Eficiencia en hidrociclones

EFICIENCIA EN HIDROCICLONES
TECSUP, MINERALURGIA 2004
Lima, Perú Agosto 2004

Juan Luis Bouso
ERAL, Equipos y Procesos S. A. jlbouso@eralgroup.com

1

EFICIENCIA EN HIDROCICLONES

ÍNDICE

1. - Nomenclatura.

2.- Parámetros de Reparto
2.1. Reparto de Sólido 2.2. Reparto de Pulpa 2.3. Reparto de Líquido

3.- Flujo Muerto, Cortocircuito o By-Pass

4.- Contenido de Finos enGruesos 5.- Eficiencias

Juan Luis Bouso
ERAL, Equipos y Procesos S. A. jlbouso@eralgroup.com

1

2

1.

Nomenclatura

Para mejor conocer la operación de un hidrociclón, los técnicos hemos establecido una serie de parámetros que nos permiten definir su comportamiento. Es de todos conocido que en una operación normal la mayor parte del sólido es descargada por el vértice inferior, mientrasque la mayor parte del líquido es evacuada por el conducto de rebose superior. En la literatura de habla inglesa, las corrientes de alimentación, descarga y rebose se denominan feed (F), underflow (U) y overflow (O) y en la literatura alemana zulauf , unterlauf y uberlauf (Z, Un, Ub) respectivamente. Al mismo tiempo la corriente de descarga underflow debería llevar las partículas gruesas (G) y lacorriente de rebose/overflow las partículas finas (F). Para evitar confusiones entre alimentación (Feed en Ingles) y la corriente de finos (Fine en Ingles) el autor prefiere emplear los sufijos Z, G, y F para determinar cualquier parámetro relativo a las corrientes de alimentación, gruesos y finos respectivamente. En cualquier operación de un hidrociclón podríamos establecer el esquema y mostradoen la figura 1.

Siendo: γS: Densidad Especifica del sólido. Ti: masa en t/h de sólido seco. Mi: volumen en m3 / h de pulpa Li: volumen en m3 / h líquido. Ji: concentración de sólidos expresada como gramos de sólido seco por litro de pulpa, es decir Ji = Ti.106 / Mi.103

2

3

2.

Parámetros de Reparto

Definiremos los siguientes parámetros: a) Reparto de sólidos (THETA)

Θ=

TGTZ

Relación de masa de sólidos de alimentación que es descargada por la corriente de gruesos. b) Reparto de pulpa (ALFA)

α=

MF MZ

Relación de volumen de pulpa de alimentación que es evacuado por la corriente de finos. LF c) Reparto de líquido (TAU) τ= LZ Relación de volumen de líquido de alimentación que es evacuado por la corriente de finos. Como quiera que en una operación normalresulta prácticamente imposible cuantificar las masas de sólido o volumenes de pulpa, en las diferentes corrientes del hidrociclón, resulta interesante desarrollar un método de cálculo de los parámetros anteriormente definidos, en base a las concentraciones de sólidos, las cuales pueden ser determinadas fácilmente mediante toma de muestras.

2.1

REPARTO DE SÓLIDO (THETA)

En cualquierseparación pueden establecerse las siguientes ecuaciones: TZ= TG + TF (1) MZ= MG + MF (2) Ti.103 Como quiera que Mi = Ji TZ.103 TG.103 TF.103 = + JZ JG JF

(3) , reemplazado en la ecuación (2)
(4)

de la ecuación (1) podemos despejar TF= TZ - TG y reemplazando en (4) TZ TG TZ TG = + − J Z JG J F J F
⎛ 1 1⎞ ⎛ 1 1⎞ TG ⎜ − ⎟ = TZ⎜ − ⎟ ⎝ JF JZ ⎠ ⎝ JF J G ⎠

3

4

⎛ JZ − JF ⎞ ⎛ JG − JF ⎞ TG ⎜ ⎟ ⎟ =TZ⎜ ⎝ JF.JZ ⎠ ⎝ JG.JF ⎠ TG JZ − JF JG.JF =Θ= ⋅ TZ JG − JF JF.JZ Θ= J Z − J F JG ⋅ JG − JF JZ

(5)
JG como factor de espesado ε podríamos establecer también: JZ

Si denominamos a

Θ=

JZ − JF ⋅ ε (6); JG − JF

ε=

JG JZ

( 7)

2.2

REPARTO DE PULPA (ALFA)

Volvemos a la ecuación (1) TZ= TG + TF (1) teniendo en cuenta la ecuación (3) Ti = Mi.Ji (8) 103

podemos reemplazar enla ecuación (1) MZ.JZ MG.JG MF.JF = + ( 9) 103 103 103 De la ecuación (2) podemos despejar MG= MZ - MF y reemplazar en (9) MZ.JZ = MZ. JG - MF.JG + MF.JF MF( JG − JF) = MZ( JG − JZ ) MF JG − JZ = =α MZ J G − J F

α=

JG − JZ (10) JG − JF

4

5

2.3

REPARTO DE LIQUIDO (TAU)

En cualquier corriente puede establecerse Li = Mi − Ti

γS

reemplazando con la ecuación (8)
Li = Mi...