Clasificacion

UNI-FIQT PI 146 CICLO 2012-3

CLASIFICACIÓN

Ing. Rafael J. Chero Rivas

04 febrero 2013

Flo

wsh

eet

de u

na c

once

ntr

adora

Conc. Cu

Agua

Mina subterránea

Balanza, 35 t

Transporte de

mineral en Volqutes

Tolva de

gruesos

Ch. Sec.

Cónica

Alimentador

de placasCh. Prim.

De Quijada

Faja Transportadora 1

Faja Transp. Nº 2

Criba

Vibratoria

Tolva

de

Finos

Faja Transp. Nº 3

Hidrociclón

Agua

Hidrociclón

Hidrociclón

Sumidero

Sumidero

Sumidero

Bomba

BombaBomba

Acondicionador

F. Desbaste F. Recuperación

F. Limpieza

F. Re-Limpieza

Espesador

Filtro

de

discos

Concentrado húmedo

10 -15 % Hu

Horno de secado

BombaSumidero

Relavera

Concentrado seco,

6% Hu

A fundición o a

Comercialización

Ag

ua

clar

a a

reci

claj

e

Rel

ave

gru

eso

a

relle

no

Hid

ráu

lico

Ing. Rafael Chero Rivas

Estamos aquí!

04/02/2013 Ing. RAFAEL J. CHERO RIVAS 3

CIRCUITO MOLIENDA-CLASIFICACIÓN

Abertura malla 14 = 1190 micras


CLA

SIF

ICA

DO

R T

IPO

ES

PIR

AL


Ciclones

Alta carga entrada

Alta Eficiencia, para d > 10 μ

ΔP > 1 kPa ( > 4” agua)

Bajo costo inicial

Moderados costos de operación

Aplicaciones:

Limpieza de gases


Configuración geométrica de varios tipos de ciclones



Operación de un Ciclón

Vortex

Finder

Cylinder

Cone

Inlet

Outlet

Dust

Discharger

Cyclone

body

http://aerosol.ees.ufl.edu/cyclone/section05.html


HID

RO

CIC

LÓ

N


HIDROCICLON Se muestra la doble espiral que se desarrolla dentro de un hidrociclón y de un ciclón.

DIM

EN

SIO

NE

S D

E U

N H

IDR

OC

ICLÓ

N


Do = Dc/5


Diferentes arreglos de los hidrociclones


Circuitos de clasificación y molienda


El diámetro de corte (d50) del ciclón (revisar definición,

capítulo Tamizado Industrial) puede ser descrita

matemáticamente usando la siguiente expresión, Lapple

(1951): 1

2 2

0.5

p g

9 B Hd

Q

d0.5 = diámetro de corte, el tamaño de partícula al cual, la

eficiencia de colección es 50%, en micras.

μ = viscosidad del gas, Pa·s

B = ancho de la entrada, m

H = altura de la entrada, m

ρp= densidad de la partícula, kg/m3

Qg = flujo volumétrico del gas, m3/s

θ = número eficaz de giros, el cual está definido en la

siguiente ecuación:

Diá

met

ro d

e co

rte, d

50


donde L1 y L2 son la longitud del cilindro y cono, respectivamente.

1 22L LH

Diámetro de corte de diferentes clasificadores



CÁLCULO DE LA EFICIENCIA DE UN CICLÓN El patrón de flujo de un aparato ciclónico es complejo. Ecuaciones

semiempíricas de diseño predicen su perfomance.

Leith y Licht (1980) desarrollaron una teoría útil en el diseño práctico de

ciclones. Alexander (1949) encontró experimentalmente que el exponente m

de la velocidad tangencial del fluido (Vrm = constante), es dado por:

m = 1 - ( 1 - 0,67 Dc0,14) (T/283)0,3

donde Dc es el diámetro del cuerpo el ciclón en metros y T es la temperatura

en K. La eficiencia de colección, de acuerdo al modelo de Leith y Licht está

dado por:

η = 1 - exp ( - ψ Dp M)

donde:

M = 1/(m + 1)

Ψ = 2 [ K Q ρp Cc ( m + 1)/(18 µ Dc 3)](M/2)

donde: K = 402,9 es un parámetro de configuración geométrica, adimensional

Q: m3/s, ρp: kg/m3, μ: kg/m.s; Dp: m.

Cc es el factor de corrección de Cunningham = 0,954.

η : Eficiencia fraccionaria, adimensional.


Parámetro de Configuración Geométrica

Standard Stairmand Swift

K, parámetro de configuración geométrica

402,9 551,3 699,2

En la tabla siguiente se muestra el valor de K de la ecuación de la vista anterior

DIMENSIONES DE UN CICLÓN STANDARD


Eficiencia de ciclones Caudal: 1001,4 pies3/min

Diámetro del ciclón: 0,426 m = 16,8”

Densidad sólido: 2,0 g/cc = 124,8 lb/pie3

d50: 1,1 μ (diámetro de corte)


Curva de Eficiencia

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.900

1.000

0.2

5

0.5

0

1.0

0

2.0

0

4.0

0

8.0

0

16.0

0

35.0

0

Dp, micras

Efi

cie

ncia

fraccio

naria

dp, μ efficiency

0,25 0,245256

0,35 0,2953059

0,50 0,3529542

0,71 0,4181235

1,00 0,4901014

1,41 0,5673341

2,00 0,6472824

2,83 0,7264319

4,00 0,8005695

5,66 0,8654006

8,00 0,9174614

11,31 0,9550759

16,00 0,9789195

22,63 0,9917747

EFECTO DEL DIÁMETRO DEL CICLÓN


Para aproximadamente la misma velocidad de entrada, al aumentar el diámetro de 14 a 70 pulgadas (curvas A, B, C), la capacidad aumenta de 1000 a 25000 pies3/min, pero la eficiencia baja.


Datos para la Curva de Tromp beta = 0.434307

(beta = relación overflow/feed)

Resultados: distribución corregida

malla micrones a b c

feed over under

3 6730 0.00 0.00 0.00

8 2380 3.97 0.00 7.06

12 1680 2.20 0.00 3.90

20 841 19.89 0.96 26.22

30 595 7.03 5.99 7.84

40 420 8.05 7.26 8.66

45 354 8.51 8.27 8.69

60 250 8.19 8.77 7.75

100 149 7.93 9.47 6.74

140 104 4.96 6.30 3.93

200 74 5.71 7.59 4.26

325 44 5.77 8.27 3.85

400 37 1.16 1.67 0.78

-400 16.63 24.83 10.33

100.00 89.37 100.00

43.43

100 Beta = 0.434307

56.57


Tratamiento de Emisiones

Ejemplo. Determinar la eficiencia de un ciclón “standard” que tiene las siguientes características para partículas de 10 micras de diámetro cuya densidad es de 800 kg/m3.

Diámetro ciclón = 0,50 m

Flujo volumétrico del gas = 4,0 m3/s

Temperatura del gas = 25oC


Solución: De la diapositiva Nº 20, para un ciclón standard, se puede calcular:

B = (0,25)(0,50 m) = 0,13 m

H = (0,50)(0,50 m) = 0,25 m

L1 = L2 = (2,00)(0,50 m) = 1,0 m

The number of turns is then :

2 1.0 1.0 37.70.25

1 22L LH

Según la diapositiva Nº 16, el número eficaz de giros es dado entonces por:

+


Desde una tabla de propiedades de aire, para una temperatura de 25 ºC, la viscosidad es de 18,5 x 10-6 Pa·s. El diámetro de corte es entonces:

12 26

0.5 3 3

6

9 18.5 10 Pa s 0.13m 0.25md

800kg/m 4.0m / s 37.7

2.41 10 m

2.41 m

Utilizando las ecuaciones de la diapositiva Nº 18, la eficiencia de colección es de 97,2%.


Diámetro de corte de un hidrociclón El diámetro de corte es definido como el tamaño al cual tiene igual probabilidad de ser separado en el underflow o el overflow.

Dahlstrom (1954) derivó la siguiente ecuación para pulpas muy diluidas (hasta 8% volumen sólidos):

d50 = 81 (DoDi)0,68 [1,73/(ρsól- ρpulpa)] 0,5/Q0,53

d50: diámetro de corte, micrones

Do: diámetro del vórtex, pulg

Di: diámetro del tubo de alimentación, pulg

Q: flujo volumétrico de alimentación, GPM

ρsól: densidad del sólido, g/cc

ρpulpa: densidad de la pulpa, g/cc


Bradley desarrolló otra ecuación para obtener el d50 (diámetro de corte): d50 = 74 (Dc3 μb/(QF

1,2(ρsól – ρfluído)))0,5

DC: Diámetro del ciclón, pulg μb: viscosidad de la pulpa, centipoises QF: alimentación, gal Imperial/min 1 gal Imperial = 4,546 L = 1,2 gal US


Yoshioka y Hotta (1955) trabajaron con pulpas diluidas:

d50 = 6,3 x 103 Dc0,1Di0,6Do0,5μ0,5/[Q0,5(ρsól – ρfluído)

0,5]

Dc: diámetro del hidrociclón, pulg

Do: diámetro del vórtex, pulg

Di: diámetro del tubo de alimentación, pulg

μ: viscosidad de la pulpa, centipoises

Q: flujo volumétrico de alimentación, GPM

ρsól: densidad del sólido, g/cc

ρfluído: densidad del fluído, g/cc


Fv: Flujo de la pulpa en el hidrociclón, considerando la carga circulante, m3/h


Viscosidad de las pulpas predichas p o r v a r i o s i nve s t i gado re s


Ejercicio

Una corriente de aire a 50 ºC y 1 atm arrastra partículas sólidas cuya densidad es 1,2 g/cm3, con un caudal de 180 m3/min. Se desea proyectar (calcular) un ciclón para clasificar partículas de 50 micras.

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