Expo Maquinaria 2en27

INTEGRANTES:  1.  2.  3.

MUÑOZ VEGA, Luis M ¿Qué principios utiliza? REMUZGO PANDURO, Gustavo ¿Cómo funciona? BERROSPI PADILLA, Ivan ¿Qué características tiene?

4.

¿Dónde se utiliza?

5.

¿Qué tipos existen?

FLOTACIÓN Flotación: Proceso de separación de materias de distinto origen que se efectúa desde sus pulpas acuosas por medio de burbujas de gas y a base de sus propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas.

Flotación de Minerales: Es una técnica de concentración de minerales en húmedo, en la que se aprovechan las propiedades físico-químicas superficiales de las partículas para efectuar la selección.







La flotación es una técnica de concentración que aprovecha la diferencia entre las propiedades superficiales o interfaciales del mineral útil y la ganga. Se basa en la adhesión de algunos sólidos a burbujas de aire, las cuales transportan los sólidos a la superficie de la celda de flotación, donde son recolectados y recuperados como concentrado. La fracción que no se adhiere a las burbujas permanecen en la pulpa y constituyen las colas o relaves. Así, la condición de flotabilidad es una fuerte adhesión entre las partículas útiles y burbujas, que deben ser capaces de soportar la agitación y turbulencia de la celda. Estas partículas se dicen hidrofóbicas, y las partículas del relave o colas son hidrofílicas.

ESQUEMA GENERAL FLOTACIÓN

LIBERACIÓN DE LA ESPECIE DE VALOR La liberación de la especie de valor se logra en las etapas previas de chancado y molienda. Para la mayoría de los minerales, se logra un adecuado grado de liberación con tamaños cercanos a los 100 µm.

Efecto del tamaño de las partículas Gran tamaño de la partícula, aumenta la posibilidad de mala adherencia a la burbuja. Tamaño inferior a los 100 µm, partículas muy finas no tienen el suficiente impulso para producir un encuentro efectivo partícula burbuja.

TIPOS DE FLOTACIÓN

Rougher

Su objetivo es aumentar la recuperación metálica Cleaner

Su objetivo es aumentar la ley del concentrado. Scavenger

Es recuperadora, se alimenta exclusivamente con colas y/o relaves de etapas rougher o cleaner

 



Los reactivos de flotación se dividen en : colectores, espumantes y modificadores. Colector : es un reactivo químico orgánico del tipo surfactante, que tiene la propìedad de adsorberse selectivamente en la superficie de un mineral y lo transforma en hidrofóbico. Espumante : Es un reactivo químico orgánico del tipo surfactante, que se adiciona a la pulpa con el objetivo de estabilizar la espuma, en la cual se encuentra el mineral de interés.

Modificadores : Estos reactivos pueden ser de tres tipos : modificadores de pH, activadores y depresores. 





Modificadores de pH : ácidos y bases (Ej.: HCl, NaOH, etc.). Activadores : Son reactivos químicos orgánicos o inorgánicos que ayudan al colector a adsorberse en la superficie del mineral a flotar.

Depresores : Son reactivos químicos orgánicos o inorgánicos que impiden la acción del colector en la superficie del mineral.

 



 

AGENTES ACTIVADORES Sulfato de cobre : Activador en la flotación de esfalerita. Nitrato o acetato de plomo : Activador de estibnita y para reactivar súlfuro de cobre depresado con cianuro. También son activadores de silicatos y carbonatos. Súlfuro de sodio : Activador de minerales oxidados. Súlfuro de hidrógeno : Para precipitar cobre en solución y permitir su recuperación

 









Algunos agentes depresores son los siguientes : Cianuro de sodio : Es un fuerte depresor de pirita, pirrotita, marcasita y arsenopirita.Tiene un menor efecto depresor en calcopirita, enargita, bornita, y en la mayoría de los minerales sulfuros, con la posible excepción de galena. Cal : Es usada para depresar la pirita, así como otros sulfuros de hierro, galena y algunos minerales de cobre. Sulfato de cinc : Se usa en conjunto con cianuro, o solo, para la depresión de esfalerita, mientras se flota plomo y minerales de cobre. Permanganatos : Se usa para la depresión selectiva de pirrotita y arsenopirita en la presencia de pirita. Ferrocianuro : Empleado en la depresión de sulfuros de cobre, en la separación cobre/molibdeno.



Las CELDAS DE FLOTACIÓN son equipos de procesamiento de minerales que tienen la misión de separar en forma eficiente desde una cabeza pulpa previamente acondicionada, un concentrado y un producto de relave; poniendo en o íntimo el mineral, el aire, el agua y los reactivos.



Las CELDAS DE FLOTACIÓN se caracterizan por tener un agitador mecánico que mantiene la pulpa en suspensión y el aire dispersa dentro de ella.

CELDAS DE FLOTACIÓN

AUTOASPIRANTE

NEUMÁTICA

1.

2.

3. 4.

5.

6.

Mantener todas las partículas en suspensión dentro de las pulpas en forma efectiva, con el fin de prevenir la sedimentación de éstas. Producir una buena aireación, que permita la diseminación de burbujas de aire a través de la celda. Promover las colisiones y adhesiones de partícula-burbuja. Mantener quietud en la pulpa inmediatamente bajo la columna de espuma. Proveer un eficiente transporte de la pulpa alimentada a la celda, del concentrado y del relave. Proveer un mecanismo de control de la altura de la pulpa y dela espuma, la aireación de la pulpa y del grado de agitación.

1.

2. 3. 4.

Facilidad para la alimentación de la pulpa en formas continua. Mantener la pulpa en estado de suspensión. No debe ocurrir la sedimentación de las partículas. Separación adecuada del concentrado y del relave.

Las celdas de flotación mecánicas tienen tres zonas típicas : una zona de alta turbulencia a nivel del mecanismo de agitación, una zona intermedia de relativa calma, y una zona superior. •La zona de agitaciones: aquella donde se produce la adhesión partícula-burbuja. En esta zona deben existir condiciones hidrodinámicas y físico químicas que favorezcan este o. •La zona intermedia: se caracteriza por ser una zona de relativa calma, lo que favorece la migración de las burbujas hacia la superficie de la celda. •La zona superior: corresponde a la fase acuosa, formada por burbujas. La espuma descarga por rebalse natural, o con ayuda de paletas mecánicas. Cuando la turbulencia en la interface pulpa -espuma es alta se produce contaminación del concentrado debido al arrastre significativo de pulpa hacia la espuma.

EFICIENCIA DE UNA CELDA DE FLOTACION La eficiencia de una celda de flotación se determina por los siguientes aspectos: • Tonelaje que se puede tratar por unidad de volumen. • Calidad de los productos obtenidos y recuperaciones. • Consumo de energía eléctrica, reactivos, espumantes y otros reactivos, con el fin de obtener los resultados óptimos. • Gastos de operación y mantención por tonelada de mineral tratado.

   

Selección de la celda Diámetro del Impulsor Calculo de las RPM de árbol de transmisión Diseño de las poleas

1. DISEÑO DE TANQUE DE FLOTACIÓN VOLUMEN EFECTIVO GEOMETRÍA DEL TANQUE: según Harris Colin C.,”FLOTATION MACHINE DESING, SCALE-UP AND PERFORMANCE DATA BASE”, Somasundaran, P. ADVANCES IN MINERAL PROCESSING. Proceedings of a symposium honoring Nathaniel Arbiter,Society of Mining Engineers Inc., 121-136 Colorado, USA.,1986

Donde V: volumen efectivo L: longitud H: es la altura

GEOMETRÍA DEL IMPULSOR En aspectos de proporción, t/D el rango puede variar de 0.1 a 1.1, las DENVER tienen aproximadamente 0.15 y las Wenco aproximadamente 1.1 La relación impulsor/tanque en términos de diámetro a longitud, D/L es aproximadamente 0.25 a 0.5 (el cual decrece ligeramente en el escalamiento). AIREACIÓN Y ESPUMA El área de efectiva de espuma es igual a:

Donde: A: es el area de espuma L: es la longitud W: es el espesor (usualmente W es igual a L)

VELOCIDADES La velocidad periférica del impulsor es igual a:

Donde : S: velocidad entre 6 a 9 m/s(1200-1800ft/min) N: es la velocidad rotacional del impulsor D: el diámetro del impulsor Potencia La potencia especifica o intensidad de potencia esta aproximadamente en rangos entre 5.3 a 1.3 Kw por metro cubico de volumen de celda (aproximadamente entre 0.2 a 0.05 HP por pie cubico de volumen de celda), decrece sustancialmente en el escalamiento. La relación de potencia con el material tratado esta en el orden de aproximadamente 5 a50 toneladas métricas secas por KW (aproximadamente 4 a40 toneladas cortas secas por día por HP).

CORRELACIÓN DE ECUACIONES: GRUPOS A DIMENSIONALES El numero de Reynolds Aproximadamente igual a 105 (para el laboratorio)y 106 para las celdas

Numero de fuerza Esta aproximadamente entre 0.8 a 5 depende de geometría del impulsor/estator, para las celdas DENVER esta entre 0.8 a 1, para las celdas fabergren esta aproximadamente igual a 4.

Numero de presión (EULER) Esta aproximadamente entre 0.5 a2 (estudiado para celdas de laboratorio solamente)

Numero de froude Esta aproximadamente entre 0.3 a 2 ( comerciales), 5 (para celdas de laboratorio)

para celdas

Numero de flujo de aire esta aproximadamente entre 1 a 0.02 para celdas DENVER y entre 4 a 0.07 para celdas fabergren CUADRO Nº A SUMARIO DE DATOS DE OPERACIÓN DE CELDAS DE FLOTACION COMERCIALES MAQUINA

VOLUMEN EFECTIVO V Ft3

VELOCIDAD PERIFERICA S Ft/min

Consumo de energía P/V Hp/ft3 (x10-2)

FLUJO DE AIRE Q/A Ft3/min/ft2

VELOCIDAD DEL AIRE q/a Ft3/min/ft2

CAPACIDAD ESPECIFICA C/V Ton/dia/ft3

4-5 4.5-5 3.0-5.6

NUMERO DE FLUJO DE AIRE Q/AND (x10-3) 8-26 10-24 7-15

AGITAIR GALIGHER (USA)

0.3-1.6 9-60 100-650

850-1700 950-1400 1100-1300

50-80 9-22 7-10

6-7 1.9-2.2 0.7-1.7

BOOTH (USA)

3.5-4 36-250

1800-220 1780-2200

17-20 11-20

6-6.9 2.7-5.6

7.5 12.5

11-13 18-29

1.7 1.7

415-460

1780-2200

11-12

2.6-2.9

14.7

21-26

1.7

COLUMN (CANADA) DENVER (USA)

90-1440

-

2-5.6

0.11

4.4

-

1.2

0.4

1650

62.5

12.5

5

9.5

DR

7-100

1250-1300

9-42

1.3-8.3

5

12.1-12.6

300-500

1400-1470

5.8-6.4

0.74-0.87

5.1-5.2

11.1-11.4

(COAL)

300-500

1400-1480

4.4-5.8

0.65-0.8

4.5-4.7

10

DENVER (USA) CELL TO CELL KRUPP (W. GERMAN) MAXWEL (CANADA) MINEMET ()

0.25-2.75 10-100 17.7-124

1630-1700 1630-1640 1670-1780

35-100 10-20 8-12

1.25 1.25 0.25

0.7-1.3

1.2-2.4

1.8-5.5 2-12 1.3

150-2000

1280-1320

1.6-2.4

0.15-0.33

1.7-2.4

4.1-5.8

1.7

23-100

1200-1900

10-13

0.8-1.6

2.5-5.7

4.8-9.9

2.7-3.9

BCS NAGAHM OUTOKUMPU SALA (SWEDEN) WEMCO (USA) FAGERGREN 1

150-420 1.6-285 95-565 95-379 0.91 85-425

1700-2300 1150-2700 1030-1250 1460-1550 900-1250 1300

5-8 13-30 5-7 5-9 16-47 8-9

0.5-1.2 1.4-5 0.37-12.5 0.6-0.8 1.1-2.4 0.8-0.9

2.8-7.2 3.0-7.3 1.5-8.4 2.5-2.9 1.5-4 3.6-3.9

4.8-13.2 4.6-15.1 4.4-21.1 5-5.8 5-11.4 8.8-9.4

3-3.6 0.44-0.721 2-28 21-56 1.6 1.9-2

0.7-6.9 0.9-3.3 2-3.3

DIMENSIONAMIENTO DE LAS CELDAS DE FLOTACIÓN PROBLEMA Para un circuito Rouguer de flotación de cobre en las siguientes condiciones: Alimentación al circuito de flotación : 1000 toneladas cortos de sólidos secos/día Gravedad especifica sólidos(densidad relativa) : 2.8 Densidad de pulpa en circuito Rouguer : 25 % de sólidos por peso Tiempo de residencia en planta : 10 minutos

Solución: Calculo de volumen de pulpa al circuito ( /min.) Velocidad alimentación sólidos: 1000/24 = 41,67 ton./hora Velocidad alimentación de agua:

Peso de pulpa: 41,67 + 125 = 166,67 ton/ hora

Luego: Velocidad de flujo volumétrico de la pulpa: Volumen de sólidos + volumen agua

Velocidad de flujo volumétrico de la pulpa = 74,72 (/mn) Relación de pulpa sin volumen a tonelaje solido alimentado

Luego el volumen efectivo del circuito de flotación para proporcionar 12 minutos de tiempo de residencia será:

Si se utiliza celdas de 100 ft3 tamaño nominal y que le permite 8% de volumen para el aire más 2% de volumen para las tuberías, mas el rotar proporciona 50 f de volumen efectivo de la pulpa de la celda Luego N, número de celdas requeridas será

Conclusión: Aproximadamente podrías adecuarse 2 bancos con 4 celdas cada uno con total (8 celdas). Cada banco es idéntico en cada circuito los 4 bancos con 8 celdas cada uno podía proveer el equivalente, para complementar los 10 minutos de tiempo de residencia. MÉTODO DE DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD SEGÚN DENVER Alimentación del circuito de flotación : 1000 toneladas cortas de sólidos secos/día Gravedad especifica sólidos : 2.8 Densidad de la pulpa en el circuito Rougher : 25% de sólidos por peso Tiempo de residencia en planta : 10 minutos

Serian 8 celdas de flotación

TABLA Nº1 CALCULO DEL FACTOR DE TONELADAS

Para mejor uso de estas celdas serán 2 bancos cada una de 4 celdas de flotación tipo DR100 o SP 30 SEGÚN TABLA Nº1

CALCULO DEL DIAMETRO DEL IMPULSOR “D” Y RPM DEL ARBOL DE TRANSMISION

Se tiene de dato que es una celda DENVER Nº30 volumen por celda es 100ft3 además que la pulpa tiene un peso especifico , también que la celda de flotación tiene un motor de trifásico de 25 HP de potencia con 1175 rpm nominal (eje del motor) con una polea motriz de 6” de diámetro exterior. La potencia a transmitir al eje del árbol se reduce por una eficiencia 90%.¿Calcular el diámetro del impulsor para dicha celda y también las rpm del árbol de transmisión?

Se sabe: Pero : Entonces

Se sabe también que:

Reemplazando valores:

Entonces

Con: Entonces el torque para un alabe del impulsor es:

Entonces el torque para los 12 alabes del impulsor es:

•Formula de la potencia en el árbol de transmisión:

Se sabe que:

Donde P : potencia (Watts) W : velocidad angular del árbol de transmisión (rad/s) T : torque en el impulsor (N.m)

Entonces

…..(a)

Como la potencia del motor es dato:

Entonces la potencia a transmitir en el árbol de agitación es : P = 0.9x18642.5 = 16778.25 watts Entonces reemplazando valores en (a)

Entonces en rpm (N) ….. (b)

•Caculo de la velocidad periférica del impulsor: Se sabe que el volumen periférico es: V=100ft3x0.85=85ft3 Por tabla Nº A de la velocidad periférica es : 1640 ft/min=499.87 m/min MAQUINA

AGITAIR GALIGHER (USA) BOOTH (USA)

COLUMN (CANADA) DENVER (USA) DR

(COAL) DENVER (USA) CELL TO CELL KRUPP (W. GERMAN) MAXWEL (CANADA) MINEMET () BCS NAGAHM OUTOKUMPU SALA (SWEDEN) WEMCO (USA) FAGERGREN 1

VOLUMEN EFECTIVO V Ft3

VELOCIDAD PERIFERICA S Ft/min

Consumo de energía P/V Hp/ft3 (x10-2)

FLUJO DE AIRE Q/A Ft3/min/ft2

VELOCIDAD DEL AIRE q/a Ft3/min/ft2

0.3-1.6 9-60 100-650 3.5-4 36-250

850-1700 950-1400 1100-1300 1800-220 1780-2200

50-80 9-22 7-10 17-20 11-20

6-7 1.9-2.2 0.7-1.7 6-6.9 2.7-5.6

4-5 4.5-5 3.0-5.6 7.5 12.5

NUMERO DE FLUJO DE AIRE Q/AND (x10-3) 8-26 10-24 7-15 11-13 18-29

CAPACIDAD ESPECIFICA C/V Ton/dia/ft3

415-460

1780-2200

11-12

2.6-2.9

14.7

21-26

1.7

90-1440

-

2-5.6

0.11

4.4

-

1.2

0.7-6.9 0.9-3.3 2-3.3 1.7 1.7

0.4

1650

62.5

12.5

5

9.5

7-100

1250-1300

9-42

1.3-8.3

5

12.1-12.6

300-500

1400-1470

5.8-6.4

0.74-0.87

5.1-5.2

11.1-11.4

300-500 0.25-2.75 10-100

1400-1480 1630-1700 1630-1640

4.4-5.8 35-100 10-20

0.65-0.8 1.25 1.25

4.5-4.7 -

10 -

1.8-5.5 2-12

17.7-124

1670-1780

8-12

0.25

0.7-1.3

1.2-2.4

1.3

150-2000

1280-1320

1.6-2.4

0.15-0.33

1.7-2.4

4.1-5.8

1.7

23-100

1200-1900

10-13

0.8-1.6

2.5-5.7

4.8-9.9

2.7-3.9

150-420 1.6-285 95-565 95-379 0.91 85-425

1700-2300 1150-2700 1030-1250 1460-1550 900-1250 1300

5-8 13-30 5-7 5-9 16-47 8-9

0.5-1.2 1.4-5 0.37-12.5 0.6-0.8 1.1-2.4 0.8-0.9

2.8-7.2 3.0-7.3 1.5-8.4 2.5-2.9 1.5-4 3.6-3.9

4.8-13.2 4.6-15.1 4.4-21.1 5-5.8 5-11.4 8.8-9.4

3-3.6 0.44-0.721 2-28 21-56 1.6 1.9-2

•Por formula se sabe que la velocidad periférica:

….(c) Reemplazando valores en (c)

Entonces D = 0.72m=720mm RPTA Reemplazando valores en (b) RPTA

DISEÑO DE POLEAS PARA CELDA DE FLOTACION DR-100 DATOS • DIAMETRO DE POLEA MOTRIZ: 6” •POTENCIA DE MOTOR: 25 HP A 1200 RPM •DISTANCIA ENTRE CENTROS: 607 mm •RPM CONDUCIDO 220 RPM •HALLAR EL DIAMETRO DE LA POLEA VOLANTE, EL TIPO Y NUMEROS DE FAJAS A UTILIZAR SOLUCION HALLAMOS LA RELACION DE TRANSMICION

HALLAMOS LA POTENCIA DE DISEÑO

Según tabla de selección de fajas escogemos faja tipo b <34 HALLAMOS LA LONGITUD DE LA FAJA (L) Se sabe que por la formula de la longitud de una faja en v es:

Donde C: distancia entre centros de poleas D: diámetro de paso de polea conducida d: diámetro de paso de polea motriz

Entonces reemplazando valores:

DE TABLA N7 ESCOGEMOS FAJA B112 •HALLAMOS EL FACTOR DE ANGULO DE O

•HALLAMOS EL HP ADICIONAL

•HALLAMOS EL HP POR FAJA TABLA De la tabla para un diámetro de 6” hp faja =4.5hp •HALLAMOS LA POTENCIA POR FAJA Se sabe que se formula así:

Reemplazando valores

HALLAMOS EL NUMERO DE FAJAS