RESISTENCIAS DE FILTRACIÓN DEL CARBONATO DE NÍQUEL
ARTÍCULO ORIGINAL
RESISTENCIAS DE FILTRACIÓN DEL CARBONATO DE
NÍQUEL
Filtration resistances of nickel carbonate
Ing. Jorge Rafael Gutiérrez-Olmos , MSc. Armando Rojas-Vargas
I
II
I: Centro de Investigación y Desarrollo del Níquel "Alberto Fernández Montes de
Oca", Holguín, Cuba.
II: Empresa de Servicios Técnicos de Computación, Comunicaciones y Electrónica
"Rafael Fausto Orejón Forment", Holguín, Cuba.
RESUMEN
En el presente trabajo se estudió experimentalmente la filtración del carbonato de
níquel a escala de laboratorio, para evaluar el efecto del pH de la suspensión, la
composición química y fineza de la sal sobre la resistencia específica de la torta y la
resistencia de la membrana. La filtración se realizó a temperatura de 80 ºC, 16 %
en peso de sólidos y caída de presión constante de 3,758.104 N/m2, aplicando
como membrana el papel Kraft. Se obtuvo que al incrementar la concentración de
dióxido de carbono en la sal (1,9 a 4,4 %), disminuyó el contenido de azufre (3,09
a 1,84 %) y la resistencia específica de la torta. Se muestra el rango de pH para el
mínimo de resistencia específica y humedad de la torta; cuando el pH aumenta de
7,40 a 8,76, incrementa la concentración de sólidos suspendidos en el filtrado de 38
a 105 mg/L. A pH menor que 7,82, se obtuvieron los inferiores valores de diámetro
promedio de partícula (dp); y la resistencia específica de la torta incrementó debido
al efecto combinado de las variables: concentración de dióxido de carbono en la sal,
pH de la suspensión y dp. Se propuso un modelo para estimar la resistencia
específica de la torta.
Palabras clave: carbonato de níquel, resistencias de filtración, pH
ABSTRACT
In the present work, the filtration of nickel carbonate was studied experimentally to
laboratory scale, to evaluate the effects of suspension pH, chemical composition
and fineness of the salt over of specific cake resistance and the medium resistance.
The filtration was realized to a temperature of 80 ºC, 16 % in weight of solids and
constant pressure drop of 3,758.104 N/m, applying as membrane the Kraft paper.
It was obtained that by increasing the concentration of carbon dioxide on salt (1,9
to 4,4 %), it diminishes the content of sulphur (3,09 to 1,84 %) and the specific
cake resistance. It was showed the pH’s range for the minimum of specific
resistance and cake humidity; when the pH increases from 7,40 to 8,76 increment
the concentration of solids in the filtrate from 38 to 105 mg/l. To smallest pH than
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7,82, the inferior values of average particle diameter (dp) was obtained; and the
specific cake resistance incremented due to the combined effect between the
variables: Concentration of carbon dioxide in salt, the pH of the suspension and dp.
A model to estimate the specific cake resistance were proposed.
Keywords: nickel carbonate, pH, filtration resistances.
INTRODUCCION
Este trabajo se desarrolla en el proceso de extracción de níquel y cobalto por la
tecnología
de
lixiviación
carbonato
obtención del carbonato de níquel.
amoniacal,
en
la
etapa
de
destilación
y
El proceso de destilación presenta pérdidas de amoníaco y dióxido de carbono en el
efluente líquido, lo que incide sobre la eficiencia metalúrgica y el medio ambiente.
Para
disminuir
dichas
pérdidas,
se
recomendó
implementar
el
control
de
la
operación por el pH de la suspensión de carbonato de níquel y la alimentación de
licor carbonato amoniacal enriquecido en CO2 por un plato lateral de las columnas
de destilación. Se ha investigado que estos métodos de operación ofrecen otras
ventajas tales como: reduce del consumo de reactivo de precipitación de níquel,
eleva la concentración de dióxido de carbono y disminuye la concentración de
azufre en el carbonato, aumenta el diámetro promedio de las partículas y la
velocidad de sedimentación. La influencia del pH sobre la velocidad de secado de la
sal es débil [1, 2, 3, 4]
El
propósito
composición
de
este
química
trabajo
y
fineza
fue
del
determinar
carbonato;
la
pH
influencia
de
la
de
los
factores:
suspensión
y
sus
interacciones, sobre las resistencias de filtración: resistencia de la membrana y
resistencia específica de la torta.
Entre las variables que deciden la eficiencia de la filtración se relacionan: El medio
filtrante, presión de filtración, temperatura de la suspensión, espesor de la torta,
características químico – físicas del sólido (densidad real, aparente, tipo y tamaño
de
partícula,
composición
química)
y
de
la
suspensión
concentración de sólidos y resistencia o dureza de los flóculos).
(potencial
Z,
pH,
La presión de operación, fuerza impulsora, conlleva a un aumento del caudal o
velocidad de filtración de tortas ya sean granuladas, espesas o muy finas, siendo
significativo para las primeras. En otros casos, la torta se caracteriza por una
presión crítica por encima de la cual, la velocidad de filtración incluso disminuye. La
presión es directamente proporcional a la resistencia específica de la torta, tal como
una función potencial. [5, 9]
La viscosidad se desempeña como una variable inversamente proporcional a la
velocidad
de
flujo
de
filtrado,
para
atenuar
estos
efectos
suelen
utilizarse
disolventes. El efecto de la temperatura sobre la velocidad de filtración de sólidos
incompresibles es evidente, sobre todo, mediante su efecto sobre la viscosidad. En
las soluciones acuosas el incremento de la temperatura de 20 a 60 °C duplica la
velocidad de filtrado; en el caso de los lodos, la velocidad que se desarrolla es
menor. [10]
La concentración mínima de la pulpa para la filtración, depende de la naturaleza del
sólido y del medio filtrante. Para pastas de cerámica, se han reportado rangos
donde la resistencia específica es independiente de la concentración inicial; para
una suspensión de carbonato de calcio, la relación es directamente proporcional tal
como una función potencial. Para una suspensión de polystyrene, la eficiencia de
remoción estuvo determinada por la interacción entre la concentración, el área
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superficial, el diámetro de partícula y la fuerza iónica. [6, 11]
Existe un tamaño crítico de las partículas para la filtración, en dependencia del
tamaño de los poros del medio filtrante. Una disminución del tamaño medio de los
flóculos
(suponiendo
constante
la
distribución
de
tamaños),
resultaría
un
estrechamiento de los poros de la membrana por los que atraviesa el líquido y por
lo tanto, un aumento de la resistencia a la filtración. Los sólidos muy finos o en
forma de lodos forman una torta densa e impenetrable y obturan cualquier medio
filtrante que sea capaz de retenerlos, para lograr una filtración más acelerada es
necesario el uso de coadyuvantes, se recomienda aplicarlos en los primeros minutos
de filtración y no de manera continua. Pulpas con partículas de tamaño homogéneo
producen un menor empaquetamiento de la torta y por tanto, incrementan la
porosidad y disminuyen la re (...truncated)
