Los filtros prensa de correa y los filtros prensa de placa empotrada se utilizan para separar sólidos y líquidos en lodos en una variedad de aplicaciones, incluidas las industrias de agregados y minería.
Sin embargo, las similitudes entre los dos equipos terminan allí. Además del diseño y cómo funcionan, los filtros prensa de correa y los filtros prensa de placa empotrada difieren en cuatro áreas clave, que se describen a continuación.
Filtro prensa de correa
Los filtros prensa de correa son un tipo de equipo utilizado para separar sólidos y líquidos en lodos.
La lechada se alimenta continuamente a una zona / caja de alimentación, luego se fuerza entre dos correas porosas móviles. Las correas pasan por encima y debajo de los rodillos de varios diámetros, lo que obliga al líquido a exprimirse de la suspensión mientras el material sólido de la torta se retiene entre las correas. Se crea una mayor presión a medida que la correa pasa sobre rodillos de diámetro decreciente.
Existen muchos diseños de procesos de filtración por correa, pero todos incorporan las siguientes características básicas:
• Zona de acondicionamiento polimérico
• Zonas de drenaje por gravedad
• Zona de compresión de baja presión
• Zonas de compresión de alta presión
Los diseños avanzados proporcionan un área de filtración grande, rodillos adicionales y velocidades de correa variables que pueden aumentar los sólidos de la torta en unos pocos puntos porcentuales.
Los componentes mecánicos generales de un filtro prensa de correa incluyen:
• Cinturones de desagüe
• Rodillos y rodamientos
• Sistema de seguimiento y tensado de la correa
• Controles y unidades • Un sistema de lavado de cinturones
Los filtros prensa de correa tienen un costo de capital inicial bajo a medio, con una huella más pequeña para la instalación. Los costos operativos tienden a ser altos debido a la necesidad de un operador a tiempo completo y al uso de productos químicos para la deshidratación.
Los costos de mantenimiento también son caros debido al desgaste de la correa y el rodillo, así como a la falla del movimiento continuo de las correas tensadas entre los rodillos. Las correas y los rodamientos de rodillos requieren un reemplazo frecuente, lo que crea una disponibilidad general más baja. Las prensas de correa tienen la reputación de requerir un lavado frecuente de la correa y son muy sensibles a las variaciones del proceso.
Filtro prensa de placa empotrada
Los filtros prensa de placa empotrada se utilizan para deshidratar las suspensiones en material de torta manejable, "seco" y para recuperar el líquido transparente de la suspensión, típicamente agua.
Los filtros empotrados con placa de membrana se encuentran entre los tipos más antiguos de dispositivos de desaguamento, que se han utilizado hace siglos para recuperar el aceite de oliva y el jugo de uva. Hoy en día, el equipo se usa comúnmente en aplicaciones de lodos de desechos de procesamiento de agregados y minerales, así como en el procesamiento de concentrados minerales.
Los filtros prensa típicos se componen de una estructura de soporte de servicio pesado que sostiene una serie de placas de polipropileno con superficies cóncavas a cada lado de la placa. Las telas sintéticas de filtraje cubren completamente las superficies de las placas para permitir la separación inicial de la suspensión de líquidos y sólidos. Las placas se sujetan firmemente con presión hidráulica, creando un espacio vacío entre las superficies de las placas.
Una bomba de alimentación de lechada de alta presión fuerza el material de la lechada a los espacios vacíos entre las placas. Los sólidos en suspensión se capturan entre las placas, mientras que el líquido pasa a través de las telas de filtraje montadas en las superficies de las placas.
Cuando no se puede bombear lechada adicional al filtro prensa, la bomba de alimentación de la lechada se detiene y las placas se separan, permitiendo que los pasteles caigan por gravedad fuera de la prensa.
Cómo funciona un filtro prensa de placa empotrada.
Una vez que todas las tortas del filtro caen de la prensa, un nuevo ciclo de lotes puede comenzar nuevamente con la prensa cerrando y sujetando las placas juntas.
Dependiendo del tipo de material que se esté deshidratando y del tamaño del filtro prensa, el tiempo del ciclo puede variar desde tan solo 10 minutos hasta varias horas o más.
Para manejar grandes volúmenes de lodos, hasta 100 toneladas por hora de material seco, los filtros prensa modernos pueden ser muy grandes y requieren un gran espacio para la instalación. Los tamaños comunes de la placas de un filtro prensa hoy en día pueden ser de hasta 8 'de anchura por 8' de altura (2.5m x 2.5m) o más. La inversión inicial para un filtro prensa de placa empotrada puede ser alta debido al tamaño del equipo y la estructura de soporte requerida.
Los costos operativos de un filtro prensa de placa empotrada son bajos debido a varios factores:
- Solo se requiere un operador a tiempo parcial
- Menores costos de piezas de desgaste
- Típicamente no hay necesidad de productos químicss para deshidratar
- Proceso continuo versus proceso por lotes
- Uso de productos químicos
- Requisitos del operador
- Costo de mantenimiento
Debido a que el material de la suspensión se captura completamente entre las placas del filtro, se pueden aplicar presiones de deshidratación muy altas (hasta 225 psi o más) a la suspensión. Las altas presiones de deshidratación producen la mayor concentración de sólidos de torta posible de cualquier equipo mecánico de deshidratación.
Cuatro diferencias clave entre una prensa de correa y una prensa de placa
Las diferencias clave entre un filtro prensa de correa y un filtro prensa de placa empotrada / placa de membrana incluyen:
- Proceso continuo versus proceso por lotes
- Uso de productos químicos
- Requisitos del operador
- Costo de mantenimiento
Proceso continuo versus proceso por lotes
Un filtro prensa de correa funciona en un proceso continuo.
La lechada que se deshidrata fluye hacia la caja de alimentación mientras el filtrado drena a través de las correas del filtro, y la torta deshidratada se descarga continuamente desde el extremo de la prensa. El beneficio de un sistema continuo es no necesitar de un tanque de compensación antes del filtro.
Un filtro prensa de placa empotrada o de placa de membrana funciona en modo discontinuo.
El flujo de la lechada al comienzo de cada ciclo es muy alto porque las cámaras entre las placas están vacías. A medida que se llenan las cámaras, el caudal de la lechada disminuye hasta que se puede bombear muy poca lechada adicional a la prensa. En ese momento, la bomba se detiene para permitir que las tortas se descarguen de la prensa. Una vez que todas las tortas se descargan, puede comenzar un nuevo ciclo. Debido a esta naturaleza de lote de la operación de prensado de placas, se requiere un tanque de compensación o de acumulación para acumular la suspensión mientras el flujo de la bomba de alimentación de la suspensión es bajo o detenido.
Uso químico
Las prensas de banda requieren el uso de un floculante químico para atraer las partículas sólidas finas en la suspensión para aglomerarse en partículas más grandes que drenarán el agua más fácilmente.
En la mayoría de los casos, la cantidad de producto químico agregado está directamente relacionada con la sequedad de las tortas deshidratadas con el tiempo en la descarga de la prensa de banda.
Las prensas de placas generalmente no requieren ningún aditivo químico para ayudar a la deshidratación porque el material de la lechada es forzado con una bomba de alimentación a un espacio cerrado entre las placas del filtro. Se pueden generar presiones de deshidratación mucho más altas en la prensa de placas, lo que da como resultado tortas más secas.
En general, para cualquier tipo de lodo, una prensa de placas podrá alcanzar tortas con un 5-10% menos de humedad en comparación con una prensa de correa.
Requisitos del operador
Las prensas de banda requieren operadores de tiempo completo debido a su sensibilidad inherente a los cambios del proceso y la necesidad de hacer ajustes de rutina para optimizar la eficiencia de deshidratación.
Las prensas de placas se pueden automatizar completamente, por lo que solo requieren un monitoreo periódico. La presión y el flujo de alimentación de la lechada se controlan continuamente en una prensa de placas, lo que permite que el sistema de control ajuste automáticamente la longitud del ciclo de deshidratación para mantener una eficiencia de deshidratación óptima cuando se producen cambios normales del proceso.
Costo de mantenimiento
El costo de mantenimiento típico para una prensa de correa será mayor en comparación con una prensa de placas debido principalmente al mayor número de piezas en movimiento continuo en una prensa de correa.
La prensa de correa utiliza dos correas de filtraje que se mueven continuamente y son accionadas y dirigidas por 15-20 rodillos. Los rodillos y los rodamientos están expuestos a las partículas finas de la lechada, así como al filtrado que drena a través de las correas. Esto provoca una acumulación continua de sólidos en los rodillos y las correas, lo que provoca abrasión y corrosión general, y eventualmente requiere el reemplazo de los rodillos y las correas.
Toda la prensa de la correa debe limpiarse periódicamente para evitar daños por acumulación excesiva y minimizar la abrasión y la corrosión. Las reparaciones de limpieza y mantenimiento requeridas en una prensa de correa causan pérdida de tiempo de operación, disminuyendo la eficiencia general.
La operación de la prensa de placas implica un movimiento muy limitado de los componentes del filtro. Una vez que se realiza un ciclo por períodos de tiempo muy cortos (generalmente solo unos pocos minutos), las placas del filtro se cierran para comenzar un nuevo ciclo y se abren para descargar las tortas. Por lo tanto, se produce muy poco desgaste por el movimiento limitado de las placas, lo que generalmente resulta en un costo de mantenimiento mucho menor. Es posible que se requiera una limpieza periódica de la tela, pero esto depende del material de la tela y del tipo de material que se está deshidratando.
Al decidir entre un filtro prensa de correa o un filtro prensa de placa empotrada, debe considerar los costos a largo plazo frente a los costos iniciales. Los filtros prensa de correa pueden requerir un menor costo de capital, pero los costos de mantenimiento para reparaciones y productos químicos pueden sumar. Por otro lado, los filtros prensade de placas empotradas tienen un costo de vida muy bajo, ya que no requieren un operador a tiempo completo o aditivos químicos y requieren menos mantenimiento.
