Balance
Balance
Balance
AREQUIPA – PERU
2016
INDICE
INTRODUCCION ............................................................................................... 6
CAPITULO I ....................................................................................................... 7
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................ 7
1.1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA ........................................................... 7
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .......................................................... 8
1.2.1. PROBLEMA PRINCIPAL ................................................................... 8
1.2.2. PROBLEMAS ESPECÍFICOS ........................................................... 8
1.3. OBJETIVO ............................................................................................... 8
1.3.1. OBJETIVO GENERAL ....................................................................... 8
1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.............................................................. 8
1.4. HIPÓTESIS ............................................................................................. 9
1.5. JUSTIFICACIÓN ...................................................................................... 9
CAPITULO II .................................................................................................... 10
MARCO TÉCNICO-TEÓRICO ......................................................................... 10
2.1. TECNOLOGIA DE LA SEDIMENTACION.............................................. 10
2.2. DEFINICIONES PREVIAS ..................................................................... 10
2.3. SEPARACIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO ......................................................... 10
2.3.1. TAMAÑO DE PARTÍCULA Y GRANULOMETRÍA ........................... 11
2.3.2. CONCENTRACIÓN DE SOLIDOS .................................................. 11
2.3.3. FORMA DE LA PARTÍCULA CARACTERÍSTICAS SUPERFICIALES
.................................................................................................................. 11
2.3.4. VISCOSIDAD Y DENSIDAD RELATIVA DEL LÍQUIDO .................. 11
2.4. FLOCULANTES Y FLOCULACION ...................................................... 11
2.4.1. FLOCULANTES MINERALES ......................................................... 12
2.4.2. FLOCULANTES NATURALES ........................................................ 12
2.4.3. FLOCULANTES SINTÉTICOS ........................................................ 13
2.4.3.1. FLOCULANTES ANIONICOS ................................................... 13
2.4.3.2. FLOCULANTES NO IÓNICOS .................................................. 13
2.4.3.3. FLOCULANTES CATIÓNICOS ................................................. 13
2.5. SEDIMENTACIÓN O ESPESAMIENTO ............................................... 14
2.5.1. LEYES DE LA SEDIMENTACIÓN .................................................. 14
2.5.2. PRODUCCIÓN DE RELAVES ........................................................ 15
2.5.3. TIPOS DE RELAVES ..................................................................... 16
II
2.5.4. RANGOS DE ESPESAMIENTO .................................................... 17
2.5.5. PRINCIPIOS DE AUTO - DILUCIÓN: ............................................. 19
2.5.6. TECNOLOGÍAS DE ESPESAMIENTO ........................................... 20
2.5.6.1. ESPESADORES CONVENCIONALES .................................... 20
2.5.6.2. ESPESADORES DE ALTA CAPACIDAD ................................. 21
2.5.6.3. ESPESADORES DE ALTA DENSIDAD ................................... 22
2.6. ESPESADORES INDUSTRIALES ....................................................... 23
2.7. ZONAS DE ESPESADOR .................................................................... 25
2.7.1. ELEMENTOS DE UN ESPESADOR .............................................. 26
2.8. FUNCIONAMIENTO DEL ESPESADOR Y CONTROL DE LA
OPERACIÓN ................................................................................................ 28
2.8.1 NORMAS DE FUNCIONAMIENTO................................................... 28
2.8.2. PRINCIPALES PROBLEMAS EN UN ESPESADOR EN LA
OPERACIÓN ............................................................................................. 29
2.8.3. QUE PROBLEMAS SE DAN CUANDO CAE UN OBJETO SOLIDO
AL SEDIMENTADOR ................................................................................ 29
2.8.4. PLAN DE CONTIGENCIA EN CASO CAE UN OBJETO EXTRAÑO
EN SU INTERIOR ..................................................................................... 30
2.9. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS ESPESADORES ........................... 32
2.10. CONSIDERACIONES PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE
ESPESADORES .......................................................................................... 32
2.11. METODOLOGÍAS PARA EL DISEÑO DE ESPESADORES
(PROCESO BATCH) .................................................................................... 33
2.12. SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓN DE LAS PRESAS DE RELAVES ... 41
2.12.1. MÉTODO DE AGUA ARRIBA ........................................................ 42
2.12.2. MÉTODO DE AGUAS ABAJO ....................................................... 43
2.12.3 MÉTODO DE LÍNEA CENTRADA .................................................. 44
CAPITULO III ................................................................................................... 46
DIMENSIONAMIENTO DEL ESPESADOR DE RELAVES ............................. 46
3.1. DISEÑO DE ESPESADOR: METODO DE TALMAGE AND FITCH ...... 46
3.2. CALCULO DE DIMENSIONES DE ESPESADOR DE RELAVE: .......... 48
3.2.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MUESTRA ......................................... 48
3.2.2. DETERMINACIÓN %DE SOLIDO PRÁCTICO ................................ 48
3.2.3. CONCENTRACIÓN INICIAL (CO) (TC SÓLIDO/PIE3 PULPA) ......... 49
3.2.4. CONCENTRACIÓN FINAL (CU) (TC SÓLIDO/PIE3 PULPA) ............ 49
III
3.2.5. DETERMINACIÓN DE LA ALTURA DEL UNDERFLOW (HU) cm.... 50
3.2.6. DETERMINACIÓN DE Ci A CONCENTRACIONES ENTRE CO A CU
(26.2% A 54%) .......................................................................................... 50
3.2.7. DETERMINACIÓN DE Hi A LAS CONCENTRACIONES CO
CALCULADAS ANTERIORMENTE. .......................................................... 52
3.2.8. PREPARACIÓN Y PROCEDIMIENTO DE LA MUESTRA DE
RELAVE PARA DETERMINAR LA GRAFICA DE VELOCIDAD DE
SEDIMENTACIÓN .................................................................................... 54
3.2.9. DETERMINAR ÁREA UNITARIA (AU) PIE2/ TC/DÍA. ...................... 59
3.2.10. DETERMINAR EL DIÁMETRO DEL ESPESADOR. ..................... 60
3.2.11. DETERMINAR LA ALTURA DEL ESPESADOR. .......................... 60
CAPITULO IV .................................................................................................. 63
PRUEBAS EXPRIMENTALES Y OPTIMIZACIÓN DEL SEDIMENTADOR ..... 63
4.1. PRUEBAS DE LABORATORIO ............................................................ 63
4.1.1. CARACTERIZACIÓN DE RELAVES ............................................... 63
4.2. SELECCIÓN DE FLOCULANTE ............................................................ 65
4.2.1. PREPARACIÓN DE LOS FLOCULANTES ...................................... 66
4.2.2. PREPARACIÓN DE LA PULPA (RELAVE) ..................................... 66
4.2.3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL PARA LA SELECCIÓN DEL
FLOCULANTE........................................................................................... 66
4.2.4. DATOS GENERADOS DE LA PRUEBA DE SELECCIÓN DE
FLOCULANTE........................................................................................... 68
4.3. DOSIFICACIÓN Y CONCENTRACIÓN DE FLOCULANTE ÓPTIMO. ... 70
4.3.1. CÁLCULOS DE DOSIFICACIÓN DE FLOCULANTE PARA UN
CONSUMO DE 70 gr/T; 80 gr/T Y 90 gr/T .............................................. 70
4.3.2. DATOS DE LA PRUEBA CON EL FLOCULANTE ORIFLOC 2054 71
4.3.3. DATOS DE LA PRUEBA CON EL FLOCULANTE PHP 20 ............. 74
4.4. OPTIMIZACION CON EL MÉTODO DE DILUCION SOLIDOS .............. 76
4.4.1 DETERMINACION DEL PORCENTAJE DE SOLIDOS EN LA
DILUCION ................................................................................................. 76
4.4.2. DETERMINACIÓN DEL MEJOR FLOCULANTE VARIANDO EL
%SOLIDOS ............................................................................................... 77
4.4.3. DETERMINANDO DENSIDAD Y % DE SOLIDOS EN LA DILUCION
.................................................................................................................. 78
4.4.4. DETERMINANDO EL PESO DEL MINERAL EN PULPA DILUIDA A
450cm3 ...................................................................................................... 80
IV
4.4.5. DETERMINANDO EL VOLUMEN DE FLOCULANTE PARA UN
CONSUMO DE 40 GR. /TON. .................................................................. 84
4.5. DETERMINANDO LA VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN EN LA
PULPA DILUIDA ........................................................................................... 85
4.6. DETERMINANDO EL FLUX ................................................................. 88
4.7. CURVA CARACTERÍSTICA QUE RELACIONA FLUX VS DILUCIÓN .. 89
CAPITULO V ................................................................................................... 90
ANÁLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES ......................................... 90
5.1. PARA EL DIMENSIONAMIENTO DEL SEDIMENTADOR DE RELAVES
..................................................................................................................... 90
5.2. PRUEBAS EXPRIMENTALES PARA DETERMINAR LA VELOCIDAD
DE SEDIMENTACIÓN .................................................................................. 91
5.3. OPTIMIZACIÓN DEL SEDIMENTADOR............................................... 94
5.4. DETERMINACIÓN DEL % DE SOLIDOS OPTIMO .............................. 95
5.5. CURVA DE SEDIMENTACIÓN a 10.5 % SOLIDOS – 40 gr/t. .............. 97
CONCLUSIONES ............................................................................................ 98
RECOMENDACIONES .................................................................................... 99
BIBLIOGRAFIA .............................................................................................. 100
ANEXO.
LISTA DE PLANOS.
V
INTRODUCCION
6
CAPITULO I
Se estima que del total de agua que ingresa a una planta concentradora,
generalmente más del 95% va a dar a la presa de relaves, mientras que el
resto es recuperado parcialmente o está contenida en los concentrados.
7
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
1.3. OBJETIVO
8
1.4. HIPÓTESIS
1.5. JUSTIFICACIÓN
9
CAPITULO II
MARCO TÉCNICO-TEÓRICO
En el caso que nos compete, los relaves son considerados fluidos bifásicos
compuestos de una fase sólida (mineral) y una fase liquida (agua). En el
presente estudio haremos referencia a este tipo de fluidos simplemente como
“pulpas”.
10
2.3.1. TAMAÑO DE PARTÍCULA Y GRANULOMETRÍA
Polímeros orgánicos de cadena larga y alto peso molecular (> 100), solubles
en agua, que al formar puentes o uniones entre partículas, forman una partícula
de un mayor tamaño aparente, dando lugar a agrupaciones de partículas que
sedimentaran más rápido, acelerando de esta forma el proceso de separación
solido líquido.
11
La floculación es la aglomeración de partículas des estabilizadas primero en
microflóculos, y más tarde en aglomerados voluminosos llamados flóculos.
Estos flóculos inicialmente son pequeños, pero se juntan y forman aglomerados
mayores capaces de sedimentar como se muestra en la figura N° 1. Para
favorecer la formación de aglomerados de mayor tamaño se adicionan un
grupo de productos denominados floculantes.
Son polímeros solubles en agua, los más comunes son los derivados amílicos,
los polisacáridos, los alginatos, (extractos de algas).
12
2.4.3. FLOCULANTES SINTÉTICOS
Son polímeros sintéticos de peso molecular muy alto, solubles en agua, los
floculantes sintéticos incluyen tipos no iónico, aniónico y catiónicos, de varios
tamaños de moléculas todo ello para proporcionar un rendimiento óptimo en
cualquier tipo de suspensión.
13
2.5. SEDIMENTACIÓN O ESPESAMIENTO
2 (𝑆𝐺𝑆 − 𝑆𝐺𝐿 )
W = 𝑔𝑅 2
9 𝑛
Dónde:
W: Velocidad Terminal
SGS: Gravedad especifica del sólido
SGL: Gravedad especifica del líquido
n: viscosidad del fluido
g: Aceleración de la gravedad
R: Radio esférico de la partícula
15
aún más atractiva la implementación de disposición superficial de relaves
espesados.
16
CUADRO N°1 TIPIFICACION DE RELAVES
Por su Alcalinos
Naturaleza Ácidos
Química
Por su Gruesos
granulometría Finos
Según el Flotación
Proceso Gravimétrico
Metalúrgico Cianuracion
Lixiviación
17
FIGURA N° 3 DIAGRAMA SIMPLIFICADO DE LOS RANGOS DE
ESPESAMIENTO
Cada relave es distinto, es por ello que no existe un porcentaje de sólidos que
indique para todos los materiales, la transición entre una pulpa convencional a
una pulpa espesada o pasta En la práctica los contenidos de sólidos de una
pasta varían desde 40 a 90% de sólidos en peso, debido a la mineralogía,
distribución de tamaño de partícula, contenido de arcillas, forma de partícula,
fuerzas electrostáticas y dosificación de floculante. Este concepto es de vital
importancia al momento de comparar procesos de espesamiento de otros
materiales.
18
TABLA N° 1 RANGOS PROXIMOS DE RELAVES EN LA ALIMENTACION Y
LA DESCARGA
Alimentación Descarga
Aplicación % Solidos % Solidos
Carbón 0.5 - 6 20 – 40
Concentrado de cobre 15 - 30 50 – 70
Relaves de cobre 10 - 30 45 – 65
Cianuracion de oro 10 - 25 50 – 65
Concentrados de hierro 15 - 25 50 – 65
Relaves de hierro 10 - 20 40 – 60
Hidróxido de magnesio 3 - 10 15 – 30
Mineral de uranio 15 - 25 40 – 60
19
2.5.6. TECNOLOGÍAS DE ESPESAMIENTO
La tecnología de espesamiento ha madurado mucho en las últimas décadas,
de la mano con la tecnología en floculantes, y métodos de mezclado y adición,
que significan una operación más eficiente, haciendo posible incrementar ratios
de procesamiento convencionales de 0.45t/m²/h a 2.7 t/m²/h. Es así que en el
mercado podemos encontrar tipos de espesadores:
Espesadores convencionales
Espesadores de alta capacidad
Espesadores de alta densidad
20
FIGURA N° 4 ESPESADOR CONVENCIONAL
Sedimentación Libre
Sedimentación impedida.
Zona de compactación.
Fuente: Evolución de los Equipos de Decantación para Estériles de Mina: Del Espesador
Convencional al de cono profundo para la producción de pasta.INVE_MEN_2013_165763.PDF.
Tiene como parte distintiva una bandeja de alimentación muy profunda que
descarga el flujo de alimento bajo el nivel de sedimento. Al mezclarse la
alimentación y sedimento forma una suspensión mayor a la de la alimentación
y mayor o igual que la concentración critica.
Es por esta razón que en los espesadores de alta capacidad no existe una
razón de sedimentación, que es el que restringe la capacidad del espesador.
Muchas veces se recicla parte de la descarga del espesador de alta capacidad
con el objetivo de aumentar la concentración de la alimentación antes de
producir la mescla con el sedimento. El resultado es que, generalmente, estos
espesadores tienen mayor capacidad que los convencionales.
Sin embargo, se ha demostrado que los espesadores de alta capacidad, cuyo
tiempo de residencia está en el orden de minutos, en vez de horas para los
21
convencionales, son intrínsecamente inestables, por lo tanto difíciles de operar
y controlar.
FIGURA N° 5 ESPESADOR DE ALTA CAPACIDAD
Sedimentación Libre
Sedimentación impedida.
Zona de compactación.
Fuente: Evolución de los Equipos de Decantación para Estériles de Mina: Del Espesador
Convencional al de cono profundo para la producción de pasta.INVE_MEN_2013_165763.PDF.
22
FIGURA N° 6 ESPESADOR DE ALTA DENSIDAD
Fuente: Evolución de los Equipos de Decantación para Estériles de Mina: Del Espesador
Convencional al de cono profundo para la producción de pasta.INVE_MEN_2013_165763.PDF.
23
En la práctica la función del sector de clarificación es servir de amortiguador
frente a posibles fluctuaciones en la alimentación o nivel de interface.
Los lodos decantados en el fondo del equipo son arrastrados hacia el cono (en
la zona de compresión), por medio de un sistema de barrido de fondo,
equipado de rastras suspendidas regulables, desde donde serán evacuados
por bombeo o presión hidrostática, mientras que el agua ya clarificada de
restos de sólidos, rebosa por un vertedero periférico. En los espesadores
modernos, el sistema de rastras puede ser levantado automáticamente si se
registra un exceso en el torque. Los principales elementos de un espesador se
describen a continuación
24
2.7. ZONAS DE ESPESADOR
Determinada así porque los sólidos eliminan parte del agua por compresión de
las partículas que fuerzan al líquido a salir de los intersticios del lodo espesado.
La mayor parte del líquido contenido en la alimentación fluye hacia el rebose. El
líquido restante es descargado con los sólidos por la parte inferior y central del
espesador. En ella el movimiento del rastrillo que lleva los sólidos hacia el
centro, al romper la masa sedimentada, facilitando la salida de la pulpa en
forma continúa
“En la actualidad las características que distinguen las 4 zonas no son muy
específicas, aparte del aumento en concentración de sólidos; y la descripción
resulta ser más académica que real.
25
2.7.1. ELEMENTOS DE UN ESPESADOR
CANAL DE ALIMENTACIÓN
El cual conduce la pulpa hasta el foso de alimentación. Por lo general tiene una
pendiente de 1,5%, y se dimensiona para que ingrese 1 metro por debajo de la
superficie del nivel del tanque para minimizar la turbulencia.
El cual sirve para disipar la energía cinética que lleva el flujo de alimentación,
así como para dirigir la pulpa a una profundidad adecuada dentro del
espesador. Los diámetros generalmente empleados están entre 1,0 a 1,2m con
profundidades de 1,2 a 5,0m.
TANQUE
BRAZOS
26
RASTRAS
CANAL DE REBOSE
GRUPO MOTRIZ
MECANISMO DE ELEVACIÓN
PUENTE
27
FIGURA N° 8 ELEMENTOS DE UN ESPESADOR
Fuente: metallurgist.com/blog/category/metalurgia
Estas dos circunstancias son tan simples que no deberían enfatizarse, pero la
mayoría de los problemas de un espesador son consecuencia de la omisión de
alguna de estas reglas básicas.
28
2.8.2. PRINCIPALES PROBLEMAS EN UN ESPESADOR EN LA
OPERACIÓN
30
De ninguna manera parar las bombas de la descarga del
espesador, esto traería consigo el arena miento de la tubería de
descarga que da hacia la presa de relaves.
Dejar en marcha las bombas hasta que la mayor parte de los
sólidos haya sido evacuada, lo comprobamos cuando en la presa
de relaves, la descarga de este sea agua clarificada.
Evacuar el agua del espesador, e iniciar la búsqueda del objeto
en mención que causo este problema.
Si la parada del equipo es por mucho tiempo el material
acumulado se comprimirá y endurecerá.
Evaluar las condiciones a tomar en tiempo record ya que de eso
dependerá que el daño al equipo sufra mayores daños.
opciones una hacia el espesador y la otra hacia la presa de relaves por medio
de tuberías HDPE.
El circuito de relave hacia el espesador cuenta con una válvula pinch habilitada
al ingreso al espesador, en la descarga se cuenta con tres válvulas una de
31
ellas queda cerrada, las otras están habilitadas hacia las bombas Warman
3x2(succión – impulsión) las que harán posible el traslado de la pulpa
espesada hacia la presa de relaves.
El circuito de relave hacia la presa de relaves cuenta con una válvula pinch
habilitada a su ingreso a la tubería de HDPE de Ø 8”que descarga en la presa
de relaves, la válvula pinch Ø 6”x24”solo se habilitara para la evacuación del
agua del espesador el cual descarga en la presa de relaves.
32
parámetro unitario para dimensionamiento del espesador, se expresa mediante
el are disponible por unidad de sólidos seco en peso por día.
CAUDAL DE REBOSE
Se refiere al flujo de ascenso del agua a través del tanque del espesador. Este
valor deberá ser lo suficientemente bajo para que la turbulencia excesiva no
interfiera con la velocidad de sedimentación de las partículas en el equipo.
TIEMPO DE RETENCIÓN
33
inicialmente, pero luego disminuye a medida que las partículas sedimentan
lentamente en el fondo y la interface coincide con la zona de lodos, tal como se
observa en la figura 11 donde se observa el progresivo incremento en la
concentración respecto a la profundidad. La disminución de la velocidad de
sedimentación se debe al freno por el apilamiento de partículas a medida que
estos sedimentan en el fondo del recipiente.
34
Coe & Clevenger
Despejando At:
Donde:
F: Relación en peso de la alimentación (líquido/sólido)
D: Relación en peso de la descarga (líquido/sólido)
35
QM(F): Capacidad de alimentación en peso, t/h
Vs: Velocidad de sedimentación.
4. Para hallar D se mide la altura final (HF) del sólido decantada al cabo de 24
horas.
6. Ya que por lo general, este método arroja valores subestimados del área
unitaria, es común el empleo de factores de seguridad entre 1,25 a 1,5 para
espesador menores a 15m de diámetros, y de factores de 1,3 a 1,5 para
unidades de mayor diámetro.
36
8. La teoría de Coe & Clevenger propone que el área del espesador puede
determinarse únicamente por las condiciones que se encuentran en la zona de
libre sedimentación, en la que los flósculos generados caen sin ejercen presión
sobre las capas de flóculos que se encuentran debajo. Se sabe que esto no es
necesariamente cierto, y hay otras consideraciones que deben tenerse en
cuenta para analizar el fenómeno de sedimentación
Kynch
37
uniforme igual a C es así que de acuerdo a la figura Nº 12 basta trazar la
tangente y donde corte al eje de ordenadas será el valor de H
1 1
𝐶𝑜 − 𝐶𝑢
𝐴 =
𝑉𝑠
Dónde:
A = Área Unitaria (pie2/ton/día)
Co = Concentración de solidos de la pulpa considerada (ton. Solidos/pie3).
Cu = Concentración de solidos del underflow (ton. Sólidos/pie 3).
Vs = Velocidad de sedimentación.
𝐻𝑜 − 𝐻𝑢
𝑉𝑠 =
𝑇𝑈
Dónde:
38
Ho = Altura de pulpa original (cm.).
Hu = Altura calculada (cm.).
Tu = Tiempo (min.)
1 1 1 𝑇𝑢
𝐴 = ( − ) =
𝐶𝑜 𝐶𝑢 𝑉𝑠 𝐻𝑜 𝐶𝑜
𝑇𝑢
𝐴 =
𝐻0 𝐶0
Dónde:
A = Área unitaria (pie2/ton/día).
Co = Concentración de solidos de la pulpa considerada (ton.Solidos /pie3).
Ho = Altura de la pulpa original (cm).
Tu = Tiempo correspondiente a la concentración considerada de la pulpa.
39
Fuente: Imagen, Tomado Golder (2005a: 2).
41
2.12.1. MÉTODO DE AGUA ARRIBA
Se le denomina así, porque la línea longitudinal central de la presa, se mueve
corriente arriba dentro del depósito, conforme la presa o muro va levantándose.
En este método, se construye una pequeña presa de arranque en el punto
extremo de aguas abajo, y la pared de la presa se incrementa progresivamente
sobre el lado de aguas arriba. Las colas son descargadas por espigoteamiento
o cicloneo, sobre el tope del dique de arranque a una altura determinada; y
cuando la poza inicial de lamas este casi llena, el dique se levanta una altura
similar a la presa de arranque y se repite nuevamente el ciclo. La punta aguas
debajo de cada dique subsecuente se soporta sobre el tope del dique previo,
con la porción aguas arriba del dique, coloca sobre las colas no consolidadas.
Estas colas colocadas solo hidráulicamente, tienen una resistencia al corte
relativamente baja. Varios métodos se están usando para levantar las presas:
Primero, el material podría ser tomado de la superficie seca de los relaves
previamente depositados y volver a repetirse el ciclo, o lo que es más común,
el muro podría ser construido de la fracción gruesa de las colas extraídas
mediante ciclones y los finos son enviados aguas arriba dentro del depósito de
lamas.
FIGURA N° 15 METODO DE AGUAS ARRIBA
42
construirse sin que ocurra alguna falla y los relaves puedan fluir; debido a esto,
el método de construcción aguas arriba se le usa muy poco actualmente.
En conclusión, este tipo de presa no reúne los requerimientos de estabilidad
del talud, control de filtraciones o resistencia a movimientos sísmicos y
explosiones.
43
construir usando alguna forma del método de aguas abajo. Con este sistema,
también se origina una línea freática; sin embargo, esta se ubica muy distante
de la superficie exterior de la presa, dando por lo tanto una mejorada
estabilidad a la presa construida.
Si las colas va usarse para el levantamiento de la presa, solo se debe emplear
la fracción gruesa.
La mayor desventaja de esta técnica, es que se requiere gran cantidad de
arenas para levantar la pared de la presa. Este levantamiento de la presa
puede no ser posible cuando se requiera molienda fina en el proceso de la
planta; o sobre todo en las primeras etapas de cualquier operación, para
producir suficiente volumen de arena, a fin de mantener la cresta de la presa,
encima del creciente nivel de la poza de lamas.
En estos casos se precisa de un alto muro de arranque, o de lo contrario, el
suministro de arenas debe ser completado con algún material de relleno,
originando un crecimiento de costos en la disposición de relaves. En algunas
oportunidades, las presas son construidas principalmente de material rocoso de
relleno.
44
FIGURA N° 16 METODO DE LINEA CENTRADA
45
CAPITULO III
Las ecuaciones de talmage and Fitch dan resultados semejantes que nos da
directamente el área unitaria máxima para una determinada dilución de arenas.
El área unitaria máxima así calculada corresponderá al área requerida:
1 1
−
𝐶𝑜 𝐶𝑢
𝐴 =
𝑉𝑠
A = Área Unitaria (pie2/ton/día)
Co = Concentración de solidos de la pulpa considerada (ton. Solidos/pie3.pulpa).
Cu = Concentración de solidos del underflow (ton. Sólidos/pie3pulpa).
Vs = Velocidad de sedimentación
Paso N° 1.- Determinamos la altura Hi, correspondiente a la concentración Co
calculadas consideradas, usando:
𝐻𝑜 − 𝐶𝑜
Hi =
C𝑢
Dónde:
Co = Concentración de sólidos en la pulpa original (ton. Solidos/pie3pulpa)
Ho = Altura original de la pulpa en la probeta (cm).
Paso N° 2.- Desde el punto Hi calculado trazamos una tangente a la curva
normal de asentamiento. La tangente de este ángulo nos dará el valor de la
velocidad (Vs)
Paso N° 3.- Reemplazamos todos los valores en la formula indicada y
evaluamos el área.
46
Paso N° 4.- La secuencia es repetida para varias diluciones de pulpa y el área
máxima es determinada por:
𝑇𝑢 𝑚𝑎𝑥
𝐴𝑢 =
𝐻0 𝐶0
Dónde:
Au = Área unitaria (pie2/ton/día).
C0 = Concentración original de solidos (ton/pie3).
H0 = Altura de la pulpa original (cm).
Tu max = Tiempo correspondiente a la dilución considerada de las arenas.
2 4(𝐴𝑢 )(𝑡𝑜𝑛/𝑑𝑖𝑎)(%)
𝐷=√
𝜋
1.333 𝑥 𝑇 (𝑆 − 1)
𝐻=
Au x S (𝑆 ´ − 1)
Dónde:
H = Altura (pies)
T = Tiempo de prueba (horas)
S = Gravedad especifica (g/cc)
S´= Densidad de la pulpa en U/F (g/l)
Au = Área unitaria (pie2/ton/día)
47
3.2. CALCULO DE DIMENSIONES DE ESPESADOR DE RELAVE:
313.7 𝑔𝑟
= 117.05 𝑐𝑚3 𝑆𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠
2.68 𝑔/ 𝑐𝑚3
313.7 𝑔𝑟.
% 𝑆𝑂𝐿𝐼𝐷𝑂𝑆 = 𝑋 100 = 26.21 %
1196.65 𝑔𝑟.
48
3.2.3. CONCENTRACIÓN INICIAL (C O) (TC SÓLIDO/PIE3 PULPA)
𝑆𝑂𝐿𝐼𝐷𝑂𝑆 = 26.2 %
49
3.2.5. DETERMINACIÓN DE LA ALTURA DEL UNDERFLOW (H U) cm.
𝐻𝑜 𝑥 𝐶𝑜
𝐻𝑢 =
𝐶𝑢
Dónde:
Ho = 35.8 cm.
Co = 0.00978 TC sólidos/pie3pulpa
Cu = 0.025 TC sólidos/pie3pulpa
𝐻𝑢 = 14.0 𝑐𝑚
50
Para Ci2 = 29 % Solido
Se asumirá para cálculo una base: 100g de pulpa.
𝐻2 𝑂 = 71 𝑔𝑟. … … … … … .71 𝑔𝑟./1.0 = 71 𝑐𝑚3
𝑆𝑂𝐿𝐼𝐷𝑂 = 29 𝑔𝑟. … … … … … .29 𝑔𝑟./2.68 = 10.8 𝑐𝑚3
𝐶 29 𝑔𝑟. 28.32 𝑙. 1 𝑙𝑏 1 𝑇𝑐
𝑖2 = 0.0818 𝑙. 𝑋 3 𝑋 453.6 𝑔𝑟. 𝑋 2000 𝑙𝑏.
𝑝𝑖𝑒
51
Volumen de la pulpa = volumen del H2O + volumen del solido
𝑉𝑂𝐿𝑈𝑀𝐸𝑁 𝐷𝐸 𝐿𝐴 𝑃𝑈𝐿𝑃𝐴 = 78.05 𝑐𝑚3 = 0.0780 𝑙.
𝐶 35 𝑔𝑟. 28.32 𝑙. 1 𝑙𝑏 1 𝑇𝑐
𝑖4 = 0.0780 𝑙. 𝑋 3 𝑋 453.6 𝑔𝑟. 𝑋 2000 𝑙𝑏.
𝑝𝑖𝑒
𝐻𝑜 𝑥 𝐶𝑜
𝐻𝑖 =
𝐶𝑖
𝐻𝑖1 = 35.76 𝑐𝑚
𝐻𝑖2 = 31.86 𝑐𝑚
52
Para Ci3 = 0.012 𝑇𝐶/𝑝𝑖𝑒 3
𝐻𝑖3 = 29.21 𝑐𝑚
𝐻𝑖4 = 25.03 𝑐𝑚
Tabla N° 2 Resumen de los datos obtenidos con la metodología de talmage
and Fitch
Co (TC/pie3) 0.00979
Cu(TC/pie3) 0.0255
Hu ( cm ) 14.0
Ci1(TC/pie3) 0.0098
CI2(TC/pie3) 0.011
Ci3(TC/pie3) 0.012
CI4(TC/pie3) 0.014
Hi1 ( cm ) 35.76
Hi2 ( cm ) 31.86
Hi3 ( cm ) 29.21
Hi4 ( cm ) 25.03
Fuente: Elaboración Propia
53
3.2.8. PREPARACIÓN Y PROCEDIMIENTO DE LA MUESTRA DE RELAVE
PARA DETERMINAR LA GRAFICA DE VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN
54
TABLA N° 3 DATOS EXPERIMENTALES CURVA DE SEDIMENTACION
Tiempo (min) Altura de Sedim. (cm)
0.0 35.8
4.0 29.4
6.0 26.5
9.0 23
12.0 21.4
15.0 20.8
18.0 20.1
20.0 19.7
22.0 19.3
25.0 19
28.0 19
31.0 18.9
34.0 18.7
37.0 18.6
40.0 18.5
43.0 18.4
46.0 18.3
49.0 18.2
55.0 18
61.0 17.9
67.0 17.6
73.0 17.5
79.0 17.4
85.0 17.2
91.0 17
97.0 16.7
102.0 16.5
110.0 16.4
121.0 16.3
140.0 16.2
160.0 16
180.0 15.9
214.0 15.8
244.0 15.7
270.0 15.6
300.0 15.5
360.0 15.4
432.0 15.3
512.0 15.2
565.0 15.1
1320.0 15
1504.0 14.9
1573.0 14.9
Fuente: Elaboración Propia
55
GRAFICO N° 1 DESPLAZAMIENTO VS TIEMPO PARA DETERMINAR EL TU.
56
GRAFICO N° 2 DESPLAZAMIENTO VS TIEMPO TU MÁX.
57
Utilizando la metodología de Talmage y Fitch graficamos los datos calculados
para obtener “Tu” se aprecia en la gráfica N° 1
A. Tu1 = 34 min
B. Tu2 = 38 min.
C. Tu3 = 40 min.
D. Tu máx. = 50 min.
58
3.2.9. DETERMINAR ÁREA UNITARIA (AU) PIE 2/ TC/DÍA.
Puesto que estos valores de T U será el tiempo máximo para el Underflow para
considerar el área unitaria máxima que será obtenida de:
𝑇𝑢 𝑚𝑎𝑥
𝐴𝑢 =
𝐶𝑜 𝑥 𝐻𝑜
59
Para TU4 máx. = 50 min.
𝐷 = 51.68 𝑝𝑖𝑒𝑠
60
H1 = Altura de capacidad de almacenamiento por interrupciones o
irregularidades………………………… (1.5 a 2 pies).
H2 = Altura correspondiente a la sumersión en la alimentación (zona de
clarificación…………………………….. (1.5 a 2 pies).
H3 = Inclinación del fondo……………. (2 a 2.5 pies).
H4 = Altura de sedimentación………... (2 a 2.5 pies).
1.333 𝑥 𝑇 (𝑆 − 1)
𝐻𝑡 = +ℎ
𝐴 𝑥 𝑆 (𝑆 ′ − 1 )
Ht = Altura en pies
T = Tiempo de prueba
S = Gravedad especifica
S´= Densidad de la pulpa en U/F
A = Área unitaria
h. = (H1+H2+H3+H4)
1.333 𝑥 5 (2.68 − 1)
𝐻 =
3.0196 𝑥 2.68 (1.5 − 1 )
𝐻 = 2.76 𝑝𝑖𝑒𝑠
61
𝐻 = 2.76 𝑝𝑖𝑒𝑠 + 1.5 + 1.5 + 2.0 + 2.0
𝐻𝑡 = 9.76 𝑝𝑖𝑒𝑠
Por lo tanto las dimensiones del espesador serán:
D = 50 pies
H = 10 pies
62
CAPITULO IV
Equipos.
Balanza Marcy
Agitador Magnético
Pastilla magnética
Balanza Electrónica
63
Porcentaje de sólidos, dilución o concentración de la pulpa, peso específico y
granulometría de los sólidos de la pulpa, pH, temperatura de la pulpa son los
parámetros más importantes determinados antes de la iniciar las pruebas de
sedimentación en probeta.
La Tabla N° 4 se resume las características metalúrgicas del relave sintético
de cobre que fue empleado para las pruebas de laboratorio en este Estudio.
Análisis Granulométrica del Relave.
Malla N° Abertura u
TYLER NOMINAL ENSAYES
Peso %Peso Acum.%(+) Acum.% (-) % CuT % Cu Ox % Cu Sulf.
50 300 0.89 0.21 0.21 99.79 0.77 0.33 0.44
70 212 9.43 2.27 2.48 97.52 0.88 0.30 0.58
100 150 27.87 6.70 9.19 90.81 0.71 0.27 0.44
140 106 36.28 8.73 17.91 82.09 0.55 0.25 0.30
200 75 37.03 8.91 26.82 73.18 0.61 0.25 0.36
270 53 40.59 9.76 36.58 63.42 0.52 0.23 0.29
325 45 18.39 4.42 41.01 58.99 0.47 0.22 0.25
400 38 16.64 4.00 45.01 54.99 0.33 0.17 0.16
-400 -38 228.63 54.99 100.00 0.00 0.14 0.08 0.06
Total 415.75 100.00
64
4.2. SELECCIÓN DE FLOCULANTE
65
4.2.1. PREPARACIÓN DE LOS FLOCULANTES
66
Datos:
Consumo de floculante: 100 gr. / T
% de Solidos: 23.18 %
Densidad de pulpa: 1170 gr. / T
Peso del mineral de pulpa: 271.20 gr.
67
4.2.4. DATOS GENERADOS DE LA PRUEBA DE SELECCIÓN DE
FLOCULANTE TABLA N° 6 DATOS EXPERIMENTALES
Densidad de Pulpa 1170 g/L
Densidades de Pulpa
Diluida Natural
% Solidos 23.18%
Gravedad Especifica 2.68 g/cc
Dosis de Floculante por
Tonelada 100 g/T
Concentración de
Floculante 0.10%
68
GRAFICA N° 3 CURVAS DE VELOCIDADES DE SEDIMENTACIÓN CON DIVERSOSO FLOCULANTE
350
Altura de Sedimentacion (mm)
300
250
200
150
0 20 40 60 80 100 120 140
Tiempo (min.)
P-1 (PHP 20) P-2 (ORIFLOC 2054) P-3 (PHP 60) P-4 (PHP 80 PLUS) P-5 Flocan 1120
69
Los resultados de la evaluación de 5 tipos de floculantes que se presentan en
la gráfica, indican que de los floculantes evaluados, el PHP20 es aquel que
presentó el mejor comportamiento basado en la velocidad de sedimentación,
compactación, y claridad cualitativa de O/F .Muy cerca de este el polímero está
el polímero Orifloc 2054 que registra una velocidad de sedimentación similar al
PHP 20. Los otros tres polímeros quedan descartados. Las velocidades de
sedimentación obtenidas en cada caso de floculante se presentan en la Grafica
N° 3.
70
Calculo para un consumo de 80 gramos por tonelada
(80 𝑔𝑟./𝑇)(271.20 𝑔𝑟. )
𝑣𝑜𝑙 = 1000000 𝑥 100
0.1
𝑣𝑜𝑙 = 21.69 𝑐𝑚3
(ORIFLOC2054)
Tiempo (min) P-1 70g/T P-2 80g/T P-3 90g/T
0 357 357 357
0.5 333.5 328 260
1 311.5 300 235
1.5 287.5 275 224
2 268.5 261 216
3 250.5 246 207
4 240.5 235.5 202
6 228 223.5 195
10 210 211 186
15 205 199.5 180
20 199 194 175
30 190 182.3 169
60 169 175 159
71
GRAFICA Nº 4 CURVA DE VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN A DISTINTAS DOSIFICACIONES CON EL ORIFLOC-2054
300
y = - 151.54x+357
y = - 51.842x+357
250 y = - 43.778x+357
200
150
0 10 20 30 40 50 60
Tiempo (min.)
P-1 (ORIFLOC 2054) 70g/T P-2 (ORIFLOC 2054) 80g/T P-3 (ORIFLOC 2054) 90g/T
72
De la gráfica N° 4 podemos afirmar que la velocidad de sedimentación
está en el rango de consumo de 70, 80 y 90 gramos por tonelada, la
curva que presenta un descenso veloz en función de los intervalos de
tiempo graficados, es al que se añadió una dosificación de 90 gramos
por tonelada, se debe asumir que este debe ser el punto óptimo de
dosificación para la floculación en la operación del espesador.
A una dosis de 90 gr./t se obtuvo una clarificación con presencia de
sólidos y compactación del relave en relación de las otras pruebas
experimentales. A 70 y 80 gr./T. Disminuye notoriamente la velocidad
de sedimentación.
73
4.3.3. DATOS DE LA PRUEBA CON EL FLOCULANTE PHP 20
Tiempo PHP 20
(min) P-1 70g/T P-2 80g/T P-3 90g/T
0 357 357 357
0.5 312 288 254.5
1 274 254 228.5
1.5 254 239 217
2 242 229 211
3 228 217 203
4 219 209 198
6 207 200 191
10 194 189 183
15 185 181 176
20 180 175 172.5
30 171 168.6 167
60 160 157 157.5
74
GRAFICA N° 5 CURVA DE VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN A DISINTAS DOSIFICACIONES CON EL PHP- 20
350
300
Altura de Sedimentacion (mm)
y = - 197x +357
y = - 98.5x +357
200
150
0 10 20 30 40 50 60
Tiempo (min.)
P-4 (PHP 20) 70g/T P-5 (PHP 20) 80g/T P-6 (PHP 20) 90g/T
75
De los gráficos podemos afirmar que la velocidad de sedimentación
está en el rango de consumo de 70, 80 y 90 gramos por tonelada del
polímero PHP 20, la curva que presenta un descenso veloz en función
de los intervalos de tiempo graficados, es al que se añadió una
dosificación de 90 gramos por tonelada, se debe asumir que este debe
ser el punto óptimo de dosificación para la floculación en la operación
del espesador.
A una dosis de 90 gr./t se obtuvo una clarificación adecuada sin
presencia de sólidos, buena formación de floculos y compactación del
relave en relación de las otras pruebas experimentales, a 70 y 80 gr./T.
la velocidad de sedimentación es menor considerando las apreciaciones
anteriores .
76
4.4.2. DETERMINACIÓN DEL MEJOR FLOCULANTE VARIANDO EL
%SOLIDOS
77
4.4.3. DETERMINANDO DENSIDAD Y % DE SOLIDOS EN LA DILUCION
𝑊 − 1000
% Solidos = ∗ 100
𝑊. 𝐾
400 𝑐𝑐
1.170𝑡𝑛/𝑚3(1000) + 50 𝑐𝑐
𝛿= 1000
400𝑐𝑐 + 50 𝑐𝑐
𝑡𝑐
𝛿 = 1.151 = 1151𝑔𝑟/𝑙
𝑚3
1151 − 1000
% Solidos = ∗ 100
1151 ∗ 0.63
% Solidos = 20.94
Caso N° 2: volumen de pulpa de relave 350 cm3 y 100 cm3 de agua de proceso
350 𝑐𝑐
1.170𝑡𝑛/𝑚3(1000) 1000 + 100 𝑐𝑐
𝛿=
350𝑐𝑐 + 100 𝑐𝑐
𝑡𝑐
𝛿 = 1.132 = 1132𝑔𝑟/𝑙
𝑚3
1132 − 1000
% Solidos = ∗ 100
1132 ∗ 0.63
% Solidos = 18.63
78
Caso N° 3: volumen de pulpa de relave 300 cm3 y 150 cm3 de agua de proceso
300 𝑐𝑐
1.170𝑡𝑛/𝑚3(1000) 1000 + 150 𝑐𝑐
𝛿=
300𝑐𝑐 + 150 𝑐𝑐
𝑡𝑐
𝛿 = 1.113 = 1113𝑔𝑟/𝑙
𝑚3
1113 − 1000
% Solidos = ∗ 100
1113 ∗ 0.63
% Solidos = 16.24
Caso N° 4: volumen de pulpa de relave 250 cm3 y 200 cm3 de agua de proceso
250 𝑐𝑐
1.170𝑡𝑛/𝑚3(1000) 1000 + 200 𝑐𝑐
𝛿=
250𝑐𝑐 + 200 𝑐𝑐
𝑡𝑐
𝛿 = 1.094 = 1094𝑔𝑟/𝑙
𝑚3
1094 − 1000
% Solidos = ∗ 100
1094 ∗ 0.63
% Solidos = 13.77
Caso N° 5: volumen de pulpa de relave 250 cm3 y 200 cm3 de agua de proceso
250 𝑐𝑐
1.170𝑡𝑛/𝑚3(1000) 1000 + 200 𝑐𝑐
𝛿=
250𝑐𝑐 + 200 𝑐𝑐
𝑡𝑐
𝛿 = 1.076 = 1076𝑔𝑟/𝑙
𝑚3
1076 − 1000
% Solidos = ∗ 100
1076 ∗ 0.63
% Solidos = 11.21
79
Caso N° 6: volumen de pulpa de relave 200 cm3 y 250 cm3 de agua de proceso
200 𝑐𝑐
1.170𝑡𝑛/𝑚3(1000) 1000 + 250 𝑐𝑐
𝛿=
200𝑐𝑐 + 250 𝑐𝑐
𝑡𝑐
𝛿 = 1.057 = 1057𝑔𝑟/𝑙
𝑚3
1057 − 1000
% Solidos = ∗ 100
1057 ∗ 0.63
% Solidos = 8.55
Caso N° 7: volumen de pulpa de relave 150 cm3 y 300 cm3 de agua de proceso
150 𝑐𝑐
1.170𝑡𝑛/𝑚3(1000) 1000 + 300 𝑐𝑐
𝛿=
150𝑐𝑐 + 300 𝑐𝑐
𝑡𝑐
𝛿 = 1.038 = 1038𝑔𝑟/𝑙
𝑚3
1038 − 1000
% Solidos = ∗ 100
1038 ∗ 0.63
% Solidos = 5.81
80
A una densidad de 1151 gr/l en un litro de pulpa de relave se obtiene un peso
de mineral de 241.06 gr.
Para: 450cm3 de pulpa
241.06𝑔𝑟. (450 𝑐. 𝑐. )
𝑃1 =
1000𝑐. 𝑐.
𝑃1 = 108.48 𝑔𝑟.
1.132(1000) − 1000
𝑃2 =
0.63
𝑃2 = 210.93𝑔𝑟.
𝑃2 = 94.92 𝑔𝑟.
𝑃3 = 180.79 𝑔𝑟.
81
A una densidad de 1113 gr/l en un litro de pulpa de relave se obtiene un peso
de mineral de 180.79 gr.
Para: 450cm3 de pulpa
180.79𝑔𝑟. (450 𝑐. 𝑐. )
𝑃3 =
1000𝑐. 𝑐.
𝑃3 = 81.36 𝑔𝑟.
1.094(1000) − 1000
𝑃4 =
0.63
𝑃4 = 150.66 𝑔𝑟.
𝑃4 = 67.80 𝑔𝑟.
1.076(1000) − 1000
𝑃5 =
0.63
𝑃5 = 120.53 𝑔𝑟.
82
A una densidad de 1076 gr/l en un litro de pulpa de relave se obtiene un peso
de mineral de 120.53 gr.
Para: 450cm3 de pulpa
120.53 𝑔𝑟. (450 𝑐. 𝑐. )
𝑃5 =
1000𝑐. 𝑐.
𝑃5 = 54.24 𝑔𝑟.
1.057(1000) − 1000
𝑃6 =
0.63
𝑃6 = 90.40 𝑔𝑟.
𝑃6 = 40.68 𝑔𝑟.
1.038(1000) − 1000
𝑃7 =
0.63
𝑃7 = 60.26 𝑔𝑟.
83
A una densidad de 1038 gr/l en un litro de pulpa de relave se obtiene un peso
de mineral de 60.26 gr.
Para: 450cm3 de pulpa
60.26 𝑔𝑟. (450 𝑐. 𝑐. )
𝑃7 =
1000𝑐. 𝑐.
𝑃7 = 27.12 𝑔𝑟.
84
Para 67.80 gr. de mineral calculados en 450 cm3
(40𝑔𝑟/𝑡𝑜𝑛)(67.80𝑔𝑟. )
𝑉𝑜𝑙 𝑓𝑙𝑜𝑐 = 1000000
0.05
𝑉𝑜𝑙 𝑓𝑙𝑜𝑐 = 5.424 𝑐. 𝑐.
(40𝑔𝑟/𝑡𝑜𝑛)(27.12𝑔𝑟. )
𝑉𝑜𝑙 𝑓𝑙𝑜𝑐 = 1000000
0.05
𝑉𝑜𝑙 𝑓𝑙𝑜𝑐 = 2.170 𝑐. 𝑐.
85
FIGURA N° 17 ENSAYO DE DILUCION
En cada uno de los vasos se marca del nivel de pulpa diluida 25 m.m de
distancia estos puntos indican el inicio y termino de la evaluación dando
como resultados tiempos en las distintas diluciones.
Inicialmente se prepararon soluciones a 1.0 g/l (0.10%) del floculante
para luego ser diluidos a una concentración de 0.05%.
Se agita moderadamente la pulpa asegurando la suspensión de todas
las partículas en su interior para luego con la ayuda de una jeringa se
vierte el floculante (previa volumen calculado para tal dilución) se deja
de agitar, en ese preciso momento se toma el tiempo en el que
sedimenta la pulpa diluida a la distancia predeterminada. Este
procedimiento se repite para todas las diluciones.
FIGURA N° 18 EVALUACION DE LA VELOCIDAD DE
SEDIMENTACIÓN
86
Calculando la velocidad de sedimentación con los datos obtenidos con las
experiencias realizas en el laboratorio
87
4.6. DETERMINANDO EL FLUX
𝑓𝑙𝑢𝑥 = (𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎 𝑡𝑜𝑛/𝑚2ℎ𝑟)(𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎 𝑚𝑡/ℎ𝑟)
Reemplazando datos:
𝑓𝑙𝑢𝑥 = (1.151 𝑡𝑜𝑛/𝑚3)(0.058 𝑚𝑡/ℎ𝑟)
𝑓𝑙𝑢𝑥 = 0.0663 𝑡𝑜𝑛/𝑚2/ℎ𝑟
88
4.7. CURVA CARACTERÍSTICA QUE RELACIONA FLUX VS DILUCIÓN
FLUXKEMIRA
ton Flux /hr2/hr
/m2t/m vs– Dilución
% Solidos
30.0000
% de solidos Ideal
25.0000
20.0000
ton / m2/FLUX
hr
15.0000
10.0000
5.0000
0.0000
0.00% 2.00% 4.00% 6.00% 8.00% 10.00% 12.00% 14.00% 16.00% 18.00% 20.00% 22.00% 24.00% 26.00%
% Solidos
89
CAPITULO V
ANÁLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES
5.1. PARA EL DIMENSIONAMIENTO DEL SEDIMENTADOR DE RELAVES
90
El modelo de talmage & Fitch, tiende a sobreestimar el dimensionamiento del
sedimentador y es por ello que los resultados con este modelo se consideran
más adecuados con una sola estimación de la velocidad de sedimentación
aplicados a la pulpa de relave.
91
GRAFICA Nº 7 COMPARACION DE GRAFICAS A DISTINTAS DOSIFICACIONES – ORIFLOC 2054 VS PHP 20
350
300
Altura de Sedimentacion (mm)
200
150
0 10 20 30 40 50 Tiempo (min.) 60
P-1 (ORIFLOC 2054) 70g/T P-2 (ORIFLOC 2054) 80g/T P-3 (ORIFLOC 2054) 90g/T P-4 (PHP 20) 70g/T P-5 (PHP 20) 80g/T P-6 (PHP 20) 90g/T
92
De los gráficos desplazamiento vs tiempo, podemos afirmar que a medida que
el tiempo se incrementa, las gráficas tienden a decrecer describiendo curvas a
distintas velocidades como se muestra en la figura N° 7. Las curvas
representan las velocidad de sedimentación que están en el rango de
consumo de 70, 80 y 90 gramos por tonelada de los polímero PHP 20 y
ORIFLOC 2054, estas presenta un descenso veloz en los primeros minutos de
tiempo graficados, de los cuales a una dosificación de 90 gramos por tonelada
son los que presenta una buena tendencia con velocidades de 205 mm/s y 136
mm/s.
93
5.3. OPTIMIZACIÓN DEL SEDIMENTADOR
TABLA N° 11 RESUMEN DE LOS DATOS OBTENIDOS PARA LA OPTIMIZACION DE LA DILUCION
g/t Floc. 40
% Con. Floc. 0.05 densidad
Espacio mt 0.0245 volumen probeta CC de Vol. Vol. de pulpa % Solidos
DENSIDAD 1000 450 floculante Pulpa Agual calculada Calculado
TIEMPO % VELOCIDAD FLUX
G.E. PULPA
ITEM hrs. Min Seg TOTAL(hr) tn/mt3 SOLIDO mt/hr tn/mt2/hr K masa 1.170
0 0 0 0 0.000 2.68 1.170 23.18% 0.63 271.19 271.19 21.695
1 0 25 32 0.426 2.68 1.151 20.94% 0.058 0.0663 0.63 241.06 108.48 8.678 400 50 1.151 20.941
2 0 5 28 0.091 2.68 1.132 18.63% 0.269 0.3045 0.63 210.93 94.92 7.593 350 100 1.132 18.629
3 0 1 14 0.021 2.68 1.113 16.24% 1.192 1.3270 0.63 180.79 81.36 6.509 300 150 1.113 16.239
4 0 0 15 0.004 2.68 1.094 13.77% 5.880 6.4353 0.63 150.66 67.80 5.424 250 200 1.094 13.766
5 0 0 4 0.001 2.68 1.076 11.21% 22.050 23.7160 0.63 120.53 54.24 4.339 200 250 1.076 11.206
6 0 0 4 0.001 2.68 1.057 8.55% 22.05 23.2995 0.63 90.40 40.68 3.254 150 300 1.057 8.555
7 0 0 4 0.001 2.68 1.038 5.81% 22.05 22.8830 0.63 60.26 27.12 2.170 100 350 1.038 5.807
% de Solidos
La tabla N° 10 se puede apreciar el resumen de todos los cálculos efectuados en la dilución de la pulpa de relave entre los
rangos de 23%, 20.9%, 18.6%, 16.2%, 13.7%, 11.2%, 8.5% y 5% se sólidos, para cada dilución corresponde un valor en
masa y volumen de pulpa y agua para determinar las densidades a que corresponden para la experiencia.
Con cada dilución obtenida por la parte experimental corresponden una dosificación de floculante calculada para las distintas
densidades evaluadas. Ala vez nos muestran los tiempos obtenidos en un espacio de 0.0245metros con lo resulta la
velocidad de sedimentación para cada dilución.
El producto de las velocidades obtenidas con las densidades calculadas da como resultado el flux (t/m2/hr).
94
% de Solido Inicial
5.4. DETERMINACIÓN DEL % DE SOLIDOS OPTIMO
GRAFICA N° 8 PORCENTAJE DE SOLIDOS IDEAL
% SOLIDOS IDEAL
25.0000
20.0000
15.0000
ton/m2/hr
10.0000
5.0000
0.0000
5.00% 6.00% 7.00% 8.00% 9.00% 10.00% 11.00% 12.00% 13.00%
% Solidos
95
TABLA N° 12 DATOS DESPLAZAMIENTO VS TIEMPO A 10.5 % DE
SOLIDOS
PHP -20
Tiempo ( min) 10.5 % solidos
0.0 357
0.1 326
0.1 308
0.2 291
0.3 274
0.3 257
0.4 240
0.5 223
0.7 206
0.9 189
1.0 180
1.3 160
1.5 150
1.9 140
2.2 130
2.7 120
3.0 118
3.5 116
4.0 114
5.3 110
6.0 109
7.6 108
10.0 107
11.6 106
15.0 104
17.7 103
20.0 102
30.0 101
31.7 101
60.0 100
Fuente: Elaboración Propia
96
5.5. CURVA DE SEDIMENTACIÓN a 10.5 % SOLIDOS – 40 gr/t.
350
300
ALTURA DE SEDIMENTACION (mm)
250
10.5 % solidos
200
150
100
50
0
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0
TIEMPO ( min)
97
CONCLUSIONES
98
RECOMENDACIONES
99
BIBLIOGRAFIA
100
ANEXOS
LISTA DE PLANOS
1.- Espesador de rastrillos “Comesa” 50 x 10 pies disposición general.
2.- Espesador de rastrillos “Comesa” 50 x 10 pies lista de partes.
3.- Espesador de rastrillos “Comesa” 50 x 10 pies lista de partes
reductor.
4.- Espesador de rastrillos “Comesa” 50 x 10 pies vista Isométrica.
5.- Flow Sheet Planta Concentradora “ Santa Lucia” Puno U.M.Tacaza.
101