Influencias de variables de operación de flotación Jameson sobre la cinética y la recuperación de carbón no quemado

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            FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

Flotación Industrial

Influencias de variables de operación de flotación Jameson sobre la cinética y la recuperación de carbón no quemado

Iquique,  22 de Agosto del 2016.

Abstracto

El propósito de este estudio fue investigar la influencia de variables de operación de flotación Jameson sobre la recuperación y la cinética de carbón no quemado (UC). La muestra de residuos de coque de petróleo, el polvo de filtro o cenizas volantes, que se utilizaron en los experimentos se recogieron de residuos de plantas de calcinación de cal. El efecto de los parámetros de flotación Jameson en la recuperación y la eficiencia cinética del UC se estudió sistemáticamente. La viabilidad de la separación de carbón no quemado y basura se determinó a partir de la recuperación de combustible (CR) y las curvas de reducción de ceniza (AR) (%). Dentro del rango estudiado, la dosis óptima de aceite diesel fue de 3500 g / tonelada, la dosis de aceite de pino de 2500 g / tonelada, densidad de pulpa fue del 15%, tasa de agua de lavado fue de 0,17 cm / s y profundidad bajante de inmersión fue de 50 cm. Los resultados indican que la técnica de flotación Jameson es eficaz en la eliminación del UC a partir de los residuos de polvo de filtro. Además, se aplicó el modelo de primer orden de flotación cinética clásica (R = R ∞ [1-exp (-k * t)]) para los datos de las pruebas. El modelo se evaluó mediante técnica estadística, después de la regresión no lineal de los parámetros del modelo. Se encuentra que el modelo de primer orden de flotación de cinética clásica, que se utiliza más ampliamente entre los modelos de flotación, se ajusta a los datos de los ensayos de muy buena manera.

Índice

1. Introducción

La flotación es una de las operaciones de procesamiento de minerales más complejos y se ve afectada por un gran número de variables. Muchos de estos van más allá del control del ingeniero, y algunos ni siquiera se pueden medir cuantitativamente con los instrumentos disponibles. Las relaciones entre las variables medidas y controladas están intrínsecamente relacionadas. A veces, al mismo tiempo cambiar varios parámetros del componente reforzará un atributo particular. Además, diversas configuraciones de componentes pueden cancelar o limitar los cambios entre sí, si no se eligen sabiamente. Para finos de carbón (-0,5 mm), la flotación de espuma es el método más eficaz de separar la ceniza que forma la materia mineral del material carbonoso. En la actualidad, la flotación por espuma es el único medio eficaz y económico de recuperación de -0.15 mm de carbón a escala industrial.

La flotación se utiliza cada vez más en el tratamiento de residuos, especialmente en la industria minera y metalúrgica. Por otra parte, la introducción de nuevos dispositivos, superiores, de flotación debe conducir a mejores aplicaciones para la remediación de aguas y sólidos contaminados en la industria minera. El uso industrial de flotación en la industria de procesamiento de minerales ha experimentado un notable crecimiento en los últimos años. Muchos dispositivos de flotación nuevos se han desarrollado. Se pueden agrupar en tres categorías: máquinas de flotación, columnas de flotación, y las celdas de flotación. Las máquinas de flotación se han aplicado ampliamente en la industria de procesamiento de minerales en todo el mundo. Las columnas de flotación también tienen muchas nuevas áreas de aplicación, tales como reciclado de destintado de pasta de papel y agua desaceitada. Las celdas de flotación son novedosos desarrollos de flotación. Estas son la celda Jameson, celda neumática, celda de contacto, celda de centriflotación, y celda de flotación LM. La celda Jameson es una tecnología patentada que utiliza un chorro a presión para generar burbujas de aire resultando en un proceso de flotación más eficaz. Tiene grandes ventajas sobre las tecnologías de flotación convencionales, incluyendo un diseño más compacto y un menor coste de capital, una cantidad mínima de mantenimiento y la capacidad de operar a temperaturas elevadas. La celda Jameson se puede dividir en tres zonas principales como se describe en la referencia Fig. 1. El tubo de descenso es donde se produce el contacto principal de burbujas y partículas. La pulpa de alimentación se bombea en el tubo de bajada a través de una placa de orificios,  creando un chorro de alta presión. El hundimiento del chorro de líquido en tijeras arrastra aire, que ha sido aspirado naturalmente. Debido a una alta velocidad de mezcla y una gran área interfacial hay un contacto rápido y recogido de partículas. La zona de tanque de pulpa es donde el segundo contacto de burbujas y partículas se produce y las burbujas se separan de la pulpa. La mezcla aireada sale del tubo de bajada y entra en la zona de tanque de pulpa de flotación. La velocidad de la mezcla y gran diferencia de densidad entre ella y el resto de la pulpa, da como resultado en el tanque la recirculación de los patrones de fluidos, manteniendo las partículas en suspensión sin la necesidad de agitación mecánica. La zona de espuma en el tanque es donde los materiales arrastrados se eliminan en la espuma por el drenaje de espuma y / o lavado de espuma. En comparación con las celdas mecánicas, las funciones de producción de burbujas y de partículas de burbujas colisión / unión en una celda Jameson

se realizan por separado en el interior del tubo de descenso. Un diagrama esquemático del tubo de bajada se muestra en la fig. 2. Los pasos siguientes se producen dentro del tubo de bajada:

1. El chorro creado por la suspensión que pasa a través del orificio promueve la inducción de aire en el tubo de descenso;
2. La acción de cizallamiento del chorro genera finas burbujas y las transporta a través de la zona de mezcla;
3. Las partículas y las burbujas chocan y se adhieren una a la otra y, posteriormente, descienden por el tubo de descenso; a través de la zona de flujo de la tubería;
4. Las burbujas se eliminan por la presión hidrostática del tubo de bajada creando un vacío para mayor arrastre de aire.

En la flotación por espuma, las burbujas de aire se inyectan en una corriente de movimiento de suspensión acuosa que contiene una mezcla de partículas, de manera que sólo los minerales hidrófobos recogidos en las burbujas superficiales salen en la corriente. Debido a su simplicidad, el proceso es ampliamente utilizado para la separación de una gran variedad de partículas sólidas. Sin embargo, una serie de aspectos de la interacción física y químicas complejas están involucrados en la literatura sobre el estudio de este proceso. De estos, el enfoque de cinética ha sido muy decisivo en una mejor comprensión que lleva a predicciones razonablemente precisas. Los modelos cinéticos se utilizan a menudo para analizar las condiciones de operación del equipo de flotación por discontinua y químicos para procesos de flotación. Agar et al. aplicó el modelo cinético clásico de primer orden well-known para optimizar el diseño de circuitos de flotación. Se introdujo el concepto de tiempo óptimo de flotación mediante la maximización de la diferencia entre la recuperación de los minerales valiosos y ganga. Dowling et al. presentó una revisión exhaustiva de los modelos cinéticos de flotación. Más recientemente, Yuan et al. estudiaron varios modelos cinéticos para una flotación de un complejo de minerales sulfurados. Lynch et al. ofrecen una extensa discusión de los modelos de flotación. Un aspecto importante de los modelos cinéticos es que los parámetros de modelo deben ser de alguna manera característica de un proceso de flotación. Entre los muchos modelos de flotación, el modelo de flotación de primer orden clásico es ampliamente usado y se puede utilizar para optimizar el diseño de circuitos de flotación.

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