Introducción
Los espesadores tienen diversos usos en las aplicaciones de áridos y minerales. Pueden utilizarse en la producción de un material, como en la concentración de pulpas para la extracción de minerales o en la creación de un líquido sin sólidos a fin de extraer metales disueltos. También pueden emplearse en la manipulación de residuos del proceso para reciclar el agua de la planta de lavado y para reciclaje de construcción y demolición y reutilizarla de inmediato y para reducir la huella de los residuos en campo.
Independientemente de si un espesador se utiliza para el procesamiento de materiales o para la manipulación de residuos, su función principal es separar los sólidos de los líquidos en una pulpa. Esto se consigue mediante la decantación rápida de los sólidos con la ayuda de productos químicos que permiten que las partículas sólidas ligeras se adhieran entre sí y formen partículas más grandes y pesadas llamadas “flóculos”. Estas partículas se depositan en el fondo del tanque del espesador. A continuación, el líquido sin sólidos desborda los vertederos situados en la parte superior del tanque del espesador, mientras que los sólidos concentrados se bombean para su eliminación o para pasar a la siguiente parte del proceso.
Tipos de espesadores
Existen varios tipos distintos de espesadores, entre ellos:
- Espesadores de alta tasa
- Espesadores sin rastrillo Ultra
- Espesadores de alta densidad
- Espesadores de pasta
Los espesadores de alta tasa se caracterizan por paredes laterales más bajas y menor densidad del lodo del caudal inferior. Los espesadores de alta densidad se caracterizan por un mayor tiempo de residencia del lodo, paredes laterales más altas y un caudal inferior más denso que requiere transmisiones de bombeo de mayor torque. Los espesadores de pasta se caracterizan por un tiempo máximo de retención del lodo, tanques altos y un caudal inferior denso con poco o ningún drenaje de agua libre posterior. Los espesadores sin rastrillo Ultra son dispositivos sencillos caracterizados por un buen tiempo de retención y compactación del lodo, tanques altos y un caudal inferior denso (pero no con la densidad del espesador de pasta).
Pruebas para elegir un espesador
Seleccionar el espesador adecuado para una aplicación es fundamental a fin de obtener un rendimiento óptimo. Además del tipo de espesador, su tamaño, el tipo de accionamiento, los requisitos de bombeo y el tipo y la dosificación de productos químicos desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento del espesador. Los espesadores se configuran de forma diferente para cada aplicación.
Un error común es creer que el proceso de selección varía según los distintos tipos de espesadores, pero todos ellos se seleccionan en función de los mismos parámetros.
Estos parámetros incluyen:
- Flujo óptimo de sólidos, que depende de la concentración de sólidos de la alimentación.
- Velocidad de ascenso, que suele ser de la tercera parte a la mitad de la velocidad de decantación.
- Sólidos deseados en el caudal inferior, que establecerán el tiempo de residencia del lodo necesario que determina la altura de las paredes laterales.
- Límite elástico del lodo, que determina el tamaño de la transmisión, los requisitos estructurales y la selección de la bomba de caudal inferior.
Estos parámetros se determinan mediante pruebas llevadas a cabo con muestras del material de la aplicación. Estas pruebas incluyen:
- Análisis del tamaño de las partículas
- Prueba del cilindro y cribado químico
- Decantación estática
- Decantación dinámica
- Límite elástico
Análisis del tamaño de las partículas
Dado que la velocidad de decantación está fuertemente influenciada por el tamaño de las partículas, la primera prueba en la selección del espesador es un análisis del tamaño de las partículas. La distribución de tamaños (tamaño de partícula × contenido) es mucho más valiosa que una sola medición. Para las muestras de minerales o áridos de menos de 100 μm de tamaño superior, este análisis suele hacerse mediante tecnología láser.
Prueba del cilindro y cribado químico
La prueba del cilindro se utiliza junto con el cribado químico para conocer el flujo óptimo de sólidos y las tasas de dosificación de productos químicos a fin de alcanzar velocidades de decantación satisfactorias.
Un floculante es el principal tipo de producto químico utilizado, pero a veces es necesario un coagulante o un polímero catiónico junto con el floculante para lograr una decantación óptima.
Decantación estática
Una vez seleccionados los productos químicos, se realiza una sencilla prueba del cilindro para evaluar la velocidad de decantación, la compactación del lodo del caudal inferior y la claridad del líquido. La velocidad de decantación proporciona información sobre el tamaño del espesador necesario, y la compactación indica cómo podría ser la densidad del caudal inferior.
Decantación dinámica
La prueba de decantación dinámica se utiliza para simular cómo funcionará un espesador en función de la alimentación y la dosificación de floculante en tiempo real.
Límite elástico
La prueba de límite elástico permite medir la resistencia al flujo del lodo del caudal inferior. Esta prueba ayuda a confirmar el torque necesario del rastrillo.
Envío de una muestra
Cuando envíe una muestra de material para realizar pruebas a fin de determinar la selección del espesador, asegúrese de utilizar un recipiente adecuado para almacenar y enviar la muestra. Las cubetas de cinco galones (20 litros) con tapa son un recipiente adecuado para transportar la muestra al laboratorio.
También asegúrese de enviar una muestra representativa. El espesador se diseñará específicamente para procesar el material de la muestra. Si la muestra no es representativa, es posible que el espesador no funcione según lo previsto si el material cambia al extraerse de una zona más profunda o de otro lugar del depósito.
Junto con la muestra, es importante que indique los objetivos de la aplicación y las circunstancias actuales. Por ejemplo, ¿cuáles son las consideraciones aguas abajo? ¿El espesador es un complemento de una planta existente o forma parte de un proyecto totalmente nuevo?
Además, considere la naturaleza del material, los contaminantes que pueda contener, la fuente y cantidad de agua, así como los requisitos de descarga.
Si se realizan las pruebas de material adecuadas con antelación, se puede elegir el espesador correcto para la aplicación, que funcionará de forma óptima con la menor dosificación de productos químicos.
