Evaluación del trabajo de un hidrociclón para el espesamiento de la pulpa de yeso

ARTÍCULO ORIGINAL Evaluación del trabajo de un espesamiento de la pulpa de yeso hidrociclón para el Evaluation of the work of a hydrocyclone for the thickening of the gypsum pulp Ing. María Eugenia Peña- Durán, , Dra. Margarita Rivera-Soto, Ing. Junior Ramón Vega-Cala I Empresa Pedro Sotto Alba, Moa, Holguín, Cuba, II Carrera de Ingeniería Química, Universidad de Oriente, Santiago de Cuba, Cuba; III Centro de Desarrollo e Investigaciones del Níquel, Moa, Holguín, Cuba RESUMEN El trabajo presenta los resultados obtenidos en un estudio realizado a escala de laboratorio, utilizando un hidrociclón, con la finalidad de identificar las condiciones de operación más favorables para incrementar el porcentaje de sólido en la pulpa de yeso obtenida en la neutralización, una de las etapas del procesamiento de lateritas niquelíferas. Para los ensayos se utilizó una instalación piloto compuesta por: un hidrociclón, un tanque para el almacenaje de la pulpa y una bomba centrífuga, seleccionando como parámetros de estudio: concentración de sólido a la entrada y presión de trabajo, para analizar la influencia de estas variables sobre el porcentaje de sólido a la salida del hidrociclón. Los experimentos se realizaron a tres niveles aplicando un diseño de experimento factorial multinivel completo, resultando nueve experimentos, con dos réplicas cada uno para garantizar la fiabilidad de los resultados. Se determinaron las condiciones de operación del hidrociclón a las que se alcanza el porcentaje de sólido deseado y se realizó el procesamiento estadístico utilizando el programa profesional STATGRAPHICS.Centurion.XV.v15.2.14 , comprobando que la presión de trabajo fue la variable que influyó significativamente con un efecto positivo en el porcentaje de sólidos a la descarga del hidrociclón. En los resultados se observó que para el nivel alto de presión de trabajo (262 kPa) se obtuvo el mayor porcentaje de sólidos para cada uno de los porcientos de sólidos en el alimentado, aspecto confirmado en el modelo estadístico que denota en términos de cuantía la influencia de las variables medidas. Palabras clave: hidrociclones, pulpa de yeso, espesamiento de pulpa de yeso. ABSTRACT The work presents the results obtained in a laboratory scale study, using a hydrocyclone, in order to identify the most favorable operating conditions to increase the percentage of solid in the gypsum pulp obtained in the neutralization, one of the stages processing of nickel laterites. For the tests, a pilot plant was 46 used: a hydrocyclone, a pulp storage tank and a centrifugal pump, selecting as study parameters: solid concentration at the entrance and working pressure, to analyze the influence of these Variables on the percentage of solid at the hydrocyclone outlet. The experiments were carried out at three levels applying a complete multilevel factorial experiment design, resulting in nine experiments, with two replicates each to guarantee the reliability of the results. The operating conditions of the hydrocyclone at which the desired percentage of solid was reached were determined and the statistical processing was performed using the professional program STATGRAPHICS.Centurion.XV.v15.2.14, proving that the working pressure was the variable that significantly influenced with a positive effect on the solids percentage at the discharge of the hydrocyclone. In the results it was observed that for the high level of working pressure (262 kPa) the highest percentage of solids was obtained for each of the percent of solids in the feed, confirmed aspect in the statistical model that denotes in terms of amount Influence of the measured variables. Keywords: hydrocyclones, gypsum pulp, gypsum pulp thickening. INTRODUCCION El procesamiento de las lateritas niquelíferas mediante la tecnología de lixiviación ácida a presión es única en su tipo en Cuba y líder en rendimiento en el mundo. Los licores de este proceso contienen ácido sulfúrico libre, por lo que deben neutralizarse parcialmente para que, con posterioridad, ocurra la precipitación del níquel y el cobalto con sulfuro de hidrógeno. La neutralización se realiza con cienos carbonatados (Coral), extraídos de un yacimiento situado en la Bahía y muy rico en carbonato de calcio (CaCO 3) [2,7]. El proceso de neutralización ocurre en los reactores y se lleva a cabo según la siguiente ecuación: H2SO4 + CaCO3 + H2O = CaSO4·2H2O + CO2. En la reacción de neutralización se produce sulfato de calcio dihidratado: (CaSO 4 ·2H 2 O (yeso)), que primeramente se envía a los sedimentadores para su concentración y luego una parte de la pulpa se recircula a los reactores y la otra parte es enviada a la planta de Lavaderos, con el objetivo de recuperar el licor rico en níquel y cobalto presente en la pulpa. La pulpa de yeso actualmente se envía a la planta de lavaderos con un 18% de sólidos. A menor porciento de sólidos en la pulpa de yeso, es mayor el flujo de licor con contenido de níquel que se envía a recuperar en el circuito de lavaderos, por lo que: el incremento del porciento de sólidos en esta pulpa aumenta la eficiencia del proceso de forma general, contribuyendo además en la operación de los tanques de lavaderos en los que se alimente el yeso, mejorando la clarificación en el tanque por bajo balance de sólidos. La técnica de hidrociclones fue originalmente diseñada para promover la separación sólido-líquido, sin embargo, actualmente son también utilizados para separación de sólido – sólido, líquido – líquido y/o gas – líquido. La industria minera es el principal usuario de estos equipos, siendo aplicados en: clasificación, espesamiento, ordenamiento de partículas por densidad o tamaño y lavado de sólidos, [4]. Se plantea que los mismos ofrecen mejor eficiencia de separación en comparación con los equipos convencionales. complementarios Cuando convencionales, el se combina sistema de con equipos tratamiento de de agua proceso con los hidrociclones es más pequeño que un sistema convencional equivalente. Esto trae consigo un aumento en la eficiencia del proceso por volumen utilizado, [5]. 47 Se han investigado las características de configuración de un hidrociclón de alta eficiencia y su aplicación con buenos resultados de separación en el proceso de concentración del yeso, [6]. Otros estudios experimentales realizados con un hidrociclón de laboratorio, empleando pulpa de cienos carbonatados, han demostrado que la presión de trabajo es la variable que influye de manera positiva y significativamente en la obtención del porcentaje de sólido requerido a la descarga del hidrociclón [1]. En la búsqueda bibliográfica realizada se pudo concluir que se han realizado pocas investigaciones en cuanto a la utilización de hidrociclones con pulpas de yeso. La mayoría han sido en China, y se han ejecutado para la optimización del rendimiento teniendo en cuenta: la influencia de la presión de entrada [10]; la pérdida de p (...truncated)