INGENIERIA EN METALURGIA
Densidad de pulpa Laboratorio 5
Nombres: Constanza Romero, Mario Cornejo, Felipe Albornoz, Jezarel Rodríguez,
Sebastián Espinoza Carrera:Ing. En Metalurgia Asignatura:Taller Metalúrgico Profesor: Cesar González Fecha:06 de Junio de 2017 Sección: 484
1 Índice Contenido Densidad de pulpa ......................................................................................................................................... 1 Laboratorio 5 ................................................................................................................................................... 1
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Índice ....................................................................................................................................................... 2
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Introducción ............................................................................................................................................ 3
3
Base teórica ............................................................................................................................................. 4 3.1
Pulpa ................................................................................................................................................ 4
3.1.1
Densidad de pulpa ................................................................................................................... 4
4
Flotación .................................................................................................................................................. 5
5
Relaves (espesado y filtrado) .................................................................................................................. 7 5.1
Eliminación de agua de los concentrados ....................................................................................... 7
5.2
Espesamiento de concentrados ...................................................................................................... 7
5.3
Filtrado de concentrados ................................................................................................................ 7
6
Balanza Marcy. ........................................................................................................................................ 8
7
Densímetro en línea ................................................................................................................................ 9
8
Datos...................................................................................................................................................... 10
9
8.1
Materiales y equipos. .................................................................................................................... 10
8.2
Procedimientos. ............................................................................................................................ 10
Procesamientos de datos ...................................................................................................................... 11 9.1
Cálculo de porcentaje de sólidos. .................................................................................................. 11
9.2
Medida de balanza ........................................................................................................................ 11
9.3
Calculo de densidad de pulpa medida a partir de porcentaje de sólidos. .................................... 12
10
Análisis de resultados ........................................................................................................................ 13
11
Conclusión ......................................................................................................................................... 14
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Bibliografía ......................................................................................................................................... 15
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2 Introducción Con algunas excepciones las plantas modernas de concentración de mineral son operaciones continuas, desde el momento en que el mineral molido entra al proceso hasta las colas estériles sean depositadas y el mineral valioso esté listo para embarcarse o para el siguiente proceso. Generalmente la forma de molienda húmeda se emplea como tratamiento especial para liberar las especies valiosas de la ganga, con transporte posterior de los sólidos en mineral finamente dividido, a través de procesos de separación en forma de flujos valiosos o pulpas. La pulpa llega al circuito de flotación, generalmente es el rebalse de un clasificador que ha separado las partículas liberadas en un circuito de molienda. Casi nunca el circuito de flotación se alimenta de la descarga de un molino caracterizado por una alta densidad, si no que a ella se le agrega agua necesaria para producir la clasificación requerida. De este modo en el circuito de flotación primaria, la pulpa tiene una consistencia de 25-35% de sólidos en vez de un 65-70% de solidos que sale de la molienda. En este informe se dará a conocer la forma de determinación para encontrar la “densidad de pulpa”, en laboratorio aplicando ciertos valores experimentales como peso del mineral, volumen de agua, peso del agua, etc. Dicha pulpa es una mezcla constituida por solidos (mineral molido), el cual debe ser de un tamaño casi uniforme y constituido por un líquido, que generalmente es el agua. La forma práctica de calcular la densidad de pulpa se realiza utilizando una “Balanza marcy” que más adelante daremos a conocer.
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3 Base teórica 3.1 Pulpa Es la mezcla matemática de una porción constituida por sólidos d e una granulometría casi uniforme y otra constituida por un líquido, generalmente agua. La pulpa tiene características propias tales como gravedad específica, peso y volumen, que generalmente son referidos en porcentajes de peso o volumen de los constituyentes. La densidad de pulpa, al peso de la unidad de volumen que generalmente se denomina es en kilogramos por litros o gramos por litro, puesto que la pulpa se comporta como un líquido o fluido.
3.1.1 Densidad de pulpa Generalmente se determina por medición, bajo el empleo de aparatos llamados densímetros o picnómetros los cuales vienen a ser unas balanzas que pesan unos recipientes de un litro de capacidad, y da lecturas directas de la densidad de la pulpa considerando el peso tara del recipiente. Por lo tanto la densidad de pulpa se define como la razón entre el peso o flujo másico de una pulpa, y su peso o flujo volumétrico.
á ( =
)
ℎ
é (
ℎ
)
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4 Flotación La pulpa que llega al circuito de flotación generalmente es el rebalse de un clasificador que ha separado las partículas liberadas de las no liberadas de un circuito de molienda. Casi nunca el circuito de flotación se alimenta con la descarga de un molino, caracterizada por una alta densidad, se le agrega el agua necesaria para producir la clasificación requerida. En un circuito de flotación primaria, la pulpa tiene una consistencia entre 25% y 35% de sólidos en vez de 65% - 70% de sólidos que tiene en el circuito de molienda. La densidad de pulpa depende de varios factores; una de ellas es que influye el tamaño granulométrico del rebalse. El porcentaje de sólidos va depender de la disponibilidad de agua. Se tratar de trabajar con el mínimo posible de agua, dentro de los límites razonables, la granulometría del rebalse y las recuperaciones. Con un bajo porcentaje de sólido en el circuito de clasificación se obtendrá un minera l más fino y más liberado, las recuperaciones serán más altas. Al disminuir el porcentaje de sólidos en el circuito se reduce la capacidad de producción y disminuye el tonelaje tratado. Tendremos poco beneficio al aumentar el tonelaje de la planta a cuenta de mayores porcentajes de solidos si el equipo de molienda no puede moler este tonelaje y capacidad de las máquinas de flotación es insuficiente. Para la dispersión mecánica de los reactivos poco solubles en agua es necesario usar pulpas de alta densidad. Por otra parte la misma cantidad de reactivo por tonelada seca de material es de mayor concentración de una pulpa densa que en una diluida y, por consiguiente, se puede influir la velocidad y la intensidad de la rea cción entre los reactivos y los minerales al variar la densidad de la pulpa. En general, lo que interesa es el efecto de la densidad de la pulpa sobre las recuperaciones. El proceso de flotación no depende de la cantidad de mineral flotado, por lo tanto los resultados de flotación no dependen de la densidad de la pulpa. Dentro de densidades medianas de las pulpas, entre 20 y 30% de sólidos, se ha observado que el porcentaje de sólidos no influye en las recuperaciones ni en las leyes de los concentrados. La situación, sin embargo, empieza a cambiar cuando se llega a condiciones extremas de gran dilución o de gran densidad. Una pulpa demasiado densa reduce drásticamente en la velocidad de la flotación y la disminución de las recuperaciones. En las pulpas densas ocurre el efecto negativo de las lamas. Si la diseminación del mineral es gruesa y se usa una molienda bastante gruesa, es necesario utilizar un alto porcentaje de sólidos. Esto lleva a concentrados de más baja ley.
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Los problemas con alta densidad de la pulpa, es característicos de los circuitos de flotación primaria, aquella en que el mineral útil se separa de la ganga. En los circuitos de limpieza o retratamiento en que se efectúa la flotación selectiva de los componentes que se purifican los productos finales es más común el problema de la dilución de la pulpa. La extrema dilución de las pulpas lleva a una excesiva dilución de los reactivos, que ya no actúan en forma normal y, además, es fuente de contaminaciones. Es necesario intercalar a menudo en estas operaciones el espesado de las pulpas diluidas para volver a las concentraciones normales de sólidos y reactivos.
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5 Relaves (espesado y filtrado) 5.1 Eliminación de agua de los concentrados Con el proceso de flotación, hemos terminado el estudio de la parte principal de la concentración de minerales que es la obtención de los concentrados; sin embargo estos concentrados constituidos por espumas y mezclas de sulfuros valiosos contienen mucha agua, es necesario quitar todo el agua, que sea posible, por ser negativo para su manipuleo y transporte, mediante las siguientes operaciones sucesivas. En el espesamiento se comienza la eliminación de la mayor cantidad de agua contenida en las espumas, aquí se incrementa la densidad de la pulpa. Con la filtración, procuramos quitar todo lo que se pueda del agua que ha quedado después del espesamiento, hasta obtener un producto de 8 a 10% de agua.
5.2 Espesamiento de concentrados Esta operación tiene por objeto espesar las espumas resultantes de la flotación. Esta operación se realiza en los espesadores, que en su modelo tradicional son recipientes de forma cilíndrica con fondo en forma de cono de gran ángulo, para facilitar la descarga de la pulpa.
5.3 Filtrado de concentrados Es la operación de quitar todo lo que se pueda el agua después del espesado, para ello intervienen 2 elementos principales; el medio filtrante y la succión por vacío. La filtración es una operación, en la que una mezcla heterogénea de un fluido y de las partículas de un sólido se separa en sus componentes, gracias al concurso de un medio filtrante que permite el paso del fluido, pero retiene las par tículas del sólido. En todos los tipos de filtración, la mezcla o lodo fluye debido a la acción impulsora, como la gravedad, la presión (o el vacío) o la fuerza centrífuga. El medio filtrante retiene y soporta a las partículas sólidas que van formando una torta porosa sobre la que se superponen estratos sucesivos a medida que el líquido va atravesando la tor ta y el medio filtrante.
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6 Balanza Marcy. Las características generales de la balanza Marcy tiene un dial circular que es equivalente a una balanza de brazo de 119 cm para mayor sensibilidad, la unidad completa está sostenida por un aro en la parte superior y la balanza misma viene regulada de fábrica con precisión. Este artefacto puede usarse para una amplia variedad de solidos sean de una densidad menor o mayor, mediante los diales intercambiables. El recipiente cilíndrico con agujeros ranurados para derrame se suministra con cada balanza para posibilitar un llenado preciso hasta exactamente 100 cm 3, al utilizar esta balanza no se necesita pesar las muestras por separados, remitirse a tablas ni hacer cálculos. De las lecturas que se le pueden dar a la balanza Marcy se pueden obtener: Peso de la muestra en gramos o Kilogramos, gravedad específica de líquido o pulpa, porcentaje de sólidos contenidos en pulpa de cualquier gravedad específica y gravedad especifica de sólidos secos. El hecho de que la balanza Marcy de estas lecturas acelera la determinación de la densidad y gravedad especifica tanto en pulpa como en líquidos y sólidos secos. Esto elimina los errores al leer cuadros o gráficos y evita los errores de cálculo.
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7 Densímetro en línea El densitómetro es un detector radiométrico usado para medir la concentración, la densidad y el contenido de sólidos. Proporciona la detección y la evaluación en un dispositivo. Los densitómetros son convenientes para la gama completa de mezclas y de líquidos. Aparte del de alto nivel de la capacidad de repetición y de la precisión, proporciona una ventaja importante bajo la forma de conveniencia de la dirección. La operación y la calibración del dispositivo es extremadamente simple debido al interfaz utilizador local incluyendo la exhibición, y el software que se centra en las funciones principales. La parametrizacion es directa se realiza vía un comunicador (a través del mando a distancia infrarrojo o de la PC) o en el empuje del botón del detector. Él puede funcionar bajo condiciones extremas. Es así ideal para las medidas estándares de la densidad en ambientes inexplosibles y no-peligrosos pero difíciles, tales como la industria de la pulpa.
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8 Datos 8.1 Materiales y equipos. Balanza Marcy Recipiente Metálico Balanza digital Vaso precipitado Agitador Espátula Frasco lavador
8.2 Procedimientos. 1. Entrega masa de mineral a diferentes grupos. 2. Se escogió la masa de 800g.
3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
masa de Grupos mineral(g) 1 200 2 400 3 800 4 1000 5 1200 Calibrar balanza Marcy El mineral se masa y se lleva un vaso precipitado con agua. El mineral se va agregando de a poco al vaso precipitado con agua, mientras que el agitador las mezclas, humedeciendo el mineral completamente, formando una pulpa. Traspasamos la Pulpa del vaso precipitado al recipiente metálico de la balanza Marcy. Limpiamos los restos de mineral con el agua sobrante con el frasco lavador el que contiene un litro de agua. Medir lo que queda de agua en el frasco lavador. Colocar el recipiente metálico en la balanza Marcy para determinar la densidad de la pulpa que dio alrededor de 1494(kg/m³).
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9 Procesamientos de datos 9.1 Cálculo de porcentaje de sólidos. =
=
( + )
100 =
800. 100 = 53,98% (800 + 682).
Sp= % de solidos mp= masa Pulpa ms= masa solida ml= masa liquida
El porcentaje de Sólidos presente en la pulpa es de un 53,98%
9.2 Medida de balanza. Tras hacer el debido procedimiento, la balanza Marcy, da que la densidad de pulpa es de 1495 kg/m³, esto sería la densidad real de nuestro taller obtenido en el laboratorio.
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9.3 Extrapolación de la densidad del mineral. SG
SP 2,52 2,60 2,70 2,80 2,90 3,00 3,10 3,20
53,98 53,40 52,10 51,00 50,00 49,10 48,20 47,80
Distribución del porcentaje de sólido respecto a la densidad del mineral. 53.98 53.48 52.98 52.48 51.98 s 51.48 o d i 50.98 l o 50.48 s e 49.98 d %49.48 48.98 48.48 47.98 47.48 46.98 2.50 2.54 2.58 2.62 2.66 2.70 2.74 2.78 2.82 2.86 2.90 2.94 2.98 3.02 3.06 3.10 3.14 3.18 3.22 3.26
SG
9.4 Calculo de densidad de pulpa medida a partir de porcentaje de sólidos. 1
= = , = 1,482( ) + (1 − ) + (1 − 0,5398)
1
,
= Sp= Porcentaje de solidos =
La densidad de pulpa calculada es 1,482 ton/ m³
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10 Análisis de resultados Con los datos de la masa de la pulpa, la masa sólida y masa líquida, obtenidos al realizar el laboratorio, se realiza el cálculo del porcentaje de sólido presente en la pulpa, el cual es de un 53,98%. Al tener los datos del porcentaje de sólidos se establece una relación con los datos de la densidad de mineral, para establecer los datos obtenidos se hace una tabla,al tener una densidad mayor a la de la tabla dada en clase se debe extrapolar para así obtener un resultado fidedigno correspondiente a nuestro porcentaje de solidos, es necesario mencionar que al aumentar la densidad del mineral los porcentajes de solidos son menores. Finalmente, con los datos del porcentaje de sólidos y la dens idad del mineral, se establece la densidad de la pulpa es de 1,482 ton/m 3. Estos datos corresponden a los teóricos, mientras que en la práctica tuvimos una densidad de 1,495 ton/m³, si bien los resultados son muy parecidos, no son iguales y esto se puede justificar mediante un desajuste en la balanza digital al momento de masar el mineral.
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11 Conclusión En buen manejo y control de las densidades de pulpa favorece en la concentración de minerales. Es importante la determinación de la densidad de pulpa de los minerales, ya que nos dará una idea de cómo están entrando nuestros minerales hacia el proceso de concentración (flotación) y esto se vera de cierto modo cuando tengamos resultados de cuanto hemos recuperado. Lo importante es controlar la densidad de pulpa y tener en cuenta que el problema principal son las condiciones extremas, ya sea esta de gran densidad o gran dilución. Esto nos dará como resultado el excesivo consumo de reactivos, la velocidad de reacción de estos, el efecto perjudicial de las lamas y contaminaciones.
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12 Bibliografía CODELCO EDUCA. (s.f.). https://www.codelcoeduca.cl/Movil/pr_lixiviacion.asp
Obtenido
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Cornejo, M. R. (s.f.). Obtenido de http://repositorio.uchile.cl/tesis/uchile/2009/cfrojas_mc/pdfAmont/cf-rojas_mc.pdf LAVAL LAB . (s.f.). Obtenido laboratorio/balanza-marcy/
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We enabe science. (s.f.). Obtenido https://es.vwr.com/store/product/2058244/agitadores-de-tamices-tyler-ro-tap
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