Clasificación

Minería. Granulometría. Materiales. Rebose. Descarga. Harneado. Partículas. Velocidad

  • Enviado por: Cesar Albornoz
  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
  • 10 páginas
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INTRODUCCIÓN

La clasificación es la operación en la que se produce la separación de un sistema particulado, de una cierta distribución granulometrica, en dos fracciones, una con una distribución en la que prevalecen los tamaños mayores y en otra los tamaños menores.

Esta operación es de amplio uso industrial y su objetivo principal es manipular las distribuciones de tamaños de los flujos en una planta con el fin de optimizar el comportamiento de otras operaciones.

En este trabajo de investigación veremos la clasificación en seco y húmedo, el harneado, los equipos de clasificación y las variables que afectan la clasificación.

PRINCIPIOS DE LA CLASIFICACIÓN

El principio empleado en la clasificación para producir la separación, depende de la magnitud de los tamaños de las partículas que componen el sistema. Cuando se trata de tamaños gruesos la separación se produce por el impedimento físico de una superficie provista de aberturas, la que retiene sobre ella aquellas partículas con tamaños mayores que su abertura; en este caso la operación se denomina “Harneado”. Cuando los tamaños de la distribución son relativamente pequeños, la separación se realiza haciendo uso de principios hidrodinámicos (sedimentación) y la operación recibe el nombre de “clasificación”.

No existe un tamaño de partícula que representa una frontera entre la aplicación de estos dos principios, sino que más bien ésta queda definida principalmente por la eficiencia de los equipos, la magnitud y la naturaleza de la operación.

Existe una gran variedad de propósitos que justifican una separación por tamaños, en la industria minera, los principales son:

  • Prevenir la entrada de finos a las etapas de reducción de tamaño, así se evita la entrada de finos a las etapas de reducción de tamaño, se evita la formación de lamas y se aumenta la capacidad y eficiencia del proceso.

  • Prevenir que los gruesos pases a la siguiente etapa, en circuito cerrado en operaciones de reducción de tamaño.

  • Preparar un material de rango de tamaño más estrecho para aumentar la eficiencia de otras operaciones en el procesamiento de minerales: Flotación, concentración gravitacional, etc.

OPERACIÓN DE CLASIFICACIÓN

REBOSE

ALIMENTACIÓN CLASIFICADOR

DESCARGA

HARNEADO

Es una operación de amplio uso industrial, presentando una gran variedad de equipos. Se realiza normalmente sobre materiales gruesos, perdiendo eficiencia rápidamente con la disminución del tamaño de la partícula.

En forma simple un harnero es una superficie con una multiplicidad de aberturas de una cierta dimensión. De tal forma que al pasar un sistema particulado sobre ella retendrá encima las partículas con tamaños mayores que la abertura, dejando pasar las de tamaño menor. Estas superficies están constituidas por barras paralelas, placas perforadas o mallas de alambre.

Las superficies con aberturas pequeñas son por naturaleza más caras y de menor resistencia física, presentando además, en la operación, una alta tendencia a bloquearse con partículas retenidas. Esto hace que la operación de harneo se vea, en la práctica, restringida a materiales con tamaños mayores que 250 micrones.

La placa perforada es también otro tipo de superficie de separación utilizada en la industria. Estas placas pueden ser, de acero con aberturas circulares o cuadradas y cada vez con mayor frecuencia de goma de poliuretano debido a su mayor resistencia al desgaste por abrasión e impacto, menor ruido y menor peso. Existe evidencia experimental que indica una vida útil cinco veces superior de este tipo de superficies respecto de la malla de alambre.

CLASIFICACION

El campo de la clasificación comprende aquellas operaciones de separación por tamaños que utilizan como principio de separación la velocidad de sedimentación. Entendiéndose por velocidad de sedimentación, la velocidad relativa entre un fluido y un sólido que se produce por la acción de un campo de fuerza externo como el gravitatorio o uno centrífugo.

Si se considera y analiza el comportamiento de una esfera, sumergida en un fluido en reposo, y sometida a un campo por ejemplo el gravitatorio; se puede verificar que la partícula comenzará a desplazarse con una velocidad creciente hasta alcanzar una velocidad constante denominada velocidad terminal.

Las fuerzas que actúan en el sistema son el peso de la partícula, la fuerza de empuje debida al principio de Arquímedes, y la fuerza de arrastre que evalúa el roce que se produce entre partícula y fluido debido al desplazamiento.

Los mecanismos en que se basan los equipos disponibles para clasificación de sistemas particulados, de acuerdo al sistema, es posible observar tres situaciones, según sea la magnitud de la velocidad del fluido (Vf).

  • Si V>Vf se observará que la partícula cae con velocidad V + Vf

  • Si V=Vf se observará la partícula estática

  • Si V<Vf se observará que la partícula asciende con velocidad V - Vf.

EQUIPOS DE CLASIFICACIÓN INDUSTRIAL

Los equipos de clasificación industrial se agrupan en:

1.- de flujo vertical

2.- de flujo horizontal

3.- centrífugos

1.-Clasificador de Flujo Vertical:

En este primer grupo se encuentra el hidroclasificador o el hidroseparador. Es un equipo constituido por un estanque vertical alimentado por la parte superior; por la parte inferior se introduce agua para producir un flujo ascendente de tal forma que aquellas partículas con V<Vf serán arrastradas hacia la parte superior y saldrán por el fondo. Se caracteriza porque el campo de fuerza externo es paralelo al campo de velocidades.

El hidroclasificador:

'Clasificación'

2.-Clasificador de Flujo Horizontal:

Los de flujo transversal y horizontal se caracterizan porque el campo de fuerzas es perpendicular al campo de velocidades. Durante el trayecto las partículas sedimentan de acuerdo a su tamaño, densidad y concentración, de modo que el material de rebalse tiene una composición más fina que la alimentación. El mecanismo de eliminación del material grueso sedimentado desde el fondo de la unidad constituye la principal diferencia entre los equipos de uso industrial; el clasificador de rastras (Dorr) y el de espiral (Akins). Estos equipos han sido prácticamente desplazados por el hidrociclón, sin embargo aún se utilizan en plantas de pequeño tonelaje.

El tamaño de corte y la calidad de la separación dependen del volumen y turbulencia de la piscina, que se manejan con una serie de factores:

a).- Si se aumenta el flujo de alimentación aumenta la componente horizontal de la velocidad, aumentando el tamaño de partículas en el over flow.

b).- La alimentación no debe realizarse directamente sobre la piscina para evitar la turbulencia.

c).- La velocidad de mecanismo no debe ser tan alta como para producir mucha turbulencia, sin embargo debe tener la velocidad suficiente para transportar la arena sedimentada.

d).- La altura del rebalse define el volumen de la piscina, mientras mayor, es el volumen, mayor es el tiempo de sedimentación y menor la agitación en la superficie, la que determina un rebalse con partículas más finas.

e).- La dilución es una de las variables más importantes de estas unidades, mientras mayor es la dilución disminuye el efecto de sedimentación impedida y más fino es el tamaño de corte.

Una de las mayores desventajas de estas unidades es la incapacidad de producir un overflow muy fino con una densidad de pulpa razonable.

3.- Clasificadores centrífugos: Dentro del grupo de clasificadores centrífugos se encuentra el ciclón, el hidrociclon, que utilizan el campo centrifugo generado por la rotación del fluido, para acelerar la velocidad de sedimentación de las partículas.

El hidrociclon:

Es un estanque cilíndrico-cónico, con una alimentación tangencial en la parte superior. Posee dos salidas, una situada en el centro y en lo alto de la parte cilíndrica denominada vortex y una en el extremo inferior del cono denominada ápex. La entrada tangencial produce un movimiento de vortice en tres dimensiones. El movimiento axial es positivo (hacia el vortex) cerca del eje y negativo (hacia el ápex) en las cercanías de las paredes. El movimiento tangencial es siempre positivo teniendo un máximo a cierto radio intermedio, pero más cercano al eje.

'Clasificación'

'Clasificación'

Variables que afectan la operación del hidrociclon:

  • De diseño: las variables de diseño definen el comportamiento grueso del hidrociclon, el tamaño de corte y la nitidez de separación. Las más importantes son:

    • Tamaño de la unidad.

    • Tamaños de la alimentación

    • Vortex y ápex

    El tamaño de corte depende principalmente del diámetro de la unidad, aumentando con un aumento del diámetro.

  • Parámetros del material: de los parámetros del material, el mas importante es la densidad del material, en la cual si es mayor no se produce una sedimentación y si es menor se mantienen las partículas en suspensión por mucho mas tiempo.

  • De operación: En las variables de operación se pueden distinguirse entre variables de

  • entrada y salida. Entre las de entrada se tiene el flujo, la concentración y la presión de alimentación. La concentración expresada como fracción volumétrica es la principal variable de control que permite que permite cambiar en forma inmediata el tamaño de corte. La mayoría de los investigadores concuerda en que un aumento en la concentración aumenta el tamaño de corte, variante entre 0.1 y 0.25. El tamaño de corte puede variar 1.8 veces por este concepto.

    La presión de alimentación y el flujo de material están relacionados íntimamente y determinan la capacidad del equipo. Un aumento en el flujo mejora la eficiencia por un aumento en la fuerza centrifuga y así partículas más finas son llevadas al underfow.

    Entre las variables de salida interesa la granulometría del rebalse y la proporción de agua que aparece en la descarga. Existe una interrelación entre ellas, ya que la proporción de agua influye en el cortocircuito y la granulometría del rebalse es función de la curva de clasificación y de la fracción de cortocircuito.

  • Perturbaciones: La principal perturbación es la distribución granulométrica de la alimentación.

  • CONCLUSION

    El único objetivo de la clasificación es la separación de un sistema de partículas en una cierta distribución de granulometría mediante dos procesos los cuales consisten los prevalecen los tamaños mayores y los tamaños menores.

    Esta operación cumple una amplia importancia en la minería y en gran importancia en la piro metalurgia ya que es este proceso el que me prepara las partículas sólidas para la flotación. En esta se manipula la distribución de tamaños de los flujos en una planta con el fin de optimizar el comportamiento de otras operaciones.

    BIBLIOGRAFIA

    • Curso “procesamiento de minerales” . Editado por Universidad de Atacama

    En Internet:

    - http://linatex.com: Dirección de la empresa Linatex, fabricadora de clasificadores e Hidrociclones.

    El Hidroclasificador trabaja de la siguiente manera: Su operación empieza con el abastecimiento de agua (1) que se utiliza para crear una corriente ascendente. Esta agua se inyecta a través de unas boquillas especiales a prueba de obstrucciones (2), las cuales están localizadas a una serie de pipas con un espacio justo dentro de la unidad. Una vez que se establece esta corriente ascendente, el agua desborda por el sobre flujo (3) que está alrededor del tanque superior o cámara de clasificación. Se introduce la alimentación de los sólidos dentro de la cámara superior de clasificación a través de un receptáculo de alimentación (4). A medida que los sólidos entran en contacto con la corriente ascendente, los materiales finos o las fracciones livianas son arrastradas inmediatamente y pasan por sobre flujo. Las partículas gruesas o pesadas se descienden contra la corriente y pasan dentro del cono de desagüe (5) del Hidroclasificador: Las partículas de cierto tamaño o gravedad equivalente a la corriente ascendente empiezan a formar una cama movediza de sólidos (6). Esta cama forma una área de sedimentación retardada que permite determinar si alguna partícula debe estar en el sobre flujo (overflow) o en la corriente del bajo flujo (underflow) del Hidroclasificador. Esta cama movediza de sólidos es por medio de un sencillo circuito de control (7) que detecta la densidad de la cama (8) y ajusta. la válvula de la corriente del bajo flujo (underflow) (9) para mantener la densidad de la cama a un punto deseado. El material grueso el cual existe en la válvula del bajo flujo se puede controlar en varias formas, aplicar directamente o por medio de una malla o un tornillo, o algunas veces, se vacía directamente en una cinta transportadora. El material proveniente del sobre flujo del Hidrociclon a menudo se puede alimentar por gravedad para proceso siguiente.

    Diagrama general de un hidroclasificador

    FEED: Alimentación proveniente de la molienda.

    OVERFLOW: Es el desborde o rebalse del liquido (finos)

    UNDERFLOW: Salida del material sólido mas grueso

    Hidroclasificador.