Filtros prensa

Entre los principales factores que afectan la eficiencia del desaguado, se incluyen:

• Concentración de sólidos de la pulpa de alimentación.
• Distribución del tamaño de partículas de la pulpa.
• Espesor de las cámaras.
• Concentración de sólidos de los residuos de filtración.
• Permeabilidad de los materiales sólidos.

• Una bomba centrífuga de menor presión para la alimentación.
• Una bomba centrífuga de alta presión (dos propulsores en un eje) para la alimentación.
• Dos bombas centrífugas en serie, una bomba de baja presión y una bomba de refuerzo.
• Una sola bomba de desplazamiento positivo.
• Una bomba centrífuga de baja presión en paralelo con una bomba de desplazamiento positivo de alta presión.

Filtro de prensa de correa

La pulpa se desagua entre dos telas o correas sintéticas en movimiento. Inicialmente, el agua se libera por acción de la gravedad, luego al estrujar la pulpa y las correas entre rodillos. El agua filtrada se recoge debajo de la unidad de filtro de prensa en un depósito. El material de los residuos de filtración desaguados se desprende de las correas a medida que las correas se separan en el extremo de descarga del filtro de prensa. Es necesario utilizar una sustancia química polimérica de desaguado para flocular las partículas de pulpa antes de que la pulpa entre en el filtro de prensa. La sustancia química también contribuye a liberar el agua del material sólido. 

Filtro de prensa con placas

Un filtro de prensa con placas se compone de una estructura que sostiene una serie de placas empotradas recubiertas con telas filtrantes. Las placas se mantienen bien juntas, lo que genera un cierre hermético en torno a sus perímetros mediante presión hidráulica. Una bomba de pulpa de alta presión hace entrar la pulpa en las cámaras formadas entre las placas para comenzar el desaguado. Los sólidos suspendidos en la pulpa quedan atrapados entre las placas, al tiempo que el agua limpia filtrada pasa a través de la malla de las telas filtrantes y sale por los orificios de las placas de filtrado. Cuando las cámaras están llenas de sólidos de pulpa desaguados, la bomba de alimentación de pulpa se detiene automáticamente. La presión hidráulica que mantiene las placas juntas se libera para que las placas puedan separarse en forma individual, lo que permite que los residuos de filtración caigan fuera del filtro de prensa por acción de la gravedad. Por lo general, no es necesario utilizar sustancias químicas para contribuir al desaguado con un filtro de prensa con placas.

Las placas empotradas son placas sólidas de plástico o metal, o de una combinación de metal y plástico. Las placas tienen superficies empotradas, con excepción de la superficie del borde perimetral, lo que permite que las placas encajen cuando se unen mediante un ariete hidráulico. Con las placas bien juntas, todo el proceso de desaguado se produce como resultado de la presión generada por la bomba de alimentación de pulpa. 

Las placas de membrana son similares a las empotradas, ya que tienen superficies empotradas, con excepción de los bordes perimetrales. Las placas de membrana están construidas para poder inyectar aire comprimido o agua dentro de las superficies de las placas, lo que infla dichas superficies. Estas placas también se mantienen bien juntas mediante un ariete hidráulico, mientras la pulpa es bombeada hacia el filtro de prensa y es desaguada. Una vez que las cámaras están llenas de pulpa desaguada, la bomba de alimentación se detiene. Con las placas todavía unidas, las superficies de las placas de membrana se inflan para comprimir/estrujar el material de los residuos de filtración desaguados. Si el material puede comprimirse, se elimina agua adicional de los sólidos. Las superficies de las placas se desinflan al aliviar la presión de aire o agua, luego se sueltan las placas para que se separen y los residuos de filtración se descargan por acción de la gravedad.

Los filtros prensa de placas empotradas requieren el reemplazo rutinario de las telas filtrantes y la reconstrucción de la bomba de alimentación de pulpa. La vida útil de la tela por lo general se mide en miles de ciclos del filtro de prensa. Las tareas de reacondicionamiento de bombas son necesarias debido al desgaste interno provocado por el material de la pulpa. La frecuencia de reacondicionamiento puede variar mucho según los materiales de construcción de las bombas, la abrasividad de los materiales de la pulpa y las horas de funcionamiento, pero en general debe hacerse una o dos veces por año.

Los ahorros que se logran con mayor frecuencia al emplear un filtro de prensa incluyen lo siguiente:

• Reducción del volumen y peso de los residuos, debido a la creación de un material deshidratado más seco, lo que también se traduce en una reducción de los costes de transporte, eliminación y huella.
• Reducción o eliminación de sustancias químicas utilizadas para el desaguado en comparación con las tecnologías alternativas.
• Reducción de la mano de obra mediante la automatización en comparación con las tecnologías alternativas.
• Producto final de mayor valor debido a un grado menor de humedad inherente o, en casos en que es necesario el secado adicional mediante medios no mecánicos como secadoras rotatorias, los costos en términos de BTU pueden descender considerablemente debido a la reducción de la humedad del producto antes de llegar a la secadora.

• Los filtros prensa a menudo se utilizan para generar un proceso de circuito cerrado. Esto elimina la necesidad de una piscina de decantación o piscina de desechos, al tiempo que también se recicla el agua de proceso para su reutilización.
• Al no tener la necesidad de contar con piscinas de decantación o de desechos, las reservas de suelo valiosas pueden protegerse o liberarse para actividades de minería en lugar de quedar cubiertas de desechos.
• En muchos casos, el uso de un proceso de circuito cerrado también puede reducir la cantidad de permisos regulatorios, al tiempo que representa un mensaje positivo en términos ambientales para las empresas inversionistas.
• Muchas empresas esperan durante años para obtener los permisos necesarios para instalar nuevas piscinas de decantación, sin ninguna garantía de que estas autorizaciones se aprueben. El traslado a un proceso de circuito cerrado puede eliminar la necesidad de realizar algunos de estos trámites de autorización prolongados.
• La disponibilidad de agua y los costos son cuestiones cada vez más problemáticas a medida que continúa el aumento de las grandes zonas pobladas. Estas zonas también requieren materiales extraídos de canteras y minas, pero la falta de agua puede poner límites a los planes de instalar plantas nuevas. La viabilidad de una planta mejora enormemente cuando se emplea un método de circuito cerrado para el procesamiento en húmedo con un filtro de prensa. Esto se debe a la máxima recuperación de agua reciclable, lo que minimiza la necesidad de un nuevo suministro de agua.

Las opciones que se consideran con mayor frecuencia son:

• Espesor de las cámaras: el espesor de las cámaras afecta en gran medida el rendimiento del desaguado, por lo que debe seleccionarse mediante pruebas o experiencia con materiales similares.
• Placas con cámaras empotradas o placas de membrana.
• Presión de alimentación: la presión de funcionamiento típica es de 125 a 225 psi para la mayoría de los filtros prensa de alta presión con placas de filtrado modernas.
• Tanque de compensación o tanque de almacenamiento: los tanques de compensación a menudo se utilizan para permitir que los filtros prensa, que funcionan como parte de un proceso por lotes, se usen en un proceso continuo. Pueden considerarse tanques de compensación de distintos tamaños para garantizar una conexión controlada y libre de complicaciones desde un proceso continuo hasta un proceso de desaguado por lotes.
• Bomba de alimentación: la bomba de alimentación actúa como el motor de cualquier operación con filtros prensa. Los filtros prensa pueden alimentarse con bombas centrífugas, bombas centrífugas de dos etapas, bombas de desplazamiento positivo, bombas de diafragma, bombas de tornillo sin fin o una combinación de estas bombas. La selección del sistema de bombeo adecuado es fundamental para el rendimiento y determina los costos operativos.
• Soplado de núcleo: esto evita que la pulpa remanente en los ductos de alimentación se descargue junto con los residuos de filtración secos y también reduce el desgaste de las telas filtrantes. Además, puede mejorar los procesos aguas abajo.
• Descarga de filtrado de diseño abierto o cerrado: la descarga de filtrado de diseño abierto facilita la identificación de telas filtrantes dañadas. Esto puede reducir en gran medida el desgaste y los daños de las placas de filtrado.
• Selección de las telas filtrantes y estilo de acoplamiento de las telas filtrantes a las placas de filtrado.
• Sistema de lavado automático: se utiliza para lavar las telas filtrantes a fin de reducir los requisitos de mano de obra de operadores y mejorar el rendimiento de filtración cuando la obturación de las telas filtrantes es un problema.

La capacidad del filtro de prensa está determinada por los siguientes factores:

• el tipo y la preparación del material de alimentación,
• el volumen de las cámaras de cada filtro de prensa,
• la gravedad específica de los sólidos que se desaguan,
• el porcentaje de humedad de los residuos de filtración,
• la cantidad de placas de filtrado,
• la cantidad de ciclos por hora que puede efectuar el filtro de prensa.

La cantidad de ciclos depende de lo siguiente:

• el tiempo de llenado,
• el tiempo de desaguado,
• lavado/soplado de residuos de filtración, en caso de utilizarse,
• lavado/soplado de núcleo, en caso de utilizarse,
• el tiempo de apertura y cierre del filtro de prensa,
• la capacidad de la bomba (capacidad de caudal y presión del sistema de alimentación),
• las características de alimentación del material,
• la gradación del tamaño del material, la permeabilidad, las sustancias químicas utilizadas.