Concentrador centrifugo

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DISEÑO Y CONSTRUCCION        DE UN CONCENTRADOR        CENTRIFUGO NEUMATICO PARA MINERALES AURIFEROS

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• Objetivo General (Propósito del Proyecto)

• DISEÑAR Y CONSTRUIR UN CONCENTRADOR CENTRIFUGO NEUMATICO EN SECO, SIN USAR MERCURIO Y CIANURO,PARA REGIONES MINERAS ESCASAS DE AGUA A TRAVES DE LA CONSTRUCCION DE VARIOS PROTOTIPOS HASTA LOGRAR UN EQUIPO EFICIENTE.

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RESUMEN

• 1.- Identificación de la problemática de la contaminación ambiental escases de agua en las

empresas minero-metalurgicas auríferas en las provincias de Caraveli , Camana e Ica, etc

• 2.- estudio estadístico actualizado y cuantificado de las operaciones minero-Metalurgicas que se

utilizan en las provincias con escases de agua tales como los procesos de molienda húmeda

, concentración gravimétrica húmeda, amalgamación , cianuarción y flotación.

• 3.-Localizacion , cuantificación de las reservas y caracterización de minerales auríferos adecuados

para la concentración centrifuga neumática en las provincias antes mencionadas

• 4.- diseño basado en una ecuación de diseño preliminar propuesto que debe ser mejorado durante la investigación por medio de un plan de pruebas metalúrgicas que se llevan a cabo en un prototipo de concentrador centrifugo neumático, equipos de separación solido – liquido y concentradores centrífugos hidráulicos. El diseño empírico implica determinar las dimensiones del equipo, altura del diámetro interior, superior y Angulo de inclinación del tazón, así como las condiciones de operaciones: fuerza centrifuga, caudal de alimentación, relación solido –

aire, distribución del peso especifico del mineral a tratar para lograr una recuperación de oro deseado.

• 5.- construcción del primer prototipo, ejecución de un ‘plan de pruebas metalúrgicas para validar la

ecuación de diseño que en caso contrario servirán para modificar la ecuación de diseño.

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• En esencia la centrifuga es un cilindro o un cono invertido, que gira a alta velocidad con alimentación por el fondo y salida anular para arriba, el material más grande o pesado se deposita en la pared el material más pequeño o liviano sale por el overflow

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• Vamos a partir del modelo de equilibrio orbital de Bradley desarrollado para la clasificación solido – fluido en un centrífugo tubular para el diseño de un concentrador centrífugo neumático para minerales auríferos bradley que cada partícula alcanza una órbita de equilibrio dada por la igualdad de la fuerza centrifuga (radial hacia afuera) y la fuerza de arrastre del fluido (radial hacia adentro) manteniéndose las partículas con la misma velocidad tangencial Vt del fluido

Vt = r*w

• En equilibrio: fuerza centrifuga = Fuerza de arrastre
• Masa por aceleración centrifuga = masa por aceleración centrípeta

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• La aceleración centrifuga[pic 13]

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• Cuando las partículas esféricas  de diámetro “d” y densidad “ [pic 16] ” caen por aceleración centrifuga hacia las paredes en un fluido viscoso de densidad fc en caída libre sobre las partículas actúan 3 fuerzas
• Fuerza centrifuga sobre las partículas (        ) hacia la pared; fuerza Buoyant[pic 17]

(        ‘        ) debido al liquido desplazado y la fuerza Fd de arrastre hacia adentro[pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]

• Cuando se alcanza la velocidad terminal

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• Por otro lado:

La fuerza de arrastre sobre las partículas esféricas en un concentrador centrífugo, bajo las condiciones de flujo laminar en debido enteramente a las fuerzas viscosas dentro del fluido, descrito por Stokes por su ecuación:

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• El efecto de la fluidización del agua y otras fuerzas sobre las partículas no son consideradas y la partícula alcanza su velocidad terminal, las dos ecuaciones (1) y

(2) se pueden igualar[pic 30][pic 31][pic 32][pic 33]

• Sea alimentación central en Z=0
• Salida en posición axial (overflow)
• Cilindro de radio “R3” y longitud “L”

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• HIPOTESIS
• En Z=0 la superficie de las partículas se distribuyen uniformemente en el anillo

entre [pic 36]

• Baja concentración de sólidos: sedimentación en régimen de Stokes
• Para una partícula cualquiera que inicia su movimiento en Z=0 y R = R2 ( en que hay una trayectoria balística determinada por[pic 37][pic 38][pic 39]

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• La integración simultánea (4) y (5) dará la trayectoria de las partículas. Ahora se supone que cualquier partícula que llega a la pared lateral queda[pic 42]

retenida, cualquier partícula que llega al techo es arrastrada por el overflow el

punto C en la figura separa entonces estas dos fracciones de sólidos.

• Se puede calcular la eficiencia de clasificación para una partícula de tamaño “d” para esto hay que calcular el radio “r2c”, partiendo del cual la partícula llegara justo al vértice “C”.
• El diseño de un concentrador centrifugo neumático para la concentración de oro, es decir según su distribución de peso especifico, manteniendo el tamaño constante o un intervalo de tamaño corto que asumiremos constante

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• Partiendo de las ecuaciones (4) y (5)

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• La integración simultánea de las ecuaciones (6) y (7) dará la trayectoria de las partículas.[pic 49]
• Las partículas que inicien su trayectoria desde        llegaran al techo y saldrán[pic 50]

por el overflow

• Las partículas que inicien su trayectoria desde        llegaran a la pared lateral[pic 51]

donde quedaran retenidas.

Integrando para

Z = L        para        r = r3

Z = 0        r = r2c

• Se obtiene:[pic 52][pic 53][pic 54]

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• Por lo tanto el límite máximo ( [pic 57]  máximo presente en el overflow) se obtiene de la ecuación “8”
• En el límite: r2c = r1[pic 58][pic 59]

• Donde:

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[pic 61]   Peso específico máximo de la partícula que partiendo de “r2c” llegara al vértice “C”

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