DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN MADERAS.

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Informe

FLOCULACIÓN Y SEDIMENTACIÓN.

Curso: Laboratorio de Procesos Químicos (420113)

Carrera: Ingeniería Civil Química

Concepción, Lunes 06 de Junio de 2016

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN MADERAS

Facultad de Ingeniería

                                                        Profesor        : Jorge Saavedra.

                                                        Integrantes        : Cristian González S.

                                                                           Andrea Matus C.

                                                                           Fabián Torres R.

                                                                           Daniel Vásquez V.

                                                                           Bastian Vera G.

RESUMEN.

El presente laboratorio tuvo por objetivo analizar experimentalmente el proceso de sedimentación y floculación de la sílice tras la adición de un floculante aniónico utilizado en la industria minera, dichos resultados se compararon además con el obtenido tras la adición de cloruro de sodio para análisis, evaluando su interacción con el floculante y los resultados del proceso. Se prepararon 6 muestras, 1 muestra blanco, 4 usando diferentes concentraciones de floculante y 1 de repetición de una de las anteriores donde se utilizó NaCl. El floculante utilizado (SNF 60430) fue el mismo, presentado en dos concentraciones diferentes de 10 ppm y 1000 ppm. Con una cantidad constante de sílice equivalente a 2 gramos y una única muestra con 14,64 gramos de NaCl. Los resultados arrojaron que la turbidez es mayor a la muestra en blanco para aquellas muestras que solo utilizaron floculante, mientras que la adición de NaCl en combinación con el floculante produjo una reducción en el porcentaje de turbidez de un 74.9%, de la misma manera se apreció un aumento poco significativo en la acidez mientras el pH fue desde 6.37 (para la muestra en blanco) a 5.77 para aquella en donde se adicionó NaCl.

Palabras Clave: Floculación, sedimentación, sílice, NaCl, turbidez, pH.

ABSTRACT.

This experience was based on the experimental analysis of silica flocculation and sedimentation, using an anionic flocculant used in minning processes. A sample with sodium chloride was made to compare result with samples without salt, also interactions with the flocculant were evaluated. Six samples were prepared, 1 as target for turbidimeter, 4 using different concentrations and 1 of repeating with salt. The flocculant used (SNF 60430) was the same on all the samples but using different concentrations, 10 and 1000 ppm. 14.64 grams of sodium chloride were added to a special sample and 2 grams of silica were added to every sample. For those samples without sodium chloride and just flocculant, their turbidity levels were higher respect sample with salt, getting 74,9% less turbidity on the sample with salt, also acidity increased a little significant while pH decreased from 6.37 (for the target sample) to 5.77 (for the sample with salt).

Key Words: Flocculation, sedimentation, silica, NaCl, turbidity, pH.

ÍNDICE

RESUMEN.        

ABSTRACT.        

1. INTRODUCCIÓN.        

2. OBJETIVOS.        

2.1. Objetivo general.        

2.2. Objetivos específicos.        

3. MATERIALES Y MÉTODO.        

3.1. MATERIALES.        

3.2. MÉTODO.        

3.2.1. Preparación de las muestras.        

3.2.2. Adición de floculante a las muestras.        

3.2.3. Medición de Turbidez y pH.        

4. RESULTADOS Y ANÁLISIS.        

4.1. Resultados obtenidos del proceso.        

4.2. Análisis de los datos.        

CONCLUSIONES.        

BIBLIOGRAFÍA.        

1. INTRODUCCIÓN.

Se entiende por sedimentación la remoción por efecto gravitacional de las partículas en suspensión presentes en una solución. Estas partículas deberían tener un peso específico mayor que el fluido.

La sedimentación es, en esencia, un fenómeno netamente físico y constituye uno de los procesos utilizados en el tratamiento del agua para conseguir su clarificación. Está relacionada exclusivamente con las propiedades de caída de las partículas en el agua. Cuando se produce sedimentación de una suspensión de partículas, el resultado final será siempre un fluido clarificado y una suspensión más concentrada.

Las partículas ensuspensión sedimentan en forma diferente, dependiendo de las características delas partículas, así como de su concentración. Es así que podemos referirnos a la sedimentación de partículas discretas, sedimentación de partículas floculentas y sedimentación de partículas por caída libre e interferida. En particular, se hará referencia a la sedimentación de partículas floculentas. [1]

El objetivo principal de la floculación es reunir las partículas desestabilizadas para formar aglomeraciones de mayor peso y tamaño que sedimenten con mayor eficiencia.

Las aguas potables o residuales, en distintas cantidades, contienen material suspendido, sólidos que pueden sedimentar en reposo, ó sólidos dispersados que no sedimentan con facilidad. Una parte considerable de estos sólidos que no sedimentan pueden ser coloides. En los coloides, cada partícula se encuentra estabilizada por una serie de cargas de igual signo sobre su superficie, haciendo que se repelan dos partículas vecinas como se repelen dos polos magnéticos. Puesto que esto impide el choque de las partículas y que formen así masas mayores, llamadas flóculos, las partículas no sedimentan[1].

Una forma de saber si un coloide tiene posibilidades de sedimentar es a través del potencial Z, que es una medida de la magnitud de repulsión o atracción entre las partículas. Éste se mide en mV, y se conoce que para un pH entre 4 y 8 y un potencial Z entre -30 y +30 mV, el coloide está inestable y aumenta las posibilidades de que aglomere con otros[2].

Las operaciones de coagulación y floculación desestabilizan los coloides y consiguen su sedimentación. Esto se logra por lo general con la adición de agentes químicos y aplicando energía de mezclado. En Chile, en la zona norte y centro del país, se utiliza el proceso de coagulación y floculación para disminuir el nivel de arsénico en el agua potable. Según la OMG la concentración de arsénico debería ser menor a 10 µg/L. La planta Salar del Carmen, ubicada en Antofagasta, utiliza éstos procesos, además de una oxidación inicial y una filtración gravitacional para cumplir con las normas[3].

Coagulantes.

Los coagulantes cancelan las cargas eléctricas sobre la superficie del coloide permitiendo la aglomeración y la formación de flóculos. Estos flóculos inicialmente son pequeños, pero se juntan y forman aglomerados mayores capaces de sedimentar. Para favorecer la formación de aglomerados de mayor tamaño se adicionan un grupo de productos denominados floculantes. Cuando se aproximan dos partículas semejantes, sus capas difusas interactúan y generan una fuerza de repulsión, cuyo potencial de repulsión está en función de la distancia que los separa y cae rápidamente con el incremento de iones de carga opuesta al de las partículas.

Una vez que se ha añadido el coagulante y se ha realizado la operación de coagulación se pasa a la formación de flóculos mayores. Puede ocurrir que el flóculo formado por la aglomeración de varios coloides no sea lo suficientemente grande como para asentarse con la rapidez deseada. Por ello es conveniente utilizar productos coadyuvantes de la floculación ó simplemente denominados floculantes[4].

Floculantes.

Un floculante reúne partículas en una red, formando puentes de una superficie a otra y enlazando las partículas individuales en aglomerados. La floculación es estimulada por un mezclado lento que junta poco a poco los flóculos. Un mezclado demasiado intenso los rompe y rara vez se vuelven a formar en su tamaño y fuerza óptimos.

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