Ventajas productivas de los hidrociclones

HidrociclonesLa industria productora de agregados tiene que adaptarse a los desafíos que suponen procesar materiales con distintas granulometrías y capacidades de proceso más difíciles. Esto se nota en las labores de lavado de los agregados, la cual tiene que ir en concordancia con las especificaciones de piedra triturada, arena y grava.

El lavado de la arena o clasificación hidráulica es un paso fundamental ya que nos permite eliminar las impurezas tales como arcillas y limos, un proceso necesario para cumplir con las espedificaciones de producción. No olvidemos que en la principal aplicación, producción de concreto, las deficiencias en la calidad de la arena significarán un aumento en la proporción de cemento, lo cual representará un aumento considerable en los costos de producción.

Resulta fundamental poder deshidratar la suspensión de arena y eliminar el exceso de agua para poder vender nuestra producción de arena con rapidez.

Tanques de sedimentación

Los tanques de sedimentación operan utilizando la gravedad como medio de separación. El material entra en un tanque de clasificación donde las partículas de arena más pesadas caen al fondo del tanque mientras que las partículas muy finas se desbordan y se eliminan. La arena es descargada desde el tanque de clasificación a un tornillo de arena donde el producto es deshidratado y enviado a la reserva. Los tanques de clasificación se utilizan cuando hay un exceso de material en el rango de menos de 200 micras.

Un tornillo de arena no nos permitiría eliminar el exceso de finos, material con mayor contenido de finos. Cuando se trata de producción de arena, un material fino deshidratado de desechos derivados de operaciones de trituración, contamos con un exceso de material en el intervalo de menos de 200 micras y necesitaremos un tanque de clasificación además del tornillo de arena. Esto representa el costo que supone una gran cantidad de agua en este proceso, sin contar con el espacio considerable que representa su volumen.

Otro problema adicional es la pérdida de material de 200 micras durante el proceso de gravedad. Este material de desecho debería ser procesado de nuevo para recuperar arena de calidad industrial. Otra tecnología utilizada es la de los tornillos de arena, los cuales reciben el material directamente de la operación de cribado o son alimentados desde el tanque en aplicaciones en las que exista un exceso de material fino en el rango de menos 200 micras.

Tecnología beneficiosa

Los hidrociclones son usados para la separación de suspensiones sólido–líquido y son fundamentales para la producción de arena de calidad suficiente en el uso de la producción de concreto u hormigón. Esta tecnología no es exclusiva para la industria de agregados sino que tiene multitud de aplicaciones en otras industrias. Por ello puede variar considerablemente su tamaño y su construcción. Pueden estar construidos en poliure tano o polímeros (diseño integral) o en acero-elastómero con carcasa metálica y revestimiento interior en diferentes elastómeros, dependiendo de su aplicación. También existen hidrociclones en materiales especiales resistentes a la corrosión y altas temperaturas para procesos muy específicos.

Obviamente la producción minera y de agregados es uno de los ambientes más difíciles en los que operarán los hidrociclones. Su sistema de construcción modular, con geometría cónica o cilíndrica, permite el intercambio de piezas entre hidrociclones de diversos tipos y materiales.

Los hidrociclones usados en el lavado de arena pueden eliminar partículas no deseadas inferiores a 50-150 micras, en la recuperación de arenas finas, perdidas en el rebose de equipos de lavado ineficientes o desfasados, la producción de dos arenas y arenas ultra-finas.

También se pueden usar en la clasificación de sólidos, en el rango de 10-300 micras, en circuitos de molienda y preconcentración de minerales, entre otras aplicaciones.

Obviamente, la función principal del hidrociclón es separar los sólidos suspendidos en un determinado flujo en dos fracciones, una que acompaña al flujo denominado de “descarga” (que lleva en suspensión los sólidos más gruesos que un determinado tamaño de corte) y otra fracción que acompaña al flujo denominado de “rebose”, que lleva en suspensión los sólidos más finos que el tamaño. La alimentación entra tangencialmente en la parte cilíndrica a una cierta presión, lo que genera su rotación alrededor del eje longitudinal del hidrociclón, lo que crea un torbellino primario descendente hacia el vértice inferior del hidrociclón.

Durante su operación, las partículas más gruesas giran cercanas a la pared por efecto de la aceleración centrífuga, siendo evacuadas a través de la boquilla. Debido a las reducidas dimensiones de dicha boquilla, solamente se descarga una parte de la suspensión, creándose en el vértice inferior un torbellino secundario de trayectoria ascendente, y aquí se realiza la separación al producirse aquí las mayores aceleraciones tangenciales. La corriente arrastra hacia el rebose las partículas finas junto con la mayor parte del líquido, que se descarga a través de un tubo central situado en el cuerpo cilíndrico superior del hidrociclón.

Para ajustar el tamaño de separación de las partículas sólidas entre 10 y 500 micras, la aceleración del torbellino es regulada y la geometría y/o toberas del hidrociclón son modificadas. Los hidrociclones cilíndricos con descarga central o de fondo plano se diferencian de los hidrociclones cónicos convencionales por poder alcanzar tamaños de corte más gruesos, además de presentar una operación más estable ante variaciones en las condiciones de alimentación, especialmente en la concentración de sólidos.

En ellos se crea una tercera corriente que genera un lecho fluido de partículas sólidas en el fondo que se mantienen en movimiento desde la periferia del hidrociclón hacia el orificio central de descarga y así evitar el bloqueo de la descarga de gruesos con altos valores de concentración de sólidos. Su principal aplicación es en la producción de arenas con granulometrías especiales. Como se eliminan las pérdidas de calidad de los tanques de sdimentación, también se reducen los costos operativos. Los hidriciclones permiten reducir el espacio que de otro modo necesitaríamos con los tanques de sedimentación.

Además, es fundamental el hecho de poder configurar el ciclón para garantizar la producción según las especificaciones de la arena. Sin duda el objetivo detrás de estas opciones es la reducción de la humedad en la arena que se mantiene después del uso de los tornillos de arena, por lo general entre el 20 y 30%. Si el tornillo de arena no puede desecar eficazmente la arena, empleamos una criba de deshidratación de alta frecuencia para desecarla. Una vez que la lechada de arena con el material de menos de 200 micras eliminado es descargada de los hidrociclones, pasamos por una criba de deshidratación que se clasifica de acuerdo con sus requisitos de capacidad específicos y se baja el contenido de humedad entre 12 y 15 por ciento. Así se elimina el doble proceso del material.

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