Introducción
Los clasificadores de fondo plano y los Hydrosizers™ forman parte de una clase de equipos conocidos como clasificadores de decantación dificultosa.
La clasificación de decantación dificultosa crea un campo en suspensión, o lecho oscilante, que impide el paso de las partículas más pequeñas o ligeras. El material más grande y pesado pasa a través de este lecho oscilante y se elimina en el caudal inferior, mientras que el material más pequeño y ligero se transporta al desbordamiento. En comparación con los clasificadores de decantación libre, en los que la velocidad de sedimentación viene determinada por la gravedad, los clasificadores de decantación dificultosa producen una velocidad ascendente a través de una abertura de caudal inferior reducida y/o agua de inyección. Este tipo de decantación ofrece el mayor rendimiento de separación, lo que significa que realiza el corte más afilado.
Los clasificadores de decantación dificultosa se utilizan para realizar una separación por tamaños entre malla 20 y malla 140 con un corte mucho más preciso que otros tipos de separación de gravedad de humedad. Requieren un suministro constante de agua limpia, y la cantidad de agua necesaria depende del corte deseado. Un corte más grueso requiere más agua que uno más fino, porque se necesita más agua para separar las partículas finas de las gruesas.
La altura del lecho oscilante es importante para la clasificación. Los lechos oscilantes altos permiten obtener un material de mayor calidad en el caudal inferior, mientras que los lechos oscilantes bajos permiten una mayor recuperación de material.
Los clasificadores de decantación dificultosa están disponibles en tres diseños principales reconocibles por su forma:
- Cuadrado con cono de desaguado
- Redondo con cono de desaguado
- Redondo con fondo plano (sin cono de desaguado)
Hydrosizers™ cuadrados
Los Hydrosizers™ cuadrados presentan tanques rectangulares con un cono de desaguado en la parte inferior. La alimentación de la pulpa (normalmente procedente de un hidrociclón) entra en el tanque a través de un pozo de alimentación situado en la parte superior central del tanque. Al mismo tiempo, se inyecta agua a través de boquillas tipo pezón orientadas hacia abajo en la parte superior de los conos de desaguado. Esto crea una corriente ascendente de agua que se encuentra con la pulpa de alimentación que entra por la parte superior del tanque.
A medida que las partículas intentan asentarse a través de la corriente ascendente, se forma un lecho denso de sólidos de tamaño aproximado que oscilan en el borde de la separación. Por este motivo, el lecho denso de partículas se denomina “lecho oscilante”.
Las partículas pesadas/gruesas pasan a través del lecho oscilante al cono de desaguado, donde se descargan a través de una válvula de descarga automática a aproximadamente el 60 % de sólidos por peso. Las partículas ligeras o finas no pueden penetrar en el lecho oscilante. Estas partículas suben con el agua y son arrastradas por el desbordamiento.
La principal ventaja de este diseño es la facilidad para cambiar las boquillas de agua de flujo oscilante. Por lo general, las barras oscilantes pueden extraerse desde la parte lateral, por lo que no es necesario acceder a la unidad para reemplazar las boquillas.
Hydrosizers™ redondos
Los Hydrosizers™ redondos presentan un tanque cilíndrico con un cono de desaguado en la parte inferior. Al igual que en los Hydrosizers™ cuadrados, la alimentación entra por un pozo de alimentación central situado en la parte superior del tanque, donde se encuentra con una corriente ascendente provocada por la inyección de agua en boquillas orientadas hacia abajo situadas en la parte superior del cono de descarga para crear un lecho oscilante. Las partículas ligeras o finas desbordan por los vertederos situados en la parte superior de la unidad, mientras que las partículas pesadas o gruesas se abren paso hasta el cono de desaguado para su descarga a través de una única válvula con aproximadamente un 65 % de sólidos por peso.
Debido al diseño redondo del tanque, los Hydrosizers™ redondos pueden ser más eficientes que sus homólogos cuadrados. Esto se debe a que los vertederos de desborde son equidistantes del pozo de alimentación y a la falta de esquinas en el diseño redondo para que el material se acumule, lo que crea potenciales zonas muertas de material.
El cambio de las boquillas de agua de flujo oscilante puede ser más difícil en este diseño, ya que la extracción de la barra oscilante lateral es complicada debido a la cámara redonda.
Los Hydrosizers™ pueden utilizarse en una amplia variedad de aplicaciones, incluida la producción de diversas arenas de especificación, metales preciosos y básicos, carbón, mineral de hierro, escoria, eliminación de sustancias orgánicas y muchas más.
Clasificadores de fondo plano
Los clasificadores de fondo plano tienen un tanque cilíndrico con un fondo plano. Aunque el principio de decantación dificultosa es el mismo que el de los Hydrosizers™, los clasificadores de fondo plano presentan algunas diferencias físicas y operativas.
En primer lugar, los clasificadores de fondo plano están diseñados con la cámara plénum para el agua oscilante en el fondo del tanque, así como una placa de difusión con boquillas en forma de cúpula a través de las cuales se inyecta agua hacia arriba en el tanque. El agua oscilante se distribuye uniformemente y a la misma presión por toda la cámara de decantación. Este diseño requiere que una persona ingrese en la cámara para cambiar las boquillas de agua de flujo oscilante.
De forma similar a lo que ocurre con los Hydrosizers™, la alimentación de pulpa se encuentra con la corriente ascendente de agua para formar un lecho oscilante. Las partículas finas o ligeras desbordan los vertederos de la parte superior del tanque, mientras que las partículas gruesas o pesadas se descargan por la parte inferior del tanque.
Dado que carecen del cono de desaguado presente en los Hydrosizers™, los clasificadores de fondo plano incorporan válvulas de encendido y apagado o válvulas de dardo de arriba abajo en la parte inferior del tanque. Estas válvulas se abren a intervalos determinados para liberar las partículas sedimentadas que se han acumulado en el fondo del tanque.
Los clasificadores de fondo plano también incorporan un sensor de desbordamiento para controlar la gravedad específica de la región superior de la cámara de decantación.
Los productores de áridos generalmente utilizan los clasificadores de fondo plano para la fabricación de arenas de construcción y especiales, pero también pueden emplearse para la separación de minerales y en el lavado de suelos. También son ideales para la eliminación del lignito de la arena en aplicaciones de áridos para mejorar la durabilidad del producto final.
Para aplicaciones de eliminación de lignito, los clasificadores de fondo plano suelen combinarse con un tamiz para completar el sistema. Dado que las partículas de arena pequeñas pueden tener la misma gravedad específica que las partículas de lignito más grandes, algunas partículas de arena pequeñas pueden desbordar los vertederos del clasificador de fondo plano con el lignito. El desborde se dirige a un tamiz o a un dispositivo de zarandeo similar para separar aún más el lignito de la arena. Las partículas pequeñas de arena pasan a través de los medios de cribado y se unen al caudal inferior del clasificador de fondo plano, mientras que las partículas más grandes de lignito fluyen por la zaranda hacia los residuos.
Tipo de válvula de descarga
El tipo de válvula y la estrategia de control son importantes para el funcionamiento estable y uniforme de cualquier aplicación. La válvula de pinzamiento y modulación es la más común, especialmente, en las unidades con cono de desaguado; sin embargo, este tipo de válvula proporciona el nivel más bajo de control. La acción de apertura de la válvula de pinzamiento puede permitir grandes oscilaciones, especialmente, cuando la alimentación de la unidad es fluctuante, pero cuando la alimentación es relativamente estable, la válvula de pinzamiento proporcionará una descarga constante desde un único punto.
Otras opciones de válvulas son las válvulas de dardo superiores, las válvulas de pinzamiento de encendido y apagado y las válvulas de dardo lineales. Las válvulas de dardo superiores ofrecen un método de control sencillo y directo. Manejan bien las oscilaciones de la alimentación, pero suelen requerir la descarga desde varios puntos.
Las válvulas de pinzamiento de encendido y apagado son una variante de la válvula de dardo superior. En algunas aplicaciones pueden resultar más ventajosas que las válvulas de dardo, ya que estas se fijan en la pulpa y pueden obstruirse.
Las válvulas de dardo lineales son similares a las válvulas de pinzamiento modulares, pero proporcionan un control lineal de la descarga del caudal inferior para ayudar a minimizar las oscilaciones.
Fondo de cono vs. fondo plano
En cuanto al desempeño, los clasificadores de fondo plano y los Hydrosizers™ con conos de desaguado tienen básicamente la misma eficacia de corte.
Sin embargo, los clasificadores de fondo plano pueden ser más estables durante las fluctuaciones de la alimentación. Presentan una menor superficie de material sin clasificar gracias a una mejor distribución del agua a través del plénum y la placa de difusión. Los clasificadores de fondo plano son ventajosos si las restricciones de altura o el perfil vertical son motivo de preocupación.
Los Hydrosizers™ ofrecen un desaguado del producto final entre un 5 % y un 10 % mejor que los clasificadores de fondo plano, con un mayor porcentaje de sólidos en el caudal inferior. Los Hydrosizers™ también cuestan menos que los clasificadores de fondo plano.
La mejor elección para una aplicación dependerá de las características del material de alimentación y de las especificaciones del producto final.
