Tratamiento de Aguas en Procesos Mineros

Instrumentación de Procesos Industriales

Tratamiento de Aguas

en Procesos Mineros

Instrumentación de Procesos Avanzados

Integrantes:

• Carolina Bravo Díaz.
• Génesis Loyola Pedreros.
• Felipe Púas González.
• Diego Rodríguez Penela.

Fecha:

• 29/09/2015.

Profesor:

• Juan Herrera Q.

Índice

1.        Introducción        3

2.        Diagrama de Bloques de los Lazos a Instrumentar        4

3.        Descripción del Proceso de Tratamiento de Aguas        5

I.        Pre-tratamiento        5

Rejas gruesas        5

Rejas finas        5

Desarenado        5

II.        Sedimentación        5

III.        Flotación        6

IV.        Neutralización        6

4.        Descripción de variables a instrumentar        8

5.        Listado de variables a controlar        10

6.        Listado de Instrumentos        11

7.        

8.        Diagramas de Alambrado        16

Lazo 2000 – Estanque de Sedimentación        16

Lazo 2010 – Estanque de Flotación        16

Lazo 2011 – Estanque de Flotación        17

Lazo 2020, 2030 y 2040 – Proceso de Neutralización        17

Lazo 2050 – Estanque de Neutralización        18

Lazo 206X - Paradas de Emergencias        18

1. Introducción

La Minería del cobre en Chile, en los últimos años, ha tenido un desarrollo muy acelerado, resultando indispensable para la economía nacional y situándose entre los productores de cobre más importante del mundo.

El desarrollo de los grandes proyectos mineros en Chile por parte de los inversionistas privados, mayoritariamente extranjeros, mantiene a la minería nacional como el más dinámico de los sectores económicos del país.

El es esquema a continuación muestra a grandes rasgos los procedimientos a seguir en un proceso minero.

[pic 3]

Esta parte del proyecto, en específico, se enfocará en el tratamiento de aguas del proceso minero, lo que ha llegado a ser un componente principal en las operaciones mineras alrededor del mundo. El suministro de agua, la escasez y restricciones regulatorias están cambiando la visión del manejo global de aguas en la minería.

Además, la disposición del drenaje minero, por propósitos de seguridad y operacionales, posee un alto riesgo de contaminación de las aguas superficiales si no son manejadas responsablemente. Sin embargo, si estas aguas son tratadas, pueden optimizar positivamente el balance de aguas de la operación minera.

En base a la información proporcionada, el fin de este proyecto será la instrumentación del proceso de tratamiento de aguas con el objetivo de lograr el perfecto funcionamiento tanto de nuestra área de trabajo como del proyecto completo.

1. Diagrama de Bloques de los Lazos a Instrumentar

A continuación, según el estudio de tratamiento de aguas correspondiente,  se presenta el diagrama de bloques de los diferentes lazos a instrumentar.

[pic 4]

1. Descripción del Proceso de Tratamiento de Aguas

1. Pre-tratamiento

Es importante que antes de iniciar cualquier proceso de tratamientos de aguas exista un proceso de filtración de las aguas residuales, esto debido a que pueden existir diferentes elementos constituyentes de esta que puedan causar dificultades de operación y mantenimiento de los procesos futuros.

Rejas gruesas

En primer lugar tenemos el proceso de filtrado, en donde las aguas residuales pasan a través de un filtro de rejas gruesas el cual permite remover elementos de tamaño mediano.

Rejas finas

En la segunda parte del proceso de filtrado, el agua pasa por un filtro de rejas finas las cuales van a permitir filtrar solidos más pequeños, los cuales pueden interferir en el normal funcionamiento de las bombas en etapas posteriores.

Desarenado

En la etapa de desarenado, las aguas residuales se hacen circular a menor velocidad y de forma controlada, lo cual permite que decante el material articulado que no se removió en etapas anteriores.

1. Sedimentación

El proceso de sedimentación consiste en separar los sólidos que se encuentran en suspensión, por medio de decantación, esto quiere decir que caen los sedimentos por su propio peso.

Para poder lograr este proceso, existe un aspa que gira horizontalmente, y de manera muy lenta,  dentro del estanque por medio de un motor con el propósito de que los sedimentos caigan homogéneamente dentro del estanque.

En la parte inferior del estanque existe un sensor de turbiedad el cual permite medir la cantidad de partículas que hay en una cierta área. Luego se realiza un control por medio de un variador de frecuencia el cual permite que el motor de extracción saque los sedimentos de manera adecuada.

1. Flotación

En el proceso de flotación se separan los sólidos cuya densidad es aproximadamente igual  o menor  que el agua, por lo que no se pueden separar por sedimentación. El objetivo de la flotación es aumentar el empuje ascensional de los sólidos. Esto se logra mediante la generación de burbujas de finas de aire. Las burbujas de aire se adhieren a los sólidos y los transportan a  la superficie del agua, desde donde se pueden retirar los sólidos.

En este caso se realizará la flotación por aire disuelto en un estanque. Para lo que se contará con un compresor de aire el cual reduce la presión del aire. La reducción brusca de la presión a la presión atmosférica provoca que el aire disuelto forme pequeñas burbujas, donde un rascador retira la espuma flotante, la cual transporta las partículas en suspensión, de la superficie de agua.

Para poder controlar la cantidad de aire que se debe hacer ingresar se mide la diferencia  entre la altura de la espuma y la altura del agua. La primera medición se realiza mediante un sensor de radar en la parte superior del estanque con el cual se puede saber la altura de la espuma. En cambio, con un sensor de nivel del tipo flotador se puede saber el nivel de agua en el estanque. Como se dijo anteriormente, al saber la diferencia de estas mediciones se puede saber la cantidad de espuma en el estanque y a partir de eso realizar un control en el compresor de aire mediante un variador de frecuencia.

1. Neutralización

El proceso de neutralización tiene por objetivo entregar a la salida del tratamiento de aguas el líquido con un PH neutro para así poder ser reutilizado. Con el fin de lograr este objetivo el flujo que proviene del estanque anterior se mezcla con diferentes reactivos para corregir el PH.

Este proceso fue dividido en dos sub-etapas, en primer lugar se hará el ingreso de reactivos al agua tratada, y luego se realizara la extracción del líquido del estanque de neutralización. Para lograr una mezcla efectiva añadiremos los reactivos directamente a la tubería y no al estanque. Ejerceremos un control de PH luego de realizada la mezcla con el fin de saber si el objetivo ha sido cumplido, de lo contrario se corregirá la cantidad de reactivos ingresados en razón del flujo de agua proveniente de la etapa de flotación, por lo cual es necesario medir esta variable y al mismo tiempo controlarla para mantener un flujo constante. Una vez analizado los datos del sensor de PH y del flujo proveniente de la etapa de flotación podemos calcular la cantidad de reactivos necesarios y añadirlos en justa proporción a la tubería.

...