentacin
Vs: caso sin floculante

0.0250
Vs[cm/s]
0.0200
0.0150
0.0100
0.0050
0.0000
20
25
30
35
40
Cp[%]
Grfico 7. Cp v/s Velocidad sedimentacin, sin floculantes
50
Vs: Con floculante

0.2500
0.1500
0.1000
0.0500
0.0000
20
25
30
35
40
50
Cp[%]
Grfico 8. Cp v/s Velocidad sedimentacin, con floculantes
Cp[%] v/s Vs
0.2500
0.2000
Vs [cm/s]
Vs[cm/s]
0.2000
0.1500
Series2
0.1000
Series1
0.0500
0.0000
20
25
30
35
Cp[%]
40
50
Grfico 9. Comparacin velocidad sedimentacin c/s floculante a diferentes Cp
Clculo de rea unitaria

Para calcular el rea unitaria se siguieron los siguientes pasos, considerando la
densidad del slido como 2.7:
1. Clculo de la densidad total de alimentacin utilizando el Cp inicial.
2. Clculo del Cv de alimentacin utilizando Cp inicial, densidad total de
alimentacin y densidad de solido.
3. Determinar el volumen total inicial utilizando el rea de la probeta y altura
inicial.
4. Clculo del volumen de slidos (constante) utilizando el volumen inicial total y
el Cv inicial.
5. Determinar el volumen total final utilizando la altura de sedimentacin a las 24
horas.
6. Clculo del Cv del underflow utilizando volumen final total y volumen de
slidos.
7. Clculo de la densidad total final utilizando el Cv underflow y las densidades
del slido y lquido.
8. Clculo del Cp del underflow utilizando el Cv del underflow y las densidades
del slido y la calculada en el punto 7.
9. Clculo de las diluciones de alimentacin y underflow utilizando los Cp
respectivos, donde D=(1-Cp)/Cp
10. Clculo del rea unitaria utilizando la frmula dada con las diluciones y
velocidad de sedimentacin.
Se obtuvieron los siguientes resultados:
Tabla 2, reas Unitarias
Cp
20%
25%
30%
35%
40%
50%
rea Sin
rea Con
Floculante [cm2] floculante [cm2]
10312.05
927.91
8388.48
1676.10
18117.27
3372.08
8388.48
1676.10
10773.33
18189.57
5723.93
5863.54
Se puede ver claramente que al utilizar floculantes, las reas necesarias son bastante
bajas, lo que demuestra que se necesitara un espesador de menor tamao si se ocupa
floculantes. El nico que destaca de este grupo es el de Cp 40% el cual da un valor
alejado de los dems.
El rea a elegir es la mayor rea obtenida, por lo que para dimensionar el espesador
para este mineral se necesita un rea unitaria de 1.82 m2 aproximadamente en el caso
sin floculante y para el caso con floculante se necesita un rea de al menos 1.08 m2 si
se toma en cuenta el experimento de Cp 40% o de 0.57 m2 si no se considera este.

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Nombre: Felipe Araneda

Curva sedimentacin, Cp=20%

Curva de sedimentacin, Cp=25%

De acuerdo a la grfica 2, en condiciones de Cp=25%, el efecto de los floculantes es

Curva de sedimentacin, Cp=30%

Curva de sedimentacin, Cp=35%

De acuerdo a las grficas 3 y 4, el efecto de los floculantes es anlogo a lo sucedido a

Curva Sedimentacin, Cp=40%

Particularmente, a partir del grfico 5 con un Cp=40% no se aprecian grandes

Curva de sedimentacin, Cp=50%

De acuerdo al grfico 6, a un Cp=50%, el empleo de floculantes favorece la

Determinacin de la velocidad de sedimentacin

Grficos de Cp versus velocidad de sedimentacin

Vs: caso sin floculante

Vs: Con floculante

Grfico 9. Comparacin velocidad sedimentacin c/s floculante a diferentes Cp

Clculo de rea unitaria

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