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aaaaaDISEÑO DE CELDAS DEFLOTACIONDOCENTE: AIRE MENDOZA, JhonnyINTEGRANTES: CARHURICRA ESTRADA, Wilder Victor CHAVEZ CALLUPE, Carolay PANEZ TORRES, Margot SALVADOR REVIRA, JeffryCURSO: DISEÑO DE PLANTAS IIINTRODUCCIÓNLos circuitos de flotación constan de varias etapas, en general, en la flotación...

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DISEÑO DE CELDAS DE FLOTACIO

DOCENTE: AIRE MENDOZA, Jhonny INTEGRANTES:  CARHURICRA ESTRADA, Wilder Victor

 CHAVEZ CALLUPE, Carolay  PANEZ TORRES, Margot  SALVADOR REVIRA, Jeffry CURSO: DISEÑO DE PLANTAS II

DISEÑO DE CELDAS DE FLOTACIÓN 2

INTRODUCCIÓN Los circuitos de flotación constan de varias etapas, en general, en la flotación de minerales de cobre se utilizan las etapas rougher, cleaner, cleaner-scavenger y recleaner. Sin embargo, en la flotación de otros minerales podrían encontrarse etapas rougher, scavenger, cleaner y recleaner. La etapa primaria de flotación (etapa rougher) se alimenta con el rebalse de los hidrociclones de un circuito cerrado molienda/clasificación. Por otra parte, es común que el concentrado de la etapa rougher se someta a una remolienda antes de ingresar a la etapa cleaner. En relación a las celdas de flotación utilizadas en los circuitos, las celdas mecánicas son utilizadas en las etapas rougher, scavenger y cleaner-scavenger, mientras que, columnas de flotación se aplican a las etapas cleaner y recleaner. Sin embargo, existen algunas concentradoras que usan celdas mecánicas en la etapa cleaner y celdas columnares en la etapa recleaner. En la actualidad, la tendencia es aumentar el tamaño de los equipos hacia celdas mecánicas de volumen superior a los 4000 pies3, originada por la disminución de los costos de operación (energía, mantención, etc.) de estas celdas de gran volumen.

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MARCO TEORICO 1. DISEÑOS DE CELDAS DE FLOTACIÓN: A) EQUIPOS DE FLOTACIÓN: Aunque existen diseños diferentes de máquinas de flotación, todas ellas tienen la función primaria de hacer que las partículas que se han convertido en hidrofóbicas entren en contacto y se adhieran a las burbujas de aire, permitiendo así que dichas partículas se eleven a la superficie y formen una espuma, la cual es removida. Actualmente, las máquinas más usadas por su importancia tecnológica, por lo menos en lo que se refiere al continente americano, son las celdas de flotación Sub “A”, Agitair y de columna. También se toman conceptos de máquinas de flotación de nueva generación, como la celda Jameson de Australia. B) FUNCION DE UNA CELDA DE FLOTACIÓN: 

Mantener todas las partículas en suspensión dentro de las pulpas en forma efectiva, con el fin de prevenir la sedimentación de éstas.



Producir una buena aireación, que permita la diseminación de burbujas de aire a través de la celda.



Promover las colisiones y adhesiones de partícula – burbuja.



Mantener quietud en la pulpa inmediatamente bajo la columna de espuma.



Proveer un eficiente transporte de la pulpa alimentada a la celda, del concentrado y del relave.



Proveer un mecanismo de control de la altura de la pulpa y de la espuma, la aireación de la pulpa y del grado de agitación.

C) CARACTERISTICAS QUE DEBEN REUNIR LAS CELDAS DE FLOTACIÓN: 

Facilidad para la alimentación de la pulpa en forma continua.



Mantener la pulpa en estado de suspensión.



No debe ocurrir la sedimentación de las partículas.



Separación adecuada del concentrado y del relave.

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DISEÑO DE CELDAS DE FLOTACIÓN 4 D) EFICIENCIA DE UNA CELDA DE FLOTACIÓN: La eficiencia de una celda de flotación se determina por los siguientes aspectos. 

Tonelaje que se puede tratar por unidad de volumen.



Calidad de los productos obtenidos y recuperaciones.



Consumo de energía eléctrica, reactivos, espumantes y otros reactivos, con el fin de obtener los resultados óptimos.



Gastos de operación y mantención por tonelada de mineral tratado.

2. TIPOS DE CELDA DE FLOTACIÓN: Los equipos o celdas, usados en la flotación son las siguientes: 

CELDAS DE FLOTACIÓN MECÁNICAS.



LA CELDA DE FLOTACIÓN LA SERIE JJF



CELDAS DE FLOTACIÓN WEMCO.



CELDAS DE FLOTACIÓN JAMESON.



CELDAS DE COLUMNAS DE FLOTACIÓN.



CELDAS DE FLOTACIÓN EKOFLOT - V. 2.1 Celdas mecánicas.

La celda mecánica está constituida por un depósito en forma de paralelepípedo o forma cúbica, de distintas capacidades, con un mecanismo rotor-estator para la dispersión del sólido y el aire. Las celdas se juntan en serie y forman un banco de flotación agrupándose de diferentes formas. Por ejemplo, un banco de 12 celdas mecánicas podría tener las siguientes configuraciones, de acuerdo a como se agrupen las celdas: 3-3-33; 2-2-2-3-3, etc. En las celdas de flotación, se pueden distinguir tres zonas típicas (figura 7.4): - Una zona de alta turbulencia, a nivel del mecanismo de agitación. - Una zona intermedia. - Una zona superior. En la zona de alta turbulencia o zona de agitación se producen los choques para la adhesión partícula burbuja. En esta zona deben existir las condiciones hidrodinámicas y fisicoquímicas que favorezcan este contacto.

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DISEÑO DE CELDAS DE FLOTACIÓN 5 La zona intermedia se caracteriza por ser una zona de relativa calma, lo que favorece la migración de las burbujas hacia la parte superior de la celda. La zona superior corresponde a la fase espuma, está formada por burbujas separadas por finos canales de pulpa. La pulpa descarga por rebalse natural, o con la ayuda de paletas mecánicas. Cuando la turbulencia en la interfase pulpa/espuma es alta, se produce una contaminación debido al arrastre significativo de pulpa hacia la espuma. Figura 7.4. Zonas típicas de una celda de flotació

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AMALGAMACION DEL ORO 6 a) Ventajas: 1 、Diseño de la celda DC con gran capacidad del flujo y alta velocidad de flotación. 2 、El aire de inflación se realiza por el soplante exterior con amplia regulación. 3 、Poco cubrimiento de área con peso ligero por unidad. 4 、Se adopta el cilindro cónico permite el gran ciclo vertical hacia arriba fortaleciendo la agitación inferior de la celda y mejorar la suspensión del mineral, lo que es adecuado para las operaciones díficiles de separación con gran volumen de aire inflado. 5 、El impulsor se usa para la circulación de la pulpa y la dispersión del aire y el impulsor ubica en la celda profundida reduce la abrasión del agitador para mantener la estabilidad de la superficie de la pulpa. 6 、El espacio muerto axial y radial entre el impulsor y la placa es mayor que lo de la serie A facilitando la instalación y mantenimiento. 7 、La consumición de reactivos y la energía se reduce obviamente mientras el índice de flotación se sube. b) Principio: Las partículas gruesas y de gran densidad se suben hacia arriba por el flujo vertical pasando por el cilindro cónico evitando el sedimiento y la delaminación. El aire de baja presión se dispersa en toda la celda inflado por el soplante. Las burbujas mineralizadas se suben verticalmente hasta la zona estable superior de la celda dejando las gangas. Se consta con el carácter de corta distancia de subida para burbujas.

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HIDROMETALURGIA II

DISEÑO DE CELDAS DE FLOTACIÓN 7 c) Esquema

Es una celda de flotación mécanica agitación con aire-inflación con simple estructura tales como manguera de aire,eje principal, manguito, cilindro circular, junta de ajustación, guiador, placa para cubir, placa de conectada y motor, etc. El impulsor consta con 8 platos de paletas radiales. La placa se compone de 4 grupos de plato con 24 paletas radiales alrededor ubicadas. El espacio muerto axial entre el impulsor y la placa es 15~20mm y el radial es 20~40mm. El tubo de inflación arriba del cilindro central se conecta con el cilindro de viento, la parte abajo del cilindro central se conecta con el cilindro circular. Se instala la pieza formada campana al abajo del cilindro central por conducción. d) Aplicación Se utiliza ampliamente en las operaciones de beneficio para los minerales metálicos y no metálicos.

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DISEÑO DE CELDAS DE FLOTACIÓN 8 2.2 LA CELDA DE FLOTACIÓN LA SERIE JJF:

a) Ventajas 1 、Alta circulación de pulpa a 2.5 veces facilitando la mineralización del mineral, reactivo y gas. 2 、Gran capacidad inspiratoria, buen efecto de dispersión. 3 、Buena suspensión sin hundimiento，no hace falta salir la pulpa. 4 、Alta eficiencia de recuperación con amplio escala de partícula. 5 、Auto-aspiración de aire pero no pulpa, se requiere el dispositivo de escalera(distancia 300-400mm). 6 、Unidad combinada con la serie SF, SF como tanque de succión y JJF como tanque de flujo directo. b) Principio Una presión negativa formada por la agitación del impulsor para tener el flujo de vórtice con el fin de mezclar el aire con la pulpa.El mixto del gas y la pulpa se extiende uniformemente en el tanque. Las burbujas son raspadas para ser productos.

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c) Estructura

La celda de flotación JJF se compone principalmente de celda, impulsor, estator, cubierta descentralizada, falsa baja, tubo de diversión, tubo vertical, anillo de ajustación. 1 、 Celda somera con corto diámetro del impulsor, baja velocidad y bajo consumo de energía.

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DISEÑO DE CELDAS DE FLOTACIÓN 10 2 、Gran espacio entre el impulsor y el estator que es un cilindro con agujero oval para la mezcla y dispersión del aire y la pulpa. 3 、La altura del estator es inferior que el impulsor para gran circulación del lodo a 2.5 veces que otros. 4 、 La cubierta dispersa del modo paraguas con agujeros del estator separa la vórtice generada por el impulosr con la capa de burbujas mantiendo la superficie estable. d) Aplicación Se utiliza en la clasificación de los metales no ferrosos, metales ferrosos, minerales no metálicos, es adecuado para flotación primera y separación de barrido de plantas grandes y medianas. e) Datos técnicos Model o

Volum en efectiv o (m3)

Capaci dad(m 3/min)

Diámetro del impulsor (mm)

Velocidad del impulsor (r.p.m)

Potenci a del motor para agitaci ón (kw)

Potencia del motor para raspador( kw)

JJF-4 JJF-5 JJF-8 JJF-10 JJF-16 JJF-20

4 5 8 10 16 20

2.0-4 2.0-6 4.0-8 5.0-10 5.0-16 5.0-20

410

305

11

1.5

540

233

22

700 730

180

37

Peso de celda por unid ad (kg) 2303 2416 4700 4820 8000 8500

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DISEÑO DE CELDAS DE FLOTACIÓN 11 2.3 CELDAS DE FLOTACIÓN WEMCO.

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DISEÑO DE CELDAS DE FLOTACIÓN 12 2.4 Celdas de Columnas de flotación a) Celda-columna Los mismos principios de físicoquímica de superficie que se aplica a flotación en celdas convencionales son válidos para la flotación en celda-columna, siendo la cinética de flotación mucho más rápida en esta última; de esa manera las partículas hidrofóbicas son adheridas a las burbujas, las cuales ascienden y son removidas como concentrado. A diferencia de las celdas convencionales, no usan agitadores mecánicos, la pulpa entra a unas 2/3 partes de la zona inferior de la celda y encuentra una corriente de aire ascendente, el concentrado rebosa por la parte superior, y simultáneamente un spray de agua colocado en la parte superior lava las espumas removiendo la ganga o estéril, que se descarga por la parte inferior. El aire a presión es introducido mediante generadores internos o externos de burbujas y son los inyectores de aire los que reciben mayor atención en toda instalación antigua o nueva; se puede afirmar que los generadores de burbujas son el "corazón" de la celdacolumna. Aquí algunos conceptos básicos importantes: 1. Holdup.- Se define como el % de volumen en la columna usada por el aire en cualquier momento, el límite del holdup es 16%. Para fines prácticos se puede usar la siguiente fórmula: Holdup = ( H espuma/ H columna) x 100 2. Impending holdup.- Deficiencia para trasladar el concentrado al labio del overflow. 3. Bías.- Es la relación que hay entre el flujo del relave y el flujo de alimentación; este valor es igual o mayor que la unidad por adición de agua de lavado. 4. Spargers.- Son generadores de burbujas en forma tubular con pequeños agujeros a través de los cuales se inyecta aire. 5.

Coalescencia.- Periodo en el que no puede extenderse el holdup en una columna; en este punto las burbujas colapsan y se crea una caída en la recuperación.

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DISEÑO DE CELDAS DE FLOTACIÓN 13 Variables más importantes en su operación son: 1. Flujo de alimentación 2. Flujo de aire 3. Flujo de agua de lavado 4.

Nivel de pulpa y espuma

5. % de sólidos 6. Dosificación de reactivos b) Zonas de la celda-columna Se distinguen dos zonas básicas en la celda (figura N.° 1): zona de recuperación o colección y zona de limpieza; sin embargo, cuando se trata de realizar trabajos de investigación (figura N.° 2) se debe estudiar la celda de acuerdo con lo que a continuación se indica: 1. Zona de limpieza: fase espuma, región que se extiende hacia arriba desde la interfaz pulpa -espuma hasta el rebase de la columna. 2. Zona de limpieza: interfaz pulpa-espuma, región de longitud arbitraria en la interface pulpa-espuma; a esta región se le asigna el espacio entre 0.15 m sobre la interfaz 0.15 m por debajo de la interfaz. 3.

Zona de limpieza: fase pulpa; región que se extiende hacia abajo desde la interfaz pulpa-espuma hasta la tobera de inyección del material de alimentación.

4. Zona de colección, región que se extiende hacia abajo desde la tobera de inyección o alimentación hasta los difusores. c) Forma de la celda-columna Se caracteriza por su forma rectangular, cuadrada o redonda con poco diámetro y una gran altura. Prevalece la forma redonda; las formas cuadradas y rectangulares requieren fierro extra, lo que representa un gasto adicional.

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DISEÑO DE CELDAS DE FLOTACIÓN 14 d) Aireación de la celda El sistema de inyección de aire es la parte fundamental de la celda y se realiza mediante inyectores internos o externos que buscan mejorar la producción del enjambre de burbujas y el tamaño de las mismas; así, por ejemplo, se han usado inyectores cerámicos, tubos perforados, cubiertos con lonas de filtro y últimamente el generador de burbujas desarrollado por el Bureau de Minas de Estados Unidos. El sistema consiste en la disolución de aire en agua alimentados convenientemente a una cámara pequeña que contiene gravas, de preferencia de canto rodado, a presiones que fluctúan entre 60 a 70 PSI. También es importante el burbujeador microcel de Process Engineering Resources, Inc., que es un mezclador estático para disponerse fuera de la columna formando microburbujas que van desde 1000 a 600 micras. Finalmente, podemos mencionar los slam jet sparger de Canadian Process Technologies de regulación automática de gas, que trabajan fuera de la columna y son diseñadas para fácil instalación y mantenimiento en línea. El control de aire en la celda se hace midiendo el tiempo de éste en el interior de la misma, lo que en inglés se llama holdup, que se define como la fracción de aire presente en la pulpa de cualquier celda de flotación expresada en porcentaje y se determina fácilmente implementando dos visores: uno en la parte inferior y otro en la parte superior de la columna (figura N.° 3), deduciendo que la diferencia de niveles a través de dichos visores debe ser proporcional al aire contenido dentro de la celda. e) Agua de lavado En la figura N.° 4, podemos apreciar el perfil de la espuma en la celda-columna, zona muy importante del proceso de flotación; la forma y calidad de espuma serán factores importantes en la eficiencia del proceso. En la celda-columna el agua de lavado tiene funciones muy importantes: 1. Formar el bías. 2.

Mantener el nivel de pulpa y espuma

3.

Limpiar el concentrado.

4.

Lubricante de las partículas minerales.

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f)

Instrumentación y control

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