Los espesadores, o clarificadores, según la aplicación, se pueden usar para recuperar agua de proceso reutilizable inmediatamente, así como para extraer finos y otros materiales. Los espesadores son utilizados por productores de minería y agregados, así como por contratistas ambientales en industrias como la gestión de aguas residuales, para separar sólidos de líquidos en suspensión.
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Los beneficios de los espesadores pueden variar de un usuario a otro según las necesidades del productor y la industria.
Por ejemplo, los espesadores se pueden usar en lugares donde el agua es escasa o muy cara, proporcionando agua de proceso reutilizable inmediatamente a la planta. También se pueden usar para reducir el tamaño de los estanques de sedimentación o las instalaciones de almacenamiento de relaves. Cuando se combina con otros equipos de procesamiento de agua y lodo, como un filtro prensa, los espesadores pueden eliminar por completo los estanques de sedimentación. En algunas industrias, se usan como clarificadores para eliminar minerales contaminantes y finos del agua de proceso.
Con los espesadores McLanahan, los productores pueden recuperar hasta el 90% de su agua para su reutilización y crear una operación más sostenible. Son ideales para sitios donde el agua es escasa o cara. Los espesadores McLanahan también reducen la cantidad de material que se informa a los desechos. Esto permite a los productores reducir el tamaño de sus estanques de sedimentación o instalaciones de almacenamiento de relaves, que pueden ser costosos y peligrosos de mantener, causar problemas de permisos y potencialmente cubrir las reservas explotables.
La mayoría de los espesadores McLanahan (no todos) incorporan un diseño de rastrillo de bajo perfil con o sin piquetes de desagüe, y el accionamiento del rastrillo funciona con una fuente de alimentación hidráulica o una caja de cambios electromecánica de acoplamiento directo. Un diseño moderno de pozo de alimentación basado en el modelado de dinámica de fluidos computacional garantiza un uso mínimo de floculante. Los sensores opcionales para controlar el nivel del lecho, la densidad de flujo inferior y la turbidez de flujo excesivo garantizan un funcionamiento óptimo.
McLanahan ofrece una gama de tipos de espesadores, que incluyen alta velocidad, ultra sin rastrillos, alta densidad y pasta, que se adaptan a una aplicación individual. Se pueden utilizar como soluciones independientes o en combinación con otros equipos.
Los espesadores de alta densidad descargan un lodo subterráneo con un límite elástico entre 50-100 Pa., Que puede bombearse con una bomba centrífuga de lodo. Se caracterizan comúnmente por tener paredes laterales más altas para proporcionar efectos de compresión mejorados, una pendiente de piso más pronunciada para ayudar a mover los sólidos al área de descarga y una estructura de rastrillo de bajo perfil combinada con piquetes para mejorar el desagüe del lecho. Los espesadores de alta densidad están disponibles con tanques en el suelo, de fondo plano o tanques elevados, que permiten líneas de succión más cortas y requisitos de bombeo reducidos.
Los espesadores de alta velocidad son utilizados por las industrias de agregados y minería, así como por contratistas ambientales, para recuperar aproximadamente el 85% del agua para su reutilización. Este alto nivel de recuperación de agua mantiene el consumo de agua a niveles sostenibles, así como reduce drásticamente el volumen de lechada que informa a los estanques de sedimentación. Utilizan cantidades mínimas de floculante para sedimentar rápidamente las partículas en suspensión, haciendo que los espesadores de alta velocidad sean favorables al medio ambiente. Los espesadores de alta velocidad se pueden suministrar con tanques de fondo plano, en el suelo o tanques elevados, que cuentan con líneas de succión cortas que reducen el riesgo de taponamiento.
Los espesadores de pasta alcanzan la concentración de sólidos más alta posible solo por gravedad, proporcionando una recuperación máxima de agua de hasta el 90% y descargando un lodo con un límite elástico superior a 150 Pa. Debido al alto porcentaje de sólidos en el lodo, los productores pueden reducir en gran medida el tamaño de sus estanques de sedimentación o instalaciones de almacenamiento de relaves. Los espesadores de pasta cuentan con tanques con paredes laterales altas y pendientes pronunciadas en el piso para ayudar con los efectos de compresión del lodo. Un sistema de rastrillo y piquete impulsado por un disco resistente ayuda a crear canales de desagüe en el lecho de lodo, lo que permite una mayor compactación del lodo.
Los espesadores ultra sin rastrillo (ULT) cuentan con un lecho de lodo profundo y una pendiente empinada en el piso para ayudar a comprimir el lodo sin el uso de rastrillos. Esto permite que los espesadores sean una opción más económica. Otro beneficio de este espesador es que, si bien ofrece altas tasas de recuperación de agua, el flujo inferior no es tan denso como el de un espesador de pasta y, por lo tanto, puede bombearse con una bomba centrífuga.
Tanto los espesadores como los clarificadores separan los sólidos del líquido, pero se usan por diferentes razones. Los clarificadores se centran en la claridad del desbordamiento, mientras que los espesadores se centran en la densidad del flujo inferior (underflow). Lea Espesador vs. Clarificador: Cuál es la diferencia para obtener más información.
Los espesadores deshidratan lodos que contienen partículas finas que varían en tamaño de 250 a 45 micras (malla 60-400), recuperando el agua de proceso reutilizable y reduciendo el volumen de material que informa al estanque de sedimentación o instalación de almacenamiento de relaves. Mira este video para ver cómo funciona un espesador.
Se debe considerar que los espesadores llevan a cabo un proceso continuo de decantación y espesamiento. Cuando el espesador se encuentra en un estado estable, los sólidos son extraídos a la misma velocidad que son ingresados. Por lo tanto, se debe cumplir el principio de que “la masa que ingresa es equivalente a la masa que sale’’, y se recomienda usar instrumentos para medir la densidad y el caudal tanto de la alimentación como del caudal inferior. Dado que las características de alimentación, tales como su distribución del tamaño de las partículas y su composición, pueden variar, los controles adicionales de medición y verificación deben incluir la dosis de floculante usada, el torque del rastrillo, el nivel de la cama, la presión de la cama y la claridad del rebose. Todos estos factores deben tenerse en cuenta. La sofisticación del paquete de controles debe evaluarse en comparación con la importancia de la salida del equipo y la variación esperada de la alimentación.
Para dimensionar correctamente el espesador, primero se deberán definir con precisión los requisitos de entrada y salida. Luego, se deberán definir las características de la decantación. Idealmente, esto se hace sometiendo las muestras representativas a pruebas de laboratorio; sin embargo, si las muestras no están disponibles, el personal con experiencia puede realizar una evaluación basada en las especificaciones de entrada (gravedad específica de sólidos, densidad y distribución de tamaño de partículas) correlacionadas con una base de datos de aplicaciones exitosas.
Para determinar el espesador correcto para una aplicación, se deben realizar las siguientes pruebas de laboratorio:
Luego de las pruebas de laboratorio, se puede aplicar una prueba de planta piloto para demostrar la viabilidad a mayor escala, sin embargo, McLanahan puede proporcionar una garantía de proceso basándose únicamente en el desempeño de las pruebas de laboratorio.
Un dispositivo de elevación es un accesorio mecánico conectado al cabezal de accionamiento del rastrillo que levanta todo el mecanismo del rastrillo por sobre la cama de lodo. Si bien no siempre es necesario, se suele utilizar un elevador de rastrillo para proporcionar algún tipo de seguridad adicional contra el posible atasco del espesador. Si las condiciones de la alimentación o de floculación cambian y las herramientas de control del proceso son insuficientes o están inoperantes, la elevación del rastrillo está programada para activarse una vez que se mida el torque del rastrillo preestablecido. Se supone que la transmisión de accionamiento aumenta debido al aumento de la viscosidad del lodo. Al levantar el mecanismo de rastrillo del lodo grueso, el operador puede ganar algo de tiempo para abordar el cambio de las condiciones antes de que se detenga la unidad de rastrillo. Observe cómo funciona un espesador para ver cómo se levanta el rastrillo cuando las condiciones de torque son altas.
El pozo de alimentación mezcla la alimentación y el floculante bajo las condiciones reológicas correctas para favorecer más rápidamente la decantación libre. Está diseñado para convertir el momentum (movimiento) de la alimentación horizontal en un movimiento vertical suave. Lograr la velocidad adecuada y las condiciones reológicas es fundamental para minimizar el consumo de polímeros floculantes. El pozo de alimentación puede diluir la alimentación hasta alcanzar la concentración de sólidos óptima identificada en el procedimiento de pruebas. Observe cómo funciona un espesador para ver cómo la cámara de alimentación mezcla y distribuye las partículas en suspensión.
Los costos de espesadores varían debido a la amplia gama de funciones y estilos. Consulte a su representante local de McLanahan para identificar la opción más rentable para su aplicación.
