Hidro

CORRELACCIONES MATEMATICAS PARA LA OBTENCION
DE RENDIMIENTO DE PRODUCCION, REMOCION DE
CENIZAS Y PARTICION DE AGUA USANDO UN
HIDROCICLON “SOLO AGUA”
MATHEMATICAL CORRELATIONS TO OBTAIN
PRODUCTION YIELD, ASH REMOVAL, AND WATER
PARTITION USING A “ONLY WATER” HYDROCYCLONE
JULIO ETAYO
Escuela de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad del Valle, juliocesar.etayoruiz@gmail.com

JUANBARRAZA
Escuela de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad del Valle, jubarraz@univalle.edu.co
Recibido para revisar diciembre 16 de 2007, aceptado julio 30 de 2008, versión final agosto 26 de 2008

RESUMEN: Se obtuvieron correlaciones matemáticas de rendimiento de producción, remoción de cenizas y
partición de agua para describir el comportamiento de un hidrociclon “solo agua” (usasolamente agua como medio
denso) desde el punto de vista hidráulico y geométrico. Se utilizó un hidrociclón de 254mm de diámetro y un carbón
de la mina la Yolanda (Valle del Cauca). La concentración másica de carbón usada fue entre 3.0 y 10.0% (p/p), la
longitud del “vortex finder” entre 152.4 y 228.6mm y el diámetro del “apex” entre 19.1 y 44.5mm. A partir de las
diferentes pruebas se obtuvieronrendimientos de producción entre 11.9 y 83.2% (p/p) y remociones de cenizas entre
41.8 y 95.2% (p/p). Las ecuaciones matemáticas obtenidas presentaron factores de correlación superiores al 98.7% lo
cual predice buena confiabilidad entre los resultados experimentales y los teóricos.
PALABRAS CLAVE: Carbón, Beneficio, Hidrociclon “Solo Agua”, Correlación Matemática.
ABSTRACT: Mathematicalcorrelations of production yield, ash removal and water partition were obtained to
describe the “only water” hydrocyclone (only water as heavy media) behavior from hydraulic and geometrical point
of view. A hydrocyclone of 254 mm diameter and a coal from La Yolanda colliery (Valle del Cauca) were used.
Mass concentration of coal between 30 and 10% (w/w), vortex finder length between 152.4 and 228.6mm andapex
diameter in the range 19.1 to 44.5mm were used. Production yield between 11.9 and 83.2% (w/w) and removal ash
between 41.8 and 95.2% (w/w) were obtained. Mathematical equations showed correlation factors up to 98.7%,
which predicted good reliability between experimental and theoretical results.
KEYWORDS: Coal, Beneficiation, “Only Water” Hydrocyclone, Mathematical Correlation.

1.INTRODUCCIÓN

Por beneficio de carbones se entiende el uso de una
o más operaciones de separación enfocadas a
mejorar sus características desde el punto de vista
del poder calórico, contenido de cenizas y azufre;
es decir se busca concentrar el contenido de materia
orgánica por reducción del contenido de materia
mineral.

El beneficio físico de carbones usando
separaciones gravimetrícas se logra a través
de ladiferencia de densidad que existe entre
la materia mineral y la materia orgánica del
carbón. Las densidades relativas de la
materia orgánica y la materia mineral están
en los rangos de 0.90 a 1.70 y 2.0 a 5.0
respectivamente.

Dyna, Año 76, Nro. 157, pp. 181-193. Medellín, Marzo de 2009. ISSN 0012-7353

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Etayo y Barraza

Previo a cualquier operación de separación se
deben ejecutaroperaciones de trituración y
molienda las que además de producir la
granulometría adecuada para un proceso de
combustión específico libera la materia mineral
atrapada dentro de la matriz orgánica del carbón [1]
acentuando así la diferencia de densidades. La
reducción de tamaño y la consecuente liberación de
materia mineral se esquematizan en la figura 1.

Carbón sin quebrantar

Etapa 1 quiebre

demostradoque siempre que la presión de
alimentación sea la adecuada esta variable
no es influyente [3].
Las principales partes de un hidrociclón se
muestran en la figura 2 y las dos posibles
formas de alimentar la pulpa (carbón más
agua) a un hidrociclón se esquematizan en la
figura 3.

Etapa n quiebre

Figura 1. Reducción de tamaño y liberación de la
materia mineral
Figure 1. Size reduction and mineral...