Ingeniero minas

PRÁCTICA DE SEDIMENTACIÓN

La sedimentación es una operación unitaria que consiste en la separación por la acción de la gravedad de las fases sólida y líquida de una suspensión diluida para obtener una suspensión concentrada y un líquido claro. Esta operación es importante desde el siglo XIX especialmente en la extracción de minerales

Se pueden distinguir dos tipos de sedimentación,atendiendo al movimiento de las partículas que sedimentan:

- Sedimentación libre: se produce en suspensiones de baja concentración de sólidos. La interacción entre partículas puede considerarse despreciable, por lo que sedimentan a su velocidad de caída libre en el fluido.

- Sedimentación impedida, retardada o zonal: se observa en la sedimentación de suspensiones concentradas. Lasinteracciones entre las partículas son importantes, alcanzándose velocidades de sedimentación menores que en la sedimentación libre. La sedimentación se encuentra, propiamente dicho, retardada o impedida. Dentro del sedimentador se desarrollan varias zonas, caracterizadas por diferente concentración de sólidos y, por lo tanto, diferente velocidad de sedimentación.

Dependiendo de cómo se realice laoperación, la sedimentación puede clasificarse en los siguientes tipos:

- Sedimentación discontinua: el flujo volumétrico total de materia fuera del sistema es nulo, transcurre en régimen no estacionario. Este tipo de sedimentación es la que tiene lugar en una probeta de laboratorio, donde la suspensión se deja reposar.

- Sedimentación continua: la suspensión diluida se alimenta continuamente y sesepara en un líquido claro y una segunda suspensión de mayor concentración. Transcurre en régimen estacionario. Éste es el proceso que se lleva a cabo en los lavaderos de carbón, en los cuales una vez eliminada la materia mineral (cenizas) del carbón, mediante la utilización de agua, es necesario que dicho agua vuelva a ser pura sin partículas de carbón en suspensión.

Medidas de lasedimentabilidad

- Índice Volumétrico del Fango (IVF)
- Índice Volumétrico del Fango Diluido (IVFD)
- Índice Volumétrico Específico Agitado a 3.5 g/l (IVEA3.5)

Todos los modelos de la sedimentación se basan en la teoría del flujo de Kynch (1952) la cual determina:
- La velocidad de sedimentación de una partícula depende únicamente de la concentración local de partículas.
- Todaslas partículas tienen la misma forma, tamaño y densidad.
- La concentración de partículas es constante en cada sección horizontal del decantador.

En procesos de sedimentación continua:

Flujo total = Flujo de sedimentación + Flujo por arrastre

Ventajas del modelo de sedimentación:

- Puede ser utilizado para decantadores primarios, decantadores secundarios y espesadores.
-Permite la inclusión de los procesos biológicos en los decantadores, considerando cada capa como un reactor de tanque agitado.
- Permite la simulación de los siguientes procesos:
- Fermentación-elutriación de ácidos volátiles en Beck. primarios.
- Desnitrificación en decantadores secundarios.
- Suelta de fósforo y amonio en espesadores (lisis celular)

En la práctica quehemos realizado, teníamos por objetivo el diseño de un sedimentador para un proceso continuo, la depuración de las aguas residuales que surgen tras el lavado del carbón. Para ello hemos utilizado nitrato férrico, el cual ha hecho que la sedimentación transcurriese de una manera mas lenta permitiéndonos así tomar valores respecto del tiempo y de la altura de las partículas en suspensión en laprobeta.
En la mezcla inicial, de carbón, agua, sosa y nitrato férrico, pudimos observar que era muy difícil determinar la altura a la cual se encontraban las partículas en suspensión, sin embargo a medida que transcurría el tiempo las partículas se unían de tal forma que se podía observar la altura a la que se encontraban y finalmente quedando todas apelmazadas en el fondo de la probeta.
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