Cuándo utilizar un hidrociclón y cuándo utilizar un Separator™ en su planta de arena

octubre 29, 2019
Al elegir entre un hidrociclón y un Separator™ para su planta de arena, resulta útil conocer las diferencias entre ellos y para qué aplicaciones son más adecuados.

A pesar de que un Separator™ es una versión modificada de un hidrociclón, existen diferencias en su funcionamiento. Debido a una diferencia en términos de funcionalidad, cada uno puede adaptarse mejor a determinadas aplicaciones.  

Al intentar decidir cuándo utilizar un hidrociclón o cuándo utilizar un Separator™ en una planta de arena, puede ser útil analizar las diferencias entre ellos. 

Cuándo utilizar un hidrociclón

El hidrociclón, comúnmente denominado ciclón, es más conocido y se utiliza con mayor frecuencia. 

La condición ideal para un ciclón es una alimentación constante en lo que respecta a la velocidad de flujo y los sólidos. La velocidad de flujo constante es esencial para mantener la presión deseada y poder lograr una separación predecible y repetible.  

Los cambios en la velocidad de flujo tienen relación directa con la presión de entrada. La alta presión enviará partículas más pequeñas hacia el caudal inferior, mientras que la baja presión permitirá el ingreso de partículas más grandes en el desagüe.  

Para la recuperación de finos

En algunas aplicaciones, un Separator™ puede utilizarse casi tan eficazmente como un ciclón en términos de rendimiento, pero la recuperación de finos es un área en la que se prefiere el uso de un ciclón. 

Un ciclón puede funcionar a una presión superior a 15 psi. Esto es importante cuando se busca capturar la mayor cantidad de material posible. La presión más elevada aumentará las fuerzas centrífugas de todas las partículas a través de mayores velocidades angulares.  

Gracias a que las fuerzas centrífugas más altas hacen girar las partículas más pequeñas hacia la pared del ciclón, las partículas más finas llegarán al caudal inferior.  

Para alimentaciones con densidades consistentes

Cuando cambia el contenido de sólidos de la pulpa, los efectos pueden observarse en el caudal inferior. El tamaño del vértice controla la división de agua entre el caudal inferior y el desagüe. 

En muchas aplicaciones, un objetivo secundario es lograr que la menor cantidad de agua llegue al caudal inferior.  

A pesar de que el caudal inferior de un ciclón no alcanzará un porcentaje de sólidos tan alto como el que sí alcanza un Separator™, aún puede extraer la mayor parte del agua cuando se selecciona el vértice apropiado.  

Cuando el vértice no tiene el tamaño adecuado conforme la relación de los sólidos que llegan al caudal inferior y la cantidad de sólidos es demasiado grande para que el vértice pueda manejarla, ocurrirá una de las siguientes dos situaciones:

  • Encordado en el caudal inferior,
  • Aumento en el desvío de finos hacia el caudal inferior.

Encordado

El encordado en el caudal inferior ocurre cuando la cantidad de sólidos es superior a lo que puede manejar el vértice. Esto provoca que el núcleo de aire se desplome y que la separación del ciclón ya no sea eficiente.  

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Caudal inferior del ciclón encordado (izquierda) vs. caudal inferior del ciclón ideal (derecha).

En situaciones en las que el encordado tenga un impacto significativo en el proceso aguas abajo, es posible que deban usarse protecciones o bien podrían utilizarse Separators™. Las probabilidades de que ocurra un encordado en un Separator™ se reducen drásticamente debido a su vértice sobredimensionado.  

Aumento en el desvío de finos

En dirección opuesta, cuando se reduce la cantidad de sólidos en la pulpa, llega más agua al caudal inferior. Esta situación aumentará la cantidad de finos en el caudal inferior, puesto que el agua siempre transportará algunas partículas finas, independientemente de qué corte sea.  

Con una mayor cantidad de agua, existe un aumento en el desvío de finos hacia el caudal inferior.  

A fin de obtener el mayor rendimiento de un ciclón, el porcentaje de sólidos de la alimentación (también llamado densidad) deberá mantenerse relativamente constante.

Para el calibrado

En aquellas situaciones en las que el calibrado es el factor determinante de la selección, se deberá examinar en primer lugar el ciclón. Esto sucede especialmente si el caudal inferior no requiere estar totalmente controlado o si está diluido a menos del 50 % por peso.   

Algunas de las aplicaciones que están dentro de este escenario incluyen la eliminación de las lamas antes de un tanque de clasificación, lavadores de tornillo sin fin y clasificadores a contracorriente (es decir, Hydrosizers™). 

Tener un ciclón al frente de estos tipos de aplicaciones puede reducir el calibrado requerido de los equipos subsiguientes. Esto se logra mediante la eliminación de los finos no deseados y, al mismo tiempo, se conserva la fracción de tamaño deseada.  

Estas aplicaciones son similares al uso de una zaranda separadora para reducir la carga de una zaranda de calibración.

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Cuándo utilizar un Separator™

3 Separators

Los Separators™ se crearon para separar el agua de los sólidos con un sifón para extraer el agua a través del buscador de vórtice. 

Este método de crear la corriente ascendente para realizar la separación limita la presión superior al rango de 14 a 15 psi.  

Los Separators™ son la opción ideal para aplicaciones que necesitan un porcentaje de sólidos predecible en el caudal inferior o que tienen grandes fluctuaciones en el porcentaje de sólidos de la alimentación.  

El rango de la densidad de alimentación puede fluctuar entre 1 % y 25 % con poca incidencia en el rendimiento del Separator™.  

Al eliminar la necesidad de un núcleo de aire, se pueden lograr densidades de caudal inferior más altas, puesto que los sólidos se acumularán en el área del vértice por encima del regulador de caudal inferior. 

Para crear un producto apilable

El motivo principal para utilizar un Separator™ es lograr un caudal inferior seco. Por este motivo, un Separator™ es una buena opción para acopiar material sin equipos adicionales.  

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Separator™ descargando al acopio.

Al describir el caudal inferior de un Separator™, se utiliza con mayor frecuencia el término "apilable". A pesar de que aún permanece algo de agua en el caudal inferior, el material formará una pila. Esto es ideal cuando el acopio puede dejarse solo durante uno o dos días para permitir el drenaje del agua adicional.  

Para generar un producto sin goteo

Cuando no se puede dejar el material durante algunos días, la combinación de un Separator™ y una zaranda desaguadora puede generar un producto "sin goteo".  

Sin goteo significa que si recoge un puñado de la arena y la comprime, no saldrá agua.  

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Separator™ alimentando una zaranda desaguadora.

Esta combinación de Separator™ y zaranda desaguadora elimina la mayor parte del agua, sin utilizar un filtro y/o secadora, lo que permite preparar el producto final para el almacenamiento en bruto o el acarreo.  

Si bien puede utilizarse un ciclón en la combinación, puesto que se realiza para la recuperación de finos, creará una fracción de finos del material más lavada. 

Para la eliminación de la humedad

Algunos equipos, como las celdas de atrición, funcionan de forma más óptima cuando se controla el porcentaje de sólidos del material.  

En este caso, un Separator™ eliminará realmente más humedad que la necesaria al lograr que el caudal inferior se ubique de forma consistente en el rango de 75 % a 79 % de sólidos por peso.  

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Separator™ alimentando celdas de atrición.

Una celda de atrición funcionará en el rango de 65 % a 75 % de humedad, pero generalmente es más sencillo agregar agua para garantizar el correcto funcionamiento.  

Si bien un ciclón puede lograr una densidad de caudal inferior de hasta 70 % de sólidos por peso, cualquier fluctuación de la alimentación provocará inconsistencias en el proceso. 

La elección correcta

Cuando la densidad de la alimentación es consistente y el calibrado es el máximo requisito del proceso, un hidrociclón es la elección correcta. Los requisitos de alta presión por encima de 15 psi cambiarán automáticamente la elección a un ciclón. 

Un Separator™ es la opción adecuada para una aplicación en la que el caudal inferior debe tener la menor cantidad de humedad posible o cuando la densidad de la alimentación tendrá grandes cambios.

Etiquetas: Minería, Lavado y clasificación, Áridos