Clculo de Caudales y Presiones de Aire requerido en unCircuito de Flotacin

Ing. Mijail Villar LiendoOutokumpu Technology S.A.C.

Lima, Julio 2004

Importancia del Aire de FlotacinEl aire es el principal reactivo de la flotacin.Es el reactivo ms barato y de mayor disponibilidad

Factores que influyen en el consumo del aire de flotacinConcepto AntiguoEl consumo de aire esta dado por una constante por cada ft3 de volumen de flotacinConcepto ModernoArea de formacin de espumaLas celdas actuales son de maor tamao, por lo cual no necesariamente presentan maor rea de formacin de espuma, y por lo comn, la progresin es muy desigual

Una Celda de Diametro D y de altura H

Cuando las celdas son relavitamente pequeas, al incrementar el volumen de las mismas, no necesariamente hay un desbalance del rea de formacin de espumasCuando las celdas sobre pasan cierto tamao, efectivamente existe un desbalance entre el crecimiento en volumen y el crecimiento en rea de formacin de espumas.

Que sucede con un clculo de caudal de aire de flotacin basada en una cte. por volumen cuando se aplica a una celda circular de gran tamao?Caudal Excesivo

Visin Contemporanea para el Clculo del caudal necesarioJg : Velocidad Superficial de Aire (gas) de flotacin (Gas superficial Rate)Jg esta expresado en (cm/s)Q : caudal de aire (m3/min)A . Area de formacin de espumas (m2)

Este parametro describe la velocidad de ascenso del aire de flotacin en correspondencia a la velocidad de crecimiento del colchn de espuma de flotacin.

Visin Contemporanea para el Clculo del caudal necesarioTabla de valores sugeridos de Velocidad Superficial de Aire Jg (cm/s)

Para efectos de esta presentacin consideraremos lo siguiente:Flotacin Fina: Partculas menores a 20 micrasFlotacin Normal: Particulas entre 20 y 100 micrasFlotacin Gruesa: Partculas mayores a 100 micras

RangoValor Objetivo (estimado)Flotacin de Gruesos1.0 1.61.4Flotacin de Finos1.5-3.02.0

Visin Contemporanea para el Clculo del caudal necesario

Jg :Velocidad Superficial de Aire (gas) de flotacin ( Gas Superficial Rate.).

Jd:Velocidad de deterioro de la espuma.

Areas de Formacin de EspumasAlta o baja LeyCintica rpida o lentaRougher o Scavenger

Areas de Formacin de EspumasCeldas Convencionales Outokumpu Celdas Flash Skim Air Outokumpu(*)Celdas Tank Cell Outokumpu(*)(*)Se toma en cuenta el rea ocupada por un cono agrupador de espumas (Frothcrowder) estandar

OK3 ROK5 ROK8 UOK16 UOK28 ROK38 RArea, m22.33.24.517.110.013

SK 80 SK240Area, m22.33.2

OK5 TCOK10 TCOK20 TCOK30 TCOK40TCArea, m21.642.954.416.577.26

Clculo de Caudales de Aire - Ejemplo

Se trata de flotacin de Zinc, en una OK30TankCell, para una aplicacin Ro-Sc,de material muy fino. Dada la caracterstica del material, seleccionamos un valor de JgEntonces:Jg = 2.5 cm/sArea = 6.57 m2Reemplazando los valores, tenemos que:Q = 9.66 m3/min

Presin requerida para una celda de flotacin

Presin de Aire Necesaria

Pbp: Presin de arranque expresada en psi manomtricos, medidos a la entrada al eje de la celdaH: Columna hidrosttica (m)p: Densidad de pulpa (tm/m3)

En las Celdas Outokumpu, Estos son lo valores de las columnas hidrostticas a vencer: Celdas Convencionales Outokumpu Celdas Flash Skim Air Outokumpu(*)Celdas Tank Cell Outokumpu(*)

OK3 ROK5 ROK8 UOK16 UOK28 ROK38 RColumna,m0.9351.121.1851.6382.242.49

SK 80 SK240Columna,m1.6322.615

OK5 TCOK10 TCOK20 TCOK30 TCOK40TCOK50TC

Columna,m1.82.0552.5752.8733.323.514

Densidad aparente de la Pulpa Pw: Presin de arranque expresada en psi manomtricos medidos a la entrada del eje de la celda.H: Columna hidrosttica (m)h : Altura del colchn de espuma (m)p : Densidad de pulpa (tm/m3) fa: Contenido de aire en la pulpa (%)

Presin de Trabajo

Forma correcta de describir las necesidades del soplado a. Caudal expresado de preferencia bajo condiciones Inlet, lo cual ya fue calculadob. Presin manomtrica requerida a la salida del soplador. Esta a su vez es la presin de arranque calculada en prrafos anteriores a la cual se debe sumar las prdidas por friccin en las tuberas y accesorios, que ser tratado en capitulos posteriores.c. Altitud sobre el nivel del mar a la cual se encuentra la instalacin.d. Temperaturas mxima y mnima a la que encontrar el aire (ambiente)Humedad relativa del aire.

Control de Aire de flotacin en las celdas de flotacin *Control a caudal constante*Control a Velocidad de espuma constante

Control a Caudal Constante

Bajo esta modalidad, el sistema automtico recibe un set-point o valor deseado de caudal de parte del operador y el sistema manipula una vlvula de aire para que el ingreso de aire sea constante en la celda. 1.- Medidor de caudal de aire, de principio trmico

Control a Caudal Constante 2.- Vlvula de Control

Control a Caudal Constante 3.- Controlador

Puede ser uno de los tantos controladores electrnicos que existen en el mercado.

Control a Velocidad Constante de Espuma Para medir la velocidad de la espuma, se tiene el instrumento Frothmaster que consiste en una cmara de video digital muy especializada y con algoritmos de clculo muy particulares. Su uso en conjunto con un analizador de leyes, es la combinacin ideal para cualquier circuito de flotacin.

Gracias