analisis del plano inclinado en sedimentadores continuos

8/12/2019 Analisis Del Plano Inclinado en Sedimentadores Continuos

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ANALISIS DEL PLANO INCLINADO EN SEDIMENTADORES

CONTINUOS

PRESENTADO POR :

Alumno : ISAAC E. LIBERATO EUSEBIO

UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION


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INTRODUCCION La sedimentacin es el acto deasentamiento de partculas slidasen un medio fluido, bajo la fuerza

de la gravedad


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ESPESADORES

Recipientes enforma cilndrica

con fondo enforma de cono.Pueden ser

unidades

intermitentes ocontinuas.

Influente

EfluenteLodo


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DISEO DE SEDIMENTADORES 1.- SEDIMENTADOR CONTINUO

Conforme entra el flujo de alimentacin en el espesador,los slidos van decantando hacia el fondo.


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2.- SEDIMENTADOR DISCONTINUA

Se realizan pruebas de sedimentacin discontinua enprobetas conteniendo pulpas a una concentracininicial definida, que al sedimentar, permiten medir lavariacin de la altura de la interfase entre la solucin

clara y la pulpa que sedimenta respecto al tiempo .A

D

A

D

A

D H

D B

A

H

Ho

A

B H

t = 0 Tiempo


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DISEO DE ESPESADORES

Para el diseo de espesadores existen variosmtodos y son:

- Metodo de Coe and Clevenger- Mtodo de Talmage and Fich- Metodo de Kinch- Metodo de Moncrieff

Pero el mtodo mas adecuado para este tipo dediseo es el de Talmage and Fich


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METODO DE TALMAGE AND FITCH Este mtodo es de gran importancia por

que permite obtener una serie de datosde concentracin y velocidades de

sedimentacin con una sola prueba.

HoCo HiCi Ci

HoCo Hi

El rea unitaria

Co Ho

Tu Au


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CONEPTO DE ESPESADORES DE FLUJO

LAMINAR Despus de la floculacin, estos

slidos reposan en las placasinclinadas y por gravedad resbalan

al fondo. Es el mtodo maseconmico para remover slidos de

los lquidos


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El parmetro de diseo ms importante en estasunidades es la velocidad de sedimentacin de los

flculos.

V

S

d

L

b

a FLUJO DE

LIQUIDO

Si V es la velocidad horizontal del lquido, S es lavelocidad de sedimentacin de la partcula slida,L es el largo del mecanismo de sedimentacin, y d

es la profundidad.


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SEDIMENTADORES LAMINARES DE FLUJO ASCENDENTE

SEDIMENTADORES LAMINARES DE FLUJO ASCENDENTE

hP

DE FLUJO VERTICAL DE FLUJO HORIZONTAL


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METODOLOGIA EQUIPOS USADOS EN EL LABORATORIO

Para los trabajos a nivel de laboratorio se usaron lossiguientes:

Equipos:Varillas de vidrioPipetas de 10 ml y 20 mlProbetas de 1000 cc.

Materia prima: Agua de mina subterrnea

Reactivos:Se us el floculante polmero catinico 581 de Cytec,diferente a los floculantes convencionales parasedimentar concentrados de plomo, zinc, Cu, tambinse prob el floculante Separan AP-30 de la Dow


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FISICA- Contenido de slidos en suspensin: 501 ppm- Color: marrn rojizo mate.- Muestra: de carcter cido- corrosivo.- pH natural variable en el rango de 6.9 a 7.6

- Temperatura, relativamente constante en 20C.- Dureza total (CaCO3-MgCO3): 790 mg/l- Olor natural poco perceptible.- No se aprecia presencia de fermentos orgnicos.

- Contenido de sales en solucin 1430 mg/l luego deevaporacin.- Estable al medio oxidante en periodos de 2 hr 4hr.- Ligeramente viscoso.- Lquido no translcido.

CARACTERISTICAS DEL AGUA DE MINA


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ANALISIS QUIMICO DEL AGUA

Iones Agua

Original (mg/l)

Sedimentada

Mg/l

Filtrada

mg/l

Agua clase

III (mg/l)

SO4 750 (650) (700) 400

CO3 50 0.070 0.050 --

Ca 150 930 690 --

Mg 107 10 10 150

As 10 10 10 0.20

Cu 0.11 20 1.0 0.50

Pb 0.15 (99.5) 10 10 0.10

Zn 33.60 5 2 25.00

Ag 0.02 (0.01) (10) 0.05

Fe 2.30 (21.8) 8.0 3.0 1.00

Mn 11.70 1.0 0.4 0.50


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PROCEDIMIENTO Muestra + floculante

A B C D

Con un cronometro anotar los datos de velocidad de sedimentacin Tiempo(min) vs Altura (cm).Conociendo la gravedad especifica y la densidad inicial calcular el % de

slidos inicial.

VARILLA


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RESULTADOS

Densidad inicial = 1040 gr/lGravedad especifica = 1.50 gr/ccVolumen de carga sentada = 108 ccPeso hmedo neto = 170 grsPeso seco neto = 95 grsTiempo de sedimentacin = 15.30 horas .

LODO

AGUA

CLARIFICADA


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Datos de laspruebas de

sedimentacindel agua de

mina usandoprobeta de

1000 cc.(Mtodo de

Kinch)

Altura cm. Tiempomin.

Velocidad sedi. Promediocm/min(Kinc

h)

Mtodo Kinch. Velocidad

pie/hr

35.3 0 0 0

32.6 2 1.35 2.66 29.0 4 1.58 3.10

25.6 6 1.62 3.19

23.1 8 1.53 3.01

21.4 10 1.34 2.72

20.2 12 1.26 2.48

19.4 14 1.14 2.24

18.7 16 1.04 2.05

17.9 19 0.92 1.81

17.2 22 0.82 1.61

16.7 25 0.74 1.46

16.0 30 0.64 1.26

15.4 35 0.57 1.12

14.8 40 0.51 1.00

14.4 45 0.46 0.91

13.4 60 0.37 0.73

12.4 75 0.31 0.61

12.2 80 0.29 0.57

11.9 90 0.26 0.51

11.7 120 ---- -----


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GRAFICO N 3.1 CURVA DE SEDIMENTACION EXPERIMENTAL CON POLIMEROS CATIONICOS COMOFLOCULANTES

21

73

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

TIEMPO (min)

A L T U R A ( c m

)


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CALCULOS

1) Determinacin de % slidos prctico:

%21.967.1031

10095%

67.1031

00.95

67936

6793633631000

3363501

95

2

Slidos

g pulpa g pulpa

g .

..-Occ H

cc slidos..

g

cc g


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2) Co = Concentracin inicial:

pulpa pieton slido

Colb

ton

g

lb

pie

lt

lt

g g Co

0029.0

2000

1

6.453132.2802.95

09693.0

21.9

3

3

pulpa pieton slido

Cu

lbton

g lb

pielt

lt g g

Cu

01963.0

2000

1

6.45332.2808.629

08266.0

52

3

3) Cu = Concentracin Final (U/F)El espesador debe descargar un underflow de 52% (% slidos = 52 %)

4) Determinacin de Hu:

cm Hu

Hu

CuCo Ho

Hu

21.5

1964.0

0029.03.35


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5) Determinacin de Hi a concentraciones Ci entre los rangos de:gravedad especifica 1.5 gr/cc

a) Hallar Ci a 10.5 % slidos 5221.9 CuCo

pulpa pie

slidotonCi

lb

ton

g

lb

pie

lt

lt

g Ci

lt

g Ci

pulpalt Ci

cc

ccSlidos

ccO H

3

2

00339.0

2000

1

6.45332.2881.108

81.108

0965.0

5.10

0965.01000

5.96

5.96

00.75.1

50.1050.10

50.89

0.1

50.8950.89

b) Hallar Ci a 16.6%:

pulpa pie

slidotonCi

lbton

g lb

pielt

lt g

Ci

lt

g Ci

pulpalt Ci

cc

ccSlidos

ccO H

3

2

00548.0

2000

1

6.45332.2872.175

72.175

09447.0

6.16

09447.01000

47.94

47.94

07.115.1

60.1660.16

40.83

0.1

40.8340.83


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6) Hallar Hi

a)

b)

c)

d)

Ci HoCo

Hi

cm Hi 20.3000339.0

0029.03.35

cm Hi 68.1800548.0

0029.03.35

cm Hi 68.701333.0

0029.03.35

cm Hi 64.501816.0

0029.03.35

7) De la curva de sedimentacin determinamos el Tu, a partir de lainterseccin entre Hia) Tu = 20.5 min.b) Tu = 72.5 min.c) Tu = d) Tu =

GRAFICO N 3.1 CURVA DE SEDIMENTACION EXPERIMENTAL CON P OLIMEROS CATIONICOS COMOFLOCULANTES

21

73

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

TIEMPO (min)

A L T U R A ( c m )


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8) Hallamos rea Unitaria (Au):

CoHoTu

Au

a)

b)

c)

d)

diaton

pie Au

dia pie

cmcm

Au pulpa pie

slidoton

2

24.4

min1440

148.30

0029.03.35

min5.20

3

diaton

pie Au

dia pie

cmcm

Au pulpa pie

slidoton

2

99.14

min1440

148.30

0029.03.35

min5.72

3

Au

Au

9) Hallamos el Dimetro (sedimentador circular):

1416.3

6099.144 x x D D = 33.84 pies = 40 pies


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10) Calculo de la altura del Espesador (circular):

piesS S A

S T H 1'

1333.1

pies H

H

16.2

1210.15.199.14

15.130.15333.1

pies pies H

H 1012.9

225.15.112.2

H = piesT = tiempo total de la prueba = 15.30 horasS = gravedad especifica = 1.5 gr/cc

A = rea unitaria = 14.99 pie2/ton/daS = densidad de la pulpa en U/F = 1.210 gr/lt (%s = 52%)

Por lo tanto las dimensiones del espesador sern:Dimetro = 40 pies

Altura = 10 pies


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PARAMETROS DE DISEO OBTENIDOS EN ELLABORATORIO

Parmetros de Diseo

Parmetros Valores Dosis optima de coagulante 0.5 ppm (1%)

Tiempo de mezclado < 1 segundo Gradiente de velocidad (mezcla) 1000 -2000 l/s Velocidad de sedimentacin 0.88cm/min,=1.73 pie/hr. rea Unitaria 14.99 pie 2/ton/da Dimetro del espesador 40 pies

Altura del espesador 10 pies Tanque rectangular con inclinacin 22.50x9.50x5.80=1239.7m 3de 15 Volumen del tanque 1240 m 3 Planchas de asbesto 2.42 m x 1.22m

Angulo de inclinacin de las placas 60


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Material Removido en el Laboratorio

CONTENIDO DECONTAMINANTES MUESTRAS

Elementos (mg/l) Agua De

mina

Agua clarificada Lodo sedimentado

Plomo 99.5 0.10 10

Zinc 33.6 1.0 5.0

Cobre 0.11 0.5 20.0

Hierro 21.8 1.0 8.0

Arsnico 10 0.20 10.0

Plata 0.02 0.01 0.01

Manganeso 11.7 400 1.0

Sulfato 750 0.40 650


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COAGULANTE APROPIADO

- AP- 30 de la Dow (slido)- Polimetro cationico 581 de Cytec (liquido)

siendo este ltimo el mas adecuado, el cual se emple a una

concentracin de 1% (0.2 ppm 1,25 ppm) dependiendo de laturbiedad de ingreso siendo el promedio recomendado de 0.5 ppm. ,

Cabe destacar que la turbiedad se mide en unidades nefelomtricas(NTU), y la cantidad de slidos en suspensin en mg/lt

una unidad nefelomtrica es igual a 1.1 mg/lt (NTU = 1.1 mg/lt).


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TANQUE DE PREPARACIN DEL FLOCULANTEPOLMERO CATINICO

Su funcionamientoes totalmente

hidrulico. Por loque la operacin

es muy confiable yeconmica al no

requerir de energaelctrica .


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SEDIMENTADOR DE SECCION RECTANGULAR CON PLACASINCLINADAS

1

3

4 5 6

8

7

LEYENDA1. Tanque colector de agua de mina2.-Sala de preparacin de ReactivoFloculante3.-Mezclador Hidrulico4.-Floculador5.-Cmara de sedimentacin6.-Poza de descarga de Lodo7.-Poza de agua clarificada8.-Canal de Evacuacin de Lodo

UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIONESCUELA DE METALURGIA

SEDIMENTADOR DE SECCION RECTANGULAR CON PLACAS INCLINADAS

DIBUJADO POR: ALUMNO: ISAAC ELIOENAI LIBERATO EUSEBIOAPROBADO POR: Ing. FELIX OLIVERA MATOS

DIBUJO N 4.1.2 Fecha: CERRO DE PASCO, OCTUBRE DEL 2207

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MODULO DE UN SEDIMENTADOR DE SECCION CIRCULAR CON PLANOINCLINADOS

El espesador 40 x 10

modificado con placasinclinadas, para el manejo de

los slidos en suspensincontenidas en el agua de mina

se puede necesitar en elmismo espesador, instalarvarios paquetes de placas

inclinadas a 60,-mayor eficiencia en la

sedimentacin de laspartculas finas

- Incrementa su clarificacin enel Overflow, hasta en 10 vecessu capacidad de clarificacinmuchas veces con mnima

cantidad de utilizacin de unfloculador o aglomerante .

REBALSE

ALIMENTO

DESCARGA

UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL A. CARRION ESCUELA DE METALURGIA

MODULO DE UN SEDIMENTADOR DE SECCION CIRCULARCON PLANOS INCLINADOS

DIBUJDO POR : ALUMNO: ISAAC ELIOENAI LIBERATO EUSEBIO APROV. POR : ING. FELIX OLIVERA MATOS

Dibujo N 4.2 Fecha: Cerro de Pasco, octubre del 2007


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VENTAJAS

Es una unidad muy simple de construir y operar.

Es muy eficiente cuando este bien diseado, el tiempo de

retencin terico y el normal son prcticamente iguales,anulndose la posibilidad de espacios muertos y cortocircuitos.

Su funcionamiento es totalmente hidrulico, por lo que laoperacin es confiable y menos costosa al no requerir de

energa elctrica.


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CONCLUCIONES

Es un sistema prctico para el manejo de los slidos ensuspensin y producir agua clara y lodos por un sistemamayormente mecanizado y con aplicacin especifica al caso.Con la instalacin de un espesador de 40 x 10 modificado conplacas inclinadas a 60, o con espesador rectangular de 22.50m. x 9.50 m. x 5.80 m., favorecera la no contaminacin almedio ambienteLa clase de agua producida en el tratamiento es de clase III,. Elagua de mina clarificada podra ser utilizada en laconcentracin de minerales (flotacin)


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RECOMENDACIONES

Evaluar la planta antes de ponerla en marcha, para corregircualquier deficiencia.

La tecnologa tipos planos inclinados. Ocupa un espaciomenos un equipo convencional.Al disminuir el caudal, el tiempo de retencin se incrementay las gradientes de velocidad disminuyen; al aumentar elcaudal el efecto es a la inversa.


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GRACIAS POR SU

ATENCION

analisis del plano inclinado en sedimentadores continuos

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